DE2758727C2 - Verwendung einer in kristallwasserfreiem Zustand und in ihren Hydratisierungsstufen in kristallinem Zustand in gasdurchlässiger Form verbleibenden Substanz als Speichermedium beim Speichern bzw. beim Entnehmen von Wärme - Google Patents
Verwendung einer in kristallwasserfreiem Zustand und in ihren Hydratisierungsstufen in kristallinem Zustand in gasdurchlässiger Form verbleibenden Substanz als Speichermedium beim Speichern bzw. beim Entnehmen von WärmeInfo
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Description
7 76 t Stein, erhitzt von 20° C auf 100° C
332 t Eisen, erhitzt von 20° auf 100° C
108 t Wasser, erhitzt von 20° C auf 100° C
224 t Salzhydratgemisch (Schmelzpunkt bei 13° C)
22 t Lithiumhydrid (Schmelzpunkt 675° C)
332 t Eisen, erhitzt von 20° auf 100° C
108 t Wasser, erhitzt von 20° C auf 100° C
224 t Salzhydratgemisch (Schmelzpunkt bei 13° C)
22 t Lithiumhydrid (Schmelzpunkt 675° C)
Die Erfindung betrifft ein Speichermedium beim Speichern bzw. beim Entnehmen von Wärme mittels
einer zwei Kammern aufweisenden Wärmespeichereinrichtung, bei der das in der ersten Kammer angeordnete
Speichermedium bei der Wärmespeicherung Wasser abgibt und bei der Wärmeabgabe chemisch Wasser
bindet und bei der die zweite Kammer als mit der ersten Kammer in Verbindung stehender Wasservorratsbehälter
ausgebildet ist.
In »Proceedings of the United Nations Conference on
New Sources of fcnergy«, »Solar Energy, Wind Power and Geothermal Energy«» Rome, 21—31 August 1961,
Volume 5, Solar Energy: II -(Vereinigte Nationen, New York 1964), Abschnitt »Heats of V. porization« S. 413
bis 416, wird ein System beschrieben, das zwei Kammern enthält, nämlich eine »heiße Kammer« und
eine »kühle Kammer«, die eine verdampfbare Flüssigkeit oder Substanz enthalten, die einen niedrigeren
Dampfdruck bei einer bestimmten Temperatur in der »heißen Kammer« als in der »kühlen Kammer«
aufweist. Diese Substanz kann entweder als eine Komponente einer Lösung vorliegen, wobei die zweite
Komponente verhältnismäßig schwer flüchtig ist, oder in einer chemisch gebundenen Form, beispielsweise als
Hydrat oder Ammoniak. Die kühle Kammer kann die Flüssigkeit direkt kondensieren und als ein Hydrat
niedriger Stabilität absorbieren, oder sie in einer Lösung absorbieren, von der sie einen höheren Dampfdruck bei
einer gegebenen Temperatur hat. ^
In der kühlen Kammer kondensiert die unter Zuführung von Wärme in der heißen Kammer
verdampfte Substanz und gibt dabei Wärme durch die Wände der kühlen Kammer an die Umgebung ab. Als
Ergebnis eines Temperaturabfalls auf der warmen Seite fällt der Dampfdruck unter den Dampfdruck auf der
kühlen Seite, wodurch die verdampfbare Substanz durch Wärmezufuhr von der Umgebung durch die Wände der
kühlen Kammer wieder zurück in die heiße Kammer destilliert, wobei sie beim Kondensieren dort Wärme h0
liefert. Wärme wird dabei in der Atmosphäre oder Umgebung gespeichert, und daraus wieder, wenn sie
benötigt wird, durch das flüssige Medium abgezogen. Ein System, das zwar nicht die Speicherung von Wärme
betrifft, das jedoch auf demselben Prinzip beruht, ist <"
nach der US-PS 36 42 059 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Substanz zu finden, bei deren Verwendung das eingangs
Die Aufnahme von Kristallwasser (H2O als in
Dampfphase vorliegend vorausgesetzt) erfordert:
etwa 6 t Na2S, falls alle Phasenübergänge (0 bis
9 H2O) verwendet werden, oder
etwa 12 t: Na5S, falls nur die Phasenübergänge 0 bis
4,5 H2O verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung ist der Verwendung von anderen Substanzen aus zwei Gründen
überlegen:
1. Ein wesentlich geringerer Betrag von Massen für die Speicherung einer gegebenen Energie (neunmal
weniger als bei der Verwendung von Wasser).
2. Es erfordert (wie das Salzhydratgemisch) keine großräumigen und teueren Wärmeisolationen bei
langandauernder Speicherung. Natriumsulfid, das gemäß der Erfindung verwendet wird, ist darüber
hinaus eine preiswerte Substanz,
Die erfindungsgemäße Verwendung wird anhand einer in der Zeichnung dargestellten Einrichtung
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Einrichtung zum Heizen eines Hauses und zum Erzeugen von warmem
Wasser.
Die Einrichtung weist folgende Hauptbestandteile auf:
Einen Speicher 2i mit dem Speichermedium 23a (z. B. Na2S) und eine in dem Speicher angeordnete Rohrleitung
28 mit einem flüssigen Medium zur Aufnahme oder Abgabe von Wärmeenergie (Q\) beim Laden bzw.
Entladen (Speichern bzw. Entnehmen von Wärme).
Einen Sonnenkollektor 22 zum Umsetzen von Sonnenstrahlung 30 in Wärmeenergie, die dem Speicher
21 beim Laden zugeführt wird. Das Transportmedium ist eine Flüssigkeit, vorzugsweise jedoch kein Wasser,
falls die Flüssigkeit durch die Rohrleitung 28 des Speichers 21 läuft. (Ein Eindringen von Wasser in den
Speicher 21 würde eine schnelle Energieerzeugung und eine Erhöhung des Druckes in dem Speieher 21
herbeiführen, wenn energiereiches Salz verwendet wird.)
Einen Wassertank 23, der ein System zur Zuführung der Wärmeenergie (Q2) aufweist, die für die Wasserverdampfung
beim Entladen des Speichers 21 erforderlich ist. Der Wassertank 23 ist in der Erde in einer Tiefe
versenkt, die nicht mehr im Frostbereich liegt, und mit
einem Wärmeaustauscher 296 verbunden, um Wärmeenergie
aus der Erde in einer Wärmeaustauschwindung 29 aufzunehmen.
Dank der Tatsache, daß der Wassertank 23 mittels der Wärmeaustauschwindung 29 wärmemäßig an eine
Zone mit im wesentlichen gleichbleibender Temperatur gekoppelt ist, wird erreicht, daß die Temperatur in dem
niedrigtemperierten Teil der Einrichtung sowohl beim Speichern als auch beim Entnehmen von Wärmeenergie
im wesentlichen konstant bleibt. ι»
Eine Vakuumpumpe 24 für einen Grenzdruck von etwa 0,5 Torr. Die Vakuumpumpe 24 ist mit dem
Speicher 21 über eine Leitung 34 mit einem Venti] V1 und einem Kondensator25 verbunden.
Der Kondensator 25 weist eine Kühlschlange 25b auf,'5
die mit dem Wärmeaustauscher 296 sowie mit der Wärmeaustauschwindung 29 verbunden ist.
Ein Manometer 26, das die Vakuumpumpe 24 elektronisch in Betrieb setzt und das Ventil Vx öffnet,
wenn der Partialdruck von anderen Gasen als -ll
Wasserdampf in dem Speicher 21 einen vorbestimmten Wert (von einigen Torr) überschreitet.
Radiatoren 27a zum Heizen des Hauses, und Wärmeaustauscher 27b zur Heißwassererzeugung, die
die Wärmeenergie Q\ verwenden, die von dem Speicher 21 entnommen wird.
In Fig. 1 sind auch Leitungen 31 und 32 für den Wasserdampf gezeigt, durch die Wasserdampf zu dem
Speicher 21 vom Wassertank 23 bzw. vom Speicher 21 zu dem Kondensator 25 führen, und eine Leitung 33 für w
kondensierten Wasserdampf, durch die das Kondensat von dem Kondensator 25 zu dem Wassertank 23
zugeführt wird, so daß ein erster geschlossener Kreislauf 47 gebildet wird. Die Leitung 31 endet in
einem perforierten Rohr 55, mit dessen Hilfe der Dampf in dem Speichermedium 23a verteilt wird.
Ein zweiter Kreislauf 48 wird durch den Sonnenkollektor 22, die Rohrleitung 28 in dem Speicher 21, die
Radiatoren 27a und nicht näher bezeichnete Leitungen, die die genannten Komponenten verbinden, gebildet,
wobei eine der Leitungen eine Zirkulationspumpe 42 aufweist Eine nicht näher bezeichnete Nebenschlußleitung
kann die Radiatoren 27a überbrücken.
Die Einrichtung nach Fig. 1 arbeitet auf folgende Weise:
Beim Laden (Regeneration) des Speichermediums 23a in dem Speicher 21 wird heiße Flüssigkeit von dem
Sonnenkollektor 22 durch den Kreislauf 48 geleitet Der Wasserdampf, der in dem Speicher 21 aufgrund der
Erwärmung freigesetzt wird, wird durch die Leitungen 31 und 32 dem Kondensator 25 sowie dem Wassertank
23 zugeführt und darin unter dem Einfluß der Kühlschlange 256 und dem Wänr-iaustauscher 29i>
kondensiert. Die Flüssigkeit von dem Kondensator 25 fließt nach unten in den Wassertank 23.
Beim Entladen wird heiße Flüssigkeit von dem Speicher 21 zu den Verbrauchereinheiten 27b und 27a
durch den Kreislauf 48 geführt. In diesem Prozeß »pumpi« der Speicher 21 Wärmeenergie von dem
Wassertank 23, in dem Wasser darin verdampft wird und dem Speicher 21 durch die Leitungen 31 und 32 und
33 zugeführt wird. Wärmeenergie zur Verdampfung des Wassers wird dem Wasser durch den Wärmeaustauscher
29b von der Wärmeaustauschwindung 29 zugeführt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verwendung einer in kristallwasserfreiem Zustand und in ihren Hydratisierungsstufen auch nach wiederholter Wärmespeicherung und -entnahme bei den bei der Wärmespeicherung auftretenden Temperaturen in kristallinem Zustand in gasdurchlässiger Form verbleibenden Substanz, ζ. B. von NaA als Speichermedium beim Speichern bzw. beim Entnehmen von Wärme mittels einer zwei Kammern aufweisenden Wärmespeichereinrichtung, bei der das in der ersten Kammer angeordnete Speichermedium bei der Wärmespeicherung Wasser abgibt und bei der Wärmeabgabe chemisch Wasser bindet, und bei der die zweite Kammer als mit der ersten Kammer in Verbindung stehender Wasservorratsbehälter ausgebildet isterläuterte Wärmespeicherungsverfahren praktisch und wirtschaftlich durchgeführt werden kann.Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung einer in kristallwasserfreiem Zustand und in ihren Hydratisierungsstufen auch nach wiederholter Wärmespeicherung und -entnahme bei den bei der Wärmespeicherung auftretenden Temperaturen in kristallinem Zustand in gasdurchlässiger Form verbleibenden Substanz, ζ. B. von Na2S, als Speichermeiium.
•o Ausgehend von einem Speichererfordernis für eine Einfamilienvilla von etwa 12 00OkWh oder 0,4 - 105 MJ = 103 · 106 kcal, erfordert diese rein thermische Energiespeicherung folgende Mengen von unterschiedlichen Substanzen:
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |