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Die Erfindung betrifft ein Wärmespeichermodul, umfassend wenigstens einen Arbeitsmediumskanal und mehrere diesen zumindest abschnittsweise umgebende mit einem Wärmespeichermedium gefüllte hermetisch geschlossene Wärmespeicherbehälter.
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Es ist allgemein bekannt, dass bei thermischen Prozessen der Gesamtwirkungsgrad eines Systems durch einen Wärmespeicher gesteigert werden kann. Ein Wärmespeicher nimmt in einem Zeitraum mit Überschuss an produzierter Wärmeenergie diese auf und gibt sie in einem Zeitraum mit einem Mangel an produzierter Wärmeenergie wieder ab. Der Prozess der Wärmeerzeugung kann damit auch bei unerwarteten Abnahmeschwankungen kontinuierlicher und damit effektiver gestaltet werden.
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Ein Beispiel für ein solches System ist ein thermisches Kraftwerk, welches je nach aktuellem Bedarf Strom und/oder Wärme produziert. Die thermische Regelung eines Kraftwerkes ist eher träge und kann an sich nicht genügend schnell auf Lastspitzen reagieren. Daher werden die Kraftwerke bedarfsweise angedrosselt gefahren, d. h. es wird mehr thermische Energie erzeugt, als aktuell gebraucht wird um so unmittelbar auf Lastspitzen reagieren zu können. Hierdurch wird der Gesamtwirkungsgrad eines Kraftwerkes in negativer Weise beeinflusst. Bei Verwendung eines Wärmespeichers können auftretende Schwankungen des Bedarfs an zu erzeugender Wärmeenergie entsprechend ausgeglichen werden und somit eine Drosselung vorteilhaft vermieden oder zumindest reduziert werden. Eine typische thermische Speicherkapazität eines derartigen Wärmespeichers beträgt beispielsweise 200 MWh.
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Hierbei wird bei Wärmeenergieüberschuss erhitztes Arbeitsmedium, z. B. insbesondere Luft, Dampf oder aber auch heißes Wasser, durch einen Wärmespeicher geleitet, erwärmt dort ein angrenzendes Wärmespeichermedium und tritt dann in abgekühlter Form wieder aus dem Wärmespeicher aus. Bei Wärmeenergiemangel tritt das kalte Arbeitsmedium in umgekehrter Richtung wieder in den Wärmespeicher ein, wird dort erwärmt und tritt in erhitzter Form wieder aus. Je nach benötigter Leistung sind mehrere Wärmetauschermodule thermisch parallel und/oder in Reihe zu einem Wärmetauscher zu schalten. Die Temperatur des Arbeitsmediums liegt beispielsweise in einem Bereich von 20°C bis 600°C, wobei auftretende Drücke beispielsweise im Bereich von 1 bar bis 200 bar liegen können.
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Nachteilig bei der Anwendung bekannter Wärmespeichersysteme in Kraftwerken, insbesondere Druckspeicherkraftwerken, ist jedoch, dass der Wärmeerzeugungsprozess aufgrund von instationären Kompressions- und einer hohen Dynamik sowohl bezüglich Temperatur als auch Druck unterliegt. Für eine derartige Belastung sind bekannte Wärmespeicher entweder nicht ausgelegt oder weisen einen deutlich reduzierten Wirkungsgrad und eine erhöhte Trägheit auf, beispielsweise aufgrund einer druckresistenten Ausführung von Rohrleitungen mit entsprechend dicker Wandung.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung ein Wärmespeichermodul bereitzustellen, welches besonders für hohe Drücke des Arbeitsmediums und einen erhöhten Temperaturbereich geeignet ist und dennoch eine geringe thermische Trägheit aufweist. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, einen entsprechenden Wärmespeicher anzugeben.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Wärmespeichermodul der eingangs genannten Art. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeicherbehälter in axialer Richtung des Arbeitsmediumskanals benachbart angeordnet und durch thermische Isoliermittel gegeneinander isoliert sind.
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Die Grundidee der Erfindung besteht darin, mehrere getrennte und geschichtet angeordnete Wärmespeicherbehälter im Wärmespeicher vorzusehen und diese thermisch voneinander zu isolieren. Hierdurch wird nämlich erreicht, dass die maximale Temperaturdifferenz zwischen zu erwärmenden Wärmespeicherbehältern und Arbeitsmedium beim Laden des Wärmespeichers möglichst gering ist. Ebenso wird erreicht, dass beim Entladen des Wärmespeichers die Temperaturdifferenz zwischen zu erwärmenden Arbeitsmedium und den Wärme abgebenden Wärmespeicherbehältern gering ist. Die Wärmespeicherbehälter, welche strömungstechnisch der Wärmequelle am nächsten sind, weisen somit die jeweils höchste Temperatur auf und werden von dem Arbeitsmedium in einem Zustand von jeweils maximaler Temperatur durchströmt, sowohl beim Laden als auch beim Entladen des Wärmespeichers.
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Die thermische Isolierung zwischen benachbarten und beispielsweise plattenähnlich ausgeführten Wärmespeicherbehältern erfolgt vorteilhafter Weise durch eine jeweilige Beabstandung, wobei der entstandene Spalt dann idealerweise durch ein thermisches Isoliermedium gefüllt ist, beispielsweise Isolierwolle. Der Wärmespeicher zeichnet sich auf diese Weise durch einen vorteilhaft geringen Zeitverzug aus. Weitere dem Fachmann jedoch bekannte konstruktive Maßnahmen wie die Wahl von Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit – z. B. Kupferrohre – erhöhen den gewünschten zeitlichen Effekt. Ebenso sind für die Wärmespeicherbehälter Füllmedien mit einer hohen Wärmespeicherkapazität zu wählen, beispielsweise Wasser oder Sole. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität bei Wahl der thermischen Eigenschaften des gefüllten Wärmespeicherbehälters. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, den Wärmespeicherbehälter unter Vernachlässigung dieser Vorteile massiv auszuführen, beispielsweise aus Beton oder Gusseisen, was dann eine fertigungstechnische Vereinfachung bedeutet.
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Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein axialer Abschnitt des wenigstens einen Arbeitsmediumskanals durch eine dünnwandige Rohrleitung mit hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet. Durch die Dünnwandigkeit wird einerseits der Wärmeaustausch zwischen vom Arbeitsmedium durchströmten Wärmespeicherbehältern und Arbeitsmedium verbessert, andererseits wird hierdurch auch die thermische Isolation zwischen den Wärmespeicherbehältern erhöht, weil der Wärmeaustausch über das den Arbeitsmediumskanal bildenden Rohr entsprechend geringer ist als beispielsweise bei einem dickwandigen Rohr. Eine Dünnwandigkeit eines derartigen Rohres reduziert aber die maximale Druckbelastung durch das im Rohr strömende Arbeitsmedium, welche beim Einsatz in einem Druckspeicherkraftwerken beispielsweise 100 Bar und höher betragen kann.
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Um die erfindungsgemäßen Vorteile auch bei derart hohen Drücken zu erreichen ist in einer weiteren Ausführungsvariante eine den Arbeitsmediumskanal umgebende mechanische Stützstruktur vorgesehen, welche derart ausgestaltet ist, dass hohe Drücke von durch den Arbeitsmediumskanal strömendem Arbeitsmedium dadurch abtragbar sind. Somit kann einerseits der wenigstens eine Arbeitsmediumskanal als dünnwandiges Rohr ausgeführt werden, welches dann von einer korsettartigen Stützstruktur umschlossen ist und welche dann den Rohrdruck bedarfsweise abträgt. Idealerweise weist auch die Stützstruktur im Spaltbereich zwischen aneinandergrenzenden Wärmespeicherbehältern eine thermische Isolierfähigkeit auf, um so deren thermische Isolierung weiterhin zu gewährleisten.
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Einer weiteren Erfindungsvariante folgend ist die mechanische Stützstruktur zumindest teilweise durch die Wärmespeicherbehälter selbst gebildet, nämlich insbesondere in den axialen Abschnitten des wenigstens einen Arbeitsmediumskanals, welche von einem jeweiligen Wärmespeicherbehälter umschlossen sind. Auf diese Weise lässt sich die mechanische Stützstruktur in thermisch optimierter Weise direkt in einen Wärmespeicherbehälter integrieren, was zudem auch die Fertigung eines Wärmespeichermoduls in vorteilhafter Weise vereinfacht.
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So ist beispielsweise in einer Ausführungsvariante erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest einige der Wärmespeicherbehälter ein auf den (Außen)querschnitt des Arbeitsmediumskanals angepasstes und diesen abschnittsweise umschließendes thermisch gut leitfähiges Tragrohr aufweisen, welches geeignet ist, hohe Drücke des Arbeitsmediums abzutragen, beispielsweise ein Kupferrohr. Der Vorteil gegenüber einem über mehrere Wärmespeicherbehälter hinweggehendem dickwandigen Rohrstück liegt weiterhin in der verbesserten thermischen Isolierung zwischen den jeweiligen Wärmespeicherbehältern, welche dann nicht durch das durchgehendes dickwandiges Rohr beeinträchtigt ist. Für den Fall, dass der Arbeitsmediumskanal durch ein dünnwandiges Rohr gebildet ist, welches selbstverständlich auch einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen kann, ist der Innenquerschnitt des Tragrohrs auf dessen jeweiligen Außenquerschnitt anzupassen. Für den ebenfalls möglichen Fall, dass der Arbeitsmediumskanal direkt durch die Wandungen von diesen umschließenden Komponenten wie insbesondere Wärmespeicherbehältern und dazwischen angeordneten Isolierstücken gebildet ist, weisen diese einen Innenquerschnitt auf, der dem Querschnitt des jeweiligen Arbeitsmediumskanals entspricht.
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In vorteilhafter Weise ist einer weiteren Ausführungsform folgend die mechanische Stützstruktur zumindest teilweise durch die zwischen axial benachbarten Wärmespeicherbehältern vorgesehenen thermischen Isoliermittel gebildet. Auch hier ist insbesondere eine korsett- oder manschettenähnliche Stützstruktur vorteilhaft, welche den Arbeitsmediumskanal beziehungsweise ein diesen bildendes dünnwandiges Rohr umschließt. Durch die thermisch isolierende Ausführung unter Verwendung eines schlecht wärmeleitfähigen Materials mit einer hohen mechanischen Festigkeit, beispielsweise einem Kunststoff, ist die thermische Isolierung zwischen den Wärmespeicherbehältern gewährleistet.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die thermischen Isoliermittel jeweils als Passstücke ausgeführt, welche wenigstens einen ersten mechanisch stabilisierenden und eine zweiten thermisch isolierenden Bestandteil aufweisen. So ist beispielsweise der mechanisch stabilisierende Bestandteil als ein den Arbeitsmediumskanal umschließendes U-Profil auszuführen. Somit ist einerseits eine parallel zum Arbeitsmediumskanal verlaufende Korsett- beziehungsweise Manschettenform gewährleistet, welches diesen entsprechend radial und axial stabilisiert und andererseits ist durch die senkrecht zum Arbeitsmediumskanal verlaufenden Stützwände eine Abtragung der Druckkräfte nach außen gewährleistet, was je nach Ausführungsform des Wärmespeichers gegebenenfalls notwendig ist. Der so gebildete Hohlraum verläuft dann parallel zwischen aneinandergrenzenden Wärmespeicherbehältern und dient dann insbesondere der thermischen Isolierung und ist gegebenenfalls mit einem thermischen Isolierstoff zu füllen.
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Entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante ist das Wärmespeichermodul in einem druckbelastbaren Behälter angeordnet. Die Druckbelastbarkeit ist beispielsweise nur in axialer Richtung erforderlich, wenn die radialen Kräfte bereits durch geeignete Manschetten- oder Korsettartigen Tragrohre oder dergleichen abgetragen ist.
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Eine derartige Belastbarkeit ist beispielsweise durch gegeneinander verspannte Stirnplatten erreichbar.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind zumindest einige der Wärmespeicherbehälter mit einem Wärmespeichermedium gefüllt, welches dafür vorgesehen ist, während des Betriebs des Wärmespeichermoduls einen Phasenübergang zu vollziehen wobei die Wärmespeicherbehälter für eine entsprechende Druckbelastung ausgelegt sind. Durch die Verdampfung von in den Wärmespeicherbehältern befindlichem Wasser als Wärmespeichermedium beispielsweise erfolgt eine deutlich erhöhte Energieaufnahme des Wärmespeichermediums als bei reiner Erwärmung des Wassers, wodurch die Effektivität des Wärmespeichers vorteilhaft gesteigert wird. Das Kondensieren erfolgt dann unter Abgabe einer entsprechenden Wärmeenergie. Der dann auftretende Innendruck im Wärmespeicherbehälter ist entsprechend hoch und muss entweder durch eine entsprechende Dickwandigkeit des Behälters gehalten oder aber nach außen abgetragen werden, beispielsweise an benachbarte Wärmespeicherbehälter. Dies ist ein Ausführungsbeispiel, bei welchem sich die Anordnung des Wärmespeichermoduls in einem druckbelastbaren Behälter als günstig erweisen kann.
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Einer weiteren Erfindungsvariante folgend ist zumindest ein seitlicher Abschnitt des Arbeitsmediumskanals durch eine Platte gebildet, vorzugsweise bei rechteckförmigem Querschnitt durch zwei an gegenüberliegenden Seiten des Arbeitsmediumskanals angeordnete Platten. Diese Bauform ermöglicht nämlich eine besonders einfache Fertigung eines Wärmespeichermoduls in geschichteter Form. Zwischen jeweils zwei Platten ist eine Schicht mit mehreren erfindungsgemäß angeordneten Wärmespeicherbehältern vorgesehen. Mehrere dieser Baugruppen sind ihrerseits übereinander angeordnet, wobei der dadurch zwischen benachbarten Platten entstehende Zwischenraum für Arbeitsmediumskanäle vorgesehen ist. Diese werden durch vorzugsweise parallel angeordnete leistenähnliche Abstands- oder Führungselemente gebildet, welche quer zur Ausrichtung der oben und unten angrenzenden Wärmespeicherbehälter verlaufen. Somit ist wieder eine temperaturabhängige Schichtung der Wärmespeicherelemente erreicht. Ein jeweiliger Arbeitsmediumskanal mit rechteckförmigen Querschnitt ist dann an zwei gegenüberliegenden Seiten durch jeweilige Platten gebildet und an den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten durch jeweilige leistenähnliche Abstandselemente.
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Für eine derartige Bauform eignet sich insbesondere die Verwendung von quaderähnlich ausgeführten Wärmespeicherbehältern. Hierdurch lässt sich nämlich eine besonders einfache Schichtbildung realisieren. Hierbei entspricht die Länge eines Wärmespeicherbehälters vorzugsweise der Breite des dann ebenfalls quaderähnlich ausgeführten Wärmespeichermoduls. Die Höhe der Wärmespeicherbehälter entspricht der Höhe einer Wärmespeicherbehälterschicht. Die Breite der Wärmespeicherbehälter inklusive einer jeweiligen thermischen Isolationsschicht entspricht der Länge des Wärmespeichermoduls dividiert durch die Anzahl der thermisch hintereinander anzuordnenden Wärmespeicherbehälter.
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Entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Wärmespeichermoduls sind zumindest einige der Wärmespeicherbehälter als hintereinander angeordnete gleichartige plattenähnliche Quader mit wenigstens jeweils einem kongruentem Durchbruch für den wenigstens einen Arbeitsmediumskanal ausgeführt. Somit lässt sich in einfachster Weise durch Aneinanderreihung völlig gleichartiger Wärmespeicherbehälter mit dazwischen angeordneten thermischen Isoliermitteln, welche vorzugsweise ebenfalls als kongruente Quader mit entsprechenden Durchbrüchen auszuführen sind, ein Wärmespeichermodul mit gewünschter thermischer Kapazität bilden. Um in den Durchbrüchen Arbeitsmediumskanäle zu bilden ist vorzugsweise in diesen ein durchlaufendes dünnwandiges Rohr mit auf den Querschnitt eines jeweiligen Durchbruchs angepasstem Außenquerschnitt vorzusehen. Bei Vorhandensein von mehreren parallelen Arbeitsmediumskanälen sind diese an ihren jeweiligen beiden aus dem Wärmespeichermodul austretenden Enden jeweils strömungstechnisch miteinander zu verschalten, so dass jeweils ein gemeinsamer Ein- und Ausgang gebildet ist.
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Die Vorteile eines erfindungsgemäßen Wärmespeichermoduls erschließen sich auch für einen Wärmespeicher mit mehreren in Reihe und/oder parallel verschalteten Wärmespeichermodulen. Durch diese modulare Bauweise lässt sich aus mehreren vorzugsweise gleichartigen Wärmespeichermodulen ein Wärmespeicher mit beliebiger Kapazität erstellen. Der Fertigungsaufwand wird hierdurch vorteilhaft gesenkt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung, weitere Ausführungsformen und weitere Vorteile näher beschrieben werden.
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Es zeigen
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1 ein erstes exemplarisches Wärmespeichermodul,
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2 ein zweites exemplarisches Wärmespeichermodul,
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3 eine Detailansicht von zwei exemplarischen Wärmespeicherbehältern und einem Passstück sowie
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4 ein drittes exemplarisches Wärmespeichermodul.
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1 zeigt ein erstes exemplarisches Wärmespeichermodul 10 in einer Schnittansicht. Drei parallel angeordnete Arbeitsmediumskanäle 12, 14, 16 sind durch jeweilige Durchbrüche von vier quer dazu und parallel zueinander angeordneten quaderähnlichen Wärmespeicherbehältern 18, 20, 22, 24 geführt. Die axiale Ausrichtung der Arbeitsmediumskanäle 12, 14, 16 ist mit der Pfeilrichtung 42 angedeutet. Die Arbeitsmediumskanäle 12, 14, 16 sind durch jeweilige sich durch alle Wärmespeicherbehälter 18, 20, 22, 24 erstreckende Rohrleitungen 34, 36 gebildet, welche zum Zweck eines besseren Wärmeaustausches mit den Wärmespeicherbehältern 18, 20, 22, 24 dünnwandig ausgeführt sind. Durch die Dünnwandigkeit wird weiterhin der Wärmeaustausch zwischen benachbarten Wärmespeicherbehältern 18, 20, 22, 24 reduziert, welche mit einem jeweiligen Wärmespeichermedium 26, 28 gefüllt sind. Der Außenquerschnitt der dünnwandigen Rohrleitungen 34, 36 ist auf den Querschnitt der Durchbrüche angepasst, um so einerseits einen optimalen Wärmeaustausch mit den Wärmespeicherbehältern 18, 20, 22, 24 zu gewährleisten aber andererseits auch um einen hohen Druck eines in der dünnwandigen Rohrleitung 34, 36 strömenden Arbeitsmediums nach außen auf den jeweiligen Durchbruch abzutragen. Durch die Dünnwandigkeit der Rohrleitungen 34, 36 sind diese nämlich nicht dafür ausgelegt, einem hohen Leitungsdruck von beispielsweise 200 Bar zu widerstehen.
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Innerhalb der Wärmespeicherbehälter 18, 20, 22, 24 sind die Durchbrüche bildende Tragrohre 38, 40 dafür vorgesehen, den von den dünnwandigen Rohrleitungen 34, 36 ausgehenden Druck abzutragen, so dass diese auch bei hohen Drücken nicht platzen oder beschädigt werden. Zwischen in axialer Richtung der Arbeitsmediumskanäle benachbarten Wärmespeicherbehältern 18, 20, 22, 24 sind als Passstücke 30, 32 ausgeführte thermische Isoliermittel vorgesehen, welche vorzugsweise ebenfalls als durchbrochene Quader mit kongruenter Grundfläche ausgeführt sind. Die Passtücke erfüllen im Durchbruchsbereich eine Stützfunktion für das im Durchbruch verlaufende dünnwandige Rohr 34, 36, verfügen also beispielsweise ebenfalls über eine Art Tragrohr, welches in diesem Fall aber aus einem Material mit möglichst geringer thermischer Leitfähigkeit gefertigt ist, beispielsweise aus einem Kunststoff. Somit ist über die gesamte Länge der jeweiligen dünnwandigen Rohre 34, 36 gewährleistet, dass eine jeweilige diese umgebende mechanische Stützstruktur vorhanden ist.
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Im Falle eines thermischen Aufladens des Wärmespeichermoduls 10 strömt ein erhitztes Arbeitsmedium, beispielsweise Wasserdampf, von links nach rechts durch die Arbeitsmediumskanäle 12, 14, 16 und gibt dabei Wärme an die Wärmespeicherbehälter 18, 20, 22, 24 ab, wobei sich hier ein thermischer Gradient zwischen dem ersten Wärmespeicherbehälter 18 mit der relativ höchsten Temperatur und dem vierten Wärmespeicherbehälter 24 mit der relativ niedrigsten Temperatur ergibt. Beim thermischen Entladen des Wärmespeichermoduls 10 strömt Arbeitsmedium mit im Verhältnis niedriger Temperatur von rechts nach links durch die dünnwandigen Rohre 34, 36 und wird dabei sukzessive erhitzt.
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2 zeigt ein zweites exemplarisches Wärmespeichermodul 50 in einer dreidimensionalen Ansicht. Dieses weist zwei hintereinander angeordnete, gleichartige quaderförmige Wärmespeicherbehälter 52, 54 auf, welche über jeweils neun in einem Raster angeordnete quadratische Durchbrüche für jeweilige Arbeitsmediumskanäle 58, 60, 62 verfügen, deren Ausrichtung mit drei parallelen Pfeilen angedeutet ist. Zwischen den beiden Wärmespeicherbehältern 52, 54 ist ein kongruentes quaderförmiges Passstück 56 als thermisches Isoliermittel vorgesehen. Durch einen derartigen modular-kongruenten Aufbau ist eine beliebige Konfiguration eines jeweiligen zu bildenden Wärmespeichermoduls aus Standardkomponenten sehr vereinfacht.
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3 zeigt eine Detailansicht 70 von zwei exemplarischen Wärmespeicherbehältern 72, 74 und einem dazwischen angeordnetem Passstück 86. Durch die Wärmespeicherbehälter und das Passstück 86 ist längs jeweiliger kongruenter Durchbrüche eine dünnwandige Rohrleitung 84 geführt, welche einen Arbeitsmediumskanal bildet. Das Passstück 86 weist drei mechanisch stabilisierende Bestandteile auf, nämlich zwei mechanisch radial stabilisierende Wandungen 88 und einen hülsenartigen Bestandteil 90, welcher den Durchbruch für die einen Arbeitsmediumskanal bildende dünnwandige Rohrleitung 84 bildet. In dem von U-förmig angeordneten Wandungen 88 beziehungsweise dem hülsenartigen Bestandteil 90 umschlossenen Innenraum 92 ist ein thermisches Isoliermedium angeordnet, beispielsweise Isolierwolle. Die Wärmespeicherbehältern 72, 74 sind mit einem Wärmespeichermedium 76, 78 gefüllt, beispielsweise mit Sole. Die Durchbrüche der Wärmespeicherbehälter 72, 74 sind durch Tragrohre 80, 82 gebildet, welche eine Druckbelastung im Inneren der dünnwandigen Rohrleitung 84 abtragen und so eine erhöhte Druckbelastung durch das Arbeitsmedium ermöglichen.
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4 zeigt ein drittes exemplarisches Wärmespeichermodul 100 in einer dreidimensionalen Ansicht. Zwischen zwei beabstandet übereinander angeordneten kongruenten Metallplatten 116, 118 sind vier exemplarische Arbeitsmediumskanäle ausgeprägt, deren seitliche Begrenzungen durch jeweilige leistenähnliche Abstandhalter 120, 122 gebildet sind. Wenigstens die äußeren Abstandhalter 122 und die Platten 116, 118 sind hermetisch miteinander verbunden, so dass kein durch die Arbeitsmediumskanäle strömendes Arbeitsmedium entweichen kann. Eine Abtragung des Innendrucks erfolgt über die angrenzenden Außenwände, beispielsweise auf benachbarte Wärmespeicherbehälter 102, 104, 106, 108, welche zusammen mit dazwischen angeordneten thermischen Isoliermitteln 110, 112, 114 eine darüber befindliche Wärmespeicherschicht bilden. Wärmespeicherbehälter 102, 104, 106, 108 und thermischen Isoliermittel 110, 112, 114 sind als längliche Quader ausgebildet und quer zur Ausrichtung der Arbeitsmediumskanäle ausgerichtet. Hierdurch wird eine thermische Schichtung erreicht. Die hier beschriebene Zweischichtanordnung lässt sich vorteilhafter Weise entsprechend oft übereinander schichten um so eine erhöhte Wärmespeicherkapazität eines Wärmespeichermoduls 100 zu erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erstes exemplarisches Wärmespeichermodul
- 12
- erster Arbeitsmediumskanal
- 14
- zweiter Arbeitsmediumskanal
- 16
- dritter Arbeitsmediumskanal
- 18
- erster Wärmespeicherbehälter
- 20
- zweiter Wärmespeicherbehälter
- 22
- dritter Wärmespeicherbehälter
- 24
- vierter Wärmespeicherbehälter
- 26
- Wärmespeichermedium in erstem Wärmespeicherbehälter
- 28
- Wärmespeichermedium in zweitem Wärmespeicherbehälter
- 30
- erstes Passstück
- 32
- zweites Passstück
- 34
- erste dünnwandige Rohrleitung
- 36
- zweite dünnwandige Rohrleitung
- 38
- erstes Tragrohr
- 40
- zweites Tragrohr
- 42
- axiale Richtung des Arbeitsmediumskanals
- 50
- zweites exemplarisches Wärmespeichermodul
- 52
- fünfter Wärmespeicherbehälter
- 54
- sechster Wärmespeicherbehälter
- 56
- drittes Passstück
- 58
- vierter Arbeitsmediumskanal
- 60
- fünfter Arbeitsmediumskanal
- 62
- sechster Arbeitsmediumskanal
- 70
- Detailansicht von zwei exemplarischen Wärmespeicherbehältern und Passstück
- 72
- siebter Wärmespeicherbehälter
- 74
- achter Wärmespeicherbehälter
- 76
- Wärmespeichermedium in siebtem Wärmespeicherbehälter
- 78
- Wärmespeichermedium in achtem Wärmespeicherbehälter
- 80
- drittes Tragrohr
- 82
- viertes Tragrohr
- 84
- dritte dünnwandige Rohrleitung
- 86
- viertes Passstück
- 88
- mechanisch radial stabilisierender Bestandteil von viertem Passstück
- 90
- mechanisch axial stabilisierender Bestandteil von viertem Passstück
- 92
- thermisch isolierender Bestandteil von viertem Passstück
- 100
- drittes exemplarisches Wärmespeichermodul
- 102
- neunter Wärmespeicherbehälter
- 104
- zehnter Wärmespeicherbehälter
- 106
- elfter Wärmespeicherbehälter
- 108
- dreizehnter Wärmespeicherbehälter
- 110
- erstes thermisches Isoliermittel
- 112
- zweites thermisches Isoliermittel
- 114
- drittes thermisches Isoliermittel
- 116
- erste Platte
- 118
- zweite Platte
- 120
- erster Abstandhalter
- 122
- zweiter Abstandhalter
- 124
- axiale Richtung des Arbeitsmediumskanals
