DD159200A1 - Elektrowaermespeicher mit feststoffspeicherkern und dynamischer entladung zur waermeversorgung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektrowaermespeicher mit Feststoffspeicherkern und dynamischer Entladung zur Speicherung von Elektrowaerme und geregelter Abgabe derselben. Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Elektrowaermespeichers mit Feststoffspeicherkern und dynamischer Entladung bei rechteckiger oder quadratischer Grundflaeche mit wesentlich reduziertem spezifischem Speichermasseneinsatz durch thermisch angepasste und gestaffelte Isoliermedienanordnung. Mit der Erfindung wird die Aufgabe geloest, Elektrowaermespeicher mit Feststoffspeicherkern in ihrem Volumen wesentlich zu reduzieren, wobei dieser Vorteil in einer reduzierten Stellflaeche wirksam wird. Ein quaderfoermiger Feststoffspeicherkern 1 ist bis auf die Grundflaeche durch eine im statischen Betrieb isolierende Luftschicht 2, begrenzt durch Haube 3 mit Reflexionsschicht 5 und Absorptionsschicht 6, umgeben. Der Luftschicht 2 ist ueber d. Haube 3 allseitig eine ruhende Luftschicht 4 nachgeschaltet, d. durch Haube 7 mit tragender Aluminiumfolie 8 begrenzt ist. Umhuellung 10 und Aluminiumfolie 8 stehen ueber Daemmstoff 9 in Verbindung. Das rechts- und linksseitige Auflager 12 des tragenden Unterzuges 11 enthaelt waermedaemmende Zwischenlagen 13. Die Anwendung erfolgt im Wohnungs- und Gesellschaftsbau f. Heizzwecke u. z. Brauchwarmwasserbereitung vornehmlich im Rahmen der Einschienenversorgung.

Description

Titel der Erfindung

Elektrowärmespeicher mit Feststoffspeicherkern und dynamischer Entladung zur Wärmeversorgung

w Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Elektrowärmespeicher mit Feststoffspeicherkern und dynamischer Entladung zur Speicherung von Elektrowärme und zur Abgabe derselben über einen direktheizenden Konvektionsluftstrom oder zur indirekten Abgabe derselben über Wärmetauscher bei Anwendung in der Gebäudeheizung und der Brauchwarmwasserbereitung«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bekannt sind Elektrowärmespeicher mit Feststoffspeicherkern und dynamischer Entladung in der Form eines elektrischen Wärmespeicherheizgerätes und eines elektrischen Blockspeichers, /"'·-, vorwiegend mit rechteckiger oder quadratischer Grundfläche. Bei einer derartigen Grundflächengestaltung sind diese Elektrowärmespeicher aus Normalprofilsteinen mit mindestens zwei im Abstand parallel stehenden Speicherkernwänden und einem mittigen Entladekanal oder aus Sonderprofilsteinsn mit einem Entladekanal als Mehrkanalsystem meist in der Form eines umgekehrten U-Bogens aufgebaut. Die Speicherkernaufbauten solcher Elektrowärmespeicher stehen über ihre Umgebungsflachen ganz oder teilweise in direktem Kontakt mit dem zur Wärmedämmung erforderlichen Dämmstoff. Zur Erzielung eines rationellen Wärmehaushaltes ist demgemäß ein hoher Dämmstoffeinsatz erforderlich* wobei die zulässigen und im Vergleich zum Feststoffspeicherkern relativ niedrigen Grenztemperaturen des Dämmstoffes die Maximaliernperaturen im Feststoffspeicher-

kern bestimmen. Ein weiterer wesentlicher Nachteil derartig aufgebauter Elektrowärmespeicher liegt in der sich im statischen Betrieb einstellenden großen Temperaturspreizung im Feststoffspeicherkern, die durch zielgerichtete Wärmequellenverteilung nur unwesentlich korrigierbar ist. Diese Elektrowärmespeicher sind durch einen relativ hohen spezifischen Speichermasseneinsatz gekennzeichnet, wobei durch diese großvolumigen Gebilde vor allem die im Wohnungsbau wertvolle Stellfläche reduziert ist. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung beseitigt diesen Mangel.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Elektrowärmespeichers mit Feststoffspeicherkern und dynamischer Entladung bei rechteckiger oder quadratischer Grundfläche mit wesentlich reduzierten spezfischem Speichermasseneinsatz durch thermisch angepaßte und gestaffelte Isoliermedienanordnung bei ökonomisch kleinstem Aufwand.

Darlegung des Wesens d®r Erfindung

Erfindungsgemäß besteht der Elektrowärmespeicher mit Feststoffspeicherkern und dynamischer Entladung zur Wärmeversorgung aus einem aus einheitlichen Formsteinen gebildeten quaderförmigen Speicherkern mit rechteckiger oder quadratischer Grundfläche, uer bis auf die Grundfläche des Speicherkernes allseitig vom gasförmigen Isoliermedium Luft umgeben ist. Das speicherkernnahe gasförmige Isoliermedium ist allseitig zum nachgelagerten Isoliermedium strömungsdicht und distanzstabil durch eine quaderförmige Haube abgeschottet. Diese Haube mit fixiertem Abstand zum Speicherkern ist an ihren Innenflächen mit einer war· mereflektierenden Schicht und an ihren Außenflächen mit einer wärmeabsorbierenden Schicht versehen. Die Außenflächen der Haube stehen allseitig mit einem zweiten Isolierrnedium Luft in Kontakt, das in einem fixierten Abstand allseitig von einer gitterartigen quaderförmigen Haube begrenzt ist. Die gitterartige Haube trägt auf ihren Außenflächen eine wärmereflektierende Folie, wobei die Reflexion durch die gitterartige Haube zu den Außenflächen der strömungsdichten innenliegenden Haube gerichtet ist. Die wärmereflektierende Folie trägt auf ihrer

gesamten Fläche das feste Isoliermedium Dämmstoff. Der Dämmstoff umschließt allseitig als äußeres Isoliermedium den Elektrowärmespeicher und steht in direktem Kontakt mit seiner mechanisch festen Umhüllung,

Der Speicherkern des so gestalteten Feststoffspeichers mit einer gestaffelten, den jeweiligen thermischen Verhältnissen angepaßten Isoliermedienanordnung ist zur Reduzierung des Wärmeflusses zum Boden des Elektrowärmespeichers hin von einem zweiseitig gelagerten Unterzug getragen. In den beiden Auflagern des Unterzuges sind demgemäß wärmedämmende, mechanisch feste Zwischenlagen eingesetzt.

( J Der Elektrowärmespeicher erfindungsgemäßen Aufbaus gibt im statischen Betrieb einen Oberflächenwärmestrom ab, der bis auf den tragenden Unterzug allseitig, ausgehend vom Feststoffspeicherkern, zwei ruhende, von einander abgeschottete und distanzstabile Luftschichten und die Dämmstoffschicht einschließlich der Gerätehülle durchläuft, wobei an den Grenzen der gestaffelten Isoliermadien den Wärmetransport hemmende Reflexionsschichten zu überwinden sind. Im statischen Betrieb erfolgt der Wärmetransport durch die beiden innenliegenden ruhenden Luftschichten demgemäß im wesentlichen durch Strahlung.

Im dynamischen Betrieb wird das speicherkernnahe Isoliermedium Luft als Wärmetauschermedium mittels Luftförderorgan zur ge- -^ regelten Wärmeabgabe aus dem Speicherkern in Bewegung gesetzt. ^v^ Der in der Form eines umgekehrten U~Bogens ausgebildete Entladekanal ist durch die Oberfläche des Speicherkernes und die Innenflächen der distanzstabilen, strömungsdichten und quaderförmigen Haube begrenzt, wobei an den freien Schenkelenden des U-Bogens die niveaugleichen Luftein- und -austrittsöffnungen durch den halben Umfang der Grundfläche des Speicherkernes und die Dicke der speicherkernnahen Luftschicht bestimmt sind.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Elektrowärmespeichers mittels gestaffalter, an die thermischen Verhältnisse angepaßter gasförmiger und fester Isoliermedien stellt sich im Speicherkern eine stark reduzierte Temperaturspreizung ein,

da der speicherkernnahe Wärmetransport im statischen Betrieb fast ausschließlich durch Wärmestrahlung erfolgt und die beiden innenliegenden von einander abgeschotteten Luftschichten höhere Speicherkerntemparaturen gegenüber der zulässigen Grenztemperatur des außenliegenden Dämmstoffes zulassen.

AusfÖhrungsbeispiel .

In der zugehörigen Zeichnung zeigen .

Fig. 1: Längsschnitt durch einen Elektrowärmespeicher Fig. 2j Schnitt durch Elektrowärmespeicher entlang der Linie A-A.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Aufbaus gemäß Fig. 1 erfolgt bei Elektrowärmespeichern mit rechteckiger oder quadratischer Grundfläche. Mit Pos, 1 ist ein Feststoffspeicherkern bezeichnet, den in quaderförmiger Kubatur aus einzelnen Formsteinen aufgebaut ist. Allseitig, ausgenommen die Grundfläche, ist der Speicherkern von einer im statischen Betrieb isolierenden Luftschicht 2 umgeben, deren Volumen durch die strömungsdichte im festen Abstand fixierte Haube 3 zum Entladekanal mit niveaugleichen durch den halben Umfang der Grundfläche des Speicherkernes und die Dicke dor Luftschicht dimensionierten Luftain- und ~austrittsöffnung in .der Form eines umgekehrten U-Bogens ausgebildet ist. Die den Entladekanal begrenzende Haube 3 trägt auf ihrer zum Speicherkern 1 gerichteten Innenfläche eine hochwirksame Reflexionsschicht 5 und an den Außenflächen mindestens eine Absorptionsschicht 6, die zusätzlich mit Dämmstoff beschichtet sein kann. Die Haube 3 ist ihrerseits die innere Begrenzung der nach außen nachgeschalteten zweiten Luftschicht 4, welche im statischen und dynamischen Betrieb als Isoliermedium wirkt. Die zweite Luftschicht 4 ist in ihrem Volumen nach außen durch eine gitterförmige Haube 4 begrenzt, die in Anpassung an die Haube 3 in der Form eines umgekehrten U-Bogens ausgebildet ist. Die Haube 7 trägt auf ihren Außenflächen eine Aluminiumfolie 8 als Reflexionsschicht, wobei die Reflexion durch die Gitterstruktur der Haube 7 auf die Absorptionsschicht 6 gerichtet ist. Die Aluminiumfolie 8 trägt auf der gesamten Fläche das feste Isoliermedium Dämmstoff 9. Der Elektro-

wärmespeicher ist mit einer mechanisch festen Umhüllung 10 versehen, die in direktem Kontakt mit dem Dämmstoff 9 steht. Der Feststoffspeicherkern 1 ist zur Reduzierung des Wärmetransportes zum ^Boden hin auf einen tragenden Unterzug 11 gestellt, dessen rechts- und linksseitiges Auflager 12 mit wärmedämmenden, mechanisch festen Zwischenlagen- 13 versehen ist.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Aufbaus bewirkt einen wesentlich reduzierten Speichermasseneinsatz infolge möglicher höherer thermischer Auslastung des Feststoffspeicherkerns und damit eine Reduzierung der Abmessungen bei gleicher Wärmeleistung des Elektrowärmespeichers. Dieser Vorteil ermöglicht eino Reduzierung der Stellfläche bei gleichzeitiger spezifischer Speichermassenreduzierung und spezifischer Gewichtsreduzierung des Elektrowärmespeichers*

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch

   1. Elektrowärmespeicher mit Feststoffspeicherkern und dynamischer Entladung zur Wärmeversorgung, gekennzeichnet dadurch, daß ein aus einheitlichen Formsteinen gebildeter quaderförmiger Feststoffspeicherkern (1) mit rechteckiger oder quadratischer Grundfläche bis auf die Standfläche allseitig von einer bewegbaren Luftschicht (2) umgeben ist, welcher über eine fest fixierte und strömungsdichte Haube (3), versehen mit einer inneren Reflexionsschicht (5) und einer äußeren Absorptionsschicht (6), eine ruhende Luftschicht (4) nachgeschaltet ist, die von einer gitterartigen Haube (7) begrenzt und von einer allseitig umgebenden Aluminiumfolie (8) mit nachgeordnetetn Dämmstoff (9) gegenüber der Umhüllung (10) abgeschottet ist.
2. 2. Elektrowärmespeicher nach Punkt 1«, gekennzeichnet dadurch, daß in den Auflagern (12) des tragenden Unterzuges (11) wärmedämmende, mechanisch feste Zwischenlagen (13) angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen