DE1966875A1

DE1966875A1 - Waermespeichergeraet

Info

Publication number: DE1966875A1
Application number: DE19691966875
Authority: DE
Inventors: Ingeborg Laing; Nikolaus Laing
Original assignee: THERMO BAUELEMENT AG
Current assignee: THERMO BAUELEMENT AG
Priority date: 1968-09-09
Filing date: 1969-08-05
Publication date: 1975-01-23
Also published as: FR2017679B1; GB1288637A; DE1966873A1; BE738540A; NL6913166A; FR2168126B1; FR2017679A1; FR2168126A1; DE1939793A1; DE1966874A1

Description

DK i6i3/ia-2 Dr. W. PFEIFFER

DK 1613/la 2 PATENTANWALT

8 MÜNCHEN 40 Patentanmeldung P 19 66 875.8 UNGERERSTR.25

TELEFON 333626

Thermo-Bauelernent AG

Murten / Schweiz

Wärmespeichergerät

Die Erfindung betrifft ein Wärmespeichergerät zur Beheizung von Räumen mit beheizbarem Speicherkern und einer Vorrichtung, die zur Entnahme der Wärme Luft durch den Speicherkern fördert.

Die Erfindung besteht darin, daß die Entladung durch ein Gebläse bewirkt wird.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert.

Figur la zeigt die Vorderansicht eines Speichergerätes nach der Erfidnung.

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Die Figuren Ib und lc zeigen eine Seitenansicht des in Fig. la dargestellten Geräts mit verschiedenen Xlappen-. Stellungen, wobei die Gehäuseseitenwand des Gerätes v/eggelassen ist.

Figur 2 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform eines Speicherelementes für das in den Figuren la bis Ic dargestellte' Wärmespeichergerät.

Die Figuren 3 bis 7 zeigen teils in perspektivischen Ansichten und teils in Schnittansichten verschiedene Ausführungsformen und Zuordnungsmöglichkeiten von Speicherelementen für ein Wärmespeichergerät nach der Erfindung.

Figur 8 zeigt schematisch in Ansicht und im Querschnitt ein plattenförmiges Heizelement für ein Wärmespeichergerät nach der Erfindung.

Figur 9 zeigt schematisch die Ansicht eines plattenförmigen Heizregisters für ein Wärmespeichergerät nach der Erfindung.

Figur 10 zeigt teils in perspektivischer und teils in Schnittansicht eine Ausfuhrungsform eines Speicherkerns für ein Wärmespeichergerät nach der Erfindung mit als Glühdrähte ausgebildeten Heizelementen.

Figur 11 zeigt teils in perspektivischer und teils in Schnittansicht einen Rouleau-Verschluß für den Luftkanal eines Speichergeräts nach der Erfindung.

Figur 12a zeigt teils im Vertikalschnitt, teils in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform eines Speichergeräts nach der Erfindung.

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Figur 12b zeigt eine Vorderansicht des in Figur 12a dargestellten Speichergeräts, wobei die Frontplatte weggelassen ist.

Figur 13 zeigt im Schnitt längs der Linie a-a in Figur 12a den Speicherkern des Gerätes nach Figur 12a. .

Figur 14 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Abschlußklappe für einen Luftkanal eines Speichergeräts nach der Er-. findung. '

Figur 15a zeigt eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Speichergerätes nach der Erfindung mit unten angeordnetem Injektor. ■·..'.

Die Figuren 15b und 15c zeigen Schnitte längs den Linien b-b und c-c in Figur 15a.

Figur l6a zeigt in Vorderansicht ein ähnliches Gerät wie Figur 15a.

Figur l6b zeigt einen Schnitt längs der Linie b-b in Figur loa.

In Figur la ist ein Speichergerät nach der Erfindung mit einem Lufteintrittsgitter"1 und einem Luftaustrittsgitter 2 dargestellt. Wie mit den Linien 3 angedeutet, kann die Breite des Gerätes entsprechend den als Modulelementen ausgebildeten Speicherelementen in Intervallen beliebig groß gewählt werden. Da keine oder fast keine Isolation erforderlich ist, kann das Gerät sehr flach gebaut und im Gegensatz zu bekannten Geräten in einem nur sehr kleinen Abstand von der Wand aufgehängt werden.

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. Wie aus den Figuren Ib und 1 c ersichtlich ist, sind die Speicherelemente 5 so angeordnet, daß sie zwei sich über die gesamte Gerätbreite erstreckende Luftkanäle 6 und 7 bilden, die miteinander unten und ob.en kommunizieren. In Figur Ib ist eine Klappe 8 in einer Stellung dargestellt, in der die Raumluft längs den Pfeilen.9 und 10 durch die Kanäle des Gerätes strömen kann. Bei der Stellung der Klappe 8, die in Figur Ic dargestellt ist, wird der Raumluftaustritt versperrt und die Luft kann längs den Pfeilen 11 und 12 in einem geschlossenen Kreis zirkulieren, wobei das Heizregister 13,· das als ümlenkschaufel ausgebildet ist und unsymmetrisch eingebaut ist, den Luftstrom aufheizt und führt.

In Figur" 2 ist ein Speicherelement gezeigt, dessen Speichermassenbehälter 20 aus zwei gleichen winkelförmigen Teilen 21 und 22, sowie den Stirnflächen 23 besteht. An einer Stirnfläche 23 ist ein Füllstutzen 2k angebracht. Die Wärmetauschflächen 25 sind an einer oder beiden Seiten an den winkelförmigen feilen des Behälters befestigt, je nachdem, ob das Speicherelement in der Mitte oder an der Außenseite des Speicherkerns nach den Figuren Ib und Ic angeordnet ist. Die Behälter können aus Blech bestehen, sie sind jedoch vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.

Figur 3 zeigt vier Speichermassenbehälter 30 aus Kunststoff, bei denen zur einfacheren Stapelbarkeit der Füllstutzen 32 in einer abgeschrägten Raumecke 31 angeordnet ist. Wärmeleitbleche 33 aus Metall sind entweder an die einzelnen Behälter angeklebt, oder sie werden als federnde Zwischenstücke mit einer der gesamten nutzbaren Gerätebreite entsprechenden Länge bei der Montage eingelegt.

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In Figur 4 ist ein Horizontalschnitt durch ein Wärmespeichergerät nach der Erfindung, ähnlich dem nach Figur la, dargestellt. Die Speicherelemente 45 liegen auf einem nicht dargestellten Rahmen auf, der öffnungen hat, welche die Breite der mäanderförmigen Rippen 40 haben. Der Aufbau der Speicherelemente erfolgt durch zylindrische Blechmäntel hl. Die Speichermasse jedes Behälters wird durch weitere Behälter 42 und 43 aus Kunststoffolie aufgenommen. Zwischen dem Blechmantel und den Behältern 42 und 43 ist ein Flachheizkörper 44 angeordnet, der anhand von Figur 8 noch näher beschrieben wird. Das im fließfähigen Zustand eingefüllte Speichermaterial drückt die Wände der Kunststoffbehälter 42 und 43 dicht an die Heizung 44.

Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform bestehen die Speichermassenbehälter aus prismatischen Gehäusen 50, vorzugsweise aus Kunststoff. Diese Gehäuse haben .rillenförmige·.Kanäle 51 für den Durchtritt der Luft. Zwischen zwei gegenüberliegenden Speicherelementen ist ein Flachheizkörper 52 angeordnet, der anhand von Figur 9 näher beschrieben wird.

Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Speicherkerns eines Geräts nach der Erfindung, bei der die Speichermasse in Behältern aus Folienschläuchen oder Kunststoffbehältern 60 untergebracht ist. Die einzelnen Speichermassenbehälter greifen in der dargestellten Weise in mäanderformig gekrümmte Blechstreifen 6l ein und werden von diesen Blechstreifen, die zugleich die Luftkanäle bilden, in Abstand voneinander gehalten. Die die Luftkanäle bildenden Bleche 6l gegenüberliegender Gruppen von Speicherelementen berühren einen Flachheizkörper 62, der ebenfalls dem anhand von Figur 9 beschriebenen Flachheizkörper entspricht.

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Die mäanderförmigen Blechstreifen 61 bestehen vorzugsweise aus Aluminium und leiten während des Ladens und Entladens die Wärme zu und von den Speicherelementen.

Durch Wellung kann die Oberfläche vergrößert werden. Bei eingeschalteter Heizung und geöffneter Luftklappe ist die Abkühlung so stark, daß der Schmelzpunkt der Speichermasse nicht erreicht wird, so daß die gesamte Wärme über den Blechstreifen öl an die durchgesetzte Luft zum Zwecke der Zusatzbeheizung abgegeben wird.

In Figur 7 4-^st ein Speichergerät nach der Erfindung dargestellt, bei dem die Speichermasse in Folienschläuchen 8 angeordnet ist. Diese Folienschläuche sind an Stangen 8l wie Würste aufgehängt und haben einen solchen Abstand voneinander, daß sie für die hindurchtretende Luft einen kleinen Widerstand bilden. Die Steuerklappe 82 für die Entladung und Ladung ist um ein Gelenk 83 verschweinkbar angeordnet. In Ladeposition verschließt diese Klappe 82 den Oberteil des Gehäuses. Der Boden 84 des Gehäuses bildet eine wannenförmige Vertiefung 85» so daß bei Undichtwerden eines Behälters keine Speichermasse aus dem Gehäuse ausfließen kann. Die einzelnen Speichermassenbehälter 81 sind mit Heizwendeln 86 aus sehr dünnem Widerstandsdraht oder aus einem Leitpolymeren umwickelt, Diese Wendeln dienen einerseits zur Aufheizung der Speicherelemente und andererseits erhöhen sie die Belastbarkeit der Wände dieser Speicherelemente auf Ringspannung. Anstelle der Wendeln können auch dünne Metallschichten, die als Heizwider-• stände wirken, aufgebracht werden.

.In Figur 8 ist eine Heizung für ein Gerät nach der Erfindung schematisch in Ansicht und im Schnitt dargestellt. Die Heizung besteht .aus einer Kunststoffolie 100, auf die die Heizleiter aufgebracht sind. Die Zuleitung 101 versorgt die übereinander

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angeordneten Widerstandskreise 102, 103 und 104, die jeweils unabhängig voneinander eingeschaltet werden können, damit bei nicht.völlig entladenem Wärmespeichergerat eine Nachladung ohne überhitzung bereits 'geschmolzener oder umkristallisierter Speichermasse möglich ist. Die Kunststoffolie 100, die den Heizleiter trägt, ist von einer Isolierfolie 106 umhüllt, die längs der Naht· 107 verschweißt ist. · ·

Figur 9 zeigt ein in gleicher Weise aufgebautes Heizregister, bei dem auf der einen Seite des Heizleiterträgers die zur Ladung dienenden in zwei Kreise 110 und 111 unterteilten Heizelemente dienen, während der Träger auf der anderen Seite die als Zusatzheizung dienende Heizleiterbelegung 112 trägt. Die Zusatzheizung, mit der die Luft direkt erwärmt werden kann, befindet sich jeweils im Bereich der Luftkanäle und kann deshalb keine Wärme an die Speichermasse, sondern nur an die den Luftkanal durchsetzende Luft abgeben.

Bei der Ausfuhrungsform nach Figur 10 ist ein Speichermassenbehälter 120 mit Luftkanälen 121 ausgerüstet, in denen sich Strahlungsheizelemente 122 befinden, die im einfachsten Falle als zwischen federnden Bügeln 123 und 124 aufgehängte Flachdrähte ausgebildet sind. Diese Drähte dienen bei unterbrochenem Luftstrom zur Aufladung, indem sie ihre Wärme durch Strahlung an die Speicherelemente abgeben, während bei geöffneten Luftkanälen der größte Teil der Wärme der Heizdrähte an die durchströmende Luft abgegeben wird, so ■· daß die gleichen Heizelemente zur Aufladung und als Zusatzheizung verwendet werden können.

Figur 11 zeigt eine weitere Ausführungsform des oberen Abschnitts eines Luftkanals 142, der durch eine aus zwei Folien aufgebaute Rolle 140 abgedeckt werden kann, die im Bereich

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IiJl mit einer Seite der Speicherkörper verbunden ist. Eine Schicht der Rolle besteht aus einem Leitpolymeren oder aus sehr dünnen Bimetallstreifen. Durch'die Ausbildung der den Strom leitenden Schicht wird der Stromfluß so geleitet, daß diese leitende Schicht und ihre unmittelbar benachbarte Schicht beim Einschalten des Stromes stark erwärmt werden, was zu einer Streckung der Rolle 140 und damit zu einem Verschließen des Kanals 142 führt. Man könnte natürlich auch den Einbau umgekehrt vornehmen, so daß bei Einschalten des Stromes sich die Folie aufrollt und den Kanal 142 freigibt und bei Ausschalten des Stromes der Kanal dann verschlossen wird.

Die Figuren 12a und 12b zeigen eine weitere Ausführungsform eines Speichergerätes nach der Erfindung, bei dem die Speichermassen sich in Behältern 150 und 151 aus Kunststoff befinden. Zwischen diesen Speichermassenbehältern sind zwei gleichartige mäanderförmige Wärmetauschelemente 152 und 153 angeordnet, die gegeneinander in der dargestellten Weise verschoben sind. Das Flächenheizregister 15^ entspricht dem Heizregister nach Figur 8. Ober- * halb des Gerätes ist ein Luftkanal 155 angeordnet, aus •dem ovale Düsen 156 in einen Diffusor 157 hineinragen. Die aus den Düsen 158 austretende Luft saugt Sekundärluft an. Der gesamte Luftstrom durchsetzt das Gerät. Bei Einsetzen der Luftförderung öffnet sich der Folienstreifen 159> der an einer Seite fest mit einem Speicherelement verbunden ist. Wie in Figur 12b dargestellt, ist an dem Luftkanal 155 ein Gebläse l60 angeschlossen. Die Speichermassenbehälter sind so dimensioniert, daß sie in Form von . Kästen leicht transportiert werden können.

In Figur 13 ist ein Schnitt längs der Linie a-a der Figur 12a dargestellt, in dem die Anordnung der Düsen 156 und

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der Luftleitbleche 152 und 153 ersichtlich ist. Zwischen den Luftleitblechen 152 und 153 ist das Heizregister 15^ angeordnet.

Figur l4 zeigt die Ausbildung der Klappe 159 des Geräts nach Figur 12a, die in öse.hförmigen Scharnieren 130 aufgehängt ist und durch den Druck der ansaugenden Luft geöffnet wird.

In den Figuren 15a bis 15c ist eine weitere Ausführungsform eines Gerätes nach der Erfindung dargestellt, das aus zwei gleichen Gerätehälften 190 und 191» sowie einem Luftschacht 192 besteht, in dem sich ein Gebläse 193 befindet. Wie aus den Schnittansichten in den Figuren 15b und 15c ersichtlich ist, schließen die Speicherelemente 194 und 195 zwischen sich Wärmetauscherbleche 196 ein. Unterhalb des Gerätes befindet sich ein zur Wand.197 sich erweiternder Luftraum, der aus zwei Kanälen 198 und 199 besteht. Diese beiden Kanäle kommunizieren mit einer Vielzahl von Profilrohren 200, die zum Luftkanal hinweisende Düsen 201 aufweisen. Durch diese Düsen 201 tritt Luft aus den Kanälen 198 und 199 in den Luftkanal 202 ein und saugt durch die Zwischenräume 203 zwischen benachbarten Profilrohren 200 Sekundärluft an. Das Gebläse 193 hält den Druck in den Kanälen 198 und 199 aufrecht und versorgt diese Kanäle mit Primärluft.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 16a und l6b, die wiederum aus zwei gleichen Hälften 207 und 207 besteht, ist das Gebläse 208 an der Rückseite des Speichergerätes angebracht und saugt Luft durch das Eintrittsgitter 209 und den -Schacht; 210 an.

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Claims

Patentansprüche

[ 1. Wärmespeichergerät zur Beheizung von Räumen mit beheiz-Barem Speicherkern, der aus einem oder mehreren, in Behältern eingeschlossene Speichermasse enthaltenden Speicherelementen besteht, und mit einer Vorrichtung, die zur Entnahme der Wärme Luft durch den Speicherkern, fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladung durch ein Gebläse bewirkt wird.
2. Wärmespeichergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entladung ein Gebläse vorgesehen ist, das Injektordüsen (201), die unterhalb vertikaler Kanäle (198, 199) angeordnet sind, mit Luft von einem Druck zwischen 2 und 50 mm WS versorgt.

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