DE2004060A1

DE2004060A1 - Electrically operated storage heater

Info

Publication number: DE2004060A1
Application number: DE19702004060
Authority: DE
Inventors: Adolf Dipl-Phys Dittrich; Guenter Prof Dr-Ing Schoell
Original assignee: RHEINSTAHL EISENWERK HILDEN AG
Current assignee: RHEINSTAHL EISENWERK HILDEN AG
Priority date: 1970-01-30
Filing date: 1970-01-30
Publication date: 1971-08-05

Description

"Elektrisch betriebenes Speicherheizgerät" Anmelder: Rheinstahl Eisenwerk Hilden AG, Hilden Die Erfindung betrifft ein Speicherheizgerät, welches in dem zu beheizenden Raum Aufstellung findet und in den Niedrig-Tarifzeiten elektrisch aufgeheizt wird."Electrically operated storage heater" Applicant: Rheinstahl Eisenwerk Hilden AG, Hilden The invention relates to a storage heater, which in the to heating room is set up and is electrically heated in the low tariff times will.

Elektrisch betriebene Speicherheizgeräte für Einzelräume sind bereits bekannt. Sie haben einen meist aus keramischem Stoff, wie Magnesit, bestehenden allseitig isolierten Speicherkern, in dem die Heizstä-.Electrically operated storage heaters for individual rooms are already available known. They usually consist of a ceramic material such as magnesite storage core insulated on all sides, in which the heating elements.

be eingebettet sind. Der Kern ist ferner mit Kanälen versehen, durch die zum Zwecke der Wärmeentnahme von einem Gebläse Luft gefördert wird, die frei in den Raum ausströmt (Luftheizung). Derartige Raumheizkörper (Raumheizöfen) haben verschiedene Nachteile. Sie weisen infolge der hohen Speicherkerntemperaturen unerwünscht große Abstrahlungsverluste auf, und zwar gerade in den Zeiten nach der Aufladung, wo in dem betreffenden Raum keine nennenswerte Warme benötigt wird. Die Ausblasetemperaturen sind zumindest bei Beginn der Raum beheizung relativ hoch, so daß Staubverbrennungen usw. auftreten können, die physiologisch unaangenehmen sind . Zudem ist die Bautiefe solcher Öfen im allgemeinen relativ groß, was sich dadurch besonders nachteilig bemerkbar macht, als diese meist nachträglich aufgestellt werden und in den Räumen keine entsprechenden Nischen vorhanden sind. Auch ist ihr hohes Gewicht für den Transport von Nachteil.be embedded. The core is also channeled through the air is conveyed by a fan for the purpose of extracting heat, which is free flows out into the room (air heating). Such space heaters (space heaters) have various disadvantages. They are undesirable due to the high storage core temperatures large radiation losses, especially in the times after charging, where no significant heat is required in the room concerned. The blow-out temperatures are at least at the beginning of the room heating relatively high, so that dust burns etc., which are physiologically unpleasant. In addition, the construction depth such Ovens are generally relatively large, which makes them special disadvantageously noticeable when these are usually set up afterwards and there are no corresponding niches in the rooms. Also is their great weight disadvantageous for transportation.

Es sind ferner bereits Speicherheizgeräte für zentrale Warmwasserheizungen bekannt. Diese arbeiten entweder mit keramischen oder metallischen Stoffen oder auch einem Salz alsHochtemperaturspeichermittel. Auch sind Geräte mit Wasser als Speichermittel und Wärmeträger bekannt, welches bis max. 950 erhitzt wird.There are also storage heaters for central hot water heating known. These work either with ceramic or metallic substances or also a salt as a high temperature storage medium. Also devices with water are considered Storage medium and heat transfer medium known, which is heated up to max. 950.

Bei den Hochtemperaturspeichern, die ihre Wärme meist nach dem Zweikreis-System über einen Wärmeaustauscher an den Heizungskreislauf abgeben, bereitet die Regelung des Hochtemperaturkreislaufes gewisse Schwierigkeiten. Außerdem ist ein erheblicher Bauaufwand für die Isolierung gegenüber den hohen Speichertemperaturen von ca. 600° nötig. Speicherheizgeräte mit Wasser als Speichermittel benötigen hingegen einen entsprechend größeren Speicherraum, (das ca. 7-fache der Hochtemperaturspeicher), welcher nicht immer zur Verfügung steht und selbstverständlich ebenfalls entsprechend isoliert werden muß. In beiden Fällen wird ferner bei Anwendung in Mehrfamilienhäusern nicht nur die Wärmeabgabe der Speicher an die Umgebung, sondern auch die Wärmeabgabe der zu den Wohnungen führenden Rohrleitungen als Wärmeverlust angesehen.In the case of high-temperature storage tanks, they usually use the two-circuit system for their heat The control system prepares it for the heating circuit via a heat exchanger the high temperature cycle certain difficulties. It is also a significant one Construction costs for the insulation against the high storage temperatures of approx. 600 ° necessary. Storage heaters with water as a storage medium, on the other hand, require one correspondingly larger storage space (approx. 7 times that of the high-temperature storage), which is not always available and of course accordingly must be isolated. In both cases, it is also used in apartment buildings not only the heat dissipation of the storage system to the environment, but also the heat dissipation of the pipes leading to the apartments are regarded as heat loss.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Speichergerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches also in dem zu beheizenden Raum selbst Aufstellung findet, das aber die Nachteile der bisher bekannten Speicherheizeinrichtungen vermeidet.The invention has the task of providing a storage device To create the type mentioned at the beginning, which is in the room to be heated itself Finds installation, but the disadvantages of the previously known storage heating devices avoids.

Das Speicherheizgerät gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen dem zu beheizenden Raum zugewandten Heizkörper, der durch einen oben gelegenen, mit einem Ventil versehenen Vorlaufstutzen und einen unten gelegenen Rücklaufstutzen mit einem dahinter befindlichen, vorzugsweise rechteckigen, allseitig isolierten, mit einer Flüssigkeit wie z.B. Wasser gefüllten, durch Heizelemente aufheizbarefl' Speicherbehälter von einem solchen Inhalt verbunden ist, daß er während der Niedrig-Tarifzeit die für die übrige Zeit für die Heizung benötigte Warmwassermenge zu speichern in der Lage ist.The storage heater according to the invention is characterized by a radiator facing the room to be heated, which is supported by an upper, with a valve provided flow connection and a return connection below with a, preferably rectangular, insulated on all sides behind it, filled with a liquid such as water, which can be heated by heating elements Storage container of such a content is connected that it is during the low tariff period to store the amount of hot water required for heating for the rest of the time in is able to.

Weiter besteht die Erfindung darin, daß der Heizkörper niedriger ist als der dahinter liegende rechteckige Speicherbehälter. Vorzugsweise ist der Heizkörper als Gliederradiator ausgebildet.The invention also consists in that the radiator is lower than the rectangular storage tank behind it. Preferably the radiator is designed as a sectional radiator.

Das Speicherheizgerät gemäß der Erfindung erfordert keinen hohen Isolationsaufwand; es hat keine großen Abstrahlungsverluste und vermeidet die ungünstig hohe Lufttemperaturen. Die flüssige Speichermasse - wobei wegen des Wärmespeichervermögens Wasser, am gUne stigsten ist - welche außerdem zugleich Wärmeträger ist, wird nur mäßig erwärmt, (Wasser bis zu ca. 950C).The storage heater according to the invention does not require high insulation costs; it has no great radiation losses and avoids the unfavorably high air temperatures. The liquid storage mass - because of the heat storage capacity water, at the gUne most is - which is also a heat transfer medium at the same time, is only moderately heated (water up to approx. 950C).

Sein Transportgewicht ist erheblich geringer, insbesondere, da das Speichermittel erst am Ausstellungsort eingefüllt wird.Its transport weight is considerably lower, especially since the Storage medium is only filled in at the place of issue.

Derartige Heizgeräte sind preislich erheblich billiger als die bisher üblichen Raumheizöfen (je nach der Ausführung ca. 1/3 bis 1/2). Ihre Heizfläche ist unabhängig von der Speicherbauweise; sie kann ganz beliebig gestaltet werden, indem wahlweise Radiatoren, Platten, Bänder oder auch Konvektoren in Anwendung kommen können.Such heaters are much cheaper than before common space heating stoves (approx. 1/3 to 1/2 depending on the version). Your heating surface is independent of the memory construction; it can be designed in any way you like, by using either radiators, plates, belts or convectors can.

Der benötigte Speicher für einen Heizkörper einer bestimmten Nennleistung kann, wenn man ihn als auf der Seite stehenden rechteckigen Kasten ausbildet, bequem in der sonst üblichen Heizkörpernische unter dem Fenster untergebracht werden, wobei er den Heizkörper seitlich und in der Höhe nur wenig überragt. Bei einer üblichen Brüstungshöhe der Fenster von 750 bis 850 mm beträgt dieGesamthöhe des in Anwendung kommenden Heizkörpers etwa 600 mm. Rechnet man mit einer Vorlauftemperatur von ca. 95°C und einer Rücklauftemperatur von ca. 35°C, also einer mittleren Temperatur von ca. 600 für den Heizkörper, so braucht der hinter dem Heizkörper in der entsprechenden Nische angeordnete Speicherbehälter für eine Speicherkapazität für 12 bis 14 Stunden nur eine Tiefe von 200 mm zu haben. Für den Speicherbehälter genügt eine allseitige Isolierung mit Schaumstoff od.dgl. von etwa 20 mm, wobei die Isolierung nach der Heizkörperseite hin dünner gehalten sein kann. Die Vorderwand der Isolierung kann ohne weiteres mit der des umgebenden Mauerwerks abschließen und genau wie dieses geputzt und tapeziert werden. Der Heizkörper selbst ist abnehmbar im Abstand von z.B. 30 bis 40 mm vor dem Speicherbehälter angebracht.The memory required for a radiator of a certain nominal output can, if it is designed as a rectangular box standing on its side, comfortably be housed in the otherwise usual radiator niche under the window, whereby it only slightly protrudes over the radiator laterally and in height. With a usual The window parapet height of 750 to 850 mm is the total height of the in use coming radiator about 600 mm. If you calculate with a flow temperature of approx. 95 ° C and a return temperature of approx. 35 ° C, i.e. an average temperature of about 600 for the radiator, so the one behind the radiator needs in the appropriate Storage containers arranged in a niche for a storage capacity of 12 to 14 hours to have a depth of only 200 mm. One on all sides is sufficient for the storage tank Isolation with foam or the like. about 20 mm, with the insulation can be kept thinner towards the radiator side. The front wall of the insulation can easily be flush with that of the surrounding masonry and just like this one be cleaned and wallpapered. The radiator itself is removable at a distance of e.g. mounted 30 to 40 mm in front of the storage tank.

Die Aufheizung des Speicherbehälters erfolgt durch einen im unteren Teil liegend angeordneten Tauchheizkörper entsprechender Leistung, Sie wird überwacht von einem bis max. auf 95 C einstellbaren Temperaturregler; dieser schaltet die Beheizung ab, Wenn am Thermostat die individuell eingestellte Temperatur erreicht ist. Während der Aufladezeit, in der der Heizkörper vom Benutzer vorzugsweise abgeschaltet bzw.The storage tank is heated by a lower one Partly arranged lying immersion heater of appropriate power, it is monitored from a temperature controller that can be set to a maximum of 95 C; this switches the Heating off when the individually set temperature is reached on the thermostat is. During the charging time, in which the radiator is preferably switched off by the user respectively.

abgedrosselt wird, erfolgt im Speicherbehälter eine ton oben nach unten fortschreitende Erhitzung der Flüssigkeit auf die eingestellte Temperatur.is throttled, there is one tone up in the storage tank below progressive heating of the liquid to the set temperature.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung, daß der Speicherbehälter mit mehreren in gleicher Höhe nebeneinander liegenden Vorlauf- und Rücklaufstutzen für den Anschluß des Heizkörpers versehen ist. Man ist dadurch in der Lage, innerhalb der gegebenen Speicherkapazität wahlweise verschiedenartige und verschieden lange Heizkörper anschließen zu können, wobei Gliederheizkörper wegen ihrer Teilbarkeit besonders vorteilhaft sind.Another object of the invention is that the storage container with several flow and return connections located next to each other at the same height for the connection of the radiator is provided. This enables you to work within the given storage capacity optionally of different types and lengths To be able to connect radiators, sectional radiators because of their divisibility are particularly advantageous.

Um einen der Erhitzung der Flüssigkeit entsprechenden Ausdehnungsraum im geschlossenen Speicherbehälter sicherzustellen, ist erfindungsgemäß die Einfüllöffnung des Speicherbehälters soweit unter seiner höchsten Stelle angeordnet, daß im Behälter ein der Differenz zwischen Einfülltemperatur und maximaler Erhitzungstemperatur entsprechender Ausdehnungsraum freibleibt. Bei der Erhitzung von Wasser von der Einfülltemperatur von ca. 100 auf 95 0C beträgt die Volumenausdehnung ca. 4 %. Die Einfüllöffnung wird nach der Füllung des Behälters verschlossen. Sie liegt im übrigen stets über dem Vorlaufstutzen und über dem höchsten Punkt des Heizkörpers.Around an expansion space corresponding to the heating of the liquid According to the invention, the filling opening is to be ensured in the closed storage container the storage container so far arranged below its highest point that in the container one is the difference between the filling temperature and the maximum heating temperature corresponding expansion space remains free. When heating water from the Filling temperature from approx. 100 to 95 0C, the volume expansion is approx. 4%. the The filling opening is closed after the container has been filled. Incidentally, it lies always above the flow connection and above the highest point of the radiator.

Durch die Lage des Vorlaufstutzens und des Rücklaufstutzens ist zwar während der Entladezeit ein natürlicher Umlauf, undzwar von ständig heißem Wasser aus dem Speicherbehälter in den Heizkörper gegeben. In manchen Fällen kann es aber zweckmäßig sein, diesen Umlauf zu verstärken, z.B. um die gespeicherte Wärmemenge restlos auszunutzen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht daher darin, daß in einer Verbindungsleitung zwischen Heizkörper und Speicherbehälter, vorzugsweise in der Rücklaufleitung, eine Umwälzeinrichtung angeordnet ist. Dabei ergibt sich als weiterer Vorteil auch eine Anhebung der mittleren Heizkörpertemperatur, die zu einer Verkleinerung der Heizfläche des Heizkörpers und damit zu einer Verbilligung desselben führt. Die Umwälzeinrichtung, die nur eine sehr geringe Leistung hat und aus einem Motor mit einem in die Leitung hineinragenden kleinen Flügelrad bestehen kann, kann ggf. von einem zusätzlichen Thermostaten im Heizkörper unten eingeschaltet werden.Due to the position of the flow connection and the return connection is a natural circulation during the discharge time, and of constant hot water given from the storage tank to the radiator. In some cases it can It may be useful to increase this circulation, e.g. to increase the amount of heat stored to use completely. Another feature of the invention is therefore that in a connecting line between the radiator and storage tank, preferably a circulation device is arranged in the return line. This results in Another advantage is an increase in the mean radiator temperature, the to a reduction of the heating surface of the radiator and thus to a cheaper price the same leads. The circulation device that only a very low one Power and from a motor with a small one protruding into the line Impeller may consist of an additional thermostat in the radiator be turned on below.

Weiter besteht die Erfindung darin, daß der Speicherbehälter wenigstens in seinem oberen Teil an den Wandungen mit einer Korrosionsschutzschicht, z.B. aus Kunststoff oder Zink, versehen ist. Ein anderes Merkmal, welches statt dessen oder zusätzlich in Anwendung kommen kann, besteht darin, daß der Flüssigkeitsspiegel im Speicherbehälter im Falle der Verwendung von Wasser als Speichermittel mit einer wasserdampfundurchlässigen Schicht, z.B. aus Öl,-Stearin od.dgl. versehen ist. Diese Schicht, die eine vollständige Isolierung des Wassers vom Luftraum bewirkt, wird erst nach beendeter Füllung in den Speicherbehälter eingebracht.The invention also consists in that the storage container at least in its upper part on the walls with a corrosion protection layer, e.g. made of Plastic or zinc. Another characteristic which instead of or can also come into use, is that the liquid level in the storage tank in the case of using water as a storage medium with a layer impermeable to water vapor, e.g. made of oil, stearin or the like. is provided. These Layer that causes a complete isolation of the water from the air space only introduced into the storage tank after filling is complete.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung, daß im Heizkörper ein Zusatzheizelement angeordnet ist, das an das normale Stromnetz angeschlossen ist. Dadurch werden folgende weitere Beheizungsmöglichkeiten geschaffen: 1. Wenn der Speicherbéhälter in-folge plötzlichen Absinkens- der Außentemperatur bereits entladen ist oder sonst ein höherer Wärmebedarf auftritt, kann der Heizkörper selbst durch das in ihm enthaltene Heizelement aufgeheizt werden, wobei im ersteren Falle das Vorlaufventil zu schließen wäre. Die Einschaltung des Zusatzheizelementes kann auch in den Übergangszeiten erwünscht sein, in denen sich die Aufladung des Speichers nicht lohnt. Der Vorteil besteht dann in einer verhältnismäßig höheren Heizkörpertemperatur.The invention also relates to an additional heating element in the radiator is arranged, which is connected to the normal power grid. This results in the following further heating possibilities created: 1. If the storage tank in consequence sudden drop - the outside temperature is already discharged or otherwise a higher one When there is a need for heat, the radiator itself can use the heating element it contains heated up be, in the former case the flow valve closed would be close. The additional heating element can also be switched on in the transitional periods be desirable, in which the charging of the memory is not worthwhile. The advantage then consists in a relatively higher radiator temperature.

2) Das Heizelement im Heizkörper kann auch mit zur Aufheizung des Speichers dienen, wobei das Vorlaufventil zu öffnen wäre. Die Aufladung des Speichers erfolgt dann entsprechend schneller. 2) The heating element in the radiator can also be used to heat the Serve memory, the flow valve would have to be opened. The charging of the memory then takes place correspondingly faster.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Speicherheizgerätes dargestellt.In the drawing is an embodiment of the invention Storage heater shown.

Die Figur zeigt denselben in eine Fensternische eingebaut in perspektivischer Ansicht von vorn und von der Seite.The figure shows the same installed in a window niche in perspective Front and side view.

Es bezeichnet 1 den mit Wasser gefüllten Heizkörper, der mit dem dahinter liegenden, rechteckigen, mit einer Wasserfüllung versehenen Speicherbehälter 2 durch den oben gelegenen Vorlaufstutzen 3 und den unten gelegenen Rücklaufstutzen 4 verbunden ist. Für den Anschluß des Heizkörpers sind wahlweise mehrere nebeneinander liegende Vorlauf- und Rücklaufstutzen 3' und 4' vorgesehen. Der Speicherbehälter 2 ist allseitig von einer Isolierung 5 umgeben, die zum Heizkörper hin etwas dünner ist. Der Speicherbehälter ist in eine Fensternische so eingebaut, daß seine Vorderseite mit der übrigen Wand bündig liegt.It denotes 1 the radiator filled with water, the one with the one behind it lying, rectangular storage container 2 provided with a water filling the flow connection 3 above and the return connection 4 below are connected is. For the connection of the radiator there are optionally several adjacent ones Flow and return connections 3 'and 4' are provided. The storage container 2 is on all sides surrounded by insulation 5, which is used to Radiator a little thinner is. The storage container is installed in a window niche so that its front is flush with the rest of the wall.

Der Radiator 2 steht auf Füßen 7 und erreicht oben nicht die Höhe des Speicherbehälters 2.The radiator 2 stands on feet 7 and does not reach the top of the storage tank 2.

In den Vorlaufstutzen 3 ist ein Ventil 8 eingeschaltet, das entweder ein Handventil, aber auch ein thermostatisch gesteuertes Ventil oder auch ein sogenanntes Zonenventil sein kann, welches vom Raumthermostaten aus elektrisch gesteuert wird. In den'Rücklaufstutzen 4 ist ein kleiner Umlaufbescheuniger 9 eingeschaltet, der während der Entladezeit vorzugsweise dauernd läuft.In the flow connection 3, a valve 8 is switched on, either a manual valve, but also a thermostatically controlled valve or a so-called one Can be zone valve, which is controlled electrically from the room thermostat. In den'Rücklaufstutzen 4 a small circulation accelerator 9 is switched on, the preferably runs continuously during the discharge time.

-10 sind die Heizelemente des Speicherbehälters 2, die durch eine Nische neben dem Speicherbehälter ausbaubar sind. 11 ist der bis max. 95° einstellbare Thermostat für die Überwachung der Speichertemperatur. 12 ist die Einfüllöffnung für die Flüssigkeit, die gleichzeitig den höchsten Flüssigkeitsstand im Speicherbehälter markiert und durch eine Verschlußschraube 13 verschlossen wird.- Der Luftraum 14 des Speicherbehälters 2 ist an den Wandungen durch eine Schicht aus Kunststoff oder Zink isoliert. Außerdem ist der Wasserspiegel des Speicherbehälters mit einer wasserdampfundurchlässigen Schicht 6 aus Öl oder Stearin versehen, so daß Korrosionserscheinungen im Speicherbehälter durch den Einfluß des Luftsauernicht kezeichneL) stoffes vermieden werden.-10 are the heating elements of the storage container 2, which by a Niche next to the storage tank can be expanded. 11 is adjustable up to a maximum of 95 ° Thermostat for monitoring the storage tank temperature. 12 is the filling opening for the liquid that is also the highest liquid level in the storage tank marked and closed by a screw plug 13. - The air space 14 the storage container 2 is on the walls by a layer of plastic or Zinc isolated. In addition, the water level of the storage tank is impermeable to water vapor Layer 6 made of oil or stearin, so that corrosion phenomena in the storage tank not characterized by the influence of the air acid L) substance avoided will.

15 ist ein im Heizkörper 1 angeordnetes, an das norheiz male Stromnetz angeschlossene Zusatzelement, welches zur Schnellaufheizung oder zur Gesamtheizung in Übergangszeiten dient.15 is a arranged in the radiator 1, to the norheiz male power network Connected additional element, which can be used for rapid heating or for overall heating in transitional periods.

Ansprüche: Expectations:

Claims

Claims: 9 Electrically operated storage heater that is installed in the room to be heated, g e -k e n n n z e i h n e t d u r c h a radiator (1) facing the room to be heated, which is connected by a with a valve (8) provided, flow connection (3) at the top and one at the bottom the return port (4) with an isolated on all sides behind it, filled with a liquid such as water, which can be heated by heating elements (10) Storage container (2) is connected by such a content that it is during the Low tariff time the amount of heated liquid required for the remaining time for heating is able to save.

2. Storage heater according to claim 1, d adurch g e k e n n z e i-c h n e t that the radiator (1) is lower than the rectangular one behind it Storage tank (2).

3. storage heater according to one of claims l or 2, d a d u r c h g e k --e e -n z e i c h n e t that the -Heizkörpet - (1) as a sectional radiator is trained.

4. Storage heater according to one of claims 1-3, d a d u r c h e k e n n n z e i n e t that the Storage tank (2) with several flow and return connections (3, 3 '; 4,4 ') is provided.

5. Storage heater according to one of claims 1 - 4 d a d u r c h it is noted that the filling opening (12) of the storage container (2) is so far below its highest point that one of the difference in the container Corresponding expansion space between the filling temperature and the maximum heating temperature remains free.

6. Storage heater according to one of claims 1-5, d a d u r c h it is not indicated that in a connection line between the radiator and a circulation device in the storage tank, preferably in the return line (4) (9) is arranged.

7. Storage heater according to one of claims 1 - 6, d a d u r c h g e k e n n n z -ign e t that the storage container (2) at least in his upper part (14) is provided with a corrosion protection layer on the walls.

8. Storage heater according to one of claims 1 - 7, d a d u r c h it is not indicated that the liquid level in the storage tank (2) in the case of using water as a storage medium with a water vapor impermeable layer, e.g.

made of oil, stearin (6) or the like.

9. Storage heater according to one of claims 1 - 8, d a d u r c h e k e k e n n n n e i n e t that there is an additional heating element (15) in the radiator (1-) is arranged that is connected to the normal power grid.

L e r s e i t e