DE2461709A1

DE2461709A1 - Speichervorrichtung fuer elektrische warmwasser-zentralheizungsanlagen

Info

Publication number: DE2461709A1
Application number: DE19742461709
Authority: DE
Inventors: Paul Leuenberger
Original assignee: HERMANN FORSTER ARBON AG
Current assignee: HERMANN FORSTER ARBON AG
Priority date: 1974-01-14
Filing date: 1974-12-28
Publication date: 1975-07-17
Also published as: NL7416414A; FR2257870B1; CH566526A5; BE824251A; LU71620A1; FR2257870A1; IT1027949B

Description

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Aktiengesellschaft Hermann Forster Arbon

Speichervorrichtung für elektrische Warmwasser-Zentralheizungsanlagen

Die Erfindung betrifft eine Speichervorrichtung für elektrische Warmwasser-Zentralheizungsanlagen mit wenigstens einem Speicherkessel mit zugeordnetem Heizeinsatz»

Bei elektrischen Zentralheizungsanlagen wird zweckmässig bei Nacht, unter Verwendung des meist billigeren Nachtstromes, wärme im Wasser eines oder mehrerer Kessel gespeichert (Aufladen) und während des Tages wird diese Wärme über Heizkörper zur Raumbeheizung wieder abgegeben (Entladen). Dabei soll es aber auch möglich sein, während des Entladens Wärme im Speicherwasser zu speichern. Der Betrieb einer solchen Anlage ist nur dann wirtschaftlich und die richtige Funktion ist nur dann gewährleistet, wenn in den Speicherkesseln eine gute Temperaturschichtung erzielt und während der Aufladephase sowie während der cntladephase beibehalten werden kann. Um

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dies zu erreichen, sind in der Speichervorrichtung gewöhnlich Ladepumpen, Rückschlagklappen sowie komplizierte Verbindungsleitungen nötig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeit zu schaffen, elektrisch geheizte Warmwasser-Zentralheizungsanlagen ohne Ladepumpen, Ventile, Rückschlagklappen und komplizierte Verbindungsleitungen herzustellen und trotzdem die eingangs erwähnten Anforderungen zu erfüllen.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass dem.Speicherkessel eine gegen Wärmeübertragung isolierte Kammer zugeordnet ist, die durch eine untere Oeffnung mit dem unteren Speicherkesselteil verbunden ist, und in welcher sich der Heizeinsatz befindet, wobei vom oberen Teil dieser Kammer eine Verbindungsleitung in den oberen Teil des Speicherkessels führt, die so bemessen ist, dass der dynamische Widerstand in dieser Leitung, der dem thermischen Auftrieb entgegenwirkt, so gross ist, dass im Kessel die gewünschte Temperaturschichtung entsteht. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführung erwiesen, bei welcher Kammer und Verbindungsleitung direkt in den Speicherkessel selbst eingebaut sind, wobei zur Vermeidung der Wärmeabgabe der Verbindungsleitung an das umgebende Speicherwasser diese Leitung selbst ebenfalls wärmeisoliert ist. Gernäss einer andern erfindungsgemässen Ausgestaltung verläuft die Veraindungsleitung ausserhalb des Speicherkessels und zwar zweckmässig innerhalb eines den bzw. die Speicherkessel umschliessenden Isoliermantels. Es versteht sich aber, dass die Erfindung auch Ausführungen umfasst, bei welchen die den Heizeinsatz enthaltende Kammer ausserhalb des Kessels liegt.

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Im folgenden wird anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung die Erfindung beispielsweise näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Anlage mit einem Speicherkessel,

Fig. 2 eine Anlage mit zwei zusammengebauten Speicherkesseln, und

Fig. 3a, b und c je eine Variante zu Fig. 1.

Der in Fig. 1 gezeigte Speicherkessel 1 ist gegen Wärmeverlust mit einer Isolierschicht 2 versehen und ist oben durch die Vorlaufleitung 11 und unten durch die Rücklaufleitung 15 mit dem Heizverteilnetz, bestehend aus Mischventil 8, Umwälzpumpe 9, Heizungsvorlaufleitung 12, Heizkörper lü, Heizungsrücklaufleitung 13 und Beimischleitung 16 verbunden.

In einer unten im Speicherkessel 1 eingebauten, mit einer Wärmeisolation 4 versehenen Kammer 5, welche unten offen ist, wird das Wasser durch den Heizeinsatz 3 erwärmt, bis die Temperatur der Wassersäule in der Kammer 5 und in der von dieser Kammer nach oben führenden, zweckmässig ebenfalls wärmeisolierten Verbindungsleitung 6 grosser ist als im Speicherkessel 1. Dadurch entsteht ein Auftrieb und eine Zirkulation durch die Kammer 5 und die Verbindungsleitung 6 in den oberen Teil des Speicherkessels. Durch die richtige Bemessung der Verbindungsleitung 6 wird die durch den thermischen Auftrieb erzeugte Zirkulation so gesteuert, dass das durch die Verbindungsleitung 6 in den oberen Teil des Speicherkessels 1 strömende Wasser die dort gewünschte Temperatur erreicht, und somit im Kessel eine Temperaturschichtung (oben wärmeres, unten kälteres Wasser) gewährleistet ist.

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Bei Anlagen mit zwei oder mehr parallel zueinander angeordneten äpeicherkesseln wird gemäss Fig. 2 das Heizverteilnetz über Verteiler 7 und 14 angeschlossen.

Durch das Wegfallen von Ladepumpe, Ventilen und Rückschlagklappen wird die Betriebssicherheit erhöht und die Herstellungskosten werden gesenkt.

In den Fig. 1 und 2 ist die kompakteste Ausführungsart der Erfindung mit in den Heizkessel selbst eingebauter Kammer und Verbindungsleitung dargestellt. i/Vie aus Fig. 3 ersichtlich, lässt sich aber, wenn dies aus baulichen oder Platzgründen erwünscht ist, sowohl die wärmeisolierte Kammer 5 und/oder auch deren Verbindungsleitung 6 mit dem oberen Teil des Speicherkessels 1 ausserhalb des Kessels anordnen. Dabei muss die beheizte Kammer 5 stets eine Wärmeisolierung 4 aufweisen, während auf eine Isolierung der Leitung 6 in gewissen Fällen verzichtet werden kann; die letztere muss aber stets so dimensioniert sein, dass in ihr keine Eigenzirkulation durch Schwerkraftwirkung auftreten kann. Bei der in den Speicherkessel 1 eingebauten Heizkammer 5 muss besonders darauf geachtet werden, dass der grösste Teil der erzeugten Wärme durch das Wasser in den oberen Teil des Speicherkessels 1 gelangt, und nicht durch die Heizkammerwände an das Wasser im unteren Teil des Kessels abgegeben wird. In der Praxis erweisen sich K-Werte (Wärmedurchgangszahl der Isolation 4) von 2Ο-5Ο kcal/m h C als ausreichende Wärmedämmung.

Als Wärmeisolation 4 kommen Materialien in Frage, welche Wärmeleitzahlen von unter O,6 kcal/m h C aufweisen und von Wasser

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bis ca. 12Ο C nicht zerstört oder verändert werden wie Z₁B, Glas, Keramik oder verschiedene Kunststoffe wie z_eB. Neopren, Bisphenolharz, Polypropylen, Novyl etc.

Die Verbindungsleitung 6 ist so dimensioniert oder mit einem geeigneten einstellbaren Drosselwiderstand ausgerüstet, dass der Strömungswiderstand den für die gewünschte Fliessgeschwindigkeit in der Leitung erforderlichen Wert besitzt".

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Claims

PATENTANSPRUtCHE unsere Akte M 74 579

1. Speichervorrichtung für elektrische Warmwasser-Zentralheizungsanlagen mit wenigstens einem Speicherkessel mit zugeordnetem elektrischem Heizeinsatz, dadurch gekennzeichnet, dass dem Speicherkessel eine gegen Wärmeübertragung isolierte Kammer zugeordnet ist, die durch eine untere Oeffnung mit dem unteren Speicherkesselteil verbunden ist, und in welcher sich der Heizeinsatz befindet, wobei vom oberen Teil dieser Kammer eine Verbindungsleitung in den oberen Teil des Speicherkessels führt, die so bemessen ist, dass der dynamische Widerstand in dieser Leitung, der dem thermischen Auftrieb entgegenwirkt, so gross ist, dass im Kessel die gewünschte Temperaturschichtung entsteht.

2. Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (5) und/oder die Verbindungsleitung (6) ausserhalb des Speicherkessels (l) angebracht ist.

3. Speichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (6) mit einem Drosselorgan ausgerüstet ist, mit welchem der Strömungswiderstand eingestellt werden kann.

4. Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (ό) eine Wärmeisolation aufweist.

Für Aktiengesellschaft Hermann Forster:

(H. Schmitt) Patentanwalt

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