DE202015103859U1 - Thermal management device - Google Patents

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Abstract

Wärmemanagementeinrichtung für Gebäude und Anlagen, wobei an und in Gebäuden und Anlagen befindliche Wärmeabsorber (10), wie Luftwärmetauscher, Abwasserwärmetauscher, Röhrenkollektoren oder Flachkollektoren, mindestens eine, mit dem mindestens einen Wärmeabsorber (10) verbundene Heatpipe (20); mindestens ein mit der mindestens einen Heatpipe (20) angebundener Wärmespeicher (40) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Heatpipes mit (20) über Konnektoren seriell aneinander thermisch angeschlossen sind, wobei ein Endbereich (24) einer End-Heatpipe der seriell angeschlossenen Heatpipes an einem Wärmespeicher (40) angeschlossen ist und Wärme in den Wärmespeicher abgeben kann.Heat management device for buildings and installations, wherein heat absorbers (10) located on and in buildings and installations, such as air heat exchangers, waste heat exchangers, tube collectors or flat collectors, at least one heat pipe (20) connected to the at least one heat absorber (10); at least one with the at least one heat pipe (20) tethered heat storage (40) are provided, characterized in that a plurality of heat pipes with (20) via connectors serially connected to each other thermally, wherein an end portion (24) of an end heat pipe of the series connected heat pipes connected to a heat storage (40) and can give off heat in the heat storage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmemanagementeinrichtung für Anlagen, insbesondere Gebäude, mit an Außenflächen und in Innenbereichen des Gebäudes/der Anlage befindlichen Wärmeadsorbern, wie Luftwärmetauschern, Abwasserwärmetauschern, Röhrenkollektoren oder Solarkollektoren, Flachkollektoren, und mindestens eine mit dem Wärmeadsorber verbundene Heatpipe sowie mindestens einem, mit der mindestens einen Heatpipe angebundenen Wärmespeicher.The invention relates to a thermal management device for plants, in particular buildings, located on the outer surfaces and in the interior of the building / the plant Wärmeadsorbern such as air heat exchangers, waste heat exchangers, tube collectors or solar panels, flat plates, and at least one connected to the Wärmeadsorber heat pipe and at least one, with the at least one heat pipe tailed heat storage.

Wärmetransport ist für die Energiewirtschaft wesentlich. Aufgrund der ständig wachsenden Anforderungen, Wärme effektiv zu nutzen und Verschwendung zu vermeiden, wird versucht, Wärme ohne mechanische und/oder elektrische Energie zu bewegen. Bisher mussten Flüssigkeitspumpen Wärmetransferflüssigkeiten transportieren und häufig wurde wertvolle Wärme einfach an die Umgebung dissipiert, anstatt sie einer weiteren Verwendung zuzuführenHeat transport is essential for the energy industry. Due to the ever increasing demands to use heat effectively and avoid waste, attempts are made to move heat without mechanical and / or electrical energy. Previously, liquid pumps had to carry heat transfer fluids and often valuable heat was simply dissipated to the environment instead of being used for further use

Inzwischen sind zwar Abwasserwärmetauscher mit Wärmerückgewinnung, Solaranlagen, die Sonnenwärme in Speichertanks übertragen sowie Solaranlagen, die hohe Temperaturen über die Erwärmung von Ölen erzeugen können, für die verschiedensten Anwendungen bekannt. Bisher wurde dabei meist mit Pumpen, die störanfällig und energiefressend sind, Wärme transportiert. Ein andere Weg war, Ventilatoren einzusetzen, welche wertvolle Warmluft od. dgl. an die Umgebung abgeben. Es wurde auch schon versucht, Heatpipes zum Wärmetransport in größerem Maßstab einzusetzen. Heatpipes/Wärmerohre transportieren Wärme bis zu hundert Mal schneller als Festkörper und beruhen auf dem Verdampferprinzip. Am wärmeren Ende verdampft das Medium und kondensiert am kälteren Ende. Die Wärmerohre sind evakuiert, um diesen Prozeß zu erleichtern. Eine Heatpipe arbeitet mit Temperaturdifferenzen, indem sie dieses auszugleichen versucht. Der Wärmetransport erfolgt über die jeweilige Latente Wärme, die bei der Verdampfung des Mediums aufgenommen und dann bei der Kondensation wieder abgegeben wird.Meanwhile, wastewater heat exchangers with heat recovery, solar systems that transmit solar heat in storage tanks and solar systems that can produce high temperatures on the heating of oils, are known for a variety of applications. So far, heat has been transported mostly with pumps that are prone to failure and energy-consuming. Another way was to use fans that od valuable hot air. Like. Deliver to the environment. It has also been tried to use heat pipes for heat transport on a larger scale. Heatpipes / heat pipes transport heat up to 100 times faster than solids and are based on the evaporator principle. At the warmer end, the medium vaporizes and condenses at the colder end. The heat pipes are evacuated to facilitate this process. A heat pipe works with temperature differences, trying to balance this. The heat transfer takes place via the respective latent heat, which is absorbed during the evaporation of the medium and then released again during the condensation.

Erste derartige Anlagen sind bspw. in der US4393663 oder nun in der US20110289951 statt. Bei diesen wird Wärme über Loop-Thermosyphons, auch Loop-Heatpipes genannt, transportiert. Loop-Thermosyphons sind zwar effektiv, können aber nur begrenzte Strecken und begrenzte Lagen (möglichst senkrecht) abdecken.The first such systems are, for example, in the US4393663 or now in the US20110289951 instead of. In these, heat is transported via loop thermosyphons, also called loop heatpipes. While loop thermosyphons are effective, they can cover only limited distances and limited locations (as vertically as possible).

Die Verwendung von einfachen Loop-Thermosyphon-Heatpipes an Stelle von aufwändigen Pumpensystemen mit Wärmetransportflüssigkeiten wurde bereits vorgeschlagen – bspw. in der US 4393663 oder als Kühlsystem in der US 20110289951 . Ein weiteres Problem war, dass nur Loop-Heatpipes bisher die für geringere Gebäudemaße notwendigen Längen der Heatpipes erzielten und auch eine gewisse Biegefähigkeit aufwiesen.The use of simple loop thermosiphon heatpipes instead of complex pump systems with heat transfer fluids has already been proposed - for example in the US 4393663 or as a cooling system in the US 20110289951 , Another problem was that only loop heatpipes so far achieved the heatpipes required for smaller building dimensions and also had a certain bendability.

Diese bekannten Systeme waren davon abhängig, dasss die schwerkraftabhängigen Fluidströme im System möglichst vertikal verliefen – andernfalls verschlechterte sich die Effizienz extrem. Sie funktionieren tadellos, so lange keine Anforderungen an die Lage derselben gestellt werden. Ferner ist der Anschluß der Loop-Heatpipes an den flachen Adsorbern nicht unproblematisch.These known systems were dependent on the gravity-dependent fluid flows in the system as vertically as possible - otherwise the efficiency deteriorated extremely. They work flawlessly as long as no requirements are placed on their location. Furthermore, the connection of the loop heatpipes to the flat adsorbers is not without problems.

Es wurde auch versucht, Heatpipes in Fußbodenheizungen einzusetzen. WO2007/055516A1 beschreibt ein System, bei dem die Heatpipes als schnelle Wärmeverteiler in Böden wirken. Dort werden die Heatpipes mit eine elektrischen Heizung an einem Ende erwärmt und transportieren dann die Wärme über ihre gesamte Länge und geben sie an den Fußboden ab.It has also been tried to use heatpipes in underfloor heating systems. WO2007 / 055516A1 describes a system in which the heatpipes act as fast heat spreaders in soils. There, the heatpipes are heated with an electric heater at one end and then transport the heat over their entire length and deliver it to the floor.

Es bestehen nun Heatpipes mit Kapillareffekt, bspw. Mit Sinterkörpern, welche im wesentlichen lageunabhängig arbeiten. Aufgrund der Tatsache, dass der Kapillareffekt die Schwerkraft dort überwindet, können sie in jeder Lage betrieben werden. Bisher war deren Länge und Biegeradien äußerst begrenzt, so daß ihre Anwendung hauptsächlich auf Elektronik mit kurzen Wärmetransportwegen beschränkt blieb.There are now heat pipes with capillary effect, for example. With sintered bodies, which operate essentially independent of position. Due to the fact that the capillary effect overcomes gravity there, they can be operated in any position. So far, their length and bending radii was extremely limited, so that their application remained mainly limited to electronics with short heat transport paths.

Leider war es daher nicht möglich, den gesamten Wärmetransport vom Wärmekollektor zum Wärmeabsorber/Speicher pumpenfrei mit Heatpipes zu bewirken. Daher lieferten, falls Heatpipes eingesetzt wurden, die Heatpipes die Wärme immer zu Wärmetransporfluids mit gepumpten Systemen mit den Nachteilen des Energieverbrauchs und der Anfälligkeit der Pumpen.Unfortunately, it was therefore not possible to effect the entire heat transfer from the heat collector to the heat absorber / storage pump-free with heat pipes. Therefore, if heatpipes were used, the heatpipes always delivered the heat to heat transport fluids with pumped systems, with the disadvantages of energy consumption and the susceptibility of the pumps.

Besonders in Gebäuden und Anlagen wird unnötig Energie beim Wärmetransport verschwendet.Especially in buildings and plants unnecessary energy is wasted in heat transport.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den Wärmetransport effizienter zu gestalten.It is therefore an object of the invention to make the heat transfer more efficient.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The object is achieved by a system having the features of claim 1. Advantageous developments emerge from the dependent claims.

Dabei kann erfindungsgemäß mindestens ein Wärmeadsorber über Vapor chambers, deren erste Seite mit dem Wärmeadsorber in Kontakt steht und deren zweite Oberfläche mit mindestens einer Heatpipe mit Kapillarwirkung in Kontakt ist, thermisch verbunden, wobei die zweite Seite der Heatpipes mit poröser Struktur („wick”) und Kapillarwirkung mit mindestens einem Wärmespeicher verbunden ist, eingesetzt. Nachfolgend wird unter Heatpipe stets „Heatpipes mit wick” verstanden.According to the invention, at least one heat adsorber can be thermally connected via vapor chambers whose first side is in contact with the heat adsorber and whose second surface is in contact with at least one heat pipe with capillary action, the second side of the heatpipes having a porous structure ("wick"). and capillary action with at least one heat storage is connected, used. In the following, heatpipe is always understood as "heatpipes with wick".

Da Heatpipes über Konnektoren mit Vapor Chambers (s. DE 10 2015 111 427.5 ) auch mit geringem Energieverlust verzweigt, verlängert und umgeleitet werden können, können erfindungsgemäß nun im Wärmemanagement von Gebäuden auch Heatpipe mit Kapillarwirkung („wick”) eingesetzt werden, welche im wesentlichen lageunabhängig Wärme transportieren.Since heat pipes via connectors with vapor chambers (s. DE 10 2015 111 427.5 ) can be branched, extended and diverted even with low energy loss, according to the invention can now be used in thermal management of buildings and heat pipe with capillary action ("wick"), which transport heat substantially independent of location.

Ein Nachteile bestehender Systeme mit Heatpipes war, dass die Wärmetauscherfläche von Heatpipe-Ende zur in den Wärmespeicher gering war und daher der Wärmetransport gering war. Durch Anbiringen von Kühlkörpern, Kühlrippen und „Fins” am Heatpipe-Ened wurde versucht, diese Fläche zu vergrößern. Diese Anordnungen sind verbesserungsfähig. Bei Wärmespeichern mit Salzhydraten oder Zeolithen ist aufgrund der Materialbeschaffenheit so kein zufriedenstellender Wärmeeintrag zu erreichen. Auch in flüssigen PCMs, die bspw. Mikroverkapselte Phasenänderungsmaterialien aufweisen, ist das Problem der Verteilung der Wärme aus den Heatpipes problematisch. Zu diesem Zweck werden Schichtwärmetauscher vorgeschlagen, die aufgrund der Konvektion des wärmeren Fluids zu einem gewissen Wärmetransport innerhalb des Speichers führen.One disadvantage of existing systems with heatpipes was that the heat exchanger surface from the end of the heat pipe to the heat store was small and therefore the heat transfer was low. An attempt was made to increase this area by adding heat sinks, cooling fins and "fins" to the heatpipe ened. These arrangements are capable of improvement. In the case of heat accumulators with salt hydrates or zeolites, no satisfactory heat input can be achieved due to the nature of the material. Even in liquid PCMs, which, for example, have microencapsulated phase change materials, the problem of distributing the heat from the heat pipes is problematic. For this purpose, layer heat exchangers are proposed, which lead to a certain heat transfer within the memory due to the convection of the warmer fluid.

Eines der größten Probleme bei Latentwärmespeichern ist das effektive Einbringen von Wärme aus Heatpipes, denn diese erwärmen das Material nur lokal und es müssen Maßnahmen ergriffen werden, das erwärmte Material abzuführen (Luftstrom, gepumpte Fluide).One of the biggest problems with latent heat storage systems is the effective introduction of heat from heatpipes, as these heat the material only locally and measures must be taken to remove the heated material (air flow, pumped fluids).

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass Vapor Chamber, die hervorragend Wärme verteilen, sich als ausgezeichnete Wärmetauscheroberflächen in Latentwärmespeichern eignen. Sie lassen sich gut an Heatpipe anschliessen – ggf. auch zu mehereren Vapor Chamber und, vergrößern die Wärmeabgabefläche erheblich und haben sowohl einen schnelleren Wärmetransport als es Festkörperleitung ermöglicht, als auch einen relativ geringen Strömungswiderstand.It has now surprisingly been found that Vapor Chamber, which distribute excellent heat, are suitable as excellent heat exchanger surfaces in latent heat storage. They can be easily connected to the heat pipe - possibly also to several vapor chambers and, considerably increase the heat delivery area and have both a faster heat transfer than solid state conduction and a relatively low flow resistance.

Es ist bevorzugt, dass ein Wärmespeicher ein Latentwärmespeicher ist.It is preferred that a heat accumulator is a latent heat accumulator.

Es ist bei größeren Anwendungen möglich, die Wärmemanagementeinrichtung über Vapor Chamber an Wärmeadsorbern mit einem ersten Ende befestigte Heatpipe über Konnektoren mit weiteren Heatpipes in Art einer Serienschaltung zu verlängern, wobei das freie Ende einer jeweiligen letzten Heatpipe in Wärmespeichern enden.It is possible in larger applications to extend the heat management device via Vapor Chamber on heat adsorbers with a first end attached heat pipe via connectors with other heat pipes in the manner of a series connection, the free end of each last heat pipe ends in heat storage.

Dadurch können nun kleine Untereinheiten als lokale Wärmespeicher angebunden werden – bspw. Boiler in verschiedenen Wohnungen eines Gebäudes. Es kann aber auch ein zentraler Wärmespeicher angebunden werden, von dem aus die Wärmeverteilung gesteuert erfolgen kann. So können mehrere Einheiten jeweils eigene lokale Wärmespeicher aufweisen, die von Wärmeadsorbern aufgeladen werden.As a result, small subunits can now be connected as local heat storage - for example, boilers in various apartments in a building. But it can also be connected to a central heat storage, from which the heat distribution can be controlled. Thus, several units each have their own local heat storage, which are charged by Wärmeadsorbern.

Da Heatpipes mit ansteuerbaren Ventilen eingesetzt werden können, ist es möglich, den Wärmefluß beliebig innerhalb des Heatpipe-Netzwerks zu steuern Somit kann dann, wenn die äußere Wärmequelle nicht verfügbar ist (bspw. Nachts, falls der Wärmekollektor ein Solarpanel ist) bzw. die Außentemperatur sinkt, der Wärmefluß zwischen Wärmespeicher und Wärmeadsorber zu unterbrechen und Wärme aus dem Speicher über die Heatpipes abzurufen und zu verteilen.Since heatpipes can be used with controllable valves, it is possible to control the heat flow freely within the heatpipe network. Thus, if the external heat source is not available (eg at night, if the heat collector is a solar panel) or the outside temperature decreases, the heat flow between the heat storage and Wärmeadsorber to break and retrieve heat from the memory through the heat pipes and distribute.

Es ist auch günstig, daß am speicherseitigen Ende der Heatpipe(s) mindestens eine Vapor Chamber thermisch angebunden ist, die von der Heatpipe aufgenommene Wärme mit grösserer Fläche effektiver an den Wärmespeicher abgibt.It is also favorable that at the memory end of the heat pipe (s) at least one vapor chamber is thermally connected, which emits heat absorbed by the heat pipe with larger area more effective to the heat storage.

Es können verschiedenste Wärmespeicher eingesetzt werden: Wassertanks, Latentwärmespeicher, Gebäudespeichermaterial, wie Keramik oder Stein bzw. ein Fußboden- oder Deckenheizungselemente. Es ist aber auch speziell bei Solaranlagen möglich, hohe Temperaturen durch Spiegel und geeignete Adsorber zu erzeugen, welche dann in Prozeßwärme, bspw. für chemische Reaktionen, Destillieranlagen für Wasser (Entsalzung) und Kohlenwasserstoffe CO2-frei erzeugen und auch in entsprechenden Latentwärmespeichern gespeichert werden kann.It can be used a variety of heat storage: water tanks, latent heat storage, building storage material, such as ceramic or stone or a floor or ceiling heating elements. But it is also possible, especially in solar systems, to produce high temperatures by means of mirrors and suitable adsorbers, which then generate process heat, eg. For chemical reactions, distillation plants for water (desalination) and hydrocarbons CO2-free and can be stored in appropriate latent heat storage ,

Es ist möglich, ein getrenntes Heiznetzwerk, das nur Wärme aus dem Wärmespeicher abzieht, mit Heatpipes vorzusehen, wobei die Wärme zu einem externen Verbraucher weitertransportiert.It is possible to provide a separate heating network, which only extracts heat from the heat accumulator, with heat pipes, wherein the heat is transported on to an external consumer.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Solaranlage mit Wärmespeichern sowie der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, auf die sie keineswegs eingeschränkt ist. Darin zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to a solar system with heat storage and the accompanying drawings, to which it is by no means limited. It shows:

1 schematisch eine Solaranlage mit Zentralem Wärmespeichertank und sparat angeschlossenem Verbraucher; 1 schematically a solar system with central heat storage tank and sparat connected consumer;

2 schematisch ein Wärmeübertragungselement für einen Wärmespeichertank; und 2 schematically a heat transfer element for a heat storage tank; and

3 eine eine Wärmemanagementanlage, die Wärme gesteuert in dezentrale Speicher leiten kann. 3 a heat management system that can direct heat into decentralized storage.

Wie in 1 gezeigt, wird ein Wärmeabsorber 10 von Wärmestrahlung aufgeheizt. An der Unterseite des Absorbers sind Vacuum Chamber 12 angebracht, welche die Wärme des Wärmeabsorbers 10 gleichmäßig aufnehmen, verteilen und an daran angeschlossene Heatpipes transferieren. Die Vapor Chamber 12 ist deshalb vorteilhaft, weil sie flächig Wärme verteilt, während Heatpipes Wärme gerichtet fördern. Auf der Vapor Chamber 12 ist in thermischem Kontakt mindestens eine Heatpipe 20 angebracht, welche die Wärme aus der Vapor Chamber 12 gerichtet abtransportieren kann. As in 1 shown, becomes a heat absorber 10 heated by heat radiation. At the bottom of the absorber are Vacuum Chamber 12 attached, which is the heat of the heat absorber 10 evenly absorb, distribute and transfer to connected heatpipes. The Vapor Chamber 12 is advantageous because it distributes heat throughout, while heat pipes promote heat directed. At the Vapor Chamber 12 is in thermal contact at least one heat pipe 20 attached the heat from the Vapor Chamber 12 directed transport away.

Die mindestens eine Heatpipe kann über Konnektoren 22, die auch Verzweigungen ermöglichen, in verschiedenen Winkeln mit anderen Heatpipes verbunden werden. Auf diese Art und Weise kann eine Heatpipe mit Sinterkörper mit mehreren angeschlossenen Heatpipes verlängert werden. Vorteilhaft sind die Konnektoren der DE 10 2015 111 427.5 , die über Vapor Chambers Wärme an nachfolgende Heatpipes verlustarm übertragen.The at least one heat pipe can be connected via connectors 22 which also allow ramifications to be connected at different angles to other heatpipes. In this way, a heat pipe with sintered body can be extended with several connected heatpipes. Advantageously, the connectors of the DE 10 2015 111 427.5 , which transfer heat via Vapor Chambers to subsequent heatpipes with low losses.

Die Heatpipes weisen Ventile auf, welche den Wärmeausgleich unterbinden. Dies ist notwendig, da sonst bspw. nachts Wärme vom Speicher zum Kollektor geliefert würde und Endverbrauchern nicht zur Verfügung stünde.The heatpipes have valves that prevent the heat balance. This is necessary because otherwise, for example, heat would be delivered from the store to the collector at night and end consumers would not be available.

Bei der Ausführungsform der 1 enden seriell geschaltete Heatpipes 20 vom Wärmeabsorber 10 im Wärmespeicher 40. Im Wärmespeicher sind bei dieser Ausführungsform die Heatpipe-Enden 24 mit Wärmeübertragungsblechen („Fins”) als Wärmeübertragungshilfen innerhalb des Wärmespeichers 40 ausgerüstet. Der Wärmespeicher 40 nimmt die Wärme von der mindestens einen Heatpipe 20 auf und erwärmt sich. Er hat auch eine ableitende Heatpipe-Serie 26/28, deren eines Ende 26 Wärme aufnimmt und dann an einen Verbraucher 30 – über ein Ventil gesteuert – liefern kann.In the embodiment of the 1 end serially connected heatpipes 20 from the heat absorber 10 in the heat storage 40 , In the heat storage are in this embodiment, the heat pipe ends 24 with heat transfer sheets ("fins") as heat transfer aids within the heat accumulator 40 equipped. The heat storage 40 takes the heat away from the at least one heat pipe 20 and warms up. He also has a derivative heat pipe series 26 / 28 whose one end 26 Absorbs heat and then to a consumer 30 - controlled by a valve - can deliver.

Diese Ausführungsform verwirklicht in einfacher Weise eine nächtliche Heizung und Warmwasserversorgung ohne Einsatz energiefressender Pumpen, kann aber auch andere Wärmeverbraucher versorgen.This embodiment realizes in a simple way a nocturnal heating and hot water supply without the use of energy-consuming pumps, but can also supply other heat consumers.

2 zeigt schematisch ein Detail eines Heatpipe-Endes in einem Wärmespeichertank 40. Hier sind auf den Heatpipe-Enden 24 thermisch Vapor Chamber 12 angebunden, welche Wärme sehr schnell von der Heatpipe 24 abführen und aufgrund ihrer größeren Oberfläche an die Umgebung abgeben, um einen besseren Wärmeeintrag zu erzielen. Wesentlich ist dabei die Anordnung der Vapor Chambers 12 auf der Heatpipe 20 – sie sollten so ausgerichtet werden, dass sie das Strömen von erwärmtem, leichteren Medium von unten nach oben bzw. den inneren Temperaturausgleich des Wärmespeichers 40 möglichst wenig stören. Es ist somit häufig günstig, wenn diese ihre Haupterstreckungsrichtung in Strömungsrichtung haben. 2 schematically shows a detail of a heat pipe end in a heat storage tank 40 , Here are on the heatpipe ends 24 thermally vapor chamber 12 Tailored, which heat very quickly from the heat pipe 24 dissipate and due to their larger surface to the environment to give better heat input. Essential is the arrangement of the Vapor Chambers 12 on the heat pipe 20 - They should be aligned so that they flow of heated, lighter medium from bottom to top or the internal temperature compensation of the heat storage 40 disturb as little as possible. It is thus often advantageous if these have their main extension direction in the flow direction.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Solaranlage. Vom Wärmeabsorber 10 wird Wärme über die darunter befindlichen, thermisch angeschlossenen Vapor Chamber 12 an ableitende Heatpipes 20 abgegeben, die in Konnektoren (22) mit Verzweigung enden. Die Heatpipes 20 weisen Ventile auf, mit denen der Wärmefluß gesteuert wird. Die lokalen Wärmespeicher 50, 60 können bedarfsweise an den Wärmetransport angeschlossen werden, indem die Ventile der jeweiligen Heatpipe geöffnet werden. So kann auch der Rückfluß von Wärme aus den Wärmespeichern bei Nacht an den Kollektor, der dann abgekühlt ist, per Ventil unterbrochen werden. 3 shows a further embodiment of a solar system. From the heat absorber 10 Heat is applied to the underlying, thermally connected vapor chamber 12 to dissipating heatpipes 20 delivered in connectors ( 22 ) end with branching. The heatpipes 20 have valves with which the heat flow is controlled. The local heat storage 50 . 60 can, if necessary, be connected to the heat transfer by the valves of the respective heat pipe are opened. Thus, the return of heat from the heat storage at night to the collector, which is then cooled, be interrupted by valve.

Somit ist es möglich, durch Heatpipes mit porösen Strukturen Wärmetransport ohne Pumpen lageunabhängig durchzuführen.Thus, it is possible to carry heat transfer without heat pump pipes with porous structures independent of position.

Es wird darauf hingewiesen, dass der Wärmeadsorber 10 keineswegs auf Solarpanels eingeschränkt ist – es kann sich auch um Luftwärmetauscher, Abwasserwärmetauscher, Röhrenkollektoren oder Flachkollektoren, Abwärme-Adsorber in chemischen Anlagen oder Stahlwerken sowie Hauseinrichtungen handeln. Wesentlich ist alleine die Anbindung an die Heatpipe, was über Vapor Chambers erfolgen kann sowie der Wärmetransport per Heatpipe zum Bestimmungsort.It should be noted that the heat adsorber 10 is by no means limited to solar panels - it may also be air heat exchangers, wastewater heat exchangers, tube collectors or flat plate collectors, waste heat adsorbers in chemical plants or steel mills and domestic facilities. The only thing that matters is the connection to the heat pipe, which can be done via vapor chambers, as well as the heat transfer via heat pipe to the destination.

Während beispielhaft Ausführungsformen beschrieben sind, ist die Erfindung keineswegs auf diese Ausführungsformen beschränkt. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind beschreibender und nicht einschränkender Natur und es versteht sich, dass verschiedenste Abwandlungen im Rahmen der Ansprüche vorgenommen werden können, ohne vom Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen. Ferner können Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.While exemplary embodiments are described, the invention is by no means limited to these embodiments. The words used in the specification are of a descriptive and non-limiting nature and it is understood that various modifications may be made within the scope of the claims without departing from the spirit and scope of the invention. Furthermore, features of various embodiments may be combined to form further embodiments of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Wärmeabsorberheat absorber
1212
Vapor ChamberVapor Chamber
2020
Heatpipesheatpipes
2222
Konnektorconnector
2424
Heatpipe-Endbereich von 20 in 40 Heat pipe end of 20 in 40
2626
Heatpipe-Endbereich von 28 in 40 Heat pipe end of 28 in 40
2828
ableitende Heatpipedissipative heat pipe
3030
Verbraucherconsumer
4040
Wärmespeicher/VerbraucherHeat storage / consumer
6060
externer Wärmespeicher/Verbraucherexternal heat storage / consumer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 4393663 [0004, 0005] US 4393663 [0004, 0005]
  • US 20110289951 [0004, 0005] US 20110289951 [0004, 0005]
  • WO 2007/055516 A1 [0007] WO 2007/055516 A1 [0007]
  • DE 102015111427 [0014, 0030] DE 102015111427 [0014, 0030]

Claims (8)

Wärmemanagementeinrichtung für Gebäude und Anlagen, wobei an und in Gebäuden und Anlagen befindliche Wärmeabsorber (10), wie Luftwärmetauscher, Abwasserwärmetauscher, Röhrenkollektoren oder Flachkollektoren, mindestens eine, mit dem mindestens einen Wärmeabsorber (10) verbundene Heatpipe (20); mindestens ein mit der mindestens einen Heatpipe (20) angebundener Wärmespeicher (40) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Heatpipes mit (20) über Konnektoren seriell aneinander thermisch angeschlossen sind, wobei ein Endbereich (24) einer End-Heatpipe der seriell angeschlossenen Heatpipes an einem Wärmespeicher (40) angeschlossen ist und Wärme in den Wärmespeicher abgeben kann.Thermal management device for buildings and installations, whereby heat absorbers located on and in buildings and installations ( 10 ), such as air heat exchangers, wastewater heat exchangers, tube collectors or flat plate collectors, at least one, with the at least one heat absorber ( 10 ) connected heat pipe ( 20 ); at least one with the at least one heat pipe ( 20 ) connected heat storage ( 40 ) are provided, characterized in that a plurality of heat pipes with ( 20 ) are thermally connected in series to one another via connectors, wherein an end region ( 24 ) an end heat pipe of the serially connected heatpipes to a heat storage ( 40 ) is connected and can give off heat in the heat storage. Wärmemanagementeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wärmeabsorber (10) eine erste Oberfläche (11) einer Vapor chamber (12) kontaktiert und mit dieser thermisch verbunden ist, und die zweite Oberfläche (13) der Vapor Chamber 12 mit einem Endbereich mindestens einer Heatpipe (20) in thermischem Kontakt verbunden ist, wobei die Heatpipe (20) mit einem Wärmespeicher (40, 50, 60) verbunden ist.Thermal management device according to claim 1, characterized in that the at least one heat absorber ( 10 ) a first surface ( 11 ) a vapor chamber ( 12 ) and is thermally connected thereto, and the second surface ( 13 ) the Vapor Chamber 12 with an end region of at least one heat pipe ( 20 ) is connected in thermal contact, wherein the heat pipe ( 20 ) with a heat storage ( 40 . 50 . 60 ) connected is. Wärmemanagementeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die über Vapor Chamger (12) an Wärmeabsorbern (10) mit einem ersten Ende befestigte Heatpipe (20) über Konnektoren (22) mit weiteren Heatpipes seriell verlängert ist, wobei das freie Ende der letzten Heatpipe der so gebildeten Heatpipe-Serie in einem Wärmespeicher endet.Thermal management device according to one of the preceding claims, characterized in that the Vapor Cham 12 ) to heat absorbers ( 10 ) Heatpipe attached to a first end ( 20 ) via connectors ( 22 ) is serially extended with further heat pipes, wherein the free end of the last heat pipe of the thus formed heat pipe series ends in a heat storage. Wärmemanagementeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine, vom Wärmetauscher (10) ableitende, über Vapor Chamber (12) angebundene Heatpipe (20) über verzweigende Konnektoren (22) mit Zweig-Heatpipes verbunden ist, deren freie Enden in Wärmespeichern (40, 50, 60) enden.Thermal management device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one, from the heat exchanger ( 10 ) dissipative, via Vapor Chamber ( 12 ) connected heatpipe ( 20 ) via branching connectors ( 22 ) is connected to branch heatpipes whose free ends are stored in heat accumulators ( 40 . 50 . 60 ) end up. Wärmemanagementeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende 24 der Heatpipe (20, 22, 24) in dem mindestens einen Wärmespeicher an Vapor Chambers (12) thermisch leitend befestigt ist, die dann von der Heatpipe aufgenommene Wärme mit grösserer Fläche an den Wärmespeicher abgeben.Thermal management device according to one of the preceding claims, characterized in that the free end 24 the heatpipe ( 20 . 22 . 24 ) in the at least one heat accumulator on vapor chambers ( 12 ) is attached thermally conductive, which then release heat absorbed by the heat pipe with a larger area to the heat storage. Wärmespeichereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Latentwärmespeicher (50, 60) ein Gebäudespeichermaterial, wie Keramik oder Stein bzw. Fußboden- oder Deckenheizungselement, ein Zentralwärmespeicher und/oder ein Latentwärmespeicher ist.Heat storage device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one latent heat store ( 50 . 60 ) is a building material storage, such as ceramic or stone or floor or ceiling heating element, a central heat storage and / or a latent heat storage. Wärmespeicherenrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dass mindestens eine Heatpipe (20, 28) Ventile zur Steuerung des Wärmeflusses aufweist.Heat storage device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one heat pipe ( 20 . 28 ) Has valves for controlling the heat flow. Wärmemanagementeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über verzweigende Konnektoren von den seriellen Heatpipes abzweigende Heatpipes in verschiedene Einzelwärmespeichern (50, 60) enden und diese an den Wärmetransport anschließen.Thermal management device according to one of the preceding claims, characterized in that via branching connectors of the serial heat pipes branching heatpipes in different individual heat storage ( 50 . 60 ) and connect them to the heat transfer.
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