DE1679183B2

DE1679183B2 - HEAT STORAGE FURNACE WITH CONTROLLABLE HEAT DISCHARGE

Info

Publication number: DE1679183B2
Application number: DE19671679183
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Dipl Wirtsch Ing Munkel Karl Ludwig 5100 Aachen Braun
Original assignee: Feiten & Guilleaume Schaltanlagen GmbH, 4150 Krefeld
Priority date: 1967-03-06
Filing date: 1967-03-06
Publication date: 1973-08-16
Also published as: AT297165B; DE1679183A1; DE1679183C3

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicherofen mit steuerbarer Wärmeabgabe, dessen Speicherkern von einer Wärmedämmschicht umgeben ist, die beeinflußbare Mittel zum Transport der Wärme vom Speicherkern durch die Wärmedämmschicht hindurch zu den Randbereichen des Ofens hin aufweist.The invention relates to a heat storage furnace with controllable heat emission, its storage core is surrounded by a thermal barrier coating, the influenceable means for transporting the heat from Having storage core through the thermal barrier coating to the edge areas of the furnace.

Die Steuerung der Wärmeabgabe von Wärmespeicheröfen ist der ungesteuenen Wärmeabgabe solcher Öfen vorzuziehen, da der zeitliche Verlauf der ungesteuerten Wärmeabgabe mit dem zeitlichen Verlauf des Bedarfs an Heizwärme nur schlecht übereinstimmt. The control of the heat output of heat storage stoves is the uncontrolled heat output of such Furnaces to be preferred because the time course of the uncontrolled heat emission with the time course the need for heating does not match well.

Es sind bereits Verfahren zur Steuerung der Wärmeabgabe von Wärmespeicheröfen bekannt. Die Wärmeabgabe wird meist so gesteuert, daß, ausgehend von einer Mindestwärmeabgabe, für die die Wärmedämmung bei vorgegebener Temperatur des Speicherkems ausgelegt ist, dem Wärmespeicherofen zusätzlich Wärme entnommen wird. Dazu können etwa die Abmessungen der Wärmedämmschicht des Wärmespeicherofens vermindert werden. Bekannt ist ferner das Einfügen von Spalten in die Dämmschicht oder zwischen Dämmschicht und Speicherkern; bei Spaltbreiten in der Größenordnung der freien Weglänge der im Spalt befindlichen Gasmoleküle ist der konvektive Wärmedurchgang durch die Spalte sehr klein. Eine niedrige Wärmeabgabe wird also bei kleinen Spaltbreiten oder niedrigem Gasdruck in den Spalten erreicht. Zur Steigerung der Wärmeabgabe werden die Spalte verbreitert oder der Gasdruck erhöht. Weiterhin sind Verfahren angegeben worden, die im wesentlichen darin bestehen, daß am Speicherkern erwärmte Luft an der Innenseite der Außenwand vorbeigeführt wird. Die Änderung der Wärmeabgabe erfolgt dann über eine Steuerung der umgewälzten Luftmenge, durch die die Außenwand mehr oder weniger stark aufgeheizt wird. Der Luftkreislauf kann auch durch einen Flüssigkeitskreislauf ersetzt werden; zur Verstärkung des Energietransports vom Speicherkern zur Außenwand kann dann auch die Verdampfungs- bzw. die Kondensationswärme der Flüssigkeit ausgenutzt werden. Diese Lösungen haben sich praktisch nicht durchgesetzt.Methods for controlling the heat output from heat storage stoves are already known. the Heat emission is usually controlled in such a way that, starting from a minimum heat emission, for which the Thermal insulation is designed at a given temperature of the storage core, the heat storage furnace additional heat is extracted. For this purpose, the dimensions of the thermal insulation layer of the Heat storage furnace are reduced. It is also known to insert gaps in the insulation layer or between the insulation layer and the storage core; in the case of gap widths in the order of magnitude of the free path of the gas molecules in the gap, the convective heat transfer through the gap is very much small. A low heat emission is therefore in the case of small gap widths or low gas pressure in the Reached columns. To increase the heat output, the gaps are widened or the gas pressure is increased. Furthermore, methods have been specified which essentially consist in that on Storage core heated air is passed on the inside of the outer wall. The change in Heat is then released via a control of the circulated air volume through which the outer wall is heated to a greater or lesser extent. The air circuit can also be through a liquid circuit be replaced; to strengthen the energy transport from the storage core to the outer wall can then the heat of evaporation or condensation of the liquid can also be used. These solutions have practically not caught on.

ίο Schließlich besteht die Möglichkeit, am Speicherkern erwärmte Luft dem zu beheizenden Raum direkt zuzuführen. Diese Lösung wird heute meist angewendet. Sie hat im wesentlichen folgende Nachteile:
Ϊ. Zu hoher Konvektionsanteil der Heizwärme,ίο Finally, there is the option of supplying heated air directly to the room to be heated at the storage core. This solution is mostly used today. It essentially has the following disadvantages:
Ϊ. Too high a proportion of convection in the heating,

2. Überhitzung der Heizluft, dadurch Gefahr der Staubverschwelung und mangelhafter Raumluftqualität, 2. Overheating of the heating air, resulting in the risk of smoldering dust and poor indoor air quality,

3. Geräuschentwicklung bei Anwendung einer Zwangsbelüftung des Speicherkems.3. Noise development when using forced ventilation of the storage core.

ϊο Die nicht praktisch verwerteten Lösungen haben im Einzelfall manche dieser Mängel nicht, sind aber andererseits konstruktiv aufwendig und daher unwirtschaftlich. ϊο Have the solutions that have not been used in practice in individual cases, some of these deficiencies are not, but on the other hand they are structurally complex and therefore uneconomical.

Auch sind ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein Wärmespeichergerät (französische Patentschrift 888 839) bekannt, bei dem zum Heizen, Trocknen oder Kochen eine Wärmequelle zum Aufladen eines Speichers verwendet wird. Dieser Speicher verteilt die Wärme im vorgesehenen Zeitpunkt mittels Wärmeleiter auf Radiatoren, wobei der Wärmestrom durch einen von Hand betätigten Schieber geregelt wird. Bei diesem Verfahren wird die Wärme vom Speicherkern vorwiegend an einzelne Stellen der Randbereiche des Wärmespeichergeräts transportiert.Also are a method and a device for a heat storage device (French patent 888 839) known, in which a heat source to charge a for heating, drying or cooking Memory is used. This storage unit distributes the heat at the intended time by means of heat conductors on radiators, the heat flow being regulated by a manually operated slide will. In this process, the heat from the storage core is mainly transferred to individual points of the Transported edge areas of the heat storage device.

wo entsprechende Einrichtungen wie eine Wärmeplatte, eine Backröhre und ein Trockner angeordnet sind. Die Wärmeabgabe läßt sich hierbei nur mittels einer aufwendigen Schieberanordnung zwischen Speicherkern und dem beispielsweise als Wärme-where appropriate facilities such as a hot plate, an oven and a dryer are arranged are. The heat output can only be achieved by means of a complex slide arrangement between Storage core and the, for example, heat

platte ausgebildeten Radiator regeln. Mit dieser Anordnung des Schiebers sind der Regelmöglichkeit des Wärmcleitstromes jedoch enge Grenzen gesetzt.regulate plate-shaped radiator. With this arrangement of the slide are the control options of the However, there are narrow limits to the thermal conductivity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv wenig aufwendigen, unter Verwendung kostensparender Mittel zum Transport der Wärme dienenden sowie wirtschaftlich arbeitenden Wärmespeicherofen der anfangs angegebenen Gattung zu schaffen, dessen Wärmeabgabe in weiten Bereichen regelbar ist und bei welchem Änderungen in der Wärmeabgabe in kurzen Zeiten realisierbar sind, wobei die Nachteile der angewendeten Steuerungsarten für die Wärmeabgabe der eingangs geschilderten Ar» weitgehend vermieden werden.The invention is based on the object of using a structurally less complex cost-saving means for the transport of the heat-serving and economically working heat storage furnace of the genus specified at the beginning, its heat dissipation in wide areas can be regulated and with which changes in the heat emission can be implemented in short times, with the disadvantages of the types of control used for the heat dissipation of the type described at the beginning » largely avoided.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wärmedämmschicht des Wärmespeicherofens dampfdurchlässig ist und daß das Mittel zum Transport der Wärme ein flüssiges oder dampfförmiges Medium ist, das in die Wärmedämmschicht mittek eines Zumeßorgans einbringbar ist.The object is achieved according to the invention in that the thermal insulation layer of the heat storage furnace is vapor permeable and that the means for transporting the heat is a liquid or vapor Is medium that can be introduced into the thermal insulation layer by means of a metering element.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist weiterhin ein zum Einbringen der Flüssigkeit in die Wärmedämmschicht dienendes Rohrsystem vorgesehen, dessen Austrittsöffnungen in der Nähe des Speicherkems liegen und das als Zumeßorgan eine Pumpe aufweist.According to an advantageous embodiment of the subject matter of the invention, there is also one to be introduced The pipe system serving the liquid in the thermal barrier coating is provided, the outlet openings of which lie in the vicinity of the storage core and which has a pump as a metering device.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist im unteren Bereich des Wärmespeicherofens ein an die Saugseite der Pumpe angeschlossener Kon-According to a further embodiment of the invention, a is in the lower area of the heat storage furnace the compressor connected to the suction side of the pump

densatsammler angeordnet. der mit einer in an sich bekannter Weise aus danipf-Densate collector arranged. who with a known manner from danipf-

Es ist als besonders vorteilhaft anzusehen, daß bei durchlässigem Material wie beispielweise OlaswoHeIt is to be regarded as particularly advantageous that in the case of permeable material such as, for example, OlaswoHe

Verwendung von Wasserdampf dieser ganz oder teü- öder besonders vorbereiteten, aus hohen autgebaut.nUse of water vapor these completely or partially or specially prepared, from high autgebaut.n

weise dem zu beheizenden Raum zum Zwecke der Werkstoffen bestehenden Wärmedämmschicht Nerse-wise the room to be heated for the purpose of the materials existing thermal insulation layer Nerse-

Luftbefeuchtung zuführbar ist. 5 hen ist. Die Abmessungen der WärmedämmschichtHumidification can be supplied. 5 hen is. The dimensions of the thermal insulation layer

Die Voneile des nach der Erfindung aufgebauten werden in bekannter Weise auf der Grundlage derThe advantages of the constructed according to the invention are known in a known manner on the basis of the

Wärmespeicherofens mit steuerbarer Wärmeabeabe gewünschten Mindestwärmeabgabe testgelegt, bon dieHeat storage furnace with controllable heat emission, the desired minimum heat emission tested, bon die

sind in folgendem zu sehen: " Wärmeabgabe des Wärmespeicherofens erhöh wer-can be seen in the following: "Increase the heat output of the heat storage heater

1. Einfacher Aufbau, den so wird eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser.1. Simple structure, so it becomes a liquid, preferably water.

2. sehr gute Reaelfähiekeit der Wärmeabgabe, io an den Speicherkern oder in die Nahe des bpeicher-2. Very good real ability of the heat dissipation, OK to the storage core or in the vicinity of the storage

3. Mög'ichkeit eines "hohen Strahlunaslnteils an kerns gebracht. Die Flüssigkeit verdampft, und der der gesamten Wärmeabeabe des Wärme- Dampf diffundiert in das dampfdurchlässige W armespeicherofens. " dämmaterial. Liegt die Temperatur der Außenwand3. Possibility of a high proportion of radiation at the core. The liquid evaporates and the the entire heat emitted from the heat and steam diffuses into the steam-permeable heat storage furnace. "insulation material. Is the temperature of the outer wall

4. keine Staubverschwelune bei der Wärmeabeabe. des Wärmespeicherofens unter der Siedetemperatur4. no dust smoldering with the heat emission. of the heat storage heater below the boiling point

5. sehr aerinee Geräuschentwicklune bei der War- 15 der Flüssiekeit. so kondensiert der Uampt dort .die meabgabe. " Kondensationswärme wird durch die Außenwand an5. Very aerinee noise during the war of the liquid. so the uampt condenses there .the delivery. "Heat of condensation is generated through the outside wall

6. Möglichkeit zur Luftbefeuchtuna ohne zusätzli- den zu beheizenden Raum abgegeben. Anschließend chen Aufwand. " kann die Flüssiakeit wieder aufgefangen und erneut6. Possibility of humidifying the air without an additional room to be heated. Afterward effort. "The liquid can be caught again and again

Ein Ausführunasbeispiel der Erfindung ist in der am Speicherkern oder in seiner Nähe verdampft wer-Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher 20 den. Die Steigerung der Wärmeabgabe des VN armebeschrieben, wobei zur Erläuterung auch der War- Speicherofens wird nicht nur durch das Ausnutzen mespeicherofen ohne steuerbare Wärmeabeabe dar- von Verdampfungs- und Kondensationswarme der ecslcllt ist. Es zciet " Flüsbiekeit erreicht, sondern <n starkem AusmaßAn exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing that evaporates on the storage core or in its vicinity and is shown in more detail below 20 the. The increase in the heat output of the VN arm described, whereby the war storage furnace is not only used to explain it Storage heater without controllable heat dissipation from evaporation and condensation heat ecslcllt is. It is "fluid reached, but <n to a great extent

Fig. 1 einen Wärmespeicherofen im Schnitt und auch durch die Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit derFig. 1 shows a heat storage furnace in section and also by increasing the thermal conductivity of the

die _a5 nunmehr Dampf oder Flüssigkeit enthaltendenthe _a5 now containing vapor or liquid

Fig. 2 einen Wärmespeicherofen mit steuerbarer dampfdurchlässigen Wärmedammschicht Wird dieFig. 2 shows a heat storage furnace with a controllable vapor-permeable thermal insulation layer

Wärmeabgabe im Schnitt Zufuhr von zu verdampfender Flüssigkeit oder vonHeat dissipation in the section Supply of liquid to be evaporated or of

Wie die Fig. 1 zeigt, besteht der Wärmespeicher- Dampf beendet, so trocknet die WärmedämmschichtAs FIG. 1 shows, there is no heat storage steam, so the thermal barrier coating dries

ofen aus einem Speicherkern 1, der von einer Wärme- wieder aus.furnace from a storage core 1, which from a heat again.

dämmschicht! umgeben ist, die wiederum von einer 30 Die Zeitkonstante des Anstiegs der Temperaturinsulation layer! is surrounded, in turn by a 30 The time constant of the rise in temperature

Außenwand 3 umschlossen ist. der Außenwand nach Einbringen von Flüssigkeit inOuter wall 3 is enclosed. the outer wall after introducing liquid into

Die Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Ausführung des den heißen Wärmespeicherofen liegt bei einigen Mierfindungsgemäßen Wärmespeicherofens mit Steuer- nuten: die Zeitkonstante des Abfalls der Temperatur barer Wärmeabgabe. Hierbei ist der Speicherkern 1 der Außenwand nach Beendigung der Zufuhr von zu von einer Wärmedämmschicht 2 umgeben, in die das 35 verdampfender Flüssigkeit ist etwas großer. Die Re-Rohrsystcm 4 eingebettet ist. Die Pumpe 5 drückt die gelfähigkeit der Wärmeabgabe kann insgesamt als Flüssigkeit aus dem Kondensatsammler 6 in das sehr aut bezeichnet werden.
Rohrsystem 4. Die zur Regelung notwendige FlüssigkeitsmengeFIG. 2 shows an exemplary embodiment of the hot heat storage furnace in some heat storage furnaces according to the invention with control grooves: the time constant of the drop in temperature for heat dissipation. In this case, the storage core 1 of the outer wall is surrounded by a thermal insulation layer 2 after the supply of to has ended, in which the liquid which evaporates is somewhat larger. The Re-Rohrsystcm 4 is embedded. The pump 5 pushes the gel ability of the heat output can be referred to as a liquid from the condensate collector 6 in the very aut.
Pipe system 4. The amount of liquid required for regulation

Die' Wirkungsweise des erfinduneseemäßen War- ist klein: das zur Expansion des Dampfes zur Verfümespeicherofens besteht darin, zur "Erhöhung der 40 gung stehende Volumen ist dagegen groß, so daß einThe 'mode of action of the inventive war is small: that of the expansion of the steam to the Verfümespeicherofen is to "increase the 40 supply standing volume is, however, large, so that a

Wärmeabgabe gesteuert eine Flüssigkeit oder auch konstruktiv zu berücksichtigender Überdruck imHeat emission controlled a liquid or constructive to be considered overpressure in the

Dampf in einen Wärmespeicherofen einzubringen, Wärmespeicherofen nicht auftreten kann.Bringing steam into a heat storage heater cannot occur.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Heat storage heater with controllable heat emission, whose storage core is surrounded by a thermal barrier coating, which means that can be influenced to transport the heat from the storage core through the thermal insulation layer to the Having edge regions of the furnace, characterized in that the thermal insulation layer (2) is vapor permeable and that the means of transporting the heat is a liquid or vapor medium. that in the thermal insulation layer (2) by means of a metering element can be brought in.

2. Heat storage furnace according to claim 1, characterized by a pipe system (4) serving to introduce the liquid into the thermal insulation layer (2), the outlet openings of which are in the Close to the storage core (1) and which has a pump (5) as a metering device.

3. Heat storage furnace according to claim 2, characterized in that in the lower region of the heat storage heater a condensate collector connected to the suction side of the pump (5) (6) is arranged.

4. heat storage furnace according to claim 1, characterized in that when using Water vapor this wholly or partially the room to be heated for the purpose of air humidification is feedable.