DE102018000043A1

DE102018000043A1 - El. heating systems

Info

Publication number: DE102018000043A1
Application number: DE102018000043.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2018-01-04
Publication date: 2019-07-04

Abstract

Es wird eine Kombination zwischen einem Speichermedium für Energie aus Strom, also einer Elektrospeicherheizung (1) oder einem Batteriespeicher (1) und einem Infrarot-Flächenstrahler (2, 2.1, 2.2) vorgeschlagen, welche die Vorteile beider Heizsysteme (Wärme- bzw. Stromspeicherung und sofortige Wärmeverfügung) miteinander verbindet. Die Kombiheizung ist raumsparend und benötigt lediglich einen gemeinsamen Anschluss. Die Infrarot-Flächenheizung (2) kann schwenkbar am Speicherheizkörper (1) angebracht sein, um flexibel zur Position einer Person zu strahlen.Die Kombination als Batteriespeicher mit Infrarotflächenheizung ist geeignet, auch im Wohnbereich ansehlich und preiswert direkt elektrische Energie und damit Energiespitzen zu speichern.It is proposed a combination between a storage medium for energy from electricity, ie an electric storage heater (1) or a battery storage (1) and an infrared panel radiator (2, 2.1, 2.2), which the advantages of both heating systems (heat or electricity storage and immediate heating order) connects to each other. The combi heater is space-saving and requires only one common connection. The infrared surface heating (2) can be pivotally mounted on the storage radiator (1) to flexibly radiate to the position of a person. The combination of battery storage with infrared surface heating is suitable even in the living area and cheap to store directly electrical energy and thus energy peaks.

Description

Die Schrift betrifft zum einen eine Elektroheizung (Speicherheizung, insbesondere mit Wärmespeichersteinen, sogen. „Nachtspeicherofen“) zur Erwärmung der Raumtemperatur und Erhöhung der Wohnbehaglichkeit in Kombination mit einem Infrarot-Flächen-Heizstrahler für die Lieferung von Sofortwärme bei geringem Strombedarf. Zum anderen wird eine Kombination Elektrostromspeicher (insbes. Solarbatterie) mit einer Infrarot-Flächenheizung vorgeschlagen. Die Kombination mit einem Gerät aus Puffer (Wärme- oder Elektrizitätsspeicher) mit einer Infrarotflächenheizung ergibt erhebliche finanzielle und umwelt- und installationstechnische Vorteile.On the one hand, the document relates to an electric heater (storage heater, in particular with heat storage bricks, so-called "night storage oven") for heating the room temperature and increasing living comfort in combination with an infrared area radiant heater for the supply of instant heat with low power consumption. On the other hand, a combination of electric current storage (esp. Solar battery) is proposed with an infrared surface heating. The combination with a device made of buffer (heat or electricity storage) with an infrared surface heating results in significant financial and environmental and installation advantages.

Elektro-(Nacht-) Speicherheizungen sind in den vergangenen 10 Jahren in Verruf geraten, da sie im Verhältnis z.B. zu einer Gasheizung erhöhte CO²-Emissionen durch die Stromerzeugung mit geringem Wirkungsgrad aus fossiler Energie aufweisen. Durch die Stromherstellung mittels erneuerbarer und nun zugleich billiger Energien stellte sich ein Umdenken ein, zumal Spitzenstrom aus neuen Fotovoltaikanlagen per Gesetz seit etwa vier Jahren seitens der Netzbetreiber abgeschaltet werden kann, um unproblematischere, gleichmäßigere Netzverhältnisse zu erzielen. Je nach Schaltung am solaren Wechselrichter ist es aber möglich, fotovoltaische Spitzenströme selbst zu verwenden. Die eigene Solarstromgewinnung ist derzeit nur etwa halb so teuer wie Netzstrom. Um Heizung aus Strom zu ermöglichen, wenn kein Solarstrom oder billiger Spitzenstrom (in Zeiten von Stromspitzen im Netz) anfällt, ist die Speicherung in einem „Nachtspeicherofen“ oder in einer Solarbatterie (Pufferspeicher) sinnvoll. Auch die Verwendung von Strom aus Windkraft ist unbeständig und erfordert zur besseren Ausnutzung ein Speichermedium. Die alleinige Heizung mit (Nacht-)Wärmespeicheröfen erfordert aber viel Energie, da der gesamte Raum erwärmt werden muss.Electric (night) storage heaters have fallen into disrepute in the past 10 years, as they have in relation to, for example, a gas heating increased CO ² emissions from the power generation with low efficiency from fossil energy. The generation of electricity by means of renewable and now also cheaper energies, a rethinking turned, especially since peak power from new photovoltaic systems can be shut down by law for about four years by the network operators to achieve less problematic, more uniform network conditions. Depending on the circuit on the solar inverter, it is possible to use photovoltaic peak currents yourself. Own solar power generation is currently only about half as expensive as mains electricity. In order to enable heating from electricity, when no solar power or cheap peak current (in times of power peaks in the network) is obtained, the storage in a "night storage oven" or in a solar battery (buffer memory) makes sense. The use of electricity from wind power is unstable and requires a storage medium for better utilization. The sole heating with (night) heat storage ovens but requires a lot of energy, since the entire room must be heated.

Neuerdings kommen zur Beheizung Flächen-Infrarotheizungen zum Einsatz, welche infolge Direktstrahlung schnell und energiearm bei abgesenkter Raumtemperatur arbeiten. Sie erwärmen den Körper direkt und weniger die Umgebungsluft. Da sie mit reiner Strahlung arbeiten, muss sich der wärmesuchende Mensch möglichst im Strahlungsfeld aufhalten. Die Heizplatten sind häufig fest montiert und somit in ihrer Strahlungsrichtung nicht immer dem Bedarf angepasst. Zudem muss die Umgebungsluft eine gewisse Mindesttemperatur aufweisen, sonst ist das Wärmeempfinden ungemütlich.Recently used for heating surface infrared heaters are used, which work as a result of direct radiation quickly and low energy with lowered room temperature. They heat the body directly and less the ambient air. Since they work with pure radiation, the heat-seeking person must stay as far as possible in the radiation field. The heating plates are often permanently mounted and thus not always adapted to their needs in their radiation direction. In addition, the ambient air must have a certain minimum temperature, otherwise the heat sensation is uncomfortable.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrisch betriebenes Heizsystem zu schaffen, das diese Nachteile weitestgehend aufhebt und dabei Energieverwendung aus Speichermedien ermöglicht.The object of the invention is to provide an electrically operated heating system that largely eliminates these disadvantages while allowing energy use from storage media.

Die Lösung ist gemäß Anspruch 1 durch die Kombination von Speicher (Elektrospeicherofen/ Flächen-Infrarotheizung oder Batteriespeicher / Flächenstrahler) an einem einzigen Gerät gegeben. Wohnungen mit reiner Elektro(speicher)heizung sind noch häufig vorhanden. Der Ersatz der Geräte durch eine Kombination von Wärmespeicher und Infrarotflächenheizung würde Energie einsparen. Zudem könnte z.B. ein Teil der Wärmespeicher durch Batteriespeicher mit Infrarotflächenheizern ersetzt werden. Ein Vorteil bei Letzterem besteht darin, dass für die Pufferbatterien dann kein besonderer Platz benötigt wird, der oft nicht zur Verfügung steht. Zudem ist keine Sonderinstallation, z.B. in Abstellräumen (sofern vorhanden) mit neuen Elektroleitungen nötig und der Pufferspeicher arbeitet in seiner erforderlichen Umgebungstemperatur. Die gegen Brand bei Kurzschluss sicheren Lithium-Eisenphosphatspeicher benötigen mindestens 5 Grad Umgebungstemperatur.The solution is given according to claim 1 by the combination of memory (electric storage / surface infrared heater or battery storage / surface spotlight) on a single device. Apartments with pure electric (storage) heating are still common. The replacement of the devices with a combination of heat storage and infrared surface heating would save energy. In addition, e.g. a part of the heat storage to be replaced by battery storage with infrared surface heaters. An advantage with the latter is that the backup batteries then no special space is needed, which is often not available. In addition, no special installation, e.g. in storerooms (if any) with new electrical wiring needed and the buffer works in its required ambient temperature. The lithium-iron phosphate storage, which is safe against fire in the event of a short circuit, requires at least 5 degrees ambient temperature.

1 zeigt schematisch ein bekanntes elektrisches Speichermedium wie Speicherheizkörper („Nachtspeicherofen“) bzw. Speicherbatterie (1). Auf der Vorder- und /oder auch Seitenfläche(n) ist eine bekannte Infrarotheizmatte (2) angebracht, die - wie die gestrichelte Linie andeutet - natürlich auch aus mehreren Infrarot-Heizfeldern (2) bestehen kann. 1 schematically shows a known electrical storage medium such as storage heaters ("storage heaters") or storage battery ( 1 ). On the front and / or side surface (s) is a known infrared heating mat ( 2 ), which - as the dashed line indicates - of course also from several infrared heating fields ( 2 ) can exist.

Eleganterweise kann dabei die die Flächeninfrarotheizung tragende Fläche des Speichermediums so gestaltet sein, dass sie in einer nach innen liegenden Einstülpung liegt und daher vor mechanischen Beschädigungen geschützt ist. Die Anbringung erfolgt vorzugsweise über mechanische Mittel wie einen mit dem Speichermedium verbundenen Rahmen, der auch, wie wir sehen werden, beweglich sein kann.In this case, the area of the storage medium carrying the surface infrared heating can elegantly be designed in such a way that it lies in an inward invagination and is therefore protected against mechanical damage. The attachment is preferably by mechanical means, such as a frame connected to the storage medium, which, as we will see, may also be movable.

Im Falle eines el. Speicherofens ist es auch möglich, zwischen Speichermedium und Infrarotheizmatte einen Luftspalt (6) zu halten, um die seitliche Oberflächenwärme in die Umgebungsluft abzugeben. Der Spalt kann auch mit einer Vorrichtung zur Regelung der Luftzirkulation versehen sein, z.B. mittels eines Schiebers. Die üblicherweise an den Nachtspeicherheizungen unten vorhandenen Ausblasöffnungen sind nicht dargestellt und frei zu halten. Die Infrarotflächenstrahler erfordern sowieso einen Bodenabstand von 15 bis 20 cm.In the case of an el. Storage oven, it is also possible between the storage medium and infrared heating mat an air gap ( 6 ) to release the lateral surface heat into the ambient air. The gap may also be provided with a device for regulating the air circulation, for example by means of a slide. The usually present at the night storage heaters exhaust openings are not shown and kept free. The infrared surface radiators anyway require a ground clearance of 15 to 20 cm.

Die Elektroregler (3,4) sind vorteilhaft am Speicherheizkörper angebracht und dienen der Regelung der verschiedenen Heizsysteme Speicherofen/ Infrarotstrahler. Zudem kann die Raumtemperatur und Ladung des Speicherofens gegebenenfalls auch über einen gemeinsamen Raumregler geregelt werden.The electric regulators (3, 4) are advantageously mounted on the storage heater and serve to regulate the various heating systems storage heater / infrared heater. In addition, the room temperature and charge of the storage oven can optionally also be controlled by a common room controller.

FIG. 1 (Seitsicht) und FIG. 2 (Draufsicht):FIG. 1 (side view) and FIG. 2 (top view):

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann der Infrarot-Flächenstrahler mittels an seitlich angebrachten Scharnieren (5) vom Speichermedium (1) in den Raum weggeschwenkt werden (Pfeile 2), um eine Strahlung in eine andere Richtung als senkrecht vom Speichermedium weg zu ermöglichen. Mittels entriegelbarer Scharniere (5) ist die Schwenkung der Strahlungsflächen (2.1, 2.2) in entgegengesetzte Richtungen möglich. Bei mehrfach unterteilten Strahlerflächen - hier beispielsweise in zwei Flächen (2.1, 2.2) - die auch Strom sparend einzeln schalt- und regelbar sein können - genügt es, die Scharniere (5) an den außen liegenden Strahlerflächen (2 oder 2.1, 2.2) seitlich anzubringen. Bei drei oder mehr Infrarotflächenheizplatten genügt es, die jeweils am äußeren Rand der Speicherkörpers gelegenen Heizplatten schwenkbar zu befestigen. Da die Strahlung einseitig von der Oberfläche mehr oder weniger senkrecht ausgeht ist es vorteilhaft, im Falle einer einzigen Heizplatte diese in beide Richtungen (links/rechts) schwenken zu können. Hierfür sind die seitlich gelegenen Scharniere (5) entriegelbar gestaltet, sodass sowohl links als auch rechts die Heizfläche (2 oder 2.1, 2.2) ausgeschwenkt werden kann.In a further embodiment of the invention, the infrared surface radiator by means of laterally mounted hinges ( 5 ) from the storage medium ( 1 ) are swung into the room (arrows 2 ) to allow radiation in a direction other than perpendicular to the storage medium. By means of unlockable hinges ( 5 ) is the pivoting of the radiation surfaces ( 2.1 . 2.2 ) in opposite directions possible. For multiple subdivided radiator surfaces - here, for example, in two surfaces ( 2.1 . 2.2 ) - which can also be individually switched and regulated to save energy - it is sufficient to use the hinges ( 5 ) on the outer radiator surfaces ( 2 or 2.1 . 2.2 ) at the side. With three or more Infrarotflächenheizplatten it is sufficient to pivotally mounted each located on the outer edge of the storage body heating plates. Since the radiation on one side of the surface is more or less perpendicular, it is advantageous to be able to pivot in both directions (left / right) in the case of a single heating plate. For this purpose, the side hinges ( 5 ) so that both the left and the right of the heating surface ( 2 or 2.1 . 2.2 ) can be swung out.

Der Vorteil dieses Heizungssystems liegt klar auf der Hand: Die beiden Elemente „Speicherkörper“ (1) und „Infrarotflächenheizung“ (2) weisen einen gemeinsamen, oft schon vorhandenen Stromanschluss auf, sie sind raumsparend und können sowohl Sofortwärme mit dem Infrarotflächenheizer als auch Speicherwärme bzw. Heizung aus Speicherstrom liefern. Der Stromanschluss für die Infrarotflächenheizung erfolgt über den elektrisch ans Netz angeschlossenen Speicherkörper oder den direkten Stromanschluss des Speicherkörpers (1). Das System ist also zugleich geeignet, Stromspitzen aus eigen erzeugter Energie oder Netzspitzen in Form von Wärme bzw. im Falle einer Batterie in chemischer Verbindung elektrisch - und diese Speicherbatterien auch formschön gestaltet im Wohnbereich - zu speichern. Dabei ist es natürlich möglich, die Einspeicherung durch einen Impuls aus dem öffentlichen Stromnetz als auch aus dem Eigennetz (z.B. mittels Impuls aus dem Wechselrichter) vorzunehmen. Dazu besitzt die chem. Speichervorrichtung einen Gleichrichter, wenn der Strom aus dem Netz bezogen wird. Ansonsten ist natürlich ein Gleichspannungsanschluss aus dem Wechselrichter der PV-Anlage möglich.The advantage of this heating system is obvious: the two elements "storage body" ( 1 ) and "infrared surface heating" ( 2 ) have a common, often existing power connection, they are space-saving and can deliver both instantaneous heat with the infrared surface heater and storage heat or heating from memory power. The power supply for the infrared surface heating via the electrically connected to the network storage body or the direct power connector of the storage body ( 1 ). At the same time, the system is therefore capable of electrically storing current peaks from self-generated energy or network peaks in the form of heat or, in the case of a battery, in a chemical connection - and also making these storage batteries shapely in the living area. It is of course possible to make the storage by a pulse from the public power grid as well as from the home network (eg by means of pulse from the inverter). The chem. Memory device, a rectifier when the power is drawn from the network. Otherwise, of course, a DC voltage connection from the inverter of the PV system is possible.

Die Infrarot-Flächenheizung muss nicht mehr eigens installiert werden sodass das System billiger als zwei entsprechende, getrennte Medien (Speicherinstallation und Flächenstrahlerinstallation) ist. Zudem ist die Infrarotstrahlung nicht starr installiert, sondern auf bewegliche Verhältnisse anpassbar. Im übrigen kann die Variante Elektrospeicher natürlich auch mit einer Heizeinrichtung wie beispielsweise einem direkten el. Heizdraht zur Erwärmung der Raumluft versehen sein, um z.B. die erforderliche Mindestumgebungstemperatur zu liefern.The infrared surface heating no longer needs to be specially installed, making the system cheaper than two separate, separate media (storage installation and surface spot installation). In addition, the infrared radiation is not rigidly installed, but adaptable to mobile conditions. Incidentally, the variant electric accumulator can of course also be provided with a heating device such as a direct el. Heating wire for heating the room air, for. to deliver the required minimum ambient temperature.

Claims

Electric heater, characterized in that the heater from a combination of electric heat storage ("night storage oven") (1) or a power storage battery (1) with an attached infrared surface radiator (2, 2.1, 2.2), wherein the infrared surface heating their Power via a port of the storage body or refers to the storage body.

Electric heating after Claim 1 , characterized in that its storage body (1) in the form is designed so that the outer shell of the memory (1) receives the infrared radiation surface (2, 2.1, 2.2) and thus protects against mechanical damage.

Electric heating after Claim 1 , characterized in that the infrared radiation surface (2, 2.1, 2.2) on the radiator (1) is mounted so that it can be pivoted away from its surface pivoted away.

Electric heating after Claim 1 , characterized in that the infrared surface heating (2) is connected to side-mounted, unlockable hinges with the storage body, so that the surface heating (2) can be pivoted in two opposite directions.

Electric heating after Claim 1 , characterized in that in the case of several, on a surface of the storage body divided surface heaters (2.2, 2.2) at least one of the outer Flächenheizplatten is pivotally mounted in the space.

Electric heating after Claim 1 , characterized in that at least one control device (3, 4) for the infrared surface heating (2, 2.1, 2.2) is mounted on the storage body (1).

Electric heating after Claim 1 or 6 , characterized in that in the case of several on the storage body (1) attached surface radiators (2.1, 2.2) they are individually controllable.

Electric storage heater after Claim 1 , characterized in that between the memory (1) - and the surface heating element (2, 2.1, 2.2) is an air gap.

Electric heating after Claim 8 , characterized in that the air outlet from the air gap (6) is controllable.

Electric heating after Claim 1 , characterized in that the electric power storage in addition to the infrared surface heating means for heating the ambient air such as heating wires.