DE102019210703A1 - Heat storage system and method for storing heat - Google Patents

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Abstract

Um ein Wärmespeichersystem bereitzustellen, welches eine erhöhte Speicher- und/oder Leistungsdichte aufweist und flexibel einsetzbar ist, wird ein Wärmespeichersystem vorgeschlagen, welches einen Behälter zur Aufnahme von Speichermaterial und eine latente Wärmeübertragungsvorrichtung zur Übertragung von latenter Wärme von dem Speichermaterial auf ein Wärmeübertragungsfluid oder umgekehrt umfasst, wobei die latente Wärmeübertragungsvorrichtung eine Temperatursenkvorrichtung zum Absenken einer Temperatur eines Wärmeübertragungsfluids und eine Temperaturerhöhungsvorrichtung zum Erhöhen einer Temperatur eines Wärmeübertragungsfluids umfasst und/oder wobei die latente Wärmeübertragungsvorrichtung eine Temperaturerhöhungsvorrichtung zum Erhöhen einer Temperatur eines Wärmeübertragungsfluids umfasst und wobei die Temperaturerhöhungsvorrichtung mittels einer Bewegungsvorrichtung des Wärmespeichersystems relativ zu einer Wandung des Behälters beweglich angeordnet ist.In order to provide a heat storage system which has an increased storage and / or power density and can be used flexibly, a heat storage system is proposed which comprises a container for receiving storage material and a latent heat transfer device for transferring latent heat from the storage material to a heat transfer fluid or vice versa , wherein the latent heat transfer device comprises a temperature lowering device for lowering a temperature of a heat transfer fluid and a temperature increasing device for increasing a temperature of a heat transfer fluid and / or wherein the latent heat transfer device comprises a temperature increasing device for increasing a temperature of a heat transfer fluid and wherein the temperature increasing device by means of a movement device of the heat storage system relative to one wall of the container is movably arranged.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmespeichersystem.The present invention relates to a heat storage system.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Speichern von Wärme.The present invention also relates to a method for storing heat.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmespeichersystem bereitzustellen, welches eine erhöhte Speicherdichte und/oder Leistungsdichte aufweist und flexibel einsetzbar ist.The present invention is based on the object of providing a heat storage system which has an increased storage density and / or power density and can be used flexibly.

Die zuvor genannte Aufgabe wird durch ein Wärmespeichersystem gelöst, welches einen Behälter zur Aufnahme von Speichermaterial und eine latente Wärmeübertragungsvorrichtung zur Übertragung von latenter Wärme von dem Speichermaterial auf ein Wärmeübertragungsfluid oder umgekehrt umfasst.The aforementioned object is achieved by a heat storage system which comprises a container for receiving storage material and a latent heat transfer device for transferring latent heat from the storage material to a heat transfer fluid or vice versa.

Die latente Wärmeübertragungsvorrichtung umfasst eine Temperatursenkvorrichtung zum Absenken einer Temperatur eines Wärmeübertragungsfluids und eine Temperaturerhöhungsvorrichtung zum Erhöhen einer Temperatur eines Wärmeübertragungsfluids.The latent heat transfer device includes a temperature lowering device for lowering a temperature of a heat transfer fluid and a temperature increasing device for increasing a temperature of a heat transfer fluid.

Ergänzend oder alternativ umfasst die latente Wärmeübertragungsvorrichtung eine Temperaturerhöhungsvorrichtung zum Erhöhen einer Temperatur eines Wärmeübertragungsfluids, welche insbesondere der zuvor genannten Temperaturerhöhungsvorrichtung entspricht. Die Temperaturerhöhungsvorrichtung ist mittels einer Bewegungsvorrichtung des Wärmespeichersystems relativ zu einer Wandung des Behälters beweglich angeordnet.In addition or as an alternative, the latent heat transfer device comprises a temperature increasing device for increasing a temperature of a heat transfer fluid, which in particular corresponds to the aforementioned temperature increasing device. The temperature increasing device is arranged to be movable relative to a wall of the container by means of a movement device of the heat storage system.

„Temperatursenken“ im Zusammenhang mit der „Temperatursenkvorrichtung“ bedeutet vorzugsweise, dass die Temperatur des Wärmeübertragungsfluids, welches durch die Temperatursenkvorrichtung strömt, gesenkt wird. Eine Temperatur des Speichermaterials, welches benachbart zu der Temperatursenkvorrichtung angeordnet ist, wird dabei vorzugsweise erhöht.“Temperature lowering” in connection with the “temperature lowering device” preferably means that the temperature of the heat transfer fluid which flows through the temperature lowering device is lowered. A temperature of the storage material which is arranged adjacent to the temperature lowering device is preferably increased in this case.

Die Temperatursenkvorrichtung ist beispielsweise ein Kondensator.The temperature lowering device is, for example, a capacitor.

„Temperaturerhöhung“ im Zusammenhang mit „Temperaturerhöhungsvorrichtung“ bedeutet vorzugsweise, dass die Temperatur des Wärmeübertragungsfluids, welches durch die Temperaturerhöhungsvorrichtung strömt, erhöht wird. Eine Temperatur des Speichermaterials, welches benachbart zu der Temperaturerhöhungsvorrichtung angeordnet ist, wird dabei vorzugsweise gesenkt.“Temperature increase” in connection with “temperature increasing device” preferably means that the temperature of the heat transfer fluid which flows through the temperature increasing device is increased. A temperature of the storage material, which is arranged adjacent to the temperature increasing device, is thereby preferably lowered.

Die Temperaturerhöhungsvorrichtung ist beispielsweise ein Verdampfer.The temperature raising device is, for example, an evaporator.

Eine Temperatur des Speichermaterials während eines Phasenübergangs bleibt vorzugsweise im Wesentlichen konstant.A temperature of the storage material during a phase transition preferably remains essentially constant.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Temperatursenkvorrichtung und/oder Temperaturerhöhungsvorrichtung eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 20 W/(m.K) oder mehr aufweisen.It can be advantageous if the temperature lowering device and / or temperature increasing device have a thermal conductivity of approximately 20 W / (m.K) or more.

Günstig kann es sein, wenn die Temperatursenkvorrichtung und/oder Temperaturerhöhungsvorrichtung ein metallisches Material umfassen oder daraus gebildet sind. Das metallische Material ist beispielsweise Stahl.It can be favorable if the temperature lowering device and / or temperature increasing device comprise or are formed from a metallic material. The metallic material is, for example, steel.

Das Wärmespeichersystem eignet sich insbesondere zur Verwendung in Anwendungen, in welchen Phasenwechselmaterialien zur Speicherung von Wärmeenergie eingesetzt werden.The heat storage system is particularly suitable for use in applications in which phase change materials are used to store thermal energy.

Insbesondere eignet sich das Wärmespeichersystem zur Verwendung in Kraftwerken, beispielsweise in solarthermischen Kraftwerken, konventionellen Kraftwerken, Speicherkraftwerken, OCR-Kraftwerken.In particular, the heat storage system is suitable for use in power plants, for example in solar thermal power plants, conventional power plants, storage power plants, OCR power plants.

Das Wärmespeichersystem ist auch zu weiteren Anwendungen, in welchen Wärme gespeichert werden soll, geeignet, beispielsweise zur Speicherung von Prozessdampf.The heat storage system is also suitable for other applications in which heat is to be stored, for example for storing process steam.

Die Temperatursenkvorrichtung und/oder die Temperaturerhöhungsvorrichtung sind vorzugsweise Wärmeübertrager und/oder umfassen mindestens eine Fluidleitung oder sind durch mindestens eine Fluidleitung gebildet.The temperature lowering device and / or the temperature increasing device are preferably heat exchangers and / or comprise at least one fluid line or are formed by at least one fluid line.

Beispielsweise umfassen die Temperatursenkvorrichtung und/oder die Temperaturerhöhungsvorrichtung mindestens ein Rohrelement.For example, the temperature lowering device and / or the temperature increasing device comprise at least one tubular element.

Als Wärmeübertragungsfluid ist beispielsweise Wasser geeignet. Aber auch andere Wärmeübertragungsfluide, welche in verschiedenen Aggregatzuständen einfach handhabbar sind, können als Wärmeübertragungsfluid verwendet werden.Water, for example, is suitable as the heat transfer fluid. However, other heat transfer fluids, which are easy to handle in different aggregate states, can also be used as heat transfer fluids.

Die latente Wärmeübertragungsvorrichtung ist insbesondere eine latente Wä rmespeichervorrichtu ng.The latent heat transfer device is in particular a latent heat storage device.

Günstig kann es sein, wenn die latente Wärmeübertragungsvorrichtung eine Abtragevorrichtung zum Abtragen von Speichermaterial, welches an einer wärmeübertragenden Wandung erstarrt ist, umfasst.It can be favorable if the latent heat transfer device comprises a removal device for removing storage material which has solidified on a heat-transferring wall.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die wärmeübertragende Wandung eine Wandung der Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder eine mit der Temperaturerhöhungsvorrichtung thermisch gekoppelte Wandung des Behälters oder eines weiteren Elements des Wärmespeichersystems ist.It can be advantageous if the heat-transferring wall is a wall of the temperature increasing device and / or a wall of the container or of a further element of the heat storage system that is thermally coupled to the temperature increasing device.

Beispielsweise ist die Abtragevorrichtung an einer Wandung der Temperaturerhöhungsvorrichtung angeordnet.For example, the removal device is arranged on a wall of the temperature increasing device.

Es kann vorgesehen sein, dass die Abtragevorrichtung relativ zu der Temperaturerhöhungsvorrichtung beweglich ausgebildet ist.It can be provided that the removal device is designed to be movable relative to the temperature-increasing device.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Abtragevorrichtung relativ zu einer Wandung des Behälters fixiert ist und dass die Temperaturerhöhungsvorrichtung relativ zu der Wandung des Behälters und/oder zu der Abtragevorrichtung beweglich ist und/oder bewegt wird.Alternatively, it can be provided that the removal device is fixed relative to a wall of the container and that the temperature increasing device is movable and / or is moved relative to the wall of the container and / or to the removal device.

Die Abtragevorrichtung ist beispielsweise lamellenförmig und/oder scheibenförmig ausgebildet.The removal device is, for example, lamellar and / or disk-shaped.

Günstig kann es sein, wenn die Abtragevorrichtung als Schaber wirkt, welcher erstarrtes Speichermaterial von der wärmeübertragenden Wandung abschabt und/oder abkratzt.It can be favorable if the removal device acts as a scraper, which scrapes and / or scrapes off solidified storage material from the heat-transferring wall.

Vorzugsweise ist das erstarrte Speichermaterial mittels der Abtragevorrichtung kontinuierlich abtragbar.The solidified storage material can preferably be removed continuously by means of the removal device.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Abtragevorrichtung mittels einer Führungsvorrichtung an der wärmeübertragenden Wandung entlangführbar und/oder relativ zu der wärmeübertragenden Wandung beweglich ist.It can be advantageous if the removal device can be guided along the heat-transferring wall by means of a guide device and / or is movable relative to the heat-transferring wall.

Die Führungsvorrichtung kann beispielsweise in Form eines Förderbandes ausgebildet sein.The guide device can for example be designed in the form of a conveyor belt.

Es kann vorgesehen sein, dass das Wärmespeichersystem eine sensible Wärmeübertragungsvorrichtung zur unmittelbaren Wärmeübertragung von dem Speichermaterial auf ein Wärmeübertragungsfluid umfasst, wobei die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung und die latente Wärmeübertragungsvorrichtung insbesondere räumlich voneinander beabstandet ausgebildet sind.It can be provided that the heat storage system comprises a sensible heat transfer device for direct heat transfer from the storage material to a heat transfer fluid, the sensible heat transfer device and the latent heat transfer device being in particular spatially spaced apart.

Insbesondere sind die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung und die latente Wärmeübertragungsvorrichtung in demselben oder an demselben Behälter des Wärmespeichersystems angeordnet.In particular, the sensible heat transfer device and the latent heat transfer device are arranged in the same or on the same container of the heat storage system.

So weist das Wärmespeichersystem insgesamt einen verringerten Platzbedarf auf.The heat storage system thus has an overall reduced space requirement.

Unterschiedliche Bereiche des Speichermaterials in dem Behälter weisen vorzugsweise unterschiedliche Funktionen, beispielsweise unterschiedliche thermodynamische Funktionen, auf.Different areas of the storage material in the container preferably have different functions, for example different thermodynamic functions.

Es kann vorgesehen sein, dass die latente Wärmeübertragungsvorrichtung und/oder die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung in das Speichermaterial eintauchen. Insbesondere ist die latente Wärmeübertragungsvorrichtung und/oder die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung vollständig oder teilweise von dem Speichermaterial umgeben.It can be provided that the latent heat transfer device and / or the sensitive heat transfer device are immersed in the storage material. In particular, the latent heat transfer device and / or the sensitive heat transfer device is completely or partially surrounded by the storage material.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die latente Wärmeübertragungsvorrichtung vollständig oder teilweise von außen an dem Behälter angeordnet ist und/oder thermisch mit dem Speichermaterial gekoppelt ist.Alternatively, it can be provided that the latent heat transfer device is arranged completely or partially from the outside on the container and / or is thermally coupled to the storage material.

Es kann vorgesehen sein, dass die sensible Wärmespeichervorrichtung vollständig oder teilweise von außen an dem Behälter angeordnet ist und/oder thermisch mit dem Speichermaterial gekoppelt ist.It can be provided that the sensible heat storage device is arranged completely or partially from the outside on the container and / or is thermally coupled to the storage material.

Die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung ist insbesondere eine sensible Wä rmespeichervorrichtu ng.The sensitive heat transfer device is, in particular, a sensitive heat storage device.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder die Temperatursenkvorrichtung mittels der Bewegungsvorrichtung um eine Drehachse drehbar sind.It can be advantageous if the temperature raising device and / or the temperature lowering device can be rotated about an axis of rotation by means of the movement device.

Beispielsweise ist die latente Wärmeübertragungsvorrichtung in Form einer Walze ausgebildet. In einem Innenraum der Walze ist insbesondere das Wärmeübertragungsfluid geführt.For example, the latent heat transfer device is in the form of a roller. In particular, the heat transfer fluid is guided in an interior space of the roller.

Bei einer Drehbewegung der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung kann es günstig sein, wenn die latente Wärmeübertragungsvorrichtung mit einer Geschwindigkeit von ca. 2 Umdrehungen pro Minute bis ca. 100 Umdrehungen pro Minute, insbesondere bis ca. 6 Umdrehungen pro Minute, gedreht wird.In the case of a rotary movement of the latent heat transfer device, it can be advantageous if the latent heat transfer device is rotated at a speed of approximately 2 revolutions per minute to approximately 100 revolutions per minute, in particular up to approximately 6 revolutions per minute.

Günstig kann es sein, wenn innerhalb des Behälters des Wärmespeichersystems eine, insbesondere makroskopische, Strömung des Speichermaterials ausgebildet ist und/oder wird. Hierzu umfasst die Bewegungsvorrichtung vorzugsweise ein oder mehrere Strömungselemente, beispielsweise ein oder mehrere Leitbleche.It can be favorable if a, in particular macroscopic, flow of the storage material is and / or is formed within the container of the heat storage system. For this purpose, the movement device preferably comprises one or more flow elements, for example one or more guide plates.

Ergänzend oder alternativ zu einer Drehbewegung kann es günstig sein, wenn die Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder die Temperatursenkvorrichtung und/oder die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung mittels der Bewegungsvorrichtung relativ zu einer Wandung des Behälters linear verschieblich sind.In addition to or as an alternative to a rotary movement, it can be advantageous if the temperature increasing device and / or the temperature lowering device and / or the sensible heat transfer device by means of the Movement device are linearly displaceable relative to a wall of the container.

Beispielsweise sind die Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder die Temperatursenkvorrichtung und/oder die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung mittels einer Zahnradstange der Bewegungsvorrichtung geführt. Zacken der Zahnradstange greifen vorzugsweise in Zacken mindestens eines Zahnrads ein, welches an einem oder mehreren der genannten Elemente angeordnet ist.For example, the temperature increasing device and / or the temperature lowering device and / or the sensitive heat transfer device are guided by means of a toothed wheel rod of the movement device. Prongs of the gear rack preferably mesh with the prongs of at least one gearwheel which is arranged on one or more of the elements mentioned.

Ergänzend oder alternativ sind auch hydraulische Führungen der Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder der Temperatursenkvorrichtung und/oder der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung möglich.In addition or as an alternative, hydraulic guides for the temperature raising device and / or the temperature lowering device and / or the sensitive heat transfer device are also possible.

Die Bewegungsvorrichtung kann ergänzend oder alternativ einen motorischen Antrieb umfassen, mittels welchem die Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder die Temperatursenkvorrichtung und/oder die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung relativ zu der Wandung des Behälters beweglich sind.The movement device can additionally or alternatively comprise a motor drive, by means of which the temperature increasing device and / or the temperature lowering device and / or the sensible heat transfer device can be moved relative to the wall of the container.

Insbesondere verschieben sich ein sensibler Wärmeübertragungsbereich des Behälters, in welchem oder an welchem eine sensible Wärmeübertragungsvorrichtung des Wärmespeichersystems angeordnet ist und/oder ein latenter Wärmeübertragungsbereich des Behälters, in welchem oder an welchem die latente Wärmespeichervorrichtung angeordnet ist.In particular, a sensible heat transfer area of the container in which or on which a sensible heat transfer device of the heat storage system is arranged and / or a latent heat transfer area of the container in which or on which the latent heat storage device is arranged move.

Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Volumen des sensiblen Wärmeübertragungsbereichs durch die Bewegung der sensiblen und/oder latenten Wärmeübertragungsvorrichtung veränderbar ist.It can be advantageous if a volume of the sensible heat transfer area can be changed by the movement of the sensible and / or latent heat transfer device.

Bei einer Vergrößerung des Volumens des sensiblen Wärmeübertragungsbereichs, sinkt insbesondere ein Volumen des latenten Wärmeübertragungsbereichs.When the volume of the sensitive heat transfer area increases, a volume of the latent heat transfer area in particular decreases.

Bei einer Verkleinerung des sensiblen Wärmeübertragungsbereichs, vergrößert sich insbesondere das Volumen des latenten Wärmeübertragungsbereichs.When the sensible heat transfer area is reduced, the volume of the latent heat transfer area increases in particular.

In dem latenten Wärmeübertragungsbereich wird vorzugsweise latente Wärme zwischen dem Speichermaterial und dem Wärmeübertragungsfluid übertragen und/oder ist übertragbar.In the latent heat transfer area, latent heat is preferably transferred and / or is transferable between the storage material and the heat transfer fluid.

Insbesondere wird in dem sensiblen Wärmeübertragungsbereich sensible Wärme zwischen dem Speichermaterial und dem Wärmeübertragungsfluid übertragen und/oder ist übertragbar.In particular, in the sensible heat transfer area, sensible heat is transferred between the storage material and the heat transfer fluid and / or is transferable.

Vorzugsweise sind die Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder die Temperatursenkvorrichtung mittels der Bewegungsvorrichtung bezüglich der Schwerkraftrichtung nach oben und/oder nach unten verschiebbar.The temperature-increasing device and / or the temperature-lowering device can preferably be displaced upwards and / or downwards with respect to the direction of gravity by means of the movement device.

Mittels der Bewegungsvorrichtung sind die Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder die Temperatursenkvorrichtung vorzugsweise bezüglich einer Höhe des Behälters höhenverstellbar ausgebildet. Die Höhe des Behälters ist insbesondere parallel zu der Schwerkraftrichtung genommen.By means of the movement device, the temperature increasing device and / or the temperature lowering device are preferably designed to be height adjustable with respect to a height of the container. The height of the container is in particular taken parallel to the direction of gravity.

Vorzugsweise sind mittels der Bewegungsvorrichtung die Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder die Temperatursenkvorrichtung und/oder mindestens eine Strömungseinrichtung der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung relativ zu der Wandung des Behälters, insbesondere gemeinsam, linear verschieblich.The temperature increasing device and / or the temperature lowering device and / or at least one flow device of the sensible heat transfer device are preferably linearly displaceable relative to the wall of the container, in particular jointly, by means of the movement device.

Die Temperaturerhöhungsvorrichtung ist vorzugsweise in einem Temperaturerhöhungsbereich des Behälters angeordnet. Insbesondere ist die Temperatursenkvorrichtung in einem Temperatursenkbereich des Behälters angeordnet.The temperature increasing device is preferably arranged in a temperature increasing area of the container. In particular, the temperature lowering device is arranged in a temperature lowering area of the container.

Der Temperaturerhöhungsbereich und der Temperatursenkbereich sind vorzugsweise, insbesondere mittels eines Zwischenbereichs des Behälters, räumlich voneinander getrennt ausgebildet.The temperature increase area and the temperature decrease area are preferably designed spatially separated from one another, in particular by means of an intermediate area of the container.

Vorzugsweise werden der Temperatursenkbereich und der Temperaturerhöhungsbereich zeitlich versetzt zueinander genutzt.The temperature lowering range and the temperature increasing range are preferably used offset in time to one another.

Alternativ kann auch eine gleichzeitige Nutzung vorgesehen sein, beispielsweise, wenn die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung mehrere Strömungseinrichtungen umfasst.Alternatively, simultaneous use can also be provided, for example if the sensible heat transfer device comprises several flow devices.

Der Temperaturerhöhungsbereich und der Temperatursenkbereich sind insbesondere in dem Behälter übereinander angeordnet.The temperature increase area and the temperature decrease area are in particular arranged one above the other in the container.

Günstig kann es sein, wenn der Zwischenbereich sich über mindestens ein Viertel, insbesondere mittels mindestens ein Drittel, der Höhe des Behälters erstreckt.It can be favorable if the intermediate area extends over at least a quarter, in particular by means of at least a third, of the height of the container.

Der Zwischenbereich kann ebenfalls mit Speichermaterial gefüllt sein.The intermediate area can also be filled with storage material.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Temperaturerhöhungsbereich und der Temperatursenkbereich unmittelbar aneinander angrenzen.Alternatively, it can be provided that the temperature increase area and the temperature decrease area directly adjoin one another.

Der latente Wärmeübertragungsbereich des Behälters umfasst vorzugsweise eines oder mehrere der folgenden Elemente oder ist daraus gebildet:

  • - der Temperaturerhöhungsbereich; und/oder
  • - der Temperatursenkbereich; und/oder
  • - der Zwischenbereich.
The latent heat transfer region of the container preferably comprises or is formed from one or more of the following elements:
  • - the temperature rise range; and or
  • - the temperature lowering range; and or
  • - the intermediate area.

Vorzugsweise sind folgende Elemente des latenten Wärmeübertragungsbereichs entlang der Schwerkraftrichtung übereinander angeordnet:

  • - der Temperatursenkbereich; und/oder
  • - der Zwischenbereich; und/oder
  • - der Temperaturerhöhungsbereich.
The following elements of the latent heat transfer area are preferably arranged one above the other along the direction of gravity:
  • - the temperature lowering range; and or
  • - the intermediate area; and or
  • - the temperature increase range.

Es kann vorgesehen sein, dass die Bewegungsvorrichtung eine oder mehrere Fluidleitungen umfasst, welche die Temperaturerhöhungsvorrichtung mit einer sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung des Wärmespeichersystems verbinden.It can be provided that the movement device comprises one or more fluid lines, which connect the temperature increasing device to a sensitive heat transfer device of the heat storage system.

Die eine oder die mehreren Fluidleitungen sind vorzugsweise mehrteilig ausgebildet und insbesondere längs einer Ausziehrichtung ausziehbar.The one or more fluid lines are preferably constructed in several parts and in particular can be pulled out along a pull-out direction.

Die Ausziehrichtung ist vorzugsweise parallel zu der Schwerkraftrichtung.The pull-out direction is preferably parallel to the direction of gravity.

Beispielsweise sind die eine oder mehreren Fluidleitungen teleskopierbar ausgebildet.For example, the one or more fluid lines are designed to be telescopic.

Alternativ sind die eine oder die mehreren Fluidleitungen aus einem flexiblen Material.Alternatively, the one or more fluid lines are made of a flexible material.

Günstig kann es sein, wenn die Temperaturerhöhungsvorrichtung und die Temperatursenkvorrichtung und/oder eine oder mehrere Strömungseinrichtungen der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung mittels der Bewegungsvorrichtung gemeinsam bewegbar sind.It can be favorable if the temperature-increasing device and the temperature-lowering device and / or one or more flow devices of the sensitive heat transfer device can be moved together by means of the movement device.

Ergänzend oder alternativ ist ein Bereich, aus welchem Speichermaterial zur sensiblen Wärmeübertragung entnommen wird, beispielsweise bei einem externen Flüssigsalz-Dampf-Wärmeübertrager, mittels der Bewegungsvorrichtung beweglich und/oder veränderbar.Additionally or alternatively, an area from which storage material for sensible heat transfer is taken, for example in the case of an external liquid salt / steam heat exchanger, is movable and / or changeable by means of the movement device.

Durch die Bewegung mittels der Bewegungsvorrichtung ist vorzugsweise ein Gesamtvorlumen des Behälters sowohl als latente Wärmeübertragungsvorrichtung und/oder sensible Wärmeübertragungsvorrichtung nutzbar.As a result of the movement by means of the movement device, a total pre-lumen of the container can preferably be used both as a latent heat transfer device and / or a sensible heat transfer device.

Es kann vorgesehen sein, dass die Temperatursenkvorrichtung einen Bestandteil eines ersten Fluidkreislaufs bildet. Insbesondere bildet die Temperaturerhöhungsvorrichtung einen Bestandteil eines zweiten Fluidkreislaufs.It can be provided that the temperature lowering device forms part of a first fluid circuit. In particular, the temperature increasing device forms part of a second fluid circuit.

Der erste und der zweite Fluidkreislauf sind vorzugsweise fluidwirksam voneinander getrennt.The first and second fluid circuits are preferably fluidly separated from one another.

Günstig kann es sein, wenn das Speichermaterial mittels des ersten Fluidkreislaufs und/oder des zweiten Fluidkreislaufs horizontal durchströmbar ist. Beispielsweise umfassen der erste Fluidkreislauf und/oder der zweite Fluidkreislauf ein oder mehrere Rohrelemente, deren Längsmittelachsen zumindest näherungsweise horizontal angeordnet sind.It can be favorable if the storage material can be flowed through horizontally by means of the first fluid circuit and / or the second fluid circuit. For example, the first fluid circuit and / or the second fluid circuit comprise one or more tubular elements, the longitudinal center axes of which are arranged at least approximately horizontally.

Das Speichermaterial liegt in dem sensiblen Wärmeübertragungsbereich des Behälters, in welchem oder an welchem die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung angeordnet ist, vorzugsweise in einem über seine Latentwärmekapazität hinaus beladenen Zustand vor.The storage material is in the sensitive heat transfer area of the container in which or on which the sensitive heat transfer device is arranged, preferably in a state loaded beyond its latent heat capacity.

Vorzugsweise liegt das Speichermaterial in dem latenten Wärmeübertragungsbereich des Behälters in einem Temperaturbereich vor, in welchem ein Phasenübergang stattfinden kann.The storage material is preferably present in the latent heat transfer region of the container in a temperature range in which a phase transition can take place.

Beispielsweise beträgt eine Temperatur des Speichermaterials in dem latenten Wärmeübertragungsbereich ± 30 %, insbesondere ± 10 %, einer Schmelztemperatur des Speichermaterials.For example, a temperature of the storage material in the latent heat transfer area is ± 30%, in particular ± 10%, of a melting temperature of the storage material.

Das Speichermaterial ist vorzugsweise ein Phasenwechselmaterial (Phase Change material).The storage material is preferably a phase change material.

Günstig kann es sein, wenn das Speichermaterial ein oder mehrere Nitratsalze umfasst. Insbesondere umfasst das Speichermaterial Natriumnitrat, Kaliumnitrat, Lithiumnitrat oder Mischungen daraus.It can be favorable if the storage material comprises one or more nitrate salts. In particular, the storage material comprises sodium nitrate, potassium nitrate, lithium nitrate or mixtures thereof.

Alternativ umfasst das Speichermaterial ein oder mehrere Paraffine oder ist daraus gebildet.Alternatively, the storage material comprises or is formed from one or more paraffins.

Der Phasenübergang erfolgt vorzugsweise von fest zu flüssig oder von flüssig zu fest.The phase transition is preferably from solid to liquid or from liquid to solid.

Es wird vorzugsweise ein Speichermaterial verwendet, dessen Dichte in einem festen Zustand größer ist als die Dichte in einem flüssigen Zustand.It is preferable to use a storage material whose density in a solid state is greater than the density in a liquid state.

Es kann vorgesehen sein, dass das Wärmespeichersystem eine Ventilvorrichtung zur Regelung einer Fluidströmung des Wärmeübertragungsfluids umfasst.It can be provided that the heat storage system comprises a valve device for regulating a fluid flow of the heat transfer fluid.

Die Ventilvorrichtung ist vorzugsweise zu einer Beladung des Speichermaterials in eine Beladestellung und zu einer Entladung des Speichermaterials in eine Entladestellung bringbar.The valve device can preferably be brought into a loading position for loading the storage material and into an unloading position for unloading the storage material.

Insbesondere sind in einer Beladestellung der Ventilvorrichtung eine sensible Wärmeübertragungsvorrichtung und die Temperatursenkvorrichtung der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung fluidwirksam miteinander verbunden.In particular, when the valve device is in a loading position, a sensitive heat transfer device and the temperature lowering device of the latent heat transfer device are connected to one another in a fluidically effective manner.

Insbesondere sind in einer Entladestellung der Ventilvorrichtung die Temperaturerhöhungsvorrichtung der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung und die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung fluidwirksam miteinander verbunden.In particular, in a discharging position of the valve device, the temperature increasing device of the latent heat transfer device and the sensitive heat transfer device are connected to one another in a fluidically effective manner.

Ein Umschalten zwischen einer Beladung und einer Entladung des Speichermaterials erfolgt vorzugsweise durch die Veränderung der Stellung der Ventilvorrichtung von der Beladestellung in die Entladestellung und umgekehrt.Switching between loading and unloading of the storage material is preferably carried out by changing the position of the valve device from the loading position to the unloading position and vice versa.

Vorzugsweise sind während einer Beladung des Speichermaterials folgende Elemente in Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsfluids hintereinander angeordnet:

  • - eine Fluidzufuhr zur Zuführung des Wärmeübertragungsfluids in den Behälter; und/oder
  • - eine Strömungseinrichtung der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung; und/oder
  • - die Ventilvorrichtung; und/oder
  • - die Temperatursenkvorrichtung; und/oder
  • - eine Fluidabfuhr zur Abführung des Wärmeübertragungsfluids aus dem Behälter.
The following elements are preferably arranged one behind the other in the flow direction of the heat transfer fluid when the storage material is being charged:
  • a fluid supply for supplying the heat transfer fluid into the container; and or
  • - A flow device of the sensible heat transfer device; and or
  • - the valve device; and or
  • - the temperature lowering device; and or
  • - A fluid discharge for discharging the heat transfer fluid from the container.

Vorzugsweise sind während einer Entladung des Speichermaterials folgende Elemente in Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsfluids hintereinander angeordnet:

  • - eine Fluidzufuhr zur Zuführung des Wärmeübertragungsfluids in den Behälter; und/oder
  • - die Temperaturerhöhungsvorrichtung; und/oder
  • - die Ventilvorrichtung; und/oder
  • - eine Strömungseinrichtung der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung; und/oder
  • - eine Fluidabfuhr zur Abführung des Wärmeübertragungsfluids aus dem Behälter.
The following elements are preferably arranged one behind the other in the flow direction of the heat transfer fluid during a discharge of the storage material:
  • a fluid supply for supplying the heat transfer fluid into the container; and or
  • - the temperature raising device; and or
  • - the valve device; and or
  • - A flow device of the sensible heat transfer device; and or
  • - A fluid discharge for discharging the heat transfer fluid from the container.

Bei Ausführungsformen des Wärmespeichersystems, in welchen eine Bewegungsvorrichtung vorgesehen ist, ist eine Temperatursenkvorrichtung vorzugsweise entbehrlich.In embodiments of the heat storage system in which a movement device is provided, a temperature lowering device is preferably dispensable.

Die Fluidzuführung und die Fluidabführung kann durch dasselbe Bauteil erfolgen.The fluid supply and the fluid discharge can take place through the same component.

Die Ventilvorrichtung ist insbesondere ein Ventil, beispielsweise ein Dreiwegeventil.The valve device is in particular a valve, for example a three-way valve.

Es kann vorgesehen sein, dass das Wärmespeichersystem eine sensible Wärmeübertragungsvorrichtung zur unmittelbaren Wärmeübertragung von dem Speichermaterial auf ein Wärmeübertragungsfluid oder umgekehrt umfasst, wobei die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung ein oder mehrere Strömungseinrichtungen umfasst, durch welche Wärmeübertragungsfluid hindurchströmbar ist und/oder welche mit dem Speichermaterial thermisch gekoppelt sind.It can be provided that the heat storage system comprises a sensible heat transfer device for the direct heat transfer from the storage material to a heat transfer fluid or vice versa, wherein the sensitive heat transfer device comprises one or more flow devices through which heat transfer fluid can flow and / or which are thermally coupled to the storage material.

Die eine oder die mehreren Strömungseinrichtungen sind vorzugsweise in oder an dem Behälter angeordnet.The one or more flow devices are preferably arranged in or on the container.

Es kann vorgesehen sein, dass die eine oder mehreren Strömungseinrichtungen eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 20 W/(m.K) oder mehr aufweist.It can be provided that the one or more flow devices have a thermal conductivity of approx. 20 W / (m.K) or more.

Beispielsweise umfassen die eine oder mehreren Strömungseinrichtungen ein metallisches Material oder sind aus einem metallischen Material gebildet.For example, the one or more flow devices comprise a metallic material or are formed from a metallic material.

Das metallische Material ist beispielsweise Stahl.The metallic material is, for example, steel.

Günstig kann es sein, wenn die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung ein Strömungssystem zur Strömungsführung des Speichermaterials umfasst. Das Strömungssystem umfasst insbesondere eine Pumpe und/oder eine oder mehrere Fluidleitungen, welche vollständig oder teilweise außerhalb eines Innenraums des Behälters angeordnet sind.It can be favorable if the sensible heat transfer device comprises a flow system for guiding the flow of the storage material. The flow system comprises, in particular, a pump and / or one or more fluid lines which are arranged completely or partially outside an interior space of the container.

Mittels der Pumpe und/oder der einen oder mehreren Fluidleitungen ist das Speichermaterial insbesondere außerhalb des Innenraums des Behälters förderbar.By means of the pump and / or the one or more fluid lines, the storage material can be conveyed, in particular outside the interior of the container.

Der sensible Wärmeübertragungsbereich und/oder eine oder mehrere Strömungseinrichtungen der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung sind vorzugsweise außerhalb des Innenraums des Behälters angeordnet.The sensible heat transfer area and / or one or more flow devices of the sensible heat transfer device are preferably arranged outside the interior of the container.

Die sensible Wärmeübertragung erfolgt vorzugsweise außerhalb des Innenraums des Behälters.The sensible heat transfer preferably takes place outside the interior of the container.

Vorzugsweise umfasst das Wärmespeichersystem ein Füllmaterial, welches insbesondere von dem Speichermaterial verschieden ist.The heat storage system preferably comprises a filler material which, in particular, is different from the storage material.

Das Füllmaterial ist vorzugsweise in dem sensiblen Wärmeübertragungsbereich angeordnet.The filler material is preferably arranged in the sensitive heat transfer area.

Günstig kann es sein, wenn, beispielsweise durch Lufteinschlüsse und/oder eine Porosität, eine Dichte des Füllmaterials derart einstellbar ist oder eingestellt ist, dass das Füllmaterial auf Höhe des sensiblen Wärmeübertragungsbereichs angeordnet und/oder gehalten ist.It can be advantageous if, for example by air inclusions and / or a porosity, a density of the filler material can be set or adjusted in such a way that the filler material is arranged and / or held at the level of the sensitive heat transfer area.

Es kann vorgesehen sein, dass das Füllmaterial in einem bezüglich einer Schwerkraftrichtung unten angeordneten Bodenraum des Behälters angeordnet ist.It can be provided that the filling material is arranged in a bottom space of the container which is arranged at the bottom with respect to a direction of gravity.

Es kann vorgesehen sein, dass das Füllmaterial Gesteinsmaterialien umfasst oder aus Gestein ist.It can be provided that the filler material comprises rock materials or is made of rock.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Speichern von Wärme.The invention also relates to a method for storing heat.

Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Speichern von Wärme bereitzustellen, mittels welchem Wärme mit einer hohen Speicher- und/oder Leistungsdichte gespeichert werden kann und welches flexibel einsetzbar ist.In this regard, the invention is based on the object of providing a method for storing heat, by means of which heat can be stored with a high storage and / or power density and which can be used flexibly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method according to the independent method claim.

Gemäß dem Verfahren wird ein Wärmeübertragungsfluid durch eine Temperatursenkvorrichtung einer latenten Wärmeübertragungsvorrichtung hindurchgeführt, wobei Wärme von dem Wärmeübertragungsfluid auf ein Speichermaterial übertragen wird.According to the method, a heat transfer fluid is passed through a temperature lowering device of a latent heat transfer device, heat being transferred from the heat transfer fluid to a storage material.

Das Verfahren umfasst ferner gleichzeitig oder zeitlich danach ein Hindurchführen eines Wärmeübertragungsfluids durch eine Temperaturerhöhungsvorrichtung der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung, wobei Wärme von einem Speichermaterial auf das Wärmeübertragungsfluid übertragen wird.The method further comprises, simultaneously or temporally thereafter, passing a heat transfer fluid through a temperature increasing device of the latent heat transfer device, heat being transferred from a storage material to the heat transfer fluid.

Die Temperaturerhöhungsvorrichtung ist vorzugsweise von der Temperatursenkvorrichtung verschieden.The temperature raising device is preferably different from the temperature lowering device.

Ergänzend oder alternativ umfasst das Verfahren ein Hindurchführen eines Wärmeübertragungsfluids durch eine Temperaturerhöhungsvorrichtung der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung, wobei Wärme von einem Speichermaterial auf das Wärmeübertragungsfluid übertragen wird.Additionally or alternatively, the method includes passing a heat transfer fluid through a temperature increasing device of the latent heat transfer device, heat being transferred from a storage material to the heat transfer fluid.

Das Verfahren umfasst ferner insbesondere ein Bewegen der Temperaturerhöhungsvorrichtung relativ zu einer Wandung eines Behälters, in welchem das Speichermaterial aufgenommen ist.The method further includes, in particular, moving the temperature-increasing device relative to a wall of a container in which the storage material is received.

Dass die Temperatursenkvorrichtung von der Temperaturerhöhungsvorrichtung verschieden ist, bedeutet vorzugsweise, dass die beiden Elemente nicht dasselbe Bauteil sind.The fact that the temperature lowering device is different from the temperature increasing device preferably means that the two elements are not the same component.

Dessen ungeachtet sind die Temperatursenkvorrichtung und die Temperaturerhöhungsvorrichtung vorzugsweise im Wesentlichen baulich identisch ausgebildet.Regardless of this, the temperature lowering device and the temperature increasing device are preferably designed essentially structurally identical.

In Ausführungsformen mit einer Bewegungsvorrichtung kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass dasselbe Element erst als Temperaturerhöhungsvorrichtung dient und anschließend als Temperatursenkvorrichtung oder umgekehrt.In embodiments with a movement device, however, it can also be provided that the same element first serves as a temperature-increasing device and then as a temperature-lowering device or vice versa.

Einzelne oder mehrere in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wärmespeichersystem genannten Merkmale und/oder Vorteile gelten für das erfindungsgemäße Verfahren gleichermaßen.Individual or several features and / or advantages mentioned in connection with the heat storage system according to the invention apply equally to the method according to the invention.

Das Speichermaterial umgibt vorzugsweise die Temperatursenkvorrichtung und/oder die Temperaturerhöhungsvorrichtung.The storage material preferably surrounds the temperature lowering device and / or the temperature increasing device.

Es kann vorgesehen sein, dass an zumindest einer wärmeübertragenden Wandung erstarrtes Speichermaterial mittels einer Abtragevorrichtung der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung abgetragen wird.It can be provided that storage material that has solidified on at least one heat transferring wall is removed by means of a removal device of the latent heat transfer device.

In einem Entladevorgang kann es günstig sein, wenn das Wärmeübertragungsfluid, bevor oder nachdem es durch die Temperaturerhöhungsvorrichtung hindurchgeführt wird, durch mindestens eine Strömungseinrichtung einer sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung hindurchgeführt wird und wenn das Wärmeübertragungsfluid mittels der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung sensibel erwärmt wird.In a discharge process, it can be advantageous if the heat transfer fluid, before or after it is passed through the temperature increasing device, is passed through at least one flow device of a sensible heat transfer device and if the heat transfer fluid is sensitively heated by means of the sensible heat transfer device.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die latente Wärmeübertragungsvorrichtung und die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung in demselben Behälter oder an demselben Behälter eines Wärmespeichersystems angeordnet sind.It can be advantageous if the latent heat transfer device and the sensitive heat transfer device are arranged in the same container or on the same container of a heat storage system.

In einem Beladvorgang kann es günstig sein, wenn das Wärmeübertragungsfluid bei einem Durchführen durch mindestens eine Strömungseinrichtung der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung sensibel abgekühlt wird und insbesondere seine Temperatur anschließend in einem latenten Wärmeübertragungsbereich gesenkt wird.In a loading process, it can be beneficial if the heat transfer fluid is sensibly cooled when passing through at least one flow device of the sensible heat transfer device and, in particular, its temperature is then lowered in a latent heat transfer area.

Vorzugsweise wird die Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder eine oder mehrere Strömungseinrichtungen der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung des Wärmespeichersystems während einer Entladung des Speichermaterials mittels der Bewegungsvorrichtung bezüglich der Schwerkraftrichtung relativ zu einer Wandung des Behälters nach oben bewegt. Ein sensibler Wärmeübertragungsbereich, in welchem sensible Wärme von dem Wärmeübertragungsfluid auf das Speichermaterial übertragen wird oder umgekehrt, und/oder ein latenter Wärmeübertragungsbereich, in welchem latente Wärme von dem Speichermaterial auf das Wärmeübertragungsfluid übertragen wird oder umgekehrt, verschieben sich hierdurch insbesondere relativ zu einer Wandung des Behälters nach oben.The temperature increasing device and / or one or more flow devices of the sensible heat transfer device of the heat storage system is preferably moved upwards relative to a wall of the container by means of the movement device with respect to the direction of gravity during a discharge of the storage material. A sensible heat transfer area in which sensible heat is transferred from the heat transfer fluid to the storage material or vice versa, and / or a latent heat transfer area in which latent heat is transferred from the storage material to the heat transfer fluid or vice versa, as a result move upwards in particular relative to a wall of the container.

Vorzugsweise wird die Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder eine oder mehrere Strömungseinrichtungen der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung des Wärmespeichersystems während einer Beladung des Speichermaterials mittels der Bewegungsvorrichtung bezüglich der Schwerkraftrichtung relativ zu einer Wandung des Behälters nach unten bewegt. Insbesondere verschieben sich ein sensibler Wärmeübertragungsbereich, in welchem sensible Wärme von dem Wärmeübertragungsfluid auf das Speichermaterial übertragen wird oder umgekehrt, und/oder ein latenter Wärmeübertragungsbereich, in welchem latente Wärme von dem Speichermaterial auf das Wärmeübertragungsfluid übertragen wird oder umgekehrt, hierdurch relativ zu einer Wandung des Behälters nach unten.The temperature increasing device and / or one or more flow devices of the sensible heat transfer device of the heat storage system are preferably moved downward relative to a wall of the container relative to a wall of the container by means of the movement device during loading of the storage material. In particular, a sensible heat transfer area, in which sensible heat is transferred from the heat transfer fluid to the storage material or vice versa, and / or a latent heat transfer area, in which latent heat is transferred from the storage material to the heat transfer fluid or vice versa, thereby relative to a wall of the Container down.

Vorzugsweise weist das Wärmespeichersystem und/oder das Verfahren einen oder mehrere der nachfolgend genannten Merkmale und/oder Vorteile auf:

  • - verringerter Platzbedarf aufgrund von kombinierter latenter Wärmeübertragungsvorrichtung und sensibler Wärmeübertragungsvorrichtung in einem gemeinsamen Behälter; und/oder
  • - externe Wärmeübertrager sind entbehrlich, wodurch insbesondere Kosten reduziert sind; und/oder
  • - eine Kombination der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung und der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung ermöglicht eine Bauweise des Wärmespeichersystems, welche mehrere Teilfunktionalitäten vereint; und/oder
  • - mittels der Bewegungsvorrichtung ist eine horizontale oder vertikale translatorische Bewegung und/oder eine rotierende Bewegung mindestens einer Strömungseinrichtung und/oder der Temperaturerhöhungsvorrichtung und/oder der Temperatursenkvorrichtung ausbildbar; und/oder
  • - durch die Bewegung mittels der Bewegungsvorrichtung wird eine Steigerung des Ausnutzungsgrads des Speichermaterials ausgebildet; und/oder
  • - das gesamte Volumen des Behälters ist der latenten und/oder sensiblen Wärmeübertragung zugänglich.
The heat storage system and / or the method preferably has one or more of the following features and / or advantages:
  • - reduced space requirement due to the combined latent heat transfer device and sensible heat transfer device in a common container; and or
  • - External heat exchangers are unnecessary, which in particular reduces costs; and or
  • - A combination of the latent heat transfer device and the sensible heat transfer device enables a design of the heat storage system that combines several partial functionalities; and or
  • - By means of the movement device, a horizontal or vertical translational movement and / or a rotating movement of at least one flow device and / or the temperature increasing device and / or the temperature lowering device can be formed; and or
  • the movement by means of the movement device results in an increase in the degree of utilization of the storage material; and or
  • - The entire volume of the container is accessible to latent and / or sensible heat transfer.

Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausfü h ru ngsbeispielen.Further preferred features and / or advantages of the invention are the subject of the following description and the graphic representation of exemplary embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Wärmespeichersystems in einem Zustand während einer Beladung eines in einem Behälter des Wärmespeichersystems angeordneten Speichermaterials, wobei bei dem Wärmespeichersystem eine sensible Wärmeübertragungsvorrichtung in einem sensiblen Wärmeübertragungsbereich des Behälters des Wärmespeichersystems und eine latente Wärmeübertragungsvorrichtung in einem latenten Wärmeübertragungsbereich des Behälters übereinander angeordnet sind;
  • 2 eine schematische Darstellung des Wärmespeichersystems aus 1 in einem Zustand während einer Entladung des Speichermaterials;
  • 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Wärmespeichersystems in einem Zustand während einer Beladung des Speichermaterials, wobei die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung zwei unterschiedliche Strömungseinrichtungen zur Be- und Entladung des Speichermaterials umfasst;
  • 4 eine schematische Darstellung des Wärmespeichersystems aus 3 in einem Zustand während einer Entladung des Speichermaterials;
  • 5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Wärmespeichersystems in einem Zustand während einer Beladung des Speichermaterials, wobei das Speichermaterial zur sensiblen Wärmeübertragung mittels einer Pumpe und Fluidleitungen aus dem Behälter durch eine Speichermaterialabfuhr abgeführt und durch eine Speichermaterialzufuhr wieder in den Behälter eingeleitet wird, wobei das Speichermaterial außerhalb eines Innenraums des Behälters mit einem Wärmeübertragungsfluid thermisch in Kontakt gebracht wird;
  • 6 eine schematische Darstellung des Wärmespeichersystems aus 5 in einem Zustand während einer Entladung des Speichermaterials;
  • 7 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Wärmespeichersystems in einem Zustand während einer Beladung des Speichermaterials, wobei das Wärmespeichersystem eine Bewegungsvorrichtung umfasst, mittels welcher eine Temperaturerhöhungsvorrichtung zur Erhöhung einer Temperatur eines Wärmeübertragungsfluids in einem Innenraum des Behälters auf- und abbewegbar ist;
  • 8 eine schematische Darstellung des Wärmespeichersystems aus 7 in einem Zustand während einer Entladung des Speichermaterials; und
  • 9 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines Wärmespeichersystems, bei welcher die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung und die latente Wärmeübertragungsvorrichtung mittels der Bewegungsvorrichtung gemeinsam relativ zu einer Wandung des Behälters beweglich sind.
In the drawings show:
  • 1 a schematic representation of a first embodiment of a heat storage system in a state during a loading of a storage material arranged in a container of the heat storage system, wherein in the heat storage system a sensible heat transfer device is arranged in a sensitive heat transfer area of the container of the heat storage system and a latent heat transfer device is arranged in a latent heat transfer area of the container are;
  • 2 a schematic representation of the heat storage system 1 in a state during discharge of the storage material;
  • 3 a schematic representation of a second embodiment of a heat storage system in a state during a loading of the storage material, wherein the sensible heat transfer device comprises two different flow devices for loading and unloading the storage material;
  • 4th a schematic representation of the heat storage system 3 in a state during discharge of the storage material;
  • 5 a schematic representation of a third embodiment of a heat storage system in a state during a loading of the storage material, wherein the storage material for sensible heat transfer by means of a pump and fluid lines is discharged from the container through a storage material discharge and fed back into the container by a storage material supply, the storage material outside thermally contacting an interior of the container with a heat transfer fluid;
  • 6th a schematic representation of the heat storage system 5 in a state during discharge of the storage material;
  • 7th a schematic representation of a fourth embodiment of a heat storage system in a state during a loading of the storage material, wherein the heat storage system comprises a movement device by means of which a temperature increasing device for increasing a temperature of a heat transfer fluid in an interior of the container can be moved up and down;
  • 8th a schematic representation of the heat storage system 7th in a state during discharge of the storage material; and
  • 9 a schematic representation of a fifth embodiment of a heat storage system, in which the sensible heat transfer device and the latent heat transfer device are jointly movable relative to a wall of the container by means of the movement device.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference symbols in all figures.

Eine in 1 dargestellte erste Ausführungsform eines als Ganzes mit 100 bezeichneten Wärmespeichersystems umfasst vorliegend einen Behälter 102, in welchem Speichermaterial 104 aufgenommen ist.One in 1 illustrated first embodiment of a whole with 100 designated heat storage system in the present case comprises a container 102 in which storage material 104 is recorded.

Das Wärmespeichersystem 100 umfasst ferner vorzugsweise eine sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 und eine latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108, welche insbesondere in dem Behälter 102, beispielsweise in einem Innenraum 110 des Behälters 102, angeordnet sind.The heat storage system 100 further preferably comprises a sensible heat transfer device 106 and a latent heat transfer device 108 which in particular in the container 102 , for example in an interior 110 of the container 102 , are arranged.

Bevorzugte Anwendungsgebiete des Wärmespeichersystems 100 sind Kraftwerke, insbesondere solarthermische Kraftwerke, konventionelle Kraftwerke, Speicherkraftwerke und OCR-Kraftwerke.Preferred areas of application for the heat storage system 100 are power plants, especially solar thermal power plants, conventional power plants, storage power plants and OCR power plants.

Das Wärmespeichersystem 100 kann auch in weiteren Anwendungen, in welchen Prozessdampf gespeichert werden soll, eingesetzt werden.The heat storage system 100 can also be used in other applications in which process steam is to be stored.

Vorteilhaft kann sein, wenn der Behälter 102 zumindest näherungsweise zylinderförmig, insbesondere zumindest näherungsweise hohlzylinderförmig, ausgebildet ist. Es sind jedoch auch Behälter mit anderen Formen geeignet.It can be advantageous if the container 102 is at least approximately cylindrical, in particular at least approximately hollow cylindrical. However, containers of other shapes are also suitable.

Der Behälter 102 umfasst vorzugsweise ein metallisches Material, beispielsweise Stahl, oder ist aus einem metallischen Material, beispielsweise Stahl, gebildet.The container 102 preferably comprises a metallic material, for example steel, or is formed from a metallic material, for example steel.

Es kann vorgesehen sein, dass eine Innenwandung des Behälters 102 mit einer keramischen Beschichtung versehen ist. Dies kann eine Korrosionsbildung vermeiden und/oder minimieren.It can be provided that an inner wall of the container 102 is provided with a ceramic coating. This can avoid and / or minimize the formation of corrosion.

Beispielsweise ist der Behälter 102 mit einem Durchmesser von ca. 2 m oder mehr, beispielsweise mit einem Durchmesser von ca. 10 m bis ca. 20 m ausgebildet.For example, the container 102 with a diameter of about 2 m or more, for example with a diameter of about 10 m to about 20 m.

Die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 dient vorzugsweise einer unmittelbaren Übertragung von Wärme von dem Speichermaterial 104 auf ein Wärmeübertragungsfluid 112, welches durch eine Strömungseinrichtung 114 der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 durchgeleitet wird, oder umgekehrt.The sensible heat transfer device 106 is preferably used for the direct transfer of heat from the storage material 104 to a heat transfer fluid 112 , which by a flow device 114 the sensible heat transfer device 106 is passed through, or vice versa.

Die latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108 dient vorzugsweise einer Übertragung von latenter Wärme von dem Speichermaterial 104 auf ein Wärmeübertragungsfluid 112, welches durch Elemente der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung 108 durchgeleitet wird, oder umgekehrt.The latent heat transfer device 108 preferably serves to transfer latent heat from the storage material 104 to a heat transfer fluid 112 , which by elements of the latent heat transfer device 108 is passed through, or vice versa.

Günstig kann es sein, wenn die Strömungseinrichtung 114 der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 ein oder mehrere Rohrelemente 116 umfasst oder daraus gebildet ist.It can be favorable if the flow device 114 the sensible heat transfer device 106 one or more tubular elements 116 includes or is formed from it.

Die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 ist vorliegend in einem sensiblen Wärmeübertragungsbereich 118 des Behälters 102 angeordnet.The sensible heat transfer device 106 is present in a sensitive heat transfer area 118 of the container 102 arranged.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das Speichermaterial 104 in dem sensiblen Wärmeübertragungsbereich 118 in einem über seine Latentwärmekapazität hinaus beladenen Zustand vorliegt. Beispielsweise ist das Speichermaterial 104 in dem sensiblen Wärmeübertragungsbereich 118 flüssig.It can be advantageous if the storage material 104 in the sensitive heat transfer area 118 is in a charged state beyond its latent heat capacity. For example, the storage material 104 in the sensitive heat transfer area 118 liquid.

Als Speichermaterial 104 eignen sich insbesondere Nitratsalze, beispielsweise Kaliumnitrat, Natriumnitrat, Lithiumnitrat oder Mischungen daraus.As storage material 104 nitrate salts, for example potassium nitrate, sodium nitrate, lithium nitrate or mixtures thereof, are particularly suitable.

Alternativ sind auch Paraffine als Speichermaterial 104 geeignet.Alternatively, paraffins are also used as storage material 104 suitable.

Es kann vorgesehen sein, dass die Strömungseinrichtung 114 als Wärmeübertrager 120 ausgebildet ist.It can be provided that the flow device 114 as a heat exchanger 120 is trained.

Mittels der Strömungseinrichtung 114 ist das Wärmeübertragungsfluid 112 in dem sensiblen Wärmeübertragungsbereich 118 des Behälters 102 vorzugsweise thermisch mit in dem sensiblen Wärmeübertragungsbereich 118 angeordneten Speichermaterial 104, insbesondere direkt, gekoppelt.By means of the flow device 114 is the heat transfer fluid 112 in the sensitive heat transfer area 118 of the container 102 preferably thermally with in the sensitive heat transfer area 118 arranged storage material 104 , especially directly coupled.

Günstig kann es sein, wenn die latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108 in einem latenten Wärmeübertragungsbereich 122 des Behälters 102 angeordnet ist.It can be favorable if the latent heat transfer device 108 in a latent heat transfer area 122 of the container 102 is arranged.

Der sensible Wärmeübertragungsbereich 118 ist vorzugsweise bezüglich einer Schwerkraftrichtung G über einem latenten Wärmeübertragungsbereich 122 des Behälters 102 angeordnet.The sensitive heat transfer area 118 is preferably over a latent heat transfer region with respect to a direction of gravity G 122 of the container 102 arranged.

Die latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108 umfasst vorliegend eine Temperaturerhöhungsvorrichtung 124, welche insbesondere einer Erhöhung einer Temperatur des durch die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 durchgeleiteten Wärmeübertragungsfluids 112 dient.The latent heat transfer device 108 In the present case it comprises a temperature increasing device 124 , which in particular an increase in a temperature of the Temperature raising device 124 heat transfer fluids passed through 112 serves.

Die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 ist vorzugsweise in einem, insbesondere dem sensiblen Wärmeübertragungsbereich 118 zugewandten, Temperaturerhöhungsbereich 126 des Behälters 102 angeordnet.The temperature raising device 124 is preferably in one, in particular the sensitive heat transfer area 118 facing, temperature increase area 126 of the container 102 arranged.

In dem Temperaturerhöhungsbereich 126 wird vorzugsweise eine Temperatur des Wärmeübertragungsfluids 112 durch eine Wärmeübertragung von latenter Wärme von dem Speichermaterial 104 auf das Wärmeübertragungsfluid 112 erhöht.In the temperature increase area 126 preferably becomes a temperature of the heat transfer fluid 112 by heat transfer of latent heat from the storage material 104 on the heat transfer fluid 112 elevated.

Hierdurch wird eine Temperatur des Speichermaterials 104 in dem Temperaturerhöhungsbereich 126 insbesondere gesenkt.This sets a temperature of the storage material 104 in the temperature rise area 126 particularly lowered.

Durch die Senkung der Temperatur des Speichermaterials 104 kommt es vorzugsweise zu einem Phasenübergang des Speichermaterials 104 von flüssig zu fest. Insbesondere erstarrt Speichermaterial 104 an Wandungen 128 der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124.By lowering the temperature of the storage material 104 there is preferably a phase transition of the storage material 104 from liquid to solid. In particular, storage material solidifies 104 on walls 128 the temperature raising device 124 .

In einem Temperaturbereich, in welchem ein Phasenübergang des Speichermaterials 104 stattfindet, bleibt die Temperatur des Speichermaterials im Wesentlichen konstant.In a temperature range in which a phase transition of the storage material 104 takes place, the temperature of the storage material remains essentially constant.

Für eine optimierte Leistung des Wärmespeichersystems 100 kann es vorteilhaft sein, wenn die latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108 eine Abtragevorrichtung 130 umfasst.For an optimized performance of the heat storage system 100 it can be advantageous if the latent heat transfer device 108 a removal device 130 includes.

Mittels der Abtragevorrichtung 130 ist Speichermaterial 104, das an Wandungen 128 der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 erstarrt ist, abtragbar und/oder wird abgetragen.By means of the removal device 130 is storage material 104 that on walls 128 the temperature raising device 124 has solidified, can be removed and / or is removed.

Die Wandungen 128 der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 bilden vorliegend wärmeübertragende Wandungen 132.The walls 128 the temperature raising device 124 in the present case form heat-transferring walls 132 .

Beispielsweise kratzt die Abtragevorrichtung 130 das erstarrte Speichermaterial 104 mechanisch ab.For example, the removal device scratches 130 the solidified storage material 104 mechanically.

Günstig kann es sein, wenn die Abtragevorrichtung 130 innerhalb des Behälters 102 bewegbar ist und/oder bewegt wird.It can be beneficial if the removal device 130 inside the container 102 is movable and / or is moved.

Beispielsweise kann die Abtragevorrichtung 130 mittels einer Fördereinrichtung in Form eines Förderbands, insbesondere horizontal, in dem Behälter 102 bewegt werden.For example, the removal device 130 by means of a conveyor device in the form of a conveyor belt, in particular horizontally, in the container 102 be moved.

Die Abtragevorrichtung 130 umfasst beispielsweise einen Schaber oder ist als Schaber ausgebildet.The removal device 130 comprises, for example, a scraper or is designed as a scraper.

Das von den Wandungen 128 der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 abgetragene feste Speichermaterial 104 fällt vorzugsweise aufgrund seiner erhöhten Dichte entlang der Schwerkraftrichtung G in dem Behälter 102 nach unten.That of the walls 128 the temperature raising device 124 removed solid storage material 104 preferably falls due to its increased density along the direction of gravity G in the container 102 downward.

Um Speichermaterial 104 einzusparen kann es vorteilhaft sein, wenn das Wärmespeichersystem 100 ein Füllmaterial umfasst. Das Füllmaterial ist insbesondere von dem Speichermaterial 104 verschieden und umfasst beispielsweise Gesteinsmaterialien oder ist aus Gestein gebildet.To storage material 104 It can be advantageous to save on the heat storage system 100 comprises a filler material. The filling material is in particular of the storage material 104 different and includes, for example, rock materials or is formed from rock.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das Füllmaterial in dem sensiblen Wärmeübertragungsbereich 118 angeordnet ist. Hierzu ist eine Dichte des Füllmaterials vorzugsweise derart eingestellt, beispielsweise durch Lufteinschlüsse und/oder Porosität, dass es auf Höhe des sensiblen Wärmeübertragungsbereichs 118 gehalten ist.It can be advantageous if the filler material is in the sensitive heat transfer area 118 is arranged. For this purpose, a density of the filler material is preferably set in such a way, for example by air inclusions and / or porosity, that it is level with the sensible heat transfer area 118 is held.

Je nach Ausbildung des Wärmespeichersystems 100 ist das Füllmaterial in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung G unten angeordneten Bodenbereich des Behälters 102 angeordnet.Depending on the design of the heat storage system 100 is the filling material in a bottom area of the container which is arranged at the bottom with respect to the direction of gravity G 102 arranged.

Hierfür kann es günstig sein, wenn eine Dichte des Füllmaterials höher ist als eine Dichte des Speichermaterials 104.For this it can be favorable if a density of the filler material is higher than a density of the storage material 104 .

Ferner umfasst die latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108 vorliegend eine Temperatursenkvorrichtung 134, welche von der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 beabstandet angeordnet ist.Further comprises the latent heat transfer device 108 in the present case a temperature lowering device 134 , which from the temperature raising device 124 is arranged spaced.

Gemäß der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform werden die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und die Temperatursenkvorrichtung 134 zeitlich versetzt genutzt.According to the in 1 and 2 illustrated embodiment are the temperature increasing device 124 and the temperature lowering device 134 used at different times.

Vorzugsweise ist die Temperatursenkvorrichtung 134 auf einer der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 abgewandten Seite des Behälters 102 in einem Temperatursenkbereich 136 des Behälters 102 angeordnet.Preferably the temperature lowering device is 134 on one of the sensitive heat transfer devices 106 remote side of the container 102 in a temperature lowering range 136 of the container 102 arranged.

Günstig kann es sein, wenn zwischen dem Temperaturerhöhungsbereich 126 und dem Temperatursenkbereich 136 ein Zwischenbereich 138 ausgebildet ist.It can be beneficial if between the temperature increase range 126 and the temperature lowering range 136 an intermediate area 138 is trained.

Der Zwischenbereich 138 dient vorzugsweise einer Verringerung von Energieverlusten durch unerwünschte Wärmeübertragung zwischen Speichermaterial 104 in dem Temperaturerhöhungsbereich 126 und Speichermaterial 104 in dem Temperatursenkbereich 136.The intermediate area 138 serves preferably to reduce energy losses due to undesired heat transfer between storage material 104 in the temperature rise area 126 and storage material 104 in the temperature lowering range 136 .

Vorzugsweise ist der Zwischenbereich 138 ebenfalls mit Speichermaterial 104 befüllt und/oder dient dem Speichern von Wärme.Preferably the intermediate area is 138 also with storage material 104 filled and / or used to store heat.

Vorzugsweise beträgt eine Höhe des Zwischenbereichs 138 ca. 20 % bis ca. 40 % einer Gesamthöhe des Behälters 102. Die Höhe ist parallel zur Schwerkraftrichtung G genommen.A height of the intermediate area is preferably 138 approx. 20% to approx. 40% of the total height of the container 102 . The height is taken parallel to the direction of gravity G.

In dem Temperatursenkbereich 136 wird insbesondere die Temperatur des durch die Temperatursenkvorrichtung 134 durchgeleiteten Wärmeübertragungsfluids 112 gesenkt. Hierbei wird insbesondere Wärme von dem Wärmeübertragungsfluid 112 auf das die Temperatursenkvorrichtung 134 umgebende Speichermaterial 104 übertragen.In the temperature lowering range 136 in particular, the temperature of the by the temperature lowering device 134 heat transfer fluids passed through 112 lowered. Here, in particular, heat is drawn from the heat transfer fluid 112 on the the temperature lowering device 134 surrounding storage material 104 transfer.

Vorzugsweise umfassen die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder die Temperatursenkvorrichtung 134 ein oder mehrere Rohrelemente 140, welche beispielsweise horizontal in dem Behälter 102 angeordnet sind.Preferably comprise the temperature increasing device 124 and / or the temperature lowering device 134 one or more tubular elements 140 which, for example, horizontally in the container 102 are arranged.

Günstig kann es sein, wenn die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder die Temperatursenkvorrichtung 134 einen Wärmeübertrager 142 umfassen oder ausgebildet sind.It can be beneficial if the temperature raising device 124 and / or the temperature lowering device 134 a heat exchanger 142 include or are formed.

Beispielsweise umfassen die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder die Temperatursenkvorrichtung 134 eine Fluidleitung 144 oder sind daraus gebildet.For example, include the temperature increasing device 124 and / or the temperature lowering device 134 a fluid line 144 or are formed from it.

Die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 ist beispielsweise ein Verdampfer.The temperature raising device 124 is for example an evaporator.

Beispielsweise ist die Temperatursenkvorrichtung 134 ein Kondensator.For example, the temperature lowering device 134 a capacitor.

Es kann vorgesehen sein, dass die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und die Temperatursenkvorrichtung 134 fluidwirksam voneinander getrennt sind.It can be provided that the temperature increasing device 124 and the temperature lowering device 134 are fluidly separated from each other.

Vorzugsweise sind die Strömungseinrichtung 114 und die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder die Strömungseinrichtung 114 und die Temperatursenkvorrichtung 134 mittels einer Ventilvorrichtung 146 des Wärmespeichersystems 100, je nachdem ob das Speichermaterial 104 beladen oder entladen wird, miteinander fluidwirksam verbindbar.The flow devices are preferably 114 and the temperature increasing device 124 and / or the flow device 114 and the temperature lowering device 134 by means of a valve device 146 of the heat storage system 100 , depending on whether the storage material 104 is loaded or unloaded, fluidly connectable to each other.

Die Ventilvorrichtung 146 ist beispielsweise ein Dreiwegeventil.The valve device 146 is for example a three-way valve.

Die Ventilvorrichtung 146 ist vorzugsweise in eine Beladestellung und/oder in eine Entladestellung bringbar und/oder wird in eine Beladestellung und/oder in eine Entladestellung gebracht.The valve device 146 is preferably brought into a loading position and / or into an unloading position and / or is brought into a loading position and / or into an unloading position.

In einer Beladestellung der Ventilvorrichtung 146 sind vorzugsweise die Strömungseinrichtung 114 der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 und die Temperatursenkvorrichtung 134 der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung 108 fluidwirksam miteinander verbunden.In a loading position of the valve device 146 are preferably the flow device 114 the sensible heat transfer device 106 and the temperature lowering device 134 the latent heat transfer device 108 fluidly connected to each other.

Hierzu sind beispielsweise Fluidleitungen, welche die Strömungseinrichtung 114 und die Temperatursenkvorrichtung 134 miteinander verbinden, durch das Dreiwegeventil freigegeben.For this purpose, for example, fluid lines that form the flow device 114 and the temperature lowering device 134 connect with each other, released by the three-way valve.

Zum Umschalten von der Beladung zur Entladung des Speichermaterials 104 wird die Ventilvorrichtung 146 vorzugsweise von der Beladestellung in die Entladestellung gebracht.To switch from loading to unloading the storage material 104 becomes the valve device 146 preferably brought from the loading position to the unloading position.

In der Entladestellung der Ventilvorrichtung 146 sind vorzugsweise die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung 108 und die Strömungseinrichtung 114 der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 fluidwirksam miteinander verbunden.In the unloading position of the valve device 146 are preferably the temperature raising device 124 the latent heat transfer device 108 and the flow device 114 the sensible heat transfer device 106 fluidly connected to each other.

Hierzu sind beispielsweise Fluidleitungen, welche die Strömungseinrichtung 114 und die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 miteinander verbinden, durch das Dreiwegeventil freigegeben.For this purpose, for example, fluid lines that form the flow device 114 and the temperature increasing device 124 connect with each other, released by the three-way valve.

Es kann vorgesehen sein, dass in Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsfluids 112 zwischen einzelnen Elementen der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung 108 und/oder der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 ein oder mehrere Funktionselemente 150 angeordnet sind. It can be provided that in the flow direction of the heat transfer fluid 112 between individual elements of the latent heat transfer device 108 and / or the sensible heat transfer device 106 one or more functional elements 150 are arranged.

Beispielsweise ist in Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsfluids 112 während der Entladung ein Wasserabscheider 152 zwischen der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und der Strömungseinrichtung 114 angeordnet.For example, is in the flow direction of the heat transfer fluid 112 a water separator during discharge 152 between the temperature raising device 124 and the flow device 114 arranged.

Günstig kann es sein, wenn der Wasserabscheider 152 in Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsfluids 112 während der Entladung des Speichermaterials 104 zwischen der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und der Ventilvorrichtung 146 angeordnet ist.It can be beneficial if the water separator 152 in the direction of flow of the heat transfer fluid 112 during the discharge of the storage material 104 between the temperature raising device 124 and the valve device 146 is arranged.

Das Wärmeübertragungsfluid 112 ist beispielsweise Wasser.The heat transfer fluid 112 is for example water.

Günstig kann es sein, wenn eines oder mehrere der folgenden Elemente eine Wärmeleitfähigkeit von 20 W/(m.K) oder mehr aufweist: Strömungseinrichtung 114, Rohrelemente 116, 140, Fluidleitungen 144, Temperaturerhöhungsvorrichtung 124, Temperatursenkvorrichtung 134.It can be beneficial if one or more of the following elements has a thermal conductivity of 20 W / (mK) or more: Flow device 114 , Tubular elements 116 , 140 , Fluid lines 144 , Temperature raising device 124 , Temperature lowering device 134 .

Vorzugsweise umfassen eines oder mehrere der folgenden Elemente ein metallisches Material, beispielsweise Stahl, oder sind aus einem metallischen Material, beispielsweise Stahl gebildet: Strömungseinrichtung 114, Rohrelemente 116, 140, Fluidleitungen 144, Temperaturerhöhungsvorrichtung 124, Temperatursenkvorrichtung 134.Preferably, one or more of the following elements comprise a metallic material, for example steel, or are formed from a metallic material, for example steel: flow device 114 , Tubular elements 116 , 140 , Fluid lines 144 , Temperature raising device 124 , Temperature lowering device 134 .

In 1 ist die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsfluids 112 während einer Beladung des Speichermaterials 104 durch Pfeile angedeutet.In 1 is the direction of flow of the heat transfer fluid 112 during a loading of the storage material 104 indicated by arrows.

Die Beladung des Speichermaterials 104 erfolgt beispielsweise wie folgt:

  • Durch eine Wärmeübertragungsfluidzufuhr wird ein Wärmeübertragungsfluid 112 in Form von überhitztem Dampf in die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 eingeleitet und durch die Strömungseinrichtung 114 hindurchgeführt.
The loading of the storage material 104 takes place as follows, for example:
  • A heat transfer fluid is created by a supply of heat transfer fluid 112 in the form of superheated steam into the sensible heat transfer device 106 introduced and through the flow device 114 passed through.

Hierbei wird der überhitzte Dampf vorzugsweise durch das heiße Speichermaterial 104 im sensiblen Wärmeübertragungsbereich 118 sensibel abgekühlt, wodurch ein gesättigter Dampf entsteht.Here, the superheated steam is preferably carried through the hot storage material 104 in the sensitive heat transfer area 118 sensitively cooled, creating a saturated vapor.

Anschließend wird der gesättigte Dampf vorzugsweise in die Temperatursenkvorrichtung 124 ein- und durch diese hindurchgeführt. Durch die Wärmeübertragung von dem Wärmeübertragungsfluid 112 auf das Speichermaterial 104 wird der gesättigte Dampf insbesondere verflüssigt; es entsteht Wasser.Subsequently, the saturated steam is preferably in the temperature lowering device 124 guided in and through them. By the heat transfer from the heat transfer fluid 112 on the storage material 104 in particular, the saturated vapor is liquefied; water is created.

Das in der Temperatursenkvorrichtung 134 entstandene Wasser wird insbesondere über eine Wärmeübertragungsfluidabfuhr aus dem Behälter 102 abgeführt.That in the temperature reduction device 134 Any water produced is discharged from the container in particular via a heat transfer fluid discharge 102 discharged.

In 2 ist eine Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsfluids 112 während einer Entladung des Speichermaterials 104 durch Pfeile angedeutet.In 2 is a flow direction of the heat transfer fluid 112 during a discharge of the storage material 104 indicated by arrows.

Zur Entladung des Speichermaterials 104 wird vorzugsweise ein Wärmeübertragungsfluid 112 in Form von Wasser mit einer Temperatur, welche einer Siedetemperatur des Wassers entspricht oder darunter, durch eine Wärmeübertragungsfluidzufuhr in die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 eingeleitet.For discharging the storage material 104 preferably becomes a heat transfer fluid 112 in the form of water having a temperature equal to or lower than a boiling temperature of the water by a heat transfer fluid supply to the temperature increasing device 124 initiated.

In der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 wird das Wasser insbesondere erwärmt und/oder verdampft. Hierbei wird Wärme von dem die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 umgebenden Speichermaterial 104 auf das Wärmeübertragungsfluid 112 übertragen.In the temperature raising device 124 in particular, the water is heated and / or evaporated. Here, heat is released from the temperature increasing device 124 surrounding storage material 104 on the heat transfer fluid 112 transfer.

Aufgrund der Wärmeübertragung kommt es zu einem Phasenübergang des Speichermaterials 104 von flüssig zu fest. Das Speichermaterial 104 erstarrt insbesondere an Wandungen 128 der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124. Due to the heat transfer, there is a phase transition of the storage material 104 from liquid to solid. The storage material 104 solidifies especially on walls 128 the temperature raising device 124 .

Das erstarrte Speichermaterial 104 wird vorzugsweise mittels der Abtragevorrichtung 130 abgetragen und/oder sinkt bezüglich der Schwerkraftrichtung G nach unten.The solidified storage material 104 is preferably by means of the removal device 130 removed and / or sinks downwards with respect to the direction of gravity G.

Anschließend wird das zu Dampf erhitzte Wasser aus der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 ausgeleitet und über die Ventilvorrichtung 146 in die Strömungseinrichtung 114 der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 eingeleitet.Subsequently, the water heated to steam is released from the temperature raising device 124 diverted and via the valve device 146 into the flow device 114 the sensible heat transfer device 106 initiated.

In der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 wird der Dampf vorzugsweise sensibel überhitzt und/oder verlässt durch eine bezüglich der Schwerkraftrichtung G oben angeordnete Wärmeübertragungsfluidabfuhr den Behälter 102.In the sensitive heat transfer device 106 If the steam is preferably sensibly overheated and / or leaves the container through a heat transfer fluid discharge arranged at the top with respect to the direction of gravity G 102 .

Eine in 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform eines Wärmespeichersystems 100 unterscheidet sich hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen dadurch von der in 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform, dass die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 eine erste Strömungseinrichtung 114a und eine zweite Strömungseinrichtung 114b umfasst.One in 3 and 4th illustrated second embodiment of a heat storage system 100 essentially differs in terms of structure and function from the in 1 and 2 illustrated first embodiment that the sensible heat transfer device 106 a first flow device 114a and a second flow device 114b includes.

Beide Strömungseinrichtungen 114a, 114b sind vorliegend innerhalb des sensiblen Wärmeübertragungsbereichs 118 des Behälters 102 angeordnet.Both flow devices 114a , 114b are present within the sensible heat transfer area 118 of the container 102 arranged.

Zwischen der ersten Strömungseinrichtung 114a und der zweiten Strömungseinrichtung 114b ist vorzugsweise Speichermaterial 104 in einem über seine Latentwärmekapazität hinaus beladenen Zustand angeordnet.Between the first flow device 114a and the second flow device 114b is preferably storage material 104 arranged in a charged state beyond its latent heat capacity.

Günstig kann es sein, wenn erste Strömungseinrichtung 114a und die zweite Strömungseinrichtung 114b jeweils einen Bestandteil von unterschiedlichen Fluidkreisläufen des Wärmeübertragungsfluids 112 bilden.It can be favorable if the first flow device 114a and the second flow device 114b each a component of different fluid circuits of the heat transfer fluid 112 form.

Die erste Strömungseinrichtung 114a wird vorzugsweise zu einer Beladung des Speichermaterials 104 genutzt, während die zweite Strömungseinrichtung 114b zur Entladung des Speichermaterials 104 genutzt wird.The first flow device 114a preferably becomes a loading of the storage material 104 used while the second flow device 114b for discharging the storage material 104 is being used.

Vorzugsweise ist eine unabhängige Beladung und Entladung des Speichermaterials 104 möglich. Beispielsweise kann das Speichermaterial 104 gleichzeitig be- und entladen werden.Independent loading and unloading of the storage material is preferred 104 possible. For example, the storage material 104 be loaded and unloaded at the same time.

Die Beladung und/oder Entladung des Speichermaterials 104 kann unabhängig voneinander eingestellt werden.The loading and / or unloading of the storage material 104 can be set independently of each other.

Beispielsweise kann gleichzeitig eine fluktuierende Dampfquelle, beispielsweise ein solarer Dampferzeuger, oder Abdampf aus Industrieprozessen den Speicher beladen, während die Entladung bei konstanter Last oder einem vorgegebenen Profil folgender Last oder auch variabel bedarfsorientiert erfolgen kann.For example, a fluctuating steam source, for example a solar steam generator, or exhaust steam from industrial processes can load the storage tank at the same time, while the discharge can take place with a constant load or a predetermined profile of the following load or also variably as required.

Eine Ventilvorrichtung 146 ist in Ausführungsformen, in denen durch mehrere Strömungseinrichtungen 114 der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 zu der Beladung und Entladung des Speichermaterials 104 verschiedene Fluidkreisläufe vorgesehen sind, entbehrlich.A valve device 146 is in embodiments in which through multiple flow devices 114 the sensible heat transfer device 106 to the loading and unloading of the storage material 104 different fluid circuits are provided, dispensable.

Im Übrigen entspricht die in den 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform eines Wärmespeichersystems 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen der in 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform, sodass auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Otherwise corresponds to the 3 and 4th illustrated second embodiment of a heat storage system 100 essentially that of the in 1 and 2 illustrated first embodiment, so that reference is made to the description thereof.

Eine in den 5 und 6 dargestellte dritte Ausführungsform eines Wärmespeichersystems 100 unterscheidet sich hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen dadurch von der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform, dass die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 ein Strömungssystem 160 umfasst. Mittels des Strömungssystems 160 ist das Speichermaterial 104 vorzugsweise außerhalb eines Innenraums 110 des Behälters 102 förderbar.One in the 5 and 6th illustrated third embodiment of a heat storage system 100 essentially differs in terms of structure and function from that in the 1 and 2 illustrated embodiment that the sensible heat transfer device 106 a flow system 160 includes. By means of the flow system 160 is the storage material 104 preferably outside an interior 110 of the container 102 fundable.

Das Strömungssystem 160 dient vorzugsweise einer Fluidführung des in dem sensiblen Wärmeübertragungsbereich 118 angeordneten Speichermaterials 104.The flow system 160 is preferably used to guide fluid in the sensitive heat transfer area 118 arranged storage material 104 .

Beispielsweise umfasst das Strömungssystem 160 einen externen Flüssig-Dampf-Wärmeübertrager oder ist daraus gebildet.For example, the flow system includes 160 an external liquid-vapor heat exchanger or is formed from it.

Das Strömungssystem 116 umfasst vorzugsweise Fluidleitungen 162 und eine Pumpe 164. Die Pumpe 164 dient insbesondere einer Förderung des Speichermaterials 104. Die Pumpe 164 ist beispielsweise eine Salzpumpe.The flow system 116 preferably comprises fluid lines 162 and a pump 164 . The pump 164 serves in particular to promote the storage material 104 . The pump 164 is for example a salt pump.

Es kann vorgesehen sein, dass das Speichermaterial 104 mittels der Pumpe 164 durch einen Speichermaterialabfuhr 166 des Behälters 102 aus dem Behälter 102 abgeführt wird und insbesondere außerhalb des Innenraums 110 des Behälters 102 mit dem Wärmeübertragungsfluid 112 thermisch gekoppelt wird.It can be provided that the storage material 104 by means of the pump 164 through a storage material discharge 166 of the container 102 from the container 102 is discharged and in particular outside the interior 110 of the container 102 with the heat transfer fluid 112 is thermally coupled.

Die Strömungseinrichtung(en) 114 sind vorzugsweise ein Bestandteil des Strömungssystems 160.The flow device (s) 114 are preferably part of the flow system 160 .

Nach einer Wärmeübertragung von dem Speichermaterial 104 auf das Wärmeübertragungsfluid 112 wird das Speichermaterial 104 vorzugsweise durch eine Speichermaterialzufuhr 168 in den Innenraum 110 des Behälters 102 zurückgeleitet.After a heat transfer from the storage material 104 on the heat transfer fluid 112 becomes the storage material 104 preferably by a storage material supply 168 in the interior 110 of the container 102 returned.

Vorzugsweise sind folgende Elemente fluidwirksam miteinander verbunden und/oder in Förderrichtung des Speichermaterials 104 hintereinander angeordnet:

  • - der Innenraum 110 des Behälters 102 und/oder
  • - die Speichermaterialabfuhr 166; und/oder
  • - die Fluidleitungen 162; und/oder
  • - die Speichermaterialzufuhr 168.
The following elements are preferably connected to one another in a fluidically effective manner and / or in the conveying direction of the storage material 104 arranged one behind the other:
  • - The interior 110 of the container 102 and or
  • - the storage material removal 166 ; and or
  • - the fluid lines 162 ; and or
  • - the storage material supply 168 .

Die genannten Elemente bilden insbesondere ein Speichermaterial-Kreislauf.The elements mentioned form, in particular, a storage material cycle.

Im Vergleich zur Beladung sind während der Entladung des Speichermaterials 104 Speichermaterialabfuhr 166 und Speichermaterialzufuhr 168 vorzugsweise vertauscht.Compared to the loading are during the discharge of the storage material 104 Storage material removal 166 and storage material feed 168 preferably swapped.

Eine Strömungsrichtung des Speichermaterials 104 während der Beladung und eine Strömungsrichtung des Speichermaterials 104 während der Entladung sind insbesondere einander entgegengesetzt.A direction of flow of the storage material 104 during loading and a direction of flow of the storage material 104 in particular, during the discharge are opposite to each other.

Im Übrigen stimmt die in den 5 und 6 dargestellte dritte Ausführungsform eines Wärmespeichersystems 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen mit der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, sodass auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, it is correct in the 5 and 6th illustrated third embodiment of a heat storage system 100 in terms of structure and function essentially with that in the 1 and 2 first embodiment shown, so that reference is made to the description thereof.

Eine in den 7 und 8 dargestellte vierte Ausführungsform eines Wärmespeichersystems 100 unterscheidet sich hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen dadurch von der in den 5 und 6 dargestellten dritten Ausführungsform, dass das Wärmespeichersystem 100 eine Bewegungsvorrichtung 170 umfasst, mittels welcher die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 relativ zu einer Wandung 172 des Behälters 102 bewegbar ist und/oder bewegt wird.One in the 7th and 8th illustrated fourth embodiment of a heat storage system 100 essentially differs in terms of structure and function from that in the 5 and 6th illustrated third embodiment that the heat storage system 100 a movement device 170 comprises, by means of which the temperature increasing device 124 relative to a wall 172 of the container 102 is movable and / or is moved.

Die latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108 ist beispielsweise eine aktive latente Wärmeübertragungsvorrichtung.The latent heat transfer device 108 is, for example, an active latent heat transfer device.

Für eine spannungsfreie Bewegung der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 umfasst die Bewegungsvorrichtung 170 vorliegend mehrere Fluidleitungen 174, welche bereichsweise oder vollständig aus einem flexiblen Material sind.For tension-free movement of the temperature raising device 124 includes the movement device 170 present several Fluid lines 174 which are partially or completely made of a flexible material.

Beispielsweise sind die Fluidleitungen 174 als faltbare Schläuche ausgebildet.For example, the fluid lines 174 designed as foldable hoses.

Vorliegend ist mindestens eine Fluidleitung 162 des Strömungssystems 160 ebenfalls aus einem flexiblen Material gebildet.At least one fluid line is present 162 of the flow system 160 also formed from a flexible material.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Fluidleitungen 162, 174, mehrteilig ausgebildet sind und insbesondere längs einer Ausziehrichtung ausziehbar sind. Beispielsweise sind die Fluidleitungen 174 teleskopierbar.Alternatively it can be provided that the fluid lines 162 , 174 , are designed in several parts and can be pulled out in particular along a pull-out direction. For example, the fluid lines 174 telescopic.

Die Ausziehrichtung ist insbesondere zumindest näherungsweise parallel zu der Schwerkraftrichtung G.The pull-out direction is in particular at least approximately parallel to the direction of gravity G.

Auch die mindestens eine Fluidleitung 162 des Strömungssystems 160 wird vorliegend mittels der Bewegungsvorrichtung 170 bewegt. So ist insbesondere ein Bereich des Speichermaterials 104, welches zur sensiblen Wärmeübertragung genutzt wird, veränderbar.Also the at least one fluid line 162 of the flow system 160 is present by means of the movement device 170 emotional. Such is one area of the storage material in particular 104 , which is used for sensible heat transfer, can be changed.

Alternativ kann die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 auch gemäß der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ausgebildet sein.Alternatively, the sensible heat transfer device 106 also according to the in 1 and 2 be formed embodiment shown.

Mittels der Bewegungsvorrichtung 170 ist die Temperaturvorrichtung 124 und/oder ein Teil der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 vorzugsweise höhenverstellbar ausgebildet.By means of the movement device 170 is the temperature device 124 and / or part of the sensible heat transfer device 106 preferably designed to be adjustable in height.

Es kann vorgesehen sein, dass die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder die mindestens eine Fluidleitung 162 der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 mittels einer nicht dargestellten Führungsvorrichtung der Bewegungsvorrichtung 170 entlang der Wandung 172 des Behälters 102 bewegbar ist und/oder bewegt wird.It can be provided that the temperature increasing device 124 and / or the at least one fluid line 162 the sensible heat transfer device 106 by means of a guide device, not shown, of the movement device 170 along the wall 172 of the container 102 is movable and / or is moved.

Die Führungsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Stangen, entlang welcher die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 bewegbar ist und/oder bewegt wird.The guiding device preferably comprises one or more rods along which the temperature increasing device 124 and / or the sensible heat transfer device 106 is movable and / or is moved.

Die eine oder die mehreren Stangen sind beispielsweise Zahnradstangen, in deren Rücksprünge Vorsprünge eines oder mehrerer Zahnräder eingreifen. Das eine oder die mehreren Zahnräder sind vorzugsweise an der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder der Fluidleitung 162 festgelegt oder bilden einen Bestandteil der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder des Strömungssystems 160.The one or more rods are, for example, gear rods, in the recesses of which protrusions of one or more gears engage. The one or more gears are preferably on the temperature raising device 124 and / or the fluid line 162 set or form part of the temperature raising device 124 and / or the flow system 160 .

Günstig kann es sein, wenn die Bewegungsvorrichtung 170 einen motorischen Antrieb und/oder einen hydraulischen Antrieb umfasst, welcher eine für die Bewegung der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 benötigte Kraft bereitstellt.It can be beneficial if the movement device 170 comprises a motor drive and / or a hydraulic drive, which one for moving the temperature increasing device 124 and / or the sensible heat transfer device 106 provides the required force.

Die Bewegung der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 ist vorliegend eine Linearbewegung entlang einer Bewegungsrichtung 176, welche im Wesentlichen parallel zu der Schwerkraftrichtung G und/oder einer Ebene, durch welche die Wandung 172 des Behälters 102 verläuft, ist.The movement of the temperature raising device 124 and / or the sensible heat transfer device 106 is in the present case a linear movement along a direction of movement 176 which is essentially parallel to the direction of gravity G and / or a plane through which the wall 172 of the container 102 runs is.

Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 mittels der Bewegungsvorrichtung 170 um eine Drehachse drehbar ist und/oder gedreht wird (nicht gezeigt).Additionally or alternatively, it can be provided that the temperature increasing device 124 and / or the sensible heat transfer device 106 by means of the movement device 170 is rotatable about an axis of rotation and / or is rotated (not shown).

Es kann vorgesehen sein, dass die Bewegungsvorrichtung 170 ein oder mehrere Strömungslenkelemente umfasst, beispielsweise ein oder mehrere Leitbleche, welche eine Durchmischung des Speichermaterials 104 verstärken. So kann eine Wärmeübertragung im latenten Wärmeübertragungsbereich 122 energietechnisch optimiert werden.It can be provided that the movement device 170 comprises one or more flow deflection elements, for example one or more guide plates, which mix the storage material 104 amplify. Thus, a heat transfer in the latent heat transfer area 122 be optimized in terms of energy technology.

In 7 ist ein Zustand des Wärmespeichersystems 100 dargestellt, in welchem das Speichermaterial 104 zumindest näherungsweise zur Hälfte beladen ist.In 7th is a state of the heat storage system 100 shown in which the storage material 104 is at least approximately half loaded.

Für eine konstante Leistung der Wärmespeichersystems 100 kann es vorteilhaft sein, wenn die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 während einer Beladung des Speichermaterials 104 bezüglich der Schwerkraftrichtung G in dem Behälter 102 nach unten bewegt wird.For a constant performance of the heat storage system 100 it can be advantageous if the temperature raising device 124 during a loading of the storage material 104 with respect to the direction of gravity G in the container 102 is moved down.

Durch das Hindurchführen des Wärmeübertragungsfluids 112 durch die Temperatursenkvorrichtung 134 wird vorzugsweise Wärme von dem Wärmeübertragungsfluid 112 auf das Speichermaterial 104 übertragen, wodurch dieses insbesondere verflüssigt wird.By passing the heat transfer fluid through 112 by the temperature lowering device 134 preferably heat from the heat transfer fluid 112 on the storage material 104 transferred, whereby this is particularly liquefied.

Das Wärmeübertragungsfluid 112 wird, bevor es durch die Temperatursenkvorrichtung 134 hindurchgeführt wird, insbesondere in der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 sensibel abgekühlt.The heat transfer fluid 112 is before it through the temperature lowering device 134 is passed through, especially in the sensitive heat transfer device 106 sensitively cooled.

Ein Volumen von flüssigem Speichermaterial 104 wird während der Beladung vorzugsweise vergrößert.A volume of liquid storage material 104 is preferably increased during loading.

Ein Volumen des Zwischenbereichs 138 zwischen dem Temperaturerhöhungsbereich 126 und dem Temperatursenkbereich 136 wird mit zunehmender Beladung des Speichermaterials 104 kleiner. In einem vollständig beladenen Zustand des Speichermaterials 104 sind der Temperaturerhöhungsbereich 126 und der Temperatursenkbereich 136 insbesondere benachbart zueinander angeordnet, insbesondere in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung G unteren Bereich des Behälters 102.A volume of the intermediate area 138 between the temperature rise area 126 and the temperature lowering range 136 becomes with increasing loading of the storage material 104 smaller. In a fully charged state of the storage material 104 are the temperature increase range 126 and the temperature lowering range 136 in particular arranged adjacent to one another, in particular in a lower area of the container with respect to the direction of gravity G 102 .

Dieser Zustand ist in 8 dargestellt. Der Zustand bildet vorzugsweise einen Beginn einer Entladung des Speichermaterials 104.This state is in 8th shown. The state preferably forms the beginning of a discharge of the storage material 104 .

Während der Entladung des Speichermaterials 104 (vgl. 8) wird die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 mittels der Bewegungsvorrichtung 170 vorzugsweise bezüglich der Schwerkraftrichtung G relativ zu der Wandung 172 des Behälters 102 nach oben bewegt.During the discharge of the storage material 104 (see. 8th ) becomes the temperature raising device 124 by means of the movement device 170 preferably with respect to the direction of gravity G relative to the wall 172 of the container 102 moved up.

Während der Entladung des Speichermaterials 104 wird insbesondere Wärme von dem Speichermaterial 104 auf das Wärmeübertragungsfluid 112 übertragen. Hierbei erstarrt das Speichermaterial 104.During the discharge of the storage material 104 in particular, heat is removed from the storage material 104 on the heat transfer fluid 112 transfer. The storage material solidifies here 104 .

Mittels der Abtragevorrichtung 130 abgetragenes Speichermaterial 104 sinkt durch die im Vergleich zum flüssigen Zustand erhöhte Dichte entlang der Schwerkraftrichtung G in dem Behälter 102 nach unten und sammelt sich dort. So vergrößert sich insbesondere der Bereich erstarrten und/oder festen Speichermaterials 104 bezüglich der Schwerkraftrichtung G von unten her.By means of the removal device 130 removed storage material 104 decreases due to the increased density in comparison to the liquid state along the direction of gravity G in the container 102 down and collects there. In particular, the area of solidified and / or solid storage material is enlarged 104 with respect to the direction of gravity G from below.

In einem vollständig entladenen Zustand des Speichermaterials 104 ist das Speichermaterial 104 vorzugsweise in dem Behälter 102 vollständig erstarrt.In a completely discharged state of the storage material 104 is the storage material 104 preferably in the container 102 completely solidified.

Im Übrigen stimmt die in den 7 und 8 dargestellte vierte Ausführungsform eines Wärmespeichersystems 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen mit der in 5 und 6 dargestellten dritten Ausführungsform überein, sodass auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, it is correct in the 7th and 8th illustrated fourth embodiment of a heat storage system 100 in terms of structure and function essentially with the in 5 and 6th third embodiment shown, so that reference is made to the description thereof.

Eine in 9 dargestellte fünfte Ausführungsform eines Wärmespeichersystems 100 unterscheidet sich hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen dadurch von der in den 7 und 8 dargestellten vierten Ausführungsform, dass mittels der Bewegungsvorrichtung 170 sowohl die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 als auch die latente Wärmespeichervorrichtung 108 bewegbar sind und/oder bewegt werden.One in 9 illustrated fifth embodiment of a heat storage system 100 essentially differs in terms of structure and function from that in the 7th and 8th illustrated fourth embodiment that by means of the movement device 170 both the sensible heat transfer device 106 as well as the latent heat storage device 108 are movable and / or are moved.

Dasselbe Bauteil, insbesondere ein Wärmeübertrager 142, ist vorliegend während einer Beladung des Speichermaterials 104 eine Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 und/oder während einer Entladung des Speichermaterials 104 eine Temperatursenkvorrichtung 134.The same component, especially a heat exchanger 142 , is present during a loading of the storage material 104 a temperature raising device 124 and / or during a discharge of the storage material 104 a temperature lowering device 134 .

Die Fluidleitungen 174 der Bewegungsvorrichtung 170 sind vorzugsweise im Wesentlichen vertikal in dem Behälter 102 angeordnet und/oder längs einer Ausziehrichtung 178 ausziehbar. Die Fluidleitungen 174 bilden beispielsweise ein Gestänge.The fluid lines 174 the movement device 170 are preferably substantially vertical in the container 102 arranged and / or along a pull-out direction 178 Extendable. The fluid lines 174 form a linkage, for example.

Die Strömungseinrichtung 114 der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 und die Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 der latenten Wärmespeichervorrichtung 108 sind vorliegend fluidwirksam miteinander verbunden.The flow device 114 the sensible heat transfer device 106 and the temperature increasing device 124 the latent heat storage device 108 are presently connected to one another in an effective fluidic manner.

In einem beladenen Zustand des Speichermaterials 104 befinden sich die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 und die latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108 vorzugsweise in einem bezüglich der Schwerkraftrichtung G unteren Bereich des Behälters 102.In a loaded state of the storage material 104 the sensible heat transfer device is located 106 and the latent heat transfer device 108 preferably in a lower region of the container with respect to the direction of gravity G 102 .

Die Fluidleitungen 174 befinden sich in einem ausgezogenen Zustand und/oder weisen eine maximale Länge auf.The fluid lines 174 are in an extended state and / or have a maximum length.

Das Speichermaterial 104 ist in einem beladenen Zustand vorzugsweise flüssig.The storage material 104 is preferably liquid in a charged state.

Zu der Beladung des Speichermaterials 104 wird vorzugsweise überhitzter Dampf durch eine Wärmeübertragungsfluidzufuhr in den Behälter 102 eingeleitet und durch die Fluidleitungen 174 in die Strömungseinrichtung 114 der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 106 hindurchgeleitet.Regarding the loading of the storage material 104 Preferably, superheated steam is fed into the container by a heat transfer fluid supply 102 introduced and through the fluid lines 174 into the flow device 114 the sensible heat transfer device 106 passed through.

Der Dampf wird in der Strömungseinrichtung 114 vorzugsweise abgekühlt und/oder kondensiert.The steam is in the flow device 114 preferably cooled and / or condensed.

Anschließend wird der abgekühlte und/oder kondensierte Dampf insbesondere durch die Temperatursenkvorrichtung 136, welche insbesondere während der Entladung als Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 gewirkt hat, hindurchgeleitet.The cooled and / or condensed steam is then in particular released by the temperature lowering device 136 which, in particular, during the discharge as a temperature raising device 124 has worked, passed through.

Während der Dampf nun vorzugsweise vollständig zu Wasser kondensiert, wird Wärme von dem Wärmeübertragungsfluid 112 (hier: kondensierter Dampf) auf das die Temperatursenkvorrichtung 136 umgebende Speichermaterial 104 übertragen. Das Speichermaterial 104 wird hierdurch insbesondere aufgeschmolzen.As the steam now preferably completely condenses to water, heat is removed from the heat transfer fluid 112 (here: condensed steam) on the temperature lowering device 136 surrounding storage material 104 transfer. The storage material 104 is thereby melted in particular.

Während der Beladung des Speichermaterials 104 werden die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 und die latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108 mittels der Bewegungsvorrichtung 107 vorzugsweise bezüglich der Schwerkraftrichtung G nach unten bewegt.During the loading of the storage material 104 become the sensible heat transfer device 106 and the latent Heat transfer device 108 moved by means of the movement device 107 preferably downwards with respect to the direction of gravity G.

Günstig kann es sein, wenn das Wärmeübertragungsfluid 112 während der Entladung des Speichermaterials 104 und der Beladung des Speichermaterials 104 in einander entgegengesetzte Richtungen strömt.It can be beneficial if the heat transfer fluid 112 during the discharge of the storage material 104 and the loading of the storage material 104 flows in opposite directions.

Die Wärmeübertragungsfluidzufuhr während der Beladung bildet vorzugsweise die Wärmeübertragungsfluidabfuhr während der Entladung und umgekehrt.The heat transfer fluid supply during loading preferably forms the heat transfer fluid removal during discharge and vice versa.

Zu der Entladung des Speichermaterials 104 wird vorzugsweise Wasser an einem bezüglich der Schwerkraftrichtung G oberen Ende des Behälters 102 durch eine Wärmeübertragungsfluidzufuhr eingeleitet und, insbesondere unmittelbar, in der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung 106 erwärmt. Das Wasser wird insbesondere verdampft.To the discharge of the storage material 104 is preferably water at an upper end of the container with respect to the direction of gravity G 102 initiated by a heat transfer fluid supply and, in particular directly, in the temperature increasing device 124 the latent heat transfer device 106 warmed up. In particular, the water is evaporated.

Das dabei an Wandungen 128 der Temperaturerhöhungsvorrichtung 124 erstarrende Speichermaterial 104 wird, wie bereits zuvor beschrieben, vorzugsweise mittels der Abtragevorrichtung 130 abgetragen.That on walls 128 the temperature raising device 124 solidifying storage material 104 is, as already described above, preferably by means of the removal device 130 worn away.

Anschließend wird der Dampf vorzugsweise der Strömungseinrichtung 114 der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung 108 zugeführt und dort insbesondere sensibel erhitzt und/oder überhitzt.Subsequently, the steam is preferably the flow device 114 the sensible heat transfer device 108 supplied and heated there in particular sensitively and / or overheated.

Der erhitzte und/oder überhitzte Dampf verlässt den Behälter 102 vorzugsweise an einem bezüglich der Schwerkraftrichtung G oberen Ende des Behälters 102 durch eine Wärmeübertragungsfluidabfuhr.The heated and / or superheated steam leaves the container 102 preferably at an upper end of the container with respect to the direction of gravity G 102 by a heat transfer fluid discharge.

Die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106 und die latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108 werden während der Beladung mittels der Bewegungsvorrichtung 170 vorzugsweise bezüglich der Schwerkraftrichtung G relativ zu der Wandung 172 des Behälters 102 nach oben bewegt. Die Bewegung erfolgt insbesondere kontinuierlich.The sensible heat transfer device 106 and the latent heat transfer device 108 during loading by means of the movement device 170 preferably with respect to the direction of gravity G relative to the wall 172 of the container 102 moved up. The movement is particularly continuous.

Hierdurch weist das Wärmespeichersystem 100 vorzugsweise eine kontinuierliche Leistung auf.As a result, the heat storage system 100 preferably a continuous output.

Am Ende der Entladung des Speichermaterials 104 befinden sich die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 136 und/oder die latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108 vorzugsweise an einem bezüglich der Schwerkraftrichtung G oberen Ende des Behälters 102. Das Speichermaterial 104 befindet sich vorzugsweise in einem festen und/oder erstarrten Zustand.At the end of the discharge of the storage material 104 the sensible heat transfer device is located 136 and / or the latent heat transfer device 108 preferably at an upper end of the container with respect to the direction of gravity G 102 . The storage material 104 is preferably in a solid and / or solidified state.

Im Übrigen stimmt die in 9 dargestellte fünfte Ausführungsform eines Wärmespeichersystems 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion im Wesentlichen mit der in den 7 und 8 dargestellten vierten Ausführungsform überein, sodass auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the in 9 illustrated fifth embodiment of a heat storage system 100 in terms of structure and function essentially with that in the 7th and 8th the fourth embodiment shown, so that reference is made to the description thereof.

Mittels des Wärmespeichersystems 100 lassen sich vorzugsweise eine latente Wärmeübertragungsvorrichtung 108 und ein Flüssigmaterialspeicher (sensible Wärmeübertragungsvorrichtung 106) in einem Behälter 102 kombinieren. Es lassen sich insbesondere in einem Phasenwechsel des Speichermaterials 104 enthaltene thermische Energie einerseits und sensible thermische Energie andererseits mit vergleichsweise geringen Energieverlusten speichern.By means of the heat storage system 100 can preferably be a latent heat transfer device 108 and a liquid material storage (sensible heat transfer device 106 ) in a container 102 combine. In particular, it can be achieved in a phase change of the storage material 104 Store contained thermal energy on the one hand and sensible thermal energy on the other hand with comparatively low energy losses.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100
WärmespeichersystemHeat storage system
102102
Behältercontainer
104104
SpeichermaterialStorage material
106106
sensible Wärmeübertragungsvorrichtungsensible heat transfer device
108108
latente Wärmeübertragungsvorrichtunglatent heat transfer device
110110
Innenrauminner space
112112
WärmeübertragungsfluidHeat transfer fluid
114114
StrömungseinrichtungFlow device
114a114a
erste Strömungseinrichtungfirst flow device
114b114b
zweite Strömungseinrichtungsecond flow device
116116
RohrelementTubular element
118118
sensibler Wärmeübertragungsbereichsensitive heat transfer area
120120
WärmeübertragerHeat exchanger
122122
latenter Wärmeübertragungsbereichlatent heat transfer area
124124
TemperaturerhöhungsvorrichtungTemperature raising device
126126
TemperaturerhöhungsbereichTemperature increase range
128128
WandungWall
130130
AbtragevorrichtungRemoval device
132132
wärmeübertragende Wandungheat transferring wall
134134
TemperatursenkvorrichtungTemperature lowering device
136136
TemperatursenkbereichTemperature reduction range
138138
ZwischenbereichIntermediate area
140140
RohrelementTubular element
142142
WärmeübertragerHeat exchanger
144144
FluidleitungFluid line
146146
VentilvorrichtungValve device
150150
FunktionselementFunctional element
152152
WasserabscheiderWater separator
160160
StrömungssystemFlow system
162162
FluidleitungFluid line
164164
Pumpepump
166166
SpeichermaterialabfuhrStorage material removal
168168
SpeichermaterialzufuhrStorage material supply
170170
BewegungsvorrichtungMovement device
172172
WandungWall
174174
FluidleitungFluid line
176176
BewegungsrichtungDirection of movement
178178
AusziehrichtungPull-out direction

Claims (15)

Wärmespeichersystem (100), umfassend einen Behälter (102) zur Aufnahme von Speichermaterial (104) und eine latente Wärmeübertragungsvorrichtung (108) zur Übertragung von latenter Wärme von dem Speichermaterial (104) auf ein Wärmeübertragungsfluid (112) oder umgekehrt, - wobei die latente Wärmeübertragungsvorrichtung (108) eine Temperatursenkvorrichtung (134) zum Absenken einer Temperatur eines Wärmeübertragungsfluids (112) und eine Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) zum Erhöhen einer Temperatur eines Wärmeübertragungsfluids (112) umfasst; und/oder - wobei die latente Wärmeübertragungsvorrichtung (108) eine Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) zum Erhöhen einer Temperatur eines Wärmeübertragungsfluids (112) umfasst und wobei die Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) mittels einer Bewegungsvorrichtung (170) des Wärmespeichersystems (100) relativ zu einer Wandung (172) des Behälters (102) beweglich angeordnet ist.Heat storage system (100), comprising a container (102) for receiving storage material (104) and a latent heat transfer device (108) for transferring latent heat from the storage material (104) to a heat transfer fluid (112) or vice versa, - wherein the latent heat transfer device (108) comprises a temperature lowering device (134) for lowering a temperature of a heat transfer fluid (112) and a temperature increasing device (124) for increasing a temperature of a heat transfer fluid (112); and or - wherein the latent heat transfer device (108) comprises a temperature increasing device (124) for increasing a temperature of a heat transfer fluid (112) and wherein the temperature increasing device (124) by means of a movement device (170) of the heat storage system (100) relative to a wall (172) of the container (102) is movably arranged. Wärmespeichersystem (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die latente Wärmeübertragungsvorrichtung (108) eine Abtragevorrichtung (130) zum Abtragen von Speichermaterial (104), welches an einer wärmeübertragenden Wandung (132) erstarrt ist, umfasst.Heat storage system (100) after Claim 1 , characterized in that the latent heat transfer device (108) comprises a removal device (130) for removing storage material (104) which has solidified on a heat-transferring wall (132). Wärmespeichersystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeichersystem (100) eine sensible Wärmeübertragungsvorrichtung (106) zur unmittelbaren Wärmeübertragung von dem Speichermaterial (104) auf ein Wärmeübertragungsfluid (112) oder umgekehrt umfasst, wobei die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung (106) und die latente Wärmeübertragungsvorrichtung (108) insbesondere räumlich voneinander beabstandet ausgebildet sind und/oder in demselben oder an demselben Behälter (102) des Wärmespeichersystems (100) angeordnet sind.Heat storage system (100) after Claim 1 or 2 , characterized in that the heat storage system (100) comprises a sensible heat transfer device (106) for the direct heat transfer from the storage material (104) to a heat transfer fluid (112) or vice versa, the sensible heat transfer device (106) and the latent heat transfer device (108) in particular are formed spatially spaced from one another and / or are arranged in the same or on the same container (102) of the heat storage system (100). Wärmespeichersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) und/oder die Temperatursenkvorrichtung (134) mittels der Bewegungsvorrichtung (170) um eine Drehachse drehbar sind.Heat storage system (100) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the temperature increasing device (124) and / or the temperature lowering device (134) can be rotated about an axis of rotation by means of the movement device (170). Wärmespeichersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) und/oder die Temperatursenkvorrichtung (134) und/oder mindestens eine Strömungseinrichtung (114) einer sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung (106) des Wärmespeichersystems (100) mittels der Bewegungsvorrichtung (170) relativ zu einer Wandung (172) des Behälters (102) linear verschieblich sind, wobei sich insbesondere ein sensibler Wärmeübertragungsbereich (118) des Behälters (102), in welchem oder an welchem die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung (106) des Wärmespeichersystems (100) angeordnet ist, und/oder ein latenter Wärmeübertragungsbereich (122) des Behälters (102), in welchem oder an welchem die latente Wärmeübertragungsvorrichtung (108) angeordnet ist, verschieben.Heat storage system (100) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the temperature increasing device (124) and / or the temperature lowering device (134) and / or at least one flow device (114) of a sensible heat transfer device (106) of the heat storage system (100) by means of the movement device (170) relative to a wall (172 ) of the container (102) are linearly displaceable, in particular a sensible heat transfer area (118) of the container (102) in which or on which the sensible heat transfer device (106) of the heat storage system (100) is arranged and / or a latent heat transfer area (122) of the container (102) in which or on which the latent heat transfer device (108) is arranged. Wärmespeichersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) in einem Temperaturerhöhungsbereich (126) des Behälters (102) angeordnet ist und/oder dass die Temperatursenkvorrichtung (134) in einem Temperatursenkbereich (136) des Behälters (102) angeordnet ist, wobei der Temperaturerhöhungsbereich (126) und der Temperatursenkbereich (136), insbesondere mittels eines Zwischenbereichs (138), räumlich voneinander getrennt ausgebildet sind und/oder in dem Behälter (102) übereinander angeordnet sind.Heat storage system (100) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the temperature increasing device (124) is arranged in a temperature increasing area (126) of the container (102) and / or that the temperature decreasing device (134) is arranged in a temperature decreasing area (136) of the container (102), the temperature increasing area ( 126) and the temperature lowering area (136), in particular by means of an intermediate area (138), are designed spatially separated from one another and / or are arranged one above the other in the container (102). Wärmespeichersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (170) eine oder mehrere Fluidleitungen (174) umfasst, welche die Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) mit einer sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung (106) des Wärmespeichersystems (100) verbinden, wobei die eine oder die mehreren Fluidleitungen (174) mehrteilig ausgebildet sind und insbesondere längs einer Ausziehrichtung (178) ausziehbar sind oder wobei die eine oder die mehreren Fluidleitungen (174) aus einem flexiblen Material sind.Heat storage system (100) according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the movement device (170) comprises one or more fluid lines (174) which connect the temperature increasing device (124) to a sensitive heat transfer device (106) of the heat storage system (100), wherein the one or more fluid lines (174) are in several parts and in particular can be pulled out along a pull-out direction (178) or wherein the one or more fluid lines (174) are made of a flexible material. Wärmespeichersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeichersystem (100) eine Ventilvorrichtung (146) zur Regelung einer Fluidströmung des Wärmeübertragungsfluids (112) umfasst, wobei die Ventilvorrichtung (146) zu einer Beladung des Speichermaterials (104) in eine Beladestellung und zu einer Entladung des Speichermaterials (104) in eine Entladestellung bringbar ist, wobei insbesondere in einer Beladestellung der Ventilvorrichtung (146) eine sensible Wärmeübertragungsvorrichtung (106) und die Temperatursenkvorrichtung (134) der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung (108) fluidwirksam miteinander verbunden sind und/oder wobei in einer Entladestellung der Ventilvorrichtung (146) die Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) und die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung (106) fluidwirksam miteinander verbunden sind.Heat storage system (100) according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the heat storage system (100) comprises a valve device (146) for regulating a fluid flow of the heat transfer fluid (112), wherein the valve device (146) for loading the storage material (104) in a loading position and for discharging the storage material ( 104) can be brought into an unloading position, wherein in particular in a loading position of the valve device (146) a sensible heat transfer device (106) and the temperature lowering device (134) of the latent heat transfer device (108) are fluidly connected to one another and / or wherein in an unloading position of the valve device (146) the temperature increasing device (124) and sensible heat transfer device (106) are fluidically connected to one another. Wärmespeichersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeichersystem (100) eine sensible Wärmeübertragungsvorrichtung (108) zur unmittelbaren Wärmeübertragung von dem Speichermaterial (104) auf ein Wärmeübertragungsfluid (112) oder umgekehrt umfasst, wobei die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung (106) ein oder mehrere Strömungseinrichtungen (114, 114a, 114b) umfasst, durch welche Wärmeübertragungsfluid (112) hindurchströmbar ist und/oder welche mit dem Speichermaterial (104) thermisch gekoppelt sind.Heat storage system (100) according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the heat storage system (100) comprises a sensible heat transfer device (108) for the direct transfer of heat from the storage material (104) to a heat transfer fluid (112) or vice versa, the sensible heat transfer device (106) having one or more flow devices (114, 114a , 114b), through which heat transfer fluid (112) can flow and / or which are thermally coupled to the storage material (104). Wärmespeichersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeichersystem (100) eine sensible Wärmeübertragungsvorrichtung (106) zur unmittelbaren Wärmeübertragung von dem Speichermaterial (104) auf ein Wärmeübertragungsfluid (112) oder umgekehrt umfasst, wobei die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung (106) ein Strömungssystem (160) zur Strömungsführung des Speichermaterials (104) umfasst, wobei das Strömungssystem (160) insbesondere eine Pumpe (164) und/oder eine oder mehrere Fluidleitungen (162) umfasst, welche vollständig oder teilweise außerhalb eines Innenraums (110) des Behälters (102) angeordnet sind und mittels welcher das Speichermaterial (104), insbesondere außerhalb des Innenraums (110) des Behälters (102), förderbar ist.Heat storage system (100) according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the heat storage system (100) comprises a sensible heat transfer device (106) for the direct heat transfer from the storage material (104) to a heat transfer fluid (112) or vice versa, the sensible heat transfer device (106) comprising a flow system (160) for guiding the flow of the Storage material (104), the flow system (160) in particular comprising a pump (164) and / or one or more fluid lines (162), which are arranged completely or partially outside an interior (110) of the container (102) and by means of which the storage material (104), in particular outside the interior (110) of the container (102), can be conveyed. Wärmespeichersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmespeichersystem (100) ein Füllmaterial umfasst.Heat storage system (100) according to one of the Claims 1 to 10 , characterized in that the heat storage system (100) comprises a filler material. Verfahren zum Speichern von Wärme, umfassend: a) - Hindurchführen eines Wärmeübertragungsfluids (112) durch eine Temperatursenkvorrichtung (134) einer latenten Wärmeübertragungsvorrichtung (108), wobei Wärme von dem Wärmeübertragungsfluid (112) auf ein Speichermaterial (104) übertragen wird; und gleichzeitig oder zeitlich danach - Hindurchführen eines Wärmeübertragungsfluids (112) durch eine insbesondere von der Temperatursenkvorrichtung (134) verschiedene Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung (108), wobei Wärme von einem Speichermaterial (104) auf das Wärmeübertragungsfluid (112) übertragen wird; und/oder b) - Hindurchführen eines Wärmeübertragungsfluids (112) durch eine Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung (108), wobei Wärme von einem Speichermaterial (104) auf das Wärmeübertragungsfluid (112) übertragen wird; und - Bewegen der Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) relativ zu einer Wandung (172) eines Behälters (102), in welchem das Speichermaterial (104) aufgenommen ist.A method of storing heat comprising: a) - Passing a heat transfer fluid (112) through a temperature lowering device (134) of a latent heat transfer device (108), heat being transferred from the heat transfer fluid (112) to a storage material (104); and at the same time or afterwards - Passing a heat transfer fluid (112) through a temperature increasing device (124) of the latent heat transfer device (108), in particular different from the temperature lowering device (134), heat being transferred from a storage material (104) to the heat transfer fluid (112); and or b) - Passing a heat transfer fluid (112) through a temperature increasing device (124) of the latent heat transfer device (108), heat being transferred from a storage material (104) to the heat transfer fluid (112); and - Moving the temperature increasing device (124) relative to a wall (172) of a container (102) in which the storage material (104) is received. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer wärmeübertragenden Wandung (132) erstarrtes Speichermaterial (104) mittels einer Abtragevorrichtung (130) der latenten Wärmeübertragungsvorrichtung (108) abgetragen wird.Procedure according to Claim 12 , characterized in that solidified storage material (104) on at least one heat-transferring wall (132) is removed by means of a removal device (130) of the latent heat-transfer device (108). Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeübertragungsfluid (112), bevor oder nachdem es durch die Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) hindurchgeführt wird, durch mindestens eine Strömungseinrichtung (114) einer sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung (106) hindurchgeführt wird und dass das Wärmeübertragungsfluid (112) mittels der sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung (106) sensibel erwärmt wird, wobei die latente Wärmeübertragungsvorrichtung (108) und die sensible Wärmeübertragungsvorrichtung (106) insbesondere in demselben Behälter (112) oder an demselben Behälter (112) eines Wärmespeichersystems (100) angeordnet sind.Procedure according to Claim 12 or 13th , characterized in that the heat transfer fluid (112), before or after it is passed through the temperature increasing device (124), is passed through at least one flow device (114) of a sensible heat transfer device (106) and that the heat transfer fluid (112) by means of the sensible heat transfer device (106) is sensibly heated, the latent heat transfer device (108) and the sensible heat transfer device (106) being arranged in particular in the same container (112) or on the same container (112) of a heat storage system (100). Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungsvorrichtung (124) und/oder eine oder mehrere Strömungseinrichtungen (114, 114a, 114b) einer sensiblen Wärmeübertragungsvorrichtung (106) des Wärmespeichersystems (100) während einer Entladung/Beladung des Speichermaterials (104) mittels der Bewegungsvorrichtung (170) bezüglich der Schwerkraftrichtung (G) relativ zu einer Wandung (172) des Behälters (102) nach oben/nach unten bewegt wird, wodurch sich ein sensibler Wärmeübertragungsbereich (118), in welchem sensible Wärme von dem Wärmeübertragungsfluid (112) auf das Speichermaterial (104) übertragen wird oder umgekehrt, und/oder ein latenter Wärmeübertragungsbereich, in welchem latente Wärme von dem Speichermaterial (104) auf das Wärmeübertragungsfluid (112) übertragen wird oder umgekehrt, relativ zu einer Wandung (172) des Behälters (102) nach oben/unten verschieben.Method according to one of the Claims 12 to 14th , characterized in that the temperature- increasing device (124) and / or one or more flow devices (114, 114a, 114b) of a sensible heat transfer device (106) of the heat storage system (100) during a discharge / loading of the storage material (104) by means of the movement device (170 ) is moved up / down with respect to the direction of gravity (G) relative to a wall (172) of the container (102), whereby a sensible heat transfer area (118), in which sensible heat from the heat transfer fluid (112) to the storage material ( 104) or vice versa, and / or a latent heat transfer area in which latent heat is transferred from the storage material (104) to the heat transfer fluid (112) or vice versa, relative to a wall (172) of the container (102) upwards / move down.
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