WO2010089317A2 - Tank - Google Patents

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WO2010089317A2
WO2010089317A2 PCT/EP2010/051282 EP2010051282W WO2010089317A2 WO 2010089317 A2 WO2010089317 A2 WO 2010089317A2 EP 2010051282 W EP2010051282 W EP 2010051282W WO 2010089317 A2 WO2010089317 A2 WO 2010089317A2
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tank body
storage container
insert
fluid
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Roland Heinzen
Ulrike Jordan
Klaus Vajen
Claudius Wilhelms
Michael Krause
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Universität Kassel
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Definitions

  • the invention relates to a tank with a tank body for storing a fluid. Furthermore, the invention relates to an insert for a tank. Moreover, the invention relates to a use of a tank.
  • the fuel oil tank includes a chemically resistant flexible hollow body, which is insertable through an opening of a tank body of the heating oil tank.
  • the flexible hollow body serves to seal the heating oil tank, so that the tank body itself can be screwed together or riveted from individual parts and can be leaking in itself.
  • the tank body should not interfere with the aggressive media by interposing the flexible hollow body. Thus takes place for the heating oil tank on the tank body only a mechanically stable support, while the absorption of the chemical aggressive liquids is carried out by the flexible hollow body.
  • a connection between the tank body and flexible hollow body via a crimp ring for flanging the flexible hollow body or a filler neck thereof and a clamping ring for fixing the hollow body to the tank body.
  • DE 1 845 787 also relates to the lining of a tank body of a fuel oil tank with a flexible hollow body, here a plastic bubble.
  • the plastic bladder has a dome with a Domkragen, which is clamped between the Domflansch and the dome lid of the tank body.
  • DE 25 27 270 A1 speaks for such linings of a tank body the problem that damage to the support body and friction and wear between the support body and lining can lead to damage of the liner during transport of the tank, which can ultimately have a leak of the tank.
  • the document proposes to interpose a filled with a compressible gas resilient bag as a buffer between the liner and the tank body, which can cushion dynamic loading and relative movements between the support body and lining can allow.
  • non-generic containers such as bottles, cartons or barrels are known, which serve to absorb drinks.
  • a lining of a support body with a kind bubble possibly with a gas-filled insulation layer, see. DE 42 1 1 534 A1, DE 32 46 888 A1, DE 10 2004 054 272 A1 and DE 29 08 654 A1.
  • the likewise non-generic document DE 43 10 673 A1 discloses a corresponding container for the transport and storage of solvent-containing liquids such as paints and varnishes or pasty starting materials for thermosetting plastics.
  • a support body forms a redundant sealing layer in the event that the lining of the container is damaged.
  • the likewise non-generic document DE 1 96 00 530 C2 relates to a double-walled bag for liquids such as blood, blood plasma, liquid food for athletes, solutions, suspensions and emulsions for clinical nutrition.
  • a first envelope of the bag is opaque, while the second envelope is transparent and liquid-tight.
  • the present invention has for its object to propose a tank that has extended applications. Furthermore, the present invention seeks to propose an application with which the possible uses of a existing tanks can be increased. Finally, the invention has for its object to propose a novel use of a tank.
  • the object of the invention is achieved with a tank according to the features of independent claim 1. Further embodiments of a tank according to the invention will become apparent according to the dependent claims 2 to 13. Another solution of the problem underlying the invention is an insert according to the features of claim 14. Further embodiments of such an insert according to the invention are characterized by the features of the dependent claims 15 to 21 Are defined. Another solution of the problem underlying the invention is a use according to the features of claim 22. Further embodiments of such a use will become apparent according to the dependent claims 23 and 24th
  • the tank has a tank body in which a first fluid can be stored.
  • the tank body can be designed to be tight and mechanically intrinsically rigid or, basically, as for the initially described prior art, be formed with a mechanical support body and a lining. Also possible is the use of a flexible tank body.
  • a foldable storage container is arranged in the tank body, which is formed for example with a film. Due to the foldable or flexible properties of the storage container, this storage container has a variable storage volume. In this variable storage volume, another fluid can be stored, which is done separately, ie without mixing of the fluids, of the first fluid in the tank body.
  • two chambers are formed in the tank, wherein the first chamber is formed with the space between the tank body and the storage container and the second chamber with the interior of the flexible storage container. The ratio of the volumes of the two chambers mentioned may depend on the storage volume of the storage container, ie the degree of final folding or folding of the storage container, which on the one hand the - A -
  • the tank according to the invention thus represents a compact arrangement for the storage of two fluids, for which usually two separate and spatially separate tanks are used according to the prior art.
  • a “foldable storage container” is understood to mean a storage container which can be varied in its contour of any design which is thus not intrinsically rigid but, for example, flexible, deformable or elastic.
  • the storage container is not fixed in position in the tank body and aligns itself depending on the filling and folding.
  • the storage container is held by at least one fixation, wherein the fixation can be chosen independently of the size of the variable storage volume, especially in the bottom area, side area or ceiling area or on a support within the tank body.
  • the fixation is a fixed point, so that even after a long period of operation of the tank, a defined reference point of the storage container is present.
  • such a fixation can be arranged at a distance from the bottom, so that for an at least partially folded, emptied storage container, the storage container hangs down.
  • the aspect of filling and simple unfolding can be promoted in the case that the storage container is held on two fixations, which hold or fix two spaced apart areas of the storage container spatially spaced.
  • the storage container can be prevented from folding over, rolling or the like, since the fixations define an axis along which the Storage tank must extend necessarily.
  • the storage container can be stretched along this axis or extend in a curved manner between the fixations or extend between them.
  • an enlargement of the dimension of the storage container takes place primarily transversely to the axis between the fixations. It is also possible that the distance of the fixations already corresponds approximately to the associated dimension of the storage container in fully filled condition.
  • the storage container is at least partially penetrated by a support element.
  • the at least one fixation of the storage container may be formed.
  • the support element preferably extends from one side of the storage container through the storage container to the other side of the storage container, a fixation being formed at both contact points with the storage container.
  • the support member can then serve to fix the two reference points of the storage container, whereby an orientation of the storage container can be specified in the tank body.
  • a fastening of the storage container to the tank body can take place via the support element.
  • the support element in addition to the actual supporting or fixing function has a further function:
  • the support member has at least one line through which one of the fluids or both fluids from the chambers, namely from the tank body and / or the storage container can be removed or can be supplied.
  • the support element has at least two, in particular four coaxially oriented lines, which may be supply lines and / or discharge lines for one or both fluids in the chambers.
  • a coaxial arrangement leads to a further increase in the compactness of the tank.
  • it can be utilized, for example, for tubular ducts, that such ducts ensure a relatively large area moment of inertia in relation to the cross section and the weight, so that the support element formed with the ducts can assume a high supporting function.
  • the thermal properties in particular a temperature gradient, the fluids arranged in the tank or a gradient of a concentration of a fluid in a chamber or the like. Due to the physical laws, a higher temperature or a different concentration of the fluid may form in the chambers of the tank in a ceiling area than in a floor area. These different temperatures can be exploited according to the invention if a removal of a fluid from a chamber or a supply of the fluid to this chamber can take place selectively in a floor area or in a ceiling area of the chamber. To ensure this, the invention proposes to equip the tank according to the invention with four lines:
  • the support element passes through an opening of the tank body, so that parts of the support element, in particular a connection region of said lines, are accessible from outside the tank body.
  • the support element forms a closure with which the opening of the tank body, preferably sealed, is closed.
  • the opening of the tank body has a conventional connection with an external thread (or internal thread).
  • the support element for example with an associated cover, can be screwed to the thread, for which purpose a corresponding internal thread (or external thread) is provided on the support element.
  • any other possibility of connection between the closure and the support element for closing the opening can be used, for example also a cohesive connection, in particular by welding.
  • the tank will be built in the previously explained form, whereby it is also possible that the tank will be built "from inside to outside", ie the tank body will be built around the storage tank.
  • the storage container in the fully or largely folded state has a cross section which is smaller than the cross section of an opening of the tank body. This makes it possible that tank body and storage container with associated components are manufactured separately from each other and / or transported and may be combined only in an appropriate manner with each other. For mounting, the storage container can then be inserted through the opening of the tank body in the tank body. Accordingly, a removal of the tank body depending on operating conditions, for maintenance or replacement, for example to ensure different volumes of the storage container, possible.
  • connection are provided for connecting the tank, in particular the chambers with other lines through which the fluids can be exchanged with the chambers.
  • any known per se connections can be used including quick couplings.
  • the tank is modular with a tank body and an insert.
  • a separate transport and improved maintenance options for the modular design of the tank body itself can be used for receiving only a fluid. If the tank for receiving two fluids is then to be used for another purpose of the same tank body or for another customer, the insert with the additional storage tank can be mounted in the tank body.
  • the combination of a tank body optionally with differently shaped inserts which differ for example by the number of lines provided and / or the size of the storage volume of the storage container.
  • the insert according to the invention constitutes a self-producible and salable unit which can be coupled to any tank of its own type with a tank body for receiving a fluid.
  • a tank body for receiving a fluid.
  • one and the same use can be coupled with different tank bodies, provided that they have the same connection geometries. Otherwise, an appropriate replacement of a connecting element of an insert can be made to allow a coupling of the insert with different tank bodies.
  • An insert according to the invention has a flexible storage container, which can be passed through an opening of the tank body in the folded state. Furthermore, the insert has a holding area over which the insert can be held against the tank body. Furthermore, a connection area is provided on the insert, which is located outside the tank body and via which a communication with the chambers arranged in the storage container and / or the tank body is made possible.
  • a separate supply and / or discharge of a fluid from or to the tank body on the one hand and a supply and / or discharge of another fluid from or to the storage container allows, without causing a mixing of the fluids.
  • the absorption liquid may be a hydrophobic liquid, in particular a salt-water solution, via which liquid or water is withdrawn from a fluid in an absorber or a regenerator.
  • absorption liquid in the chamber, between the tank body and the Storage tank is formed, absorption liquid may be arranged at a first concentration, which thus forms the first fluid.
  • Absorption liquid having a second concentration, that is, a second fluid may be disposed in the other chamber formed by the storage container. While two separate tanks were previously required for such an application, a particularly compact arrangement is created according to the invention with the use of this "two-phase storage tank" for this application.
  • the total amount of the absorption liquid in this circuit is constant.
  • the associated processes result in a variation of the ratio of the volumes of the absorption liquid with the different concentrations.
  • the tank according to the invention can automatically take into account the circumstances in these cases of use, since the total volume of the absorption liquid arranged in the chambers is constant, whereas changes in the ratio of the absorption liquids with different concentrations due to the unfolding or folding movement of the storage container, ie a kind of "breathing "automatically taken into account.
  • the total volume of the fluids remains constant in the said processes or varies by a maximum of plus / minus 10%, which can be ensured for the tank according to the invention in a simple manner, without large void volumes are present.
  • the tank according to the invention can be used in connection with a sorption storage system, a heating device, a cooling device, a dehumidifying device and / or a solar system, in particular in connection with a building.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a vertical section through a tank according to the invention with a largely emptied flexible storage container.
  • Fig. 2 shows the tank of FIG. 1 with largely filled storage container.
  • Fig. 3 shows a usable in a tank according to the invention support member which forms two separate coaxial, formed with pipe sections lines.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a heating device for a building, in which two fluids, here an absorption liquid with different
  • Concentrations may be used which, unlike the present invention, are stored in different chambers of separate tanks.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a cooling device for a building, in the two liquids, here an absorption liquid with different concentrations, different from the present invention in different
  • Chambers of separate tanks are stored.
  • Fig. 1 shows a tank 1, which the pressureless storage of two fluids 2, 3 in
  • the tank 1 is formed with a self-rigid tank body 6.
  • the tank body 6 has a chamber 4 limiting wall 7 and a nozzle 8 with an opening 9 to the interior of the tank body.
  • the tank body 6 forms with the wall 7 and the nozzle 9, a module 10 which can be used separately as a storage container for a fluid which can fill the interior of the tank body 6 in full cross-section for this separate use.
  • the nozzle 8 may be closed with a lid, through which lines may extend, via which it is possible to communicate with the interior of the tank body 6.
  • a further module 1 1 can be seen, through which can be extended by providing the additional chamber 5, the use of the tank 1:
  • the module 1 1 is formed as an insert 12, which extends partially into the interior of the tank body 6 ,
  • the insert 12 is fixedly connected to a holding element 13 with the tank body 6 or mounted.
  • the holding member 13 is formed as a lid 14 which is screwed with an internal thread on a corresponding external thread of the nozzle 8 of the tank body 6.
  • the opening 9 is sealed to the outside, including an additional sealing element between the retaining element 13 and nozzle 8 can be used.
  • a generally rod-shaped support member 15 which extends from the lid 14 into the interior of the tank body 6 to immediately adjacent the wall 7 in the bottom region 16.
  • the support element has in a ceiling region 17 immediately adjacent to the wall 7 and in the bottom region 16 each have a fixing element 18, 19.
  • the fixing elements 18, 19 are annular-shaped with a rigid connection of the support member 15 on the inner diameter of the fixing elements 18, 19. Radially outward is attached to the fixing elements 18, 19 a flexible storage container 20 under sealing, for example by material connection , Scorching, pinching, connection via a connecting flange and the like.
  • the lateral surface of the storage container 20 extends like a fold or meander between the two fixing elements 18, 19 with constricted dimension transverse to the extension of the support member.
  • the support element 15 serves in addition to the support function for the fixing elements 18, 19 and thus the holding of the storage container to form lines 21, 22, 23, 24:
  • the lines 21 to 24 are provided with pipe sections 25 formed to 28 different lengths and diameters, which are arranged coaxially to each other and are nested.
  • the outer pipe section 28 extends from outside the lid 14 through the lid 14 into the nozzle 8 or the ceiling portion 17 of the chamber 4. Inside the pipe section 28 extends under support against the pipe section 28 of the pipe section 27 from outside the lid 14 and the tube 28 and through the fixing member 18 through into the chamber 5 in the ceiling portion 17 of the chamber 5, wherein the fixing member 18 is fixed to the pipe section 27.
  • the pipe section 26 in turn extends within the pipe section 27 under support against the pipe section 27 from outside the pipe section 27 and the cover 14 through the fixing member 18 to the bottom portion 16 of the chamber 5. Finally, in the pipe section 26 extends under support against this the pipe section 25 from outside the pipe section 26 and the cover 14 through the lid 14, through the fixing member 18 and through the fixing member 19 into the bottom portion 16 of the chamber 4, wherein the fixing member 19 is supported relative to the pipe section 25.
  • the outer end portions of the pipe sections 25 to 28 are sealed and respectively provided with terminals 29, 30, 31, 32, via which the lines formed with the pipe sections 25 to 28 21, 24 with supply and discharge lines for fluids to and from the chambers 4, 5 can be coupled.
  • the arranged in the tank body 6 end portions of the pipe sections 25 to 28 form outlets through which the fluids 2, 3 can enter into the chambers 4, 5.
  • the nozzle 8 is arranged with opening 9 in the region of the top of the tank 1.
  • the support member 15 with the pipe sections 25 to 28 extends in the vertical direction.
  • Any other arrangement and orientation of nozzle 8 and insert 12 is also possible, for example, a horizontal orientation of the insert 12, as this results when Fig. Is rotated by 90 °.
  • Any different from Fig. 1 geometries, in particular the tank body 6, are also possible. It is also possible that a filling of the chamber 4 does not take place via the insert 12, but via an additional connection of the tank body 6.
  • Fig. 2 shows the tank 1 for a maximum filled storage container 20, for which the chamber 5 occupies its maximum storage volume, whereas the chamber 4, so the space between the storage container 20 and the tank body 6 has a minimum storage volume.
  • a circumferential gap be present between the storage container 20 and the tank body 6 .
  • the storage container 20 is supported for example in the bottom region of the tank body 6, so that the storage volume of the chamber 5 is further displaced upwards.
  • the volume of the chamber bounded by the tank body 6 can be reduced to zero.
  • the lines 21 to 24 may be formed as rigid pipe sections or at least partially as flexible pipes or hoses. However, it is advantageous if at least the pipe section 25 is designed to be inherently rigid in order to fix the fixing elements 18, 19.
  • Fig. 3 shows the nesting of two pipe sections, for example, the pipe sections 27, 26 or 26,25 with concentrically arranged pipe cross-sections. Between the pipe sections 26, 27 spacers or ribs 33 are interposed, here four uniformly distributed over the circumference ribs 33. The ribs may extend over the entire longitudinal axis of the pipe sections or only in individual sub-areas.
  • the outer pipe section has an external thread 34, via which the pipe section for mounting in a corresponding internal thread of a fixing element can be screwed when the pipe section is formed as a pipe section 25 or 27.
  • Fig. 3 only the coaxial arrangement of two lines and pipe sections is shown, with correspondingly more pipe sections 25 to 28 may be nested in an axial region.
  • IBC intermediate bucket container
  • IB containers are an extremely inexpensive mass product with usual heights between 70 cm and 200 cm, whereby the purchase price of such an IB container can be around 100 Euro / m 3 .
  • Differences are foldable IBC, plastic composite IBC, steel IBC or stainless steel IBC.
  • the IBCs may be directly connected to a pallet to facilitate transportation of the tank. IBCs are typically cubic and, in the case of using a foldable sealing sheath, may be provided with a supporting shoring.
  • the storage container 20 may have any shape, for example, a cubic or a spherical shape.
  • any flexible material can be used, for example EPDM or butyl rubber.
  • the storage container 20 may be bonded in the bottom area 16 and in the ceiling area 17 with a steel flange equipped with an antioxidant coating, which then forms the fixing element 18, 19 and has corresponding bores for the pipe sections. It is possible that the pipe sections 25 to 28 not (only) provide an outlet in the inner end region for the fluid, but have radial mouth recesses at any axial extent.
  • the ribs 33 delimit a plurality of circumferentially distributed conduits, each having a circular segment-shaped cross section, so that with the cross section shown in FIG. 3 an inner conduit of circular cross section and four outside lines are created with circular segment segmental cable cross-sections.
  • the pipe sections 25 to 28 may each have two pipe connections in the outer end regions, which may be provided with an automatic vent valve. A pipe connection is used to couple the associated line to other components, such as an absorber or a regenerator.
  • the other pipe connection can be used to circulate a fluid in a chamber, for which fluid from a bottom portion 16 of the chamber is circulated to a ceiling portion 17 of the same chamber via the lines (or vice versa), which can be done using an external pump.
  • a fluid in a chamber for which fluid from a bottom portion 16 of the chamber is circulated to a ceiling portion 17 of the same chamber via the lines (or vice versa), which can be done using an external pump.
  • the most homogeneous possible phase in the chamber 4, 5 are provided, which is required for many chemical processes.
  • a crystallization in the bottom region 16 of the tank 1 can be avoided by the said circulation.
  • the maximum storage volume of the storage container 20 is 90% of the inner volume of the tank body 6.
  • the highly concentrated solution which has a lower specific volume, in stored in the storage container 20, while the low-concentration salt-water solution with the higher specific volume in the tank body 6, so the chamber 4, is stored.
  • this module 1 1 Due to the design of the module 1 1 as insert 12, this module 1 1 can be integrated into existing tanks or containers, such as a named IBC, without any necessary adaptation work.
  • a gap 35 is formed between the pipe sections 26, 27, which forms a conduit.
  • Another line is formed in an interior 36 of the pipe section 26. With the terminals 29 to 32 and the lines 21 to 24, a connection portion 37 is formed, the
  • FIGs 4 and 5 show a thermodynamic system which may be used to assist or exclude air-driven heating or cooling of low energy buildings and passive houses.
  • the system is especially suitable for use in combination with a solar thermal heat source.
  • the system enables the storage of heat generated in the solar collector in the form of highly concentrated saline solution over a period of several months by using a compact thermo-chemical accumulator.
  • the system may be designed as a combination system for drinking water or hot water and heating support and has in particular an absorber 46, an evaporative cooler 48, a regenerator 49, two brine tanks 50, 51 and heat exchangers 52, 53. While in Figs. 4 and 5, a storage is carried out in two separate brine tanks 50, 51, instead of these two brine tanks, a tank 1 according to the invention can be used, for which a chamber 4, the brine tank 50 and the other chamber 5 forms the brine tank 51.
  • the absorber 46 is arranged in the exhaust air duct of the system. Accordingly, humid air is taken from an interior 54 of a building, which comes into contact with highly concentrated salt-water solution in the absorber 46, in particular lithium chloride (LiCl), which is the salt solution tank 51, ie for the use of the tank 1 according to the invention a chamber 4 (FIG. or 5).
  • the salt-water solution is highly hygroscopic, so absorbing water vapor. Upon absorption of the water vapor contained in the moist air in the salt-water solution, a phase change of the water from gaseous to liquid takes place, whereby condensation enthalpy is released.
  • Moisture-enriched air-water solution is the brine tank 50, so for the use of the inventive tank 1 a chamber 5 (or 4) supplied from the absorber 46.
  • a mass flow of the salt-water solution which is low compared to the mass flow of the exhaust air is used, wherein preferably the ratio of the air mass flow to the mass flow of the salt-water solution is 20: 1 to 100: 1.
  • a temperature increase of the exhaust air by 8-10 K can be achieved.
  • the heated and dried exhaust air is supplied via the heat exchanger 52 of the environment 56. In the heat exchanger 52 of the environment 56 fresh air removed in countercurrent to the aforementioned exhaust air stream is heated, which is then the interior 54, possibly with additional heating by the heater 55, is supplied.
  • a water tank 57 may optionally be coupled to a gas boiler and / or a solar system for additional heating.
  • an electronic heater 55 may be provided to effect supplemental heating of the fresh air.
  • a quasi-isothermal reaction takes place in the absorber 46 between the salt-water solution which is the salt solution tank 51, ie for the use of the tank 1 according to the invention a chamber 4 (or 5), originates and optionally can be pre-cooled by a cooling device 58, with the exhaust air of the interior 54. It is also possible that even in the absorber 46, a reduction in the temperature of the exhaust air occurs.
  • the dried exhaust air is supplied from the absorber 46 to the evaporative cooler 48, which has a high water absorption capacity with a high evaporation potential, resulting in a good (supplementary) cooling of the exhaust air results.
  • the evaporative cooler 48 forms a circuit with the cooling device 58.
  • the cooled air is supplied to the heat exchanger 52 and discharged into the environment 56.
  • the heat exchanger 52 of the environment 56 fresh air removed in countercurrent to the cooled exhaust air is cooled. This cooled fresh air is then supplied to the interior 54.
  • the regenerator 49 is the Environment 56 supplied fresh air supplied via the heat exchanger 53. The air leaving the regenerator is in turn supplied in counterflow to the heat exchanger 53 and discharged into the environment 56.
  • a mass flow of the salt-water solution which is approximately equal to the mass flow of the air is passed through the absorber 46.
  • the evaporative cooler 48 is designed as an indirect evaporative cooler and cools to the wet bulb temperature or preferably to almost the dew point temperature. At the same time, the indirect evaporative cooler 48 transmits the cooling power delivered to the fresh air side. During cooling, there is only a very small change in concentration (about 0.005 percentage points), so that the salt-water solution can be used even more times for cooling or for heating.
  • the regeneration of the salt-water solution takes place in order to allow a continuous operation of the system, for which purpose the water taken up in the dehumidifier in the absorber 46 is to be removed again from the salt-water solution.
  • the regenerator 49 solar-heated outdoor air is brought into contact with the low-concentration salt-water solution. The outside air recaptures some of the water from the salt-water solution, causing the concentration of the salt-water solution to increase again, so that the original absorption potential can be restored.
  • the described indirect heat or cold storage takes place through the storage of the enriched salt solution in a tank.
  • This form of storage has the advantage that no sensitive losses are released over the duration of storage and thus low-loss storage over the winter months is possible.
  • the illustrated sorption storage system 47 leads in particular to the following advantages:
  • Cooling and / or heating technology Cooling and / or heating technology.
  • the illustrated heating and cooling of the air flow simplifies the installation in the existing building technology in low-energy buildings and passive houses.
  • regenerator 49 low drive temperatures between 50 0 C and 80 0 C are given.
  • the liquid desiccant (the salt-water solution) allows a consistently high
  • Dispensing with insulation in the components allows low production costs.
  • - Absorber and regenerator can be manufactured identical only in different dimensions.
  • a substance transfer can be avoided.
  • the tank 1 can be used for the storage of fluids in conjunction with a gentle drying of agricultural goods, a dehumidification of air in a swimming pool and the like.
  • Tank body 36 interior

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Tank (1) für die Speicherung von zwei drucklosen Fluiden (2; 3). In einen Tankkörper (6) des Tanks ist ein Einsatz (12) einsetzbar. Der Einsatz verfügt über einen Speicherbehälter (20) sowie Leitungen (21 bis 24) mit Anschlüssen (29 bis 32), über welche eine Kammer (4) in dem Tankkörper (6) und eine Kammer (5) in dem Speicherbehälter (20) separat mit den Fluiden (2; 3) befüllbar sind und die Fluide (2; 3) separat aus den Kammern (4; 5) entnehmbar sind. Vorzugsweise ist der Speicherbehälter (20) an zwei Fixierelementen (18, 19) gehalten, so dass der Speicherbehälter (20) auch in zumindest teilweise entleertem Zustand in Längsrichtung gestreckt bleibt. Der erfindungsgemäße Tank (1) findet Einsatz insbesondere in Verbindung mit einem Absorber, einem Regenerator, einer Heizeinrichtung, einer Kühleinrichtung, einer Entfeuchtungseinrichtung oder einer Solaranlage.

Description

TANK
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Tank mit einem Tankkörper zur Bevorratung eines Fluids. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Einsatz für einen Tank. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Tanks.
STAND DER TECHNIK
DE 1 81 1 785 offenbart einen Heizöltank für industrielle oder private Nutzung. Der Heizöltank beinhaltet einen chemisch resistenten flexiblen Hohlkörper, der durch eine Öffnung eines Tankkörpers des Heizöltanks einführbar ist. Der flexible Hohlkörper dient der Abdichtung des Heizöltankes, so dass der Tankkörper selbst aus Einzelteilen zusammengeschraubt oder vernietet werden kann und für sich genommen undicht sein kann. Der Tankkörper soll durch Zwischenschaltung des flexiblen Hohlkörpers nicht mit den aggressiven Medien in Verbindung treten. Somit erfolgt für den Heizöltank über den Tankkörper lediglich eine mechanisch stabile Abstützung, während die Aufnahme der chemischen aggressiven Flüssigkeiten durch den flexiblen Hohlkörper erfolgt. Eine Verbindung zwischen Tankkörper und flexiblen Hohlkörper erfolgt über einen Bördelring zum Umbördeln des flexiblen Hohlkörpers oder eines Füllstutzens desselben und über einen Klemmring zum Fixieren des Hohlkörpers an dem Tankkörper.
Auch DE 1 845 787 betrifft die Auskleidung eines Tankkörpers eines Heizöltanks mit einem flexiblen Hohlkörper, hier eine Kunststoffblase. Zur Befestigung besitzt die Kunststoffblase einen Dom mit einem Domkragen, der zwischen dem Domflansch und dem Domdeckel des Tankkörpers festgeklemmt wird. DE 25 27 270 A1 spricht für derartige Auskleidungen eines Tankkörpers das Problem an, dass Beschädigungen des Tragkörpers und Reibung und Verschleiß zwischen Tragkörper und Auskleidung bei einem Transport des Tankes zu Beschädigungen der Auskleidung führen können, die letztendlich eine Undichtigkeit des Tanks zur Folge haben können. Zur Abhilfe schlägt die Druckschrift vor, einen mit einem komprimierbaren Gas gefüllten federnden Sack als Puffer zwischen die Auskleidung und den Tankkörper zwischenzuordnen, welcher dynamische Beaufschlagungen abfedern kann und Relativbewegungen zwischen Tragkörper und Auskleidung ermöglichen kann.
Andererseits sind nicht gattungsgemäße Behältnisse wie beispielsweise Flaschen, Kartons oder Fässer bekannt, die der Aufnahme von Getränken dienen. In diesen erfolgt eine Auskleidung eines Tragkörpers mit einer Art Blase, unter Umständen mit einer gasgefüllten Isolationsschicht, vgl. DE 42 1 1 534 A1 , DE 32 46 888 A1 , DE 10 2004 054 272 A1 und DE 29 08 654 A1.
Die ebenfalls nicht gattungsgemäße Druckschrift DE 43 10 673 A1 offenbart ein entsprechendes Behältnis für den Transport und die Lagerung lösemittelhaltiger Flüssigkeiten wie Farben und Lacke oder für pastöse Ausgangsstoffe für aushärtbare Kunststoffe. Ein Tragkörper bildet eine redundante dichtende Schicht für den Fall, dass die Auskleidung des Behälters beschädig ist.
Die ebenfalls nicht gattungsgemäße Druckschrift DE 1 96 00 530 C2 betrifft einen doppel- wandigen Beutel für Flüssigkeiten wie Blut, Blutplasma, Flüssignahrung für Sportler, Lösungen, Suspensionen und Emulsionen zur klinischen Ernährung. Eine erste H ülle des Beutels ist lichtundurchlässig ausgebildet, während die zweite Hülle transparent und flüssigkeitsdicht ausgebildet ist. Durch Beschädigung der lichtundurchlässigen Hülle können von den Hüllen begrenzte Kammern miteinander verbunden werden mit dann gemeinsamer Entnahme der Flüssigkeit aus beiden Kammern durch eine einzige Öffnung.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tank vorzuschlagen, der erweiterte Einsatzmöglichkeiten besitzt. Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Einsatz vorzuschlagen, mit welchem die Einsatzmöglichkeiten eines bestehenden Tanks vergrößert werden können. Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Verwendung eines Tanks vorzuschlagen.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit einem Tank gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Tanks ergeben sich entsprechend den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 13. Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe stellt ein Einsatz gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 14 dar. Weitere Ausgestaltungen eines derartigen erfindungsgemäßen Einsatzes sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche 15 bis 21 definiert. Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe stellt eine Verwendung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 22 dar. Weitere Ausgestaltungen einer derartigen Verwendung ergeben sich entsprechend den abhängigen Patentansprüchen 23 und 24.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß besitzt der Tank einen Tankkörper, in welchem ein erstes Fluid bevorratet werden kann. Hierbei kann der Tankkörper an sich dicht und mechanisch eigensteif ausgebildet sein oder, grundsätzlich wie für den eingangs erläuterten Stand der Technik, mit einem mechanischen Tragkörper und einer Auskleidung ausgebildet sein. Ebenfalls möglich ist der Einsatz eines flexiblen Tankkörpers.
Erfindungsgemäß ist zumindest zeitweise der Tankkörper nicht vollständig mit dem ersten Fluid gefüllt. Vielmehr ist in dem Tankkörper ein faltbarer Speicherbehälter angeordnet, der beispielsweise mit einer Folie gebildet ist. Infolge der faltbaren oder flexiblen Eigenschaften des Speicherbehälters besitzt dieser Speicherbehälter ein variables Speichervolumen. In diesem variablen Speichervolumen kann ein weiteres Fluid gespeichert werden, was separat, also ohne Durchmischung der Fluide, von dem ersten Fluid in dem Tankkörper erfolgt. Insbesondere sind in dem Tank zwei Kammern gebildet, wobei die erste Kammer mit dem Zwischenraum zwischen dem Tankkörper und dem Speicherbehälter gebildet ist und die zweite Kammer mit dem Innenraum des flexiblen Speicherbehälters. Das Verhältnis der Volumina der beiden genannten Kammern kann abhängig sein von dem Speichervolumen des Speicherbehälters, also dem Grad des Endfaltens oder Zusammenfaltens des Speicherbehälters, womit sich einerseits die - A -
erste Kammer verkleinert oder vergrößert und die zweite Kammer vergrößert oder verkleinert. Um die in dem Tank gespeicherten unterschiedlichen Fluide benutzen zu können, ist in dem erfindungsgemäßen Tank weiterhin mindestens eine Einrichtung vorgesehen, über welche eine getrennte Entnahme des Fluids aus dem Tankkörper, also der ersten genannten Kammer, sowie des weiteren Fluids aus dem Speicherbehälter, also der zweiten Kammer, möglich ist. Der erfindungsgemäße Tank stellt somit eine kompakte Anordnung für die Speicherung von zwei Fluiden dar, für die üblicherweise gemäß dem Stand der Technik zwei separate und räumlich voneinander getrennte Tanks Einsatz finden.
Unter einem "faltbaren Speicherbehälter" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein in seiner Kontur veränderbarer Speicherbehälter jedweder Gestaltung verstanden, der somit nicht eigensteif ausgebildet ist, sondern beispielsweise flexibel, verformbar oder elastisch.
Grundsätzlich möglich ist, dass der Speicherbehälter in dem Tankkörper nicht lagefixiert ist und sich selber je nach Befüllung und Faltung ausrichtet. Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist allerdings der Speicherbehälter durch mindestens eine Fixierung gehalten, wobei der Fixierort unabhängig von der Größe des variablen Speichervolumens beliebig gewählt werden kann, insbesondere im Bodenbereich, Seitenbereich oder Deckenbereich oder an einem Träger innerhalb des Tankkörpers. Hierbei stellt die Fixierung einen Fixpunkt dar, damit auch nach langer Betriebszeit des Tanks ein definierter Bezugspunkt des Speicherbehälters vorhanden ist. Beispielsweise kann eine derartige Fixierung beabstandet von dem Boden angeordnet sein, so dass für einen zumindest teilweise zusammengefalteten, entleerten Speicherbehälter der Speicherbehälter nach unten hängt. Im Gegensatz zu einem gefaltet und unter Umständen verwunden auf dem Boden liegenden Speicherbehälter, der unter Umständen erst unter Überwindung einer Reibung zwischen umgeklappten, gefalteten Bereichen des Speicherbehälters und dem Tragkörper entfaltbar ist, kann ein derart "aufgehängter" Speicher- behälter eine einfache Befüllung mit wunschgemäßer Entfaltung des Speicherbehälters gewährleisten.
Der Aspekt des Befüllens und des einfachen Entfaltens kann gefördert werden in dem Fall, dass der Speicherbehälter an zwei Fixierungen gehalten ist, die zwei voneinander beab- standete Bereiche des Speicherbehälters räumlich beabstandet halten oder fixieren. Durch zwei derartige Fixierungen kann der Speicherbehälter an einem Umfalten, Zusammenrollen oder Ähnlichem gehindert werden, da die Fixierungen eine Achse vorgeben, entlang welcher der Speicherbehälter sich zwingend erstrecken muss. Hierbei kann der Speicherbehälter entlang dieser Achse gespannt sein oder sich kurvenförmig zwischen den Fixierungen erstrecken oder zwischen diesen erstrecken. Mit einem Befüllen des Speicherbehälters erfolgt dann eine Vergrößerung der Dimension des Speicherbehälters vorrangig quer zu der Achse zwischen den Fixierungen. Möglich ist auch, dass der Abstand der Fixierungen bereits ungefähr der zugeordneten Dimension des Speicherbehälters in vollständig gefülltem Zustand entspricht.
Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung ist der Speicherbehälter zumindest teilweise von einem Tragelement durchsetzt. Mit dem Tragelement kann die mindestens eine Fixierung des Speicherbehälters gebildet sein. Vorzugsweise erstreckt sich das Tragelement von einer Seite des Speicherbehälters durch den Speicherbehälter hindurch bis zur anderen Seite des Speicherbehälters, wobei an beiden Kontaktpunkten mit dem Speicherbehälter eine Fixierung gebildet ist. Das Tragelement kann dann der Fixierung der zwei Bezugspunkte des Speicherbehälters dienen, wodurch auch eine Ausrichtung des Speicherbehälters in den Tankkörper vorgegeben werden kann. Darüber hinaus kann über das Tragelement auch eine Befestigung des Speicherbehälters an dem Tankkörper erfolgen.
Dadurch, dass das Tragelement den Speicherbehälter durchsetzt, können unter Umständen anderweitige Tragelemente eingespart werden, die außerhalb des Speicherbehälters um den Speicherbehälter herum geführt werden müssen oder von dem Tankkörper ausgebildet werden müssen, wodurch sich eine vereinfachte Gestaltung ergibt und etwaige Kontaktstellen, Kanten und Ähnliches zwischen Tankkörper und Speicherbehälter entfallen können, die neben einer Verringerung des nutzbaren Volumens schlimmstenfalls zu einer Beschädigung des Speicherbehälters bei dessen Zusammenfalten und Entfalten unter der Belastung durch das Fluid führen können.
Für eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Tanks besitzt das Tragelement neben der eigentlichen Trag- oder Fixierfunktion eine weitere Funktion: Für diesen Vorschlag der
Erfindung besitzt das Tragelement mindestens eine Leitung, über die eines der Fluide oder beide Fluide aus den Kammern, nämlich aus dem Tankkörper und/oder dem Speicherbehälter entnommen werden kann oder diesen zugeführt werden kann. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung, für die unter Umständen das nutzbare Volumen in den Kammern vergrößert ist. Für eine Ausbildung der genannten Leitungen in oder an dem Tragelement gibt es vielfältige Möglichkeiten. Beispielsweise können separate Leitungen an dem Tragelement außen befestigt sein.
Für eine vorteilhafte Ausgestaltung besitzt das Tragelement mindestens zwei, insbesondere vier koaxial zueinander orientierte Leitungen, bei denen es sich um Zuführleitungen und/oder Abführleitungen für eines oder beide Fluide in den Kammern handeln kann. Eine koaxiale Anordnung führt zu einer weiteren Erhöhung der Kompaktheit des Tankes. Andererseits kann für beispielsweise rohrförmige Leitungen ausgenutzt werden, dass derartige Rohre bezogen auf den Querschnitt und das Gewicht ein verhältnismäßig großes Flächenträgheitsmoment gewähr- leisten, so dass das mit den Rohren gebildete Tragelement eine hohe Tragfunktion übernehmen kann.
Für besondere Anwendungen kann auch eine N utzung der thermischen Eigenschaften, insbesondere eines Temperaturgefälles, der in dem Tank angeordneten Fluide oder eines Gefälles einer Konzentration eines Fluids in einer Kammer o. ä. erfolgen. Infolge der physikalischen Gesetzmäßigkeiten bildet sich in den Kammern des Tanks in einem Deckenbereich unter Umständen eine höhere Temperatur oder eine andere Konzentration des Fluids aus als in einem Bodenbereich. Diese unterschiedlichen Temperaturen können erfindungsgemäß ausgenutzt werden, wenn eine Entnahme eines Fluids aus einer Kammer oder eine Zufuhr des Fluids zu dieser Kammer gezielt in einem Bodenbereich oder aber in einem Deckenbereich der Kammer erfolgen kann. Um dies zu gewährleisten schlägt die Erfindung vor, den erfindungsgemäßen Tank mit vier Leitungen auszustatten:
a) eine erste Leitung, die mit einem Zwischenraum zwischen einem Außenrohr und einem Innenrohr gebildet ist und die mit einem Bodenbereich einer Kammer kommuniziert; b) eine von dem Innenraum des Innenrohrs gebildete Leitung, über die eine Kommunikation mit dem Bodenbereich der anderen Kammer ermöglicht ist; c) eine weitere, dem Tragelement zugeordnete Leitung, über die eine Kommunikation mit dem Deckenbereich einer Kammer ermöglicht ist sowie d) eine weitere Leitung, über welche eine fluidische Kommunikation mit dem Deckenbereich der anderen Kammer ermöglicht ist. Vorzugsweise ist das Tragelement - und ggf. über dieses der Speicherbehälter und die erforderlichen Leitungen - an dem Tankkörper befestigt.
Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung durchsetzt das Tragelement eine Öffnung des Tankkörpers, so dass Teile des Tragelements, insbesondere ein Anschlussbereich der genannten Leitungen, von außerhalb des Tankkörpers zugänglich sind. Gleichzeitig bildet das Tragelement einen Verschluss aus, mit dem die Öffnung des Tankkörpers, vorzugsweise unter Abdichtung, verschlossen wird.
Beispielsweise besitzt die Öffnung des Tankkörpers einen üblichen Anschluss mit einem Außengewinde (bzw. Innengewinde). Zur Bildung des genannten Verschlusses für die Öffnung des Tankkörpers ist das Tragelement, beispielsweise mit einem zugeordneten Deckel, mit dem Gewinde verschraubbar, wozu ein entsprechendes Innengewinde (bzw. Außengewinde) an dem Tragelement vorgesehen ist. Alternativ kann jedwede andere Verbindungsmöglichkeit zwischen Verschluss und Tragelement zum Verschließen der Öffnung eingesetzt werden, beispielsweise auch eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere durch ein Verschweißen.
Durchaus möglich ist, dass der Tank in der zuvor erläuterten Form gebaut wird, wobei auch möglich ist, dass der Tank "von innen nach außen" gebaut wird, also der Tankkörper um den Speicherbehälter herum gebaut wird. Für eine vorteilhafte Weiterbildung des Tanks besitzt allerdings der Speicherbehälter in dem vollständig oder weitestgehend zusammengefalteten Zustand einen Querschnitt, der kleiner ist als der Querschnitt einer Öffnung des Tankkörpers. Hierdurch wird ermöglicht, dass Tankkörper und Speicherbehälter mit zugeordneten Bauelementen separat voneinander gefertigt werden und/oder transportiert werden und unter Umständen nur bedarfsgerecht miteinander kombiniert werden. Zur Montage kann dann der Speicherbehälter durch die Öffnung des Tankkörpers in den Tankkörper eingeführt werden. Entsprechend ist auch eine Entnahme des Tankkörpers je nach Einsatzbedingungen, zur Wartung oder zum Austausch, beispielsweise zur Gewährleistung unterschiedlicher Volumina des Speicherbehälters, möglich.
Von Vorteil ist, wenn für einen weiteren erfindungsgemäßen Tank außerhalb des Tankkörpers Anschlüsse vorgesehen sind zur Verbindung des Tanks, insbesondere der Kammern mit weiteren Leitungen, über die die Fluide mit den Kammern ausgetauscht werden können. Hier sind beliebige, an sich bekannte Anschlüsse einsetzbar einschließlich Schnellkupplungen. Von besonderem Vorteil ist, wenn der Tank modular ausgebildet ist mit einem Tankkörper und einem Einsatz. Neben der erwähnten separaten Herstellung, einem separaten Transport und verbesserten Wartungsmöglichkeiten ist für die modulare Ausbildung der Tankkörper an sich für die Aufnahme lediglich eines Fluids einsetzbar. Soll dann für einen anderen Einsatzzweck desselben Tankkörpers oder für einen anderen Abnehmer der Tank zur Aufnahme von zwei Fluiden genutzt werden, kann der Einsatz mit dem zusätzlichen Speicherbehälter in dem Tankkörper montiert werden. Ebenfalls möglich ist die Kombination eines Tankkörpers wahlweise mit unterschiedlich gestalteten Einsätzen, die sich beispielsweise durch die Zahl der vorgesehenen Leitungen und/oder die Größe des Speichervolumens des Speicherbehälters unterscheiden.
Der erfindungsgemäße Einsatz stellt eine für sich herstellbare und verkaufsfähige Einheit dar, die mit beliebigen an sich vorhandenen Tanks mit einem Tankkörper zur Aufnahme eines Fluids gekoppelt werden können. Hierbei kann auch ein- und derselbe Einsatz mit unterschiedlichen Tankkörpern gekoppelt werden, sofern diese dieselben Verbindungsgeometrien besitzen. Andernfalls kann ein bedarfsgerechter Austausch eines Verbindungselements eines Einsatzes erfolgen, um eine Kopplung des Einsatzes mit unterschiedlichen Tankkörpern zu ermöglichen.
Ein erfindungsgemäßer Einsatz besitzt einen flexiblen Speicherbehälter, der in zusammengefaltetem Zustand durch eine Öffnung des Tankkörpers hindurchgeführt werden kann. Weiterhin besitzt der Einsatz einen Haltebereich, über welchen der Einsatz gegenüber dem Tankkörper gehalten werden kann. Des Weiteren ist an dem Einsatz ein Anschlussbereich vorgesehen, der sich außerhalb des Tankkörpers befindet und über den eine Kommunikation mit den in dem Speicherbehälter und/oder dem Tankkörper angeordneten Kammern ermöglicht ist. Hierbei ist ein getrenntes Zuführen und/oder Abführen eines Fluids von oder zu dem Tankkörper einerseits und ein Zuführen und/oder Abführen eines weiteren Fluids von oder zu dem Speicherbehälter ermöglicht, ohne dass es zu einer Durchmischung der Fluide kommt.
Erfindungsgemäß wird darüber hinaus vorgeschlagen, einen Tank, insbesondere einen Tank mit den zuvor erläuterten Ausgestaltungen , einzusetzen für eine Speicherung einer Absorptionsflüssigkeit. Beispielsweise kann es sich bei der Absorptionsflüssigkeit um eine hydrophobe Flüssigkeit, insbesondere eine Salz-Wasser-Lösung, handeln, über welche in einem Absorber oder einem Regenerator einem Fluid Flüssigkeit oder Wasser entzogen wird. Für einen derartigen Einsatzfall kann in der Kammer, die zwischen dem Tankkörper und dem Speicherbehälter gebildet ist, Absorptionsflüssigkeit mit einer ersten Konzentration angeordnet sein, die damit das erste Fluid bildet. Absorptionsflüssigkeit mit einer zweiten Konzentration, also ein zweites Fluid, kann in der anderen Kammer angeordnet sein, die von dem Speicherbehälter ausgebildet wird. Während für einen derartigen Einsatzfall bisher zwei separate Tanks erforderlich waren, ist erfindungsgemäß mit der Verwendung dieses "Zweiphasenspeicher- tanks" für diesen Einsatzfall eine besonders kompakte Anordnung geschaffen.
Bewegen sich die Absorptionsflüssigkeiten mit den unterschiedlichen Konzentrationen in einem geschlossenen Kreislauf zwischen den beiden Kammern, in denen beispielsweise der Absorber und/oder der Regenerator eingeschaltet ist, ist die Gesamtmenge der Absorptionsflüssigkeit in diesem Kreislauf konstant. Die verbundenen Prozesse haben aber eine Variation des Verhältnisses der Volumina der Absorptionsflüssigkeit mit den unterschiedlichen Konzentrationen zur Folge. Der erfindungsgemäße Tank kann in diesen Verwendungsfällen den Gegebenheiten automatisch Rechnung tragen, da das Gesamtvolumen der in den Kammern angeordneten Absorptionsflüssigkeit konstant ist, während Veränderungen des Verhältnisses der Absorptions- flüssigkeiten mit unterschiedlichen Konzentrationen durch die entfaltende oder zusammenfaltende Bewegung des Speicherbehälters, also eine Art "Atmen", automatisch Rechnung getragen ist. Das Gesamtvolumen der Fluide bleibt aber in den genannten Prozessen konstant oder variiert maximal um plus/minus 10 %, was für den erfindungsgemäßen Tank auf einfache Weise gewährleistet werden kann, ohne dass große Leervolumina vorhanden sind.
Vorteilhaft kann der erfindungsgemäße Tank verwendet werden in Verbindung mit einer Sorptionsspeicheranlage, einer Heizeinrichtung, einer Kühleinrichtung, einer Entfeuchtungseinrichtung und/oder einer Solaranlage, insbesondere in Verbindung mit einem Gebäude.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Vertikalschnitt durch einen erfindungs- gemäßen Tank mit weitestgehend entleertem flexiblem Speicherbehälter.
Fig. 2 zeigt den Tank gemäß Fig. 1 mit weitestgehend gefülltem Speicherbehälter.
Fig. 3 zeigt ein in einem erfindungsgemäßen Tank einsetzbares Tragelement, welches zwei separate koaxiale, mit Rohrabschnitten gebildete Leitungen ausbildet.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Heizeinrichtung für ein Gebäude, in welchem zwei Fluide, hier eine Absorptionsflüssigkeit mit unterschiedlichen
Konzentrationen, verwendet werden, die abweichend zur vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen Kammern separater Tanks gespeichert sind.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Kühleinrichtung für ein Gebäude, bei der zwei Flüssigkeiten, hier eine Absorptionsflüssigkeit mit unterschiedlichen Konzentrationen, abweichend zur vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen
Kammern separater Tanks gespeichert sind.
FIGURENBESCHREIBUNG
Fig. 1 zeigt einen Tank 1 , welcher der drucklosen Bevorratung von zwei Fluiden 2, 3 in
Kammern 4, 5 dient. Der Tank 1 ist mit einem eigensteifen Tankkörper 6 gebildet. Der Tank- körper 6 verfügt über eine die Kammer 4 begrenzende Wandung 7 sowie einen Stutzen 8 mit einer Öffnung 9 zu dem Inneren des Tankkörpers. Der Tankkörper 6 bildet mit der Wandung 7 und dem Stutzen 9 ein Modul 10, welches separat als Speicherbehälter für ein Fluid einsetzbar ist, welches für diesen separaten Einsatz den Innenraum des Tankkörpers 6 im vollen Querschnitt ausfüllen kann. Hierzu kann der Stutzen 8 mit einem Deckel geschlossen sein, durch welchen sich Leitungen erstrecken können, über die mit dem Inneren des Tankkörpers 6 kommuniziert werden kann.
In Fig. 1 ist ein weiteres Modul 1 1 zu erkennen, über welches durch Bereitstellung der zusätzlichen Kammer 5 der Einsatzbereich des Tanks 1 erweitert werden kann: Das Modul 1 1 ist als Einsatz 12 ausgebildet, welcher sich teilweise in das Innere des Tankkörpers 6 erstreckt. Der Einsatz 12 ist mit einem Halteelement 13 fest mit dem Tankkörper 6 verbunden oder montiert. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist das Halteelement 13 als Deckel 14 ausgebildet, der mit einem Innengewinde auf ein entsprechendes Außengewinde des Stutzens 8 des Tankkörpers 6 aufgeschraubt ist. Hierdurch ist die Öffnung 9 nach außen abgedichtet, wozu ein ergänzendes Dichtelement zwischen Halteelement 13 und Stutzen 8 Einsatz finden kann. Von dem Deckel 14 gehalten ist ein grundsätzlich stangenförmiges Tragelement 15, welches sich von dem Deckel 14 in das Innere des Tankkörpers 6 bis unmittelbar benachbart der Wandung 7 im Bodenbereich 16 erstreckt. Das Tragelement weist in einem Deckenbereich 17 unmittelbar benachbart der Wandung 7 sowie im Bodenbereich 16 jeweils ein Fixierelement 18, 19 auf. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel sind die Fixierelemente 18, 19 kreisring- förmig ausgebildet mit starrer Anbindung des Tragelements 15 am Innendurchmesser der Fixierelemente 18, 19. Radial außen liegend ist an den Fixierelementen 18, 19 ein flexibler Speicherbehälter 20 unter Abdichtung befestigt, beispielsweise durch stoffschlüssige Verbindung, Anvulkanisieren, Einklemmen, Verbindung über einen Verbindungsflansch und Ähnliches. In dem entleerten Zustand gemäß Fig. 1 erstreckt sich die Mantelfläche des Speicherbehälters 20 faltenartig oder mäanderartig zwischen den beiden Fixierelementen 18, 19 mit eingeschnürter Dimension quer zur Erstreckung des Trageelements.
Weiterhin ist in Fig. 1 zu erkennen, dass das Tragelement 15 neben der Tragfunktion für die Fixierelemente 18, 19 und damit dem Halten des Speicherbehälters zur Bildung von Leitungen 21 , 22, 23, 24 dient: Die Leitungen 21 bis 24 sind mit Rohrabschnitten 25 bis 28 unterschied- licher Längen und Durchmesser gebildet, die koaxial zueinander angeordnet sind und ineinander geschachtelt sind. Der außen liegenden Rohrabschnitt 28 erstreckt sich von außerhalb des Deckels 14 durch den Deckel 14 bis in den Stutzen 8 oder den Deckenbereich 17 der Kammer 4. Im Inneren von dem Rohrabschnitt 28 erstreckt sich unter Abstützung gegenüber dem Rohrabschnitt 28 der Rohrabschnitt 27 von außerhalb des Deckels 14 und des Rohres 28 und durch das Fixierelement 18 hindurch bis in die Kammer 5 im Deckenbereich 17 der Kammer 5, wobei das Fixierelement 18 an dem Rohrabschnitt 27 befestigt ist. Der Rohrabschnitt 26 erstreckt sich wiederum innerhalb des Rohrabschnitts 27 unter Abstützung gegenüber dem Rohrabschnitt 27 von außerhalb des Rohrabschnitts 27 und des Deckels 14 durch das Fixierelement 18 bis zu dem Bodenbereich 16 der Kammer 5. - Schließlich erstreckt sich in dem Rohrabschnitt 26 unter Abstützung gegenüber diesem der Rohrabschnitt 25 von außerhalb des Rohrabschnitts 26 und des Deckels 14 durch den Deckel 14, durch das Fixierelement 18 und durch das Fixierelement 19 bis in den Bodenbereich 16 der Kammer 4, wobei das Fixierelement 19 gegenüber dem Rohrabschnitt 25 abgestützt ist.
Die außen liegenden Endbereiche der Rohrabschnitte 25 bis 28 sind abgedichtet und jeweils mit Anschlüssen 29, 30, 31 , 32 versehen, über welche die mit den Rohrabschnitten 25 bis 28 gebildeten Leitungen 21 , 24 mit Zu- und Abführleitungen für Fluide zu und von den Kammern 4, 5 koppelbar sind. Die in dem Tankkörper 6 angeordneten Endbereiche der Rohrabschnitte 25 bis 28 bilden Auslässe, über die die Fluide 2, 3 in die Kammern 4, 5 eintreten können.
Für das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel ist der Stutzen 8 mit Öffnung 9 im Bereich der Oberseite des Tanks 1 angeordnet. Das Tragelement 15 mit den Rohrabschnitten 25 bis 28 erstreckt sich in vertikaler Richtung. Eine beliebige anderweitige Anordnung und Orientierung von Stutzen 8 und Einsatz 12 ist ebenfalls möglich, beispielsweise eine horizontale Orientierung des Einsatzes 12, wie sich dieser ergibt, wenn Fig. um 90° verdreht wird. Beliebige von Fig. 1 abweichende Geometrien, insbesondere des Tankkörpers 6, sind ebenfalls möglich. Möglich ist auch, dass eine Befüllung der Kammer 4 nicht über den Einsatz 12 erfolgt, sondern über einen zusätzlichen Anschluss des Tankkörpers 6.
Fig. 2 zeigt den Tank 1 für maximal gefüllten Speicherbehälter 20, wofür die Kammer 5 ihr maximales Speichervolumen einnimmt, hingegen die Kammer 4, also der Zwischenraum zwischen dem Speicherbehälter 20 und dem Tankkörper 6 ein minimales Speichervolumen besitzt. Wie dargestellt kann zwischen dem Speicherbehälter 20 und dem Tankkörper 6 ein umlaufender Spalt vorhanden sein. Durchaus denkbar ist allerdings, dass sich der Speicherbehälter 20 beispielsweise im Bodenbereich an dem Tankkörper 6 abstützt, so dass das Speichervolumen der Kammer 5 weiter nach oben verlagert ist. Im Extremfall kann das Volumen der von dem Tankkörper 6 begrenzten Kammer auf Null reduziert sein.
Die Leitungen 21 bis 24 können als starre Rohrabschnitte ausgebildet sein oder zumindest teilweise als flexible Rohre oder Schläuche. Von Vorteil ist allerdings, wenn zumindest der Rohrabschnitt 25 zwecks Fixierung der Fixierelemente 18, 19 eigensteif ausgebildet ist.
Fig. 3 zeigt die Ineinanderschachtelung von zwei Rohrabschnitten, beispielsweise der Rohrabschnitte 27, 26 oder 26,25 mit konzentrisch zueinander angeordneten Rohrquerschnitten. Zwischen den Rohrabschnitten 26, 27 sind Abstandshalter oder Rippen 33 zwischengeschaltet, hier vier gleichförmig über den Umfang verteilte Rippen 33. Die Rippen können sich über die gesamte Längsachse der Rohrabschnitte erstrecken oder nur in einzelnen Teilbereichen. Für das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt der außenliegende Rohrabschnitt ein Außengewinde 34, über welches der Rohrabschnitt zur Befestigung in ein entsprechendes Innengewinde eines Fixierelements einschraubbar ist, wenn der Rohrabschnitt als Rohrabschnitt 25 oder 27 ausgebildet ist. In Fig. 3 ist lediglich die koaxiale Anordnung von zwei Leitungen und Rohrabschnitten dargestellt, wobei entsprechend auch mehr Rohrabschnitte 25 bis 28 in einem Axialbereich ineinandergeschachtelt sein können.
Als Modul 10 mit Tankkörper 6 kann ein an sich bekannter Tank, ein sogenannter "Intermediate BuIk Container" (IBC; IB-Container) eingesetzt werden, wobei dieser insbesondere eine Öffnung 9 mit einem Durchmesser von ca. 30 cm besitzt. IB-Container sind ein äußerst preiswertes Massenprodukt mit üblichen Höhen zwischen 70 cm und 200 cm, wobei der Anschaffungspreis eines derartigen IB-Containers bei ca. 100 Euro/m3 liegen kann. Unterschieden werden faltbare IBC, Plastik-Verbund-IBC, Stahl-IBC oder Edelstahl-IBC. Die IBC können unmittelbar mit einer Palette verbunden sein, um einen Transport des Tanks zu vereinfachen. IBC sind üblicherweise kubisch ausgebildet und können für den Fall des Einsatzes einer faltbaren dichtenden Hülle mit einem abstützenden Traggerüst ausgestattet sein. Für die erwähnten Anwendungsfälle ist das Gesamtvolumen der in den Kammern 4, 5 angeordneten Fluide 2, 3 konstant oder variiert allenfalls um ± 10 % während der genannten Prozesse. Der Speicherbehälter 20 kann eine beliebige Form aufweisen, beispielsweise eine kubische oder eine kugelartige Form. Als Material für den Speicherbehälter 20 kann ein beliebiges flexibles Material Einsatz finden, beispielsweise EPDM oder Butyl-Kautschuk. Der Speicherbehälter 20 kann im Bodenbereich 16 sowie im Deckenbereich 17 mit einem mit einer Antioxi- dationsbeschichtung ausgestatteten Stahl-Flansch verklebt sein, der dann das Fixierelement 18, 19 bildet und entsprechende Bohrungen für die Rohrabschnitte besitzt. Möglich ist, dass die Rohrabschnitte 25 bis 28 nicht (nur) einen Austritt in dem innen liegenden Endbereich für das Fluid bereitstellen, sondern radiale Mündungsausnehmungen bei beliebigen axialen Erstreckungen aufweisen. Ebenfalls möglich ist, dass für die in Fig. 3 dargestellten Querschnitte die Rippen 33 mehrere in Umfangsrichtung verteilte Leitungen begrenzen, die jeweils einen kreis- ringsegmentförmigen Querschnitt besitzen, so dass mit dem in Fig. 3 dargestellten Querschnitt eine innere Leitung mit kreisförmigem Querschnitt und vier außen liegende Leitungen mit kreisringsegmentförmigem Leitungsquerschnitten geschaffen sind. Die Rohrabschnitte 25 bis 28 können in den außen liegenden Endbereichen jeweils zwei Rohranschlüsse aufweisen, die mit einem automatischen Entlüftungsventil versehen sein können. Ein Rohranschluss dient der Kopplung der zugeordneten Leitung an weitere Bauelemente, beispielsweise eines Absorbers oder eines Regenerators. Der andere Rohranschluss kann zum Umwälzen eines Fluids in einer Kammer genutzt werden, wozu Fluid aus einem Bodenbereich 16 der Kammer zu einem Deckenbereich 17 derselben Kammer über die Leitungen umgewälzt wird (oder umgekehrt), was unter Einsatz einer externen Pumpe erfolgen kann. Hierdurch kann eine möglichst homogene Phase in der Kammer 4, 5 bereitgestellt werden, was für viele chemische Prozesse erforderlich ist. Für die Speicherung von hochkonzentrierten Salzlösungen in dem Tank 1 kann durch die genannte Umwälzung eine Kristallisierung im Bodenbereich 16 des Tanks 1 vermieden werden.
Vorzugsweise beträgt das maximale Speichervolumen des Speicherbehälters 20 90 % des Innenvolumens des Tankkörpers 6. Für den Fall, dass in dem Tank eine Salz-Wasser-Lösung mit unterschiedlichen Konzentrationen gespeichert werden soll, kann die hochkonzentrierte Lösung, die ein geringeres spezifisches Volumen besitzt, in dem Speicherbehälter 20 gespeichert werden, während die niedrig konzentrierte Salz-Wasser-Lösung mit dem höheren spezifischen Volumen in dem Tankkörper 6, also der Kammer 4, gespeichert ist. Durch die Ausgestaltung des Moduls 1 1 als Einsatz 12 kann dieses Modul 1 1 in bestehende Tanks oder Behälter, wie beispielsweise einen genannten IBC, ohne erforderliche Anpassungsarbeiten integriert werden. Gemäß Fig. 3 ist zwischen den Rohrabschnitten 26, 27 ein Zwischenraum 35 gebildet, der eine Leitung bildet. Eine weitere Leitung ist in einem Innenraum 36 des Rohrabschnitts 26 gebildet. Mit den Anschlüssen 29 bis 32 und den Leitungen 21 bis 24 ist ein Anschlussbereich 37 gebildet, der
- eine separate Befüllung der Kammern 4, 5 mit den Fluiden 2, 3, die Entnahme der Fluide 2, 3 aus diesen Kammern und/oder ein Umwälzen der Fluide 2, 3 in den zugeordneten Kammern
ermöglichen kann.
Fig. 4 und 5 zeigen ein thermodynamisches System, welches der unterstützenden oder ausschließlichen luftgeführten Heizung oder Kühlung von Niedrigenergiegebäuden und Passivhäusern dienen kann. Das System ist speziell für die Nutzung in Kombination mit einer solarthermischen Wärmequelle geeignet. Neben der Funktion des Heizens und Kühlens ermöglicht das System durch Einsatz eines kompakten thermochemischen Speichers, die an den strahlungsintensiven Tagenim Solarkollektor erzeugte Wärme in Form von hochkonzen- trierter Salzlösung über mehrere Monate verlustfrei zu speichern. Das System kann als Kombinationssystem zur Trink- oder Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung ausgebildet sein und besitzt insbesondere einen Absorber 46, einen Verdunstungskühler 48, einen Regenerator 49, zwei Salzlösungstanks 50, 51 und Wärmetauscher 52, 53. Während in den Fig. 4 und 5 eine Speicherung in zwei separaten Salzlösungstanks 50, 51 erfolgt, kann anstelle dieser beiden Salzlösungstanks ein erfindungsgemäßer Tank 1 eingesetzt werden, für den eine Kammer 4 den Salzlösungstank 50 und die andere Kammer 5 den Salzlösungstank 51 bildet.
Gemäß Fig. 4 und 5 ist der Absorber 46 im Abluftkanal des Systems angeordnet. Demgemäß wird einem Innenraum 54 eines Gebäudes feuchte Luft entnommen, die in dem Absorber 46 in Kontakt mit hochkonzentrierter Salz-Wasser-Lösung kommt, insbesondere Lithiumchlorid (LiCI), welche dem Salzlösungstank 51 , also für den Einsatz des erfindungsgemäßen Tanks 1 einer Kammer 4 (oder 5), entstammt. Die Salz-Wasser-Lösung ist stark hygroskopisch, also Wasserdampf aufnehmend. Bei Absorption des in der feuchten Luft enthaltenen Wasserdampfs in der Salz-Wasser-Lösung findet ein Phasenwechsel des Wassers von gasförmig zu flüssig statt, wodurch Kondensationsenthalpie freigesetzt wird. Mit Feuchtigkeit angereicherte Luft-Wasser- Lösung wird dem Salzlösungstank 50, also für den Einsatz des erfindungsgemäßen Tanks 1 einer Kammer 5 (oder 4), von dem Absorber 46 zugeführt. Im Heizfall gemäß Fig. 4 wird ein gegenüber dem Massenstrom der Abluft geringer Massenstrom der Salz-Wasser-Lösung verwendet, wobei vorzugsweise das Verhältnis des Luftmassenstroms zu dem Massenstrom der Salz-Wasser-Lösung 20:1 bis 100:1 beträgt. In dem Absorber 46 kann eine Temperatur- erhöhung der Abluft um 8-10 K erreicht werden. Die erwärmte und getrocknete Abluft wird über den Wärmeaustauscher 52 der Umgebung 56 zugeführt. In dem Wärmetauscher 52 wird der Umgebung 56 entnommene Frischluft im Gegenstrom zu dem zuvor genannten Abluftstrom erwärmt, die dann dem Innenraum 54, ggf. unter ergänzender Erwärmung durch die Heizeinrichtung 55, zugeführt wird. Aufgrund des hohen Massenstromverhältnisses zwischen Luft und Salz-Wasser-Lösung ist die Konzentrationsänderung der Salz-Wasser-Lösung im Absorber 46 sehr groß, die ca. 15 Prozentpunkte betragen kann. Somit kann auch eine hohe Speicherdichte im Bereich von 200-300 kWh/m3 erreicht werden. Ein Wassertank 57 kann optional mit einer Gastherme und/oder einer Solaranlage zwecks ergänzender Erwärmung gekoppelt sein. Optional kann eine elektronische Heizeinrichtung 55 vorgesehen sein, um eine ergänzende Erwärmung der Frischluft zu bewirken.
Wird das System gemäß Fig. 5 für eine Kühlung betrieben, erfolgt in dem Absorber 46 eine quasi isotherme Reaktion zwischen der Salz-Wasser-Lösung, die dem Salzlösungstank 51 , also für den Einsatz des erfindungsgemäßen Tanks 1 einer Kammer 4 (oder 5), entstammt und optional über eine Kühleinrichtung 58 vorgekühlt sein kann, mit der Abluft des Innenraums 54. Ebenfalls möglich ist, dass bereits in dem Absorber 46 eine Verringerung der Temperatur der Abluft eintritt. Die getrocknete Abluft wird von dem Absorber 46 dem Verdunstungskühler 48 zugeführt, der ein hohes Wasser-Aufnahmevermögen besitzt mit großem Verdunstungspotential, woraus eine gute (ergänzende) Kühlung der Abluft resultiert. Der Verdunstungskühler 48 bildet mit der Kühleinrichtung 58 einen Kreislauf. Von dem Verdunstungskühler wird die gekühlte Luft dem Wärmetauscher 52 zugeführt und in die Umgebung 56 abgeleitet. In dem Wärmetauscher 52 wird der Umgebung 56 entnommene Frischluft im Gegenstrom zu der gekühlten Abluft gekühlt. Diese gekühlte Frischluft wird dann dem Innenraum 54 zugeführt.
Eine Regeneration der Salz-Wasser-Lösung niedriger Konzentration aus dem Salzlösungstank 50, also für den Einsatz des erfindungsgemäßen Tanks 1 einer Kammer 5 (oder 4), zu SaIz- Wasser-Lösung hoher Konzentration in dem Salzlösungstank 51 , also für den Einsatz des erfindungsgemäßen Tanks 1 einer Kammer 4 (oder 5), erfolgt über den Regenerator 49, der über einen Kreislauf an den Wassertank 57 angeschlossen ist. Dem Regenerator 49 wird der Umgebung 56 entnommene Frischluft über den Wärmetauscher 53 zugeführt. Die den Regenerator verlassende Luft wird wiederum im Gegenfluss dem Wärmetauscher 53 zugeführt und in die Umgebung 56 abgegeben.
In dem Kühlfall gemäß Fig. 5 wird ein gegenüber dem Massenstrom der Luft ungefähr gleich großer Massenstrom der Salz-Wasser-Lösung durch den Absorber 46 geleitet. Der Verdunstungskühler 48 ist als indirekter Verdunstungskühler ausgebildet und kühlt bis an die Feuchtkugeltemperatur bzw. vorzugsweise bis nahezu an die Taupunktemperatur. Gleichzeitig überträgt der indirekte Verdunstungskühler 48 die erbrachte Kühlleistung an die Frischluftseite. Bei der Kühlung findet eine nur sehr geringe Konzentrationsänderung statt (ca. 0,005 Prozentpunkte), so dass die Salz-Wasser-Lösung noch weitere Male zur Kühlung oder auch zur Heizung eingesetzt werden kann. Die Regeneration der Salz-Wasser-Lösung erfolgt, um einen kontinuierlichen Betrieb des Systems zu ermöglichen, wozu das bei der Entfeuchtung in dem Absorber 46 aufgenommene Wasser aus der Salz-Wasser-Lösung wieder zu entfernen ist. Im Regenerator 49 wird dazu solarthermisch erhitzte Außenluft in Kontakt mit der Salz-Wasser- Lösung mit niedriger Konzentration gebracht. Die Außenluft nimmt einen Teil des Wassers aus der Salz-Wasser-Lösung wieder auf, wodurch die Konzentration der Salz-Wasser-Lösung wieder ansteigt, so dass das ursprüngliche Absorptionspotential wieder hergestellt werden kann.
Die erläuterte indirekte Wärme- bzw. Kältespeicherung erfolgt durch die Lagerung der ange- reicherten Salzlösung in einem Tank. Diese Speicherform hat den Vorteil, dass keine sensiblen Verluste über die Dauer der Einlagerung abgegeben werden und somit auch eine verlustarme Speicherung über die Wintermonate möglich ist.
Die dargestellte Sorptionsspeicheranlage 47 führt insbesondere auf die folgenden Vorteile:
Es ist eine verlustfreie chemische Speicherung von Sonnenenergie möglich mit hohen CC>2-Einsparungen zwischen 60 % und 100 % gegenüber einer konventionell betriebenen
Kühl- und/oder Heiztechnik.
Die erläuterte Heizung und Kühlung des Luftstroms vereinfacht die Installation in die bestehende Gebäudetechnik bei Niedrigenergiegebäuden und Passivhäusern.
Gleiche Komponenten können sowohl für die Heizung als auch für die Kühlung eingesetzt werden. In dem Regenerator 49 sind geringe Antriebstemperaturen zwischen 500C und 800C gegeben.
Hohe Energiedichten bei der saisonalen Speicherung zwischen 250-300 kWh/m3 bedingen kleine Speichervolumina und damit einfache Integrationen der Technik in das Gebäude.
Das flüssige Trockenmittel (die Salz-Wasser-Lösung) erlaubt ein konstant hohes
Absorptionspotential.
Eine Verwendung von unter Umständen günstigen Kunststoffen und ein weitgehender
Verzicht auf eine Isolierung bei den Komponenten ermöglicht geringe Herstellungskosten. - Absorber und Regenerator können baugleich nur in unterschiedlichen Dimensionen gefertigt werden.
Ein Stoffübertrag kann vermieden werden.
Es ergibt sich eine hohe Nutzungszeit des Absorbers durch Einsatz sowohl im Heiz- als auch im Kühlfall. - Es ergibt sich ein geringes Systemvolumen mit einer Verringerung von bis zu 50 % gegenüber bekannten Ausführungsformen.
Neben einer Sorptionsspeicheranlage 47 kann der Tank 1 Einsatz finden zur Speicherung von Fluiden in Verbindung mit einer schonenden Trocknung landwirtschaftlicher Güter, einer Entfeuchtung von Luft in einem Schwimmbad und dgl.
BEZUGSZEICHENLISTE
Tank 31 Anschluss
Fluid 32 Anschluss
Fluid 33 Rippe
Kammer 34 Außengewinde
Kammer 35 Zwischenraum
Tankkörper 36 Innenraum
Wandung 37 Anschlussbereich
Stutzen 38
Öffnung 39
Modul 40
Modul 41
Einsatz 42
Halteelement 43
Deckel 44
Tragelement 45
Bodenbereich 46 Absorber
Deckenbereich 47 Sorptionsspeicheranlage
Fixierelement 48 Verdunstungskühler
Fixierelement 49 Regenerator
Speicherbehälter 50 Salzlösungstank
Leitung 51 Salzlösungstank
Leitung 52 Wärmetauscher
Leitung 53 Wärmetauscher
Leitung 54 Innenraum
Rohrabschnitt 55 Heizeinrichtung
Rohrabschnitt 56 Umgebung
Rohrabschnitt 57 Wassertank
Rohrabschnitt 58 Kühleinrichtung
Anschluss
Anschluss

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Tank (1 ) mit einem Tankkörper (6) zur Bevorratung eines Fluids (2), dadurch gekenn- zeichnet, dass a) in dem Tankkörper (6) ein faltbarer Speicherbehälter (6) mit einem variablen Speicher- volumen angeordnet ist, in welchem ein weiteres Fluid (3) separat von dem Fluid (2) in dem Tankkörper (6) speicherbar ist, b) wobei mindestens eine Einrichtung zur getrennten Entnahme des Fluids (2) aus dem Tankkörper (6) sowie des weiteren Fluids (3) aus dem Speicherbehälter (6) vorgesehen sind.
2. Tank (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (6) über mindestens ein, insbesondere zwei, von der Größe des variablen Speichervolumens unabhängige Fixierelement(e) (18,19) gehalten ist.
3. Tank (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (20) von einem Tragelement (15) durchsetzt ist, mit welchem das mindestens eine Fixierelement (18, 19) des Speicherbehälters (20) gebildet ist.
4. Tank (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (15) mindestens eine Zuführleitung und/oder Abführleitung (Leitungen 21 bis 24) für ein Fluid (2;3) aus oder zu dem Tankkörper (6) und/oder dem Speicherbehälter (20) besitzt.
5. Tank (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (15) mindestens zwei, insbesondere vier, koaxial zueinander orientierte Leitungen (21 -24) besitzt.
6. Tank (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Tragelement (15) mit einem Außenrohr (Rohrabschnitt 26) und einem koaxial in dem Außenrohr aufgenommenen Innenrohr (Rohrabschnitt 25) ausgebildet ist, b) ein Zwischenraum (35) zwischen Außenrohr und Innenrohr als Zuführleitung und/oder Abführleitung (Leitung 22) für ein Fluid (2; 3) zu oder aus dem Tankkörper (6) und/oder dem Speicherbehälter (20) dient und c) ein Innenraum (36) des Innenrohrs als Zuführleitung und/oder Abführleitung (Leitung 21 ) für ein Fluid (3; 2) zu oder aus dem Tankkörper (6) und/oder dem Speicherbehälter (20) dient.
7. Tank (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Zwischenraum (35) zwischen Außenrohr (Rohrabschnitt 26) und Innenrohr (Rohrabschnitt 25) als Leitung (22) für ein Fluid (2; 3) zu oder aus einem Bodenbereich (16) des Speicherbehälter (20) dient, b) der Innenraum (36) des Innenrohrs (Rohrabschnitt 25) als Leitung (21 ) für ein Fluid (2; 3) zu oder aus dem Bodenbereich (16) des Tankkörpers (6) dient, c) das Tragelement (15) oder ein Einsatz (12) eine weitere Leitung (23) aufweist, die als Zuführleitung und/oder Abführleitung für ein Fluid (2; 3) zu oder aus einem Deckenbereich (17) des Speicherbehälters (20) dient und d) das Tragelement (15) oder ein Einsatz (12) eine weitere Leitung (24) aufweist, die als Zuführleitung und/oder Abführleitung für ein Fluid (2; 3) zu oder aus einem Deckenbereich (17) des Tankkörpers (6) dient.
8. Tank (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (15) an dem Tankkörper (6) befestigt ist.
9. Tank (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (15) a) eine Öffnung (9) des Tankkörpers (6) durchsetzt und b) einen Verschluss für die Öffnung (9) des Tankkörpers (6) ausbildet.
10. Tank (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnung (9) ein Gewinde zugeordnet ist und das Tragelement (15) zur Bildung eines Verschlusses für die Öffnung (9) mit dem Gewinde verschraubbar ist.
1 1. Tank (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (20) in zusammengefaltetem Zustand einen Querschnitt besitzt, der kleiner ist als der Querschnitt einer Öffnung (9) des Tankkörpers (6).
12. Tank (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des Tankkörpers (6) ein Anschlussbereich (37) zur Verbindung des Tanks (1 ) mit Leitungen vorgesehen ist.
13. Tank (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (1 ) modular mit Modulen (10,1 1 ) ausgebildet ist, wobei ein Modul (10) mit dem Tankkörper (6) ausgebildet ist und ein Modul (1 1 ) mit dem Einsatz (12) ausgebildet ist.
14. Einsatz (12) für einen eine Öffnung (9) aufweisenden Tankkörper (6), insbesondere zur Bildung eines Tanks (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Einsatz (12) a) einen flexiblen Speicherbehälter (20) besitzt, der in zusammengefaltetem Zustand einen Querschnitt besitzt, der kleiner ist als der Querschnitt der Öffnung (9), b) ein Halteelement (13) besitzt, über den der Einsatz (12) in mit dem Tankkörper (6) montierten Zustand gegenüber dem Tankkörper (6) gehalten ist, und c) einen Anschlussbereich (37) besitzt, welcher sich für mit dem Tankkörper (6) montierten Zustand des Einsatzes (12) außerhalb des Tankkörpers (6) befindet und geeignet für den Anschluss von Leitungen ausgebildet ist, über die ein getrenntes ca) Zuführen und/oder Abführen eines Fluids (2) von oder zu dem Tankkörper (6) und cb) Zuführen und/oder Abführen eines weiteren Fluids (3) von oder zu dem Speicherbehälter (20) ermöglicht ist.
15. Einsatz (12) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (13) des Einsatzes (12) als Verschluss der Öffnung (9) des Tanks (1 ) ausgebildet ist.
16. Einsatz (12) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher- behälter (20) über mindestens eine, insbesondere zwei, von der Größe des variablen Speichervolumens des Speicherbehälters (20) unabhängige Fixierelemente (18, 19) an dem Einsatz (12) gehalten ist.
17. Einsatz (12) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (12) ein Tragelement (15) besitzt, welches den Speicherbehälter (20) durchsetzt und mit welchem das mindestens eine Fixierelement (18; 19) des Speicherbehälters (20) gebildet ist.
18. Einsatz (12) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (15) eine Zuführleitung und/oder Abführleitung (Leitung 21 ; 22; 23; 24) für ein Fluid (2; 3) zu oder aus dem Tankkörper (6) und/oder dem Speicherbehälter (20) besitzt.
19. Einsatz (12) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (15) mindestens zwei, insbesondere vier, koaxial zueinander orientierte Leitungen (21 ; 22; 23; 24) besitzt.
20 Einsatz (12) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Tragelement (15) mit einem Außenrohr (Rohrabschnitt 26) und einem koaxial in dem Außenrohr aufgenommenen Innenrohr (Rohrabschnitt 25) ausgebildet ist, b) ein Zwischenraum (35) zwischen Außenrohr und Innenrohr als Zuführleitung und/oder
Abführleitung (Leitung 22) für ein Fluid (2; 3) zu oder aus dem Tankkörper (6) und/oder dem Speicherbehälter (20) dient und ci ein Innenraum (36) des Innenrohrs als Zuführleitung und/oder Abführleitung (Leitung 21 ) für ein Fluid (3; 2) zu oder aus dem Tankkörper (6) und/oder dem Speicherbehälter (20) dient.
21 Einsatz (12) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Zwischenraum (35) zwischen Außenrohr (Rohrabschnitt 26) und Innenrohr (Rohrabschnitt 25) als Leitung (22) für ein Fluid (2; 3) zu oder aus einem Bodenbereich (16) des Speicherbehälters (20) dient, b) der Innenraum (36) des Innenrohrs (Rohrabschnitt 25) als Leitung (21 ) für ein Fluid (2; 3) zu oder aus dem Bodenbereich (16) des Tankkörpers (6) dient, c) das Tragelement (15) oder ein Einsatz (12) eine weitere Leitung (23) aufweist, die als Zuführleitung und/oder Abführleitung für ein Fluid (2; 3) zu oder aus einem Decken- bereich (17) des Speicherbehälters (20) dient und d) das Tragelement (15) oder ein Einsatz (12) eine weitere Leitung (24) aufweist, die als Zuführleitung und/oder Abführleitung für ein Fluid (2; 3) zu oder aus einem Decken- bereich (17) des Tankkörpers (6) dient.
22. Verwendung eines Tanks (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder eines Einsatzes (12) nach einem der Ansprüche 14 bis 21 für die Speicherung einer Absorptionsflüssigkeit a) mit einer ersten Konzentration der Absorptionsflüssigkeit in dem zwischen Tankkörper (6) und dem Speicherbehälter (20) gebildeten Speichervolumen sowie b) mit einer zweiten Konzentration der Absorptionsflüssigkeit in dem von dem Speicher- behälter (20) ausgebildeten Speichervolumen.
23. Verwendung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Tank (1 ) gespeicherte Absorptionsflüssigkeit mit unterschiedlichen Konzentrationen für einen Betrieb eines Absorbers (46) und/oder eines Regenerators (49)verwendet wird.
24. Verwendung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (1 ) oder der Einsatz in Verbindung mit einer Sorptionsspeicheranlage (2), einer Heizeinrichtung, einer Kühleinrichtung, einer Entfeuchtungseinrichtung und/oder einer Solaranlage verwendet wird.
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