WO2010012822A9 - Latent hybrid heat accumulator - Google Patents

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WO2010012822A9
WO2010012822A9 PCT/EP2009/059927 EP2009059927W WO2010012822A9 WO 2010012822 A9 WO2010012822 A9 WO 2010012822A9 EP 2009059927 W EP2009059927 W EP 2009059927W WO 2010012822 A9 WO2010012822 A9 WO 2010012822A9
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/026—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat with different heat storage materials not coming into direct contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F19/008—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using scrapers
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    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Definitions

  • the invention relates to a latent hybrid heat storage for storing heat energy from heat sources, such as solar circuits, geothermal circuits, hot water supplies, Nachsagennik35n, process heat circuits and heating circuits, wherein a filled with a first heat storage medium heat storage tank is provided, in which there are heat exchangers with at least one of the heat sources connected is.
  • Various heat exchangers located in the heat accumulator, filled with water or another liquid, give or remove heat energy for various thermal energy systems, such as solar circuits, heating circuits, hot water systems and reheating.
  • PCM Phase Change Materials
  • Heat accumulators of conventional design have a container filled with water and are provided with insulation to store stored heat energy in the storage and are often used for heat storage in heating systems for hot water supply or for the use of process heat.
  • heat exchangers are often used; they are located inside or outside the storage tank.
  • Modified heat storage for special areas such as solar systems or wood boilers are also called buffer memory, stratified storage, duo storage or combi storage, they are usually filled with water, because water has a high specific heat capacity and is an excellent heat transfer medium due to its low viscosity.
  • the disadvantage here is that the filled with water storage have a low energy density, thus these heat storage are very bulky and can be used only in very small sizes in buildings, such as single-family homes, old buildings or new buildings without a basement. Furthermore, it is also disadvantageous that the construction of systems with a larger storage volume, usually realized by a plurality of individual storage, resulting in a large installation effort.
  • Latent heat storage devices for example filled with a PCM (Phase Change Materials) are also used to store heat energy; they have the advantage of storing large amounts of heat in the smallest of spaces. The disadvantage so far has been that the stored heat energy can only be released very slowly if required.
  • PCM Phase Change Materials
  • the present invention has for its object to provide a latent hybrid heat accumulator of the generic type with improved heat exchange, which once the advantages Ie of the heat storage, filled with water, on the other hand has the advantages of latent heat storage.
  • a latent hybrid heat storage device in that one or more heat storage cartridges filled with a second heat storage medium are arranged in the heat storage container, the heat storage containers are rotatably mounted and coupled to a drive unit and the heat storage cartridges are provided with a device for removing solidified phase change material from its inner surface are provided.
  • the second heat storage medium in the heat storage cartridges is a phase change material.
  • At least one agitator for mixing the medium is integrated in the heat storage cartridges, whereby a better heat transfer and a better heat distribution can be achieved.
  • Peltier elements for supplying and removing heat energy can be arranged in the heat storage.
  • the second heat storage medium may contain other substances for frost or corrosion protection.
  • the jacket the heat storage cartridges corrugated to increase the surface.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that the device for removing solidified phase change material is designed as at least one scraper in the rotatable heat storage cartridges, which is fixed with respect to these.
  • the present invention provides a large heat storage volume for a variety of systems, as commonly found in green homes, in the smallest of spaces. Due to the limited space available in these houses, the compact design of the hybrid heat accumulator according to the invention is particularly advantageous.
  • a large heat storage volume means that heat is provided for a long time without having to reheat in a conventional manner, thereby saving a lot of primary energy.
  • FIG. 1 shows a latent hybrid heat accumulator according to the invention with integrated heat exchangers
  • FIG. 2 shows a latent hybrid heat exchanger according to the invention with connections for expansion modules.
  • a heat storage tank 1 which is surrounded on the outside by an insulation 7 and with a first heat storage medium 2, eg water, is filled, there are one or more heat storage cartridges 3, with a Heat storage medium 4, eg PCM (Phase Change Materials) are filled.
  • the heat storage tank 1 different heat exchanger 8 for hydraulic connection to various thermal energy systems, the heat exchanger 8, for example, solar circuits, geothermal circuits, hot water supplies, Nachetznikept, process heat circuits and heating circuits can be connected, they are hydraulically separated from each other, because often different heat transfer used and often also different line pressures prevail.
  • the heat storage cartridges 3 are rotatably mounted in the heat storage tank 1 and connected to a drive unit 5 outside of the heat storage tank. Are multiple heat storage cartridges 3 in the heat storage tank 1, the heat storage cartridges 3 are touching each other horizontally or vertically arranged side by side. Thus, it is sufficient to connect only one of the heat storage cartridges 3 via a belt drive 6 with the drive unit 5, since the other heat storage cartridges 3 are rotated by friction with continuously or alternately.
  • the outer surfaces of the heat storage cartridges 3 may be externally provided at least partially with a friction increasing material, such as rubber or a plastic.
  • the first heat storage medium 2 takes on heat through the connections to the heat exchanger 8 or electric heaters 9 in the heat storage tank 1 very quickly heat energy. This thermal energy is then released from the heat storage medium 2 continuously to the heat storage cartridges 3, filled with phase change material. If heat energy removed from the heat storage 1, the previously stored heat energy from the storage cartridges filled with phase change material 4, in the heat storage medium 2, which then ensures the transfer of heat energy through the heat exchanger 8 and / or the connections for extension 10.
  • a scraper 11 which is shown schematically in FIG. 2 in the lower heat-shielding cartridges 3.
  • the scraper 11 can be arranged spatially fixed in the heat storage cartridges 3, or hung on an axle weighted.
  • first heat storage medium 2 By the invention it is possible, once heat energy through heat exchangers located in the water (first heat storage medium 2) quickly absorb and deliver.
  • PCM Phase Change Materials
  • a novelty here is that the PCM storage cartridges 3 are not built-in stationary, but horizontally or vertically and perform a rotating or alternating movement, whereby the heat exchange is improved at the surface and a smoother Tem- temperature distribution within the PCM memory cartridge 3 results. The movement is from a drive unit 5 via a power transmission unit 6 to one of the movably mounted PCM storage cartridges 3 and from this to the rest

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Abstract

The invention relates to a latent hybrid heat accumulator for storing heat energy from heat sources such as solar circuits, geothermal heat circuits, hot water supplies, re-heating circuits, process heat circuits and heating circuits, wherein a heat accumulator tank which is filled with a first heat accumulator medium is provided, in which heat accumulator tank are situated heat exchangers which are connected to at least one of the heat sources. The problem addressed is that of creating a latent hybrid heat accumulator which has firstly the advantages of a water-filled heat accumulator and secondly the advantages of the latent heat accumulator. This is achieved in that one or more heat accumulator cartridges (3) which are filled with a second heat accumulator medium (4) (phase change material) are arranged in the heat accumulator tank (1), in that the heat accumulator cartridges (3) are rotatably mounted and coupled to a drive unit (5), and in that the heat accumulator cartridges (3) are provided with a device for removing solidified phase change material from their inner surface.

Description

Latent-Hybridwärmespeicher Latent heat storage hybrid
Die Erfindung betrifft einen Latent-Hybridwärmespeicher zur Speicherung von Wärmeenergie aus Wärmequellen, wie Solarkreisläufen, Erdwärmekreisläufen, Warmwasserversorgungen, Nachheizkreisläufen, Prozesswärmekreisläufen und Heizungskreisläufen, wobei ein mit einem ersten Wärmespeichermedium gefüllter Wärmespeicherbehälter vorgesehen ist, in dem sich Wärmetauscher befinden, die mit mindestens einer der Wärmequellen verbunden ist.The invention relates to a latent hybrid heat storage for storing heat energy from heat sources, such as solar circuits, geothermal circuits, hot water supplies, Nachheizkreisläufen, process heat circuits and heating circuits, wherein a filled with a first heat storage medium heat storage tank is provided, in which there are heat exchangers with at least one of the heat sources connected is.
Verschiedene Wärmetauscher, befindlich im Wärmespeicher, gefüllt mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit, geben oder entnehmen Wärmeenergie für verschiedene Wärmeenergiesysteme, wie zum Beispiel Solarkreisläufe, Heizungskreislau- fe, Warmwasseranlagen und Nachheizungen.Various heat exchangers, located in the heat accumulator, filled with water or another liquid, give or remove heat energy for various thermal energy systems, such as solar circuits, heating circuits, hot water systems and reheating.
Bei Latentwärmespeichern werden PCM (Phase Change Materials) eingesetzt, es sind Stoffe, die beim Schmelzen sehr viel Wärmeenergie aufnehmen und diese umgekehrt beim Erstar- ren wieder freisetzen.In the case of latent heat storage systems, PCM (Phase Change Materials) are used; they are substances that absorb a great deal of heat energy during melting and, on the other hand, release it again during solidification.
Derartige Materialien sind dem Fachmann bekannt und werden daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.Such materials are known to the person skilled in the art and are therefore not explained in detail at this point.
Wärmespeicher üblicher Bauart weisen einen mit Wasser gefüllten Behälter auf und sind mit einer Isolierung versehen, um gespeicherte Wärmeenergie im Speicher zu halten und werden häufig zur Wärmespeicherung bei Heizungsanlagen zur Warmwasserversorgung oder zur Nutzung von Prozesswärme ein- gesetzt. Um den Wärmeträger für den Energietransport zum/vom Wärmespeicher z.B. Trinkwasser, Heizungswasser, Solarflüssigkeit und Wärmeträgeröl, nicht direkt miteinander zu verbinden, werden häufig Wärmetauscher eingesetzt, sie befinden sich innerhalb oder außerhalb des Speichers.Heat accumulators of conventional design have a container filled with water and are provided with insulation to store stored heat energy in the storage and are often used for heat storage in heating systems for hot water supply or for the use of process heat. In order not to connect the heat transfer medium for the energy transport to / from the heat storage, eg drinking water, heating water, solar fluid and heat transfer oil, heat exchangers are often used; they are located inside or outside the storage tank.
Modifizierte Wärmespeicher für spezielle Bereiche wie zum Beispiel Solaranlagen oder Holzkessel werden auch Puffer- Speicher, Schichtenspeicher, Duospeicher oder auch Kombispeicher genannt, sie sind meistens mit Wasser gefüllt, weil Wasser eine hohe spezifische Wärmekapazität hat und durch seine niedrige Viskosität ein hervorragendes Wärmeträgermedium ist.Modified heat storage for special areas such as solar systems or wood boilers are also called buffer memory, stratified storage, duo storage or combi storage, they are usually filled with water, because water has a high specific heat capacity and is an excellent heat transfer medium due to its low viscosity.
Nachteilig hierbei ist, dass die mit Wasser gefüllten Speicher eine niedrige Energiedichte haben, dadurch sind diese Wärmespeicher sehr voluminös und können nur in sehr kleinen Baugrößen in Gebäuden, wie Einfamilienhäuser, Altbauten oder Neubauten ohne Keller, eingesetzt werden. Weiterhin ist auch nachteilig, dass der Aufbau von Anlagen mit einem größeren Speichervolumen, meistens durch mehrere Einzelspeicher realisiert wird, wodurch sich ein großer Installationsaufwand ergibt .The disadvantage here is that the filled with water storage have a low energy density, thus these heat storage are very bulky and can be used only in very small sizes in buildings, such as single-family homes, old buildings or new buildings without a basement. Furthermore, it is also disadvantageous that the construction of systems with a larger storage volume, usually realized by a plurality of individual storage, resulting in a large installation effort.
Eingesetzt werden zur Speicherung von Wärmeenergie auch Latentwärmespeicher, zum Beispiel gefüllt mit einem PCM (Phase Change Materials) , sie haben den Vorteil große Wärmemengen auf kleinstem Raum zu speichern, nachteilig war bisher, dass die gespeicherte Wärmeenergie bei Bedarf nur sehr langsam abgegeben werden kann.Latent heat storage devices, for example filled with a PCM (Phase Change Materials), are also used to store heat energy; they have the advantage of storing large amounts of heat in the smallest of spaces. The disadvantage so far has been that the stored heat energy can only be released very slowly if required.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Latent-Hybridwärmespeicher der gattungsgemäßen Art mit ver- bessertem Wärmeaustausch zu schaffen, der einmal die Vortei- Ie des Wärmespeichers, gefüllt mit Wasser, zum anderen die Vorteile des Latentwärmespeichers hat.The present invention has for its object to provide a latent hybrid heat accumulator of the generic type with improved heat exchange, which once the advantages Ie of the heat storage, filled with water, on the other hand has the advantages of latent heat storage.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Latent-Hybrid- wärmespeicher dadurch gelöst, dass in dem Wärmespeicherbehälter ein oder mehrere mit einem zweiten Wärmespeichermedium gefüllte Wärmespeicherpatronen angeordnet sind, dass die Wärmespeicherbehälter drehbar gelagert und mit einer Antriebseinheit gekoppelt sind und dass die Wärmespeicherpat- ronen mit einer Vorrichtung zur Beseitigung von erstarrtem Phase Change Material von deren Innenoberfläche versehen sind.This object is achieved according to the invention in a latent hybrid heat storage device in that one or more heat storage cartridges filled with a second heat storage medium are arranged in the heat storage container, the heat storage containers are rotatably mounted and coupled to a drive unit and the heat storage cartridges are provided with a device for removing solidified phase change material from its inner surface are provided.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Wärmespeichermedium in den Wärmespeicherpatronen ein Phase Change Material.In a first embodiment of the invention, the second heat storage medium in the heat storage cartridges is a phase change material.
Um einen möglichst guten Wärmetransport zu erreichen, befindet sich in den Wärmespeicherpatronen ein thermisch sehr gut Wärme leitendes, dreidimensionales Geflecht.In order to achieve the best possible heat transfer, located in the heat storage cartridges, a thermally very good heat conducting, three-dimensional mesh.
In einer weiteren gegebenenfalls alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist in den Wärmespeicherpatronen jeweils mindestens ein Rührwerk zur Vermischung des Mediums integriert, wodurch ein besserer Wärmetransport und eine bessere Wärmeverteilung erreicht werden.In a further optionally alternative embodiment of the invention, in each case at least one agitator for mixing the medium is integrated in the heat storage cartridges, whereby a better heat transfer and a better heat distribution can be achieved.
Grundsätzlich können im Wärmespeicher auch zusätzliche oder alternativ Peltier-Elemente zur Zu- und Abführung von Wärme- energie angeordnet werden.Basically, additional or alternatively Peltier elements for supplying and removing heat energy can be arranged in the heat storage.
Schließlich kann das zweite Wärmespeichermedium weitere Stoffe zum Frost- bzw. Korrosionsschutz beinhalten.Finally, the second heat storage medium may contain other substances for frost or corrosion protection.
In einer besonderen Fortführung der Erfindung ist der Mantel der Wärmespeicherpatronen zur Vergrößerung der Oberfläche gewellt .In a particular continuation of the invention, the jacket the heat storage cartridges corrugated to increase the surface.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Beseitigung von erstarr- tem Phase Change Material als mindestens ein Schaber in den drehbaren Wärmespeicherpatronen ausgebildet ist, der in Bezug auf diese feststehend ist.A further embodiment of the invention is characterized in that the device for removing solidified phase change material is designed as at least one scraper in the rotatable heat storage cartridges, which is fixed with respect to these.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein großes Wärmespeichervolumen für verschiedene Systeme, wie sie in ökologisch gebauten Häusern häufig vorkommen, auf kleinstem Raum bereitgestellt. Durch die meist begrenzten Platzverhältnisse in diesen Häusern ist der kompakte Aufbau des erfindungsgemäßen Hybridwärmespeichers besonders vorteilhaft.The present invention provides a large heat storage volume for a variety of systems, as commonly found in green homes, in the smallest of spaces. Due to the limited space available in these houses, the compact design of the hybrid heat accumulator according to the invention is particularly advantageous.
Ein großes Wärmespeichervolumen bedeutet, dass lange Zeit Wärme bereitgestellt wird, ohne dass auf herkömmliche Art nachgeheizt werden muss, wodurch viel Primärenergie kann dadurch eingespart werden.A large heat storage volume means that heat is provided for a long time without having to reheat in a conventional manner, thereby saving a lot of primary energy.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen :The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:
Fig. 1: einen erfindungsgemäßen Latent-Hybridwärmespeicher mit integrierten Wärmetauschern; und1 shows a latent hybrid heat accumulator according to the invention with integrated heat exchangers; and
Fig. 2: einen erfindungsgemäßen Latent-Hybridwärmetauscher mit Anschlüssen für Erweiterungsbausteine.2 shows a latent hybrid heat exchanger according to the invention with connections for expansion modules.
Den prinzipiellen Aufbau des erfindungsgemäßen Latent- Hybridwärmespeichers zeigt Fig. 1. In einem Wärmespeicherbehälter 1, der außen von einer Isolation 7 umgeben wird und mit einem ersten Wärmespeichermedium 2, z.B. Wasser, gefüllt ist, befinden sich ein oder mehrere Wärmespeicherpatronen 3, die mit einem Wärmespeichermedium 4, z.B. PCM (Phase Change Materials) , gefüllt sind. Weiterhin befinden sich im Wärmespeicherbehälter 1 verschiedene Wärmetauscher 8 zur hydraulischen Anbindung an verschiedene Wärmeenergiesysteme, wobei die Wärmetauscher 8 zum Beispiel an Solarkreisläufe, Erdwär- mekreisläufe, Warmwasserversorgungen, Nachheizkreisläufe, Prozesswärmekreisläufe und Heizungskreisläufe angeschlossen sein können, sie sind untereinander hydraulisch getrennt, weil oftmals verschiedene Wärmeträger verwendet werden und häufig auch unterschiedliche Leitungsdrücke herrschen.In a heat storage tank 1, which is surrounded on the outside by an insulation 7 and with a first heat storage medium 2, eg water, is filled, there are one or more heat storage cartridges 3, with a Heat storage medium 4, eg PCM (Phase Change Materials) are filled. Furthermore, the heat storage tank 1 different heat exchanger 8 for hydraulic connection to various thermal energy systems, the heat exchanger 8, for example, solar circuits, geothermal circuits, hot water supplies, Nachheizkreisläufe, process heat circuits and heating circuits can be connected, they are hydraulically separated from each other, because often different heat transfer used and often also different line pressures prevail.
Die Wärmespeicherpatronen 3 sind im Wärmespeicherbehälter 1 drehbar gelagert und mit einer Antriebseinheit 5 außerhalb des Wärmespeicherbehälters verbunden. Befinden sich mehrere Wärmespeicherpatronen 3 im Wärmespeicherbehälter 1, so sind die Wärmespeicherpatronen 3 einander berührend parallel nebeneinander horizontal oder vertikal angeordnet. Damit genügt es, nur eine der Wärmespeicherpatronen 3 über einen Riementrieb 6 mit der Antriebseinheit 5 zu verbinden, da die anderen Wärmespeicherpatronen 3 durch Reibung mit kontinu- ierlich oder alternierend gedreht werden.The heat storage cartridges 3 are rotatably mounted in the heat storage tank 1 and connected to a drive unit 5 outside of the heat storage tank. Are multiple heat storage cartridges 3 in the heat storage tank 1, the heat storage cartridges 3 are touching each other horizontally or vertically arranged side by side. Thus, it is sufficient to connect only one of the heat storage cartridges 3 via a belt drive 6 with the drive unit 5, since the other heat storage cartridges 3 are rotated by friction with continuously or alternately.
Zusätzlich können die Außenflächen der Wärmespeicherpatronen 3 außen zumindest teilweise mit einem die Reibung erhöhenden Material, wie Gummi oder einem Kunststoff versehen sein.In addition, the outer surfaces of the heat storage cartridges 3 may be externally provided at least partially with a friction increasing material, such as rubber or a plastic.
Alternativ kann die Übertragung der Drehbewegung von einer Wärmespeicherpatrone auf die übrigen über miteinander gekoppelte Zahnräder oder auch durch Riemen-, Zahnriemen- oder Kettentriebe erfolgen. Das erste Wärmespeichermedium 2 nimmt bei Wärmezufuhr über die Anschlüsse an die Wärmetauscher 8 oder Elektroheizungen 9 im Wärmespeicherbehälter 1 sehr schnell Wärmeenergie auf. Diese Wärmeenergie wird dann aus dem Wärmespeichermedium 2 kontinuierlich an die Wärmespeicherpatronen 3, gefüllt mit Phase Change Material, abgegeben. Wird Wärmeenergie dem Wärmespeicher 1 entnommen, kommt die vorher gespeicherte Wärmeenergie aus den Speicherpatronen, gefüllt mit Phase Change Material 4, in das Wärmespeicherme- dium 2, welches dann die Weitergabe der Wärmeenergie über die Wärmetauscher 8 und/oder die Anschlüsse für Erweiterung 10 gewährleistet.Alternatively, the transmission of the rotational movement of a heat storage cartridge on the other via coupled with each other gears or belt, toothed belt or chain drives. The first heat storage medium 2 takes on heat through the connections to the heat exchanger 8 or electric heaters 9 in the heat storage tank 1 very quickly heat energy. This thermal energy is then released from the heat storage medium 2 continuously to the heat storage cartridges 3, filled with phase change material. If heat energy removed from the heat storage 1, the previously stored heat energy from the storage cartridges filled with phase change material 4, in the heat storage medium 2, which then ensures the transfer of heat energy through the heat exchanger 8 and / or the connections for extension 10.
Da sich das erstarrte Phase Change Material an der Innenflä- che der Wärmespeicherpatrone 3 anlagert und dadurch den Wärmetransport stark behindern würde, ist es notwendig, dieses Material von der Innenfläche zu entfernen. Dazu dient ein Schaber 11, der in Fig. 2 in den unteren Wärmescheicher- patronen 3 schematisch dargestellt ist. Dieser Schaber 11, der sich z.B. längs der Innenwand der Wärmespeicherpatronen 3 erstreckt, bewegt sich während der Drehung relativ zu den Wärmespeicherpatronen 3. Der Schaber 11 kann dazu räumlich fixiert in den Wärmespeicherpatronen 3 angeordnet sein, oder auch an einer Achse gewichtsbelastet hängen.Since the solidified phase change material attaches to the inner surface of the heat storage cartridge 3 and thereby greatly hinder the heat transfer, it is necessary to remove this material from the inner surface. This is done by a scraper 11, which is shown schematically in FIG. 2 in the lower heat-shielding cartridges 3. This scraper 11, which is e.g. extends along the inner wall of the heat storage cartridges 3, moves during the rotation relative to the heat storage cartridges 3. The scraper 11 can be arranged spatially fixed in the heat storage cartridges 3, or hung on an axle weighted.
Die Zufuhr und die Abgabe der Wärmeenergie erfolgt über die Anschlüsse der Wärmetauscher 8. Über die Elektroheizungen 9 wird bei Bedarf ausschließlich Wärme zugeführt.The supply and the delivery of heat energy via the terminals of the heat exchanger 8. About the electric heaters 9, if necessary, only heat is supplied.
Durch die Erfindung ist es möglich, einmal Wärmeenergie über Wärmetauscher befindlich im Wasser (erstes Wärmespeichermedium 2) schnell aufzunehmen und auch abzugeben. Durch die Einbettung von Speicherpatronen 3 gefüllt mit PCM (Phase Change Materials) im Wasser ist es möglich, viel Wärmeener- gie kontinuierlich zwischen Wasser und den PCM-Speicher- patronen auszutauschen. Neuartig hierbei ist, dass die PCM- Speicherpatronen 3 nicht ruhend eingebaut sind, sondern horizontal oder vertikal und eine drehende oder alternierende Bewegung ausführen, wodurch der Wärmeaustausch an deren Oberfläche verbessert wird und sich eine gleichmäßigere Tem- peraturverteilung innerhalb der PCM-Speicherpatrone 3 ergibt. Die Bewegung wird von einer Antriebseinheit 5 über eine Kraftübertragungseinheit 6 an eine der beweglich gelagerten PCM-Speicherpatronen 3 und von dieser an die übrigen By the invention it is possible, once heat energy through heat exchangers located in the water (first heat storage medium 2) quickly absorb and deliver. By embedding storage cartridges 3 filled with PCM (Phase Change Materials) in the water, it is possible to exchange a lot of heat energy continuously between water and the PCM storage cartridges. A novelty here is that the PCM storage cartridges 3 are not built-in stationary, but horizontally or vertically and perform a rotating or alternating movement, whereby the heat exchange is improved at the surface and a smoother Tem- temperature distribution within the PCM memory cartridge 3 results. The movement is from a drive unit 5 via a power transmission unit 6 to one of the movably mounted PCM storage cartridges 3 and from this to the rest
Latent-HybridwärmespeicherLatent heat storage hybrid
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Wärmespeicherbehälter1 heat storage tank
2 erstes Wärmespeichermedium2 first heat storage medium
3 Wärmespeicherpatrone3 heat storage cartridge
4 zweites Wärmespeichermedium4 second heat storage medium
5 Antriebseinheit5 drive unit
6 Riemenantrieb6 belt drive
7 Isolation7 isolation
8 Wärmetauscher8 heat exchangers
9 Elektroheizung9 electric heating
10 Anschluss für Erweiterungen10 connection for extensions
11 Schaber 11 scrapers

Claims

Latent-HybridwärmespeicherPatentansprüche Latent heat storage hybrid patent claims
1. Latent-Hybridwärmespeicher zur Speicherung von Wärme- energie aus Wärmequellen, wie Solarkreisläufen, Erdwärmekreisläufen, Warmwasserversorgungen, Nachheizkreisläufen, Prozesswärmekreisläufen und Heizungskreisläufen, wobei ein mit einem ersten Wärmespeichermedium (2) gefüllter Wärmespeicherbehälter (1) vorgesehen ist, in dem sich Wärmetau- scher (8) befinden, die mit mindestens einer der Wärmequellen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wärmespeicherbehälter (1) ein oder mehrere mit einem zweiten Wärmespeichermedium (4) gefüllte Wärmespeicherpatronen (3) angeordnet sind, dass die Wärmespeicherbehälter (3) drehbar gelagert und mit einer Antriebseinheit (5) gekoppelt sind und dass die Wärmespeicherpatronen (3) mit einer Vorrichtung zur Beseitigung von anhaftendem Material des zweiten Wärme- speichermediums (4) von deren Innenoberfläche versehen sind.1. Latent hybrid heat storage for storing heat energy from heat sources, such as solar circuits, geothermal circuits, hot water supplies, Nachheizkreisläufen, process heat circuits and heating circuits, with a first heat storage medium (2) filled heat storage tank (1) is provided, in the heat exchanger (8), which is connected to at least one of the heat sources, characterized in that in the heat storage container (1) one or more with a second heat storage medium (4) filled heat storage cartridges (3) are arranged, that the heat storage container (3) rotatably mounted and are coupled to a drive unit (5) and that the heat storage cartridges (3) are provided with a device for removing adhering material of the second heat storage medium (4) from the inner surface thereof.
2. Latent-Hybridwärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wärmespeichermedium (4) in den Wärmespeicherpatronen (3) ein Phase Change Material ist.2. Latent hybrid heat storage according to claim 1, characterized in that the second heat storage medium (4) in the heat storage cartridges (3) is a phase change material.
3. Hybridwärmespeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich in den Wärmespeicherpatronen (3) ein thermisch sehr gut Wärme leitendes, dreidimensionales Geflecht befindet.3. hybrid heat store according to claim 1 or 2, characterized in that in the heat storage cartridges (3) is a thermally very good heat conducting, three-dimensional mesh.
4. Hybridwärmespeicher nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Wärmespeicher- patronen (3) mindestens ein Rührwerk zur Vermischung des Mediums integriert ist .4. Hybrid heat store according to one of the preceding claims, characterized in that in the heat storage cartridges (3) at least one agitator for mixing the medium is integrated.
5. Hybridwärmespeicher nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeenergie im5. Hybrid heat store according to one of the preceding claims, characterized in that the heat energy in
Wärmespeicher (1) über Peltier-Elemente zu- und abgeführt wird.Heat storage (1) via Peltier elements and is discharged.
6. Hybridwärmespeicher nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wärmespeichermedium (4) weitere Stoffe zum Frostschutz beinhaltet.6. Hybrid heat storage according to one of the preceding claims, characterized in that the second heat storage medium (4) contains further substances for frost protection.
7. Hybridwärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das zweite Wärmespeichermedium (4) weitere Stoffe zum Korrosionsschutz beinhaltet.7. Hybrid heat store according to one of the preceding claims, characterized in that at least the second heat storage medium (4) includes further substances for corrosion protection.
8. Hybridwärmespeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel der Wärme- speicherpatronen (3) zur Vergrößerung der Oberfläche gewellt ist.8. hybrid heat accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that the jacket of the heat storage cartridges (3) is corrugated to increase the surface.
9. Hybridwärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Beseitigung von erstarrtem Phase Change Material als mindestens ein Schaber (11) in den drehbaren Wärmespeicherpatronen (3) ausgebildet ist, der in Bezug auf diese feststehend ist. 9. hybrid heat store according to claim 1, characterized in that the device for removing solidified phase change material as at least one scraper (11) in the rotatable heat storage cartridges (3) is formed, which is fixed with respect to this.
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