DE3610332A1

DE3610332A1 - Regenerativheizgeraet

Info

Publication number: DE3610332A1
Application number: DE19863610332
Authority: DE
Inventors: Koroku Tokio/Tokyo Endo; Akio Yokohama Mitani
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1986-10-09
Also published as: KR900007598B1; US4742868A; JPS6229840A; DE3610332C2; KR860007514A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Regenerativheizgerät, insbesondere ein solches unter Nutzung einer Stromversorgung außerhalb von Spitzenbelastungszeiten (non-peak) für Wärmespeicherung.

Es sind Heizgeräte bekannt, die mit vergleichsweise billiger Stromversorgung außerhalb der Spitzenbelastungszeiten für Wärmespeicherung arbeiten und die gespeicherte Wärme für Beheizungszwecke tagsüber abgeben. Ein derartiges Heizgerät ist so ausgelegt, daß die Wärme unter Verbrauch von Strom außerhalb der Spitzenbelastungszeiten in Steinen oder anderen Wärmespeichermaterialien gespeichert und die so gespeicherte Wärme entweder mittels natürlicher Konvektion oder Zwangskonvektion mit Hilfe von Gebläsen zum Erwärmen eines Raums abgegeben werden kann.

Bei den bisherigen Regenerativheizgeräten muß jedoch das Regenerativmaterial auf 600 - 700°C erwärmt werden, wobei sich aufgrund von Abstrahlung während der Wärmespeicherung große Wärmeverluste ergeben. Auch wenn der Heizvorgang während des Tages beendet wird, ist die vom Regenerativmaterial abgestrahlte Wärme, d.h. der Wärmeverlust, so groß, daß ein zu beheizender Raum unweigerlich mittels der dem Wärmeverlust entsprechenden Wärme erwärmt wird. Im Gegensatz zu gewöhnlichen elektrischen Heizgeräten erfordern daher die Regenerativheizgeräte eine komplizierte Heiζvorgangsregelung, während sie die gespeicherte Wärme unter Minderung des Heizwirkungsgrads unnötig abstrahlen.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Regenerativheizgeräts, welches Wärme unter Nutzung einer Stromversorgung außerhalb von Spitzenbelastungszeiten wirksam zu speichern und die gespeicherte Wärme wirtschaftlich zu nutzen vermag und bei dem der Heizvorgang einfach regelbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Regenerativheizgerät der angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch eine an einer zu beheizenden Stelle angeordnete Radiator- oder Strahlungseinheit mit einem Strahlungs-Behälter und einem in diesem vorgesehenen Adsorbens zum Adsorbieren von Dampf unter Erzeugung von Wärme bei Berührung mit dem Dampf und zum Freigeben des adsorbierten Dampfes bei Erwärmung, ein im Behälter angeordnetes Heizelement zum Erwärmen des Adsorbens, einen Kondensator zum Kondensieren des beim Erwärmen des Adsorbens von diesem freigegebenen Dampfes, einen eine Betriebsflüssigkeit enthaltenden Flüssigkeitsbehälter, einen Verdampfer zum Verdampfen der Betriebsflüssigkeit, eine Leitung zum Führen der durch den Verdampfer verdampften Betriebsflüssigkeit in den Strahlungs-Behälter und der durch den Kondensator kondensierten Flüssigkeit in den Flüssigkeitstank sowie eine in die Leitung zwischen dem Strahlungs-Behälter und dem Verdampfer eingeschaltete Ventileinrichtung zur Steuerung der Strömung der Betriebsflüssigkeit durch die Leitung.

¹D Das erfindungsgemäße Heizgerät ist so ausgebildet, daß es für die Beheizung eines Raums Vorteil aus den Eigenschäften von Adsorbentien, wie Zeolith, zum Erzeugen von Wärme durch Adsorbieren von Dampf zieht.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Regenerativheizgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
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Fig. 2 und 3 Zyklusdiagramme für das Heizgerät nach Fig. 1,

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Fig. 4 eine Schnittansicht eines Heizgeräts gemäß einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung und

Fig. 5 eine Schnittansicht einer Abwandlung der

Flüssigkeits-Speiser- oder -Fördereinrichtung.

Gemäß Fig. 1 weist ein Heizgerät gemäß einer ersten 2Q Ausführungsform der Erfindung eine Innen(raum)einheit 12 an einer Innen(raum)seite X und eine davon durch eine Wand 10 eines Gebäudes getrennte Außeneinheit 14 an einer Außenseite Y (im Freien) auf.

Die Inneneinheit 12 umfaßt einen sich im wesentlichen lotrecht erstreckenden Belüftungsschacht 16, an dessen oberem und unterem Ende ein erster und ein zweiter Einlaß 16a bzw. 16b vorgesehen sind, während zwischen den Einlassen ein Auslaß 16c vorgesehen ist, in welchem

2Q ein Belüftungs-Gebläse 18 angeordnet ist. Das Innere des Schachts 16 ist durch eine Trennwand 20 in eine mit dem ersten Einlaß 16a in Verbindung stehende Kondensierkammer 22 und eine mit dem zweiten Einlaß 16b in Verbindung stehende Strahlungskammer 24 unterteilt.

An der Trennwand 20 ist eine dem Auslaß 16c zugewandte Klappe 26 derart schwenkbar gelagert, daß sie gemäß Fig. 1 zwischen einer ersten (ausgezogen eingezeichneten) und einer zweiten (gestrichelt eingezeichneten) Stellung verschwenkbar ist. Der Auslaß 16c steht mit den Kammern

OQ 24 und 22 in Verbindung, wenn die Klappe 26 in die erste bzw. die zweite Stellung verschwenkt ist.

In der Strahlungskammer 24 ist ein Strahlungs-Behälter 28 angeordnet, der aus einem Werkstoff einer großen g₅ Wärmeabstrahlfähigkeit, z.B. Eisen, besteht und an dessen Außenfläche zahlreiche Strahlungs-Rippen 28a angebracht sind. Der Behälter 28 enthält ein Adsorbens 30, z.B. Zeolith, das Dampf adsorbiert und bei Be-

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rührung mit dem Dampf Wärme erzeugt und bei Erwärmung den adsorbierten Dampf freisetzt. Anstelle von Zeolith kann für das Adsorbens auch Silicagel verwendet werden. Zudem ist im Behälter 28 ein elektrisches Heizelement 32 zum Erwärmen des Adsorbens 30 angeordnet und mit einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden. Die Kondensierkammer 22 enthält einen Kondensator 34 zum Kondensieren des vom Adsorbens freigegebenen Dampfes.

Die Außeneinheit 14 weist ein Gehäuse 36 auf, in welchem

ein Flüssigkeitstank 38 zur Aufnahme einer Betriebsflüssigkeit, wie Wasser, und ein Verdampfer 40 zum Verdampfen der Flüssigkeit untergebracht sind. Der j5 Verdampfer 40 wird wirksam, wenn ein ihm im Gehäuse 36 gegenüberstehendes Gebläse 40a eingeschaltet ist. Der Verdampfer 40 ist in einer tieferen Lage als der Kondensator 34 angeordnet.

2Q Innen- und Außeneinheit 12 bzw. 14 sind durch eine Rohr-Leitung 42 verbunden, welche die Wand 10 durchsetzt und sich von der Oberseite des Strahlungs-Behälters 28 durch den Kondensator 34 und den Verdampfer 40 zum Boden des Flüssigkeitstanks 38 erstreckt. In der Nähe der Austragseite des Kondensators 34 ist in die Leitung 42 ein Ventil 44 eingeschaltet. Die Leitung 42 enthält eine Überbrückungsleitung 45, die sich von einer Stelle nahe dem oberen Endabschnitt des Behälters 28 zu einem Überbrückungsventil 44 und zum Kondensator 34 erstreckt

QQ und in welche ein Ventil 46 eingeschaltet ist. Zwischen dem Flüssigkeitstank 38 und dem Verdampfer 40 ist in die Leitung 42 eine Flüssigkeits-Förderpumpe 48 als Flüssigkeits-Speisereinrichtung zur Förderung des Wassers aus dem Tank 38 in den Verdampfer 40 einge-

gg schaltet. In der Nähe der Austragseite des Verdampfers 40 ist die Leitung 42 mit einem Gas/Flüssigkeit-Scheider 50 zum Trennen von Flüssigkeit und Dampf versehen. Die im Scheider 50 gesammelte Flüssigkeit

wird über eine Flüssigkeits-Speiseleitung 52 dem Flüssigkeitstank 38 zugeführt. Der zwischen dem Kondensator 34 und dem Verdampfer 40 angeordnete Abschnitt der Leitung 42 ist zum Verdampfer hin abwärts geneigt, so daß das im Kondensator kondensierte Wasser auf natürliche Weise in den Scheider 50 hineintropft. Der Behälter 28, der Kondensator 34, der Verdampfer 40, der Flüssigkeitstank 38 sowie die Leitungen 42 und 52 sind zur Gewährleistung einer wirksamen Verdampfung des Wassers im Verdampfer 40 evakuiert.

Die Ventile 44 und 46, die Gebläse 18 und 40a, das Heizelement 32 sowie die Förderpumpe 48 sind mit einer nicht dargestellten Regelvorrichtung für Betriebsregelung verbunden.

Im folgenden ist anhand von Fig. 2 die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Heizgeräts im einzelnen erläutert.

In Fig. 2 geben die Linien A und B die Gleichgewichts-

Dampfdruckkennlinien von Wasser- bzw. Adsorbens-. Wassersystem an. Ein Anfangszustand (Punkt a) ist als ein Zustand vorausgesetzt, in welchem sich das eine maximale Wassermenge enthaltende Adsorbens 30 bei Raumtemperatur To in Ruhe (as it is) befindet. Der Arbeits- oder Betriebszyklus des Heizgeräts umfaßt einen Regenerativ- oder Regenerationsmodus, in welchem das Adsorbens 30 mittels Stromversorgung außerhalb der Spitzenbelastungszeiten getrocknet wird, und einen Heizmodus, in welchem dem Adsorbens Dampf zur Erzeugung von Wärme zugeführt wird.

Regenerationsmodus

Zu später Nachtstunde wird das Heizelement 32 durch die Regelvorrichtung eingeschaltet. Wenn dabei das Adsorbens

durch das Heizelement 32 auf eine Temperatur Th erwärmt wird, steigt seine Temperatur mit dem oder beim Dampfdruck vom Punkt a auf den Punkt b an. Danach steigen Temperatur und Dampfdruck des Adsorbens 30 längs der Linie A bis auf einen Punkt c an. Wenn die Erwärmung fortgesetzt wird, trennt sich Wasser vom Adsorbens 30, so daß das Adsorbens trocknet und Dampf erzeugt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Ventile 44 und 46 durch

IQ die Regelvorrichtung geöffnet bzw. geschlossen. Die Klappe 26 wird in die zweite, in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnete Stellung verschwenkt, und das Gebläse 18 wird eingeschaltet. Dabei wird Luft aus einem Raum über den Einlaß 16a in die Kondensierkaitimer 22 einge-

!ς saugt, wobei die Luft den Kondensator 34 zum Kühlen desselben umströmt und dann über den Auslaß 16c in den Raum ausgeblasen wird. Der aus dem Adsorbens 30 ausgeschiedene Dampf strömt über die Leitung 42 in den Kondensator 34. Nachdem er in letzterem auf eine

«η Temperatur Tc abgekühlt worden ist, wird der Dampf am Punkt d kondensiert, um Wärme Q2 in die Kammer 22 abzugeben. Die die Kammer 22 durchströmende Luft wird dabei geringfügig erwärmt und dann in den (zu beheizenden) Raum ausgeblasen. Das kondensierte Wasser der Temperatur Tc strömt über das Ventil 44, die Leitung 42, den Scheider 50 und die Speiseleitung 52 in den Flüssigkeitstank 38. Schließlich wird das Wasser auf die Außenlufttemperatur Tn abgekühlt.

gO Wenn das Wasser auf diese Weise dem Adsorbens 30 entzogen worden ist, werden das Ventil 44 geschlossen und das Gebläse 18 abgeschaltet. Gleichzeitig wird das Heizelement 32 stromlos gemacht. Daraufhin ist die Regeneration des Adsorbens 30 beendet.

Heizmodus

Zum Beheizen des Raums tagsüber werden zunächst durch

die Regelvorrichtung das Gebläse 40a und die Pumpe 48 eingeschaltet. Dabei wird das Wasser aus dem Flüssigkeitstank 38 durch die Pumpe 48 über die Leitung 42 zum Verdampfer 40 gefördert. Das Wasser wird bei oder auf Außenlufttemperatur Tl erwärmt, um im Verdampfer 40 verdampft (Punkt e) zu werden. Außerdem werden durch die Regelvorrichtung das Ventil 46 geöffnet und das Gebläse 18 eingeschaltet, während die Klappe 36 in die erste, in Fig. 1 in ausgezogener Linie dargestellte Stellung verschwenkt wird. Infolgedessen strörtt der im Verdampfer 40 erzeugte Dampf über den Scheider 50, die Leitung 42, die Überbrückungsleitung 45 und das Ventil 46 in den Strahlungs-Behälter 28. Das im Verdampfer 40 nicht verdampfte Wasser sammelt sich im Scheider 50 und wird über die Speiseleitung 52 zum Flüssigkeitstank 38 zurückgeleitet. Das getrocknete Adsorbens 30 im Strahlungs-Behälter 28 adsorbiert den eingeführten Dampf und erzeugt Wärme am Punkt b. Zwischenzeitlich wird die Raumluft durch das Gebläse 18 über den Einlaß 16b in den Belüftungsschacht 16 eingeführt, um den Behälter 28 zu umströmen und sodann über den Auslaß 16c in den Raum zurückzuströmen. Die durch die Strahlungskammer 24 strömende Luft wird durch die vom Adsorbens abgestrahlte Wärme Q4 erwärmt und dann in den Raum zurückgeführt. Auf diese Weise wird der Raum beheizt.

Zur Erhöhung der Heizleistung des Heizgeräts wird die Drehfrequenz der Pumpe 48 erhöht, um die Durchsatzmenge des umgewälzten Wassers im Verdampfer 40 zu vergrößern. Infolgedessen erhöht sich die erzeugte Dampfmenge unter Vergrößerung der Dampfzufuhrmenge zum Strahlungs-Behälter 28, wodurch die vom Adsorbens 30 erzeugte Wärmemenge ansteigt. Eine größere Dampfmenge kann durch Erhöhung der Drehzahl des Gebläses 40a für einen größeren Luftdurchsatz sowie durch Erhöhung der Drehfrequenz der Pumpe 48 erzeugt werden. Die Heizleistung kann durch

Verringerung der Drehfrequenz der Pumpe 48 oder der Drehzahl des Gebläses 40a verringert werden.

Zum Beenden des Heizvorgangs werden das Ventil 46 geschlossen und die Pumpe 48 sowie die Gebläse 18 und 40a durch die Regelvorrichtung abgeschaltet. Wenn die Beheizung beendet ist, ergibt sich ein Wärmeverlust nur durch Abstrahlung während eines Temperaturabfalls des Strahlungs-Behälters 28 von Tm auf To. Die Temperatur Tm beträgt gewöhnlich etwa 70°C, wobei der Wärmeverlust wesentlich niedriger ist als bei dem bisherigen Heizgeräten, die ein ai
tivmaterial verwenden.

Heizgeräten, die ein auf 600 - 700°C erwärmtes Regenera-

Der Leistungskoeffizient des Heizgeräts mit dem beschriebenen Aufbau ist nachstehend erläutert.

Fig. 3 ist ein Zyklusdiagrantn (cycle diagram) , bei dem «η auf Ordinate und Abszisse die Enthalpie bzw. die Temperatur aufgetragen sind. In diesem Diagramm gibt der Punkt f einen Zustand an, in welchem sich das eine maximale Wassermenge enthaltende Adsorbens 30 bei Raumtemperatur To in Ruhe befindet.

Wenn es (bei einer Heiztemperatur Th) vom Punkt f aus durch das elektrische Heizelement 32 erwärmt wird, steigt die Temperatur des Adsorbens 30 auf einen Punkt g an, worauf es am Punkt g Wasser freigibt und auf

QQ einen Punkt h übergeht. Der in diesem Prozeß erzeugte Dampf wird durch den Kondensator 34 gekühlt, bis ein Punkt i erreicht ist. Nach dem Kondensieren am Punkt i geht der Dampf auf den Punkt j über. Weiterhin wird das kondensierte Wasser auf den Punkt k abgekühlt.

gg Während des Heizvorgangs wird das Wasser durch die Außenluft vom Punkt k auf den Punkt 1 (Verdampfung) erwärmt. Der bei dieser Verdampfung erzeugte Dampf

wird vom Adsorbens 30 adsorbiert, wobei an einem Punkt m Wärme erzeugt wird. Im Laufe der Wärmeerzeugung sinkt die Enthalpie auf den Punkt η.
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Die Wärmebilanz ist somit folgende:

Die Wärmeeingabe durch das Heizelement 32 umfaßt den Temperaturanstieg Hfg (Punkte f, g) des eine maximale Wassermenge enthaltenden Adsorbens und eine für die Abstrahlung bei der Temperatur Th nötige Wärmemenge Hgh (Punkte g, h) .

Andererseits umfaßt die für Tagesbeheizung verfügbare Wärme die Adsorptionswärme Hmn (Punkte m, n) bei der Temperatur Tm, die Wärme HIm (Punkte 1, m) für die Temperaturerhöhung des Dampfes von Tl auf Tm und die Wärme Horn (Punkte o, m) für die Temperaturerhöhung des Adsorbens 30 von To auf Tm. Der Leistungskoeffizient η bestimmt sich somit durch:

n = (Hmn - HIm - Horn)/(Hfg + Hgh).

Es sei angenommen, daß als Adsorbens Zeolith 13x verwendet und Wasser zu 20% vom Adsorbens adsorbiert wird. Hieraus ergeben sich die folgenden Bedingungen:

Spezifische Wärme von Zeolith: Cz = 0,22 kCal/kg°C.

Spezifische Wärr.e von Wasser: ClW = 1,0 kCal/kg°C.

Spezifische Wärme von Dampf: CgW = 0,49 kCal/kg°C.

Adsorptionswärme: qa =19,0 kCal/Mol«H₂0

ρ 1056 kCal/kg-H₂O.

Wenn die Außenlufttemperatur Tl = O⁰C, die Regenerationstemperatur Th = 150°C und die Raumtemperatur To = 1O°C betragen, so ergibt sich (nach Fig. 3) Tm = 75°C und Tc = 50°C.

Infolgedessen ergibt sich:

Hfg = Cz χ ClW χ 0,2 χ (Th - To) =58,8 kCal/kg-ZeO,

HgH = qa χ 0,2

= 211,1 kCal/kg-ZeO,
Hmn = qa χ 0,2

= 211,1 kCal/kg-ZeO,
HIm = CgW χ 0,2 χ (Tm - Tl)

=7,4 kCal/kg-Zeo und
Horn = Cz χ (Tm - To)

=14,3 kCal/kg-Zeo.

Hieraus folgt:

n= (211,1 - 7,4 - 14,3)/(58,8 + 211,1) = 0,70.

Der thermische Wirkungsgrad des Heizgeräts liegt somit, auch nach Abzug eines Wärmeverlusts für fühlbare Wärme, bei 70%. Wenn das Gerät nach der Regeneration des Adsorbens für eine längere Zeit stehengelassen wird, kann der Heizvorgang sicher mit dem Wirkungsgrad von 70% durchgeführt werden, und zwar ohne die bei den bisherigen Heizgeräten dieser Art festzustellende allmähliche Verringerung der gespeicherten Wärmemenge aufgrund von Abstrahlung.

Bei der beschriebenen Ausführungsform befindet sich außerdem der Kondensator 34 innerhalb des (zu beheizenden) Raums, d.h. im Belüftungsschacht 16, so daß die Kondensationswärme und die fühlbare Wärme des im Regenerationsmodus erhaltenen Dampfes für Beheizungszwecke benutzt werden können. Auf diese Weise kann die Leistung des Heizgeräts noch weiter verbessert werden. Wenn die Summe aus der Kondensationswärme und der fühlbaren Wärme (Punkte h, i und j in Fig. 3) des während des Regenerationsmodus vom

Kondensator 34 gelieferten Dampfes zu Hhi + Hij vorausgesetzt und die sonstige Wärme mit denselben Symbolen wie in der vorstehenden Beschreibung bezeichnet wird, ergibt sich der Leistungskoeffizient ά zu:

η = (Hmn + Hhi + Hij - Hirn - Horn)/(Hfg + Hgh). Wenn die Kondensationswärme gw des Dampfes 550 kCal/kg C beträgt und die anderen Wärmegrößen dieselben sind wie vorher angegeben, ergibt sich:
Hhi = CgW χ 0,2 χ (Th - Tm)

= 7,4 kCal/kg°C-ZeO und
Hij = wq χ 0,2

= 110 kCal/kg°C-ZeO.

Der Leistungskoeffizient beträgt somit 114%, wodurch ein höchst wirksamer bzw. wirtschaftlicher Betrieb gewährleistet wird.

Bei dem beschriebenen Heizgerät wird Wärme unter Nutzung des vergleichsweise billigen Stroms außerhalb der Spitzenbelastungszeiten gespeichert, wobei die gespeicherte Wärme wirksam für die Beheizung in den Tagesstunden genutzt werden kann. Die WärmeSpeicherperiode, d.h. die Einschaltzeit des elektrischen Heizelements, braucht nur so lang zu sein, wie dies für die Regeneration des Adsorbens nötig ist. Diese Periode ist wesentlich kürzer als bei Heizgeräten unter Verwendung eines Regenerativmaterials in Form von z.B. Steinen. Außerdem ist das erfindungsgemäße Heizgerät keinem Wärmeverlust nach der Regeneration des Adsorbens und auch einem geringerem Wärmeverlust nach der Beendigung des Heizvorgangs unterworfen. Dementsprechend ist der thermische Wirkungsgrad verbessert, und die Auf/Zu-Regelung des Heizvorgangs kann zuverlässig erfolgen. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist insbesondere der Kondensator im Belüftungsschacht zur Gewährleistung eines weiter verbesserten thermischen Wirkungsgrads angeordnet.

Da das Wasser aus dem Flüssigkeitstank durch die Förderpumpe 48 dem Verdampfer 40 zugeführt wird, wird in letzterem eine große Wassermenge umgewälzt und damit eine große Dampfmenge erzeugt. Das Heizgerät vermag damit eine große Heizleistung zu bieten. Wenn dem Verdampfer eine große Wassermenge zugeführt wird, kann möglicherweise ein Teil des Wassers zusammen mit Dampf, ohne verdampft zu werden, in den Strahlungs-Behälter 28 eingeführt werden. Wenn das Adsorbens mit Wasser beschickt wird, liefert es weniger Wärme. Wenn dagegen bei der beschriebenen Ausführungsform unverdampftes Wasser aus dem Verdampfer ausgetragen wird, wird dieses Wasser durch den Gas/Flüssigkeit-Scheider 50 an der Austragseite (am Auslauf) des Verdampfers vom Dampf abgetrennt und zum Flüssigkeitstank zurückgeführt. Im Fall einer großen Heizbelastung kann daher die Fördermenge der Förderpumpe zur zweckmäßigen Erhöhung der Heizleistung des Heizgeräts vergrößert werden.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. dargestellt, in welcher den vorher beschriebenen Teilen entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und daher nicht mehr im einzelnen erläutert sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind der Flüssigkeitstank 38, die Flüssigkeits-Förderpumpe 48 und der Scheider 50 in der Innen(raum)einheit 12 vorgesehen, während lediglich der Verdampfer 40 in der Außeneinheit 14 angeordnet ist. An der Außenfläche des Belüftungsschachts 16 ist ein Untergehäuse 54 befestigt, in welchem der Flüssigkeitstank 38, die Förderpumpe 48 und der Scheider 50 angeordnet sind.

Zusätzlich zu denselben Vorteilen wie bei der ersten Ausführungsform gewährleistet die zweite Ausführungsform

die nachstehend beschriebenen Ergebnisse und Wirkungen. Da der Flüssigkeitstank 38 innenraumseitig angeordnet ist, ist die Betriebsflüssigkeit vor einem Einfrieren geschützt. Wie vorher erwähnt, muß der zwischen Kondensator 34 und Scheider 50 verlaufende Abschnitt der Leitung 42 zum Scheider hin geneigt sein. Wenn der geneigte Abschnitt der Leitung 42 zwischen Innen- und Außeneinheit 12 bzw. 14 angeordnet ist, unterliegen diese Einheiten Einschränkungen bezüglich ihrer relativen Einbaupositionen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 befindet sich dagegen der schräge Abschnitt der Leitung 42 innerhalb der Inneneinheit, so daß die Relativpositionen der beiden Einheiten nicht weiter berücksichtigt zu werden brauchen und damit die Einbaubarkeit des Heizgeräts verbessert wird.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern verschiedenen Änderungen und Abwandlungen zugänglich.

Beispielsweise ist die Betriebsflüssigkeit nicht auf Wasser beschränkt, vielmehr kann auch Alkohol oder eine Frostschutzlösung verwendet werden. Geeignete Frostschutzlösungen sind wässrige Lösungen von Salz, Calciumchlorid, Ethylenglycol, Propylenglycol usw.. Obgleich der Kondensator bei den beschriebenen Ausführungsformen im Belüftungsschacht angeordnet ist, kann er auch außerhalb dieses Schachts oder an der Außenseite des Gebäudes (im Freien) angeordnet sein. In diesem Fall wird ebenfalls eine günstige Wirkung erzielt. Bei den beschriebenen Ausführungsformen wird außerdem die Betriebsflüssigkeit durch die Förderpumpe zwangsweise umgewälzt. Die Flüssigkeit kann jedoch auch unter ihrem Eigendruck ohne die Verwendung einer Pumpe oder einer anderen Flüssigkeitsspeisereinrichtung

in den Verdampfer gefördert werden. Die Speisereinrichtung ist nicht auf die Flüssigkeit-Förderpuinpe beschränkt, sondern kann gemäß Fig. 5 wahlweise auch einen in der Leitung 42 zwischen dem Flüssigkeitstank 38 und dem Verdampfer 40 angeordneten Docht (wick) 56 umfassen.

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Claims

Patentansprüche

1. Regenerativheizgerät, gekennzeichnet durch eine an einer zu beheizenden Stelle angeordnete Radiator- oder Strahlungseinheit mit einem Strahlungs-Behälter (28) und einem in diesem vorgesehenen Adsorbens (30) zum Adsorbieren von Dampf

jQ unter Erzeugung von Wärme bei Berührung mit dem Dampf und zum Freigeben des adsorbierten Dampfes bei Erwärmung,

ein im Behälter angeordnetes Heizelement (32) zum Erwärmen des Adsorbens,

j5 einen Kondensator (34) zum Kondensieren des beim Erwärmen des Adsorbens von diesem freigegebenen Dampfes,

einen eine Betriebsflüssigkeit enthaltenden Flüssigkeitsbehälter (38),

2Q einen Verdampfer (40) zum Verdampfen der Betriebsflüssigkeit,

eine Leitung (42) zum Führen der durch den Verdampfer verdampften Betriebsflüssigkeit in den Strahlungs-Behälter und der durch den Kondensator kondensierten Flüssigkeit in den Flüssigkeitstank sowie

eine in die Leitung zwischen dem Strahlungs-Behälter und dem Verdampfer eingeschaltete Ventileinrichtung (44, 46) zur Steuerung der Strömung der Betriebs-

QQ flüssigkeit durch die Leitung.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine vom Strahlungs-Behälter (28) zum Boden des Flüssigkeitstanks (38) über den Kongg densator (34) und den Verdampfer (40) verlaufende Rohrleitung (42) aufweist.

3. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine Überbrückungs(rohr)leitung (45) aufweist, deren eines Ende mit der (Rohr-)Leitung

(42) zwischen dem Verdampfer (40) und dem Kondensator (34) verbunden und deren anderes Ende an die Leitung in der Nähe des Strahlungs-Behälters (28) angeschlossen ist und die den Kondensator überbrückt oder umgeht, und die Ventileinrichtung ein

^O erstes, in die Überbrückungsleitung eingeschaltetes Ventil (46) zur Steuerung der Strömung des in den Strahlungs-Behälter eingeleiteten Dampfes und zur Verhinderung einer Strömung des vom Adsorbens freigesetzten Dampfes durch die Überbrückungsleitung

j^ und ein zweites Ventil (44) aufweist, das zwischen dem Kondensator und dem einen Ende der Überbrückungs leitung in die Leitung (42) eingeschaltet ist und das eine Strömung des vom Verdampfer gelieferten Dampfes in den Kondensator zu verhindern vermag.

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4. Heizgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine

zwischen dem Verdampfer (40) und dem Flüssigkeitstank (38) in die Leitung (42) eingeschaltete Flüssig keits-Speiser- oder -Fördereinrichtung (48, 56) zum Fördern der Betriebsflüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank zum Verdampfer.

5. Heizgerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Verdampfer (40) und dem Konden-

OQ sator (34) in die Leitung (42) eingeschalteten Gas/Flüssigkeit-Scheider (50) zum Trennen der aus dem Verdampfer ausgetragenen Betriebsflüssigkeit in Dampf und Flüssigkeit und eine in der Leitung vorgesehene Flüssigkeits-Förderleitung (52) zum Zurückführen der im Scheider abgetrennten Flüssigkeit zum Flüssigkeitstank (38).

6. Heizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeits-Fördereinrichtung eine Förderpumpe (48) mit variabler Liefermenge aufweist.

7. Heizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Flüssigkeits-Fördereinrichtung einen in der Leitung (42) angeordneten Docht (wick) (56) aufweist.

8. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Strahlungs-Behälter (28) an seiner Außenfläche eine Vielzahl von Radiator- oder Strahlungsrippen (28a) aufweist.

9. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Strahlungseinheit (12) einen mit einem Einlaß (16b) und einem Auslaß (16c) versehenen und den Strahlungs-Behälter (28) aufnehmenden Belüftungsschacht (16) und eine Belüftungseinrichtung (18) zum Einführen von Luft aus einem zu beheizenden Raum über den Einlaß in den Belüftungsschacht zwecks Umwälzung der Luft um den Strahlungs-Behälter herum und anschließender Ausblasung der Luft über den Auslaß in den Raum aufweist.

10. Heizgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftungsschacht (16) eine Trennwand (20) zur Unterteilung seines Inneren in eine Kondensier-

g0 kammer (22) und eine mit dem Einlaß (16b) kommunizierende und den Strahlungs-Behälter (28) enthaltende Strahlungskammer (24) sowie einen anderen, mit der Kondensierkammer kommunizierenden Einlaß (16a) aufweist, die Strahlungseinheit eine an der

3g Trennwand angebrachte Klappe (26) aufweist, die zwischen einer ersten Stellung, in welcher sie den Auslaß mit der Strahlungskammer verbindet, und einer

zweiten Stellung bewegbar ist, in welcher sie den Auslaß mit der Kondensierkammer verbindet, und der Kondensator (34) in der Kondensierkammer angeordnet ^ist·

11. Heizgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungseinrichtung ein dem Auslaß (16c) zugewandtes (in ihm angeordnetes) Gebläse (18) auf-

IQ weist, das in der ersten Stellung der Klappe (26) über den Einlaß (16b) Luft in die Strahlungskammer (24) ansaugt, die Luft um den Strahlungs-Behälter (28) herum umwälzt und sodann die Luft über den Auslaß (16c) ausbläst und in der zweiten Stellung I^ der Klappe über den anderen Einlaß (16a) kühle Luft aus dem Raum in die Kondensierkammer (22) ansaugt, die Luft um den Kondensator (34) herum umwälzt und sodann die Luft über den Auslaß in den Raum ausbläst.

12. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Flüssigkeitstank (38) in einem zu beheizenden Raum angeordnet ist.

13. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsflüssigkeit Wasser, Alkohol oder eine Gefrierschutzlösung ist.

14. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ng daß das Adsorbens Silicagel und/oder Zeolith ist.

Henkel, Feiler, Hänzel & Partner

anwalte

KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA Kawasaki, Japan

Patentanwalt

Dr phil G Henkel Dr. rer nat. L- Feiler Dipl.-lng. W Hänzel Dipl.-Ing. D. Kottmann

Mohlstraße 37 D-8000 München 80

Tel: 089/982085-87 Telex 529802 hnkld Telefax (Gr 2+3): 089/981426
Telegramm, ellipsoid

26. März 1986 Hz/Id MSG-61P083-2

Regenerativheizgerät