DE202010012076U1 - System for heat storage and exhaust flow optimization - Google Patents

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Abstract

System zur Wärmespeicherung mittels einer Wärmespeichereinrichtung, die in einer Brennkammer eines Heizgeräts eingesetzt ist,
wobei die Wärmespeichereinrichtung mehrere Wärmespeicherelemente umfasst, die ein Durchgangsloch aufweisen, in der Lochwand einen Spalt aufweisen, und aus einem wärmebeständigen Werkstoff bestehen,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedes Wärmespeicherelement einen gleichmäßigen Umfang hat,
dass die Wärmespeicherelemente hintereinander angeordnet sind, und
dass die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente eine unterschiedliche Größe haben.System for heat storage by means of a heat storage device, which is used in a combustion chamber of a heater,
wherein the heat storage device comprises a plurality of heat storage elements having a through hole in the hole wall have a gap, and consist of a heat-resistant material,
characterized,
that each heat storage element has a uniform circumference,
that the heat storage elements are arranged one behind the other, and
that the heat storage elements arranged one behind the other have a different size.

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Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem System zur Wärmespeicherung mittels einer Wärmespeichereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Wärmespeichereinrichtung, die mehrere Wärmespeicherelemente umfasst, wird in eine Brennkammer eines Heizgeräts eingesetzt. Das System der vorliegenden Erfindung ist geeignet zur Wärmespeicherung und Optimierung des Abgasstroms in allen Arten von Heizungsanlagen.The The present invention is concerned with a heat storage system by means of a heat storage device according to the The preamble of claim 1. The heat storage device, which includes a plurality of heat storage elements is in a Combustion chamber of a heater used. The system of present invention is suitable for heat storage and optimizing the exhaust gas flow in all types of heating systems.

Eine Wärmespeichereinrichtung ist bereits aus der DE 20 2009 007 178 vom gleichen Anmelder bekannt. In dieser Druckschrift wird eine Wärmespeichereinrichtung für den Einsatz in einer Brennkammer eines Heizgeräts beschrieben, wobei die Wärmespeichereinrichtung mehrere Wärmespeicherelemente umfasst, die hintereinander angeordnet und auf einem Stützelement aufgestellt sind. Das Stützelement weist mehrere Vertiefungen für die Wärmespeicher-elemente auf und mehrere Stege, um den Abstand zwischen den Wärmespeicherelementen zu definieren.A heat storage device is already out of the DE 20 2009 007 178 by the same applicant. In this document, a heat storage device for use in a combustion chamber of a heater is described, wherein the heat storage device comprises a plurality of heat storage elements, which are arranged one behind the other and placed on a support member. The support member has a plurality of recesses for the heat storage elements and a plurality of webs to define the distance between the heat storage elements.

Die jetzt vorliegende Erfindung stellt eine Weiterbildung der in der oben genannten Druckschrift erwähnten Wärmespeichereinrichtung dar und befasst sich mit der Wärmespeicherung und Abgasstrom-Optimierung in allen Arten von Heizungsanlagen.The Now present invention provides a development of the in the The above-mentioned document mentioned heat storage device and deals with heat storage and exhaust flow optimization in all types of heating systems.

Somit ist es Aufgabe der Erfindung, ein System zur Wärmespeicherung zu entwickeln, das für alle Arten von Heizungsanlagen geeignet ist, und wobei eine bessere und gleichmäßigere Wärmeverteilung und eine Optimierung des Abgasstroms erreicht werden kann.Consequently It is an object of the invention to provide a system for heat storage to develop, suitable for all types of heating systems is, and being a better and more even Heat distribution and optimization of the exhaust gas flow can be achieved can.

Diese Aufgabe wird von dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung in den abhängigen Ansprüchen definiert sind.These The object is solved by independent claim 1, wherein advantageous developments of the invention in the dependent Claims are defined.

Es hat sich gezeigt, dass eine sehr gute und eine sehr gleichmäßige Wärmeverteilung, eine schnelle Aufheizung und eine Abgasstrom-Optimierung für alle Arten von Heizungsanlagen realisiert werden können, wenn die Wärmespeicherelemente einen gleichmäßigen Umfang haben, und wenn die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente eine unterschiedliche Größe haben.It has been shown to be a very good and a very even Heat distribution, rapid heating and exhaust flow optimization can be realized for all types of heating systems, if the heat storage elements a uniform Have circumference, and if the heat storage elements arranged one behind the other have a different size.

Die Wärmespeicherelemente haben vorzugsweise eine Sechseckform, können aber auch dreieckig, viereckig, fünfeckig oder polygonal sein, oder auch eine runde, eine ovale oder jede andere gleichmäßige Form haben. Alternativ können die Wärmespeicherelemente auch eine nicht gleichmäßige polygonale Form haben, oder gegebenenfalls auch eine rechteckige, eine trapezförmige oder jede andere gleichmäßige oder ungleichmäßige Form haben.The Heat storage elements preferably have a hexagonal shape, but also triangular, quadrangular, pentagonal or polygonal, or even a round, an oval or any have another uniform shape. Alternatively you can the heat storage elements also not uniform polygonal shape, or possibly a rectangular one, a trapezoidal or any other uniform or uneven shape.

Vorzugsweise sind die Wärmespeicherelemente derart aufgestellt, dass die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente abwechselnd groß und klein, bzw. klein und groß sind.Preferably the heat storage elements are positioned such that the successively arranged heat storage elements alternately large and small, or are small and big.

Alternativ können die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente groß, mittel und klein, bzw. klein, mittel und groß sein. Eine Reihenfolge groß. mittel, klein, mittel, groß, mittel, klein, mittel, groß, usw. wäre ebenfalls möglich. Eine weitere Alternative besteht darin, dass man die einzelnen Elemente auch verdoppeln kann, wie z. B. 2 groß, 2 klein, usw. oder 2 groß, 2 mittel, 2 klein, usw.; die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente können auch völlig unterschiedlichen Größen haben.alternative can the successively arranged heat storage elements big, medium and small, or small, medium and big. An order big. medium, small, medium, big, medium, small, medium, big, etc. would be too possible. Another alternative is that one the individual elements can also double, such. B. 2 large, 2 small, etc. or 2 large, 2 medium, 2 small, etc .; the can be arranged one behind the other heat storage elements also completely different sizes to have.

Vorzugsweise weist jedes Wärmespeicherelement ein zentrisch angeordnetes Durchgangsloch auf, das sich von beiden Seiten nach innen verjüngt und eine runde, ovale oder polygonale Form hat. Das Durchgangsloch kann aber auch dreieckig, viereckig, fünfeckig oder jede andere gleichmäßige Form haben. Alternativ kann das Durchgangsloch auch eine nicht gleichmäßige polygonale Form haben, oder gegebenenfalls auch eine rechteckige, eine trapezförmige oder jede andere gleichmäßige oder ungleichmäßige Form haben. Es ist sogar möglich Wärmespeicherelemente zu verwenden, die kein Durchgangsloch haben.Preferably each heat storage element has a centrally arranged Through hole, which tapers inward from both sides and has a round, oval or polygonal shape. The through hole can but also triangular, quadrangular, pentagonal or any other have uniform shape. Alternatively, the through hole also have a non-uniform polygonal shape, or optionally also a rectangular, a trapezoidal or any other uniform or uneven Have shape. It is even possible heat storage elements to use, which have no through hole.

Weiterhin bestehen die Wärmespeicherelemente aus Mullitkeramik oder aus einem anderen wärme- und korrosionsbeständigen Material.Farther the heat storage elements consist of mullite ceramics or made of a different heat and corrosion resistant Material.

Die Wärmespeicherelemente sind auf einem Stützelement aufgestellt, wobei das Stützelement auf einem Trägerelement aufgestellt sein kann. Hierbei ist jedes Wärmespeicherelement entweder mit einer Ecke nach unten gerichtet oder mit einer der flachen Seiten nach unten gerichtet auf das Stützelement aufgestellt.The Heat storage elements are on a support element placed, wherein the support element on a support element can be placed. Here is each heat storage element either with a corner facing down or with one of the set flat sides down on the support element.

Mit dem jetzt vorliegenden System gemäß der Erfindung kann in allen Arten von Heizungsanlagen eine sehr gute und sehr gleichmäßige Wärmeverteilung erreicht werden, sodass auch die weiter hinten angeordneten Wärmespeicherelemente ausreichend Wärme speichern, um diese in der abgeschalteten Brennerphase an die Wände der Brennkammer und an den Kessel abgeben zu können.With the present system according to the invention can be a very good and very good in all types of heating systems uniform heat distribution achieved so that the heat storage elements arranged further back store enough heat to turn it off Burner phase to the walls of the combustion chamber and to the boiler to be able to deliver.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.The Invention will be explained below with reference to the drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Ausführungsbeispiel in perspektivischer Anordnung mit mehreren, in Kaskade angeordneten Wärmespeicherelementen, wobei die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente eine unterschiedliche Größe haben; 1 an exemplary embodiment in perspective arrangement with a plurality of arranged in cascade heat storage elements, wherein the successively arranged heat storage elements have a different size;

2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 1; 2 a side view of the embodiment according to 1 ;

3 eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 1; 3 a front view of the embodiment according to 1 ;

4 eine Obenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 1. 4 an upper view of the embodiment according to 1 ,

Die 1 zeigt eine Wärmespeichereinrichtung mit mehreren, in Kaskade angeordneten Wärmespeicherelementen 100, wobei die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente abwechselnd groß und klein sind. Alternativ können die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente groß, mittel und klein, bzw. klein, mittel und groß sein. Es ist ebenfalls möglich, die Wärmespeicherelemente derart aufzustellen, dass die Reihenfolge groß. mittel, klein, mittel, groß, mittel, klein, mittel, groß, usw. ist. Man kann die einzelnen Elemente auch verdoppeln, wie z. B. 2 groß, 2 klein, usw. oder 2 groß, 2 mittel, 2 klein, usw.; die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente können sogar völlig unterschiedlichen Größen haben.The 1 shows a heat storage device with a plurality of cascaded heat storage elements 100 , wherein the heat storage elements arranged one behind the other are alternately large and small. Alternatively, the heat storage elements arranged one behind the other can be large, medium and small, or small, medium and large. It is also possible to set the heat storage elements such that the order is large. medium, small, medium, large, medium, small, medium, large, etc. is. You can also double the individual elements, such. 2 large, 2 small, etc. or 2 large, 2 medium, 2 small, etc .; the heat storage elements arranged one behind the other can even have completely different sizes.

Die Wärmespeicherelemente sind auf einem Stützelement 200 aufgestellt, damit sie in einer stabilen Position gehalten werden können. Das Stützelement ist wiederum auf einem Trägerelement 300 aufgestellt, um die Wärmespeichereinrichtung in der Höhe justieren zu können, und zwar in Abhängigkeit der Höhe der Brennkammer.The heat storage elements are on a support element 200 placed so that they can be kept in a stable position. The support element is in turn on a support element 300 placed in order to adjust the heat storage device in height, depending on the height of the combustion chamber.

Diese Wärmespeichereinrichtung kann in ein Heizgerät in Form eines Warmwasserheizungskessels aufgestellt werden. Das Heizgerät weist eine Brennkammer auf, in der die Wärmespeichereinrichtung aufgestellt wird. Der vom nicht eingezeichneten Brenner erzeugte Heißgasstrom heizt die Wand der Brennkammer auf und strömt aus der Brennkammer in die Rauchgaszüge des Warmwasserkessels, bevor das Rauchgas in den Schornstein geleitet wird. Dabei wird die Wärme an den Kessel und damit an das dadurch strömende Wasser abgegeben. Die in Kaskade angeordneten Wärmespeicherelemente werden durch den heißen Brenngasstrom aufgewärmt und können, während der Ausschaltphase des Brenners ihre Wärme an die Wandung der Brennkammer und damit auch an das im Kessel befindliche Wasser abgeben.These Heat storage device can be in a heater be placed in the form of a hot water boiler. The Heater has a combustion chamber in which the heat storage device is set up. The generated by not marked burner Hot gas stream heats up the wall of the combustion chamber and flows from the combustion chamber into the flues of the hot water boiler, before the flue gas is directed into the chimney. It will the heat to the boiler and thus to the thereby flowing Water delivered. The arranged in cascade heat storage elements are warmed up by the hot fuel gas flow and can, during the shutdown phase of the burner their heat to the wall of the combustion chamber and thus also deliver to the water in the boiler.

Die Wärmespeicherelemente 100 sind, wie abgebildet, mit einer Ecke nach unten gerichtet, auf einem Stützelement 200 positioniert. Alternativ können die Wärmespeicherelemente auch mit einer flachen Seite nach unten gerichtet auf dem Stützelement 200 positioniert werden. Der in der Lochwand angebrachte Spalt befindet sich, wie abgebildet, in einer Ecke der Sechseckform, kann sich aber, alternativ, auch in einer flachen Seite der Sechseckform befinden. Es ist sogar möglich, dass diese in der Lochwand angebrachten Spalte sich abwechselnd, in beliebiger Reihenfolge, in einer Ecke und in einer flachen Seite der Sechseckform befinden.The heat storage elements 100 are, as shown, with a corner facing down, on a support element 200 positioned. Alternatively, the heat storage elements can also be directed with a flat side down on the support element 200 be positioned. The gap in the wall of the hole is in a corner of the hexagonal shape, as shown, but may alternatively be in a flat side of the hexagonal shape. It is even possible that these gaps placed in the perforated wall are alternately, in any order, in a corner and in a flat side of the hexagonal shape.

Das Wärmespeicherelement hat vorzugsweise eine Sechseckform, kann aber auch mehreckig oder sogar rund oder oval sein.The Heat storage element preferably has a hexagonal shape, but can also be polygonal or even round or oval.

Das Durchgangsloch ist vorzugsweise rund und zentrisch angeordnet, wie abgebildet, kann aber auch exzentrisch angeordnet und/oder eine ovale oder polygonale Form aufweisen. Der kleinste Durchmesser des Durchgangslochs kann sich am Anfang, am Ende oder dazwischen befinden. Es hat sich herausgestellt, dass gute Ergebnisse erreicht werden, wenn das Durchgangsloch sich von beiden Seiten nach innen verjüngt, wobei der kleinste Durchmesser des Durchgangslochs sich vorzugsweise in etwa im mittleren Drittel befindet. Der kleinste Durchmesser des Durchgangslochs kann sich über eine geringe Distanz, parallel zur Richtung des Durchgangslochs, erstrecken, was aus Herstellungsgründen vorteilhaft sein kann.The Through hole is preferably arranged round and centric, such as shown, but can also be arranged eccentrically and / or one have oval or polygonal shape. The smallest diameter of the Through hole can be at the beginning, end or in between. It has been found that good results are achieved when the through hole tapers inward from both sides, wherein the smallest diameter of the through-hole is preferably located approximately in the middle third. The smallest diameter of the Through hole can be over a small distance, parallel to the direction of the through hole, extend, for manufacturing reasons may be advantageous.

In den 1 und 3 ist ein einziges zentral angeordnetes Durchgangsloch gezeigt. Alternativ können auch mehrere (kleinere) Durchgangslöcher vorgesehen sein.In the 1 and 3 a single centrally located through hole is shown. Alternatively, several (smaller) through holes may be provided.

Des Weiteren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Trägerelement 300 aus einem solchen keramischen Werkstoff herzustellen, der eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit aufweist, um den Boden durch den direkten Kontakt nicht übermäßig aufzuwärmen. Das Trägerelement 300kann zu diesem Zweck aber auch mehrschichtig ausgebildet sein, z. B. aus einer oberen Schicht bestehen, die noch wärmeleitfähiger ist als eine darunter befindliche Schicht keramischen Werkstoffs, um die Wärmeübertragung auf den Boden zu reduzieren.Furthermore, it has proved to be useful, the support element 300 made of such a ceramic material having a poorer thermal conductivity so as not to overheat the floor by the direct contact. The carrier element 300 can be designed for this purpose but also multi-layered, z. B. consist of an upper layer, which is even more thermally conductive than an underlying layer of ceramic material to reduce heat transfer to the ground.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 202009007178 [0002] DE 202009007178 [0002]

Claims (12)

System zur Wärmespeicherung mittels einer Wärmespeichereinrichtung, die in einer Brennkammer eines Heizgeräts eingesetzt ist, wobei die Wärmespeichereinrichtung mehrere Wärmespeicherelemente umfasst, die ein Durchgangsloch aufweisen, in der Lochwand einen Spalt aufweisen, und aus einem wärmebeständigen Werkstoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wärmespeicherelement einen gleichmäßigen Umfang hat, dass die Wärmespeicherelemente hintereinander angeordnet sind, und dass die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente eine unterschiedliche Größe haben.A heat storage system by means of a heat storage device, which is used in a combustion chamber of a heater, wherein the heat storage device comprises a plurality of heat storage elements having a through hole, have a gap in the hole wall, and made of a heat-resistant material, characterized in that each heat storage element uniform Scope has that the heat storage elements are arranged one behind the other, and that the heat storage elements arranged one behind the other have a different size. System zur Wärmespeicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeicherelemente vorzugsweise eine Sechseckform haben, jedoch auch dreieckig, viereckig, fünfeckig oder polygonal sein können, oder auch eine runde, eine ovale oder jede andere gleichmäßige Form haben können.Heat storage system according to claim 1, characterized in that the heat storage elements preferably have a hexagonal shape, but also triangular, quadrangular, be pentagonal or polygonal, or too a round, an oval or any other uniform Can have shape. System zur Wärmespeicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente abwechselnd groß und klein, bzw. klein und groß sind.Heat storage system according to claim 1 or 2, characterized in that arranged one behind the other Heat storage elements alternately large and small, or are small and big. System zur Wärmespeicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente abwechselnd groß, mittel und klein, bzw. klein, mittel und groß sind.Heat storage system according to claim 1 or 2, characterized in that arranged one behind the other Heat storage elements alternately large, medium and are small, or small, medium and large. System zur Wärmespeicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente abwechselnd groß, mittel, klein, mittel, groß, mittel usw. bzw. klein, mittel, groß, mittel, klein, mittel usw. sind.Heat storage system according to claim 1 or 2, characterized in that arranged one behind the other Heat storage elements alternately large, medium, small, medium, large, medium etc. or small, medium, large, medium, small, medium, etc. are. System zur Wärmespeicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente verdoppelt sind, wie z. B. 2 groß, 2 klein usw. oder 2 klein, 2 groß usw. oder 2 groß, 2 mittel, 2 klein usw. oder 2 klein, 2 mittel, 2 groß usw.Heat storage system according to claim 1 or 2, characterized in that the individual one behind the other arranged heat storage elements are doubled, such as z. B. 2 large, 2 small, etc. or 2 small, 2 large, etc. or 2 large, 2 medium, 2 small etc. or 2 small, 2 medium, 2 big and so on System zur Wärmespeicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander angeordneten Wärmespeicherelemente völlig unterschiedlichen Größen haben.Heat storage system according to claim 1 or 2, characterized in that arranged one behind the other Heat storage elements completely different Have sizes. System zur Wärmespeicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wärmespeicherelement ein zentrisch angeordnetes Durchgangsloch aufweist, das sich von beiden Seiten nach innen verjüngt.System for heat storage according to one of preceding claims, characterized in that each heat storage element is a centrally arranged through hole which tapers inwardly from both sides. System zur Wärmespeicherung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrisch angeordnete Durchgangsloch eine runde, ovale oder polygonale Form hat.Heat storage system according to claim 8, characterized in that the centrally arranged through hole has a round, oval or polygonal shape. System zur Wärmespeicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeicherelemente aus Mullitkeramik oder aus einem anderen wärme- und korrosionsbeständigen Material bestehen.System for heat storage according to one of preceding claims, characterized in that the heat storage elements made of mullite ceramics or a other heat and corrosion resistant material consist. System zur Wärmespeicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeicherelemente auf einem Stützelement aufgestellt sind, wobei das Stützelement auf einem Trägerelement aufgestellt sein kann.System for heat storage according to one of preceding claims, characterized in that the heat storage elements on a support element are placed, wherein the support element on a support element can be placed. System zur Wärmespeicherung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wärmespeicherelement entweder mit einer Ecke nach unten gerichtet oder mit einer der flachen Seiten nach unten gerichtet auf das Stützelement aufgestellt ist.Heat storage system according to claim 11, characterized in that each heat storage element either with a corner facing down or with one of the flat sides directed downwards on the support element is set up.
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