DE3440687A1

DE3440687A1 - Fluessigkeits-heizsysteme

Info

Publication number: DE3440687A1
Application number: DE19843440687
Authority: DE
Inventors: Howard John Cambridge Manning
Original assignee: TI Group Services Ltd
Current assignee: TI Group Services Ltd
Priority date: 1983-11-08
Filing date: 1984-11-07
Publication date: 1985-05-15
Also published as: NL8403406A; NO158357C; DK529284D0; JPS60174452A; NO844435L; SE458716B; GB2149493A; IE842862L; GB2149493B; SE8405574D0; CH660072A5; FR2554572B1; NO158357B; BE900993A; SE8405574L; IE56331B1; US4631388A; JPH0672723B2; GB8329740D0; GB8426893D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeits-Heizsysteme und ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, bei einem Wärmerohr zur Übertragung der Wärme aus einem Speicher, der während Zeiten niedriger Energxebelastung elektrisch beheizt wird, in einen Wasserkreislauf anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeits-Heizsystem zu schaffen, das energetisch günstig arbeitet und ohne großen Aufwand steuerbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.

Das vorgesehene Flüssigkeits-Heizsystem zur Erwärmung einer ersten Flüssigkeit umfaßt einen Wärmespeicher, der mittels

Dresdner Bank (Manchen) KIo. 3939844

/25

Bayer. Vereinsbank (München) Kto. 508941 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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Elektrizität außerhalb der Spitzenzeiten auf eine relativ hohe Temperatur aufgeheizt wird. Dieser ist mittels eines Wärmerohres thermisch mit einem Kessel verbunden, der die

auf eine niedrigere Temperatur als die Speichertemperatur 5

zu erwärmende erste Flüssigkeit enthält. Das Wärmerohr umfaßt eine Verdampferzone in thermischer Verbindung mit dem Wärmespeicher und eine Kondensatorzone ebenfalls in thermischer Verbindung mit dem Kessel, wobei die Zonen mittels

einem oder mehreren Kanälen miteinander verbunden sind 10

und die beiden Zonen sowie die Kanäle hermetisch abgedichtet sind. Die Zonen enthalten eine bestimmte Menge einer zweiten verdampfbaren Flüssigkeit, wobei diese nach ihrer Verdampfung in der Verdampfungszone durch den oder die

Kanäle in die Kondensatorzone geht, in der sie kondensiert 15

wird und von welcher sie über den Kanal oder einen anderen der Kanäle in die Verdampfungszone zurückkehrt. Die Menge der zweiten Flüssigkeit ist ausreichend gering so festgesetzt, daß im Betrieb die Wärmeübertragungsleistung von der Verdampfungszur Kondensationszone mehr durch den Massenrückstrom der zwei-

ten Flüssigkeit zur Verdampfungszone als durch den Massenstrom der verdampften zweiten Flüssigkeit zur Kondensatorzone oder die Wärmeübertragung zur Verdampfungszone bzw. aus der Kondensatorzone bestimmt ist.

Vorteilhaft umfaßt das Flüssigkeits-Heizsystem eine Steuereinrichtung, die ein bestimmtes Volumen der zweiten Flüssigkeit aufnimmt, das in Abhängigkeit von dem Druck oder der Temperatur im Wärmerohr variabel ist, wodurch die Menge

der im Wärmerohr zirkulierenden zweiten Flüssigkeit redu-30

ziert wird, wenn in diesem der Druck oder die Temperatur

steigt. Vorzugsweise umfaßt das Flüssigkeits-Heizsystem ein Reservoir, das so angeordnet ist, daß es die zweite Flüssigkeit bis zu einem bestimmten Pegel sammelt bzw. aufnimmt, und eine Einrichtung zur Änderung des Volumens der 35

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zweiten Flüssigkeit im Reservoir in Abhängigkeit von Druckoder Temperaturänderungen im Wärmerohr.

Der Wärmespeicher kann aus einem festen Werkstoff, wie z.B. 5

Ziegelsteinen, aufgebaut sein, die durch ein elektrisches Widerstandselement erwärmt werden. Ferner können in thermischer Verbindung mit der Verdampfungszone Metallrippen vorgesehen sein, die sich im festen Werkstoff erstrecken. Diese Rippen können Gußeisenplatten sein.

Vorzugsweise ist die Außenseite der Kondensatorzone innerhalb des Kessels zum Wärmeaustausch mit Rippen, Riffelungen oder anderen hierfür geeigneten Flächen versehen.

Die Wandung der Kondensatorzone oberhalb des Reservoirs kann eine nach unten gerichtete konvergente Form haben, wodurch daran gebildetes Kondensat abläuft und in das Reservoir tropft.

Vorteilhaft umfaßt das Reservoir eine abgedichtete Kapsel, die sich mit steigendem Druck im Kondensator unter Volumenverringerung zusammenzieht.

Das Flüssigkeits-Heizsystem kann eine Ventileinrichtung

aufweisen, die die Strömung der verdampften zweiten Flüssigkeit entlang dem Kanal einschränkt, wenn die Temperatur oder der Druck im Kondensator steigen.

Die erste Flüssigkeit kann Wasser sein und der Kessel kann

in ein Heißwasser-Zentralheizungssystem eingebunden sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

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Figur 1 einen Vertikalschnitt einer erfin

dungsgemäßen Ausfuhrungsform,

Figur 2 einen Schnitt einer anderen Ausfüh-

rungsform eines Bauabschnitts in Figur 1,

Figur 3 einen Schnitt einer weiteren Ausfüh

rungsform eines Bauabschnitts in Figur 1, und

Figur 4 eine weitere Ausführungsform im

Schnitt eines Bauabschnitts in

Figur 1.
15

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der Wärme aus einem außerhalb der Spitzenzeiten elektrisch geheizten Speicher 10 entzogen und auf durch ein System, wie zum Beispiel eine Zentralheizungsanlage eines Hauses, strö-

20

mendes Wasser übertragen wird. Der Wärmespeicher 10 umfaßt eine quaderförmige Schichtung von Ziegeln 11, in die nicht dargestellte elektrische Widerstandsheizelemente eingebettet sind, wie bekannt ist. Üblicherweise wird zur Aufheizung der Ziegelsteine 11 Elektrizität zu einem Zeitpunkt

25

herangezogen, wenn sie billig ist, wodurch die Ziegelsteine 11 über eine Zeitspanne von Stunden hinweg aufgeheizt werden. Der gesamte Wärmespeicher 10 ist von einer Isolierung umgeben, die mit Ausnahme des Bodenabschnitts 12 nicht

dargestellt ist.
30

Die Wärmeleitung durch die Ziegel 11 wird durch sich horizontal erstreckende Platten 13 mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die der Ziegel und durch mittig ausgerichtete Kernstücke 14 unterstützt, in die ein vertikales Wärmerohr 15 eingepaßt ist. Das Wärmerohr ist nicht notwendigerweise

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an den Kernstücken 14 befestigt, jedoch zumindest in dieses eng eingepaßt, so daß ein guter Wärmeübergang gewährleistet ist. Die Wärme wird durch die Ziegelsteine 11

über einen., relativ kurzen Weg an die nächstliegende Platte 5

13 geführt. Anschließend geht sie über die Platten 13 nach innen zu den Kernstücken 14 und von dort in das Wärmerohr 15.

Das Wärmerohr 15 umfaßt ein vertikales hermetisch abgedichtetes Verdampfungsrohr 15, das an seinem Boden geschlossen ist und sich an seinem oberen Ende über eine schräg nach unten verlaufende Grundfläche 17 eines Kondensators 18 öffnet, der eine zylindrische Wandung 19 und eine obere

Wand 20 hat.
15

Der Kondensator 18 taucht in einen Wasserbehälter bzw. Kessel 21 ein, der ein Einlaßrohr 22 und ein Auslaßrohr 23 aufweist.

Bei einem typischen Haus-Zentralheizungssystem wird Wasser 20

durch das Einlaßrohr 22, durch den Kessel 21 und durch das

Auslaßrohr 23 zu den Heizkörpern in verschiedenen Räumen gepumpt. Zur Unterstützung des Wärmeübergangs von der Kondensatorwandung 19 ist diese mit in das Wasser des Behälters 21 eintauchenden Riffelungen, Rippen oder anderen 25

geeigneten Wärmeaustauschflächen 24 versehen.

Das Wärmerohr 15 ist im allgemeinen mit Ausnahme von einigen wenigen Kubikzentimetern einer geeigneten verdampfbaren Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser, evakuiert, so

daß das Innere des Wärmerohrs 15 ausschließlich Wasser und Wasserdampf enthält. Im Betrieb erhitzt die Wärme aus den Ziegelsteinen 11 die Wandung des Verdampfers 16 und verdampft das Wasser, das in der Mitte des Verdampfers in den Kondensator 18 aufsteigt, in welchem es an seinen Wänden kondensiert und, wie durch die Pfeile gezeigt, entlang

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den Wänden des Verdampfers 16 nach unten strömt, wo es von

neuem verdampft wird, so daß sich ein kontinuierlicher Zyklus ergibt. Dieses Prinzip des Wärmerohrs 15 ist bekannt und ermöglicht hohe Wärmeübertragungsleistungen 5

zwischen dem Verdampfer 16 und dem Kondensator 18.

Während der Zufuhr von Elektrizität steigt die Temperatur der Ziegelsteine 11 und erreicht ein Maximum von einigen hundert Grad Celsius, und fällt entsprechend während der Zeitspanne der Wärmeabfuhr wieder ab. Somit ändert sich das Wärmezufuhrpotential zum Verdampfer 16 mit der Zeit.

In ähnlicher Weise ist für das aus dem Kessel 21 durch das Rohr 23 austretende Wasser normalerweise eine Temperatur von _o

etwas unter 100 C gefordert, obwohl die Temperatur des durch das Rohr 22 eintretenden Wassers sich von "kalt" bis annähernd zur Temperatur des ausströmenden Wassers ändern kann, je nach der im übrigen Teil des Zentralheizungssystems entzogenen Wärme. Manchmal kann die Pumpe gestoppt werden, so daß nur wenig Wasser durch den Behälter 21 strömt. Unter Umständen kann leicht eine Ungleichheit zwischen der dem Verdampfer 16 zugeführten und der über das Wasser durch das Rohr 23 abgeführten Wärme auftreten. Insbesondere besteht die Tendenz, daß das Wasser 25

im Behälter 21 zu kochen anfängt, was nicht zulässig ist.

Diesem Problem wird durch die automatische Steuerung der nach oben durch das Wärmerohr 15 übertragenen Wärmeleistung

Rechnung getragen. Ini Kondensator 18 ist ein oben offenes 30

Reservoir 25 vorgesehen, das von diesem über eine Haltevorrichtung 26 festgehalten ist. Eine evakuierte Balg kapsel ist im Reservoir 25 befestigt. Wenn der Druck des Dampfes im Kondensator 18 steigt bzw. fällt, wird entsprechend eine

Verkürzung bzw. Ausdehnung der Kapsel 27 hervorgerufen. 35

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Über eine kurze Zeitspanne bleibt die Wärmezufuhr zum Verdampfer 16 von den Ziegeln 11 und Platten 13 im wesentlichen konstant, während, wenn der Wasserstrom durch das Rohr

22 verringert oder in der Temperatur erhöht ist, die von 5

dem durch das Rohr 23 ausströmenden Wasser abgeführte Wärme verringert ist. In diesem Fall steigt die Temperatur des Dampfes im Verdampfer 16 und Kondensator 18 sowie der Dampfdruck in diesem an, und somit wird die Kapsel 27 zusammengedrückt. Im normalen Betriebszustand bringt die Abkühlung des Dampfes im Kondensator 18 eine Wasseransammlung in flüssiger Form innerhalb des Reservoirs 25, jedoch außerhalb der Kapsel 27 mit sich. Deshalb entsteht mit steigender Dampftemperatur und -druck und folglicher Kürzung

der Kapsel 27 ein Raum im Reservoir 25 zur weiteren Ansamm-15

lung von Wasser. Folglich ist die durch den Verdampfer 16 und Kondensator 18 zirkulierende Wassermenge verringert, was in einer Reduzierung der Wärmeübertragungsleistung vom Verdampfer 16 zum Kondensator 18 resultiert, wodurch eine

Kompensationswirkung für die verringerte Wärmemenge, die 20

durch das Rohr 23 abgeführt werden soll, auftritt. Wenn sich die Kapsel 27 bei einer gegebenen Temperatur axial auf den Punkt zusammenzieht, bei dem das Reservoir 25 die gesamte Flüssigkeit im Wärmerohr 15 aufnimmt, wird effektiv bei

dieser Temperatur hierdurch die Wärmeübertragung gestoppt. 25

Die Flüssigkeit im Wärmerohr 15 ist so ausgewählt, daß ihr Siedepunkt bei den maßgebenden Arbeitsdrücken im Kondensator 18 nur ein wenig oberhalb der geforderten Maximaltemperatur für das über das Rohr 23 ausströmende Wasser liegt.

Somit ist die Wärmequelle leicht in der Lage, die im Verdampfer 16 ankommende Flüssigkeit zu verdampfen. Folglich ist die Wärmeübertragung gegenüber der Temperatur der Ziegelsteine 11 und Platten 13 unempfindlich, die sich somit

mit der Zeit über einen großen Bereich bei geringer Auswirkung 35

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ändern kann. Ferner liegt der Betriebsdruck weit näher am Dampfdruck der Arbeitsflüssigkeit bei der Temperatur des Kondensators 18 als bei der Temperatur des Verdampfers 16, so daß der Druck auch unempfindlich gegenüber der Temperatur der Ziegelsteine 11 und Platten 13 ist. Deshalb kann ein wesentlich leichter verdampfbares Arbeitsfluid als normalerweise angesichts des Maximums der Temperatur der Ziegelsteine 11 und Platten 13 zulässig ist, sicher verwendet werden.

Die große Oberfläche des Kondensators 18 in Berührung mit dem Wasser im Behälter 21 stellt sicher, daß die Temperatur, bei der Wasser im Kondensator 18 kondensiert, nur um einen geringen Betrag höher als die Temperatur des Wassers im Behälter 21 ist, was für stabilen Betrieb des Wärmerohrs 15 erforderlich ist.

Es ist vorteilhaft, die Kapsel 27 so anzuordnen, daß sie soviel als möglich Flüssigkeit aus dem Reservoir 25 treibt, wenn der Druck im Kondensator 1 bei ca. 0,4 Atmosphären (absolut) liegt. Ferner soll das Reservoir 25 die gesamte Flüssigkeit (typischerweise nur einige Kubikzentimeter) aufnehmen können, wenn der Druck ungefähr 0,85 Atmosphären (absolut) beträgt. Das Wärmerohr 15 überträgt daher eine maximale Wärmeleistung (einige hundert Watt bis zu einigen Kilowatt) bis zu einer Heizkörperwassertemperatur von ca. 75 C, und dann progressiv weniger werdend, bis die Wärmeleistung bei ca. 95°C auf Null zurückgegangen ist. Falls der Kondensator 18 nicht von Wasser umströmt ist, erreicht das stehende Wasser 95°C, ohne daß Weiteres passiert, bis kälteres Wasser von den Heizkörpern eintritt.

Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform des oberen Bauabschnitts in Figur 1, bei der der Balg 27 den Druckunter-

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schied zwischen dem Kondensator 18 und dem Druck des Wassers im Behälter 21, der im allgemeinen einen geringen festen Betrag überhalb des atmosphärischen Drucks liegt, messen kann. Zu- diesem Zweck ist das Innere des Balgs 27 durch lose eingepaßte zylindrische Führungselemente 28 und 29 in das Innere des Kondensators 18 belüftet, während die gesamte Kapsel in das Wasser im Behälter 21 eintaucht.

jQ Bei weiteren, nicht dargestellten Ausführungsformen kann der Balg 27 auf die Differenz zwischen Kondensatordruck und Atmosphärendruck ansprechen, indem die Balgkapsel 27 außerhalb des Behälters 21 in der Luft angeordnet ist. Zusätzlich zur automatischen Regelung der Temperatur des über das Rohr 23 ausströmenden Wassers kann die tatsächlich erreichte Temperatur eingestellt werden, indem eine geeignete äußere Axialkraft, beispielsweise durch eine Feder, an den Balg 2 7 angelegt wird. Alternativ kann die relative Axialverschiebung zwischen Reservoir 25 und Kapsel 27 in Figur 1 eingestellt werden, um den Druck im Kondensator 18 zu

ändern, bei dem die gesamte Flüssigkeit im Reservoir 25 aufgenommen ist.

In Figur 3 ist das Reservoir 25 teilweise zwischen der Bälgte kapsel 27 und einer weiteren koaxialen Balgkapsel 30 ausgebildet. Die Kapseln 27 und 30 sind an ihrem Boden dichtend zusammengeschlossen, während die Kapsel 27 oben dichtend mit dem Kondensator 18 und die Kapsel 30 oben dichtend mit dem Verdampfer 16 verbunden ist. Der obere Abschnitt des

Verdampfers 16 paßt unter Einhaltung eines schmalen Spaltes 30

in den unteren Teil des Kondensators 18, so daß an den Wänden des Kondensators 18 kondensierte Flüssigkeit durch den Spalt nach unten tropft und das Reservoir 25 bis zum Pegel des oberen Randes des Verdampfers 16 gefüllt hält.

__ Wenn bei dieser Ausführungsform der Betriebsdruck ansteigt,

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wird im Reservoir 25 mehr Raum für Flüssigkeit geschaffen, so daß die in der Zirkulation befindliche Flüssigkeitsmenge rasch abfällt, wobei der Mechanismus so abläuft, daß eher

die gesamte kondensierte Flüssigkeit in das Reservoir 25 5

strömt, als daß ein Teil der kondensierten Flüssigkeit in dieses strömt und darin eine Kondensation von Dampf stattfindet.

Alle oben beschriebenen Ausführungsformen stellen sicher, daß die Riffelungen der Balge unterhalb des Pegels der Flüssigkeit im Reservoir liegen. Falls dies nicht der Fall ist, kann Flüssigkeit in den Riffelungen kondensieren und darin gefangen bleiben.

Die Variation der Wärmeübertragung mit der Heizkörperwassertemperatur und die Betriebsstabilität des Wärmerohrs 15 können geändert werden, indem die Komponente, die Flüssigkeit aus dem Reservoir 25 austreibt, und/oder das Reservoir

25 selbst mit horizontalen Querschnittsflächen versehen 20

sind, dxe sich mit der Höhe ändern.

Das Ansprechvermögen der Wärmeübertragung auf die Temperatur der Ziegelsteine 11 kann durtfh verschiedene Einrichtungen weiter verringert werden, wie zum Beispiel Spiralnuten 25

in oder Drähte an der Wandung des Verdampfers 16 oder Vielfachkreisriff elungen in der Wand des Kondensators 18, die ein Strömen des Flüssigkeitsfilms unter einem kleinen Winkel gegenüber der Horizontalen erzwingen, wodurch die Strömung verlangsamt und der Wasserinhalt im Kondensator 18 er-

höht ist.

Eine alternative Verwendung für das oben beschriebene System anstelle der Wärmeübertragung von Ziegeln 11 mit hoher Temperatur auf Wasser in einem Kessel 21 liegt darin, wenn 35

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gewünscht, ein Objekt oder einen Raum mit variablen Wärmeverlusten auf einer gegebenen Temperatur zu halten. Das Objekt bzw. der Raum steht in thermischer Verbindung mit

_ dem Kondensator 18 des Wärmerohrs 15 gemäß dem oben beta

schriebenen Typ. Dem Verdampfer 16 kann durch eine einfache Ein-Aussteuerung Wärme zugeführt werden, die einen bedeutenden Anstieg und Fall der den Verdampfer 16 umgebenden Temperatur verursacht. Aus den oben erwähnten Gründen wird sich jedoch das Objekt oder der Raum der gewünschten Temperatur stetig annähern und bei dieser verbleiben.

Bei den obigen Ausführungsformen ist der Kondensator 18 oberhalb des Verdampfers 16 angeordnet, so daß kondensierte Flüssigkeit unter Einfluß der Schwerkraft den Verdampfer hinabströmen kann. Eine andere räumliche Anordnung der Komponenten kann verwendet werden, wenn die kondensierte Flüssigkeit vom Kondensator 18 mittels Kapillarwirkung zum Verdampfer 16 zurückgeführt wird, wie beispielsweise mittels der Verwendung eines dochtartigen oder porösen EIe-20

mentes, wie bei Wärmerohren bekannt ist.

Bei sämtlichen obigen Ausführungsformen ist die Flüssigkeitsmenge im Wärmerohr 15 so gewählt, daß die die Wand

des Verdampfers 16 niederströmende Flüssigkeit verdampft 25

wird, bevor sie den Boden erreicht. Die Wärmeübertragung vom Verdampfer 16 zum Kondensator 18 wird deshalb durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit der der Flüssigkeitsfilm vom Kondensator zum Verdampfer fällt. Der kleine Durchmesser

des Verdampfers 16 bewirkt, daß für jede gegebene in Z ir-30

kulation befindliche Wassermenge die Dicke des Wasserfilms und deshalb die Wärmeübertragung weniger empfindlich gegenüber der Ziegelsteintemperatur sind, als es der Fall wäre, wenn der Verdampfer 16 so groß als der Kondensator 18 wäre.

Dies ist deshalb der Fall, da sich nur ein geringer Anteil

des zirkulierenden Wassers im Verdampfer 16 befindet.

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In Figur 4 hat die obere Wand 20 des Kondensators 18 eine nach unten gerichtete konvergente konische Form, so daß an der Wand 20 kondensierender Dampf nach unten und nach

innen und dadurch in das Reservoir 25 strömt, das fest am 5

Kondensator angebracht ist.

Innerhalb des Reservoirs 25 ist eine Balgkapsel 27 mit ihren Enden dichtend mit einer Kappe 32 bzw. der Grundfläche

33 des Reservoirs 25 verbunden. Mit steigendem Druck inner-10

halb des Kondensators verkürzt sich die Kapsel 27, bis das

Rohr 31 auf der Grundfläche 33 aufliegt und die Kappe 32 gegen das obere Ende des Rohrs 31 stößt. Wenn somit die Kappe 3 2 vollständig in Richtung der Grundfläche 33 abgesenkt ist, schließt ein Schirm 34, der mittels drei Stangen 15

35 von der Kappe 32 getragen nach unten hängt, gerade den oberen Teil des Wärmerohrs 15, wodurch die Wärmeübertragung mittels der Konvektion von Wasserdampf verhindert ist.

Wenn der Druck im Kondensator 18 fällt, hebt sich die Kappe 20

3 2 und somit der Schirm 34, wodurch die vollständige Strömung von Dampf zwischen dem Wärmerohr 15 und dem Kondensator 18 wieder hergestellt ist.

Das Innere des Kondensators 18 ist evakuiert und mit Wasser 25

durch einen vakuumdichten Anschluß 36 gefüllt.

In Figur 4 ist das Auslaßrohr 23 unterhalb des höchsten Punkts der Wand 20 angeordnet. Während dem stetigen Betrieb des Systems findet der größte Anteil der Wärmeüber-

tragung über die Seitenwände 19 des Kondensators 18 und die Wärmeaustauschflächen 24 statt. Somit bildet sich das meiste Kondensat an den Seitenwänden und tropft nicht in das Reservoir 25. Wenn jedoch die Temperatur des Wassers im Behälter 21 ansteigt, folgt die Temperatur des Wassers

innerhalb der konischen Wandung 20, das dort etwas isoliert

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von dem durch den Auslaß 23 gehenden Hauptstrom ist, diesem Temperaturanstieg nicht sofort, so daß sich weiterhin Kondensat an der Wand 20 bildet und in das Reservoir 25 läuft,

dessen Kapazität durch die Kompression der Balgkapsel b

in Reaktion auf den erhöhten Druck im Wärmerohr 15 erhöht ist.

Offenbart ist ein Flüssigkeits-Heizsystem, beispielsweise ein Zentralheizungssystem, das einen Wärmespeicher aufweist, der mittels Elektrizität außerhalb der Spitzenzeiten auf eine relativ hohe Temperatur aufgeheizt wird und mittels eines Wärmerohrs mit einem Kessel thermisch verbunden ist, der die Flüssigkeit enthält. Das Wärmerohr ist mit einer

Einrichtung zur Sammlung von darin kondensiertem Dampf aus-15

gestattet, wodurch die über das Wärmerohr von dem Wärmespeicher auf die Flüssigkeit übertragene Wärme verringert werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Flüssigkeits-Heizsystem zur Erwärmung einer ersten Flüssigkeit mit einem Wärmespeicher (10), der mittels Elektrizität außerhalb von Spitzenbelastungszeiten auf eine relativ hohe Temperatur erwärmt wird und thermisch mit einem Kessel (21) verbunden ist, der die auf eine niedrigere Temperatur als die relativ hohe Temperatur zu erwärmende erste Flüssigkeit enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Verbindung mittels eines Wärmerohres (15, 16, 18) erstellt ist, das eine Verdampfungszone (16) in thermischer Verbindung mit dem Wärmespeicher (10) und eine Kondensatorzone (18) in thermischer Verbindung mit dem Kessel (21) umfaßt, wobei die Zonen durch einen oder mehrere Kanäle (15) miteinander verbunden sind und zusammen mit diesen hermetisch abgedichtet sind und eine bestimmte Menge einer verdampfbaren zweiten Flüssigkeit enthalten und so angeordnet sind, daß die zweite Flüssigkeit nach ihrer Verdampfung in der Verdampferzone durch den oder die Kanäle zur Kondensatorzone strömt und in dieser kondensiert wird und von dieser durch den Kanal oder

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einen anderen der Kanäle zur Verdampferzone zurückkehrt, wobei die Menge der zweiten Flüssigkeit ausreichend gering so bemessen ist, daß im Betrieb die Wärmeübertragungsleistung von der Verdampferzone zur Kondensatorzone mehr durch den Rück-Massenstrom der zweiten Flüssigkeit zur Verdampferzone als durch den Massenstrom der verdampften zweiten Flüssigkeit zur Verdampferzone oder durch die Wärmeübertragung zur Verdampferzone oder von der Kondensatorzone IQ weg bestimmt ist.

2. Flüssigkeits-Heizsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (25, 27), die ein bestimmtes Volumen der zweiten Flüssigkeit aufnehmen kann, wobei ^ 5 das Volumen in Abhängigkeit von dem Druck oder der Temperatur im Wärmerohr variabel ist, wodurch bei darin ansteigendem Druck oder ansteigender Temperatur die Menge der darin zirkulierenden zweiten Flüssigkeit reduziert wird.

2Q 3. Flüssigkeits-Heizsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Reservoir (25) , das die zweite Flüssigkeit bis zu einem bestimmten Pegel aufnimmt, und durch eine Einrichtung zur Änderung des Volumens der zweiten Flüssigkeit im Reservoir in Abhängigkeit von Änderungen im Druck oder in der Temperatur im Wärmerohr (15).

4. Flüssigkeits-Heizsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (20) der Kondensatorzone (18) oberhalb des Reservoirs (15) eine nach

₃Q unten konvergierende Form hat, wodurch daran gebildetes Kondensat abläuft und in das Reservoir tropft.

5. Flüssigkeits-Heizsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher (10)

_j- aus einem festen Werkstoff (11) aufgebaut ist, der mittels

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eines elektrischen Widerstandselements erwärmt wird.

6. Flüssigkeits-Heizsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Metallrippen (13) , die in thermischer Verbindung mit der Verdampferζone stehen und sich in dem festen Werkstoff erstrecken.

7. Flüssigkeits-Heizsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Kondensatorzone (18) innerhalb des Kessels (21) für den Wärmeaustausch mit Rippen, Riffelungen oder anderen dazu dienenden Flächenkonturen (24) versehen ist.

₁₍- 8. Flüssigkeits-Heizsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (25) eine abgedichtete Kapsel (27) umfaßt, die sich unter Volumenverringerung mit steigendem Druck in der Kondensorzone zusammenzieht.

9. Flüssigkeits-Heizsystem nach einem der vorangehenden

Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ventileinrichtung (34), die zur Beschränkung der Strömung der verdampften zweiten Flüssigkeit entlang des Kanals (15) dient, wenn die Temperatur oder der Druck in der Kondensatorzone steigen.

10. Flüssigkeits-Heizsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flüssigkeit Wasser ist und daß der Kessel (21) in ein Heißwasser-Zentralheizungssystem eingebunden ist.