DE1965354A1 - Elektro-Waermespeicher - Google Patents

Description

Iserlohn, den 22 #12*1969 Sw/Jn

Patentanmeldung

des

Dipl.-Ing. Hans Masukowitz 46 Dortmund-Aplerbeck Möllenhoffstraße 5

Elektro - Wärme spei eher

Die Erfindung betrifft einen Elektro—Wärmespeicher für Raumheizzwecke oder auch für die Anwendung in gewerblichen Anlagen, in denen Wärme für eine spätere nutzung gespeichert werden soll«. Hierbei kann die gespeicherte Wärme unmittelbar an den Endwärmeträger, z#B« die Raumluft, abgegeben werden oder aber über einen oder mehrere Zwischenwärmeträger wie Wasser, Dampf, luft usw· zur endgültigen Verwendung gelangen»

Es sind bereits elektrisch beheizte Wärmespeicher bekannt, bei denen als Speichorkorhmaterial mineralische, keramische, metallische Stoffe, Flüssigkeiten oder SalzsohaäLzen verwundet werden·

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Derartige Speicherkernwerkstoffe sollen mannigfaltigen Anforderungen genügen* Sie sollen "bei möglichst geringem Volumen eine möglichst große Wärmemenge aufzuspeichern vermögen» Dazu muß der Werkstoff eine mögliehst hohe spezifische Wärme und ein möglichst hohes spezifisches Gewicht haben_e Darüberhinaus ist eine hohe Wärmeleitzahl erwünscht, damit die Wärme in kürzester Zeit aus dem Speicherkern zu entnehmen ist« Eine hohe Wärmeleitzahl führt auch zu einer weitgehenden Temperaturgleichmäßigkeit über den gesamten Speicherkern und verbessert damit s-eine Ausnutzbarkeit. Schließlich soll ein Speicherkernwerkstoff die Anwendung möglichst hoher Temperaturen zulas sen«

Entsprechend diesen Forderungen und praktischen Erwägungen ist Eur Zeit fast ausschließlich die Anwendung von keramischen Stoffen wie Schamotte- und Magnesitmaterial üblich Sie haben zwar den Vorteil einer etwa doppelt so hohen spezifischen Wärme als Gußeisen, führen also zu spezifisch leichteren Speicherkernen, benötigen aber zur Speicherung einer bestimmten Wärmemenge entsprechend mehr Kernvolumen.

In wenigen Ausnahmefällen führten die großen technischen Vorteile von Gußeisen wie etwa dreifaches Raumgewicht und etwa fünfzehnfache Wärmeleitfähigkeit zum erfolgreichen proheweioen Einsatz dieses Werkstoffes· Einem Einsatz in größerem Umfange steht der zu hohe Preis des Gußeisens ent gegen*

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Bekanntlich wird Gußeisen in einem, besonderen Schmelz- und Veüflelun/Tsprozeß unter Einsatz von Roheisen hergestellt« Die ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften von Gußeisen wie Festigkeit, Härte, Bearbeitbarkeit usw», die für die Verwendung derartiger Y/erkstoffe in der Bau- und Maschinenbautechnik von ausschlaggebender Bedeutung sind, haben für den Einsatz dieser Materialien als Wärmespeicherstoff keine Bedeutung, da die mechanischen Beanspruchungen hier vernachläscigbar gering sind·

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen wärmetechnisch etwa gleichwertigen, aber mit geringerem Aufwand und geringeren Kosten zu beschaffenden Speicherkernwerkstoff zu finden«

Zur Lösung wird nach der Erfindung die Anwendung von Roheisen wie es im Hochofenbetrieb anfällt, ohne einen zusätzlichen Schmelz- und Veredelungsprozeß, als Werkstoff für die Speicherkerne in mit Wärmespeicherung arbeitenden Geräten und Anlagen, insbesondere für Raumheiz zwecke, vorgeschlagen·,

Als Roheisen bezeichnet man das im Hochofen aus oxydisehen Verbindungen (Erzen) reduzierte metallische Eisen, Die Erzeugung von Roheisen erfolgt heute fast ausnahmslos in Hochöfen großer Hüttenwerke unter Einsatz moderner Arbeitsverfahren· Die neuzeitliche Hochofenteohnik bietet die Voraussetzungen für eine wirtschaftliche Großerseugung bei gleichbleibender Roheisengüte·

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Roheisen enthält als Begleitelemente hauptsächlich Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Phosphor und Schwefel» Zusätzliche Legierungsbestandteile können gegebenenfalls dem Roheisen während des Hochofenabstiches in die Gießpfanne zugegeben werden«

Roheisen dient heute ausschließlich als Einsatzstoff für die Erzeugung von Gußeisen und Stahl» Pur die direkte Überführung in ein Endprodukt wurde es unter anderem wegen der ungenügenden gießtechnischen, mechanischen und festigkeitstechnischen Eigenschaften bisher nicht herangezogen« Diese die direkte Anwendung hemmenden Eigenschaften haben jedoch für den Einsatz als Wärmespeieherstoff keine Bedeutung« Andererseits besitzt Roh-= eisen annähernd die gleichen wärmetechnischen Eigenschaften wie Gußeisen·

In diesen relativ günstigen Eigenschaften in Verbindung mit Erzeugungskosten, die beim Roheisen durch den nur einmaligen Schmelzprozeß im Hochofen nur bei 15$ bis 4o$ der Kosten von Gußeisen-Formstücken liegen, sind die generellen Vorteile von Roheisen-Wärmespeichern begründet« Die Erfindung zeigt mithin einen Weg, mit einem in großer Menge anfallenden Zwischenprodukt der Guß- oder Stahlherstellung ohne einen zusätzlichen Schmelz- oder Verddelungsprozeß zugleich technisch hochwertige und preiswerte Wärmespeicher herstellen zu können·

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen,

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für den Einsatz in Wärme speichern unmittelbar maschinenvergossene Boheisenmasseln zu verwenden. Die "technischen Vorteile derartiger Masseln liegen insbesondere in ihrem handlichen Format, ihrem einheitlichen Gewicht, ihrem homogenen Aufbau und f- im Vergleich zu normalem Formguß - darin» daß sie nicht mit Sand behaftet sind und damit keiner Oberflächensäuberung bedürfen« Dazu kommen die erheblichen Preisvorteile, die — wie bereits erwähnt - 60 $ bis 85 $ im Vergleich zu Grußeisen-Formstücken ausmachen_β

Zur Verbesserung der Wärmeübertragung vom Heizkörper auf das Roheisen wird vorgeschlagen, den Heizkörper direkt in das Roheisen einzubetten_e Das kann erfolgen, wenn sich das Roheisen im flüsoigen oder teigigen Zustand in der entsprechenden Form oder Kokille befindet.

In bestimmten Fällen kann es zweckmäßig sein, Roheisen gemeinsam mit anderen WärmeSpeichermaterialien, ζ·Β· Magnesit o«ä«_; in ein und denselben Wärmespeicher einzusetzen«

Die in der vorstehenden Beschreibung und in den nachfolgenden Patentansprüchen offenbarten Merkmale der Anwendung können sowohl einzeln als auoh in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Neuerung in ihren verschiedenen Au sfüh run ^formen wesentlich sein. Der Schutz soll sich auoh auf naheliegende äquivalente Mittel erstrecken*

Patentansprüche»

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Claims (1)

1. Patentansprüche t

   (1.)jBlektro-Wärmespeioher, dadurch, gekennzeichnet, daß als Wärmespeichermedium loheisen wie es im Hochofenbetrieb anfällt, ohne einen zusätzlichen Schmelz- oder Veredelungsprozeß verwendet wird,

   2«) Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Roheisen vor dem Vergießen Legierungszusätze erhält, die die Korrosionsbeständigkeit und Temperaturwechserbe ständigkeit f z»ü· Aluminium oder Chrom.

   %) Wärmespeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Elemente für den Speioherkernaufbau handelsübliche unmittelbar nach dem Hochofenprozeß maschinenvergossene Roheisenmasseln verwendet werden·

   4.) Wärmespeicher nach Anspruch 1, 2 und "3, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Heizkörper bei der MasselhersieLlung direkt und mit gutem metallischen Kontakt zu diesen in die Roheisenmasseln eingebettet oder eingegossen werden.

   5.) Wärmespeicher nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß als Heizkörper für die Einbettung Rohrheizkörper verwendet werden·

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   6.) Wärmespeicher nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Roheisen gemeinsam mit anderen Wärmespeichermaterialien in Wärmespeicherkernen Verwendung findet*

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