DE4338419A1

DE4338419A1 - Elektrospeicherheizgerät

Info

Publication number: DE4338419A1
Application number: DE4338419A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Schmidt
Original assignee: Olsberg Hermann Everken GmbH
Current assignee: Olsberg Hermann Everken GmbH
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-11

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrospeicherheizgerät mit in einem Gehäuse angeordneten, Luftdurchtrittskanäle aufweisen den Speichersteinen, welche durch in und/oder an ihnen vorge sehene Heizmittel auf hohe Temperaturen bringbar und danach durch in den Luftdurchtrittskanälen zu in die Umgebung füh renden Luftdurchtrittsöffnungen strömende Luft, die von der Umgebung angesaugt wird, abgekühlt werden, und Wärmeisola tionsplatten, welche zwischen den Wänden des Gehäuses und den Speichersteinen angeordnet sind, um die in den Speicher steinen gespeicherte Wärme von den Wänden des Gehäuses fern zuhalten; weiter betrifft die Erfindung einen Speicherstein für ein derartiges Elektrospeicherheizgerät.

Elektrospeicherheizgeräte dieser Art sind weit verbreitet (siehe z. B. EP-PS 0 344 341) und dienen in erster Linie dazu, während der Nachtstunden billig zur Verfügung stehende elektrische Energie in Wärme umzuwandeln und in den Speicher steinen bei Temperaturen von etwa 750°C zu speichern. Während der Tagstunden sind die die Speichersteine über Nacht aufheizenden vorzugsweise elektrischen Heizmittel abgeschaltet, und ein Ventilator saugt Raumluft an, führt diese durch die Luftdurchtrittskanäle in den Speichersteinen zu einer oder mehreren Luftaustrittsöffnungen, wo die auf diese Weise erhitzte Luft wieder in die Umgebung austritt.

Um das Gehäuse eines solchen Elektrospeicherheizgerätes vor hohen Außentemperaturen zu schützen, die zu einem vorzeiti gen und unkontrollierten Abgeben von Wärme an die Umgebung führen und im übrigen eine Verbrennungsgefahr bedeuten wür den, sind zwischen den Außenflächen der Speichersteine und dem Gehäuse Wärmeisolationsplatten vorgesehen, die z. B. aus hochtemperaturfestem Material bestehen.

Standardqualitäten derartiger Wärmeisolationsplatten sind bis zu Temperaturen von 960°C belastbar.

Die Dicken derartiger Wärmeisolationsplatten liegen zwischen 3 und 30 mm je nach Anwendungszweck. Je dicker die Wärmeiso lationsplatten sind, umso besser ist die Wärmeisolation.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Elektrospeicherheizgerät der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die Wärmeisolation ohne Vergrößerung der Dicke der Wärmeisolationsplatten wesentlich verbessert wird bzw. bei verringerter Dicke der Wärmeisolationsplatten eine gleich gute Wärmeisolation erzielt wird. Die Speicherkapazi tät der Speichersteine soll dabei weitgehend aufrechterhal ten bleiben.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Elektrospeicherheizgerät der eingangs genannten Gattung vor, daß wenigstens ein Teil und vorzugsweise alle der den Wärme isolationsplatten zugewandten Flächen der Speichersteine punktuelle Vertiefungen mit dazwischen angeordneten Stegen aufweisen, derart, daß die Wärmeisolationsplatten an den Stegen anliegen und zwischen den Wärmeisolationsplatten und dem Boden der Vertiefungen ein Luftpolster vorliegt, und bei einem Speicherstein der eingangs genannten Gattung, daß wenigstens ein Teil und vorzugsweise alle der Außenflächen punktuelle Vertiefungen mit dazwischen angeordneten Stegen aufweisen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, daß man zwi schen den dem Gehäuse zugewandten Außenflächen der Speicher steine und den dort befindlichen Wärmeisolationsplatten zusätzliche Luftpolster bildet, welche ein wesentlich besse res Wärmeisolationsverhalten zeigen als aus festem Material bestehende Wärmeisolierungen. Gleichwohl wird die Wärmeisola tionsplatte noch flächig an der Außenseite der Speicher steine abgestützt. Die Stege zwischen den Vertiefungen werden möglichst schmal gehalten, um an diesen Stellen den Wärmeübergang möglichst gering zu halten. Die Vertiefungen und Stege müssen jedoch so ausgebildet und dimensioniert sein, daß einerseits möglichst große Luftpolster zwischen Wärmeisolationsplatten und Speichersteinen vorhanden sind, andererseits aber eine so gute Abstützung der Wärmeisola tionsplatten an den Außenflächen der Speichersteine gewähr leistet ist, daß das die Vertiefungen überbrückende Material der Wärmeisolationsplatten vom Boden der Vertiefungen noch einen zur Bildung eines Wärmeisolations-Luftpolsters aus reichenden Abstand aufweist. Mit anderen Worten dürfen die mit den Wärmeisolationsplatten in Verbindung stehenden Grundflächen der Vertiefungen nicht so groß werden, daß das Material der Wärmeisolationsplatten in die Vertiefungen hineingedrückt wird und daß erwünschte Luftpolster weit gehend ausfüllen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht durch den oberen Bereich eines erfindungsgemäßen Elektrospei cherheizgerätes,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht nach Linie II-II in Fig. 1, wobei zusätzlich in den Bereichen a eine Teilansicht nach Linie IIa-IIa in Fig. 1 wieder gegeben ist,

Fig. 3 eine schematische Ansicht nach Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine schematische Ansicht nach Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellung eines Ausschnittes V aus den Fig. 2 und 3 und

Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5.

Nach den Fig. 1 und 2 sind in einem nur gestrichelt angedeu teten Gehäuse 16 eines Elektrospeicherheizgerätes überein ander Kanal-Speichersteine 13, von denen in den Fig. 1 und 2 nur der oberste dargestellt, ist und oben jeweils ein Abdeck-Speicherstein 14 angeordnet. Gemäß Fig. 4 sind über die Breite des Elektrospeicherheizgerätes mehrere derartige Übereinanderanordnungen von Speichersteinen 13, 14 nebenein ander im Gehäuse 16 untergebracht.

In den Kanal-Speichersteinen 13 sind hintereinander vertikal verlaufende Luftdurchtrittskanäle 11 angeordnet, während im Abdeck-Speicherstein 14 ein sich über alle drei Vertikal- Luftdurchtrittskanäle 11 erstreckender Verbindungs-Luftdurch trittskanal 12 vorgesehen ist.

Nach den Fig. 1 und 4 sind im vorderen und hinteren Verti kal-Luftdurchtrittskanal 11 der Kanal-Speichersteine 13 nur gestrichelt angedeutete Heizmittel 15 in Form von Heizstäben vorgesehen, die elektrisch aufgeheizt werden können.

Die Außenflächen der aufeinandergestapelten und nebenein ander angeordneten Speichersteine 13, 14 sind durch Wärmeiso lationsplatten 17 abgedeckt, wodurch ein Übergang der in den Speichersteinen 13, 14 gespeicherten Wärme auf das umgebende Gehäuse 16 weitgehend verhindert wird.

Erfindungsgemäß sind nach den Fig. 2 und 3 in den Außen flächen der Speichersteine 13, 14, welche mit den Wärmeisola tionsplatten 17 in Berührung kommen, Vertiefungen 18 in Form von Sechskantpyramiden vorgesehen, welche in den Fig. 5 und 6 vergrößert wiedergegeben sind.

Erfindungsgemäß sind die Sechskantpyramiden in der aus den Fig. 2, 3, 5 und 6 ersichtlichen Weise derart versetzt und regelmäßig nebeneinander angeordnet, daß die zwischen den Vertiefungen 18 verbleibenden Stege 19 konstante Breite haben. Die Breite der Stege 19 wird dabei so gewählt, daß sie sich beim Anlegen der Wärmeisolationsplatten 17 nicht in deren Material einschneiden können, so daß die Vertiefungen 18 gemäß Fig. 6 vom Material der Wärmeisolationsplatten 17 freibleiben und dort ein besonders gut wärmeisolierendes Luftpolster verbleibt.

Während grundsätzlich die Vertiefungen 18 zwischen den Stegen 19 eine konstante Tiefe aufweisen könnten, ist es doch bevorzugt, wenn die Böden 20 der Vertiefungen 18 gemäß Fig. 6 vom Umfang der Vertiefungen 18 schräg bis zum tiefsten Punkt verlaufen, durch den in Fig. 6 eine senkrecht auf der zugeordneten Fläche der Vertiefungen 18 stehende gedachte Achse 21 hindurchgeführt ist. Die Vertiefungen 18 sollen rotationssymmetrisch zu dieser Achse 21 sein.

Nach den Fig. 1 bis 3 sind in der oberen Fläche der Abdeck- Speichersteine 14 mittig und im Abstand zwei Montagebohrun gen 23 vorgesehen, in welche mit geeigneten Werkzeugen einge griffen werden kann, um die Abdeck-Speichersteine 14 zu hand haben, d. h. sie z. B. von einer Vorratspalette auf einen Stapel von Kanal-Speichersteinen 13 aufsetzen zu können.

Weiter sind in den vorderen und/oder hinteren Wänden der Abdeck-Speichersteine 14 im Abstand nebeneinander drei verti kale Anschlußleitungen-Verlegenuten 24 vorgesehen, die verti kal mit den Luftdurchtrittskanälen 11 ausgerichtet sind und an der Unterseite der Abdeck-Speichersteine 14 eine Fort setzung aufweisen (Fig. 2), welche in den Luftdurchtritts kanal 12 einmündet. Die Nuten 24 dienen der Verlegung der elektrischen Leitungen von außen zu den elektrischen Heiz mitteln 15. Der Übersichtlichkeit halber sind diese elektri schen Zuleitungen in der Zeichnung nicht dargestellt.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Speichersteine geht z. B. so vor sich, daß sie vor dem Brennen im noch weichen Zustand durch eine entsprechend ausgebildete Matrize mit dem Sechskantpyramiden-Muster nach den Fig. 2, 3, 5, 6 versehen werden und daß der Brennvorgang erst anschließend durchge führt wird. Nach dem Zusammenbau der Speichersteine 13, 14 zu einem Speichersteinblock werden in üblicher Weise die Wärmeisolationsplatten 17 eingebracht und an die Außenflä chen der Speichersteine 13, 14 angelegt, wobei zwischen den Wärmeisolationsplatten 17 und den Böden 20 der Vertiefungen 18 jeweils ein gut wärmeisolierendes Luftpolster verbleibt.

Nach Aufheizung der Speichersteine 13, 14 durch die Heizmit tel 15 wird mittels eines nicht dargestellten Ventilators Luft im Sinne der in Fig. 1 eingezeichneten gestrichelten Linien 22 in den mittleren Luftdurchtrittskanälen 11 nach oben, dann nach vorn bzw. hinten durch den Luftdurchtritts kanal 12 und schließlich in den vorderen und hinteren Luft durchtrittskanälen 11 wieder nach unten zu einer nicht darge stellten Austrittsöffnung in den umgebenden Raum geführt.

Die Vertiefungen 18 könnten grundsätzlich auch in anderer Form, z. B. als parallele Rillen mit dazwischen angeordneten Stützrippen ausgebildet sein. Um ein optimales Verhältnis des Luftvolumens der Vertiefung 18 zur Anlagefläche von Steg 19 zu bekommen, ist bevorzugt eine geometrische Form ge wählt, die bei größtmöglichem Flächeninhalt einen kleinstmög lichen Umfang aufweist. Aus diesem Grunde ist die der Kreis form möglichst nahekommende Sechskantform vorteilhaft.

Bezugszeichenliste

11 Luftdurchtrittskanal
12 Luftdurchtrittskanal
13 Kanal-Speicherstein
14 Abdeck-Speicherstein
15 Heizmittel
16 Gehäuse
17 Wärmeisolationsplatte
18 Vertiefung
19 Steg
20 Boden
21 Achse
22 Luftführungspfeil
23 Montagebohrungen
24 Anschlußleitungen-Verlegenuten

Claims

1. Elektrospeicherheizgerät mit in einem Gehäuse (16) ange ordneten, Luftdurchtrittskanäle (11, 12) aufweisenden Speichersteinen (13, 14), welche durch in und/oder an ihnen vorgesehene Heizmittel (15) auf hohe Temperaturen bringbar und danach durch in den Luftdurchtrittskanälen (11, 12) zu in die Umgebung führenden Luftdurchtritts öffnungen strömende Luft, die von der Umgebung angesaugt wird, abgekühlt werden, und Wärmeisolationsplatten (17), welche zwischen den Wänden des Gehäuses (16) und den Speichersteinen (13, 14) angeordnet sind, um die in den Speichersteinen (13, 14) gespeicherte Wärme von den Wän den des Gehäuses (16) fernzuhalten, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil und vorzugsweise alle der den Wärmeisolationsplatten (17) zugewandten Flächen der Speichersteine (13, 14) vorzugsweise punktuelle Vertie fungen (18) mit dazwischen angeordneten Stegen (19) aufweisen, derart, daß die Wärmeisolationsplatten (17) an den Stegen (19) anliegen und zwischen den Wärmeisola tionsplatten (17) und dem Boden (20) der Vertiefungen (18) ein Luftpolster vorliegt.

2. Elektrospeicherheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vertiefung (18) zu einer senkrecht auf der zugeordneten Fläche des Speichersteins (13, 14) stehende Achse (21) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

3. Elektrospeicherheizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (18) in Draufsicht sechseckförmig sind.

4. Elektrospeicherheizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (18) als Sechskantpyramiden ausge bildet sind.

5. Elektrospeicherheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Abmessung der Vertiefungen (18) in der Ebene der zugeordneten Wand der Speichersteine (13, 14) 5 bis 20 mm, vorzugsweise 5 bis 15 mm und insbesondere etwa 10 mm beträgt.

6. Elektrospeicherheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Tiefe der Vertiefungen (18) etwa halb so groß wie die größte Abmessung der Vertiefungen (18) in der Ebene der zugeordneten Wand der Speichersteine (13, 14) ist.

7. Elektrospeicherheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (19) zwischen jeweils zwei Vertiefungen (18) um etwa eine Zehnerpotenz schmaler als die größte Abmessung der Vertiefungen in der Ebene der zugeordneten Wand der Speichersteine (13, 14) ist.

8. Elektrospeicherheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (18) in regelmäßiger Anordnung und in möglichst enger Packung vorgesehen sind.

9. Speicherstein für ein Elektrospeicherheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil und vorzugsweise alle der Außen flächen vorzugsweise punktuelle Vertiefungen (18) mit dazwischen angeordneten Stegen (19) aufweisen.

10. Speicherstein nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vertiefung (18) zu einer senkrecht auf der zugeordneten Fläche des Speichersteins (13, 14) stehende Achse (21) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

11. Speicherstein nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (18) in Draufsicht sechseckförmig sind.

12. Speicherstein nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (18) als Sechskantpyramiden ausge bildet sind.

13. Speicherstein nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Abmessung der Vertiefungen (18) in der Ebene der zugeordneten Wand der Speichersteine (13, 14) 5 bis 20 mm, vorzugsweise 5 bis 15 mm und insbesondere etwa 10 mm beträgt.

14. Speicherstein nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Tiefe der Vertiefungen (18) etwa halb so groß wie die größte Abmessung der Vertiefungen (18) in der Ebene der zugeordneten Wand der Speichersteine (13, 14) ist.

15. Speicherstein nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (19) zwischen jeweils zwei Vertiefungen (18) um etwa eine Zehnerpotenz schmaler als die größte Abmessung der Vertiefungen in der Ebene der zugeordneten Wand der Speichersteine (13, 14) ist.

16. Speicherstein nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (18) in regelmäßiger Anordnung und in möglichst enger Packung vorgesehen sind.