Die Erfindung betrifft einen Latentwärmespeicher mit einem mit einem Phasenwechselmaterial befüllten Behältnis, wobei ein Wärmetauscher, der mit zumindest einer Energiequelle einen Wärmekreislauf eines Wärmeträgermaterials bildet, das Phasenwechselmaterial durchsetzt, wobei zumindest ein weiteres Behältnis, welches mit einem weiteren Phasenwechselmaterial befüllt ist, von einem Wärmetauscher des Wärmekreislaufs durchsetzt ist.

Als Latentwärmespeicher werden Einrichtungen bezeichnet, die thermische Energie verborgen, verlustarm, mit vielen Wiederholzyklen und über lange Zeit speichern können. Latentwärmespeicher nutzen die Enthalpie reversibler thermodynamischer Zustandsänderungen eines Speichermediums, wie beispielsweise während des Phasenübergangs fest-flüssig, d.h. während des Schmelzens oder Erstarrens des Speichermediums. Als Speichermedium werden sogenannte Phasen Wechselmaterialien (englisch phase change materials, PCM) eingesetzt, deren latente Schmelzwärme, Lösungswärme oder Absorptionswärme wesentlich größer als die spezifische Wärmekapazität der gleichen Menge eines Stoffes ohne Phasenumwandlung ist.

Beim Aufladen des Inhalts eines Latentwärmespeichers werden meist spezielle Salze oder Paraffine als Speichermedium geschmolzen, die dazu viel Wärmeenergie, die Schmelzwärme, aufnehmen. Da dieser Vorgang reversibel ist, gibt das Speichermedium genau diese Wärmemenge beim Erstarren wieder ab.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Ausführungsformen von Latentwärmespeichern bekannt, die die Phasenumwandlung fest/flüssig z. B. von Paraffinen zur Wärmespeicherung nutzen und die somit ein wesentlich geringeres Volumen für die gleiche Wärmemenge benötigen. Bei ihnen sind meist eine Vielzahl von mit Paraffin gefüllten Behältern in einem Wassertank eingelegt.

Beispielsweise wird in der WO 2009/049847 AI ein Latentwärmespeicher gezeigt, der bei einem einfachen Aufbau ein relativ schnelles Schmelzen des verfestigten Speichermediums sicherstellt. Dazu wird der mit dem Speichermedium befüllte Behälter abschnittsweise von einem ersten und von einem zuschaltbaren zweiten Umwälzkreislauf umgepumpt und solcherart ein schnelles Aufschmelzen des Speichermediums erreicht. DE 20 2009 003 038 Ul zeigt einen Kompakt- Latentwärmespeicher auf Paraffinbasis mit einem Gegenstrom-Flächenwärmetauscher, der schichtweise aufgebaut ist.

Latentwärmetauscher auf Paraffinbasis haben den Nachteil, dass bei der Wärmeentnahme über den eingebauten Wärmetauscher das an dem Wärmetauscher befindliche Paraffin schneller abkühlt bzw. erhärtet, als der Rest im Speicher. Mittels des in DE 20 2009 003 038 Ul vorgesehenen Gegenstrom-Flächenwärmetauschers mit großer Wärmeaustauschfläche wird der beschriebene Effekt des sich rasch abkühlenden Paraffins gemindert.

Weiters ist von Nachteil, dass durch die großen Außenflächen derartige Latentwärmetauscher rasch auskühlen und sich insbesondere in Verbindung mit einem Sonnenkollektor die Spitzen des Sonnenenergieeintrags mit derartigen Latentwärmespeichern nur beschränkt nutzen bzw. puffern lassen.

US 4,313,424 zeigt ein solares Heizungssystem mit einem Latentwärmespeicher, bei dem mehrere jeweils mit Phasenwechselmaterial befüllte Behältnisse aneinandergrenzend angeordnet sind.

Weiters ist aus US 4,402,188 ein Thermo speicherelement bekannt. Ein innerstes Thermo speicherelement, welches mit einem ersten Phasenwechselmaterial befüllt ist, wird dabei auf eine höchste Temperatur erhitzt, ein das innerste Element umgebendes mittleres Thermo speicherelement mit einem zweiten Phasenwechselmaterial wird auf eine mittlere Temperatur erwärmt und ein äußeres Thermo speicherelement, welches die übrigen Elemente umgibt, ist mit einem weiteren Phasenwechselmaterial befüllt, das auf einem niedrigen Temperaturniveau gehalten wird.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Latentwärmespeicher bereitzustellen, der die geschilderten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Besonders vorteilhaft ist ein erfindungs gemäßer Latentwärmespeicher mit einem mit einem Phasenwechselmaterial befüllten Behältnis, wobei ein Wärmetauscher, der mit zumindest einer Energiequelle einen Wärmekreislauf eines Wärmeträgermaterials bildet, das Phasenwechselmaterial durchsetzt, mit zumindest einem weiteren Behältnis versehen, welches mit einem weiteren Phasenwechselmaterial befüllt, von einem Wärmetauscher des Wärmekreislaufs durchsetzt ist. Die einzelnen Behältnisse des erfindungsgemäßen Latentwärmespeichers sind dabei einander schalenförmig umgebend angeordnet.

Durch die schalenförmige sowie einander umgebende Anordnung der Behältnisse des Latentwärmespeichers werden die jeweils mit Phasenwechselmaterialien befüllten Behältnisse besonders effizient gegen unerwünschte Wärmeverluste nach außen hin abgeschirmt. Die mittels einer oder mehrerer Energiequellen den Phasenwechselmaterialien zugeführte Energie wird somit im Latentwärmespeicher besonders wirkungsvoll gespeichert und steht für unterschiedliche Temperierungsaufgaben zur Verfügung.

Die aufgrund der schalenförmigen, einander umgebenden Anordnung der einzelnen Behältnisse besonders kompakte Bauweise des Latentwärmespeichers bietet weitere Vorteile. Von einem erfindungsgemäßen Latentwärmespeicher wird somit bereits auf kleinem Raum bzw. bei einem kleinen Volumen eine sehr hohe Wärmespeicherkapazität erzielt.

Im Rahmen der Erfindung können sämtliche Energiequellen, die in einen mit einem Wärmeträgermaterial befüllten Wärmekreislauf integrierbar sind und zur Erwärmung bzw. Erhitzung des Wärmeträgermaterials dienen, zum Einsatz gelangen. So kommen beispielsweise Hackschnitzelheizungen, Biomassefeuerungen, Solaranlagen oder Industrieanlagen, bei denen Prozessabwärme zur Verfügung steht, als Energiequellen zur Erwärmung eines erfindungsgemäßen Latentwärmespeichers in Frage. Weiters ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass auch Energiequellen, die indirekt, beispielsweise mittels eines zwischengeschalteten Wärmetauschers, mit dem das Phasenwechselmaterial durchsetzenden Wärmekreislauf verbunden sind, zur Erwärmung des Wärmeträgermaterials dienen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist eine Energiequelle, die einen Wärmekreislauf des Latentwärmespeichers durchsetzt, von zumindest einem Sonnenkollektor gebildet.

Selbstredend können auch mehrere Sonnenkollektoren eine Energiequelle zum direkten oder indirekten Erwärmen bzw. Erhitzen eines erfindungsgemäßen Latentwärmespeichers bilden.

Zweckmäßig weisen bei einem Latentwärmespeicher die Phasenwechselmaterialien in den einzelnen Behältnissen jeweils eine unterschiedliche Schmelztemperatur auf. Durch die unterschiedlichen Phasenwechselmaterialien mit jeweils unterschiedlicher Schmelztemperatur kann ein erfindungsgemäßer Latentwärmespeicher besonders viel Wärmeenergie bei kompakten Abmaßen speichern. Wenn als Energiequelle eine Solaranlage mit Sonnenkollektoren zum Einsatz kommt, so können Energiespitzen der Sonneneinstrahlung vom Latentwärmespeicher besonders effektiv gepuffert werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines Latentwärmespeichers nehmen die Schmelztemperaturen der Phasenwechselmaterialien in den einzelnen Behältnissen vom innersten Behältnis nach außen in Strömungsrichtung des Wärmeträgermaterials ab.

Aufgrund der in Strömungsrichtung des Wärmeträgermaterials sinkenden Schmelztemperaturen in den einzelnen Behältnissen wird dem Wärmeträgermaterial ein möglichst hoher Energieinhalt entzogen. Somit wird dem Latentwärmespeicher schnellstmöglich und mit hoher Effizienz die zu speichernde Energie zugeführt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung nehmen bei einem Latentwärmespeicher die Schmelztemperaturen der Phasenwechselmaterialien zwischen in Strömungsrichtung des Wärmekreislaufs aufeinander folgenden Behältnissen jeweils zwischen 0,5°C und 20°C, vorzugsweise zwischen 5°C und 15°C ab.

Durch die abgestuften Schmelztemperaturen der Phasenwechselmaterialien wird erreicht, dass das Wärmeträgermaterial die im Wärmekreislauf gespeicherte Energie mittels der in den einzelnen Behältern vorgesehenen Wärmetauscher möglichst effizient an die jeweiligen Phasenmaterialien abgibt.

Um eine kompakte erfindungs gemäße Vorrichtung zu erhalten, ist in einer Fortbildung der Erfindung vorgesehen, einen Latentwärmespeicher so zu gestalten, dass vorzugsweise die Schmelztemperaturen der Phasenwechselmaterialien vom innersten Behältnis nach außen abnehmen und die Strömungsrichtung des Wärmeträgermaterials im Wärmetauscher vom innersten Behältnis nach außen gerichtet ist.

Vorteilhafterweise weist bei einem Latentwärmespeicher jedes Behältnis einen eigenen Ausgleichsabschnitt auf.

Ein unerwünschtes Überlaufen der Phasenwechselmaterialien aus den einzelnen Behältnissen aufgrund von Volumenschwankungen wird somit vermieden. Zweckmäßig bilden bei einem erfindungsgemäßen Latentwärmespeicher die einzelnen schalenförmig angeordneten Behältnisse an ihrem Halsbereich jeweils einen nach oben offenen Ausgleichsabschnitt.

Es ist bevorzugt, einen Latentwärmespeicher mit zumindest einer, vorzugsweise einer drehzahlgesteuerten, Pumpe im Wärmekreislauf des Wärmeträgermaterials auszuführen.

Vorteilhaft ist ein Latentwärmespeicher durch zumindest einen in den Wärmekreislauf des Wärmeträgermaterials schaltbaren Verbraucher und/oder eine Wärmequelle, insbesondere einen elektrischen Heizkörper, gekennzeichnet.

Beispielsweise kann als zusätzliche Wärmequelle eine Heizpatrone vorgesehen sein, um den Latentwärmespeicher auch dann nutzen zu können, wenn ein als Energiequelle vorgesehener Solarkollektor nicht in Betrieb ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist bei einem erfindungsgemäßen Latentwärmespeicher die zumindest eine Energiequelle aus dem Wärmekreislauf des Wärmeträgermaterials wegschaltbar.

In dieser Ausführung kann beispielsweise eine von einem Sonnenkollektor gebildete Energiequelle bei geringer oder fehlender Sonneneinstrahlung oder während der Nachtstunden aus dem Wärmekreislauf weggeschaltet werden. Eine mögliche unerwünschte Abkühlung des Wärmeträgermaterials wird somit verhindert.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal bietet ein Latentwärmespeicher, der ein weiteres Behältnis mit einem weiteren Wärmeträgermaterial, welches die Behältnisse des Latentwärmespeichers umgibt und Anschlüsse für zumindest einen Verbraucher aufweist, umfasst.

Als weiteres Wärmeträgermaterial dient beispielsweise Wasser. Als Verbraucher können beispielsweise eine Fußbodenheizung, Heizkörper, etc. an den Latentwärmespeicher angeschlossen sein.

Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung möglich, einen oder auch mehrere Latentwärmespeicher in einen mit einem weiteren Wärmeträgermaterial, beispielsweise mit Wasser, befüllten Pufferbehälter zu stellen, um mit den Latentwärmespeichern über eine längere Zeitspanne hinweg das weitere Wärmeträgermaterial zu erwärmen. Somit gelingt es, beispielsweise Prozes sab wärme eines Industrieunternehmens in mehreren erfindungsgemäßen Latentwärmespeichern zentral zu speichern und anschließend die Latentwärmespeicher an unterschiedlichen Orten für Temperierungs- bzw. Heizungsaufgaben zu verwenden. Nach Abgabe der gespeicherten Wärme werden die Latentwärmespeicher vergleichbar mit leeren, wiederaufladbaren Batterien abgeholt und wiederum zur zentralen Ladestelle transportiert und stehen dort erneut für einen Wärmespeicherzyklus zur Verfügung.

Zweckmäßig ist bei einem Latentwärmespeicher zumindest eine, vorzugsweise eine drehzahlgesteuerte, Pumpe für einen weiteren Wärmekreislauf des weiteren Wärmeträgermaterials vorgesehen.

Es ist bevorzugt, einen Latentwärmespeicher mit zumindest einer in den weiteren Wärmekreislauf zusätzlich schaltbaren Wärmequelle, insbesondere einem elektrischen Heizkörper, auszuführen.

Die beispielsweise wasserführende Schicht des weiteren Wärmekreislaufs wird bei fehlendem Sonneneintrag von der zusätzlich schaltbaren Wärmequelle aufgeheizt. Dies kann elektrisch oder mit einer Gastherme, einem Pelletsofen mit Heizeinsatz, oder mit einem Küchenofen mit Heizeinsatz erfolgen. Der Latentwärmespeicher mit seiner äußeren Schicht des weiteren Wärmeträgermaterials kann dabei wie jeder normale Speicher eingesetzt werden.

Vorteilhaft sind bei einem Latentwärmespeicher gemäß der Erfindung die Behältnisse und/oder die Wärmetauscher aus einem wärmeleitfähigen Material hergestellt.

Eine Variante der Erfindung bietet einen Latentwärmespeicher, wobei die Behältnisse mit einem Füllmaterial, beispielsweise einem offenporigen Metallschaum, zumindest teilweise befüllt sind.

Durch das Füllmaterial, das von dem Phasenmaterial getränkt ist, wird die Wärmeleitfähigkeit des Phasenmaterials selbst bzw. die Wärmeleitfähigkeit zwischen den Behältnissen erhöht. Zweckmäßig sind in einer Variante der Erfindung bei einem Latentwärmespeicher die Behältnisse mit einem Versteifungsmaterial, beispielsweise einem Versteifungsmaterial mit einer wabenförmigen Struktur oder einer Fachwerkstruktur, zumindest teilweise befüllt.

Vorteilhaft ist bei einem Latentwärmespeicher an seiner Außenseite eine, vorzugsweise mehrlagige, Wärmeisolierschicht vorgesehen.

In einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung ist bei einem Latentwärmespeicher an seiner Außenseite eine Speicherschicht angeordnet.

Ein solcher mit einer Speicherschicht versehener bzw. ummantelter Latentwärmespeicher kann mit einem Wärmestrahler, beispielsweise einem Infrarot-Strahler, verglichen werden. Die Speicherschicht, die beispielsweise aus Keramik, Glas oder einer weiteren festen Speichermasse besteht, wird durch den Wärmetransport aus dem Innenraum des Latentwärmespeichers an seine mit der Speicherschicht bedeckte Außenfläche erwärmt und strahlt dabei Wärme an die Umgebung ab. Diese Strahlungswärme wird als besonders angenehm empfunden.

Durch den erfindungsgemäßen Latentwärmespeicher werden die bisher aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile von Latentwärmespeichern mit einem Phasenwechselmaterial in Vorteile umgewandelt. Die geringe Wärmeleitfähigkeit des Phasenwechselmaterials ist insofern ein Vorteil, da beispielsweise bei einer Verwendung als Vorrichtung zum Speichern von Sonnenenergie dadurch der Sonneneintrag vieler Tage kumuliert wird und im Inneren des erfindungsgemäßen Latentwärmespeichers stetig Wärme vom inneren Behälter in Richtung zur außen befindlichen, beispielsweise mit Wasser befüllten, Schicht mit dem weiteren Wärmeträgermaterial gelangt. Vorteilhaft funktioniert dabei die äußere, beispielsweise mit Wasser befüllte Schicht des Latentwärmespeichers wie ein herkömmlicher Speicher, der somit in alle derzeit gebräuchlichen Installationssysteme eingebunden werden kann. Der Sonneneintrag findet dabei in seinem Inneren statt und die Entnahme der gespeicherten Energie ist vom Eintrag der Energie abgekoppelt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die jeweils schematischen Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Latentwärmespeichers LI, bei dem mehrere Behälter Bl, B2, B3 zwiebelschalenförmig ineinander geschachtelt angeordnet sind. Die Behälter Bl, B2, B3 sind hier an ihrem oberen, halsförmigen Abschnitt HLl offen ausgeführt. Der innerste Behälter Bl ist mit einem ersten Phasenwechselmaterial PMl befüllt, wobei der Füllstand des Phasen wechselmaterials PMl im Behälter Bl derart gewählt wird, dass am halsförmigen, oben offenen Abschnitt HLl ein Ausgleichsabschnitt BAI frei bleibt. Somit wird verhindert, dass eine Dichte- bzw. Volumenänderung des Phasenwechselmaterials PMl aufgrund eines Temperaturwechsels dazu führt, dass das Phasenwechselmaterial PMl aus dem Behälter B 1 austritt.

Ein den Behälter Bl im Wesentlichen umgebender Behälter B2 ist mit einem zweiten Phasenwechselmaterial PM2 befüllt, wobei der Füllstand des zweiten Phasenwechselmaterials PM2 ebenfalls so eingestellt wird, dass im halsförmigen Abschnitt des Behälters Bl ein Ausgleichsabschnitt BA2 frei von Phasenmaterial PM2 verbleibt und sich das Phasenmaterial PM2 ausdehnen kann, ohne überzulaufen.

Ein weiterer Behälter B3 umgibt wiederum schalenförmig den Behälter B2 an dessen Außenseite. Dieser Behälter B3 ist mit einem dritten Phasenwechselmaterial PM3 befüllt. Auch hier wird der Füllstand des Phasenwechselmaterials PM3 im Behälter B3 so gewählt, dass im halsförmigen, oben offenen Abschnitt ein Ausgleichsabschnitt BA3 des Behälters B3 frei von Phasenwechselmaterial PM3 bleibt.

Die Phasenwechselmaterialien PMl, PM2 sowie PM3 werden so gewählt, dass deren Schmelztemperaturen in den einzelnen Behältnissen, beginnend mit dem Phasenwechselmaterial PMl im innersten Behälter Bl, nach außen hin abnehmen.

Ein Wärmekreislauf Wl eines Wärmeträgermaterials WMl wird von einem Sonnenkollektor Sl, mehreren Wärmetauschern WT1, WT2, WT3 sowie zumindest einem Verbraucher VI gebildet. Das im Sonnenkollektor Sl erhitzte Wärmeträgermaterial WMl, beispielsweise ein Thermoöl, wird dazu von einer Pumpe PI in Strömungsrichtung Rl im Wärmekreislauf Wl umgepumpt. Bei Durchfließen der Leitungen im Sonnenkollektor Sl wird das Wärmeträgermaterial WMl aufgeheizt und gelangt im Wärmekreislauf Wl in einen Abschnitt eines Wärmetauschers WT1, der im Inneren des Behälters Bl angeordnet ist und das Phasenwechselmaterial PMl durchsetzt. Es findet ein Wärmeübergang vom erhitzten Wärmeträgermaterial WMl an das Phasenwechselmaterial PMl statt, das dabei erwärmt wird und dessen Schmelztemperatur so gewählt ist, dass das Phasenwechselmaterial PMl nunmehr im flüssigen Zustand im Behälter Bl vorliegt. Das Wärmeträgermaterial WM1 verlässt nach Durchströmung des Wärmetauschers WT1 diesen wieder und durchströmt daraufhin einen im Wärmekreislauf nachfolgend angeordneten Wärmetauscher WT2, der im Inneren des Behälters B2 angeordnet ist und das Phasenwechselmaterial PM2 durchsetzt.

Bei Durchströmen des Wärmetauschers WT2 in Strömungsrichtung Rl findet erneut ein Wärmeübergang vom Wärmeträgermaterial WM1 an das Phasenwechselmaterial PM2 statt, das dabei erwärmt wird und dessen Schmelztemperatur so gewählt ist, dass auch das Phasenwechselmaterial PM2 geschmolzen wird und im flüssigen Zustand im Behälter B2 vorliegt.

Selbiges gilt auch für die Durchströmung des folgenden Wärmetauschers WT3, der im Inneren des dritten Behälters B3 angeordnet ist und das darin befindliche Phasenwechselmaterial PM3 durchsetzt. Bei Durchströmung des Wärmetauschers WT3 wird abermals dem Wärmeträgermaterial WM1 Wärme entzogen und an das Phasenwechselmaterial PM3 abgegeben, welches dabei erwärmt wird und schmilzt.

Es ist denkbar, bei einem erfindungsgemäßen Latentwärmespeicher LI zahlreiche weitere Behälter jeweils schalenförmig ineinander geschachtelt vorzusehen und diese ebenfalls jeweils mit einem Phasenwechselmaterial mit unterschiedlicher Schmelztemperatur zu befüllen. Wesentlich dabei ist, dass die Schmelztemperaturen der Phasenwechselmaterialien in Strömungsrichtung des Wärmeträgermaterials jeweils abnehmen.

Solcherart wird erreicht, dass ein erfindungs gemäßer Latentwärmespeicher LI mit besonders kompakten Abmessungen eine sehr hohe Wärmespeicherkapazität aufweist und solare Energie über mehrere Tage speichert bzw. puffert. Dabei ist die vergleichsweise geringe Wärmeleitfähigkeit von Phasenwechselmaterialien insofern von Vorteil, da dadurch der Sonneneintrag vieler Tage kumulativ stattfindet und stetig Wärme vom inneren Behälter B 1 an die weiter außen angeordneten Behälter des Latentwärmespeichers LI gelangt.

Der äußerste Behälter B3, der mit einem Phasenwechselmaterial PM3 befüllt ist und sich im Wärmekreislauf Wl befindet, wird an seiner Außenseite von einem weiteren Behälter B9 umgeben, der mit einem weiteren Wärmeträgermaterial WM9 befüllt ist. Als weiteres Wärmeträgermaterial WM9 wird beispielsweise Wasser verwendet. Das Wärmeträgermaterial WM9 wird in einem eigenen, vom Wärmekreislauf Wl unabhängigen Wärmekreislauf W9 umgewälzt. Dazu ist beispielsweise eine Pumpe P3 vorgesehen, die das Wärmeträgermaterial WM9 in Strömungsrichtung R9 einem Verbraucher V2 zuführt. Weitere Verbraucher V3, V4 sind ebenfalls im Wärmekreislauf W9 vorgesehen. Pumpen, die allenfalls auch zur Versorgung der Verbraucher V3, V4 mit Wärmeträgermaterial WM9 erforderlich sein können, sind in Fig. 1 nicht dargestellt.

Weiters ist im Wärmekreislauf W9 eine Wärmequelle Q2 vorgesehen, die zur Erwärmung des Wärmeträgermaterials WM9 dient, sollte der Sonnenkollektor Sl während einer längeren Zeitdauer mit fehlendem Sonneneintrag zu wenig Wärme dem Latentwärmespeicher LI zuführen können. In diesem Fall kann der Sonnenkollektor Sl mittels einer Bypassschaltung auch vom Wärmekreislauf Wl abgekoppelt werden. Als Wärmequelle Q2 können beispielsweise eine elektrische Zusatzbeheizung oder eine Gastherme, ein Pelletsofen mit einem Heizeinsatz, oder ein Küchenofen mit Heizeinsatz eingesetzt werden. Zum Umwälzen der von der Wärmequelle Q2 eingetragenen Energie in Strömungsrichtung R9 ist eine Pumpe P4 vorgesehen. Der erfindungsgemäße Latentwärmespeicher LI kann somit mit seiner äußeren, mit dem weiteren Wärmeträgermaterial WM9 befüllten Schicht wie ein aus dem Stand der Technik bekannter Warmwasserspeicher eingesetzt werden.

An der Außenseite des Latentwärmespeichers LI ist eine mehrschichtige Isolierung vorgesehen, die drei Isolierschichten II, 12 sowie 13 umfasst. Auch der Halsabschnitt HL1 des Latentwärmespeichers LI ist mit einer Isolierung II versehen.

Zur besseren Übersicht sind in Fig. 1 Versteifungsmaterialien oder Füllmaterialien im Inneren der Behälter Bl bis B3 nicht dargestellt. Weiters können zum Betrieb des in Fig. 1 schematisch dargestellten Latentwärmespeichers LI weitere Ventile, Armaturen oder Regelungseinrichtungen erforderlich sein, die ebenfalls der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt sind.

Die folgenden Fig. 2A bis 2C zeigen jeweils in einer Schnittansicht ein Detail eines Latentwärmespeichers LI.

In Fig. 2 ist in einer Schnittansicht ein Latentwärmespeicher LI gezeigt, der von mehreren Energiequellen EQ1, EQ2 sowie EQ3 beheizt wird. Die beiden Energiequellen EQ1 und EQ2 befinden sich dazu direkt im mit Wärmeträgermaterial WMl befüllten Wärmekreislauf Wl, der die mit Phasenwechselmaterial PM1, PM2 bzw. PM3 befüllten Behältnisse Bl, B2 sowie B3 durchsetzt. Die Energiequelle EQ1 wird beispielhaft von einer Sammelstelle für Prozessabwärme eines Industriebetriebs gebildet, die Energiequelle EQ2 ist hier eine Biomasse-Feuerung. Die weitere Energiequelle EQ 3 ist in Fig. 2 eine Solaranlage mit mehreren Sonnenkollektoren, die in einem weiteren, separaten Wärmekreislauf W10 umfassend eine Pumpe P10, ein Wärmeträgermaterial WM 10, beispielsweise Wasser, sowie einen Wärmetauscher WT10 angeordnet sind. Abwärme der Sonnenkollektoren gelangt mittels Wärmeträgermaterial WM 10 zum Wärmetauscher WT10 und geht als Wärmeenergie in das Wärmeträgermaterial WM1 des Wärmekreislaufs Wl über. Somit wird der Wärmekreislauf Wl von den beiden Energiequellen EQl und EQ2 jeweils direkt, von der Energiequelle EQ3 indirekt erwärmt.

In Fig. 3 ist ein Detail eines Latentwärmespeichers LI mit einem Versteifungsmaterial VM dargestellt, das hier als wabenförmiges Versteifungsmaterial VM1 ausgeführt zur Versteifung des Latentwärmespeichers dient und beispielsweise im Behälter B2 vorgesehen ist. Das wabenförmige Versteifungsmaterial VM1 ist im Behälter B2 dabei vom Phasenwechselmaterial PM2 umgeben bzw. wird von diesem durchströmt. Das wabenförmige Versteifungsmaterial VM1 ist aus einem wärmeleitfähigen Material hergestellt und verbessert daher die Wärmeleitfähigkeit zwischen den benachbarten Behältern Bl und B2 bzw. die Wärmeleitfähigkeit innerhalb des Phasenwechselmaterials PM2.

Fig. 4 zeigt ein Detail einer weiteren Ausführungsvariante des Behälters B2, der mit einem Versteifungsmaterial VM, das hier als Versteifungsmaterial mit einer Fachwerkstruktur VM2 ausgeführt ist, zumindest teilweise befüllt ist.

In Fig. 5 ist der Behälter B2 teilweise mit einem Füllmaterial FM befüllt, das hier beispielsweise als ein Metallschaum ausgeführt ebenfalls vom Phasenwechselmaterial PM2 durchdrungen ist und die Wärmeleitfähigkeit zwischen den benachbarten Behältern Bl und B2 erhöht.

Das Füllmaterial und/oder das Versteifungsmaterial können in einem oder in mehreren Behältern vorgesehen sein. Auch Ausführungsformen mit Kombinationen aus einem Füllmaterial und einem Versteifungsmaterial, welche in einem oder mehreren Behältern eines erfindungsgemäßen Latentwärmespeichers vorgesehen sind und neben der Erhöhung der Steifigkeit des Speichers auch eine Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit bewirken, sind von der Erfindung mit umfasst.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Latentwärmespeichers Ll.l. Abweichend von der in den Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform ist der Latentwärmespeicher Ll. l ohne eine Außenisolierung sowie ohne einen beispielsweise mit Wasser befüllten äußersten Behälter B9 ausgeführt.

In Fig. 6 sind zwei an sich baugleiche Latentwärmespeicher Ll. l dargestellt, die beide gemeinsam in ein mit einem weiteren Wärmeträgermaterial WM 11 gefülltes Pufferbecken PB11 getaucht sind. Die beiden Latentwärmespeicher Ll.l dienen hier als mobile Wärmespeicher, die an einem anderen Ort an eine hier nicht dargestellte Energiequelle angeschlossen und mit Überschussenergie, beispielsweise mit Prozessabwärme, aufgeladen werden. Die mit Wärmeträgermaterial befüllten Wärmetauscherleitungen sind mit Ventilen VE ausgerüstet und können an eine oder mehrere Energiequellen an- bzw. abgeschlossen werden.

Die in den Latentwärmespeichern Ll. l dabei gespeicherte Wärme wird im Pufferbecken PB11 an das Wärmeträgermaterial WM11, beispielsweise Wasser, abgegeben. Ein Wärmekreislauf Wl l ist dazu mit einer Pumpe Pl l, welche für eine Umwälzung des Wärmeträgermaterials WM 11 in Strömungsrichtung RH sorgt, versehen. Die von den Latentwärmespeichern Ll.l freigesetzte Wärme gelangt so zu einem Verbraucher Vl l, beispielsweise einer Warmwasserheizung eines Gebäudes. Die Latentwärmespeicher Ll.l werden, nachdem die gespeicherte Wärmeenergie abgegeben ist, dem Pufferbecken PB11 wieder entnommen und zur Wiederaufladung mit Überschussenergie zu den entsprechenden Energiequellen zurückgebracht. Somit können Latentwärmespeicher Ll. l vergleichbar mit wiederaufladbaren Batterien für unterschiedlichste Wärmespeicheraufgaben verwendet werden.

Fig. 7 stellt in einer Schnittansicht von der Seite eine weitere erfindungsgemäße Ausführung eines Latentwärmespeichers LI.2 dar. Der Latentwärmespeicher LI.2 ist etwa vergleichbar mit der in Fig. 6 gezeigten Ausführung ebenfalls aus drei schalenförmig einander umgebenden Behältnissen Bl, B2 und B3 aufgebaut. Die Behältnisse Bl, B2 sowie B3 sind dabei jeweils mit unterschiedlichen Phasenwechselmaterialien PM1, PM2 sowie PM3 befüllt. Die mit Wärmeträgermaterial WMl befüllten Wärmetauscher sind mit Ventilen VE mittels hier nicht dargestellter Verbindungsleitungen an zumindest eine Energiequelle, beispielsweise einen Sonnenkollektor angeschlossen. Im Unterschied zu den in Fig. 6 dargestellten Latentwärmespeichern ist der Latentwärmespeicher LI.2 an seiner Außenseite mit einer eine Speichermasse bildenden Speicherschicht SP bedeckt. Die hier gezeigte Speicherschicht SP ist aus keramischen Fliesen gefertigt. Somit gibt der Latentwärmespeicher LI .2 vergleichbar mit einem Kachelofen Strahlungswärme an seine Umgebung ab, was besonders angenehm zur Raumbeheizung empfunden wird. Liste der Positionsnummern:

LI Latentwärmespeicher

AN1, AN2, AN3 Anschluss

B1, B2, B3, ..., B9 l.bzw. 2., 3., ... 9. Behältnis

BAI, BA2, BA3 Ausgleichsabschnitt des 1. bzw. 2., 3. Behältnisses EQ1, EQ2, EQ3 Energiequelle

FM Füllmaterial

HL1 Halsabschnitt

II, 12, 13 Isolierschicht

P1, P2, P3, ..., P11 Pumpe

PB11 Pufferbecken

PM1, PM2, PM3 1. bzw. 2., 3. Phasenwechselmaterial

Q1, Q2 Wärmequelle

Rl, R9, RIO, RH Strömungsrichtung(en) der Wärmeträgermaterialien

Sl S onnenkollektor

SP Speicherschicht

VI, V2, V3, ..., Vl l Verbraucher

VE Ventil

VM Versteifungsmaterial

VM1 1. Versteifungsmaterial (wabenförmig)

VM2 2. Versteifungsmaterial (Fachwerkstruktur)

Wl, W9, W10, Wl l Wärmekreislauf

WM1, WM9, WM10 Wärmeträgermaterial

WM11 weiteres Wärmeträgermaterial

WT1, WT2, WT3 1. bzw. 2., 3. Wärmetauscher

WT9 weiterer Wärmetauscher