DE1579941A1 - Waermeversorgungsanlage mit Feststoffspeicher - Google Patents

Waermeversorgungsanlage mit Feststoffspeicher

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DE1579941A1
DE1579941A1 DE19661579941 DE1579941A DE1579941A1 DE 1579941 A1 DE1579941 A1 DE 1579941A1 DE 19661579941 DE19661579941 DE 19661579941 DE 1579941 A DE1579941 A DE 1579941A DE 1579941 A1 DE1579941 A1 DE 1579941A1
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Kraftanlagen AG
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    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
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    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/02Hot-water central heating systems with forced circulation, e.g. by pumps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

  • "Wärmeversorgungsanlage mit_Feststöffspeicher" Die Erfindung bezieht sich auf Wärmeversorgungsanlagen, bei denen unter Ausnutzung von preislich günstiger Energie Wärme gespeichert wird, um sie später zu Zeiten hohen Verbrauchs, zu denen der Energiepreis höher liegt, nutzbar zu machen. Der bekannteste Fall dürfte derjenige des elektrischen Nachtstroms sein,-aber.auch z.B. Ü.berschußenergie aus Wasserkraftanlagen.-Es gibt auch viele andere Fälle, in denen der Anfall an@billiger Energie sich zeitlich nicht mit den Zeiten des größten Bedarfs deckt. Da der Fall des Nachtstroms aber der bekannteste ist, sei dieser den nachstehenden Ausführungen zugrunde gelegt. Dieser Nachtstrom kann zu einem billigen Tarif.z.B. zur Aufheizung von Wasser in einem Boiler benutzt werden. Dieses Wasser wird dann am Tage zu einer Zeit höheren Stromtarifs verbraucht. So hat sich die Verwendung von erwärmtem Wasser als*Energiespeicher im Rahmen mäßigen Verbrauchs gut bewährt, insbesondere für kleine Speicher in Küchen, Toiletten und für Badezwecke. Ee werden zur Speicherung von elektrischer Energie, insbesondere für Heizzwecke, aber auch feste Körper verwendet, beiepieleweie.e Keramikkörper mit eingebauten Heizspiralen. Diese Geräte haben sich für die Beheizung einzelner Räume durchaus bewährt. Nachteilig sind jedoch bei diesen Geräten das große Gewicht sowie der hohe Raumbedarf, ferner bei Ausstattung mit Ventilatoren ggf. Geräusche und bei hohn Temperaturen auch Geruchsbelästigung. Bei Ausstattung eines ganzen Hauses mit diesen elektrischen Speicherheizgeräten ergeben sich erhebliche Anlagekosten. Eine andere bekannte Methode der Anwendung der elektrischen Speicherheizung besteht in der Ausbildung als Fußbodenheizung.
  • Bei dieser ist jedoch nur eine geringe Temperatur zulässig. Daraus ergibt sich der Nachteil einer geringen Speichermöglichkeit. Nachteilig sind ferner die erhöhten Anlagekosten für den Bau durch Verstärkung sämtlicher Decken und durch die Notwendigkeit, in alle Decken Heizspiralen einzubauen. Der Hauptnachteil aber besteht darin,»daß keine Möglichkeit gegeben ist, die Wärmeabgabe an die Räume entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen zu regeln. So wird die Wärme auch zu solchen Zeiten abgegeben, zu denen sie nicht benötigt wird, wodurch hohe Betriebskosten entstehen. Im übrigen wird es auch allgemein erforderlich sein, in den Nachmittags- und Abendstunden mit teuerem Tagstrom nachzuheizen. Für die Speicherung von Wärme in großen Mengen hat man bisher vorzugsweise Warmwasserspeicher benutzt. Diese Anlagen haben aber wesentliche Nachteile. Entweder man wählt eine große Temperaturdifferenz, um das Speichervolumen klein zu halten. Dann ist der Speicherbehälter als Druckbehälter auszuführen und unterliegt damit den amtlichen Bestimmungen bezüglich Konzession und ggf. Überwachung. Auch bestehen Beschränkungen hinsichtlich des Ortes der Aufstellung. Oder man wählt eine kleine Temperaturdifferenz. Dann entfällt zwar die Konzessionspflicht, jedoch erhält man dann sehr große und teuere Speicherbehälter. Um das Speichervolumen zu verkleinern und mit drucklosen Behältern auszukommen, kann ein Heißöl, das eine Erwärmung von 3000 oder mehr zuläßt, 'zur Speicherung verwendet werden oder auch eine Spezialflüssigkeit, z.B. Diphenyl. Dabei hat man jedoch den Nachteil, daß diese Heißöle bzw. Spezialflüssigkeiten sehr teuer sind, so daß eine wirtschaftliche Lösung der Speicherfrage auf diesem Wege nicht verwirklicht werden kann. Es ist auch bereits der Vorschlag gemacht worden, bei den schon erwähnten elektrisch beheizten Feststoffspeichern die Wärmeabgabe mit Hilfe von Heißöl vorzunehmen. Auch dieser Weg ist jedoch wirtschaftlich nicht befriedigend, da der gesamte Keramikkörper außer mit den Heizspiralen zusätzlich noch mit der Wärmeaustauschfläche für das Heißöl, beispielsweise Rohrschlangen, zu versehen ist. Auch ist die Speicherfähigkeit mit Rücksicht auf die Anlagekosten beschränkt. Außerdem muß die Umwälzpumpe das Heißöl im Tag- und Nachtbetrieb umwälzen, damit keine Ölüberhitzungen stattfinden können. Angesichts aller dieser Nachteile ist die Erfindung von der Aufgabe ausgegangen, eine technisch und auch wirtschaftlich vertretbare Lösung zu finden, die die beschriebenen Nachteile vermeidet. In an sich bekannter Weise ist auch die Wärmeversorgungsanlage gemäß der Erfindung mit einem Feststoffspeicher ausgestattet, der durch preislich günstige Energie aufheizbar ist. Dieser Feststoffspeicherist an die Wärmeverbraucher angeschlossen, und zwar über eine Verbindung, die ein flüssiges oder gasförmiges, auf hohe Temperaturen erhitzbares Medium führt, d.h. ein Hochtem-,peraturmedium. Im Unterschied zu den bekannten Wärmeversorgungsanlagen dieser Art ist diejenige gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die die Energie in Wärme umwandelnde Vorrichtung, die nachstehend als "Aufheizvorrichtung" bezeichnet ist, von dem Feststoffspeichar räumlich getrennt ist und daß letzteret an die Aufheizvorrichtung über eine ebenfalls ein Hochtemperaturmedium führende Verbindung angeschlossen ist, wobei das Aufheizen des Feststoffspeichers mittelbar mit Hilfe des auf hohe Temperaturen erhitzten umlaufenden Mediums bewirkt wird. Diese Anlage gemäß der Erfindung besteht also aus einer Aufheizvorrichtung, einem Aufheizkreislauf, der zum Feststoffspeicher führt, diesem Feststoffspeicher selbst, ferner dem von dort abgehenden Wärmeabgabekreislauf sowie schließlich den an letzteren angeschlossenen Verbraucher. Für die praktische Verwirklichung bestehen hierbei zwei Möglichkeiten. Im ersten Fall sind der Aufheizkreislauf und der Wärmeabgabekreislauf aneinander angeschlossen und führen dementsprechend auch das gleiche Hochtemperaturmedium. Hierbei sind diese beiden Kreise mit Umwälzvorrichtungen und Absperrorganen und / oder Regelorganen in der Weise ausgestattet, daß das durch den Feststoffapeicher geleitete Medium wahlweise über den Aufheizkreis gefördert wird oder über den Wärmeabgabekreislauf. Dabei kann sowohl die Wärmeaufnahme des Speichers als auch die Wärmeabgabe je nach den bestehenden Bedürfnissen und Erfordernissen automatisch gesteuert werden. Bei der anderen konstruktiven Lösung sind die beiden Kreise voneinander getrennt und können dementsprechend auch verschiedene Hochtemperaturmedien führen. In beiden Fällen kann man das durch den Feststoffspeicher umgewälzte, die gespeicherte Wärme aufnehmende Medium den Verbrauchern unmittelbar zuführen. Man kann es aber auch durch einen Wärmetauscher leiten, so daß die Ver«brsucher an den Wärmeabgabekreis mittelbar, nämlich über diesen Wärmetauscher, angeschlossen sind. Auch in diesem Fall kann die Wärmeabgabe entweder von Hand oder automatisch gesteuert werden. Bei Verwendung eines Wärmetauschers ergibt sich der Vorteil, daß auf der Abgabeseite mit niedriger Temperatur gearbeitet werden kann. Infolgedessen kann für diesen Umlaufkreis, der sich unter Umständen über eine. größere Entfernung erstreckt, z.B. über die Räume eines Hauses oder einer Fabrik, auf die Verwendung eines Hochtemperaturme-
    diums verzichtet werden. An diesen Kreis kann beispielsweise auch
    w
    eine vorhandene oder eine neu zu installierende Warmwasserheizungs=
    anläge angeschlossen werden. Es besteht ferner die Möglichkeit, ei-
    nen Lüfterhitzer in den Wärmeabgabekreisl üf einzuschalten und die
    erwärmte Luft unmittelbar in die zu beheizenden Räume einzublasen:
    Dabei sind alle bekannten Möglichkeiten gegeben, beispielsweise die Rückführung von Luft aus dem Raum und Frischluftzuführurig aus dem freien u.ä.mi Din wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage Init Wärmetauiaehern besteht darin, das wärmeabgabeeeitig diel Ver*eädüng des Hƒdhteibpexaturmediume o das für die Abnahme der Vätie von dem Feststoffspeicher benötigt wird, auf den Umlauf zwischen diesem Speicher und dem bzw. den Wärmetauschern auf ein Mindestmaß beschränkt ist. In gleicher Weise kann man auch auf der Wärmeaufnahmeseite mit einer sehr kleinen Menge Heißöl auskommen. Diese Tatsache, daß man bei der erfindungsgemäßen Anlage nur sehr wenig von dem Hochtemperaturmedium benötigt, ist von großer praktischer Bedeutung wegen des hohen Preises der Heißöle. Wenn als wesentliches Merkmal der Erfindung hervorgehoben wurde, daß die Aufheizvorrichtung von dem Feststoffspeicher räumlich getrennt sein soll, so soll dieses nur bedeuten, daß das Umwandeln der Energie in Wärme, beispielsweise das Aufheizen mit billigem Nachtstrom, nicht in der bisher bekannt gewordenen Weise innerhalb des Feststoffspeichers erfolgen soll, sondern außerhalb des Speichers. Es soll also eine konstruktive Trennung der Speicherkörper einerseits und der Heizquelle andererseits vorliegen. Im'übrigen ist es natürlich zweckmäßig, die Aufheizvorrichtung möglichst dicht an den Feststoffspeicher heranzusetzen, um die das Hochtemperaturmedium führenden Zeitungen möglichst kurz zu halten. Zur Veranschaulichungdes Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele dargestellt. Fig. 1 zeigt die Schaltskizze einer Speicheranlage mit in einen Speicherbehälter lose eingeschütteter, körniger Speichermasse, . Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch einen Feststoffspeicher mit'eingebautem Rohrregister. Bei der in Fig. 1 durch die Schaltskizze veranschaulichten Anlage handelt es sich um eine solche der vorstehend bei Erörterung der verschiedenen konstruktiven Möglichkeiten zuerst benannten Ausführungsform: Der rechts von dem Speicher 1 gezeichnete Wärmeaufnahmekreis und der links gezeichnete Wärmeabgabekreis hängen miteinander zusammen, so daß das gleiche Hochtemperaturmedium nicht nur den Feststoffspeicher 1 durchströmt, sondern wahlweise durch den einen oder durch den anderen Kreis hindurch umgewälzt wird. Der Wärmeaufnahmekreis verläuft hierbei von dem Speicher 1 über die Zeitungen 2, 3 und 4, durch die Pumpe 5, weiter durch die Zeitungen 6 und 7, durch die Aufheizvorrichtung 8 sowie anschließend durch die Zeitungen 9 und 10 zum Speicher 1 zurück. Die Pumpe 5 bewirkt also dieses Umwälzen - in der Skizze entgegen dem Uhrzeigersinn - wobei das flüssige oder gasförmige Hochtemperaturmedium innerhalb der Aufheizvorrichtung 8 in diesem Falle durch Nachtstrom auf die gewünschte hohe Temperatur erhitzt werden möge. Die hierdurch aufgenommene Wärmemenge wird an die in den Speicherbehälter hineingeschüttete Speichermasse abgegeben, so daß im Zuge des fortlaufenden Umlaufs diese feste Speichermasse die gewünschte hohe Temperatur annimmt. Für dieses während der Nachtstunden zum billigen Nachttarif erfolgende Aufladen des Speichers 1 sind die Absperrorgane 11 und 12 geöffnet, die Absperrorgane 13 und 14 hingegen geschlossen. Der Aufladevorgang.kann hierbei nach den jeweils maßgebenden Gesichtspunkten automatisch gesteuert werden. Soll dann während der Tagesstunden die gespeicherte Wärme nutzbar gemacht werden, beispielsweise zur Versorgung von in den` Räumen eines Hauses aufgestellten Heizkörpern mit Wärme, so werden die Absperrorgane 11 und 12 geschlossen, die Absperrorgane 13 und 14 jedoch geöffnet. Die in gleichem Sinn fördernde Pumpe 5 führt dann ebenfalls den hierzu erforderlichen Umlauf herbei, in der Skizze wieder entgegen dem Uhrzeigersinn. Sie fördert heißes Medium aus dem Feststoffspeicher 1 durch die Zeitungen 10 und 15 zum Verbraucher 16 und von dort in abgekühltem Zustand über Leitungen 17 und 18 zum Zweck erneuter Wärmeaufnahme wieder in den Feststoffspeicher 1 zurück. Der eine gezeichnete Verbraucher 16 soll hierbei die Gesamtheit der angeschlossenen Verbraucher darstellen, also beispielsweise eine größere Zahl von Heizkörpern, die parallel zueinander oder hintereinander angeschlossen sein mögen. Zur Aufnahme der Volumenänderungen ist in diesem Fall ein offener Hochbehälter 19 vorgesehen. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht bezüglich der Betriebsweise, zusammenfassend gesagt, darin, daß wahlweise folgende Möglichkeiten bestehen: a) Ladebetrieb allein, b) Entladebetrieb allein, c) gleichzeitig Lade- und Entladebetrieb. Wie schon angedeutet, ist bei diesem Beispiel angenommen, daß als Speichermasse ein körniges Material dient, das einfach lose in den Behälter des Speichers 1 eingeschüttet ist. Zur Verringerung des Strömungswiderstandes können auch Horden eingebaut werden-. In Frage kommen beispielsweise grobkörniger Kies oder besser (ebenfalls im Hinblick auf den Strömungswiderstand) Kieselsteine. Hierdurch kann man auf kleinem Raum, in gleicher Weise wie durch Keramikkörper, infolge der möglichen hohen Speicher-Temperatur eine große Speicherkapazität schaffen. Der Vorteil gegenüber den bekannten Keramikkörpern aber besteht in der ganz erheblichen Preisdifferenz. Es sind die Keramikkörper an sich schon teuer.. Erst recht ist es aber teuer, in diese Festkörper die Heizwiderstände einzubauen, ganz abgesehen von den Schwierigkeiten im Falle der Notwendigkeit von Reparaturen. Demgegenüber ist die Größenordnung der Preise für geschüttete Mineralien verschwindend gering. Abgesehen hiervon ist bei der Anlage gemäß der Erfindung auch der spezifische Wärmeübergang an allen Wärmeübertragungsstellen wesentlich größer, weil sowohl in der Aufheizvorrichtung als auch im Feststoffspeicher die Wärmeübertragung durch ein strömendes Medium erfolgt. Der Wärmeübergang erfolgt somit dynamisch im Gegensatz zu dem statischen Wärmeübergang bei Keramikkörpern mit eingebauten Heizwiderständen. Es wurde schon darauf hingewiesen, daß man bei lose eingeschüttetem körnigen Material die Korngröße nicht zu klein wählen darf, weil anderenfalls der Strömungewiderstand für das hindurchzuführende Hochtemperaturmedium zu groß wird. So werden bei loser Einschüttung, wie sie durch die'Zeichnung angedeutet ist, Kieselsteine etwa in Nußgröße in Frage kommen. Bei allen solchen eingeschütteten körnigen Körpern ist infolge der geringen Zwischenräume der Bedarf an Heißöl gering. Somit sind die Anlagekosten auch.gegenüber einem reinen Heißölspeicher sehr günstig. Bei Verwendung von Kies oder Sand oder einem anderen körnigen Material als Speichermasse kann auch eine Ausführung gemäß Fig. 2 gewählt werden. Das körnige Speichermaterial wird dabei in den Raum zwischen den Rohren eingeschüttet. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß das Wärmeübertragungsmittel (z.B. Heißöl) nicht mit dem Speicherfeststoff in Berührung kommt, so daß die Gefahr irgendwelcher chemischer Reaktionen ausgeschaltet ist. Bei diesem Feststoffspeicher gemäß Fig. 2 ist der Behälter aus einem oberen Boden 20, einem zylindrischen Mantelteil 21 und einem unteren Boden 22 zusammengesetzt. Im Inneren dieses Behälters sind senkrechte Rohre 23 angeordnet, die mit einem oberen Rohrboden 24 und einem unteren Rohrboden 25 flüssigkeitsdicht bzw. gasdicht verbunden sind, beispielsweise durch Einwalzen oder Einschweißen._Damit die thermischen Längenänderungen des Rohrregisters aufgenommen werden können, ist unterhalb des oberen Rohrbodens 24 ein weiterer Rohrboden 26 angeordnet, in dem die Rohre gleiten können. Der Mantel 21 ist mit den Rohrböden 25 und 26 vernietet. Der obere Behälterboden 20 ist auf den Rohrboden 24 und der untere Behälterboden 22 auf den Rohrboden 25 unter Zwischenlegen einer dem Hoehtemperaturmediüm angepaßten Dichtung aufgeschraubt. Die Durchgangslöcher für die Schrauben im unteren Rohrboden 25 sind gegenüber den Nieten 27, die zur Verbindung von Mantel und Rohrboden dienen, versetzt angeordnet. Das gleiche gilt für die Nieten im oberen Rohrboden 24. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich also um einen Feststoffspeicher mit doppeltem Rohrboden. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, die mit einem festen und einem sogenannten schwimmenden nohrboden ausgestattet sind, um die unterschiedlichen Längenänderungen von Speichermantel und Rohren auszugleichen.@Die Auswahl der Bauart des Speichers richtet sich nach den benötigten Größen bzw. Rohrlängen sowie auch nach den Temperaturen, mit denen gearbeitet werden soll. Für das Rohrregister kommen vorzugsweise Rohre mit außen angebrachten Rippen in Frage, da es wichtig ist, in einem vorgegebenen umbauten Raum eine möglichst große Wärmeübertragungsfläche unterzubringen. Insbesondere wird man Längsrippen verwenden, damit die körnige Speichermasse, beispielsweise Sand, die zweckmäßigerweise von oben eingeschüttet wird, den verfügbaren Raum zwischen den Rippenrohren restlos ausfüllen und eine gute Berührung mit der Oberfläche der Rippenrohre herbeiführen kann. Erwähnt sei in diesem Zusammenhang auch, daß es zweckmäßig sein kann, von dem üblichen runden Rohrquerschnitt abzugehen und beispielsweise quadratische oder rechteckige Rohre zu verwenden, zwischen .denen die Schichten des eingefüllten Sandes etwa die deiche Dicke aufweisen. Auch ganz flache Heiztaschen sind für die Durchleitung des aufheizenden Mediums geeignet. Wie die vorstehenden Erläuterungen zeigen, stellt die Wärmeversorgungsanlage gemäß der Erfindung eine kostenmäßig günstige Lösung der Aufgabe dar, Übe rschußenergie mit Hilfe von Feststoffen bei hoher Temperatur unter entsprechend geringem Raumbedarf zu speichern, damit diese gespeicherte Wärme zu gegebener Zeit nutzbar gemacht werden kann. Eine sehr wichtige Eigenschaft dieser Anlage besteht darin, daß die Speicherung drucklos erfolgt. Daher braucht der Speicherbehälter nicht mit rundem Querschnitt ausgeführt zu werden, sondern er kann einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, was eine gute Anpassung an die Aufstellräume, beispielsweise Kellerräume,und dementsprechend eine gute Ausnutzung des verfügbaren Raumes ermöglicht. Es braucht der Mantel der Feststoffbehälter auch nicht einmal aus Metall, beispielsweise Stahlblech, zu bestehen, sondern Isolierplatten genügen, so daß sogar der unmittelbare Einbau in vorhandene, entsprechend zu isolierende Räume eines Gebäudes möglich ist. So kann die Anlage gemäß der Erfindung nicht nur bei Neubauten in einfacher Weise zur Aufstellung kommen, sondern sie kann auch in fertige Gebäude nachträglich eingebaut werden, auch in solche, die bereits eine Zentralheizung besitzen. So braucht beispielsweise eine Warmwasserheizung nur über den schon erwähnten Wärmetauscher mittelbar an die Abgabeseite des Feststoffspeichers angeschlossen zu werden. Kann letzterer nicht in einem bereits vorhandenen Kellerraum untergebracht werden, so ist es leicht möglich, ihn außer-. halb in einen gesondert zu errichtenden Raum zu stellen, in den zweckmäßigerweise auch der Wärmetauscher hineinzusetzen wäre. Die Veranschaulichung des Erfindungsgedankens unter Bezugnahme auf die Verwertung billigen Nachtstroms ist, wie eingangs bemerkt, deshalb gewählt worden, weil dieser Fall wohl der bekannteste ist. Die gleiche Aufgabe, anfallende billige Energie -beispielsweise Überschußenergie - in norm von Wärme zu speichern, um sie in Zeiten größeren Bedarfs zur Verfügung zu haben, stellt sich aber auch in anderen Fällen. So kann beispielsweise in Fertigungsbetrieben ein stoßweise erhöhter Wärmebedarf auftreten: Solche Spitzenbelastungen erfordern eine entsprechend große Auslegung der Energiequelle, sofern nicht die Möglichkeit besteht, diese Energiequelle mit gleichmäßiger mittlerer Belastung zu betreiben und hierbei die in den Zeiten zwischen den Bedarfsspitzen anffallende Überschußenergie zu speichern. Umgekehrt gibt es aber auch Fälle, in denen Überschußenergie stoßweise anfällt, während in den Z.eßbpannen zwischen diesen Stößen entweder wenig oder gar keine Energie zur Verfügung steht. Auch hier ist die Möglichkeit einer Speicherung sehr wesentlich, weil dadurch die Möglichkeit gegeben ist, solche stoßweise anfallende Energie in gleichmäßigem Verbrauch nutzbar zu machen. Was die Hochtemperaturmedien anbelangt, ist auf einige bekannte schon hingewiesen worden. Es kommen aber auch andere flüssige oder gasförmige Medien in Frage, die die Voraussetzung erfüllen, daß sie die erwünschten hohen Temperaturen möglichst bei etwa normalem Druck ohne Zersetzung ertragen. Hierzu sei auch die Verwendung geschmolzener Metalle erwähnt. Die Ausbildung der Wärmeversorgungsanlage in der Weise, daß wärmeabgabeseitig zwischen den'Feststoffspeicher und die zum Verbraucher führenden Zeitungen ein Wärmetauscher geschaltet wird, ist insbesondere in denjenigen Fällen vorteilhaft, in denen es nicht erwünscht ist, daß ein Wärmeträger mit den hierbei auftretenden hohen Temperaturen den Verbrauchern zugeführt wird. Diese hohen Temperaturen können für technische Anlagen unter Umständen zugelassen werden, sind aber für Anlagen, die zur Beheizung von Wohnräumen dienen, sehr ungünstig. Durch Zwischenschaltung eines Wärmetauschers kann in solchen Fällen die Temperatur des cin den Feststoffspeicher unmittelbar angeschlossenen Wärmeabgabekreises auf einen angemessenen Wärmegrad herabgesetzt werden. Wenn man diesen Wärmetauscher räumlich dicht an den Feststoffspeicher heranrückt und in gleicher Weise auch die Aufheizvorrichtung, dann genügt für die Anlage eine sehr geringe Menge des sehr teueren Hochtemperaturmediums. Wird zurEntnahme der gespeicherten Wärmeaus dem Feststoffspeicher jedoch atmosphärische Luft benutzt, so kann es,auch in Frage kommen, diese unmittelbar unter Verwendung entsprechender Kaltluftrückführung den Verbrauchern zuzuführen, also in"di-e zu erhitzenden Räume unmittelbar einzuleiten. Gerade die VerWendung von gasförmigen Wärmeträgern - in manchen Fällen auch anderer Gase, auch im Aufheizkreis - bietet besondere Vorteile, da man einerseits den Speicherkern auf hohe Temperaturen aufheizen kann, während andererseits trotzdem Zersetzungen und damit Verkrustungen an den Heizelementen bzw. im Speicher nicht auftreten können. Außerdem kann ein gasförmiges Medium, insbesonder Luft, in manchen Fällen unmittelbar für die Heizung verwendet werden. Die Steuerung der Anlage gemäß der Erfindung kann im einfachsten Falle von Hand erfolgen. Zweckmäßig aber ist es, die Betriebsweise sowohl auf der Aufnahmeseite als auch auf der Abgabeseite automatisch zu steuern, und zwar nach Maßgabe der jeweils. vorliegenden Verhältnisse und Erfordernisse. Insbesondere sind Grenzsteuerungen zweckmäßig, die es aus Gründen der Sicherheit ermöglichen, das Überschreiten maximaler Temperaturen zu verhindern. Mit Hilfe automatischer Steuerungen ist es beispielsweise möglich, im Zuge der Abgabe trotz Absinkens der Speichertemperatur doch in den Verbraucher-Umlaufskreisen die gewünschten Temperaturen einzuhglten. Es ist überhaupt eine Steuerung der Wärmeabgabe nach Maßgabe des Bedarfs möglich, beispielsweise bei Fußbodenheizungen. Bei den bekannten Fußbodenheizungen, bei denen das Fußbodenmaterial zugleich zur Speicherung dient, erfolgt stets eine Wärmeabgabe, wenn die Temperatur des Fußbodenspeichers höher ist als diejenigecbr Raumluft. Erfolgt die Beheizung des Fußbodens jedoch mittels eines umlaufenden Mediums, so braucht man dieses Medium nicht umlaufen zu lassen, wenn eine Beheizung des Raumes nicht erfolgen-soll. Diese Möglichkeit ist insbesondere dann gegeben, wenn die in den Fußboden eingebauten Heizorgane an den Feststoffspeicher über einen Wärmetauscher angeschlossen sind. In Fig. 1 ist veranschaulicht, daß in an sich bekannter Weise dem heißen Medium kaltes Medium über eine Rücklaufleitung 18a beigemischt werden kann, und zwar mittels eines Regelventils 14a, das durch einen Thermostaten 14b gesteuert wird.

Claims (4)

  1. Patentansprüche 1. Wärmeversorgungsanlage mit durch preisgünstige oder Überschußenergie aufheizbarem Feststoffspeicher, der über eine ein flüssiges oder gasförmiges, auf hohe Temperaturen erhitzbares Medium (Hochtemperaturmedium) führende Verbindung (Wärmeabgabekreis> an die Wärmeverbraucher angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnete,-*
    daß die die Energie in Wärme umwandelnde Vorrichtung (Aufheizvorrichtung 8) von dem Peststoffspeicher (1) räumlich getrennt ist und daß letzterer an dile Aufheizvorrichtung über eine ebenfalls ein Hochtemperaturmedium führende Verbindung (Aufheizkreiä) angeschlossen ist, wobei das Aufheizen des Feststoffspeichers mittelbar mit Hilfe des auf hohe Temperaturen erhitzten umlaufenden Mediums bewirkt wird.
  2. 2. Wärmeversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufheizkreis und der Wärmeabgabekreis aneinander angeschlossen sind und außer der oder den Umwälzpumpen (5) für das Hochtemperaturmedium Absperr- und/oder Regelorgane (10, 11, 13, 14).enthalten, mittels deren das umlaufende Hochtemperaturmedium innerhalb der zusammenhängenden beiden Kreise derart umgeleitet werden kann, daß es beim Anfallen von zu speichernder Energie durch den Aufheizkreis und bei Überwiegen des Energiebedarfe gegenüber der von außen zugeführten Energie durch den Wärmeabgabekreis geleitet wird (Fig. 1).
  3. 3. Wärmeversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufheizkreis und der Wärmeabgabekreis voneinander getrennt sind wobei sie ggf. verschiedene Hochtemperaturmedien führen.
  4. 4. W4rmeversorgungsanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Feststoffspeicher abgehende Wärmeabgabekreis zu einem oder mehreren Wärmetauschern führt, an deren Sekundärseite die Verbraucher angeschlossen sind.
DE19661579941 1966-08-09 1966-08-09 Waermeversorgungsanlage mit Feststoffspeicher Pending DE1579941A1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2369507A1 (fr) * 1976-11-01 1978-05-26 Rockwell International Corp Accumulateur d'energie thermique
DE4117653A1 (de) * 1991-05-29 1992-12-03 Andre Juenemann Solaranlage
DE102007035384A1 (de) * 2007-07-26 2009-01-29 I-Sol Ventures Gmbh Vorrichtung zur Gewinnung und Verwertung von Solarwärme

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