DE2616302A1 - Waermesammler fuer die beheizung eines fluids - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

lboU2

BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 68 8 MÜNCHEN 22 ■ WIDENMAYtRSTRASSE Λ9

BERLIN: DIPL.-ING. R. M ÜLLER-BÖRNER

Batteile Memorial Institute ^{MÜNCHEN: DIPUNG}· hans-h. Carouge-Genf (Schweiz)

Berlin, den 12. April 1976

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Wärmesammler für die Beheizung eines Fluids

Die Systeme der elektrischen Heizung lassen sich in zwei deutlich unterschiedene Kategorien einteilen, die Systeme mit direkter und die mit indirekter Heizung. In dieser zweiten Kategorie befinden sich insbesondere die Systeme der Heizung durch Sammlung, die den Vorteil bieten, eine Speicherung der V/arme zu gestatten«, Diese Wärmereserve läßt sich dadurch unterbringen, daß man die Elektrizität während der Nachtstunden benutzt, indem man einen ermäßigten Tarif auswertet, wobei während des Tages je nach den Anforderungen eine Wiederauf füllung stattfinden kann.

Das Prinzip der Wärmespeicherung während der Nachstunden wurde bisher besonders für kleine Geräte, wie Öl-Heizkörper ₉ verwendet. Nicht erst neuerdings sind auf dem Markt Speicher einer Leistung von einer Mehrzahl von Zehn bis zu mehreren Hunderten Kilowatt erschienen, die dazu bestimmt sind, das Wasser für eine Zentralheizungsanlage zu beheizenη

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BERLIN: TELEFON (O3O) 831 2Ο88 MÜNCHEN: TELEFON (O81I) 22 55 8B

KABEL: PROPINDUS . TE LEX O1 B4O57 KABEL: P RO PI N D US · TELEX 05 24 244

Diese Sammler weisen die Form eines Sanmlerblocks auf, der von einer Isolierliülle umgeben ist und von Schamottesteinen gebildet wird. Elektrische Widerstände sind in diesen Block eingebaut, der im übrigen von einer Mehrzahl von Konvektionskanälen durchquert wird, durch v/eiche ein Ventilator Luft in geschlossenem Kreislauf umlaufen läßt. Ein wärmetauscher, der von Wasser aus den Kreislaufsystem einer Zentrallieizungsanlage gespeist wird, ist in den Ausgaiigssannler der erhitzten Luft angeordnet .

Der Block der Schamottesteine hat im allgemeinen eine parallelepipedische Form, wobei die Luft von einer seiner Seitenflächen eintritt und durch die gegenüberliegende Fläche austritt. Der Wärmetaucher ist auf. einen isolierenden feuerfesten Träger angebracht, auf dem der Block ruht, und er erstreckt sich vertikal über die gesamte Ausdehnung des Durchlasses, der zwischen dem Boden der Umhüllung und diesen Träger ausgebildet ist, um die Gesamtheit der warmen Luft durch den Wärmetauscher strömen zu lassen.

Die Asymmetrie des Luftkreislaufs ebenso wie die parallelepipedische Form des Blocks weisen gewisse Mangel auf_o Die Asymmetrie der Strömung führt zu einem Wärmetauscher, der wegen seiner Höhenanordnung einen verhältnismäßig großen Raum mit Bezug auf die Gesamthöhe des Apparats einnimmtο

Indessen rührt der Hauptnachteil, der mit dieser Asymmetrie zusammenhängt, von der stärkeren Abkühlung des Blocks her, wo die Luft in diesen eintritt, als wo sie aus ihm austritt. Tatsächlich gestattet der Aufbau des parallel-

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BAD ORIGINAL

epipedischen Sammlerblocks, der von aufgeschichteten gleichartigen Ziegeln gebildet ist, nur das Vorhandensein von Konvektionskanälen von über ihre gesamte Länge konstantem Querschnitt. Infolgedessen ändern sich die Strönungsbedingungen der Luft im Ausmaß ihrer Erwärmung, so daß die Strömungsgeschwindigkeit sich fortschreitend erhöht und die Wärmeaustauschkoeffizienten zwischen der Luft und dem Sammlerblock zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Kanäle sich ändern. Ferner gestattet die parallelepipedische Form des Blocks keine wirklich gleiciimäßige Verteilung der elektrischen widerstände und somit eine gutverteilte Beheizung dieses Blocks Infolgedessen erzeugen die Ungleichmäßigkeiten der Temperatur, die von der Wärmeabfuhr ebenso wie von der elektrischen Heizung herrühren, Vürmespannungen, die in dem hitzebeständigen Material schlecht verteilt sindο Ein anderer Hangel dieses Geräts rührt von der Tatsache her, daß wegen der über zwei einanderygegenüberliegende Seitenflächen des Blocks strömenden Luft die beiden anderen Seitenfläche mit der isolierenden Umhüllung in Berührung sein müssen, was einen erhöhten Wärmeverlust auf diesen Flächen zur Folge hat, da, wenn die Temperatur des Blocks sich bis auf etwa 650° C erhöhen kann, diejenige der Luft nur in der Größenordnung von 200° C liegt.

Das DT-Gm 1 991 698 bezieht sich auf einen Sammler, der von einem zylindrischen Block aus hitzebeständigem Material gebildet wird. Jedoch ist diese Lösung nicht dazu geeignet, die durch diese Form gebotenen Möglichkeiten auszunutzen. An erster Stelle bemerkt man, daß der Block aus hitzebeständigem Material bei der dort dargestellten Lösung auf keinem Träger ruht. Abgesehen von dieser technischen Unwahrscheinlichkeit bemerkt man ,

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ORiGiWAL INSPECTED

daß die Gosant-Konstruktion des Sammlers Fehler aufweint, von denen die wichtigsten aufgezählt werden können. Hinsichtlich dos praktischen Gesichtspunkts siclit man, daß das Prinzip der Blöcke aus hitzebeständigem Material es nicht gestattet, das Volumen zu verändern, sondern das unterschiedliche Elemente speziell für jedes verschiedene Volumen hergestellt werden nüssen„ Die vertikalen Kanäle, die sich über die gesamte Höhe des Elements erstrecken, machen die praktische Verwirklichung problematisch.

Selbst wenn man zugibt, daß diese praktischen Fragen Lösungen finden, bleibt das Problem, daß der Grundgedanke selbst zweifelhaft erscheint. Es handelt sich darum, daß dieselben Kanäle zur Aufnahme der Heiz widerstände und für den Luftumlauf dienen. Bei der Inbetriebsetzung des Ventilators ergibt sich in dem Augenblick, in dem die Widerstände heizen, eine abrupte "enperaturänderung, v/eil die Luft in Berührung mit Wie.er ständen gelangt, die auf 1000° C erhitzt sind. Der Ventilator befindet sich, in Pachtung der Luftströmung srichtung gesehen, oberhalb des Wärmetauchers und arbeitet infolgedessen mit der heißeren Luft, woher die Notwendigkeit rührt, rjpeziallegierungeri zu verwenden. Der in einem Winkel angeordnete Wärmetaucher ist schlecht ventiliert und setzt dem Ventilator einen Widerstand entgegen. Die vertikal angeordneten Kanäle verursachen einen natürlichen Konvektionsstrom beim Anhalten des Ventilators, der eine parasitäre Heizung erzeugt,,

Es ist also nicht möglich zu sagen, daß diese Lösung eine Verbesserung gegenüber den aus aufgeschichteten

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MiHH/. W υ 3.8 3

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Ziegeln bestehenden paralleleproedischen Blöcken herbeiführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Hängel der vorerwähnten Lösungen, mindestens teilweise, zu beheben.

Zu diesem Zweck hat die Erfindung einen Wärmesammler für die Beheizung eines Fluids zum Gegenstand, der, angeordnet in einer wärmeisolierenden Hülle, einen zylindrischen Sammlerblock umfaßt, ein in diesem Block eingebautes Hetz von Heizkörpern^ Ilittol zum Verbinden dieses Netzes mit einer äußeren Energiequelle, einen mit geschlossener Schleife arbeitenden Luftkroislauf, der zuiii Teil im Inneren dos Blocks und zum Teil außerhalb desselben ausgebildet ist, wobei der äußere Teil desselben einen Ventilator für den Umlauf der Luft umfaßt und einen Wärmetaucher, der einen Einlaß miu einen Auslaß für den Anschluß einer Heizungsanlage aufweist. Dieser Sammler ist dadurch gekennzeiclniet, daß der Block von einem Stapel ringförmiger Elemente gebildet ist, die auf einem Träger aus isolierendem Vorkstoff an/rebracht sind, wobei der zentrale Raun des

der Zylinders einerseits mit dem ringförmigen Raum, zwischen seinem Umfang und der Hülle ausgebildet ist, verbunden ist durch eine Mehrzahl von Durchlässen, die zwischen den genannten Elementen ausgebildet sind, und andererseits durch einen Raum, der zwischen den Träger und der Hülle ausgebildet ist, in dem der Wärmetaucher· angeordnet ist, wobei der Träger von einer· öffnung durchquert wird, die coaxial zu dem zentralen Raum verläuft und den Ventilator aufnimmt.

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Die Zeichnung veranschaulicht sehr schomatisch und beispielsweise eine Ausführungsform und Varianten dcG vJarmesanmlers fitr die Beheizung eines Fluids gemäß der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt des Sammlers;

Fig. 2 die perspektivische Darstellung in

vergrößerten Kaßstab einer Einzelheit aus Fig. Ij

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer

anderen Einzelheit;

Fig. 4 einen Teilschnitt einer Variante;

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht

einer anderen Variante; und

'¹^* ° eine perspektivische Teilansicht einer

Einzelheit, die eine andere Variante veranschaulicht.

Der Tfilrme sammler umfaßt eine Hülle 1, die von einer zylindrischen Seitenwand 2 gebildet wird, welche aii ihren beiden Enden durch zwei Scheiben 3 und. 4 geschlossen ist, von denen die eine 3 den Boden und die andere 4 den Deckel bildet. Die Innen- und Außenflächen der Vände dieser Hülle werden aus auseinaiiderliegenden Blechstücken 5 gebildet, die zwischen sich ein v/äraeisolierendes und nicht-brennbares Material 6 aufnehmen, wie vorzugsweise aus Tonerdewolle wegen ihres hohen Wärmeisolationskoeffizienten_β Es ist jedoch möglich,

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andere Materialien zu verwenden, wie z.B. Glas- oder 3BiIiVZoIIe₁ Zur Erleichterung der Bauvorgänge für das Gerät ist die Seitenwand der Hülle aus zwei halbzylindrischen Schalen gebildet, die mit einem (nicht dargestellten) vertikalen Scharnier aneinander angelenkt oder durch jeden andere geeignete Mittel zusammengebaut sein können.

Bas Innere der Hülle 1 schließt einen Block 7 aus feuerfestem Material von im v/es entliehen zylindrischer Form ein, der axial von einem zentralen Raum 8 durchsetzt wird. Dieser Block 7 ruht auf einem Träger 9 aus isolierendem, feuerfestem Material, wie z.B. CaI-ciumsilikat oder gesinterter Tonerde von hoher Porosität, und wird seinerseits von Füßen 10 getragen, die den Boden 3 der isolierenden Hülle 1 durchdringen, um auf den Fußboden aufzuruhen. Der Block 7 wird von einem Stapel von Ringen 11 gebildet, die von einer gewissen Anzahl von Ziegeln 12 (Fig. 2) in Form von Krej&?ingsektoren zusammengesetzt sind«, Vorzugsweise sind alle den Block 7 bildenden Ziegel miteinander übereinstimmend ausgebildet, um die Herstellungskosten des Sammlers zu vermindern und seinen Zusammenbau nach Möglichkeit zu vereinfachen. Eine Nut 13 durchsetzt in radialer Richtung die Oberseite jedes Ziegels. Diese Hut 13 ist an ihrem der Mitte des Blocks 7 benachbarten Ende tiefer als am Umfang des letzteren. Jedoch wächst der Querschnitt der Nut wegen ihrer Verbreiterung in dem Maße, in dem sie sich von der Mitte des Blocks entfernt, fortschreitend ausgehend von der Mitte nach dem Umfang des Blocks 7. Der Grund für diese Ausbildung der Nut 13 wird nachstehend noch zu erläutern sein. Die beiden radialen Flächen des Ziegels 12 v/eisen eine halbzylindrische Vertiefung 14 auf, die dazu bestimmt ist,

b fJ 9 U A U I Π 3 8 3

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mit den Vertiefungen der benachbarten Ziegel vertikale zylindrische Kanäle zu bilden, die sich durch den ganzen Block erstrecken und für die Unterbringung der elektrischen Widerstände 15 (Fig. l) dienen.

Die Ziegel 12 können aus verschiedenen feuerfesten Materialien bestehen, s_oB. Magnesia, Aluminiumoxid, gemischt mit einem Tonerde-Bindemittel, das unter der Bezeichnung "Gibbsite" im Handel bekannt ist.

Der Block 7 ist konzentrisch zu der Seitenwand 2 der Hülle 1 und in Abstand von der Innenseite dieser Seitenwand in der Weise angeordnet, daß ein ringförmiger Raum 16 gebildet wird. Das oberste Ende des Blocks 7 läuft in einen Ring 17 aus isolierendem, feuerfesten Werkstoff aus. Ein Zwischenraum 18 ist zwischen diesem Ring 17 und der Innenseite des Deckels 4 der Hülle 1 vorgesehen und dient als Ableitungskanal, der von einen thermostatischen Ventilmechanismus gesteuert wird, welcher von einer Hetallscheibe 19 (Fig. 3) gebildet sein kann, auf der, z_oB. durch eine Lötstelle, ein diametral verlaufender Bimetallstreifen 20 in der Weise befestigt ist, daß die Scheibe 19 sich mehr oder weniger abhängig von der Temperatur verformt„ Die Verformung dieser Scheibe 19 (Fig. l) ist strich-punktiert veranschaulicht, um zu zeigen^ daß diese Verformung dazu dient, den zentralen Raum 8 in Verbindung mit dem Ableitungskanal 18 zu bringen.

Ein Wärmetauscher 21 ist in einem Raum 22 untergebracht, der zwischen dem Träger 9 und dem Boden 3 der Hülle ausgebildet ist. Dieser Wärmetauscher wird von einem Rippenrohr gebildet, daß die Form eines doppelten Rings aufweist, der konzentrisch zur Längsachse der Hülle 1 und

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einerseits mit der Eintrittsstelle des abgekühlten Wassers aus den Heizkörpern verbunden ist und andererseits mit dem Austritt des wiedererwärmten Wassers in Richtung dieser Heizkörper. Diese Rohre können aus Kupfer mit Rippen sein, die beispielsweise aus Kupfer oder aus Aluminium oder Stahl bestehen können.

Der Raum 22 ist mit dem zentralen Raum 8 durch eine Öffnung 9a in Verbindung, die den Träger 9 durchquert und coaxial zu der Hauptachse des Sammlers verläuft. Ein rohrförmiges, zylindrisch-kegeliges Element 23 ist in dieser Öffnung 9a befestigt und erstreckt sich in dein zentralen Raum 8 bis in die Nähe des Deckels 4„ Das Rad 24 eines Ventilators ist in dem inneren Ende des rohrförmigen Elements 23 untergebracht, während seine Welle 25 einen isolierenden Block 26 durchauert, der in dem Boden 3 der Hülle 1 befestigt ist und auf seiner Außenseite einen Antriebsmotor 27 des Ventilators 24 trägt. Dieser Ventilator und sein Motor arbeiten nach dem bekannten Prinzip der Iireiselzentrierung. Die teilweise konische Form des rohrförmigen Elements 23 gestattet es, die Umlaufgeschwindigkeit der Luft in diesem Element zu vermindern und so ein wenig des dynamischen Druckes, der von dem Ventilator 24 erzeugt wird, wiederzugewinnen.

Wenn warmes Wasser von dem Zentralheizungskreislauf verlangt wird, wird der Motor 27 des Ventilators 24 in Gang gesetzt und läßt die Luft in der Richtung des Pfeils F umlaufen_a Diese Luft wird dem oberen Ende des Blocks 7 durch das rohrförmige Element 23 zugeführt ₉

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dann fließt sie wieder herab, v/ob ei sie durch die Nuten 13 gesaugt wird, in denen sie erhitzt wird. Die warme Luft wird in dem ringförmigen Raum 16, von v/o sie sich dank des durch den Ventilator 24 geschaffenen Uhterdrucks nach dem Raum 22 bewegt, gesammelt.

Diese Luft wird dann radial nach der Hitte angesaugt und durchströmt den Wärmetauscher 21, indem sie ihm Wärme abgibt, wonach sie in das rohrförmige Element zurückgeführt wird, um einen neuen Heiz- und Austauschzu beginnen.

Beim Austritt aus dem rohrförmigen Element 23 trifft die Luft die Scheibe 19 und deformiert sie mehr oder weniger in Abhängigkeit von ihrer Temperatur, Wenn diese Luft infolge ihrer mehrfachen Abkühlung beim Durchgang durch den Wärmetauscher eine zu hohe Resttemperatur hat, die wesentlich über 100° C liegt, und eine Überhitzung des Wassers nach einem neuen Durchgang durch die Kanäle 13 zu befürchten wäre, biegt sich die Scheibe 19 nach oben, um eine gewisse Luftmenge in den Ableitungskanal 18 strömen zu lassen. Da dieser Kanal zwischen einem isolierenden Ring 18 und dem Deckel 4 ausgebildet ist, v/ird das so aus dem Heizkreislauf stammende Luftvolumen nicht wieder erhitzt und senkt die Temperatur des wiedererwärmten Luftvolumens ab, indem es sich mit diesem vermischt. Die über den Kanal 18 abgeleitete Luftmenge v/ird in der Weise gewählt, daß die gemischte Luft, die in den Raum 22 dringt, bei einer Temperatur von ungefähr 200° C gehalten wird.

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Fig. 4 veranschaulicht eine Variante des Regelmechanismus des Ablextungskanals 18, der einen Ring 23 umfaßt, welcher aus einem Blech gebildet ist, das einen zylindrischen, einem ebenen Teil benachbarten Teil aufweist, Der Durchmesser des zylindrischen Teils ist gleich dem des zentralen Raums 8, und seine Höhe entspricht der des Ableitungskanals 18, während der ebene Teil dem zwischen dem rohrförmigen Element 23 und dem zentralen Raum 8 ausgebildeten ringförmigen Raum entspricht. Dieser Ring 28 ist an elastischen Scharnieren 29, von denen eines in Fig. 4 veranschaulicht ist,-befestigt. Der dieses Scharnier betätigende Mechanismus wird von einem Wärmegeber gebildet, der eine in der Nähe des Wärmetauschers 21 angeordnete Blase 30 umfaßt, eine Kapillarleitung 31 und einen Faltenbalg 32, an dem eine Stange 33 befestigt ist, die sich auf einem beweglichen Arm des Scharniers 29 abstützt. Die Blase 30, die Kapillarleitung 31 und der Balg 32 enthalten eine stark dehnbare Flüssigkeit, wie z.B. ein Öl. Wenn die Temperatur der Blase 30 steigt, erhöht die Dehnung der Flüssigkeit das Volumen des Balges. Die Stange 33 preßt den beweglichen Arm des Scharniers, der den Ring 28 absenkt und den Ableitungskanal 18 freigibt. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die Öffnung des Ableitungskanals in Abhängigkeit von der auf der Höhe des Wärmetauschers 21 gemessenen Temperatur geregelt wird.

Man kann bemerken (Fig. 1), daß der Wärmetauscher 21 über einem isolierenden Träger 9 auf dem Boden der Hülle angeordnet ist, so daß im Falle einer ElekirLzitätsstörung und des Anhaltens der Wasserumlaufpumpe sowie des Ventilators 24 keine Überhitzung des Wassers einzutreten braucht, das in dem irärmetauscher 21 ein-

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geschlossen ist. Dank dieser Anordnung "befindet sich die an wenigsten warne Luft tatsächlich ai:i Grund der Hülle 1 und verhindert die Selbstauslösung des Luftkroislaufs durch natürliche Konvektion.

"Jrotzden kann eine iJicherlioitsvorrichtung in Betracht gezogen werden. Diese Vorrichtung ist in Fig. 5 veranschaulicht und unfaßt einen V/asserkreislauf 55 mittels Vflriiieansauglieber-i/irlnmg, der verzweigt ist einerseits an Ausgang 21a des ".iärnetauscliors 21 und andererseits an seinen Dingang 21b. Uin ITLoktroventil 34 schließt normalerweise den Kreislauf 35, iiiden es dem Druck einer Feder entgegenwirkt. Dieser Kreislauf 35 steigt nuerr/b vertikal längs der Innenseite der zylindrischen "..'and Z in dem isolierenden Vierkstoff 6, geht seitlich von. dieser "JciiC. fort_s :Γϋ1ατΐ su einen äußeren horizontalen ^TJürnotausc2ior yö und kehrt zu:^ Eingang 21b doc "V/llrnetauschers 21 zurück.

In Fall einer elektrischen Störung öffnet sich das ..-Jlektrnventil Zk unter den Druck Goinor Feder. Jenn das in der¹. ..Llmctauscher "befindliche v/asser sich erhitzt,, stellt sich ein auf "•/ürnoansaughcbor-w^rirkung beruliender Kreislauf in folgender './'eise ein: Das "Nasser oder der "./asserdar-ipf steigt in den äußer an "wurnetauccher %6, wo es sich abkühlt. Da die Yoluriennasse dos kalten "wassern größer ist als die dec warnen Vasners, hat das in dor absteigenden Leitung 35a befindliche Wasser eine größere Ilasse als das wärnere "wasser, das in der aufsteigenden Leitung Z¹Sh enthalten ist, woher der Beginn der '.iämeansaugwirkung in den Kreislauf 35 rührt«

In der bisherigen Beschreibung wurde durchweg von der

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Hi! '-i<: A A / Μ j 8 3

SAD ORIGINAL

Verwendung von feuerfesten Ziegeln aus Magnesia oder nit einer,! Bindemittel vermischten Aluminiumoxid gesprochen. Man Izarm ebenso ein anderes Material benutzen, wie z.B. Guß, der gestatten würde, das Volumen für eine gleiche Wärmekapazität zu vermindern, jedoch das Gewicht des Blocks 7 fast verdoppeln würde.

Line andere Lösung würde in der Verwendung nicht von Ziegeln bestehen, sondern von Behältern, wie dem Behälter 37j der in Fig. 6 dargestellt ist und den man mit einem seine Phase wechselnden "werkstoff füllt. Dieser Behälter 37 könnte eine Ringform haben anstelle des in Fig. 2 veranschaulichten Sektors, wobei die Behälter durch luftdicht abschließende Deckel 33 geschlossen sind. Diese Behälter 37 werden, wie in Fig. 1 veranschaulicht, aufgestapelt und werden von Leitungen für den Durchgang der Heizwiderstände durchquert. Der Deckel weist radiale Nuten 40 auf, die den Nuten 13 der Ziegel 12 ähneln.

Man kann beispielsweise als Füllmaterial Lithiumnitrat LiIIO-,, Kupferchlorid CuGIp, Eutektiken, wie Z₀B₀ ein Gemisch von Lithiumchlorid und Kaliumchlorid LiCl + KCl oder ein Gemisch aus Lithiumfluorid, Natriumfluorid und Kaliumfluorid LiF + NaF + KF, verwenden.

Der Behälter 37 und sein Deckel 38 sollten aus einem korrosionsfesten Werkstoff sein, wie z.B_o nicht-oxydierender Stahl oder Inconel.

Diese Füllsubstanzen der Behälter 37 haben Phasenwechseltenperaturen, die zwischen 250° C und 450° C liegen, was

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ORtGiNAL INSPEÖ^D

gestattet, die Beheizungstemperatur des Blocks zu vermindern, wobei eine große Wärmemenge beim Phasenwechsel •wiedergewonnen wird. Infolgedessen kann Wirtschaftlichkeit bei der Isolierungdes 31ocks 7 in Betracht kommen.

Der beschriebene Wärmesammler bietet zahlreiche Vorteile gegenüber den auf dem Harkt bekannten. Die zylindrische Symmetrie des Blocks 7 gestattet eine gleichmäßige j?eniperaturverteilung ebenso bei seiner Erhitzung uie bei dem Wärmeentzug durch den Luf tdurcligang. Die homogene Erwärmung des Blocks 7 rührt von der Tatsache her, daß die Widerstände mit einer vollkommenen Regelmäßigkeit verteilt i/erden können. Hinsichtlich der Wärmeabfuhr ist der Querschnitt der Hüten 13 darauf berechnet, daß er von der Ilitte dos Blocks 7 zu seinem Umfang fortschreitend wächst, no daß eine im wesentlichen konstante Luftströnungsgescliwindigkeit durch diese Nuten 13 garantiert wird in den AusmaiB der Ausdehnung dieser Luft anschließend an ihre Erwärmung, und ein Wärmeübergang zwischen dem Sammlerblock und dieser Luft ist optimal.

Der Block 7 ist nirgendwo in Berührung mit der äußeren Hülle 1, wodurch die Wärmeverluste vermindert werden» Für ein gegebenes Volumen des Blocks 7 gestattet die verwendete zylindrische Form, das Volumen der Isolierung ungefähr um 1Oi ό zu vermindern, das für einen parallelepiped!- sehen Block des gleichen Volumens erforderlich wäre. Die zentripetale Strömung der Luft in dem Raum 22 gestattet die Verwendung von Rippenrohren als Wärmetauscher, wodurch die Höhe des Geräts spürbar vermindert wird.

Es ist ebenso zu bemerken, daß die Verwendung des Lufttemperaturregelmechanismus durch einen Ableitungskanal IG, der durch ein thermostatisches Ventil gesteuert wird, eine

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ORfGlNAt INSPECTED

einfachere und wirksamere Lösung darstellt als die mit einen Ventilator mit regelbarer Geschwindigkeit. Tatsächlich läßt ein soldier Ventilator ein elektronisches Regelsystem von verhältnismäßiger Kompliziertheit und hohen Kosten wirksam werden. Hinsichtlich dos technischen Aufbaus wirkt sich die Verlangsamung des Ventilators in einer Verminderung des Luftstrons aus, die von einer starken Temperaturerhöhung begleitet ist, die für den "Jürmetauscher nachteilig sein kann.

Die Anordnung der zylindrischen Symmetrie gestattet, ein rohrförmigcs Element 2j3 in dem zentralen Raun ΰ anzuordnen, um die Luft in der iiühc des obersten Teils des Blocks zu verteilen. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Luftverteiluiig über die gesamte Höhe des Blocks, während in den bekannter: Gerat die Luft in dom unteren Teil des Blocks verteilt wird und deshalb bestrebt ist, zuerst die unteren Konvektions-DurchlLlsse zu durchströmen.

Im Gegensatz zu dem Sammler mit zylindrischen Block, der weiter oben erwähnt wurde, geht aus der vorstehenden Boschreibung hervor, daß die vorgeschlagene Lösung maximale Vorteile aus der zylindrischen Symmetrie zieht₀ Das rührt daher, daß es möglich ist, mit denselben feuerfesten Ziegeln Sammler veränderlichen Fassungsvermögens zu bauen, wobei alle die aufgezählten Vorteile bewahrt v/erden. Die Verteilung der Heizwiderstände ebenso wie die der Luftumlaufkanäle gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung der Temperatur in dem Block. Die Anfertigung der feuerfesten Ziegel erfolgt durch einfachen Gießvorgang. Da alle Ziegel gleichartig sind, macht der Aufbau des Blocks keine Schwierigkeiten„

Patentansprüche:

-IG-fiOUiU A /ii3B3

BAD ORIGINAL· ν, ,

Claims (1)

1. - 16 P a t ο η ι a η α ό r ü c Ii e

   annler für die Beheizung einos Fluids nit einen zylindrischen, in einer v/ämeisolierciiclen Hülle angeordneten Üannlerblock, einen in den Block eingebauton Hetz von Heizvorrichtungen, mit Ilitteln zur Verbindung diesoG ITotzec nit einer iiuI3eren üiergiequolle, nit einen alc ^encIiloGcener Schleife aun^eoildeten Luftl:reinlauf, der zum Teil von Inneren des Blocke und zuin Teil von denson äußerer Uh^obunc G°uildet v/ircl, :/ooei die letztere einen Ventilator für den Lu:'."tu™lo.uiT und einen '.i'ürnetauGGlier cntli!-'.lt, dci"¹ einen Uin^an^' und einen Aus- [jttVj aufv/eiüt, ui-i il-ii nit einer Hoizun^sanlage zn vorbinden, dadurch ^ekcnnzGicIin e t , d a 3 der Dlocl: (7) von einen atapol von ringförmigen Elononten (11) gebildet \;ird, die auf einen Träger (9) aus vür::oiGülierenden ".'er;-:- Gto::f aufliefen, i;oboi der zentrale Raun ('C-) doG Blocks (?) nit einen rin^fürni^on Uaun (16), der zv/iGclien den ünfanc dos Blocks (7) una der Hülle (1) ausgebildet ist, oinerseitr; vlber eine Ilelirzahl von Durchlassen (!;>)> ¹^iG ζ-..'iGclien den iüloLienten (U) auG;3obildet sind, und andererneitc über einen zv/isclie: den Träger (9) und der Hülle (l) ausgebildeten Llaur: (22), in den der ivLlrnetausclier (21) angeordnet int, verbunden int, und -»vobei der Träger (9) von einer zu den zentralen Raun (8) coaizialen öffnung (?a) durcliragt v/ird, die den Ventilator (24 - 26) aufnimmt C

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   Z₀ Wärmesammler nach Anspruch 1, dadurch g ο k e η η ζ e i c h η e t , d a ß der Ventilator (24) in einer, zu dem zentralen R.aum (G) coa::ialen Rohr (23) angeordnet ist, das sich bis in die ITJUie des obersten oüncles des zentralen Raums (G) erstreckt.

   3. Würmesammler iiach Anspruch 2, da d u r c h g e kennzeichnet , d a ß das oberste ringförmige Clement (17) cLes Blocks (7) aus wärmeiGolioronden Werkstoff besteht und daß ein Ableitungskanal (18) zwischen diesen Element und der Hülle (1) ausgebildet ist, wobei ein in dem zentralen Raum (G) angebrachtes Ventil (ID) zwischen dem obersten linde des Rohres (23) und der Hülle (1) befähigt ist, sich

   en
   zwischen zwei Grenzstellung zu vorstellen, von denen die eine den Ableitungskanal (IG) abschließt und die andere diesen Kanal in Verbindung mit dem zentralen Raum (8) bringt, wobei eine thermostatische Regelvorrichtung (20) mit dem Ventil (19) verbunden ist, um es zwischen den beiden Grenzstellungen zu verstellen.

   4. Würnesammler nach Anspruch 1, dadurch g e k G η η zeichnet, daß der ΐ/ärmet au scher (21) von einem Rippenrohr gebildet wird, das sich kreisförmig konzentrisch zur Längsachse des Blocks (7) erstreckt*

   5. Wärmesammler nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß jedes der ringförmigen Elemente (11) von mehreren übereinstimmend ausgebildeten Sektoren (12) gebildet wird, deren

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   I b 1 b ,1 U I

   radial gerichtete Seiten Vertiefungen (l4)
   aufweisen, die sich zur Bildung von vertikalen Kanälen zur Aufnahme der Heizelemente ergänzen.

   6. Uärmesammler nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die ringförmigen Elemente (11) von Behältern gebildet
   v/erden, die mit einer ihren Aggregat zustand
   ändernden Substanz gefüllt sind.

   Wb/je - 25 921

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