DD159200A1

DD159200A1 - ELECTROWASH MEMORY WITH SOLIDS MEMORY AND DYNAMIC DISCHARGE FOR HEAT SUPPLY

Info

Publication number: DD159200A1
Application number: DD23037881A
Authority: DD
Inventors: Joachim Neumann
Original assignee: Joachim Neumann
Priority date: 1981-05-29
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1983-02-23

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.The invention relates to an electric heater with solid storage core and dynamic discharge for storage of Elektrowaerme and regulated delivery thereof. The object of the invention is to provide an electric storage with solid core and dynamic discharge at a rectangular or square base area with significantly reduced specific storage mass use by thermally adapted and staggered insulating media arrangement. With the invention, the object is achieved to reduce electric radiant storage with solid storage core in their volume significantly, this advantage is effective in a reduced footprint. A parallelepipedic solid core 1 is surrounded by a static insulating air layer 2, limited by hood 3 with reflective layer 5 and absorption layer 6, except for the base. The air layer 2 is about d. Hood 3 on all sides a stationary air layer 4 downstream, d. is limited by hood 7 with supporting aluminum foil 8. Enclosure 10 and aluminum foil 8 are connected via damming material 9. The right and left side support 12 of the supporting beam 11 contains heat-insulating intermediate layers 13. The application takes place in housing and company building f. Heating purposes u. z. Domestic hot water preparation primarily in the context of the Einschienenversorgung.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Elektrowärmespeicher mit Feststoffspeicherkern und dynamischer Entladung zur WärmeversorgungElectric heat storage with solid core and dynamic discharge for heat supply

w Anwendungsgebiet der Erfindungw Field of the invention

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«The invention relates to an electric heat accumulator with solid storage core and dynamic discharge for storing electrical heat and for delivering the same via a direct-heating convection air flow or for indirect delivery of the same via heat exchangers for use in the heating of buildings and domestic hot water «

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-Characteristics of the known technical solutions are known electric heat storage with solid core and dynamic discharge in the form of an electric heat storage heater and an electric block storage, "with predominantly rectangular or square base surface .. In such a base surface design these electric heaters are made of normal profile stones with at least two im The memory core structures of such electric heat accumulators are in their entirety or partially in direct contact with the insulation material required for thermal insulation via their surrounding surfaces a rational heat balance is accordingly a high insulation use required * where the permissible and relative to the solid core storage relative low limit temperatures of the insulating material, the maximum temperatures in the solid

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.determine the core. Another significant disadvantage of such built-up electric heat storage is in the static operation adjusting large temperature spread in the solid core, which is only insignificant correctable by targeted heat source distribution. These electric heat storage are characterized by a relatively high specific storage mass use, which is reduced by this large-volume structure especially valuable in housing construction space. The application of the solution according to the invention eliminates this deficiency.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.The object of the invention is to provide an electric heat accumulator with solid reservoir core and dynamic discharge at a rectangular or square base with substantially reduced spezfischem storage mass use by thermally matched and staggered Isoliermedienanordnung at economically minimum effort.

Darlegung des Wesens d®r Erfindung Explanation of the nature of the invention

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 ihrerAccording to the invention consists of the electric heat storage with solid storage core and dynamic discharge for heat supply from a formed from uniform stones cuboid memory core with rectangular or square base, uer is surrounded on all sides of the base of the memory core of the gaseous insulating medium air. The storage near the core gaseous insulating medium is sealed on all sides to the downstream insulating medium flow-tight and distance stable by a cuboid hood. This hood with a fixed distance to the memory core is provided on its inner surfaces with a heat-reflecting layer and on its outer surfaces with a heat-absorbing layer. The outer surfaces of the hood are on all sides with a second Isolierrnedium air in contact, which is bounded on all sides by a grid-like cuboid hood at a fixed distance. The grid-like hood carries on its outer surfaces a heat-reflecting film, wherein the reflection is directed through the grid-like hood to the outer surfaces of the flow-tight inner hood. The heat-reflecting foil carries on her

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,entire surface of the solid insulation insulating material. The insulating material surrounds the electric heat accumulator on all sides as an outer insulating medium and is in direct contact with its mechanically strong envelope,

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.The memory core of the solid reservoir designed in this way, with a staggered insulating media arrangement adapted to the respective thermal conditions, is carried by a two-sided beam in order to reduce the heat flow to the bottom of the electric heat accumulator. Accordingly, heat-insulating, mechanically strong intermediate layers are used in the two supports of the beam.

( 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. In static operation, the structure according to the invention emits a surface heat flux which, except for the load-bearing underlay, passes through two stationary, separated and distally stable air layers and the insulation layer, including the device casing, at the boundaries of the staggered insulating layers In static operation, the heat transport through the two inner resting air layers is accordingly essentially by radiation.

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.In dynamic operation, the insulating medium close to the storage core air is set in motion as a heat exchange medium by means of an air conveying element for the controlled heat release from the storage core. ^v ^ The formed in the shape of an inverted U ~ arc discharge channel is limited by the surface of the memory core and the inner surfaces of the spacer stable, fluid-tight and parallelepiped-shaped hood, wherein at the free leg ends of the U-sheet, the level of the same air inlet and outlet through the half Scope of the base surface of the memory core and the thickness of the near memory core air layer are determined.

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,Due to the inventive design of the electric heat accumulator by means of gestaffalter, adapted to the thermal conditions gaseous and solid insulating media arises in the memory core a greatly reduced temperature spread,

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.since the storage near the core heat transfer in static operation takes place almost exclusively by thermal radiation and allow the two inner layers of air sealed off from each other higher Speichererntemparaturen compared to the permissible limit temperature of the outer insulation.

AusfÖhrungsbeispiel .Implementation example.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen .In the accompanying drawing show.

Fig. 1: Längsschnitt durch einen Elektrowärmespeicher Fig. 2j Schnitt durch Elektrowärmespeicher entlang der Linie A-A.Fig. 1: Longitudinal section through an electric heat storage Fig. 2j section through electric heat storage along the line AA.

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-The application of the structure according to the invention shown in FIG. 1 is carried out at electric heat storage with a rectangular or square base. With Pos, 1 a solid storage core is called, which is constructed in cuboid cubature of individual shaped bricks. The memory core is surrounded on all sides, except the base surface, by an air layer 2 which is insulated in static operation and whose volume is defined by the flow-tight, fixed-distance hood 3 to the discharge channel with at least half the circumference of the memory core and the thickness of the air layer. and ~ exit opening is formed in. The shape of an inverted U-bend. The discharge channel delimiting hood 3 carries on its inner surface directed to the memory core 1 a highly effective reflection layer 5 and on the outer surfaces of at least one absorption layer 6, which may be additionally coated with insulating material. The hood 3 is in turn the inner boundary of the outwardly downstream second air layer 4, which acts as an insulating medium in static and dynamic operation. The second air layer 4 is limited in its volume to the outside by a grid-shaped hood 4, which is formed in adaptation to the hood 3 in the form of an inverted U-bend. The hood 7 carries on its outer surfaces an aluminum foil 8 as a reflection layer, the reflection being directed by the lattice structure of the hood 7 onto the absorption layer 6. The aluminum foil 8 carries on the entire surface of the solid insulating medium insulation material 9. The electric

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.heat storage is provided with a mechanically strong envelope 10, which is in direct contact with the insulating material 9. The solid storage core 1 is placed to reduce the heat transfer to ^B oden down to a supporting beam 11, the right and left side support 12 is provided with heat-insulating, mechanically strong Zwischenlagen- 13.

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*The advantage of the structure according to the invention results in a significantly reduced storage mass use due to possible higher thermal utilization of the solid core and thus a reduction in dimensions with the same heat output of the electric heat storage. This advantage makes it possible to reduce the footprint while at the same time reducing storage mass and specifically reducing the weight of the electric heat accumulator *

Claims

invention claim

1. Electric heat storage with solid core and dynamic discharge for heat supply, characterized in that a formed of uniform shaped blocks cuboid solid storage core (1) with rectangular or square base except for the footprint on all sides by a movable air layer (2), which fixed over a fixed and flow-tight hood (3), provided with an inner reflection layer (5) and an outer absorption layer (6), a stationary air layer (4) is connected downstream of a lattice-like hood (7) and bounded by an aluminum foil (8) surrounding all sides. with downstream Dämmstoff (9) opposite the sheath (10) is sealed off.

2. Electric heat storage according to item 1 «, characterized in that in the supports (12) of the supporting beam (11) heat-insulating, mechanically strong intermediate layers (13) are arranged.

For this 1 sheet drawings