DE2456511A1

DE2456511A1 - Beheizung fuer fluessigkeitsbehaelter oder -speicher

Info

Publication number: DE2456511A1
Application number: DE19742456511
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-11-29
Filing date: 1974-11-29
Publication date: 1976-08-12

Description

Beheizung für Flüssigkeitsbehälter oder -speicher Die Erfindung betrifft eine Beheizung für Flüssigkeitsbehält er oder -speicher aus einem oder mehreren Heizleitern bzw. Heizelementen und einem oder mehreren korrosionsbeständigen, wärmeübertragenden Elementen zwischen diesen und der zu beheizenden Flüssigkeit.
Das Problem der Beheizung von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, besteht bei den heute im Hinblick auf Korrosionsangriff immer schlechter werdenden Wässern hauptsächlich darin, diese Korrosion und damit entsprechende Lebensdauerverkürzungen zu vermeiden.
Bisher wurden insbesondere Heißwasserspeicher entweder mit Heizpatronen, das sind im wesentlichen Heizwendeln aus Heizleitermaterial auf einem Isolierträger, eingeschoben in ein gegen die Flüssigkeit zu dichtes Hüllrohr aus Stahl, beheizt oder Rohrheizkörper eingesetzt, deren Ummantelung bei praktischen Ausführungen ebenfalls aus Metall besteht.
In beiden Fällen kann also Korrosionsangriff auf die Mantelwerkstoffe erfolgen; es ist bekannt, daß dieser Angriff auf Grund des Wärmeübergangs ein vielfaches des normalerweise zu erwartenden beträgt. Es müssen also hochkorrosionsbeständige und damit sehr teure Legierungen eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, als wärmeübertragendes Element zwischen Heizleiter oder Heizelement und der zu beheizenden Flüssigkeit einen oder mehrere Körper aus Glas, Glaskeramik oder flüssigkeits und dampfdiffusionsdichter Keramik einzusetzen. Glas oder vor allem die heute bereits in Großserien herstellbaren, temperaturwechselbeständigen Glaskeramiksorten sind dampfdiffusionsfest und nahezu unbegrenzt korrosionsbeständig. Schwierigkeiten bereitet allerdings die dichte und druckfeste Durchführung solcher Körper durch den Mantel des Speichers bzw. durch seinen Flansch.
Es wird daher weiter vorgeschlagen, den Flansch selbst oder ein anderes Teilstück des Speichermantels zum Beispiel aus Glaskeramik herzustellen und als wärmeübertragendes Element zu verwenden. Damit entfällt die Notwendigkeit von Durchführungen ebenso wie in ersterem Falle ein eigener Flansch wenigstens in den Fällen drucklosen Anschlusses.
In der anliegenden Skizze ist in FIGo 1 eine mögliche Ausführung dargestellt. Ein flüssigkeitsgefüllter Speicher mit Mantel (1) wird durch einz als Flansch ausgebildeten Glaskörper (2) abgeschlossen und über eine Dichtung (3), die gleichzeitig zum Ausgleich mechanischer Kräfte dienen kann, abgedichtet. Eine thermische Isolierung (4) drückt mittels einer Gegenplatte (5) einen Folienheizkörper (6) gegen den Glaskörper (2). Dieser Folienheizkörper (6) mit seinen Anschlüssen (7) kann natürlich auch an den Glaskörper (2) angeschmolzen, in diesen eingeschmolzen bzw. mit diesem verklebt sein oder aus einer galvanisch oder durch ein sonstiges Verfahren aufgebrachten, zum Beispiel aufgedampften, Schicht bestehen.
Bei druckloser Ausführung kann die Gegenplatte (5) auch entfallen, Dichtung und Verbindung gegen den Speichermantel (1) auch direkt über den Glaskörper (2) erfolgen.
Glas bzw. Glaskeramik besitzen die Eigenschaft, bei Temperaturen in der Größenordnung von etwa 500 "K halbleitend zu werden. Die dabei auftretenden Ableitströme können im Falle direkter Anlage des Heizleiters zum Beispiel im Leerlauffalle zur Abschaltung des Heizkörpers verwendet werden; es ist aber auch denkbar, das Entstehen von Ableitströmen von vornherein dadurch zu vermeiden, daß zwischen Heizleiter und Glaskörper (2) eine zusätzliche elektrische Isolierschicht gebracht wird.
Glas oder Glaskeramik hält bekanntlich sehr hohen Druckspannungen stand, Zugspannungen oder das Auftreten von Scherkräften sollte jedoch vermieden werden. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird daher vorgeschlagen, den Glaskörper (2) von der Flüssigkeitsseite aus gesehen gegen diese zu konkav, vorzugsweise halbkugelförmig, auszubilden. Diese Ausbildung bietet zusätzlich einmal den Vorteil einer größeren wärmeaustauschenden Fläche, d. h., die spezifische Oberflächenbelastung wird geringer, es hat sich aber auch gezeigt, daß solche, im Temperaturwechsel betriebene Glasflächen keine Kalkablagerungen zulassen, d. h., entstehende Kalkschichten platzen ab und können sich im Raum (9) ablagern.
Zweckmäßigerweise soll diese Zone (8) des Glaskörpers daher nicht beheizt werden. Zur Unterstützung des Abplatz-Effektes sowie zur weiteren Versteifung des Glaskörpers (2) kann eine in der Skizze nicht dargestellte Verrippung der Oberfläche vorgesehen werden.
In FIG. 2 ist eine andere Art der Beheizung dargestellt.
Es wird hier ebenso eine Beheizung, die jedoch aus einem gewendelten Heizdraht (11) und einem Träger (10) zum Beispiel aus Steatit, eventuell ebenso mittels Isolierung (4) und Gegenplatte (5) an den Glaskörper (2) gedrückt.
Isolierung und Gegenplatte können aber auch entfallen, wenn der Heizleiterträger selbst entsprechend ausgebildet wird. Bei dieser Ausführung bietet sich die Möglichkeit an, wenigstens einen Teil der Wärme durch den Glaskörper (2) über Strahlung direkt auf die Flüssigkeit zu übertragen und damit die spezifische Oberflächenbelastung des Glaskörpers weiter zu reduzieren, die Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, es sind auch andere Arten der Beheizung bzw. der Gesamtanordnung denkbar.

Claims

Patentansprüche

1. Beheizung für Flüssigkeitsbehälter oder -speicher, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmeübertragendes Element zwischen Heizleiter bzw. Heizelement und zu beheizender Flüssigkeit ein oder mehrere Körper aus Glas, Glaskeramik oder keramischem Material eingesetzt werden.

2. Beheizung für Flüssigkeitsbehälter oder -speicher nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeübertragende Element als Flansch oder anderes Teilstück des Speichermantels ausgebildet, gleichzeitig die Trennung zwischen Flüssigkeit und dem Außenraum mit Beheizung bewirkt.

3. Beheizung für Flüssigkeitsbehälter oder -speicher nach einem der Ansprüche 1. und /oder 2., dadurch gekennzeichnet, daß dieser Flansch, von der Flüssigkeitsseite aus gesehen, gegen diese zu konkav, vorzugsweise halbkugelförmig, ausgebildet ist.

4. Beheizung für Flüssigkeitsbehälter oder -speicher, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß am Ubergang von der konkaven Mittelzone in die ebene Fläche des Flansches eine nichtbeheizte Zone vorgesehen ist.

5. Beheizung für Flüssigkeitsbehälter oder -speicher, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß ein Folienheizleiter angepreßt, an- oder eingeschmolzen bzw. verklebt oder aus einer galvanisch, oder durch ein sonstiges Verfahren aufgebrachten, zum Beispiel aufgedampften Schicht bestehend, in direkter, wärmeleitender Verbindung mit dem wärmeübertragenden Element aus Glas oder Glaskeramik steht.

6. Beheizung für Flüssigkeitsbehälter oder -speicher nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitstrombeginn des Glases, zum Beispiel im Leerlauffalle, zur Temperaturbegrenzung und Abschaltung des Heizelementes verwendet wird.

7. Beheizung für Flüssigkeitsbehälter oder -speicher, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß ein Folienheizleiter über eine zusätzliche elektrische Isolierschicht, zum Beispiel aus einer Isolierfolie, gegebenenfalls mit dieser verklebt oder sonst verbunden, in wärmeleitender Verbindung mit dem wärmeübertragenden Element aus Glas oder Glaskeramik steht.

8. Beheizung für Flüssigkeitsbehälter oder -speicher, nach einem oder mehreren. der Ansprüche 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß zur Beheizung eine kombinierte Wärmestrahlungs- und Wärmeleitungs-Beheizung verwendet wird.