DE102008033527A1 - Heat reservoir, has endothermic fluid flowing through latent heat reservoir sections in opposite direction, where exothermic fluid and endothermic fluid flow in same tubes or channels, and sections are designed in pressure-resistant manner - Google Patents

Abstract

The reservoir has two storage media storing heat of two different temperature levels. An endothermic fluid flows through latent heat reservoir sections in an opposite direction during storage process. An exothermic fluid and the endothermic fluid flow in same tubes or channels. Pressure of a latent heat storage medium is atmospherically higher or lower after heat storage. The storage sections are designed in a pressure-resistant manner. The fluids are introduced into the storage sections by a system of valves, non-return valves, distributor devices, temperature measurements and regulations.

Description

Wärme fällt unter Umständen auf verschiedenen Temperaturniveaus an. Dies ist insbesondere auch der Fall, wenn ein strömendes Fluid abgekühlt wird. In solchen Fällen ist es wichtig, die Wärme auf einem etwa gleich hohen Temperaturniveau einzuspeichern, ansonsten treten Exergieverluste auf. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen derartigen Wärmespeicher in Form eines Latentwärmespeichers möglichst preiswert zu realisieren.Heat falls circumstances at different temperature levels. This is especially true the case when a pouring Fluid is cooled. In such cases It is important to heat store at a similar high temperature level, otherwise Exergy losses occur. The invention is based on the object such a heat storage in the form of a latent heat storage preferably inexpensive to realize.

1 zeigt beispielhaft eine Latentwärmespeicherkaskade, die insbesondere für die Abkühlung von Druckluft gedacht ist, die bei Temperaturen ≤ 50°C z. B. in einer Salzkaverne eingespeichert werden soll. Es ist daher ein letzter Abschnitt mit einem Latentwärmespeicher auf einem Temperaturniveau von ≤ 50°C in geeigneter Größe entsprechend der auf diesem Temperaturniveau einzuspeichernde Wärme vorzusehen. Die Temperaturniveaus und Größe der davorliegenden Abschnitte richten sich nach der Höhe der Kompressoraustrittstemperatur und der einzuspeichernden Wärme, d. h. dem Druckluftmassenstrom und der Dauer der Ein- bzw. Ausspeicherung. 1 shows an example of a latent heat storage cascade, which is intended in particular for the cooling of compressed air, which at temperatures ≤ 50 ° C z. B. to be stored in a salt cavern. It is therefore a final section with a latent heat storage at a temperature level of ≤ 50 ° C in a suitable size to be stored according to the heat to be stored at this temperature level. The temperature levels and size of the preceding sections depend on the height of the compressor outlet temperature and the heat to be stored, ie the compressed air mass flow and the duration of injection or withdrawal.

Die einzelnen Abschnitte sind untereinander isoliert, um den Temperaturausgleich innerhalb des Speichers und die damit verbundenen Exergieverluste möglichst gering zu halten und natürlich ist der gesamte Wärmespeicher nach außen isoliert, um die Wärmeverluste an die Umgebung zu minimieren.The individual sections are isolated from each other to the temperature compensation within the store and the associated exergy losses preferably to keep low and of course is the entire heat storage outward isolated to the heat losses to minimize the environment.

Um die Wärmeübertragung z. B. von der Druckluft an das Wärmespeichermedium und umgekehrt zu verbessern, wird die Druckluft auf zahlreiche Rohre von kleinem Durchmesser aufgeteilt, was eine große Oberfläche ergibt. Gleichzeitig können diese Rohre als Druckbarriere bei wegen des kleinen Durchmessers relativ geringen Wandstärken dienen und ein Druckbehälter ist nicht mehr nötig. Das Speichermaterial steht unter atmosphärischem Druck, was auch die Schmelztemperatur beeinflussen kann.Around the heat transfer z. B. from the compressed air to the heat storage medium and vice versa, the compressed air is applied to numerous pipes divided by small diameter, resulting in a large surface. At the same time, these tubes can as a pressure barrier because of the small diameter relatively low wall thickness serve and a pressure vessel is no longer necessary. The storage material is under atmospheric pressure, which includes the Can affect melting temperature.

Durch die Unterteilung in mehrere Abschnitte mit unterschiedlichen Temperaturniveaus (Schmelztemperatur oder unter Umständen auch Verdampfungstemperatur, wobei diese Abschnitte dann dicht und entsprechend druckfest bezüglich des entstehenden Drucks des Speichermediums ausgeführt werden müssen) die gegeneinander isoliert sind, werden Exergieverluste zufolge Temperaturabsenkungen (Temperaturangleichung) weitgehend vermieden und können möglichst preiswerte Latentspeichermedien verwendet werden.By the division into several sections with different temperature levels (Melting temperature or possibly also evaporation temperature, these sections then tight and correspondingly pressure-resistant with respect to the arising pressure of the storage medium must be performed) isolated from each other, exergy losses are due to temperature decreases (Temperature equalization) largely avoided and can be as possible inexpensive latent storage media can be used.

Claims (2)

Wärmespeicher gekennzeichnet dadurch, dass ein wärmeabgebendes Fluid hintereinander mindestens 2 gegeneinander und nach außen isolierte Latentwärmespeicherabschnitte (Schmelzen, Verdampfen) von diesem durch Wände, z. B. Rohrwände, getrennt durchströmt, wobei die Speichermedien die Wärme auf mindestens zwei verschiedenen Temperaturniveaus speichern. Beim Ausspeichern durchströmt ein wärmeaufnehmendes Fluid die Latentwärmespeicherabschnitte in entgegengesetzter Richtung wie beim Einspeichervorgang. Das wärmeabgebende Fluid und das wärmeaufnehmende Fluid können das gleiche Fluid sein oder auch verschiedene Fluide, sie können z. B. in den gleichen Rohren oder Kanälen etc. strömen oder auch in verschiedenen. Der Druck des Latentwärmespeichermediums kann atmosphärisch sein oder auch höher oder niedriger. Der Druck kann je nach Wärmespeicherung varrieren. Die einzelnen Latentwärmespeicherabschnitte müssen in solchen Fällen entsprechend druckfest ausgeführt werden.heat storage characterized in that a heat-emitting fluid after each other at least 2 against each other and out isolated latent heat storage sections (Melting, evaporation) of this by walls, z. B. pipe walls, separated flows through where the storage media is the heat store on at least two different temperature levels. At the Discharge flows through a heat absorbing Fluid the latent heat storage sections in the opposite direction as during the storage process. The heat-emitting Fluid and the heat-absorbing Fluid can be the same fluid or different fluids, they can, for. B. in the same tubes or channels, etc. flow or also in different. The pressure of the latent heat storage medium can be atmospheric or higher or lower. The pressure can vary depending on the heat storage. The individual latent heat storage sections must be in such cases designed accordingly pressure-resistant become. Wärmespeicher nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass, über ein System von Ventilen, Rückschlagklappen, Verteilereinrichtungen, Temperaturmessungen, Regelungen etc. die wärmeabgebenden und wärmeaufnehmenden Fluide jeweils in den Speicherabschnitt eingeleitet werden, der das geeignete Temperaturniveau besitzt und auch nur die Latentwärmespeicherabschnitte mit geeigneter Temperatur durchströmen. Dazu werden entweder über Temperaturmessungen geregelte und betätigte Ventile, Klappen etc. verwendet oder auch Einrichtungen, die selbsttätig auf Grund von Temperatur- oder Dichteunterschiede reagieren.heat storage according to claim 1, characterized in that, via a system of valves, Check valves, Distributor devices, temperature measurements, controls, etc. the exoergic and heat-absorbing Fluids are each introduced into the storage section, the has the appropriate temperature level and only the latent heat storage sections flow through with a suitable temperature. These are either via temperature measurements regulated and operated Valves, flaps etc. are used or even devices that open automatically Reason of temperature or density differences.