DE3819201A1 - - Google Patents
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Description
OS 38 19 202
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmegewinnungs-Speichersystem
für Warmwasserheizungen.
Warmwasserheizungen sind seit einer Vielzahl von Jahren bekannt und vom wirtschaftlichen und gesundheitlichen
Standpunkt führend.
Ein Großteil dieser Anlagen wird durch Befeuerungskessel (Festbrennstoff, Gas oder Ölbefeuerung) betrieben.
Diese Befeuerungsanlagen haben oftmals folgende Nachteile:
— ungenügende Ausnützung der Rohstoffe beim Verbrennungsvorgang,
— Entstehung von umweltgefährdenden Schadstoffen bei der Verbrennung,
— Störanfälligkeit des Einspritzsystems,
— Aufwendige und kostenintensive Vorratslagerung der Brennstoffe (Errichtung von Lagerräumen,
Gas- oder Heizöltanks usw.).
— Verschmutzung des Grundwassers durch evtl. Ölaustritte,
— Explosionsunglücke durch nichtsachgemäße Handhabung von Gasen,
— Errichtung von separaten Schornsteinen für Gas- und ölbefeuerte Anlagen bzw. Nichtbenutzung
von vorhandenen Schornsteinen zur Feststoffverbrennung (Kachelofen usw.).
— Abhängigkeit gegenüber der Preispolitik von Rohstofflieferanten bzw. Anlieferländern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmequelle zu erschließen, bei der die vorgenannten
Nachteile nicht auftreten.
Erreicht ist dieses Ziel dadurch, daß mittels elektrischer
Energie und einem Salzschmelzprozeß Wärme erzeugt, gespeichert und über ein Verteilersystem an die
Heizung abgegeben wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist im Anspruch 1 und 9 gekennzeichnet.
Eine erfindungsgemäße Anlage bereitet bei der Herstellung keine Schwierigkeiten.
Die Erstellungskosten sind mit den Kosten für einen Kessel und Ölbrenner vergleichbar.
Bei der Herstellung des Salzgemisches ist die BRD autark. Die Salzschmelze (HTS z. B. Nitratsalz) hat im
Temperaturbereich bis zu 2500C eine unbegrenzte Lebensdauer.
Es ist nicht notwendig, das Salz zu regenerieren oder auszutauschen. Eine Korrosion und/oder nennenswerter
Materialabtrag an den Stahlteilen findet bei den genannten Temperaturen nicht statt.
Der Salzschmelzprozeß erfolgt in einem drucklosen, die Umwelt nicht berührenden, geschlossenen Behälter.
Die Aufheizung bzw. die Nachheizung des SaIzschmelzebehälters
ist täglich von 22.00 Uhr bis 6.00 Uhr vorgesehen. In diesem Zeitraum wird der sogenannte
"Billige Nachtstrom" verwendet.
Werden die Kosten für leichtes Heizöl (Ölverbrennungsanlage) und dem "Nachtstrom" (Salzschmelzanlage)
Stand März 1988 bei der Wirtschaftlichkeitsberech- eo nung zugrunde gelegt, so ergibt sich eine Einsparung
von ca. 30% der Betriebskosten für die erfindungsgemäße Anlage.
Das System eignet sich hervorragend zur Nachrüstung an bereits bestehenden Warmwasserheizungsanlagen,
da die Abmessungen des Salzschmelzebehälters und des Heißwasserspeicherbehälters nach den DIN-Abmessungen
von Türen gewählt werden. Außerdem können bereits vorhandene Lagerräume (Einschweißtanks
etc.) und Schornsteine (z. B. für den Anschluß von Kaminen, Kachelofen usw.) anderweitig genutzt werden.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand eines Ausführungsbeispiels nach Anspruch 1 und
9 als Schemata dargestellt und wird in der folgenden Beschreibung näher erläutert.
Wärmespeichervorrichtung und Verfahren zur Aufheizung von Wasser für den privaten und Industriebedarf
besteht im einzelnen aus folgenden Bauteilen:
Der drucklose Salzschmelzbehälter (1) ist aus Stahlblech geschweißt, die Abmessungen werden entsprechend
dem Wärmebedarf festgelegt.
Das für das Salzbad (2) erforderliche Salzpulver wird über den Stutzen (6) eingefüllt. Das Salz wird durch die
in einem Schutzrohr (7) befindlichen Heizwendel (3) zum Schmelzen (Schmelztemperatur
> 12O0C) gebracht und bis zur vorgegebenen Temperatur aufgeheizt.
Die vorgegebene Temperatur ergibt sich aus der Außentemperatur — Temperaturfühler (9) und dem Wärmebedarf
der Heizung.
Der Salzstand im Behälter ist über den Peilstab (8) erkennbar.
Die im Behälter eingebaute Temperaturanzeige (10) regelt den Schmelzprozeß und die Nachheizung.
Entlüftung und Entleerung des Salzschmelzbehälters erfolgt über den Stutzen (11).
Ein Teil der gespeicherten Wärme wird dem Salzbad durch eine mit Wasser gefüllte, aus Stahlrohr geschweißte
Rohrschlange (4) entzogen. Füllung und Entleerung der Rohrschlange über Stutzen (12).
Das durch die abgeführte Wärme entstehende Wasser/Dampfgemisch fördert die Ladepumpe (13) in einem
geschlossenen Kreislauf über die aus Stahlrohr geschweißte Rohrschlange (14) im Heißwasserspeicherbehälter
zur Rohrschlange (4) des Salzschmelzebehälters (1) zurück.
Die Temperatur und der Druck des Wasser/Dampfgemisches ergibt sich aus dem Wärmebedarf der Heizung
bzw. der Temperatur der Salzschmelze. Der Druck wird über das Manometer und Sicherheitsventil (15)
überwacht
Die Rohrschlange (14) ist in dem aus Stahlblech gefertigten
Heißwasserspeicherbehälter (5) eingebaut.
Das Wasser/Dampfgemisch der Rohrschlange (4/14) erwärmt das Wasservolumen des Heißwasserspeicherbehälters
(5) auf max. 110° C.
Das Volumen des Heißwasserspeicherbehälters ergibt sich aus dem Wärmebedarf der Warmwasserheizung
und den Aufstellungsmöglichkeiten des Behälters bzw. des Platzes, der zur Verfügung steht.
Füllung, Entlüftung bzw. Entleerung des Heißwasserspeicherbehälters
(5) erfolgt über die Stutzen (21). Der Druck im Behälter wird über das Manometer und Sicherheitsventil
(22) überwacht.
Über die Temperaturanzeige (25) wird die Beheizung des Heißwasserspeicherbehälters (5) durch die Rohrschlange
(14) geregelt. Eine Temperatur von 110° C bewirkt das Abschalten der Ladepumpe (13) und das
Schließen des Regel/Absperrventils (26). Bei einer Temperatur
von 90° C öffnet sich das Regelventil/Absperrventil (26) und die Pumpe (13) bewegt das Wasser/
Dampfgemisch in der Rohrschlange (4/14) im geschlossenen Kreislauf.
Die Umwälzpumpe (27) transportiert das Heißwasser über den Vorlauf (17) zum 4-Wege-Mischventil (28), wo
OS 38 19 202
das Wasser des Heizungsrücklaufes (19) mit dem Heißwasser des Vorlaufes (17) zum Heizungsvorlauf (18) gemischt
wird. Das überschüssige Wasser des Heizungsrücklaufes (19) wird über die Rücklaufleitung (20) in den
Heißwasserspeicherbehälter (5) zurückgeführt.
Für die Nutzung des Heißwasserspeicherbehälters (5) zur Erwärmung von Brauchwasser sind die Stutzen
(23/24) vorgesehen.
Für das gesamte Heizungssystem ist eine Isolierung (29) notwendig.
Claims (11)
1. Wärmespeichervorrichtung dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorrichtung aus einem Heißwasserspeicherbehälter
(5) und einem salzgefüllten Salzschmelzbehälter (1) mit Aufheizvorrichtung (3) besteht.
Der Heißwasserspeicherbehälter und der Salzschmelzbehälter ist mit einem fluidgefüllten Rohrsystem
(4/14) verbunden.
2. e. d. V. dadurch gekennzeichnet, daß der Heißwasserspeicherbehälter
(5) mit einer Mischeinrichtung (28) für Heizungsvor- (18) bzw. Rücklauf (19/20) verbunden ist.
3. e. d. V. dadurch gekennzeichnet, daß am Heißwasserspeicherbehälter
(5) Anschlüsse für den Brauchwasservor- (24) und Rücklauf (23) angebracht sind.
4. e. d. V. dadurch gekennzeichnet, daß der Heißwasserspeicherbehälter
(5) und der Salzschmelzbehälter (1) als Platten- und/oder Rohrbündelwärmeaustauscher
ausgeführt ist.
5. e. d. V. dadurch gekennzeichnet, daß der Salzschmelzbehälter (1) durch Heizmatten und/oder
Heizspiralen iduktiv aufgeheizt ist.
6. e. d. V. dadurch gekennzeichnet, daß geschmolzenes Salz (2) im Salzschmelzbehälter (1) durch die
eingebaute Salzpumpe und Umlenkung zur Zirkulation gebracht wird.
7. e. d. V. dadurch gekennzeichnet, daß die Ladepumpe (13) und das Absperrventil (26) vor bzw.
nach dem Heißwasserspeicherbehälter (5) in das Rohrleitungssystem (4/14) eingebaut ist.
8. e. d. V. dadurch gekennzeichnet, daß im Heißwasserspeicherbehälter
(5) und im Salzschmelzbehälter (1) Temperaturindikatoren (25 +10) eingebaut sind.
9. Verfahren zur Wärmespeicherung dadurch gekennzeichnet, daß ein eutektisch schmelzendes
Salzgemisch (2) als Wärmeträger verwendet wird (Schmelzpunkt des Salzes > 12O0C). Eine mit Wasser
gefüllte Rohrschlange (4) wird durch die Salzschmelze erhitzt. Das in der Rohrschlange (4) entstandene
Wasser/Dampfgemisch erwärmt wiederum Wasser über eine weitere Rohrschlange (14).
10. e. d. V. dadurch gekennzeichnet, daß geschmolzene Wärmeträger (z. B. Paraffine) und Wärmeträgeröle
verwendet werden.
11. e. d. V. dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen
(4/14) mit Wärmeträgeröl gefüllt sind.
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