DE102012020336B4 - Process for producing a latent heat storage - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeichers (1), der einen Speicherbehälter zur Aufnahme eines Wärmespeichermediums und einen im Speicherbehälter angeordneten Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von Rohren (2) aufweist, wobei die einen Enden der Rohre (2) mit einem Zulauf und die anderen Enden der Rohre (2) mit einem Ablauf in Strömungsverbindung stehen, mit folgenden Verfahrensschritten: Bereitstellen einer Anordnung aus einer Mehrzahl von Rohren (2) in Form eines Rohrbündels (10), Stanzen einer Mehrzahl von Löchern (5) in einem ersten Deckelteil (6), das an der Außenseite einen nach außen weisenden umlaufenden Rand (9) aufweist, Stanzen einer Mehrzahl von Löchern (5) in einem zweiten Deckelteil (7), das an der Außenseite einen nach außen weisenden umlaufenden Rand (9) aufweist, Einsetzen der einen Enden einer Mehrzahl von Rohren (2) in die Löcher (5) des ersten Deckelteils (6) und Verschweißen der einen Rohrenden (11) mit dem ersten Deckelteil (6) und/oder Einsetzen der anderen Enden (11) der Mehrzahl von Rohren (2) in die Löcher (5) des zweiten Deckelteils (7) und Verschweißen der anderen Rohrenden (11) mit dem zweiten Deckelteil (7) zur Herstellung eines Rohrbündels (10), Einführen des Rohrbündels (10) in ein zylindrisches Mantelrohr (22), dessen Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des umlaufenden Randes (9) des ersten und zweiten Deckelteils (6, 7) ist, Einführen eines Werkzeuges (35) in das erste und zweite Deckelteil (6, 7) zum Aufweiten des umlaufenden Randes (9) des ersten und zweiten Deckelteils (6, 7) und Verschweißen der Enden des Mantelrohrs (22) mit dem umlaufenden Rand (9) des ersten und zweiten Deckelteils (6, 7),Method for producing a latent heat storage device (1), which has a storage container for receiving a heat storage medium and a heat exchanger arranged in the storage container with a plurality of pipes (2), one end of the pipes (2) with an inlet and the other ends of the pipes (2) are in flow connection with an outlet, with the following method steps: providing an arrangement of a plurality of tubes (2) in the form of a tube bundle (10), punching a plurality of holes (5) in a first cover part (6), the has an outwardly facing peripheral edge (9), punching a plurality of holes (5) in a second cover part (7) which has an outwardly facing peripheral edge (9), inserting one end of one A plurality of tubes (2) in the holes (5) of the first cover part (6) and welding the one tube ends (11) to the first cover part (6) and / or insert zen the other ends (11) of the plurality of tubes (2) into the holes (5) of the second cover part (7) and welding the other tube ends (11) to the second cover part (7) to produce a tube bundle (10), insert of the tube bundle (10) into a cylindrical jacket tube (22), the inside diameter of which is smaller than the outside diameter of the peripheral edge (9) of the first and second cover parts (6, 7), inserting a tool (35) into the first and second cover parts ( 6, 7) for widening the peripheral edge (9) of the first and second cover parts (6, 7) and welding the ends of the casing tube (22) to the peripheral edge (9) of the first and second cover parts (6, 7),

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeichers, der einen Speicherbehälter zur Aufnahme eines Wärmespeichermediums und einen im Speicherbehälter angeordneten Wärmetauscher aufweist.The invention relates to a method for producing a latent heat storage device which has a storage container for receiving a heat storage medium and a heat exchanger arranged in the storage container.

In solarthermischen Anlagen finden zum Speichern von Solarenergie Latentwärmespeicher Verwendung. Derartige Latentwärmespeicher verfügen über einen Speicherbehälter zur Aufnahme eines Wärmespeichermediums. Bei dem Wärmespeichermedium kann es sich um ein Phasenwechselmaterial (PCM) handeln, das zum Speichern von Wärme die Enthalpie reversibler thermodynamischer Zustandsänderungen ausnutzt. Darüber hinaus nimmt der Speicherbehälter einen Wärmetauscher auf, der von dem Phasenwechselmaterial umschlossen wird. Der Wärmetauscher weist einen Zu- und Ablauf zum Zu- und Abführen eines Wärmeträgermediums auf, um den Latentwärmespeicher beladen bzw. entladen zu können.In solar thermal systems are used for storing solar energy latent heat storage. Such latent heat storage devices have a storage container for receiving a heat storage medium. The heat storage medium may be a phase change material (PCM) that utilizes the enthalpy of reversible thermodynamic state changes to store heat. In addition, the storage container receives a heat exchanger, which is enclosed by the phase change material. The heat exchanger has an inlet and outlet for supplying and removing a heat transfer medium in order to load or unload the latent heat storage.

In solarthermischen Anlagen sind eine Mehrzahl von Latentwärmespeicher in Gruppen zusammengeschaltet. Latentwärmespeicher für eine solarthermische Anlage sind beispielsweise aus der DE 10 2010 046 482 A1 und DE 10 2010 046 484 A1 bekannt. Diese Latentwärmespeicher zeichnen sich durch einen Wärmetauscher aus, der aus einer Mehrzahl von Rohren besteht, deren Enden mit einem Zu- bzw. Ablauf verbunden sind. Zur Vergrößerung der wirksamen Fläche für den Wärmeübergang erstrecken sich die Rohre durch einen Stapel von Platten, die zusammen mit den Rohren eine Einheit bilden.In solar thermal systems, a plurality of latent heat storage are interconnected in groups. Latent heat storage for a solar thermal system are for example from the DE 10 2010 046 482 A1 and DE 10 2010 046 484 A1 known. These latent heat storage are characterized by a heat exchanger, which consists of a plurality of tubes whose ends are connected to an inlet and outlet. To increase the effective area for heat transfer, the tubes extend through a stack of plates which together form a unit with the tubes.

Für einen wirtschaftlichen Einsatz der Latentwärmespeicher sind einerseits eine lange Lebensdauer und hohe Qualität und andererseits geringe Produktionskosten entscheidend.For an economical use of latent heat storage on the one hand a long life and high quality and on the other hand low production costs are crucial.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeichers für eine solarthermische Anlage anzugeben, das die Herstellung des Wärmespeichers in großen Stückzahlen bei verhältnismäßig geringen Produktionskosten erlaubt, wobei der Wärmespeicher eine lange Lebensdauer hat und hohen Qualitätsanforderungen genügt.The invention is therefore based on the object to provide a method for producing a latent heat storage for a solar thermal system, which allows the production of heat storage in large quantities at relatively low production costs, the heat storage has a long life and high quality requirements.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The solution of this object is achieved according to the invention with the features of claim 1. The dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Speicherbehälter des Latentwärmespeichers aus einem zylindrischen Mantelrohr hergestellt wird, das an den offenen Enden mit runden Deckelteilen verschlossen wird. Der Wärmetauscher des Latentwärmespeichers wird aus einer Anordnung von einer Mehrzahl von Rohren hergestellt, die zusammen mit den Deckelteilen ein Rohrbündel bilden, das in das Mantelrohr eingeführt wird.The method according to the invention is characterized in that the storage container of the latent heat accumulator is produced from a cylindrical jacket tube which is closed at the open ends with round cover parts. The heat exchanger of the latent heat storage is made of an assembly of a plurality of tubes, which together with the cover parts form a tube bundle, which is inserted into the jacket tube.

Zur Herstellung des Rohrbündels wird eine Mehrzahl von Löchern in einen ersten und zweiten runden Deckelteil eingebracht, wobei die Deckelteile an der Außenseite einen nach außen weisenden umlaufenden Rand aufweisen. Die Rohrenden werden in die gestanzten Löcher zumindest eines der beiden Deckelteile eingesetzt und zumindest mit einem der Deckelteile verschweißt. Dadurch wird ein Rohrbündel geschaffen, das sich in das zylindrische Mantelrohr als eine Einheit einführen lässt.To produce the tube bundle, a plurality of holes are introduced into a first and second round cover part, wherein the cover parts on the outside have an outwardly facing peripheral edge. The pipe ends are inserted into the punched holes of at least one of the two cover parts and welded at least to one of the cover parts. Thereby, a tube bundle is created, which can be introduced into the cylindrical casing tube as a unit.

Wenn im Folgenden von dem Einführen des Rohrbündels in das Mantelrohr die Rede ist, wird darunter jede Relativbewegung zwischen Mantelrohr und Rohrbündel verstanden. Folglich kann das Mantelrohr bei feststehendem Rohrbündel über das Rohrbündel oder das Rohrbündel bei feststehendem Mantelrohr in das Mantelrohr geschoben werden.If, in the following, the insertion of the tube bundle into the jacket tube is mentioned, this means any relative movement between the jacket tube and the tube bundle. Consequently, the jacket tube can be pushed with a fixed tube bundle on the tube bundle or the tube bundle with a fixed jacket tube in the jacket tube.

Wenn das Rohrbündel in das Mantelrohr eingeführt wird, ist von Vorteil, wenn bereits beide Deckelteile mit den Rohren verbunden sind. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, nur die einen Rohrenden mit einem Deckelteil zu verbinden, wobei der andere Deckelteil erst dann mit den anderen Rohrenden verbunden wird, wenn das Rohrbündel in das Mantelrohr eingeführt worden ist.When the tube bundle is inserted into the jacket tube, it is advantageous if both cover parts are already connected to the tubes. In principle, it is also possible to connect only one pipe ends with a cover part, wherein the other cover part is only then connected to the other pipe ends when the tube bundle has been introduced into the casing tube.

Die einzelnen Rohre des Rohrbündels können grundsätzlich unterschiedlich angeordnet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die einzelnen Rohre des Rohrbündels so angeordnet, dass deren Längsachsen auf einem Kreis liegen. Folglich sind die Längsachsen der Rohre konzentrisch um die Längsachse des Rohrbündels angeordnet. Daraus ergibt sich auch eine konzentrische Anordnung der Löcher in dem ersten und zweiten Deckelteil. Diese symmetrische Anordnung der Rohre und Löcher vereinfacht und beschleunigt den Schweißprozess.The individual tubes of the tube bundle can basically be arranged differently. In a preferred embodiment, the individual tubes of the tube bundle are arranged so that their longitudinal axes lie on a circle. Consequently, the longitudinal axes of the tubes are arranged concentrically about the longitudinal axis of the tube bundle. This also results in a concentric arrangement of the holes in the first and second cover part. This symmetrical arrangement of the pipes and holes simplifies and accelerates the welding process.

Die Löcher in den Deckelteilen werden vorzugsweise unter Bildung eines umlaufenden Randes an der Außenseite des Deckelteils gestanzt. Es hat sich gezeigt, dass eine dichte Verbindung zwischen Rohrenden und Deckelteilen im Produktionsprozess dann erzielt werden kann, wenn die Rohrenden in die Löcher eingepresst und die Rohrenden und Deckelteile dann mit einer Bördelnaht miteinander verschweißt werden.The holes in the lid parts are preferably punched to form a peripheral edge on the outside of the lid part. It has been shown that a tight connection between pipe ends and cover parts in the production process can be achieved when the pipe ends are pressed into the holes and the pipe ends and cover parts are then welded together with a flanged seam.

Die Rohrenden und Deckelteile werden vorzugsweise mittels Scanner-Laser-Schweißen verschweißt, während die Rohre und Deckelteile feststehen. Der Schweißprozess zur Verbindung der Deckelteile mit den Rohrenden erfolgt vorzugsweise gleichzeitig an beiden Enden des Rohrbündels, um den Schweißprozess zu beschleunigen. Es ist aber auch möglich, die Deckelteile erst an dem einen und dann an dem anderen Ende des Rohrbündels mit den Rohrenden zu verschweißen.The tube ends and cover parts are preferably welded by means of scanner laser welding, while the tubes and cover parts fixed. The welding process for connecting the cover parts to the tube ends is preferably carried out simultaneously at both ends of the tube bundle in order to accelerate the welding process. But it is also possible to weld the cover parts only at one end and then at the other end of the tube bundle with the tube ends.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht weiterhin vor, dass der Innendurchmesser des zylindrischen Mantelrohrs größer als der Außendurchmesser des umlaufenden Randes des ersten und zweiten Deckelteils ist, so dass sich das Rohrbündel ohne die Verwendung von Schmiermittel in das Mantelrohr einführen lässt, das sich später nicht mehr oder nicht rückstandsfrei entfernen ließe. Die Differenz zwischen Innendurchmesser des Mantelrohrs und Außendurchmesser des Deckelteils sollte für eine besonders enge Passung möglichst klein sein. Dies setzt aber eine genaue Zentrierung des Rohrbündels beim Einführen in das Mantelrohr voraus.The inventive method further provides that the inner diameter of the cylindrical casing tube is greater than the outer diameter of the peripheral edge of the first and second cover part, so that the tube bundle can be inserted without the use of lubricant in the jacket tube, which later no longer or not could be removed without residue. The difference between the inner diameter of the jacket tube and the outer diameter of the cover part should be as small as possible for a particularly close fit. However, this requires a precise centering of the tube bundle during insertion into the jacket tube.

Es hat sich gezeigt, dass eine dichte Verbindung zwischen Mantelrohr und Rohrbündel dann erzielt werden kann, wenn der umlaufende Rand des Deckelteils nach dem Einführen des Rohrbündels in das Mantelrohr aufgeweitet wird. Hierzu wird ein Werkzeug in den Deckelteil eingeführt, das den umlaufenden Rand des Deckelteils auf den Rohrmantel drückt. Anschließend werden Deckelteil und Mantelrohr miteinander verschweißt.It has been shown that a tight connection between jacket tube and tube bundle can be achieved if the peripheral edge of the cover part is expanded after insertion of the tube bundle in the jacket tube. For this purpose, a tool is inserted into the cover part, which presses the peripheral edge of the cover part on the pipe jacket. Subsequently, the cover part and jacket tube are welded together.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist entscheidend, dass der beim Einführen des Rohrbündels vordere Deckelteil einen geringeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Mantelrohrs hat, wobei der umlaufende Rand des vorderen Deckelteils aufgeweitet wird. Der beim Einführen rückwärtige Deckelteil hingegen kann auch mit dem Mantelrohr verpresst werden, wobei der Außendurchmesser des umlaufenden Rands des Deckelteils größer als der Innendurchmesser des Mantelrohrs ist, so dass nicht der umlaufenden Rand des Deckelteils, sondern das Mantelrohr beim Einpressen des Deckelteils aufgeweitet wird.It is crucial for the method according to the invention that the front part of the cover which is at the time of insertion of the tube bundle has a smaller outside diameter than the inside diameter of the jacket tube, whereby the circumferential edge of the front cover part is widened. By contrast, the cover part which is on the rear during insertion can also be pressed with the jacket tube, wherein the outer diameter of the peripheral edge of the cover part is greater than the inner diameter of the jacket tube, so that not the peripheral edge of the cover part, but the jacket tube is widened during the pressing in of the cover part.

Der umlaufende Rand des ersten und zweiten Deckelteils des Rohrbündels und die Enden des Mantelrohrs werden vorzugsweise mittels Laserschweißen verschweißt, wobei die Achse des Lasers senkrecht auf der Längsachse des Mantelrohrs und des Rohrbündels steht und Mantelrohr und Rohrbündel bei feststehendem Laser um die Längsachse rotieren. Vorzugsweise werden der erste Deckelteil mit einem ersten Laser und der zweite Deckelteil mit einem zweiten Laser gleichzeitig verschweißt. Die Verbindung von Deckelteil und Mantelrohr kann aber auch an beiden Rohrenden hintereinander erfolgen.The peripheral edge of the first and second cover part of the tube bundle and the ends of the jacket tube are preferably welded by laser welding, wherein the axis of the laser is perpendicular to the longitudinal axis of the jacket tube and the tube bundle and rotate jacket tube and tube bundle at a fixed laser about the longitudinal axis. Preferably, the first lid part with a first laser and the second lid part are welded to a second laser at the same time. The connection of the cover part and jacket tube can also be done at both ends of the tube in succession.

Zur Zentrierung des Rohrbündels beim Einführen in das Mantelrohr wird vorzugsweise eine erste Zentriereinrichtung in das Mantelrohr eingeschoben, die um eine zentrale Achse umfangsmäßig verteilt angeordnete Wälzkörper aufweist. Die Wälzkörper beschreiben einen Kreis mit einem Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des Mantelrohrs entspricht, so dass sich die Innenseite des Mantelrohrs an den Wälzkörpern abstützt. Dadurch wird das Mantelrohr in Bezug auf eine zentrale Achse exakt positioniert, die der Längsachse des Mantelrohrs entspricht. Die Wälzkörper können unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise können die Wälzkörper Rollen oder Kugeln sein. Allein entscheidend ist, dass sie der Führung und Zentrierung des Mantelrohrs dienen. Vorzugsweise sind mehrere Gruppen von Wälzkörpern in axialer Richtung im Abstand zueinander angeordnet, so dass das Mantelrohr über die gesamte Länge abgestützt wird.For centering the tube bundle during insertion into the jacket tube, a first centering device is preferably inserted into the jacket tube, which has circumferentially distributed around a central axis arranged rolling elements. The rolling elements describe a circle with an outer diameter which corresponds to the inner diameter of the jacket tube, so that the inside of the jacket tube is supported on the rolling elements. As a result, the jacket tube is positioned exactly relative to a central axis, which corresponds to the longitudinal axis of the jacket tube. The rolling elements can be designed differently. For example, the rolling elements may be rollers or balls. The only decisive factor is that they serve to guide and center the jacket tube. Preferably, a plurality of groups of rolling elements are arranged in the axial direction at a distance from each other, so that the casing tube is supported over the entire length.

Das Mantelrohr wird vorzugsweise auf das Rohrbündel geschoben, wobei die zentrale Achse der ersten Zentriereinrichtung auf der Längsachse des Rohrbündels liegt, während das Rohrbündel feststeht.The jacket tube is preferably pushed onto the tube bundle, wherein the central axis of the first centering device lies on the longitudinal axis of the tube bundle, while the tube bundle is fixed.

Die Zentrierung von Mantelrohr und Rohrbündel wird vorzugsweise durch eine zweite Zentriereinrichtung verbessert, in die das Mantelrohr beim Aufschieben auf das Rohrbündel geschoben wird. Die zweite Zentriereinrichtung weist um die Längsachse des Rohrbündels umfangsmäßig verteilt angeordnete Wälzkörper auf, die einen Kreis mit einem Innendurchmesser beschreiben, der dem Außendurchmesser des Mantelrohrs entspricht. Dadurch kann sich die Außenseite des Mantelrohrs an den Wälzkörpern abstützen, während das Rohrbündel feststeht. Die Wälzkörper können wieder unterschiedlich ausgebildet sein und mehrere Gruppen von Wälzkörpern bilden, die in axialer Richtung im Abstand zueinander angeordnet sind.The centering of jacket tube and tube bundle is preferably improved by a second centering device, in which the jacket tube is pushed when pushed onto the tube bundle. The second centering device has circumferentially distributed around the longitudinal axis of the tube bundle arranged rolling elements, which describe a circle with an inner diameter corresponding to the outer diameter of the jacket tube. As a result, the outside of the jacket tube can be supported on the rolling elements, while the tube bundle is fixed. The rolling elements can again be designed differently and form a plurality of groups of rolling elements, which are arranged in the axial direction at a distance from each other.

Die zweite Zentriereinrichtung weist vorzugsweise eine erste Zentriereinheit und eine zweite Zentriereinheit auf, die auf einer senkrecht zu der Längsachse des Rohrbündels stehenden Achse in eine das Mantelrohr bzw. Rohrbündel umschließende und eine das Mantelrohr bzw. Rohrbündel freigebende Stellung verschiebbar sind. Dadurch ist eine Beschickung mit Rohrbündeln für das Aufschieben der Mantelrohre bzw. die Entnahme der Mantelrohre mit den Rohrbündeln möglich, ohne die Rohrbündel bzw. Mantelrohre in axialer Richtung in die Zentriereinrichtung einführen oder herausziehen zu müssen.The second centering device preferably has a first centering unit and a second centering unit, which are displaceable on an axis perpendicular to the longitudinal axis of the tube bundle into a position surrounding the jacket tube or tube bundle and a position releasing the jacket tube or tube bundle. As a result, a feed with tube bundles for pushing the jacket tubes or the removal of the jacket tubes with the tube bundles is possible without having to insert or pull the tube bundle or jacket tubes in the axial direction in the centering.

Zur Schaffung eines gemeinsamen Zulaufes und Ablaufes für die Zufuhr bzw. Abfuhr eines Wärmeträgermedium in den bzw. aus dem Wärmetauscher des Latentwärmespeicher werden auf den ersten Deckelteil eine erste Verschlusskappe und auf den zweiten Deckelteil eine zweite Verschlusskappe aufgesetzt und die erste Verschlusskappe mit dem ersten Deckelteil und die zweite Verschlusskappe mit dem zweiten Deckelteil verschweißt. Dadurch werden auf einfache Weise an beiden Enden des Mantelrohrs Wasserverteiler geschaffen, die einen gemeinsamen Zu- bzw. Ablauf des Wärmeträgermediums in eine Kammer vorsehen.To create a common inlet and outlet for the supply or removal of a heat transfer medium in and out of the heat exchanger of the latent heat storage are on the first cover part, a first cap and on the second cover part, a second cap placed and welded the first cap with the first lid part and the second cap with the second lid part. As a result, water distributors are provided in a simple manner at both ends of the jacket tube, which provide a common inlet and outlet of the heat transfer medium in a chamber.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Latentwärmespeichers sieht vor, dass die Verschlusskappen einen von einem äußeren Kappenteil und einem inneren Kappenteil begrenzten Ringraum bilden, wobei der äußere Kappenteil einen nach außen weisenden umlaufenden Rand und der innere Kappenteil einen nach innen weisenden umlaufenden Rand aufweisen. Der äußere umlaufende Rand und der innere umlaufende Rand der Verschlusskappen werden mit dem Deckelteil vorzugsweise mittels Laserschweißen mit einer Überlappnaht verschweißt, wobei vorzugsweise Deckelteil und Verschlusskappe feststehen und vorzugsweise zwei Laser gleichzeitig auf einer zu der Längsachse des Mantelrohrs bzw. Rohrbündels konzentrischen Kreisbahn rotieren. Dadurch ist es möglich, in einem Schweißprozess sämtliche Schweißnähte gleichzeitig herzustellen.A preferred embodiment of the latent heat accumulator provides that the closure caps form an annular space bounded by an outer cap part and an inner cap part, wherein the outer cap part has an outwardly directed peripheral edge and the inner cap part has an inwardly facing peripheral edge. The outer circumferential edge and the inner peripheral edge of the caps are preferably welded to the cover part by means of laser welding with an overlap seam, preferably cover part and cap are fixed and preferably two lasers simultaneously rotate on a concentric to the longitudinal axis of the jacket tube or tube bundle circular path. This makes it possible to produce all welds simultaneously in a welding process.

Das Rohrbündel kann neben den Rohren und Deckelteilen noch weitere Teile umfassen. Eine bevorzugte Ausführungsform des Latentwärmespeichers sieht einen Wärmetauscher vor, dessen Rohrbündel über Wärmeträgerplatten verfügt, durch die sich die Rohre erstrecken. Bei dieser Ausführungsform werden erst die Rohre mit den Wärmeträgerplatten verbunden. Anschließend werden die Deckelteile mit den Rohrenden verbunden. Bei dieser Ausführungsform bilden also die Rohre bereits eine Einheit in der gewünschten Anordnung, bevor die Deckelteile auf die Rohrenden aufgesetzt werden.The tube bundle may include other parts in addition to the tubes and cover parts. A preferred embodiment of the latent heat storage device provides a heat exchanger whose tube bundle has heat transfer plates through which the tubes extend. In this embodiment, only the tubes are connected to the heat transfer plates. Subsequently, the lid parts are connected to the pipe ends. In this embodiment, therefore, the tubes already form a unit in the desired arrangement, before the cover parts are placed on the pipe ends.

Der Latentwärmespeicher zeichnet sich dadurch aus, dass er nur aus wenigen Teilen besteht, die sich mit den bekannten Verfahren kostengünstig herstellen und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kostengünstig zusammenfügen lassen. Aufgrund der geringen Anzahl von Teilen sind für den Zusammenbau nur wenige Fertigungsschritte erforderlich.The latent heat storage is characterized by the fact that it consists of only a few parts, which can be inexpensively produced by the known methods and can be assembled cost-effectively with the method according to the invention. Due to the small number of parts, only a few production steps are required for the assembly.

Das Mantelrohr und die Deckelteile mit den Verschlusskappen können aus relativ dünnen Blechen hergestellt werden, wodurch sich zum einen ein geringes Gewicht und zum anderen eine Materialersparnis ergibt. Diese Bleche bestehen vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen Material, insbesondere Edelstahl.The jacket tube and the lid parts with the caps can be made of relatively thin sheets, resulting in a low weight and on the other a saving of material on the one hand. These sheets are preferably made of a corrosion-resistant material, in particular stainless steel.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.Hereinafter, an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 das Rohrbündel des Latentwärmespeichers in perspektivischer Darstellung, 1 the tube bundle of the latent heat storage in perspective view,

2 den Fertigungsschritt des Verbindens der Rohre mit den Deckelteilen des Rohrbündels, 2 the manufacturing step of connecting the tubes to the cover parts of the tube bundle,

3 den Ausschnitt Z von 2 in vergrößerter Darstellung, three the section Z of 2 in an enlarged view,

4 den Fertigungsschritt des Verbindens der Verschlusskappen mit den Deckelteilen des Rohrbündels, 4 the manufacturing step of connecting the closure caps with the cover parts of the tube bundle,

5 den Ausschnitt Y von 4 in vergrößerter Darstellung, 5 the section Y of 4 in an enlarged view,

6 den Fertigungsschritt des Aufschiebens des Mantelrohrs auf das Rohrbündel, wobei das Mantelrohr noch nicht auf das Rohrbündel aufgeschoben ist, 6 the production step of pushing the jacket tube onto the tube bundle, wherein the jacket tube is not yet pushed onto the tube bundle,

7 den Fertigungsschritt des Aufschiebens des Mantelrohrs auf das Rohrbündel, wobei das Mantelrohr auf das Rohrbündel aufgeschoben ist, 7 the production step of pushing the jacket tube onto the tube bundle, wherein the jacket tube is pushed onto the tube bundle,

8 die erste Zentriereinrichtung in einer vereinfachten Darstellung, 8th the first centering device in a simplified representation,

9 die zweite Zentriereinrichtung in einer vereinfachten Darstellung, 9 the second centering device in a simplified representation,

10 den Fertigungsschritt des Verbindens der Deckelteile mit dem Mantelrohr, 10 the manufacturing step of connecting the cover parts with the jacket tube,

11 den Ausschnitt X von 10 in vergrößerter Darstellung und 11 the section X of 10 in an enlarged view and

12 die Einrichtung zum Aufweiten der Deckelteile in vergrößerter Darstellung. 12 the device for expanding the lid parts in an enlarged view.

Eine solarthermische Anlage verfügt über eine Mehrzahl von in Gruppen angeordneten Latentwärmespeichern, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Nachfolgend wird das erfindungsgemäßen Verfahren zur Fertigung der Latentwärmespeicher im Einzelnen beschrieben.A solar thermal system has a plurality of latent heat accumulators arranged in groups, which are produced by the process according to the invention. The method according to the invention for the production of the latent heat store will be described in detail below.

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Wärmespeicher verfügt über einen Speicherbehälter, der einen Wärmetauscher und ein Wärmespeichermedium aufnimmt. Der Wärmetauscher bildet eine Einheit, die in den Speicherbehälter eingesetzt wird. Nach der Montage wird der Speicherbehälter mit dem Wärmespeichermedium, insbesondere mit einem Phasenwechselmaterial befüllt.The heat accumulator produced by the process according to the invention has a storage container which accommodates a heat exchanger and a heat storage medium. The heat exchanger forms a unit which is inserted into the storage tank. After assembly, the storage container is filled with the heat storage medium, in particular with a phase change material.

Der Latentwärmespeicher kann noch über weitere Einrichtungen oder Teile verfügen, die aber nicht beschrieben werden, da sie für das erfindungsgemäße Verfahren nicht relevant sind. Zu diesen Einrichtungen oder Teilen zählen beispielsweise Mittel zum Auslösen eines Kristallisationsprozesses, um den Wärmespeicher zu Entladen, oder Anschlussstücke für Zu- und Ablaufleitungen, mit denen die einzelnen Wärmespeicher zu einem Wärmespeicher-System miteinander verbunden werden.The latent heat storage may still have other facilities or parts, but are not described, since they are not relevant to the method according to the invention. These devices or parts include, for example, means for triggering a crystallization process to unload the heat storage, or fittings for supply and discharge lines, with which the individual heat storage are connected to form a heat storage system.

1 zeigt den Wärmetauscher 1 des Wärmespeichers in perspektivischer Darstellung. Der Wärmetauscher 1 weist eine Mehrzahl von Rohren 2, vorzugsweise aus Edelstahl auf, deren beide Enden offen sind. Die einzelnen Rohre 2 sind um eine zentrale Achse 3 umfangsmäßig verteilt angeordnet. Darüber hinaus weist der Wärmetauscher 1 einen Stapel von Platten 4, vorzugsweise aus Aluminium, mit Löchern 5 auf, durch die sich die Rohre erstrecken, wobei die Platten mit den Rohren thermisch verbunden, vorzugsweise aufgepresst sind. Der Plattenstapel dient der Vergrößerung der wirksamen Wärmeübergangsfläche. 1 shows the heat exchanger 1 the heat storage in perspective view. The heat exchanger 1 has a plurality of tubes 2 , preferably made of stainless steel, both ends of which are open. The individual pipes 2 are around a central axis three arranged distributed circumferentially. In addition, the heat exchanger points 1 a stack of plates 4 , preferably of aluminum, with holes 5 through which the tubes extend, wherein the plates are thermally connected to the tubes, preferably pressed. The plate stack serves to increase the effective heat transfer surface.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die Platten 4 einen quadratischen Zuschnitt, wobei die Platten in axialer Richtung jeweils zueinander verdreht sind. Damit ergibt sich für den Plattenstapel eine näherungsweise zylindrische Außenkontur, so dass sich die Anordnung von Rohren und Platten in ein zylindrisches Mantelrohr einführen lässt.In the present embodiment, the plates have 4 a square blank, wherein the plates are each rotated in the axial direction to each other. This results in an approximately cylindrical outer contour for the plate stack, so that the arrangement of tubes and plates can be inserted into a cylindrical jacket tube.

Zur Herstellung des Wärmetauschers 1 werden zunächst die Platten 4 auf die Rohre 2 aufgepresst. Dieser Fertigungsschritt ist in den Figuren aber nicht dargestellt. Anschließend werden die unteren Rohrenden in die Löcher eines unteren runden Deckelteils 6 und die oberen Rohrenden in die Löcher eines oberen runden Deckelteils 7 eingesetzt, und die Rohrenden werden mit den Deckelteilen 6, 7 verschweißt. Daraufhin werden auf die unteren und oberen Deckelteile 6, 7 untere und obere Verschlusskappen 8, aufgesetzt und mit den Deckelteilen verschweißt. Die Anordnung von den Rohren mit den Platten wird nachfolgend als Rohrbündel 10 bezeichnet.For the production of the heat exchanger 1 be first the plates 4 on the pipes 2 pressed. This manufacturing step is not shown in the figures. Subsequently, the lower pipe ends in the holes of a lower round cover part 6 and the upper tube ends into the holes of an upper round lid part 7 used, and the tube ends are with the lid parts 6 . 7 welded. Thereupon be on the lower and upper lid parts 6 . 7 lower and upper caps 8th , mounted and welded to the lid parts. The arrangement of the tubes with the plates is subsequently referred to as a tube bundle 10 designated.

Der fertige Latentwärmespeicher wird so ausgerichtet, dass der untere Deckelteil 6 den Boden und der obere Deckelteil 7 das Oberteil des Wärmespeichers bildet.The finished latent heat storage is aligned so that the lower lid part 6 the bottom and the top lid part 7 forms the upper part of the heat accumulator.

Die 2 und 3 zeigen den Fertigungsschritt des Verbindens der runden Deckelteile 6, 7 und der Rohre 2. Die rotationssymmetrischen Deckelteile 6, 7, die vorzugsweise aus Edelstahl bestehen, weisen einen nach außen weisenden umlaufenden Rand 9 auf. In die Deckelteile 6, 7 werden Löcher 5 gestanzt, die konzentrisch um die Rohre 2 des Rohrbündels 10 angeordnet sind, so dass die Rohrenden 11 passend in die Löcher eingesetzt werden können. Die Löcher 5 werden von der Innenseite der Deckelteile derart gestanzt und ausgezogen, dass sich ein an der Außenseite umlaufender Rand 12 ergibt, der einen äußeren zylindrischen Abschnitt aufweist, der für die Verschweißung optimal ist, und einen inneren Abschnitt mit einem Radius aufweist, so dass sich die Rohrenden einpressen lassen. Die konischen Durchzüge sind derart bemessen, dass sich die Rohrenden in die Löcher des Deckelteils passend einpressen lassen.The 2 and three show the manufacturing step of connecting the round cover parts 6 . 7 and the pipes 2 , The rotationally symmetrical lid parts 6 . 7 , which are preferably made of stainless steel, have an outwardly facing peripheral edge 9 on. In the lid parts 6 . 7 be holes 5 punched, concentrically around the pipes 2 of the tube bundle 10 are arranged so that the pipe ends 11 suitable to be inserted into the holes. The holes 5 are punched and pulled from the inside of the lid parts such that a peripheral edge on the outside 12 results, which has an outer cylindrical portion which is optimal for the welding, and having an inner portion with a radius, so that the pipe ends can be pressed. The conical passages are dimensioned such that the pipe ends can be pressed into the holes of the cover part fitting.

Zunächst werden die Rohrenden 11 und die Löcher 5 der Deckteile 6, 7 aufeinander ausgerichtet und dann werden die Rohrenden in die Löcher der Deckelteile eingepresst. Anschließend werden die Rohrenden und die Deckelteile miteinander verschweißt.First, the pipe ends 11 and the holes 5 the cover parts 6 . 7 aligned and then the pipe ends are pressed into the holes of the cover parts. Subsequently, the pipe ends and the lid parts are welded together.

Die 2 und 3 zeigen die auf die Rohrenden 11 aufgesetzten Deckelteile 6, 7 während des Schweißprozesses. Zum Verschweißen der Deckelteile und Rohre finden zwei Schweißeinrichtungen 13, 14 Verwendung, die auf der Längsachse 3 des Rohrbündels 10 auf beiden Seiten angeordnet sind. Die Bördelnähte werden beidseitig mittels Scanner-Laserschweißen erzeugt, wobei der Lochkreis in dem Deckelteil mit einer Bildverarbeitung erkannt wird. Die Schweißgeräte 13, 14 sind in 1 nur andeutungsweise dargestellt, da das Schweißverfahren als solches zum Stand der Technik gehört.The 2 and three show those on the pipe ends 11 attached lid parts 6 . 7 during the welding process. For welding the lid parts and pipes find two welding equipment 13 . 14 Use that on the longitudinal axis three of the tube bundle 10 are arranged on both sides. The flanged seams are produced on both sides by means of scanner laser welding, wherein the circle of holes in the cover part is detected by image processing. The welding equipment 13 . 14 are in 1 only hinted, since the welding process as such belongs to the prior art.

In dem nächsten Fertigungsschritt werden die Verschlusskappen 8 zur Schaffung der Wasserverteiler auf die Deckelteile 6, 7 aufgesetzt, was in den 4 und 5 gezeigt ist. Die Verschlusskappen 8, die vorzugsweise aus Edelstahl bestehen, weisen einen äußeren Kappenteil 15 und einem inneren Kappenteil 16 auf, die zusammen mit dem zugehörigen Deckelteilen 6, 7 einen an der Innen- und Außenseite verschlossenen Ringraum 17 bilden. Der äußere Kappenteil 15 weist einen nach außen weisenden umlaufenden Rand 18 und der innere Kappenteil 16 einen nach innen weisenden umlaufenden Rand 19 auf, so dass die Verschlusskappen 8 mit einer Überlappnaht mit den Deckelteilen verschweißt werden können.In the next manufacturing step, the caps are 8th to create the water distributor on the lid parts 6 . 7 what's up in the 4 and 5 is shown. The caps 8th , which are preferably made of stainless steel, have an outer cap part 15 and an inner cap part 16 on that together with the associated lid parts 6 . 7 a sealed on the inside and outside annulus 17 form. The outer cap part 15 has an outwardly facing peripheral edge 18 and the inner cap part 16 an inward-facing peripheral edge 19 on, leaving the caps 8th can be welded with an overlap with the lid parts.

Die 4 und 5 zeigen den Schweißprozess zum Verbinden von Verschlusskappe 8 und Deckelteil 6, 7. Bei feststehendem Rohrbündel 10 werden sowohl der äußere umlaufende Rand 18 als auch der innere umlaufender Rand 19 der Verschlusskappe 8 mit dem Deckelteil 6, 7 gleichzeitig verschweißt. Zur Erzeugung der konzentrischen Überlappnähte rotieren zwei Laser 20, 21 auf zu der Längsachse 3 des Rohrbündels 10 konzentrischen Kreisbahnen.The 4 and 5 show the welding process for connecting cap 8th and lid part 6 . 7 , With fixed tube bundle 10 Both the outer circumferential edge 18 as well as the inner circumferential edge 19 the cap 8th with the lid part 6 . 7 welded at the same time. To generate the concentric lap seams, two lasers rotate 20 . 21 on to the longitudinal axis three of the tube bundle 10 concentric circular paths.

Nach der Durchführung der oben beschriebenen Verfahrensschritte ist das Rohrbündel 10 fertiggestellt. Das Rohrbündel 10 wird nunmehr in das zylindrische Mantelrohr 22 eingeführt, das vorzugsweise aus Edelstahl besteht. Das Mantelrohr 22 kann aus einem Blech mit einem rechteckförmigen Querschnitt hergestellt werden, wobei das rechteckförmige Blech in eine Zylinderform gebogen und die einander zugewandten Längskanten miteinander verschweißt werden.After carrying out the method steps described above, the tube bundle 10 completed. The tube bundle 10 is now in the cylindrical casing tube 22 introduced, which preferably consists of stainless steel. The jacket tube 22 can be made of a sheet having a rectangular cross-section, wherein the rectangular sheet bent into a cylindrical shape and the facing longitudinal edges are welded together.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 6 bis 9 der Verfahrensschritt des Aufschiebens des zylindrischen Mantelrohrs 22 auf das zuvor hergestellte Rohrbündel 10 beschrieben. Hierfür finden zwei Zentriereinrichtungen Verwendung.The following is with reference to the 6 to 9 the step of pushing the cylindrical casing tube 22 on the previously prepared tube bundle 10 described. For this purpose, two centering devices are used.

Die erste Zentriereinrichtung 23 weist eine in Längsrichtung verschiebbar angeordnete Lanze 25 mit in axialer Richtung im Abstand zueinander angeordneten Gruppen 26 von Wälzkörpern auf, wobei jede Gruppe 26 von Wälzkörpern eine Mehrzahl von Wälzkörpern 27 umfasst, die umfangsmäßig verteilt um die Längsachse der Lanze angeordnet sind. Die Wälzkörper 27 sind Walzen oder Rollen, die in einem Käfig 28 drehbar gelagert sind. Sie beschreiben einen Kreis mit einem Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des Mantelrohrs 22 entspricht, so dass sich die Innenseite des Mantelrohrs an den Wälzkörper 27 abstützen kann. Neben den inneren Wälzkörpern 27 weist die erste Zentriereinrichtung 23 noch in Längsrichtung im Abstand zueinander angeordnete äußere Wälzkörper 29 auf, die eine Auflage für das Mantelrohr 22 bilden.The first centering device 23 has a longitudinally displaceably arranged lance 25 with axially spaced-apart groups 26 of rolling elements, each group 26 of rolling elements a plurality of rolling elements 27 includes, which are arranged circumferentially distributed about the longitudinal axis of the lance. The rolling elements 27 are rollers or rollers that are in a cage 28 are rotatably mounted. They describe a circle with an outside diameter that corresponds to the inside diameter of the jacket tube 22 corresponds, so that the inside of the jacket tube to the rolling elements 27 can support. In addition to the inner rolling elements 27 has the first centering device 23 still in the longitudinal direction at a distance from each other arranged outer rolling elements 29 on, which is a support for the jacket tube 22 form.

Zunächst wird das Mantelrohr 22 auf die äußeren Wälzkörper 29 aufgelegt und die Lanze 25 mit den inneren Wälzkörpern 27 wird in das Mantelrohr eingeführt, so dass das Mantelrohr exakt auf die Längsachse 30 der ersten Zentriereinrichtung 23 ausgerichtet wird. Nunmehr kann das Mantelrohr 22 über das Rohrbündel 10 geschoben werden, das hinter der ersten Zentriereinrichtung 23 auf deren Längsachse 30 angeordnet wird.First, the jacket tube 22 on the outer rolling elements 29 hung up and the lance 25 with the inner rolling elements 27 is introduced into the jacket tube, so that the jacket tube exactly on the longitudinal axis 30 the first centering device 23 is aligned. Now, the jacket tube 22 over the tube bundle 10 be pushed behind the first centering device 23 on its longitudinal axis 30 is arranged.

Hinter der ersten Zentriereinrichtung 23 ist eine zweite Zentriereinrichtung 31 angeordnet, die um die Längsachse 30 des Rohrbündels 10 umfangsmäßig verteilt angeordnete Wälzkörper 32 aufweist, wobei die Wälzkörper 32 einen Kreis mit einem Innendurchmesser beschreiben, der dem Außendurchmesser des Mantelrohrs 22 entspricht. Die Wälzkörper 32 bilden wieder einzelne Gruppen 33, die in Längsrichtung im Abstand zueinander angeordnet sind. Sie sind wieder Walzen oder Rollen, die in Käfigen 34 drehbar gelagert sind.Behind the first centering device 23 is a second centering device 31 arranged around the longitudinal axis 30 of the tube bundle 10 arranged circumferentially distributed rolling elements 32 having, wherein the rolling elements 32 describe a circle with an inside diameter equal to the outside diameter of the jacket tube 22 equivalent. The rolling elements 32 form individual groups again 33 , which are arranged in the longitudinal direction at a distance from each other. They are again rollers or rollers in cages 34 are rotatably mounted.

Das Mantelrohr 22 wird von den Wälzkörpern 27, 29 der ersten Zentriereinrichtung 23 abgezogen und in die Wälzkörper 32 der zweiten Zentriereinrichtung 24 aufgeschoben. Dabei schiebt sich das Mantelrohr 22 über die umlaufenden Ränder 8 der Deckelteile 6, 7 des Rohrbündels 10 bis die Deckelteile bündig mit den Enden des Mantelrohrs 22 abschließen, wobei das das Rohrbündel festgehalten wird.The jacket tube 22 is from the rolling elements 27 . 29 the first centering device 23 subtracted and into the rolling elements 32 the second centering device 24 postponed. This pushes the jacket tube 22 over the surrounding edges 8th the lid parts 6 . 7 of the tube bundle 10 until the lid parts are flush with the ends of the jacket tube 22 conclude, wherein the tube bundle is held.

Die zweite Zentriereinrichtung 31 besteht aus zwei Einheiten 31A, 31B, wobei die erste Zentriereinheit 31A und zweite Zentriereinheit 31B auf einer senkrecht zu der Längsachse 30 des Rohrbündels 10 verlaufenden Achse gegeneinander verschiebbar geführt sind. Zum Einlegen des Rohrbündels werden die Zentriereinheiten 31A, 31B nach außen in eine das Mantelrohr 22 freigebende Position verfahren und dann in eine das Mantelrohr umschließende Stellung verfahren, so dass Mantelrohr und Rohrbündel beim Zusammenschieben exakt aufeinander ausgerichtet werden können.The second centering device 31 consists of two units 31A . 31B , wherein the first centering unit 31A and second centering unit 31B on a perpendicular to the longitudinal axis 30 of the tube bundle 10 extending axis are guided against each other displaced. To insert the tube bundle, the centering units 31A . 31B outwards into a jacket tube 22 move releasing position and then moved in a surrounding the casing pipe position so that casing pipe and tube bundles can be aligned exactly together when pushed together.

Wenn sich das Rohrbündel 10 in dem Mantelrohr 22 befindet, können Rohrbündel und Mantelrohr miteinander verschweißt werden. Vor dem Verschweißen müssen aber die umlaufenden Ränder 8 der Deckelteile 6, 7 aufgeweitet werden. Diesen Fertigungsschritt zeigen die 10 bis 12.When the tube bundle 10 in the jacket tube 22 is located, tube bundle and jacket tube can be welded together. Before welding, however, the peripheral edges must 8th the lid parts 6 . 7 be widened. This manufacturing step shows the 10 to 12 ,

12 zeigt die Einrichtung 36 zum Aufweiten der Deckelteile 6, 7 in vergrößerter Darstellung mit dem Werkzeug 35 zum Aufweiten der Deckelteile. Das Werkzeug 35 ist in einem Gehäuse 37 mit Kugellagern 38 um die Achse 30 drehbar gelagert, die auf der Längsachse des Mantelrohrs 22 und Rohrbündels 10 liegt. Das Gehäuse 37 ist in Längsrichtung verschiebbar geführt, so dass das Werkzeug 35 auf das Deckelteil 6, 7 zubewegt bzw. von dem Deckelteil wegbewegt werden kann. Da die Einrichtung 36 über zwei Werkzeuge verfügt, die beidseitig angreifen, können beide Deckelteile unter Justierung der gesamten Einheit gleichzeitig gegenüber dem Rohrmantel aufgeweitet werden. Das Werkzeug 35 hat eine Form, die sich passend in die nach innen bzw. außen weisende Kontur der Verschlusskappe 8 und des Deckelteil 6, 7 einfügt, wobei der vordere äußere Abschnitt 35A des Werkzeugs keilförmig ausgebildet ist. Das Werkzeug 35 besteht aus einzelnen Spreizelementen, mit denen die Deckelteile verformt werden. Dadurch können die betreffenden Abschnitte der Bauteile unter der erforderlichen Vorspannung verformt werden, ohne dass sich die gesamte Anordnung verziehen kann. 12 shows the device 36 for expanding the lid parts 6 . 7 in an enlarged view with the tool 35 for expanding the lid parts. The tool 35 is in a housing 37 with ball bearings 38 around the axis 30 rotatably mounted, on the longitudinal axis of the jacket tube 22 and tube bundle 10 lies. The housing 37 is slidably guided in the longitudinal direction, so that the tool 35 on the lid part 6 . 7 can be moved or moved away from the lid part. Because the device 36 has two tools that attack on both sides, both lid parts can be widened while adjusting the entire unit at the same time compared to the pipe jacket. The tool 35 has a shape that fits in the inward or outward facing contour of the cap 8th and the lid part 6 . 7 inserts, with the front outer section 35A the tool is wedge-shaped. The tool 35 consists of individual expansion elements with which the cover parts are deformed. As a result, the relevant sections of the components can be deformed under the required bias without the entire assembly can warp.

Zum Aufweiten der Deckelteile 6, 7 werden die beiden Werkzeuge 35 in die Deckteile 6, 7 gedrückt, so dass sich der umlaufenden Ränder 8 der Deckelteile 6, 7 unter Verformung des Rohrmantels nach außen spreizen. Damit sind die Ränder für den folgenden Schweißprozess vorbereitet und die Deckelteile und das Mantelrohr sind miteinander verspannt. Im gespannten Zustand werden die beiden Deckelteile 6, 7 gleichzeitig mit dem Mantelrohr 22 verschweißt. Die umlaufenden Ränder 8 des ersten und zweiten Deckelteils 6, 7 des Rohrbündels 10 und die Enden des Mantelrohrs 22 werden mittels Laserschweißen miteinander verschweißt. Hierzu werden zwei Laser 37, 38 verwendet, deren Achsen senkrecht auf der Längsachse 30 des Mantelrohrs und Rohrbündels stehen. Das Mantelrohr 22 und das Rohrbündel 10 werden bei feststehenden Lasern in der Einrichtung 36 um deren Längsachse 30 gedreht.To widen the lid parts 6 . 7 become the two tools 35 in the cover parts 6 . 7 pressed so that the circumferential edges 8th the lid parts 6 . 7 Spread outward while deforming the pipe jacket. Thus, the edges are prepared for the following welding process and the cover parts and the jacket tube are clamped together. In the tensioned state, the two lid parts 6 . 7 simultaneously with the jacket tube 22 welded. The circumferential edges 8th the first and second lid part 6 . 7 of the tube bundle 10 and the ends of the jacket tube 22 are welded together by laser welding. For this purpose, two lasers 37 . 38 used, whose axes are perpendicular to the longitudinal axis 30 stand of the jacket tube and tube bundle. The jacket tube 22 and the tube bundle 10 become fixed lasers in the device 36 around its longitudinal axis 30 turned.

Claims (13)

Verfahren zur Herstellung eines Latentwärmespeichers (1), der einen Speicherbehälter zur Aufnahme eines Wärmespeichermediums und einen im Speicherbehälter angeordneten Wärmetauscher mit einer Mehrzahl von Rohren (2) aufweist, wobei die einen Enden der Rohre (2) mit einem Zulauf und die anderen Enden der Rohre (2) mit einem Ablauf in Strömungsverbindung stehen, mit folgenden Verfahrensschritten: Bereitstellen einer Anordnung aus einer Mehrzahl von Rohren (2) in Form eines Rohrbündels (10), Stanzen einer Mehrzahl von Löchern (5) in einem ersten Deckelteil (6), das an der Außenseite einen nach außen weisenden umlaufenden Rand (9) aufweist, Stanzen einer Mehrzahl von Löchern (5) in einem zweiten Deckelteil (7), das an der Außenseite einen nach außen weisenden umlaufenden Rand (9) aufweist, Einsetzen der einen Enden einer Mehrzahl von Rohren (2) in die Löcher (5) des ersten Deckelteils (6) und Verschweißen der einen Rohrenden (11) mit dem ersten Deckelteil (6) und/oder Einsetzen der anderen Enden (11) der Mehrzahl von Rohren (2) in die Löcher (5) des zweiten Deckelteils (7) und Verschweißen der anderen Rohrenden (11) mit dem zweiten Deckelteil (7) zur Herstellung eines Rohrbündels (10), Einführen des Rohrbündels (10) in ein zylindrisches Mantelrohr (22), dessen Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des umlaufenden Randes (9) des ersten und zweiten Deckelteils (6, 7) ist, Einführen eines Werkzeuges (35) in das erste und zweite Deckelteil (6, 7) zum Aufweiten des umlaufenden Randes (9) des ersten und zweiten Deckelteils (6, 7) und Verschweißen der Enden des Mantelrohrs (22) mit dem umlaufenden Rand (9) des ersten und zweiten Deckelteils (6, 7),Method for producing a latent heat accumulator ( 1 ) comprising a storage container for receiving a heat storage medium and a heat exchanger arranged in the storage container with a plurality of tubes ( 2 ), wherein the one ends of the tubes ( 2 ) with one inlet and the other ends of the tubes ( 2 ) are in fluid communication with a drain, comprising the following steps: providing an assembly of a plurality of tubes ( 2 ) in the form of a tube bundle ( 10 ), Punching a plurality of holes ( 5 ) in a first cover part ( 6 ), which on the outside has an outwardly facing peripheral edge ( 9 ), punching a plurality of holes ( 5 ) in a second cover part ( 7 ), which on the outside has an outwardly facing peripheral edge ( 9 ), inserting the one ends of a plurality of tubes ( 2 ) in the holes ( 5 ) of the first cover part ( 6 ) and welding the one pipe ends ( 11 ) with the first cover part ( 6 ) and / or inserting the other ends ( 11 ) of the plurality of pipes ( 2 ) in the holes ( 5 ) of the second cover part ( 7 ) and welding the other pipe ends ( 11 ) with the second cover part ( 7 ) for producing a tube bundle ( 10 ), Inserting the tube bundle ( 10 ) in a cylindrical casing tube ( 22 ), whose inner diameter is smaller than the outer diameter of the peripheral edge ( 9 ) of the first and second cover parts ( 6 . 7 ) is, inserting a tool ( 35 ) in the first and second cover part ( 6 . 7 ) for widening the peripheral edge ( 9 ) of the first and second cover parts ( 6 . 7 ) and welding the ends of the jacket tube ( 22 ) with the peripheral edge ( 9 ) of the first and second cover parts ( 6 . 7 ) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der einzelnen Rohre (2) des Rohrbündels (10) und die Löcher (5) in dem ersten und zweiten Deckelteil (6, 7) konzentrisch um die Längsachse des Rohrbündels (10) angeordnet sind.A method according to claim 1, characterized in that the longitudinal axes of the individual tubes ( 2 ) of the tube bundle ( 10 ) and the holes ( 5 ) in the first and second cover parts ( 6 . 7 ) concentrically about the longitudinal axis of the tube bundle ( 10 ) are arranged. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (5) in das erste und zweite Deckelteil (6, 7) von der Innenseite unter Bildung eines umlaufenden Randes (12) an der Außenseite des Deckelteils (6, 7) gestanzt werden, wobei die Rohrenden (11) in die Löcher (5) eingepresst und die Rohrenden (11) und die umlaufenden Ränder (12) der Deckelteile (6, 7) jeweils mit einer Bördelnaht miteinander verschweißt werden.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the holes ( 5 ) in the first and second cover part ( 6 . 7 ) from the inside to form a peripheral edge ( 12 ) on the outside of the cover part ( 6 . 7 ) are punched, the pipe ends ( 11 ) in the holes ( 5 ) and the pipe ends ( 11 ) and the peripheral edges ( 12 ) of the lid parts ( 6 . 7 ) are each welded together with a flanged seam. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrenden (11) und die Deckelteile (6, 7) mittels Scanner-Laserschweißen bei feststehenden Rohren (2) und Deckelteilen (6, 7) miteinander verschweißt werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pipe ends ( 11 ) and the lid parts ( 6 . 7 ) by means of scanner laser welding with fixed tubes ( 2 ) and lid parts ( 6 . 7 ) are welded together. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Rand (9) des ersten und zweiten Deckelteils (6, 7) des Rohrbündels (10) und die Enden des Mantelrohrs (22) mittels Laserschweißen miteinander verschweißt werden, wobei die Achse des Laser (37, 38) senkrecht auf der Längsachse des Mantelrohrs (22) und des Rohrbündels (10) steht und Mantelrohr (22) und Rohrbündel (10) bei feststehendem Laser um die Längsachse rotieren.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the peripheral edge ( 9 ) of the first and second cover parts ( 6 . 7 ) of the tube bundle ( 10 ) and the ends of the jacket tube ( 22 ) are welded together by laser welding, wherein the axis of the laser ( 37 . 38 ) perpendicular to the longitudinal axis of the jacket tube ( 22 ) and the tube bundle ( 10 ) and casing pipe ( 22 ) and tube bundles ( 10 ) rotate around the longitudinal axis with a fixed laser. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Deckelteil (6) mit einem ersten Laser (37) und der zweite Deckelteil (7) mit einem zweiten Laser (38) gleichzeitig miteinander verschweißt werden.Method according to claim 5, characterized in that the first cover part ( 6 ) with a first laser ( 37 ) and the second cover part ( 7 ) with a second laser ( 38 ) are welded together at the same time. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einführen des Rohrbündels (10) in das Mantelrohr (22) eine erste Zentriereinrichtung (23) in das Mantelrohr (22) eingeschoben wird, die um eine zentrale Achse (30) umfangsmäßig verteilt angeordnete Wälzkörper (27) aufweist, wobei die Wälzkörper einen Kreis mit einem Außendurchmesser beschreiben, der dem Innendurchmesser des Mantelrohrs (22) entspricht, so dass sich die Innenseite des Mantelrohrs (22) an den Wälzkörper (27) abstützt.A method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that (for the insertion of the tube bundle 10 ) in the jacket tube ( 22 ) a first centering device ( 23 ) in the jacket tube ( 22 ) which is inserted about a central axis ( 30 ) arranged circumferentially distributed rolling elements ( 27 ), wherein the rolling elements describe a circle with an outer diameter of the inner diameter of the jacket tube ( 22 ), so that the inside of the jacket tube ( 22 ) to the rolling elements ( 27 ) is supported. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (22) von der ersten Zentrereinrichtung (23) über das Rohrbündel (10) geschoben wird, wobei die zentrale Achse (30) der ersten Zentrereinrichtung (23) auf der Längsachse des Rohrbündels (10) liegt, während das Rohrbündel (10) feststeht.A method according to claim 7, characterized in that the jacket tube ( 22 ) from the first central facility ( 23 ) over the tube bundle ( 10 ), the central axis ( 30 ) of the first center device ( 23 ) on the longitudinal axis of the tube bundle ( 10 ), while the tube bundle ( 10 ) is established. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zentrieren des über das Rohrbündel (10) geschobenen Mantelrohrs (22) das Mantelrohr (22) in eine zweite Zentriereinrichtung (31) geschoben wird, die um die Längsachse (30) des Rohrbündels (10) umfangsmäßig verteilt angeordnete Wälzkörper (32) aufweist, wobei die Wälzkörper (32) einen Kreis mit einem Innendurchmesser beschreiben, der dem Außendurchmesser des Mantelrohrs (22) entspricht, so dass sich die Außenseite des Mantelrohrs (22) an den Wälzkörpern (32) abstützt, während das Rohrbündel (10) feststeht.A method according to claim 7 or 8, characterized in that for centering the over the tube bundle ( 10 ) pushed jacket tube ( 22 ) the jacket tube ( 22 ) in a second centering device ( 31 ) which is about the longitudinal axis ( 30 ) of the tube bundle ( 10 ) arranged circumferentially distributed rolling elements ( 32 ), wherein the rolling elements ( 32 ) describe a circle with an inner diameter that corresponds to the outer diameter of the jacket tube ( 22 ), so that the outside of the jacket tube ( 22 ) on the rolling elements ( 32 ) while the tube bundle ( 10 ) is established. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zentriereinrichtung (31) eine erste Zentriereinheit (31A) und eine zweite Zentriereinheit (31B) aufweist, die auf einer senkrecht zu der Längsachse (30) des Rohrbündels (10) in eine das Mantelrohr (22) umschließende und eine das Mantelrohr (22) freigebende Stellung verschiebbar sind. Method according to claim 9, characterized in that the second centering device ( 31 ) a first centering unit ( 31A ) and a second centering unit ( 31B ) which is perpendicular to the longitudinal axis ( 30 ) of the tube bundle ( 10 ) in a jacket tube ( 22 ) and a jacket tube ( 22 ) releasing position are displaced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch das Aufsetzen einer ersten Verschlusskappe (8) auf den ersten Deckelteil (6) und einer zweiten Verschlusskappe (8) auf den zweiten Deckelteil (7) und das Verschweißen der ersten Verschlusskappe (8) mit dem ersten Deckelteil (6) und der zweiten Verschlusskappe (8) mit dem zweiten Deckelteil (7).Method according to one of claims 1 to 10, characterized by placing a first cap ( 8th ) on the first cover part ( 6 ) and a second cap ( 8th ) on the second cover part ( 7 ) and the welding of the first cap ( 8th ) with the first cover part ( 6 ) and the second cap ( 8th ) with the second cover part ( 7 ). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskappen (8) einen von einem äußeren Kappenteil (15) und einem inneren Kappenteil (16) begrenzten Ringraum (17) aufweisen, wobei der äußere Kappenteil (15) einen nach außen weisenden umlaufenden Rand (18) und der innere Kappenteil (16) einen nach innen weisenden umlaufenden Rand (19) aufweisen, wobei der äußere umlaufende Rand (18) und der innere umlaufender Rand (19) mit dem Deckelteil (6, 7) mit einer Überlappnaht bei feststehenden Deckelteilen (6, 7) und Verschlusskappen (8) mittels Laserschweißen miteinander verschweißt werden, wobei zwei Laser auf zu der Längsachse des Rohrbündels (10) konzentrischen Kreisbahnen rotieren.Method according to claim 11, characterized in that the closure caps ( 8th ) one of an outer cap part ( 15 ) and an inner cap part ( 16 ) limited annulus ( 17 ), wherein the outer cap part ( 15 ) an outwardly facing peripheral edge ( 18 ) and the inner cap part ( 16 ) has an inwardly facing peripheral edge ( 19 ), wherein the outer circumferential edge ( 18 ) and the inner peripheral edge ( 19 ) with the cover part ( 6 . 7 ) with an overlap seam with fixed lid parts ( 6 . 7 ) and caps ( 8th ) are welded together by means of laser welding, wherein two lasers on to the longitudinal axis of the tube bundle ( 10 ) rotate concentric orbits. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung von Rohren (2) in Form des Rohrbündels (10) einen Stapel von Platten (4) aufweist, durch die sich die Rohre (2) des Rohrbündels (10) erstrecken.Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the array of tubes ( 2 ) in the form of the tube bundle ( 10 ) a stack of plates ( 4 ), through which the tubes ( 2 ) of the tube bundle ( 10 ).

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