DE1679237A1 - Elektrowaerme-Blockspeicher-Heizanlage - Google Patents

Description

• Elektrowärme-Blockspeicher-Iieizanlage Elektrowärme-Blockspeicher werden insbesondere für die Raumheizung anstelle von Heizkesseln verwendet. Sie bestehen meistens aus keramischen, metallischen oder flüssigen Speichermassen, die vorzugsweise nachts elektrisch aufgeheizt werden. Wärmedämmende Umhüllungen ermöglichen eine Wärmekonservierung über viele Stunden. Die Wärme kann also in den Stunden entnommen werden, in denen der Strompreis infolge höherer Netzbelastung nicht verbilligt sein kann.
• Der Wärmetransport vom Speicher zu den-zu beheizenden Räumen erfolgt bei den üblichsten Ausführungen mit Hilfe von Luftströmung, die durch spezielle Schächte und Kanäle zum und vom Blockspeicher geführt wird. Trotz der morgens hohen und abends abgesunkenen Speicher-Kerntemperatur bleibt die vom Speicher abgegebene Luft temperaturkonstant: Thermisch selbsttätig gesteuerte Mischklappen leiten nur einen Teil der am Speicher ankommenden Luft durch den heißen Kern und den Rest unbeheizt am Kern vorbei; am Speicherausgang vereinigen sich dann diese beiden Teil-Luftströme.
• Diese Anlagen sind nicht nur für Umluftbetrieb, sondern zugleich auch für Speisung mit Frischluft eingerichtet. Auf diese Weise wird nicht nur relativ abgekühlte Raumluft, sondern auch absolut kühle, z.B. außen am Gebäude angesaugte Frischluft am Speicherkern vorbeigeführt; diesen Nebenweg am Speicher bezeichnet man als Bypass.
• Wird ein solcher Bypass seitlich oder oberhalb des Speicherkerns angeordnet, dann entsteht ein erheblicher Wärmestrahlungs-Übergang von den hochtemperierten Speichermassen her. Hierdurch entstehen Energie-Verluste, z.B. zur kalten Ansaugstelle des Frischluftkanals hin. Außerdem ist es dabei nicht möglich, unbeeinflußte kühle Frischluft, z.B. zur kurzzeitigen Durchlüftung eines Saales oder dergleichen am Speicherkern vorbeizuleiten. Des Problem wird nur geringfügig verbessert, wenn der Bypass unterhalb des Kernes angeordnet wird. Nach unten hin ist zwar die Wärmeabstrahlung-geringer, jedoch kann dann der außerordentlich schwergewichtige Speicherkern nicht mehr unmittelbar am Boden des Aufstellungsraumes, sondern nur mit Abstand darüber angeordnet werden. Besonders steife Gehäuse und Zwischenböden sind-An diesem Fall erforderlich. Ein weiterer Nachteil der bisherigen Konstruktionen derartiger Blockspeicher besteht darin, daß die ungewollten Wärmeverluste zum Bypass und zum Aufstellungsraum hin besonders beim Entladevorgang verstärkt auftreten, weil dann der vom Entlade-Gebläse erzeugte Überdruck im Speicherkern ein Entweichen der Wärme an allen nicht vollständig dichten Stellen bewirkt. Diese Verluste können nur durch besonders aufwendige Dichtungs-Maßnahmen verhindert werden, die aber nur dann von dauerhaftem Erfolg sein können, wenn sie in gewissen Zeitabständen kontrolliert und korrigiert werden, denn beim ständigen Aufheizen und Abkühlen des Speichers entstehen im rhythmischen Wechsel erhebliche Volumenänderungen, so daß eine absolute Dichtigkeit der äußeren Umhüllung nicht ohne weiteres langfristig garantiert sein kann. A11 diese Nachteile werden gemäß der Erfindung vermieden, indem lösungsgemäß die Heizanlage so konstruiert und aufgebaut ist, daß der Frischluftkanal thermisch getrennt vom Wärmespeicher verläuft, und zwar vorzugsweise außerhalb des Aufstellungsraumes, wobei das Entladegebläse in Strömungsrichtung hinter einem in den Frischluftkanal mündenden Warmluftauslaß angeordnet ist.
• Auf diese Weise benötigt der Blockspeicher selbst keinen Bypass, sondern kann unmittelbar auf dem Fußboden errichtet werden. Eine Wärmeabstrahlung zum separaten Frischluftkanal ist somit vermieden und bei der saugenden Entladung entsteht im Speicher lediglich Unterdruck, so daß nicht einmal zum Aufstellungsraum hin eine nennenswerte Selbst-Entladung stattfinden kann. Das Entladegebläse wird in diesem Fall von der bereits beheizten Luft durchströmt, so daß es sich empfiehlt, den zugehörigen Antriebs-Elektromotor separat; anzuordnen, um seine Lebensdauer zu erhöhen.
• Um die Erfindungs-Aufgabe der möglichst verlustfreien Wärmespeichereng noch weitergehenü zu erfüllen, schlägt der Anmelder vor, den Aufstellungsraum deE: Speichers in den Luftkreislauf einzubeziehen, damit die hier eventuell gestaute Abstrahlungswärme ebenfalls genutzt wird.
• Sofern der Speicher aus mehreren gleichartigen Teilspeichern zusammengesetzt ist, sollen diese zum Zwecke der gleichmäßigen Entladung parallel zueinander auf gestellt,sein, wobei der Lufteinlaß und der Luftauslaß des Aufstellungsraumes im Bereich zweier diametraler Eckpunkte dieser Speichergruppe liegen sollen. Somit ist jeder Strömungspfad, egal durch welchen Teilspeicher er hindurchführt, gleich lang, so daß die gleichmäßige Entladung gewährleistet wird.
• Bei ausschließlichem Umluftbetrieb kann der gesamte Aufstellungsraum als Bypass wirken, wenn gemäß einem weiterreichenden Merkmal der Erfindung ein weiterer Luftdurchlaß zum Frischluftkanal vorgesehen wird, den die in den Aufstellungsraum einströmende kühle Luft ohne Durchwanderung des Blockspeichers erreichen kann. Dieser Strömungsweg kann z.B. bei Frischluftbetrieb auch zur besseren Nutzung der im Aufstellungsraum gestauten Wärme genutzt werden.
• Zu diesem Zweck soll das Gehäuse des Blockspeichers möglichst innerhalb dieses Strömungsweges angeordnet sein, damit es. kühlend umspült wird. Zur Anpassung der Heizungsanlage an örtliche Verhältnisse und an unterschiedliche Benutzungswunsche eignen sich insbesondere Mischklappen nach Art von Dreiwegeventilen, angeordnet an den drei Luft-Durchtrittsöffnungen des Aufstellungsraumes bzw. innerhalb der dort zugeordneten Strömungskanäle.
• Sofern mehrere Teilspeicher nebeneinander aufgestellt sind, können eventuelle Unsymmetrien in deren Durchströmung korrigiert werden mit Hilfe von einzeln verstellbaren jalousie-ähnlichen Verschlußorganen an deren'Einströmöffnungen.
• Die beigefügte schematische Schnittzeichnung zeigt die Draufsicht auf den Hauptbestandteil einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage. Diese Darstellung ist nur als Beispiel gedacht; zahlreiche Varianten sind ebenfalls möglich: Der getrennt von den zu beheizenden Räumen 6 aufgestellte Elektrowärme-Blockspeicher ist zusammengesetzt aus drei gleichartigen, elektrisch beheizten Teilspeichern 1, 2 und 3, deren Durchströmwege parallel zueinander gerichtet sind. Die hier zu beheizende Umluft 17 oder Frischluft 18 gelangt an einer Mischklappe 16 vorbei und an einer Einlaßöffnung 15 hindurch-in den Aufstellungsraum 5 und von dort zu den Einlaßöffnungen 12, 13 und 14 des Speichers. Diese Luftströmung wird verursacht durch ein Entladegebläse 8, das außerhalb des Speicher-Warmluftauslasses 7 angeordnet ist; der zugehörige Antriebsmotoriybefindet sich nicht im Strömungsweg der dort angesaugten Warmluft. Ein direkter Kanal 4 für Kaltluft und Frischluft führt von außerhalb des Gebäudes in den zu klimatisierenden Raum 6. Mit der Klappe.10 kann der Anteil der hinzugesaugten Speicher-Heißluft variiert werden. Bei ausschließlichem und bei- anteiligem Umluftbetrieb erfolgt die Zumschung kühler Umluft mit Hilfe der Klappe 11 am Auslaß 9. Auch auf dem Strömungsweg vom Einlaß 15 zu diesem Auslaß hin wird außerdem die von der Abstrahlung des Speicherblockes gebildete Stauwärme des Aufstellungsraumes mit verwertet.
• Die vom Einlaß 15 her zu den drei Speichern 1, 2 und 3 strömende kühle Luft verteilt sich etwa gleichmäßig auf deren Einlaß-Öffnungen 12, 13 und 14, denn jeder Strömungsweg zum Auslaß 7 hin ist bei der gewählten Anordnung gleich lang.
• Sämtliche Merkmale, die in der Beschreibung einschließlich Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbart wurden, können sowohl je für sich als auch in den verschiedensten, nicht ausdrücklich erwähnten Kombinationen für die Verwirklichung der vorliegenden Erfindung von Bedeutung sein. Der nachfolgend begehrte Schutz soll sich auch auf fachmännisch naheliegende äquivalente Mittel erstrecken.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. "Elektrowärme-Blockspeicheranlage, die im wesentlichen aus mit Luft-Durchströrikanälen versehenen, elektrisch beheizten Speichermassen mit wärmedämmender Umhüllung besteht, gekennzeichnet durch mindestens einen Frischluftkanal (4), der thermisch vom Wärmespeicher (1;2;3) getrennt, vorzugsweise außerhalb des Wärmespeicher-Aufstellungsraumes (5), direkt zu dem zu temperierenden Innenraum (G) hin verläuft, wobei in diesem Kanal (4) in Strömungsrichtung zunächst ein Warmluft-Auslaß (7) des Wärmespeichers (1;2;3) und dahinter ein Gebläse (8) angeordnet ist.
2. 2. Elektrowärme-Blockspeicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekehnzeichnet, daß der Elektromotor (19) des Gebläses (8) außerhalb des Frischluftkanals (4) angeordnet ist.
3. 3. Elektrowärme-Blockspeicheranlage, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg der im Wärmespeicherblock (1;2;3) zu erwärmenden Raumluft (17) oder Frischluft (18) zunächst frei durch den Aufstellungsraum (5) und erst danach zu den Einlaß-Öffnungen (12;13;14) des Speicherblockes führt.
4. 4. Elektrowärme-Blockspeicheranlage vorzugsweise nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufstellungsraum (5) mehrere Speicherblock-Einheiten (1,2 und 3) nebeneinander mit parallelgerichteten Durchströmwegen ,aufgestellt sind, wobei.: diese Durchströmwege etwa quer zur Iiaupt-Durchströmrichtung des Aufstellungsraumes (5) verlaufen, derart, daß die vorderen Blockeinheiten (1) nahe dem Kühlluft-Einlaß (15) und die hinteren Blockeinheften (3) nahe am i'larmluftauslaß (7) des Aufstellungsraumes angeordnet sind.
5. 5. Elektrowärme-Blockspeicheranlage nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch mindestens einen zusätzlichen, verstellbaren Luftdurchlass (9) vom Aufstellungsraum (5) zum direkten Frischluftkanal (4), derart angeordnet, daß die den Aufstellungsraum durchströmende Luft, soweit sie den Wärmespeicher nicht passiert, sämtliche Blockeinheiter (1;2;3) nahezu vollständig umspült, bevor sie den Luftdurchlaß (a) erreicht.
6. 6. Elektrowärme-Blockspeicheranlage nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl am i9armluftauslaß (7) des Speicherblockes (1;2;3) als auch am zusätzlichen Luftdurchlaß (9) je ein Stellorgan (10;11) nach Art eines Dreiwege-Ventils angeordnet ist, das vorzugsweise stufen-. los verstellbar ist und die Frischluft- bzw. li'armluft-/ Umluftwege gegenläufig mehr oder weniger freigibt.
7. 7. Elektrowärme-Blockspeicheranlage nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des in den Aufstellungsraum (5) mündenden Kühlluft-Einlasses (15) ein vorzugsweise stufenlos verstellbares Dreiwege-Ventil (1G) angeordneil ist, mit dem die Mengenanteile der zum Aufstellungsraum strömenden Umluft (17) " und Kaltluft (18) gegenläufig veränderbar sind. B. Elektrowärme-Blockspeicheranlage insbesondere nach Anspruch 4, ' gekennzeichnet durch s-zufenlos verstellbare, vorzugsweise jalousie-ähnliche Verschlußorgane an den Kühlluft-Einlaßöffnungen (a2;13;14) der Speicherblock-Einheiten (1;2;3).