DE3124021C2

DE3124021C2 - Heat storage for a heating system

Info

Publication number: DE3124021C2
Application number: DE3124021A
Authority: DE
Inventors: Volker Dr.-Ing. 7778 Markdorf Meyringer
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1981-06-19
Publication date: 1985-02-14
Also published as: DE3124021A1

Abstract

Heizungsanlage mit geschlossenem Kreislauf, die auch zur Nutzung nichtfossiler Wärmequellen geeignet ist, mit im Hausinneren angeordneten allseitig isoliertem Wärmespeicher, der vorzugsweise mehrere Stockwerke durchdringt und die zu beheizenden Wohnräume berührt, wobei die Anlage Hohlräume besitzt, die den Mantel des Speichers direkt umgeben und zu den Wohnräumen hin mit Wänden hohen Wärmedurchgangs abgeschlossen sind, wobei diese Hohlräume zum Heizen von einem dem Wärmespeicher entnommenen Wärmetransportmedium vorzugsweise senkrecht durchströmt werden.Heating system with a closed circuit, which is also suitable for the use of non-fossil heat sources, with a heat accumulator arranged inside the house, which is insulated on all sides and which preferably penetrates several floors and touches the living spaces to be heated, the system having cavities that directly surround the jacket of the memory and lead to the Living spaces are closed off with walls with high heat transfer, these cavities for heating being flowed through, preferably vertically, by a heat transport medium taken from the heat accumulator.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicher hoher Kapazität für eine Heizungsanlage, die auch zur Nutzung nichtfossiler Wärmequellen, insbesondere von Sonnenenergie geeignet ist.The invention relates to a high-capacity heat store for a heating system that can also be used non-fossil heat sources, especially solar energy.

Mit steigenden Preisen für fossile Brennstoffe wird die Heizung durch andere Wärmequellen zunehmend wirtschaftlicher. Vor allem die Nutzung der Sonnenstrahlung ist wegen der geringen Betriebs- und Wartungskosten eine günstige Alternative. Zur ausreichenden Beheizung sind in unserem Klimabereich Speicherungsmöglichkeiten, sparsamer Umgang mit der Wärmeenergie und die Nutzung auch kurzer Einstrahlungsperioden notwendig. With the rising prices of fossil fuels, heating by other heat sources is increasing more economical. Above all, the use of solar radiation is due to the low operating and maintenance costs a cheap alternative. For sufficient heating, storage options are available in our air-conditioning area, Economical use of the thermal energy and the use of even short periods of irradiation are necessary.

Als Wärmespeicher sind Ziegel- oder Betonstrukturen, Flüssigkeitstanks oder Schotterspeicher bekannt, die mittels eines Transportmediums, meist Wasser oder Luft, von einem Kollektor mit Wärme versorgt werden oder Wärme an die Radiatoren abgeben. Diese Speicher stehen als Einzelkomponenten im Keller oder im Freien und die unvermeidliche Speicherverlustwärme beheizt zumindest zu einem erheblichen Teil einen »unbewohnten« Raum oder geht ins Freie.Brick or concrete structures, liquid tanks or gravel stores are known as heat accumulators, which are supplied with heat from a collector using a transport medium, usually water or air or give off heat to the radiators. These storage tanks are available as individual components in the basement or outdoors and the inevitable heat loss from storage heats at least a considerable part of an "uninhabited" Room or go outside.

Aus der Zeitschrift »besser bauen« 1/81 S. 27 ist ein Kessel bekannt, der vom Keller bis zum Dach durch alle Geschosse reicht. Die Wärmestrahlung des Kessels geht nicht verloren, sondern heizt die angrenzenden Räume mit. Die eigentliche Heizarbeit wird von einer Fußbodenheizung übernommen. Dies hat folgende Nachteile:From the magazine »better build« 1/81 p. 27 a boiler is known that goes through everything from the basement to the roof Bullets are enough. The heat radiation from the boiler is not lost, but heats the adjacent rooms with. The actual heating work is done by underfloor heating. This has the following disadvantages:

— Das Heizungssystem mit großem Kessel und Fußbodenheizung ist selir träge, d. h. das Anfahren am Morgen dauert zu lange und nachts werden ungenutzte Räume beheizt; bei solarem Wärmegewinn (z. B. über die Fenster) erfolgt Überheizung und damit Energieverlust,- The heating system with a large boiler and underfloor heating is selir sluggish, i. H. starting on Tomorrow is too long and unused rooms are heated at night; with solar heat gain (e.g. via the windows) there is overheating and thus energy loss,

— die Fußbodenheizung wirbelt Staub auf, der das Gefühl eirer trockenen Raumluft vermittelt,- the underfloor heating stirs up dust, which gives the feeling of dry room air,

— Reparaturen an der Fußbodenheizung sind wegen des hohen Arbeitsaufwandes sehr teuer,- Repairs to the underfloor heating are very expensive because of the high workload,

— der große Kessel hat einen hohen Anschaffungs-- the large boiler has a high purchase price

Bekannt sind auch Speicher mit Luft als Arbeiismedium. Diese haben nicht die Wärmeträgheit der mit Wasser arbeitenden, doch gibt es bei diesen »oflenen Systemen« andere Probleme wie standiger Luftzug, Aufwirbein von Staub oder Ansiedlung von Mikroorganismen in den Luftschächten. Ein Beispiel ist die in US-PS 4181 118 beschriebene Heizungsanlage mit ebenfalls stehendem hohen Speicher und einer Vielzahl von Klappen, Öffnungen und beweglichen Isolationsteilen.
Aus der DE-OS 26 54 732 ist ein Heizsystem mit einem im Haus stehenden Wärmespeicher bekannt, der außerhalb seiner Isolierung von einem aktiven Wärmeschirm umgeben ist. Der Wärmeschirm besteht zum Beispiel aus wärmeleitenden Heizrippen. Zur aktiven is Isolierung transportiert eine Wärmepumpe Wärme vom Schirm in den Speicher. In einer zweiten Betriebsart wird Wärme vom Speicher zum Schirm gepumpt, also geheizt. Nachteilig ist, daß zum Wärmetransport eine relativ aufwendige Wärmepumpe notwendig ist und daß beim Heizen im Haus eine Wärmesenke entstehen kann.Storage tanks with air as a working medium are also known. These do not have the same thermal inertia as those that work with water, but with these "open systems" there are other problems such as constant drafts, dust being thrown up or the settlement of microorganisms in the air shafts. One example is the heating system described in US Pat. No. 4,181,118, which also has a vertical storage tank and a large number of flaps, openings and movable insulating parts.
From DE-OS 26 54 732 a heating system with an in-house heat accumulator is known, which is surrounded by an active heat shield outside of its insulation. The heat shield consists, for example, of heat-conducting heating ribs. For active insulation, a heat pump transports heat from the screen to the storage tank. In a second operating mode, heat is pumped from the storage tank to the screen, i.e. heated. The disadvantage is that a relatively expensive heat pump is necessary for heat transport and that a heat sink can arise when heating in the house.

Ausgehend von diesem Heizsystem ist es Aufgabe der Erfindung, einen Wärmespeicher, der ein hohes Speichervsrmögen und geringe Verluste hat und kostengünstig zu installieren bzw. reparieren ist, für eine Heizungsanlage zu schaffen, die nicht nur für fossile Brennstoffe geeignet ist, die Sonnenstrahlung möglichst gut ausnutzt und Staubaufwirbelung und Zugluft vermeidet.Based on this heating system, the object of the invention is to provide a heat storage device that has a high storage capacity and has low losses and is inexpensive to install or repair for a heating system to create that is not only suitable for fossil fuels, the solar radiation as good as possible exploits and avoids raising dust and drafts.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch jo einen Wärmespeicher für eine Heizungsanlage mit den in Anspruch I aufgeführten Merkmalen.This object is achieved according to the invention by a heat accumulator for a heating system with the jo Features listed in claim I.

Die Erfindung ermöglicht den Aufbau einer Heizungsanlage mit folgenden Vorteilen:The invention enables the construction of a heating system with the following advantages:

J5 — Hohes Speichervermögen durch einen großen Speicher und hohe Temperatur.J5 - High storage capacity due to a large storage tank and high temperature.

— Nutzung der Speicherverlustwärme als Grundheizung aller zu beheizenden Räume,- Use of the heat loss from storage as basic heating of all rooms to be heated,

— hygienisch durch geschlossenes System,- hygienic thanks to a closed system,

— staubfrei durch Heizflächen an der Wand und relativ niedrige Heiztemperatur,- dust-free thanks to heating surfaces on the wall and a relatively low heating temperature,

— schnelles Ansprechen der Heizung durch extrem kurze Wege, dadurch Vermeidung von Überheizung und Einsparung von Energie,- rapid response of the heating due to extreme short distances, thereby avoiding overheating and saving energy,

— billige Herstellung und Installation, z. B. eines Schotterspeichers oder eines Betonröhrenspeichers, Cheap manufacture and installation, e.g. B. a gravel store or a concrete pipe store,

— Verwendung billiger großflächiger, glatter oder leicht gefalzter Bleche oder Kunststoffe für die- Use of cheap large, smooth or slightly folded sheets or plastics for the

so Heizflächen, die leicht auswechselbar und variabel gestaltbar z. B. übertapezierbar sind,so heating surfaces that can be easily exchanged and designed variably, e.g. B. can be wallpapered over,

— bei Verwendung von Luft als Arbeitsmedien keine Korrosion und schnelles Ansprechen auf kurze Einstrahlungszeiten, - when using air as the working medium, no corrosion and quick response to short irradiation times,

— Übernahme architektonischer Funktionen möglich, wie Tragen einer Decke oder Trennen von Wohnbereichen. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstände der Unteransprüche.- Architectural functions can be taken over, such as supporting a ceiling or separating living areas. Further refinements are the subject matter of the subclaims.

Eine Heizungsanlage mit erfindungsgemäßem Speicher wird nachfolgend näher erläutert:A heating system with a storage tank according to the invention is explained in more detail below:

F i g. 1 zeigt eine erfindunsgemäße Heizungsanlage in einem Haus,F i g. 1 shows a heating system according to the invention in a house,

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Speicher-Heizkörpereinheit, F i g. 2 shows a cross section through a storage heater unit,

F i g. 3—5 zeigen mögliche Betriebsarten der Anlage. Kernstück der Heizungsanlage ist die erfindungsgemäße Soeicher-Heizkörpereinheit 1, die, wie Fig. 1F i g. 3—5 show possible operating modes of the system. The core of the heating system is the Soeicher radiator unit 1 according to the invention, which, like FIG. 1

zeigt, mitten im Haus steht. Die Einheit ist hier z. B. mit einem Sonnenkollektor 2 und einer fossilen Heizanlage 3 verbunden. Der Anschluß an andere Wärmequellen ist möglich.shows, stands in the middle of the house. The unit here is z. B. with a solar collector 2 and a fossil heating system 3 connected. The connection to other heat sources is possible.

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Speicher-Heizkörpereinheit mit einem Schotterspeicher, der aus Kies 4 definierter Körnung und einer Betonwanne 5 besteht. Der Speicher ist allseitig von einer Isolierung 6 umgeben, die einen Wärmedurchgang weitgehend verhindert und hohe Speichertemperaturen erlaubt. An die Isolierung schließen sich Heizkanäle oder Hohlräume 7 an. die zu den Räumen hin mit Wänden 8 hohen Wärmedurchgangs, die als Heizflächen dienen, abgeschlossen sind.F i g. 2 shows a cross section through a storage heater unit according to the invention with a ballast storage unit, which consists of gravel 4 of defined grain size and a concrete tray 5. The memory is on all sides an insulation 6, which largely prevents heat transfer and high storage temperatures permitted. Heating channels or cavities 7 are connected to the insulation. those facing the rooms with walls 8 high heat transfer that serve as heating surfaces, Are completed.

Fig.3 zeigt d;e Betriebsarten solar heizen und/oder speichern. Das Transportmedium wird im Sonnenkollektor erwärmt und gibt seine Wärme im Speicher 1 und/oder in den Heizkanälen 7 ab.Fig. 3 shows the operating modes solar heating and / or to save. The transport medium is heated in the solar collector and releases its heat in storage tank 1 and / or in the heating channels 7.

Fig.4 zeigt die Betriebsart des Heizens aus dem Speicher. Das Transportmedium durchströmt den Spei- jo eher 1, nimmt Wärme auf und gibt sie in den Heizkanälen 7 an die Räume ab.Fig.4 shows the operating mode of heating from the Storage. The transport medium flows through the storage rather 1, absorbs heat and releases it in the heating ducts 7 to the rooms.

F i g. 5 zeigt die Betriebsart des fossilen Heizens, finden Fall, daß der Speicher leer ist und die Sonne nicht scheint. Der Wärmeträger wird dann fossil beheizt und gibt seine Wärme direkt an die Räume ab.F i g. 5 shows the fossil fuel heating mode of operation In the event that the store is empty and the sun is not shining. The heat transfer medium is then heated using fossil fuels gives off its heat directly to the rooms.

Der Speicher kann mit Kies oder mit Schotter gefüllt sein, wodurch sich der Durchflußwiderstand in weitem Rahmen regulieren läßt. Der Speicher kann auch aus einem Wassertank oder aus einer Betonstruktur mit jo Röhren bestehen (nicht gezeigt)..The reservoir can be filled with gravel or crushed stone, which greatly increases the flow resistance Can regulate frame. The memory can also consist of a water tank or a concrete structure with jo Tubes are made (not shown) ..

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

J5J5

5050

Claims

Patent claims:

1. Heat storage for a heating system with egg nem arranged within a house and itself at least one story extending insulated container containing a heat storage medium, being the living quarters of the house to be heated around the container and being in front of the insulated Walls of the container outer walls are arranged high heat transfer, thereby characterized in that the outer walls (8) with the walls (5,6) form spaces (7) which are designed as heating channels, the intermediate spaces (7) and the container (1) from a heat transport medium are permeable.

2. Heat storage device according to claim 1, characterized in that that the container (1) and the spaces (7) from the heat transport medium perpendicular are flowed through.

3. Heat accumulator according to claim 1, characterized in that the spaces contain tubes or are formed by tubes.