Heizungsanlage mit einem elektrisch aufheizbaren Wärmespeicher
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizungsanlage mit einem elektrisch aufheizbaren Wärmespeicher, der einen Kern aus einem wärmespeichernden Material aufweist, welcher durch wenigstens ein Siederohr für ein Wärmetransportmedium und durch elektrische Heizelemente durchzogen ist.
Bei derartigen Heizungsanlagen wird ein Körper aus wärmespeicherndem Material vorwiegend mittels der während den Nachtstunden anfallenden, billigen elektrischen Energie aufgeheizt. Die gespeicherte Wärme kann nun bei Bedarf mittels eines in einem Siederohr, das im Körper aus wärmespeicherndem Material angeordnet ist, fliessendem Wärmetransportmedium entnommen und einem Verbraucher oder einem Wärmeaustauscher zugeführt werden. Bei plötzlichem Ansteigen des Bedarfes an Wärmeenergie sollte das Wärmetransportmedium in der Lage sein, dem Wärmespeicher die erforderliche Wärmemenge rasch entziehen zu können.
Die bekannten Heizungsanlagen waren dazu aber nur in der Lage, wenn ihr Wärmespeicherkörper entsprechend überdimensioniert war.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Heizungsanlage mit einem elektrisch aufheizbaren Wärmespeicher zu schaffen, welche es erlaubt, dem Wärmespeicher rasch grosse Wärmemengen entziehen zu können, ohne dass deswegen dieser Wärmespeicher überdimensioniert zu werden braucht.
Dieser Zweck wird mit der eingangs erwähnten Heizungsanlage erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Siederohr ein Rippenrohr ist, dessen Rippen bis an die Rippenwurzel satt an das wärmespeichernde Material anliegen, wobei die Heizelemente zum grössten Teil in dem zwischen den Rippen befindlichen wärmespeichernden Material verlaufen.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher er läutert.
Die Figur zeigt einen Querschnitt durch den Kern aus wärmespeicherndem Material einer Heizungsanlage.
Der Kern 1 aus einem geeigneten wärmespeichernden Material, vorzugsweise Gusseisen, ist zylindrisch ausgebildet und aus mehreren Blöcken la mit kreissegmentförmigem Querschnitt zusammengesetzt. Die Blöcke la sind derart ausgebildet, dass jeweils zwei aneinander anliegende Blöcke ein Heizelement, bzw. eine Längsrippe zwischen sich aufnehmen. In der Mitte des Kernes 1 verläuft koaxial zu diesem ein Siederohr 2, in welchem ein geeignetes Wärmetransportmedium, z.B.
Wasser, fliesst. Das Siederohr 2 weist an seinem Umfang angeordnete, sich radial nach aussen erstreckende Längsrippen 3 auf, welche vollständig im Kern aus wärmespeicherndem Material eingebettet sind.
Zwischen den Rippen 3 sind Heizstäbe 4 angeordnet, welche parallel zum Siederohr 2 im Kern 1 verlaufen.
Der Kern 1 ist von einem Isolationsmantel 5 umgeben, der eine unerwünschte Wärmeabstrahlung verhindern soll.
Die Ausnehmungen in den Blöcken la, in die die Rippen 3 bzw. die Heizstäbe 4 zu liegen kommen, können z. B. mit einem Metall ausgekleidet werden, um den Wärmeübergang zu verbessern.
Anstelle eines wie in der Figur dargestellten einzigen Siederohres 2 können mehrere, zueinander parallel verlaufende Rippenrohre im Kern angeordnet werden.
Der Kern 1 wird mittels der Heizstäbe 4 aufgeheizt. Zum Aufheizen benützt man vorteilhafterweise den relativ billigen, in den Nachtstunden anfallenden Strom. Hat der Kern 1 seine Endtemperatur erreicht, so werden die Heizstäbe durch eine nicht gezeigte, bekannte Schaltung ausgeschaltet. Will man die im Kern 1 gespeicherte Wärmemenge dem Kern entnehmen, so wird das Wärmetransportmedium, z. B. Wasser, durch das Siederohr geführt, wo es je nach Temperatur des Kernes 1 entweder erhitzt oder verdampft wird.
Das erhitzte Wasser bzw. der Dampf wird anschliessend einem Verbraucher oder einem Wärmeaustauscher zugeführt, wo dem Wärmetransportmedium die vom Kern zugeführte Wärme wieder entzogen wird
Durch die Anordnung von Rippen 3 am Siederohr 2, welche ganz vom wärmespeichernden Material umgeben sind, wird die Wärmeabgabe vom Kern an das Siederohr und damit an das Wärmetransportmedium verbessert. Dadurch wird es möglich, dem Kern 1 bei Bedarf schlagartig grössere Wärmemengen entziehen zu können.
Der Kern 1 kann anstatt wie beschrieben aus Blöcken mit kreissegmentförmigem Querschnitt aus aufeinander geschichteten zylindrischen Blöcken aufgebaut werden, in denen -dem Siederohr und den Heizstä- ben entsprechende Aussparungen vorgesehen sind.
Anstelle von Längsrippen können auch sich am Umfang des Siederohres erstreckende Radialrippen vorgesehen werden, wobei die Heizelemente entspre- chend geführt zu werden brauchen.
Heating system with an electrically heatable heat storage
The present invention relates to a heating system with an electrically heatable heat accumulator, which has a core made of a heat-storing material, which is traversed by at least one boiler pipe for a heat transport medium and by electrical heating elements.
In such heating systems, a body made of heat-storing material is heated up primarily by means of the cheap electrical energy that accumulates during the night. The stored heat can now, if required, be removed by means of a heat transport medium flowing in a boiler tube which is arranged in the body made of heat-storing material and fed to a consumer or a heat exchanger. In the event of a sudden increase in the demand for thermal energy, the heat transport medium should be able to quickly extract the required amount of heat from the heat accumulator.
The known heating systems were only able to do this if their heat storage body was correspondingly oversized.
The aim of the present invention is to create a heating system with an electrically heatable heat storage device, which allows large amounts of heat to be withdrawn from the heat storage device quickly without this heat storage device having to be overdimensioned.
This purpose is achieved according to the invention with the heating system mentioned at the beginning in that the boiler pipe is a finned pipe, the ribs of which lie fully against the heat-storing material up to the rib root, the heating elements for the most part running in the heat-storing material located between the ribs.
In the following an embodiment of the subject invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
The figure shows a cross section through the core made of heat-storing material of a heating system.
The core 1 made of a suitable heat-storing material, preferably cast iron, is cylindrical and is composed of several blocks la with a circular segment-shaped cross section. The blocks 1 a are designed in such a way that in each case two blocks resting against one another receive a heating element or a longitudinal rib between them. In the middle of the core 1, a boiler pipe 2 runs coaxially to it, in which a suitable heat transport medium, e.g.
Water flows. The boiler pipe 2 has longitudinal ribs 3 which are arranged on its circumference and extend radially outward and which are completely embedded in the core made of heat-storing material.
Heating rods 4 are arranged between the ribs 3 and run parallel to the boiler pipe 2 in the core 1.
The core 1 is surrounded by an insulating jacket 5 which is intended to prevent undesired heat radiation.
The recesses in the blocks la, in which the ribs 3 and the heating rods 4 come to rest, can, for. B. be lined with a metal to improve heat transfer.
Instead of a single boiler tube 2 as shown in the figure, several finned tubes running parallel to one another can be arranged in the core.
The core 1 is heated by means of the heating rods 4. The relatively cheap electricity that occurs during the night is advantageously used for heating. When the core 1 has reached its final temperature, the heating rods are switched off by a known circuit, not shown. If you want to remove the amount of heat stored in the core 1 from the core, the heat transport medium, for. B. water, passed through the boiler pipe, where it is either heated or evaporated depending on the temperature of the core 1.
The heated water or steam is then fed to a consumer or a heat exchanger, where the heat supplied by the core is withdrawn from the heat transfer medium
The arrangement of ribs 3 on the boiler pipe 2, which are completely surrounded by the heat-storing material, improves the heat transfer from the core to the boiler pipe and thus to the heat transport medium. This makes it possible to suddenly withdraw larger amounts of heat from the core 1 if necessary.
The core 1 can instead be constructed from blocks with a circular segment-shaped cross section from cylindrical blocks stacked on top of one another, in which recesses are provided corresponding to the boiler pipe and the heating rods.
Instead of longitudinal ribs, radial ribs extending around the circumference of the boiler pipe can also be provided, the heating elements having to be guided accordingly.