DE2030833B - Wärmespeicher Heizkessel für Warmwas ser Heizungen - Google Patents

Description

3. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 Luft zirkuliert.

kennzeichnet, daß ein weiteres die beiden Sam- Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfin-

melräume (10 bzw. 11, Ha, 12) verbindendes, dung vorgeschlagen, daß zwei im Abstand von den

die Wärmedämmschichten (2) durchziehendes Wärmedämmschichten miteinander kommunizie-

Kanalpaar (4) eingebaut ist, wobei den Enden der rende und nach außen isolierte Wasserräume für das

gleichwirkenden Kanäle (3 bzw. 4 bzw. 7) je eine 30 zu erwärmende Heizwasser angeordnet sind, und daß

Kammer (11 bzw. 12 bzw. 11 α) zugeordnet ist, ein über äußere, zwischen den Wärmedämmschichten

von denen die dem Kanalpaar (4) der Wärme- und den Wasserräumen verlaufende Kanäle geschlos-

dämmschichten (2) zugeordnete Zwischenkam- sener Primärkreis für in den Kanälen des Speicher-

mer (12) über die Ventileinrichtung (12, 17, 18) kerns erhitzte Luft vorgesehen ist, deren Kreislauf

bei Beginn der Entladung mit der dem äußeren 35 über eine temperaturgesteuerte Ventileinrichtung re-

Kanalpaar (7) zugeordneten äußeren Kammer gelbar ist.

(11 a) verbindbar ist, bevor die Ventileinrichtung In den außerhalb der Wärmedämmschichten an-

den Luftkreislauf über die Kanäle (3) des geordneten senkrechten Luftkanälen wird die Luft

Speicherkerns (1) freigibt. wegen des gegenüber den Wasserräumen erfolgenden

4. Heizkessel nach Anspruch 3, dadurch ge- 40 Wärmeentzugs zunehmend schwerer und fällt nach kennzeichnet, daß die den gleichwirkenden Kanä- unten, wogegen die in den i- ren Kanälen des len zugeordneten Kammern (11, 12, Ha) sich im Speicherkerns erhitzte Luft di< :nz zum Steigen Bereich der unteren Kanalenden befinden und die hat. Hierdurch wird ein selu^.uger Primär-Luft-Ventileinrichtung aus teleskopartig nacheinander kreislauf eingestellt, wobei ein Wärmeaustausch im nach oben abhebenden Ventilplatten (16, 17, 18) 45 Gegenstrom-Prinzip stattfindet, da das Heizungswasbesteht, von denen die untere Platte (16) die au- ser in den Wasserräumen wie üblich bei der Erwärßere mit dem äußeren Luftkanal (7) in Verbin- mung von unten nach oben steigt.

dung stehende Kammer (Ha) gegen die Außen- Die temperaturgesteuerte Ventileinrichtung sorgt

luft abdichtet und bei Unterdruck im Kessel dafür, daß der Zwangsumlauf der Luft je nach dem selbsttätig in der Art eines Saugventils öffnet, und 50 Wärmebedarf mehr oder weniger gedrosselt wird, von denen eine mittlere und eine obere Ventil- Während des Ladevorganges wird die Ventileinrichplatte (17, 18) bei der Entladung des Speicher- tung mit dem Einschalten der Ladung geschlossen, kerns (1) in gleitendem Abheben zuerst die au- Dann wird das Heizungswasser in den Wasserräumen ßere Kammer (Ha) mit der Zwischenkammer durch direkte Wärmeleitung über die Wärmedämm-(12) und zuletzt die den Speicherkern-Kanälen 55 schichten auf einer für die Nacht ausreichenden Tem-(3) zugeordnete innere Kammer (H) mit den bei- peratur von etwa 35° C gehalten, da ein Wärmeverden anderen Kammern (11 a, 12) verbinden. lust durch Abstrahlung nach außen durch eine äußere

Isolierung weitgehend verhindert wird.

Die Wasserräume bestehen aus plattenförmig auf-

60 gebauten Röhrensystemen, die mit besonderem Vorteil lamellenartige Fortsätze tragen, die in die äuße-

Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicher-Heiz- ren Luftkanäle zur Verbesserung des Wärmeübergankessel für Warmwasser-Heizungen mit einem auflad- ges zwischen Luft und Heizungswasser hineinbaren Speicherkern, der von je einer Wärmedämm- ragen.

schicht umgeben und von senkrechten Kanälen 63 Soweit bisher beschrieben, findet der Luftkreislauf durchzogen ist, die über je einen oberen und unteren durch die Speicherkernkanäle und die äußeren Luft-Sammelraum miteinander in Verbindung stehen, wo- kanäle neben den Wasserräumen allein statt. Bei gebei die Verbindung über einen Wärmeaustauscher ringer Wärmeanforderung könnte die Ventilsteue-

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rung insoweit überfordert werden als bei aufgelade· oder weniger großen Widerstand. Die in den Kanälen

nem Speicherkern, d. h. sehr heißer PrimUrluft, der verbleibenden Luftmassen halten sich daher im Kes-

Ih reislauf feinfühlig sehr weit gedrosselt werden sei selbst das Oleichgewicht. Erst wenn das untere

müßte. In weiterer Ausgestaltung wird das über die Ventil öffnet, findet ein Ausgleich über sämtliche Ka-

Wärmedämmschiehten eingestellte Temporaturgefälle 8 nöle mit der äußeren Atmosphäre statt. Warmluft

mit dem Ziele zum Wärmeaustausch herangezogen, kann jedenfalls niemals aus dem geöffneten unteren

die Anforderungen an die Genauigkeit der Arbeite- Ventil entweichen, weil sie stets leichter ist als die

weise der Ventileinrichtung zu mindern. Hierzu sieht Luft der Atmosphäre.

die Erfindung ein weiteres die beiden Sammelräume Die Ventileinrichtung wird durch die Vorlaufverbindendes, die Wärmedämmschichten durchzie- io temperatur so gesteuert, daß die vorgewählte Tempehendes Kanaipaar vor, wobei den Enden der gleich- ralur durch den Luftkreislauf in den äußeren Kanäwirkenden Kanäle je eine Kammer zugeordnet ist, len, den Kanälen der Wärmedämmschichten und/oder von denen die dem Kanalpaar der Wärmedämm- den Kanälen des Speicherkerns aufrechterhalten schichten zugeordnete Zwischenkammer über die wird, je nachdem wolches Temperaturpotential der Ventileinrichtung bei Beginn der Entladung mit der 15 Luft unter Berücksichtigung des Entladungszustandes dem äußeren Kanalpaar zugeordneten äußeren Kam- des Speicherkerns zur Aufrechterhaltung der Vormer verbindbar ist, bevor die Ventileinrichtung den lauftemperatur in Anspruch genommen werden Luftkreislauf über die Kanäle des Speicherkerns frei- muß.

gibt. Hierdurch wird erreicht, daß bei geringer War- In der Zeichnung ist ein AusfUhrungsbeispiel eines

meanforderung ein Luftkreislauf allein zwischen den ao Wärmespeicher-Heizkessels gemäß der Erfindung

Kanälen in den Wärmedämmschichten und den äuße- dargestellt und nachstehend beschrieben. Es zeigt

ren an den Wasserräumen entlangführenden Luftka- F i g. 1 den Heizkessel im senkrechten Längsmittel-

nälen stattfindet, die immer in einer Zone niedriger schnitt und

Temperatur liegen. Die Entladung des Speicherkerns Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II in

bzw. die Nutzbarmachung der sehr heißen Luft aus 35 Fig. 1.

den Speicherkernkanälen selbst wird dadurch verzö- Der Heizkessel besteht aus einem Speicherkern 1, gert, denn erst bei Bedarf wird der Speicherkern kon- der durch nicht dargestellte Mittel durch Nachtstrom vektiv in den Luftkreislauf einbezogen. Die den aufladbar ist, je einer den Speicherkern umgebenden gleichwirkenden Kanälen zugeordneten Kammern so- Wärmedämmschicht 2 und einem äußeren Gehäusewie die Ventileinrichtung befinden sich zweckmäßig 30 mantel 20 aus Isolierstoff. Der Speicherkern 1 ist von im Bereich der unteren Kanalenden, wobei die Ventil- drei senkrechten Luftkanälen 3 durchzogen. Jede der einrichtung aus teleskopartig nacheinander nach Wärmedämmschichten 2 hat einen Luftkanal 4. oben abhebenden Ventilplatten besteht, von denen Außerhalb der Wärmedämmschichten 2, die im übridie untere Platte die äußere, mit dem äußeren Luft- gen vorzugsweise aus Steinwolle bestehen, sind kanalpaar in Verbindung stehende Kammer gegen die 35 Rohre 6 als Wasserra'ume angeordnet, die das zu er-Außenluft abdichtet und bei Unterdruck im Kessel wärmende Heizwasser aufnehmen und mit den zwiselbsttätig in der Art eines Saugventils öffnet und von sehen den Wasserräumen 6 und den Wärmedämmdenen eine mittlere und obere Ventilplatte bei der schichten 2 liegenden Luftkanälen 7 einen Wärme-Entladung des Speicherkerns in gleitendem Abheben austauscher zur Übertragung der Luftwärme auf das zuerst die äußere Kammer mit der Zwischenkammer 40 Heizungswasser bilden. Die Rohre 6 weisen oben und zuletzt die den Speicherkern-Kanälen zugeord- eine Querverbindung 8 und unten eine Querverbinnete innere Kammer mit den beiden anderen Kam- dung 9 auf, wobei der Heizungsvorlauf an die obere mern verbinden. Querverbindung 8 und der Heizungsrücklauf an die

Die Anordnung der einzelnen Kammern und der untere Querverbindung 9 angeschlossen sind. Die Ventileinrichtung im Bereich der unteren Kanalenden 45 Rohre 6 haben in die Kanäle 7 hineinragende Lamelhat zur Folge, daß die Ventilplatten nicht nur durch len 6 a, wie aus F i g. 2 zu ersehen ist.
ihr Eigengewicht selbsttätig schließen, sondern auch Die Luftkanäle 3,4 und 7 münden oben in einen bei einem sich innerhalb der Kanäle einstellenden Sammeiraum 10 und unten in einen unterteilten Sam-Unterdruck zum Ansaugen von Außenluft selbsttätig melraum 11, 11 a, 12 ein. Die Unterteilung dieses unöffnen, was insbesondere für die die äußere Kammer 50 teren freien Raumes durch die wannenförmigen Elenach außen hin absperrende untere Ventilplatte gilt. mente 14 und 15 in die den unteren Kanalenden zuWenn nämlich die während der Kernladung erhitzte geordneten Kammern 11, 12, 11 α hängt damit zu-Luft sich temperaturabhängig ausgedehnt hat, wobei sammen, daß im Ausführungsbeispiel die in den Kazur Sicherung des Kessels Luftvolumen über ein nälen 4 der Wärmedämmschichten 2 aufsteigende Überdruckventil abgeblasen wurde, stellt sich nach 55 Luft niedriger Temperatur auch allein oder in Mibeendeter Ladung, wenn sämtliche Ventile geschlos- schung mit der heißen Luft aus den Kernkanälen 3 sen bleiben und absolut dicht wären (was in der Pra- zum Wärmetausch herangezogen werden soll,
xis nicht möglich sein wird), allmählich ein Unter- Hierzu dient im Zusammenwirken mit der erwähndruck gegenüber der äußeren Atmosphäre ein. ten Unterteilung des unteren Sammelraumes eine

Für den völlig abgeschlossenen, theoretisch dichten 60 Ventileinrichtung mit den Ventilplatten 16, 17, 18,

Kessel ist der obere Sammelraum das Ausgleichsge- die teleskopartig nacheinander zum Abheben von ih-

fäß für Druck und Unterdruck im Inneren des Kes- ren Sitzen gebracht werden können, indem die an der ;

sels. Es kommt dabei zu keinem Kreislauf der Luft, untersten Ventilplatte 16 kleinster Abmessung befe-

weil kein Ausgleich von einem höheren zu einem nie- stigte Stellstange 22 durch einen Schwenkhebel 23 j I

dem Potential stattfinden kann, solange die Ventile 65 hochgesteuert wird. Der Schwenkhebel 23 ist tempe- ;1

geschlossen bleiben. Die Ventile bieten, entsprechend raturgesteuert, und zwar schwenkt er aus seiner un- [

ihrer fabrikationsmäßig erzielbaren Dichtheit, gegen- tersten Lage, die er beim Aufladen des Speicherkerns i |

über einem ständigen Potentialausgleich einen mehr einnimmt, um so mehr nach oben, je mehr die Vor- '

lauftemperatur von dem eingestellten Sollwert nach dämmschichten aufgeheizten Luft nicht, um die Vor-

unten abweicht, und umgekehrt. Die Einrichtung zum lauftemperatur auf den Sollwert zu erhöhen, so wird

temperaturabhängigen Betätigen der Ventileinrich- die Stellstange 22 weiter hochgesteuert, so daß nun

tung 16,17,18 ist nicht dargestellt. die mittlere Ventilplatte 17 die obere Ventilplatte 18

Beim Ladevorgang liegt — wenn nicht in kai- 5 abhebt und auch die innere Kammer 11 und damit ten Nächten Wärme angefordert wird — alle Ventil- die Kernkanäle 3 in den Primär-Luftkreislauf einbeplatten auf ihren Sitzen, wobei die untere Platte 16 in zogen sind. Die heißere Luft aus den Kernkanälen 3 der Art eines Saugventils eine öffnung 20 α im Ge- wird unter Umständen nur kurzzeitig zum Wärmehäusemantel 20 absperrt. Die mittlere Ventilplatte 17 tausch herangezogen, so daß insbesondere in der erverschließt die öffnung 15 α des wannenförmigen io sten Zeit der Entladung die obere Ventilplatte 18 abElementes 15, wogegen die obere Ventilplatte 18 die wechselnd öffnet und schließt. Im übrigen ist durch Öffnung 14 α des wannenförmigen Elementes 14 ab- Zwischenstellungen der Ventilplatten 17 und 18 auch sperrt, wenn die Stellstange 22 und der Schwenkhebel eine graduelle Drosselung des Primärkreises mög-23 in der gestrichelt dargestellten Ladestellung lieh,
sind. i5 Beim Entladebetrieb ist die untere Gehäuseöffnung

Wird zu einer voreingestellten Tageszeit der Heiz- 20 α stets geöffnet, um der Volumenänderung der kessel auf Entladungsbetrieb umgeschaltet, dann hebt umlaufenden Luft Rechnung zu tragen. Es kann aber die untere Ventilplatte 16 gesteuert um den Betrag immer nur so viel Luft eintreten, wie es einem inneab, der erforderlich ist, um auch die mittlere Ventil- ren Unterdruck gegenüber der Außenluft entspricht, platte 17 von ihrem Sitz abzuheben. Da die in den au- 20 Beim Laden des Speicherkerns ohne Wärmeanfordeßeren Kanälen 7 befindliche Luft höchstens die Tem- rung ist die öffnung 20 α und zumindest auch die peratur des Heizungswassers in den Röhren 6 hat, die Öffnung 15 α zwischen der äußeren Kammer 11 α und bei aufgeladenem Speicherkern 1 stets schwerer ist der Zwischenkammer 12 geschlossen, um jeden Luftais die Temperatur der Luft in den Kanälen 4 der kreislauf zu verhindern, der einen Wärmeaustausch Wärmedämmschichten 2, hat sie die Tendenz abzu- 25 auslösen könnte. Das in den Eöhren 6 enthaltene sinken und treibt dadurch, die öffnung 15 a und die Heizungswasser wird dann bei der Ladung im we-Zwischenkammer 12 durchziehend, die Luft in den sentlichen durch die von den Wärmedämmschich-Kanälen 4 nach oben. Hierdurch ergibt sich ein ten 2 ausgehende Strahlung auf einer mäßigen Nachtselbsttätiger Luftkreislauf, wobei die erwähnte hoch- temperatur von etwa 35° gehalten,
steigende Luft aus dem oberen Sammelraum 10 nur 30 Der obere Sammelraum 10 kann zum Schutz der durch die Kanäle 7 des Wärmeaustauschers absinken wannenförmigen Elemente 14, 15 mit einem Uberkann. Genügt der Wärmeinhalt der in den Wärme- druckventil in Verbindung stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Paternftnsnriiche· Μ»1"*· Der Wärmeträger des Prirnärkreiees bei diesem Patentansprüche. bekannten Heizkessel ist Wasser, das in den mit

1. Wärmespeicher-Helzkessel für Warmwasser- Edelstahlrohren versehenen Kanälen de? Speicher-Heizungen mit einem aufladbaren Speicherkern, kerns verdampft. Mit der Wärmeabgabe an das Hei-

. der von je einer Wärmedämmschicht umgeben 8 zungswasser im Wärmeaustauscher kondensiert das

und von senkrechten Kanälen durchzogen ist, die Wasser wieder, um erneut vom unteren Sammelraum

Über je einen oberen und unteren Sammelraum wieder in den Speicherkern einzutreten. Bei einem

miteinander in Verbindung stehen, wobei die derartigen Heizkessel können im Primärkreis leicht

Verbindung über einen Wärmeaustauscher führt, Dampfschläge auftreten. Es ist ferner ein Wärmespei-

dadurch gekennzeichnet, daß zwei im xo cher-Heizkessel für Warmwasser-Heizungen bekannt

Abstand von den Wärmedäramschichten (2) mit- mit einem aufladbaren Speicherkern, der von einer

einander kommunizierende und nach außen iso- Wärmedämmschicht umgeben und von senkrechten

lierte Waseerräume (6) für das zu erwärmende Kanälen durchzogen ist, bei dem ein Primärkreis für

Heizwasser angeordnet sind, und daß ein über au- Luft vorgesehen ist, in dem ein Wärmetauscher für

ßere, zwischen den Wärmedämmschichten und 15 das zu erwärmende Heizwasser liegt, wobei der Luft-

den Wasserräumen verlaufende Kanäle (7) ge- kreislauf über eine temperaturgesteuerte Ventilein-

schlossener Primärkreis für in den Kanälen (3) richtung regelbar ist.

des Speicherkerns (1) erhitzte Luft vorgesehen ist, Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen

deren Kreislauf über eine temperaturgesteuerte Wärmespeicher-Heizkessel der eingangs angegebenen

Ventileinrichtung (16,17,18) regelbar ist. 20 Art dahingehend abzuwandeln, daß, wie an sich be-

2. Heizkessel nach Anspruch 1, dadurch ge- kannt, Luft als wärmeübertragendes Mittel des Primärkennzeichnet, daß die Wasserräume (6) bildenden kreises verwendet werden kann, wobei die Bauform Röhren lamellenartige Fortsätze (6 a) tragen, die gedrungener und wärmewirtschaftlicher sein soll als in die äußeren Luftkanäle (7) hineinragen. bei dem bekannten Heizkessel, in dessen Primärkreis