DE1579819A1

DE1579819A1 - Elektrischer Waermespeicher

Info

Publication number: DE1579819A1
Application number: DE19651579819
Authority: DE
Inventors: Kress Dr-Ing Herwig
Original assignee: KRESS DR ING HERWIG
Current assignee: KRESS DR ING HERWIG
Priority date: 1965-10-28
Filing date: 1965-10-28
Publication date: 1970-12-10
Also published as: CH439646A

Description

Elektrischer Wärmespeicher Die Erfindung betrifft einen elektrischen Wärmespeicher für die Erwärmung von Heizwasser, bei dem das Heizwasser durch einen Behälter geleitet wird, der sich innerhalb einer elektrisch erwärmten Speichermasse befindet.
Bei den bekannten elektrischen Wärmespeichern besteht die Speichermasse aus massiven keramischen oder bußeisernen Körpern. Im Innern dieser massiven Körper befindet sich ein Behälter, durch den das Heizwasser geleitet wird. In diesen Behälter fließt von oben das rücklaufende Heizwasser ein, während unten das vorlaufende Heizwasser abgezogen wird. Bei genügend hoher Temperatur der Speichermasse bildet sich im oberen Teil des Behälters ein Dampfraum, während sich im unteren Teil des Behälters das warme Wasser befindet. Die Höhe des Wasserspiegels in dem Behälter hängt davon ab, wieviel Wärme abgezogen wird, d.h. wie groß die Umwälzgeschwindigkeit des Heizungssystems ist.
Die Wärmespeicher der vorgenannten Art weisen verschiedene Nachteile auf. So ist z.B. die aus massiven Körpern bestehende Speichermasse sehr schwer und verhältnismäßig teuer. Ferner ist die Wärmeleitfähigkeit der Speichermasse in aller Richtungen gleich groß. Dadurch wird die Regelmöglichkeit des Wärmespeichers urgünstig beeinflußt.
Durch die vorliegende Erfindung werden diese Nachteile in erster Linie dadurch vermieden, daß die Speichermasse aus körnigem Werkstoff besteht und daß innerhalb der Speichermasse sich etwa senkrecht zur Oberfläche des Behälters erstreckende Bauteile guter Wärmeleitfähigkeit,.z.B. Platten, Stangen, Rippen o.dgl. vorgesehen sind. Hierdurch wird die an sich schlechte Wärmeleitung des körnigen Werkstoffes in Richtung auf den Behälter verbessert, während sie in senkrechter Richtung hierzu schlechter ist. Dadurch wird die Regelmöglichkeit des Wärmespeichers erheblich verbessert. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Speichermasse aus Limonit bewährt. Die Speichermasse kann aber auch aus Quarzsand, Stahlkies o.dgl. oder aus einem Gemisch derartiger körniger Werkstoffe bestehen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Bauteile guter Wärmeleitfähigkeit als Mantelflächen eines Kegelstumpfes ausgebildet. Hierdurch werden etwa auftretende Wqrmespannungen vermindert. Bei nach oben offenem Kegelstumpf w@äzae gleichzeitig erreicht, daß sich die Speicherrasse stets bevorzugt arn die Oberfläche des Behälters. anlegt.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung bestehen die s Bauteile guter Wärmeleitfähigkeit aus wellblechartig gebogenen Blechen. Die Wellen verlaufen hierbei vorzugsweise ringförmig. Durch eine solche Form können Wärmespannungen, die sich aus den unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizient-en der Speichermasse und der Bauteile guter Wärmeleitfähigkeit ergeben, praktisch völlig abgebaut werden. Die bessere Regelmöglichkeit des erfindungsgemäßen Wärmespeichers ergibt sich dadurch, daß durch die Verbesserung der Wärmeleitung in Richtung auf den Behälter die im Wärmespeicher gespeicherte Wärme schichtenweise für die Erwärmung des Heizwassers dem Wärmespeicher entnommen wird. Wenn also der Wasserspiegel im Innern des Behälters ansteigt, wird jeweils bevorzugt die in der entsprechenden Schicht gespeicherte Wärme entzogen, während die in den darauf liegenden Schichten gespeicherte Wärme erst dann für die Erwärmung des Heizwassers herangezogen wird, wenn der Wasserspiegel weiter steigt. Diese Schichtenbildung und die Beninderung des Wärmeflusses senkrecht zu den Bauteilen guter Wärmeleitfähigkeit wird gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung dadurch verbessert, da3 auf die Oberfl1-iche der Bauteile ,_;iiter Wirmeleitf ähigkeit eine Schicht eines wärmedämmenden Werkstoffes aufgebracht ist. Um zu verhindern, daß die Schicht des wUrmedämmenden Werkstoffes von der Speichermasse durchsetzt und damit in ihrer Wärmedämmungseigenschaft beeintr'iciitiijt wird, kann vorgesehen werden, daß die Bauteile t,uter W;rineleitfähigkeit eine Schicht eines wärmedämmenden Werl:stüffus einschließen.
In der 'Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt, und zwar Leigt FiG. 1 einen Wärmespeicher im Längsschnitt, Fig. 2 bis 6 je einen Wärmespeicher in Ansicht, teilweise im Längsschnitt, FiG. 7 und 8 je einen Querschnitt durch einen W'Irmespeicher.
Der in FiG. 1 dargestellte erfindungsgemäße Wärmespeicher besteht aus einem zylinderftirmigen Gehäuse 1, in dem sich eine körnige Speichermasse 2 befindet. Die Speichermasse 2 füllt zweckmäßigerweise das Gehäuse 1 nicht vollständig aus. Dadurch wird eine gewisse Beweglichkeit der Speichermasse 2 ermöglicht, wenn sich diese bei der Erwärmung ausdehnt. Innerhalb der Speichermasse 2 sind i;eloehte Platten 3 vorgesehen. Die Verwendung gelochter Platten 3 ermöglicht das Einfüllen der Speichermasse 2 bei ganz oder teilweise montiertem Wärmespeicher. Ferner befindet sich innerhalb der Speichermasse 2 ein Behälter 5, in dem das Heizwasser erwärmt wird. An dem Behälter 5 ist eine Leitung 6 für den Rücklauf des Heizwassers und eine Leitures 7 für den Vorlauf des Heizwassers angeschlossen. Die Erwärmung der Speichermasse 2 erfolgt mittels elektrischer Heizpatronen B. Zwischen den gelochten Blechen 3 und dem Gehäuu: 1 sowie den darin vorgesehenen Einbauten besteht keine feste Verbindung. Dadurch werden innere Spannungen bei der Erwärmung und Abkühlung des. 'Wärmespeichers weitgehend vermieden, ohne daß hierdurch der ,Wärmetransport wesentlich beeinträchtigt wird. Der gewünschte Abstand der Platten 3 vom Boden 9 des Gehäuses 1 wird durch Bolzen 10 und der Abstand der Platten 3 voneinander durch Bolzen 11 gewährleistet.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen, kann der Behälter 5 auch mit Rippen 4 versehen sein. Ferner können mit Rippen 4a versehene Heizpatronen 8a vorgesehen sein. Hierbei ist es Lvieclmäßig, daß die Ebenen der Rippen 4 gegenüber den Ebenen der Rippen 4a versetzt sind.
Bei dem in Fi:g. 3 darF;estellten Wärmespeicher sind die Bauteile guter MärmeleitfähiGkeit als Mantelflächen eines Kegelstumpfes 17 ausgebildet.
In Fig. 4 ist ein WIrmespeicher dargestellt, bei dem die Bauteile guter Wärmeleitf ähigkeit aus wellblechartig gebotenen Blechen 18 bestehen.
Der in Fig. 5 dargestellte Wärmespeicher enthält Platten 19, auf deren Oberfläche eine Schicht 20 eines wärmedämmenden Werkstoffes aufgebracht ist, während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 Platten 21 eine Schicht 22 eines wärmedämmenden Werkstoffes einschließen.
Es können auch Platten 12 (Fig. 7) verwendet werden, die lediglich mit einer Aussparung 13 für den Behälter 5 und mit Aussparungen 14 für die Reizpatronen 8 versehen sind. Hierbei müssen die liei2,patronen von oben oder von unten in den Wärmespeicher eingeführt vierden. Für den Fall, daß die Heizpatronen 8 radial von außen eingesetzt werden sollen,-können Platten 15 (Fig. 8) mit nach außen offenen AussparurZen 16 für die Heizpatronen 8 verwendet Werden.

Claims

Patentansprüche ` 1. Elektrischer Wärmespeicher für die Erwärmung von Heizwasser, bei dem das Heizwasser durch einen Behälter geleitet wird, der sich innerhalb einer elektrisch erwärmten Speichermasse befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermasse aus körnigem Werkstoff besteht und daß innerhalb der Speichermasse sich etwa senkrecht zur Oberfläche des Behälters erstreckende Bauteile guter Wärmeleitfähigkeit, z.B. Platten, Stangen, Rippen o.dgl. vorgesehen sind.
2. Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermasse aus Limonit besteht.
3. W:irmespeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile guter Wärmeleitfähigkeit als Mantelflächen eines K-igelstumpfes ausgebildet sind.
4. Wärmespeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile guter Wärmeleitfähigkeit aus wellblechartig gebogenen Blechen bestehen.
5. Wärmespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche der Bauteile guter Wärmeleitfähigkeit eine Schicht eines wärmedämmenden Werkstoffes aufgebracht ist.
6. Wärmespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile guter Wärmeleitfähigkeit eine Schicht eines wärmedämmenden Werkstoffes einschließen.