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Anlagen mit elektrischen Wärmespeichern zur Erwärmung von Wasser, Öl usw., insbesondere für Zentralheizungen sind bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt. So ist es bekannt, aus Wärmespeichersteinen aufgebaute Blockspeicher zu verwenden, die mit Luftkanälen versehen sind, durch welche mittels eines Gebläses über einen Wärmetauscher Luft in einem geschlossenen Kreislauf geleitet wird. Hiedurch wird der Speicher entladen und das den Wärmetauscher durchfliessende Medium, meist Wasser, erwärmt. Mit Anlagen dieser Art kann die in den Nachtstunden billige elektrische Energie verwertet werden, indem der Speicher tagsüber entladen wird.
Um eine möglichst gute Anpassung an den wechselnden Wärmebedarf der Verbraucher und die gegebenen Witterungsverhältnisse zu erreichen, werden Regeleinrichtungen für die Aufladung des Wärmespeichers verwendet, welche die Aussentemperatur berücksichtigen und in Abhängigkeit von der Speicherrestwärme den Beginn der Aufladezeit verschieben. Weiters ist es bekannt, die Entladung eines Elektrowärmespeichers zur Erzielung einer bestimmten Verbrauchertemperatur zu regeln, z. B. durch Verändern des Luftdurchsatzes durch den Speicher mittels eines steuerbaren Bypasses.
Als ein Nachteil tritt bei Anlagen für Zentralheizungen, die zum Wärmetransport Wasser benutzen, die hohe Speicherkerntemperatur auf, welche eine sehr hohe Lufttemperatur zur Folge hat, die ein Verdampfen des Wassers im Wärmeaustascher bewirken kann. Um dies zu vermeiden, ist es auch schon bekannt, die im Speicher zirkulierende Luft nach Bedarf über einen Bypass zu leiten, wo sie nicht oder nur wenig erwärmt wird. Eine solche Anlage ist z. B. in der Schweizer Patentschrift Nr. 474726 beschrieben.
Die darin beschriebene und schematisch dargestellte Anordnung zeigt auch die wesentlichen bekannten Merkmale einer Aufladeregelung des Speichers in Abhängigkeit von der Aussentemperatur, ohne jedoch nähere Einzelheiten der Konstruktion des Speichers samt zugehörigen Aggregaten erkennen zu lassen.
Es ist ferner bekannt, elektrische Blockspeicher für derartige Anlagen mit horizontalen Luftkanälen und darin untergebrachten elektrischen Heizelementen zu versehen, wobei die horizontalen Kanäle in vertikale Sammelkanäle münden, die an den Seiten des Speicherblockes liegen. Eine solche Ausführung zeigt z. B. die deutsche Offenlegungsschrift Nr. 1911404. Hier sind Wärmetauscher und Gebläse für sich getrennt angeordnet, der Wärmetauscher unter dem Speicherblock und das Gebläse seitlich davon.
Die Erfindung vereinigt eine Anzahl an sich bekannter Merkmale, die bisher nicht kombiniert wurden und schafft durch zusätzliche konstruktive Massnahmen eine neue vorteilhafte Bauart, welche gegenüber den bekannten Ausführungen besonders durch die Einfachheit und Geschlossenheit des Aufbaues sowie die leichte Montierbarkeit hervorsticht und die dennoch grosse Betriebssicherheit mit sehr guter Regelbarkeit und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Bedingungen in sich vereinigt.
Demnach betrifft die Erfindung eine Wärmespeicheranlage zur Erwärmung eines wärmetransportierenden Mediums, insbesondere Wasser, welche Anlage einen elektrisch beheizten Speicherblock mit horizontal angeordneten Luftkanälen und darin untergebrachten Heizelementen aufweist, wobei die Luftkanäle in vertikale Luftsammelkanäle münden, die an den Seiten des Speicherblockes liegen und mit einem Gebläse über einen Wärmetauscher in Verbindung stehen und zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass das Gebläse mit dem Wärmetauscher in einem Raum unter dem Speicherblock zu einer konstruktiven Einheit verbunden sind und Teil eines in sich geschlossenen Luftkreislaufes ist, welcher neben den genannten Luftkanälen noch einen Bypass an der Unterseite des Speicherblockes aufweist.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der Raum unter dem Speicherblock, der die konstruktive Einheit aus Gebläse und Wärmetauscher enthält, nach oben durch eine auf einer Profileisenkonstruktion sitzende Platte abgeschlossen, die einen Teil der Wandung des Bypasses bildet und den Speicherblock trägt, wobei sie gegen diesen selbst durch isolierende Mittel thermisch abgeschirmt ist.
Der Bypass gestattet es in an sich bekannter Weise die Wärmeentnahme aus dem Speicher nach Wunsch zu regeln. Hiezu ist erfindungsgemäss sowohl in der Zuleitung zum Bypass als auch zu der vertikalen Luftsammelleitung des Speichers, die am Ausgang des Gebläses angeschlossen ist, je eine Regelklappe vorgesehen.
Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden diese Regelklappen selbsttätig und gegenläufig in Abhängigkeit von der Temperatur im Vorlauf des sekundären Wärmetransportmittels (Wasser) gesteuert, so dass diese einen einstellbaren Wert beibehält.
Die erfindungsgemäss das Gebläse und Wärmetauscher beinhaltende konstruktive Einheit weist noch verbindende Rohrteile und Anschlussstutzen zur Verbindung mit dem Kanalsystem des Speichers auf. Der an den Wärmetauscher anschliessende Anschlussstutzen enthält eine Absperrklappe für den Stillstand der Anlage und eine Überdruckklappe für das Anfahren, damit dem Gebläse zu Anfang genügend Luft zugeführt wird. Der an das Gebläse anschliessende Rohrstutzen ist erfindungsgemäss verzweigt. Der eine Zweig mündet in den Bypass und der andere in den vertikalen Luftkanal, der vom Gebläse angespeist wird. In jedem der beiden Zweige ist eine der oben erwähnten Regelklappen angeordnet, welche gegenläufig bewegbar sind.
Der Speicherblock besitzt in einer bevorzugten Ausführung eine Aufladeregelung, die in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von der Aussentemperatur arbeitet und den Ladebeginn abhängig von der Speicherrestwärme verschiebt. Ausserdem sind am Speicherblock, d. h. in dessen Isolierung Sicherheitsthermostaten (Kapillarthermostaten) eingebaut, wobei ein Thermostat bei Überschreiten einer einstellbaren
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Maximaltemperatur die Aufladung unterbricht und der zweite Thermostat die automatische Regelung freigibt.
Zwei weitere Sicherheitsthermostaten im Heissluftein- und Austritt steuern über ein Relais das Gebläse, so dass bei Über-oder Unterschreitung einer gewissen Temperatur die Anlage abgeschaltet wird und ein Störsignal gegeben wird.
Im Falle der Verwendung mehrerer Speicherblöcke erfolgt die Aufladung mit einer gemeinsamen Aufladeregelung, wobei die Speicherblöcke parallel daran liegen. Ebenso erfolgt die Entladeregelung parallel mittels entsprechender Balanderelais je nach Wärmebedarf.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im folgenden an Hand der Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäss aufgebauten Speicherblock mit Gebläse und Wärmeaustauscher, die Fig. 2 einen Querschnitt der Fig. 1.
In den Zeichnungen bezeichnet--l--das Blechgehäuse und den Deckel des Speichers, der aus Steinen (vorzugsweise Magnesitsteinen)--3, 4, 4'und 6-aufgebaut ist und nach den Seiten und nach oben durch Isolierungen--2--abgeschirmt ist. Eine Isolierschicht --14-- liegt an der Unterseite des Speichers
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abgewinkelte Rohrstutzen--12 und 18--vorgesehen sind. Der Rohrstutzen --18-- weist eine Unterdruckklappe --19-- auf, die sich beim Anfahren öffnet. In dem nach oben weisen Teil des Rohrstutzens --18-- ist eine Absperrklappe -9- untergebracht. Der andere Rohrstutzen--12--ist in zwei Arme - 20 und 21--verzweigt, deren jeder eine Regelklappe--10 bzw. 11 enthält, die gegenläufig durch einen Stellmotor (nicht dargestellt) bewegbar sind.
Wenn die eine ganz geöffnet ist, ist die andere ganz geschlossen.
Der Rohrstutzen --21-- stellt die Verbindung des Gebläses zum vertikalen Lufteinspeisungskanal-7'--her und der Rohrstutzen--20--zum Bypass. In den horizontalen Luftkanälen des Speichers liegen die Heizelemente--13--, die hier als U-förmige Rohrheizelemente ausgeführt sind. Sie können nach rechts bei geöffnetem Schaltkasten--22--herausgenommen werden.
Aus der Fig. 2, welche einen Querschnitt der Fig. 1 zeigt, ist zu entnehmen, dass die Luftkanäle -5- in Reihen übereinander angeordnet sind und durch die Speichersteine gebildet werden, wobei die senkrecht stehenden (oder hochkantigen) Steine mit--4 und 4'--bezeichnet sind und die als Zwischenlagen dienenden flach liegenden Steine mit--6--. Es ist ferner ersichtlich, dass der Bypass bei der vorliegenden
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den Rohrstutzen -12- angeschlossen sind.
Erfindungsgemäss ist ferner das elektromotorisch angetriebene Gebläse schwingungsgedämpft am Boden gelagert, auf dem das Traggerüst des Speicherblockes steht und die Verbindung des Gebläsegehäuses mit den anschliessenden Teilen wie einerseits die Luftzuführung--23--zum Wärmetauscher--17--und anderseits der gekrümmte Rohrstutzen--12--ist durch schwingungsabsorbierende Mittel bewerkstelligt. Diese können z. B. als Ziehharmonikaartige Bälge ausgebildet sein. Sie sind mit --24-- bezeichnet. Auf diese Weise können keine (geräuschbildenden) Schwingungen auf das Traggestell des Speichers und auf den Speicher selbst übertragen werden.
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--22-- herausnehmbarLuftsammelkanal --7'-- und die äussere Isolation--2--.
Die dargestellte Anordnung der Heizelemente eignet sich auch zur Direktbeheizung der Luft bei kaltem Speicher. Es wäre denkbar, den gemäss Fig. 1 geschlossenen Luftkreislauf mit Luftein- und Austrittsöffnungen zum umgebenden Raum zu versehen, um diesen direkt aufheizen zu können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wärmespeicheranlage zur Erwärmung eines wärmetransportierenden Mediums, insbesondere Wasser, welche Anlage einen elektrisch beheizten Speicherblock mit horizontal angeordneten Luftkanälen und darin untergebrachten Heizelementen aufweist, wobei diese Luftkanäle in vertikale Sammelkanäle münden, die an den Seiten des Speicherblockes liegen und mit einem Gebläse über einen Wärmetauscher in Verbindung stehen,
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