DE2052716C3 - Speicher für elektrische Heizgeräte - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Speicher für elektrische Heizgeräte, insbesondere zur Raumbeheizung, der eine Energie in Form von Kristallisationswärme speichernde Speichermasse enthält, die während der Niedertarifstunden durch Widerstandsheizelemente aufgeladen wird, und in dem die die Speichermasse aufnehmenden Behälter sich mit den Speicher durchsetzenden Luftkanälen abwechseln.

Es ist bekannt, Speichemassen mit niederen Kristallisationstemperaturen zum Speichern von Wärmeenergie zu verwenden, indem diese Speichermassen nachts mit Strom bei billigen Tarifen geschmolzen werden. Bei der Verwendung niedriger Kristallisationstemperaturen werden auch die Isolationsschichten, die bei konventioneden Nachtstrom-Speichergeräten den größten Teil des Gesamtvolumens einnehmen, verschwindend dünn und können in der Regel überhaupt entfallen. Dem Vorteil der Verwendung niedriger Kristallisationstemperaturen steht jedoch der Nachteil gegenüber, daß die vom Wärmestrom durchsetzten Wandungen der .Speichergefäße, die zur Abgabe der Speicherwärme mit der Raumluft in Kontakt stehen, eine sehr große Oberfläche besitzen müssen, da das Temperaturgefälle zur Raumlufttempetatur entsprechend niedrig ist Aufgrund dieser größen Flächen können die Speichergefäße nur mit sehrldünnen Wandstärken ausgebildet werden, da anderenfalls der Gewichtsanteil des Wandmaterials zur jSpeichermasse unverhältnismäßig groß wird Bei der \ferwendung von nichtmetallischen Werkstoffen tritt die schlechte Wärmeleitfähigkeit hinzu, so daß auch aus diesem Grunde nur dünnwandige Speicherbehälter Einsatz finden können. Im Hinblick auf einen ausreichend guten Wärmekontakt zu den Heizelementen ist andererseits eine hohe Steifigkeit der Speicherbehälter erforderlich. Auch aus statischen Gründen ist eine Steifigkeit, die eine selbsttragende Aufstellung oder Aufhängung der Speicherkörper erlaubt, erforderlich.

Es sind Behälter aus tiefgezogenen Platten bekannt, bei denen durch Biegung längsparalleler Kanten Vertiefungen erzeugt werden, die ein Abdichten der Stirnseiten erfordern. Dies steht einer rationellen Fertigung entgegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Speichermassenbehälter für Wärmespeicheröfen zu schaffen, die aus Platten in einfacher Weise gefertigt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelös., aaß die die Speichermasse aufnehmenden Behälter und die Luftkanäle von aufeinanderfolgenden, sich in Richtung der Kanäle erstreckenden und einander gegenüberliegenden Vertiefungen in etwa parallel zu den Heizelementen sich durch den Speicher erstreckenden Platten aus dünnem Material gebildet sind.

Das Wesentliche der Erfindung besteht also darin, daß parallel zueinander und parallel zur Widerstandsheizung verlaufende Speichermassenbehälter durch Mulden in Platten aus dünnem Material gebildet werden, welche im Tiefziehverfahren herstellbar sind. Diese Mulden bilden also nicht nur die parallel zu den Luftkanälen verlaufenden Begrenzungen der Behälter, sondern auch die stirnseitigen Begrenzungen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Behältern durch die Verbindung von zwei aneinanderliegenden Platten an ihrer Peripherie herzustellen und gegenüber der Außenluft abzudichten. Außerdem hat diese Ausbildung der Kanäle dann, wenn mehrere die Behälter bildenden Plattenpaare in einer Richtung senkrecht zu dem plattenförmigen Heizelement hintereinander angeordnet werden, den Vorteil, daß diese Behälter großflächige Bereiche aufweisen, welche die Wärmeübertragung von der in den Behältern befindlichen Speichermasse an die Heizluft über die dünnen Begrenzungswände dieser Behälter auch bei nicht wärmeleitenden Begrenzungswänden möglich macht.

An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Die

F i g. 1 und 2 zeigen in Schnitt und Ansicht einen Speicher nach der Erfindung;

F i g. 3 veranschaulicht das Tiefziehverfahren für Platten, welche für einen Speicher nach den F i g. 1 und 2 Verwendung finden; die

F i g. 4a und 4b zeigen einen durch Faltung hergestellten Speicher nach der Erfindung;

Fig. 5a zeigt eine weitere Ausführungsform eines Speichers nach der Erfindung im Schnitt und

Fig. 5b zeigt einen Ausschnitt aus der in F i g. 5a dargestellten Schnittzeichnung; die

Fig. 6a und 6b zeigen einen Speicher mit auf Wellenlinien verlaufender Naht;die

Fi g. 7a bis 7e und 8 zeigen Hersiellungsschritte und -teile für noch eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung, die aus einer gefalteten Tafel hergestellt ist

Fig. 1 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen Nachtstromspeicher nach der Erfindung, bestehend aus iwei gleichen Speicherteilen und einem dazwischenliegenden tafelförmigen Heizelement. Die Speicherteile bestehen aus drei gleichen Blechplatten, in weiche durch ein Tiefziebvprfahren Vertiefungen I erzeugt wurden. Die umlaufende Naht 2 ist durch Rollnahtschweißung erzeugt, während die auf der Ausgangsebene liegenden Stege 3 durch Punktschweißungen 4 miteinander verbunden sind. Die Vertiefungen 1 weisen Wellungen 5 auf, durch die einerseits das Volumen der einzelnen Speicherbehälter 6 und in gleichem Maße die Oberfläehe der Luftkanäle T vergrößert wird, ohne daß der für die natürliche Konvektion maßgebende hydraulische Radius vergleichbar verringert wurde.

Zum Heizelement 7 hin ist der Füllraum für die Speichermasse 6 durch eine Blechplatte 8 begrenzt, die in gleicher Weise durch Rollnahtschweißung 2' und Punktschweißung 4' mit den vertieften Platten verbunden ist. Der Wärmestrom fließt sowohl durch die Plattenwandungen Γ, 1" als auch durch die Speichermasse 6' hindurch, die zum Heizelement 7 hin den größten Querschnitt aufweist. Die beiden zwischen sich das Heizelement 7 einschließenden Speicherteile werden durch Klammern 9 zusammengepreßt, so daß das Heizelement 7 gleichmäßig gegen die Blechplatten 8 gepreßt wird. In der Nähe der oberen Begrenzung befinden sich Kanäle 10, über welche die benachbarten Speichermassenräume 6 und 6" miteinander kommunizieren. Die Befüllung erfolgt in der Weise, daß in Höhe der Kanäle 10 auch der umlaufende Rand zwei Durchbrüche aufweist, durch die an einem Ende die Speichermasse eingefüllt wird, während am anderen Ende die Luft während des Einfüllens entweicht.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des Speichers gemäß Fig. 1. Die Gesamtlänge Il wird so gewählt, daß der Speicher von einer Person getragen und in ein Gehäuse eingesetzt werden kann.

Fig.3a zeigt in Draufsicht und Fig.3b in Ansicht tiefgezogene Blechplatten für einen Speicher nach Fig. I. Zwischen den Vertiefungen 1 werden Falten 30 vorgesehen, wodurch bei gleicher Streckung eine größere Tiefe 31 der Vertiefungen erreichbar ist. Der schraffiert dargestellte Randstreifen 32 wird längs der Schnittlinie 33 abgetrennt.

Die F i g. 4a und 4b zeigen zwei Verfahrensschritte zur Herstellung von Speicherkörpern aus z*ei Blechplatten 70, 70'. Nach Erzeugung der Vertiefungen 71 werden die Tafeln längs der Naht 72 miteinander verbunden, danach längs der Kanten 73 gefaltet. Der Luftkanal 74 weist Auswölbungen 75 auf, die zu einem Bereich mit großem hydraulischen Querschnitt führen.

F i g. 5 zeigt einen horizontalen Schnitt durch einen Speicherofen und eine Draufsicht auf den Speicher. Die Rückwandung des Speicherofens 80 ist mit der Zimmerwand 81 verbunden. Dazwischen befindet sich eine dünne Isolierschicht 82. Die Speicherelemente 83 sind als flache, wellenförmige Hohlkörper ausgebildet, die zwischen sich dreieckige Luftkanäle 84 einschließen. Zwischen den nach innen weisenden Rücken 85 ist das Heizelement, welches aus einer beidseitig beschichteten Heizfolie 86, zwei Isolierfolien 87, 87' und zwei Aluminiumtafeln 88, 88' besteht, durch wellenförmiges Verbiegen eingespannt Die Rippen 89 ragen in die Luftkanäle 84 hinein. Das Heizelement liegt an jeder Stelle entweder am Rücken 85 oder am gegenüberliegenden Rücken 85' an. Die Aluminiumtafeln 88. 88' können auch zur äußeren Begrenzung 88", 89" eingesetzt werden, wodurch die Wärmeabgabe verbessert wird. Durch einen Federstahldraht 90 werden die Speicherelemente 83 und 83' miteinander verspannt. Fig.5b zeigt eine vergrößerte Teilschnittansicht aus F i g. 5a.

F i g. 6a zeigt vergrößert eine Draufsicht und F i g. 6b eine Seitenansicht auf eine Welle des Speicherelements 83. Vor dem Tiefziehen wird die Blech- oder Kunststoffplatte, aus der der Speicherkörper gefertigt werden soll, etwa längs der Naht 91 gewellt. Daraufhin erfolgt die Herstellung der Vertiefungen 92, danach uic Verschweißung der beiden Endbereiche entlang der Naht 91 sowie der vertikalen Nähte 93. In diesem Bereich sind auch Aussparungen 94 angebracht, durch welche der Federstahldraht 90 gespannt wird, der die beiden Speicherelemente 83 und 83' gegeneinanderpreßt, nachdem das Heizelement dazwischen gelegt wurde.

Die Fig. 7a bis 7e zeigen die Verfahreiisschritte /ur Herstellung eines Speichereinsatzes aus nur einer Blech- oder Kunststoffplatte.

Fig. 7a zeigt den ersten Schritt, die Erzeugung von Wellen 101. die Bereiche 102 werden nicht yewclli.

Fig. 7b zeigt das Ergebnis des nächsten Verfahrensschrittes. Um die Faltachse 103 ist die Tafel gemäß 7a mäanderförmig gefaltet.

F i g. 7c zeigt die weitere Zwischenstufe, bei der durch ein Prisma 104 und durch eine nicht gezeigte von oben kommende Presse eine Knautschung längs der Fuliachse 105 erfolgt, wodurch die Wellen 101 im Raffungsbereich 106 zusammengeknautscht werden.

Fig. 7d zeigt links den Raffungsbereich vor dem Knautschen und rechts den Raffungsbercich nach dem Knautschen, wobei die Falten 107 an der engsten Stelle dicht auf dicht liegen.

Fig. 7e zeigt den fertigen Einsatz. Längs der Faltachse 105 wurde die Hälfte der Tafel zusammengefaltet und längs der Flanschstreifer 108 dicht verschweißt. Zwischen den nach innen weisenden Rücken 109, 109' ist das Heizelement 110, welches hermetisch dicht in einer Hülle aus Kunststoff oder Blech eingeschlossen ist. eingesetzt. Zum Verschluß des Speicherkörpers wird schließlich ein Deckel IIO.j aufgesetzt.

Fig.8 zeigt einen Schnitt durch den Deckel gemäß Fig. 7e längs der Schnittlinie X-X. In die Schlitze 110' ragen die Ränder des Speicherkörpers gemäß F i g. 7e hhein, während durch die öffnung 111 die Zuleitungen 112 zum Heizelement hindurchgeführt sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Speicher für elektrische Heizgeräte, insbesondere zur Raumbeheizung, der eine Energie in Form von Kristallisationswärme speichernde Speichermasse enthält, die während der Niedertarifstunden durch Widerstandsheizelemente aufgeladen wird, und in dem die die Speichennasse aufnehmenden Behälter sich mit den Speicher durchsetzenden >° Luftkanälen abwechseln, dadurch gekennzeichnet, daß die die Speichermasse aufnehmenden Behälterund die Luftkanäle von aufeinanderfolgenden, sich in Richtung der Kanäle erstreckenden und einander gegenüberliegenden Vertiefungen in etwa parallel zu den Heizelementen sich durch den Speicher erstreckenden Platten ausi dünnem Material gebildet sind.

2. Speicher für elektrische Heizgeräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die «> Vertiefungen für die die Speichermassen aufnehmenden Behälter muldenförmig ausgebildet und im Tiefziehverfahren hergestellt sind.

3. Speicher für elektrische Heizgeräte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß *5 jeweils zwei mehrere parallel zueinander verlaufende Vertiefungen aufweisende Platten an ihrer Peripherie dicht miteinander verbunden sind.

4. Speicher für elektrische Heizgeräte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Behälter und die die Luftkanäle bildenden Vertiefungen spiegelsymmetrisch zu den als Platten ausgebildeten Widerstandsheizelementen und zueinander angeordnet sind.

5. Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer längs ihrer Mittellinie gefalteten und beiderseits dieser Mittellinie die Vertiefungen aufweisenden Platte gebildet ist.

6. Speicher für elektrische Heizgeräte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen in Richtung der Luftkanäle gewellte Seitenwände aufweisen.