Wärmespeicher

Question 1

Benennen Sie 4 Aufgaben von Wärmespeichern!

Answer 1

1. Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch von Wärme sowohl in der industriellen Wärmeerzeugung als auch in der Abwärmenutzung
2. Deckung des Spitzenlastbedarfs im Betrieb des Wärmeerzeugers
3. Deckung von Minimallasten bei abgeschaltetem Wärmeerzeuger
4. Wärmesenke bei stromorientierter Fahrweise von KWK-Anlagen

Question 2

Definieren Sie die Begriffe Speicherperiode und Speicherzyklus!

Answer 2

- Speicherperiode

• Zeitraum zwischen Be- und Entladevorgang

- Speicherzyklus

• Summe aus Beladungs-, Stillstands- und Entladungszeit

Question 3

Definieren Sie den Begriff Nutzungsgrad und nennen Sie 4 Einflussgrößen für den Wärmespeicher!

Answer 3

- Verhältnis von gespeicherter nutzbarer Energie und der dem Speicher zugeführten Energie

• η = 𝑄_{𝐸𝑛𝑡𝑙𝑎𝑑𝑒𝑛} / 𝑄_{𝐵𝑒𝑙𝑎𝑑𝑒𝑛}

- Einflussgrößen

• Oberfläche des Speichers
• Dämmmaterial
• Dämmstärke
• Temperaturdifferenzen zwischen Speichermedium und Umgebung

Question 4

Welche zwei generellen Methoden der Speicherung thermischer Energie werden angewandt?

Answer 4

- integrierte Speicherung sensibler (fühlbarer) Wärme in der Regel direkt in dem Netz

• Verwendung des selben Mediums

- Speicherung in separaten Anlagen mit speziellen Materialien

• Speicherung latenter Wärme
• Adsorption/Absorption an/in dem Speichermaterial

Question 5

Was sind Wärmespeicher?

Answer 5

- Speicher für thermische Energie

Question 6

Nennen Sie ein Beispiel für einen Kurzzeitspeicher! Aus welchen Materialien bestehen diese zumeist?

Answer 6

- Hochtemperaturspeicher

- bestehen in der Regel aus keramischen Verbindungen.

Question 7

In welche zwei Kategorien werden Wärmespeicher eingeteilt? Nennen Sie jeweils mindestens zwei Beispiele!

Answer 7

- Einteilung nach der Bauweise

• drucklose Fernwärmespeicher (bis max. 100 °C betreibbar)
• Druckspeicher (mit über 100 °C und bis ca. 150 °C betreibbar)

- Einteilung nach der Speichermethode

• sensible Wärmespeicher (verändern fühlbare Temperatur)
• Latentwärmespeicher (verändern Aggregatzustand)
• thermochemische Speicher oder Sorptionsspeicher (speichern Wärme von endo- und exothermen Reaktionen)

Question 8

Welche zwei nach ihrer Speicherzeit bezeichneten Speicherarten gibt es? Wie lange speichern sie thermische Energie?

Answer 8

- Langzeitspeicher

• Speicherzeit: einige Tage bis einige Wochen
• können auch saisonale Wärmespeicher sein

- Kurzzeitspeicher

• Speicherzeit: einige Tage
• hohe Temperaturwechselbeständigkeit

Question 9

Welche 5 wesentlichen Kennwerte von Wärmespeichern sind Ihnen bekannt?

Answer 9

1. Nutzungsgrad
2. Maximale Beschickungstemperatur
3. Durchführbare Speicherzyklen
4. Maximale Wärmespeicherkapazität
5. Spezifische Speicherfähigkeit (Energiespeicherdichte)

Question 10

Geben Sie 5 Beispiele für Langzeitspeicher an!

Answer 10

1. Heißwasser-Wärmespeicher (gedämmter Behälter mit H2O)
2. Kies/Wasser-Wärmespeicher (gedämmter Behälter mit Kies/WasserGemisch)
3. Erdsonden-Wärmespeicher (Boden wird bis zu 100 m Tiefe erwärmt)
4. Aquifer-Wärmespeicher (Grundwasser und Erde wird erwärmt, funktioniert nur mit stehenden Grundwasser)
5. thermochemische und Latent-Wärmespeicher