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Elektrischer Wärmespeicher Die bekannten Elektrowärmeheißwasserspeicher
sind Allgemeingut geworden. Bei diesen wird die Elektrowärme dergestalt gespeichert,
daß ein Wasserbehälter oder Dampfkessel durch nachts aufgenommene elektrische Energie
erhitzt wird, der dann am Tage das erhitzte Wasser oder den erzeugten Dampf abgibt.
Beide Verfahren haben aber gewisse Nachteile. Diese bestehen bei dem einen darin,
daß beim Betrieb das erhitzte Wasser durch kalt nachströmendes Wasser verdrängt
wird, wodurch die Temperatur des abgezapften Wassers immer mehr abnimmt, bei dem
anderen darin, daß die Dampfspannung beim Betrieb immer mehr sinkt.
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Auch hat man schon versucht, diese Übelstände zu beseitigen, indem
man getrennt vom Heißwasserspeicher einen zweiten Kessel aufgestellt hat, dessen
Wasserinhalt man durch eine am Heißwasserspeicher angeschlossene Heizschlange erhitzt.
Diese Anordnung unterscheidet sich also von einem normalen, mit Hochdruckdampf gespeisten
Wasserkocher nur dadurch, daß der Hochdruckdampf einem der fortschreitenden Entladung
entsprechenden Temperaturgefälle ausgesetzt ist. Aber auch sie läßt sich für Küchenzwecke
nicht ohne weiteres verwenden, sobald es sich darum handelt, beliebige Mengen Wasser
konstanter Temperatur oder beliebige Mengen Niederdrnckdampf gleichbleibender Spannung
zu Kochzwecken bis zur völligen Entladung des Heißwasserspeichers zu entnehmen.
Es ist ausgeschlossen, hierzu in Küchenanlagen in die Dampfzuleitungen entsprechende
von Hand gesteuerte Ventile einzubauen; denn ganz abgesehen von den entstehenden
Bedienungskosten müßte man von vornherein damit rechnen, daß bei dem zur Verfügung
stehenden ungeschulten, auch noch dem öfteren Wechsel unterliegenden Personal diese
Ventile falschbedient werden.
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Nachstehend beschriebene Einrichtung vermindert alle diese Übelstände,
indem für die Erzielung der verschiedenen Gebrauchszwecke, also z. B. Warmwasser
konstanter Temperatur oder Niederdruckdampf konstanter Spannung, besondere Hilfskessel
aufgestellt werden, die aber durch automatisch gesteuerte Organe durchaus selbsttätig
arbeiten, so daß sie keinerlei Eingriffes von Hand mehr bedürfen. Erst hierdurch
wird es möglich, die nachts gespeicherte elektrische Energie tagsüber einwandfrei
zu Kochzwecken u. dgl. verbrauchen zu können.
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Der eigentliche Elektrowärmespeicher ist dabei als Elektrokessel ausgebildet
und dient in der üblichen Weise dazu, elektrische Energie in Gestalt von Elektrowärme
zu speichern. Alle bekannten Vorteile - geringer Anschlußwert, Benutzung des in
der Regel billigen Nachtstromes - sind also ebenfalls gewahrt.
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Die im Wärmespeicher erwärmte Heizflüssigkeit oder der in einem Speicherdampfkessel
erzeugte Dampf wird nach dem erwähnten Hilfskessel geleitet. Der Dampf oder die
Heizflüssigkeit wird dort durch Heizschlangen oder
die zu erwärmende
Flüssigkeit hindurchgeführt, wobei diZ-Wärme- :von--der die Heizschlange umgebenden
Flüssigkeit - aufgenommen wird, während die- -abgekühlte Heizflüssigkeit bzw. das
Kondensat wieder zum Kessel zurückfließt oder sonstwie verwendet wird. An Stelle
des Hilfskessels können naturgemäß auch übereinandergeschobene Rohre nach der bei
den Kondensatoren der Kältemaschinen bekannten Art oder ähnliche, den gleichen Zweck
verfolgende Vorrichtungen - benutzt werden. Ein in diesen Hilfskessel eingebauter
automatischer Thermoregler sperrt in irgendeiner bekannten Weise die Heizrohrleitung
des Wärmespeichers oder schaltet eine in diese Rohrleitung eingebaute Umwälzpumpe
ein und aus und hält dadurch die Temperatur des Hilfskessels dauernd konstant, ganz
gleich, ob die Temperatur des Wärmespeichers oder dessen Dampfspannung mehr und
mehr sinkt, bis schließlich der Zeitpunkt eingetreten ist, bei welchem die Temperatur
des Wärmespeichers derjenigen des Hilfskessels nahezu gleichgekommen ist. Ist dieser
Zeitpunkt erreicht, so schaltet sich der Speicher selbsttätig wieder ein, und die
Temperatur des Speichers wird wieder auf eine bestimmte Höhe gebracht. Durch vorsichtige
Größenbemessung des Wärmespeichers oder durch eine Sperruhr kann man vermeiden,
daß dieser kritische Zeitpunkt im normalen Tagesbetrieb eintritt.
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Der 1`Tutzeffekt dieser für Kochzwecke wichtigen Einrichtung ist hoch,
da durch eine genügende Isolierung der beiden Kessel und der Rohrleitungen eine
nicht gewünschte Wärmeabgabe vermieden wird. Diese Einrichtung hat aber noch weitere
Vorteile. Man kann nämlich an den Wärmespeicher gleichzeitig mehrere Hilfskessel
für verschiedene Temperaturen anschließen, z. B. den ersten für eine hohe Temperatur
von i2o ° C für Wasser zu Koch- und Genußzwecken (Kaffeewasser, Ansetzen von Suppen),
den dritten mit 6o' C für Spülzwecke, Bäder usw. Bekanntlich kann es vorkommen,
daß von diesen verschieden erhitzten Warmwassern den einen Tag mehr, den anderen
Tag weniger gebraucht wird. Durch Anordnung eines Zentralwärmespeichers kann man
dann darin einen gewissen Ausgleich schaffen.
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Die Wirkung dieser Einrichtung kann man nun erheblich weiter steigern,
wenn man für den Zentralwärmespeicher am Ende der Rufladung einen recht hohen Dampfdruck
wählt, weil dann ein großes Temperaturgefälle gegenüber der Temperatur des Hilfskessels
ausgenutzt werden kann. An Stelle eines solchen Dampfspeicherkessels kann man den
Zentralwärmespeicher auch mit einer anderen Flüssigkeit als Wasser füllen, die einen
hohen Siedepunkt hat, z. B. Öl oder Glycerin. Man kann dann dem Zentralwärmespeicher
unbedenklich hohe Temperaturen von etwa 300' C geben, zumal wenn man außerdem
das Öl auch noch unter einem gewissen Überdruck hält. Ein Verschlammen, Verkoken
usw. - läßt sich dabei zum mindesten verzögern, wenn man den nötigen Pufferraum
des Kessels nicht mit Luft füllt, sondern mit einem indifferenten Gas, z. B. Stickstoff.
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In der Zeichnung zeigt Abb. i die einfachste Anordnung eines Ausführungsbeispiels.
Der Zentralwärmespeicher i wird durch die elektrische Heizpatrone 2 aufgeheizt.
Er gibt den erzeugten Dampf nach Durchströmen der Zuleitung 3 an die Heizschlange
4 ab, die im Hilfskessel eingebaut ist. Der Thermoregler 6 steuert in irgendeiner
Weise das Ventil 7,
worauf dann das bei offenem Ventil abfließende und abgekühlte
Heizmittel durch das Rohr 8 dem Zentralwärmespeicher i wieder zufließt. An den Hilfskessels
ist die Kaltwasserzuleitung9 angeschlossen, während das warme Wasser dem Zapfhahn
ii durch das Rohr io zuströmt. Man erkennt ohne weiteres, daß man dadurch Warmwasser
von praktisch konstant bleibender Temperatur erhält.
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Ein ausgedehnteres Anwendungsbeispiel zeigt Abb. 2. Der Zentralwärmespeicher
21 ist mit 01 22 gefüllt, während der Pufferraum 23 Stickstoff enthält. Ein
Kontaktthermometer oder ein Kontaktmanometer 24 steuert gegebenenfalls in Verbindung
mit einer Sperruhr die Heizpatrone 2s. Die Heizölleitung 26 führt zu den drei Heizschlangen
27, 28, 29, von dort zu den Kaltölleitungen 30, 31, 32, weiter durch die
mit Elektromotoren gekuppelten Umwälzpumpen 33, 34, 35, worauf das Öl durch die
Kaltölleitung 36 dem Kessel 2i wieder zufließt.
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Die Hilfskessel 37, 38, 39 sollen nun verschieden warmes Wasser abgeben,
z. B. iro ° C, 8o' C und 6o ° C. Zu diesem Zweck sind Kontaktthermoregler 40, 41,
42 vorgesehen, die durch nicht dargestellte elektrische Leitungen die zugehörigen
Umwälzpumpen 33, 34, 35 steuern.
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Vom Hilfskessel 27 steigt das iio° C warme Heizmedium (Wasser oder
Dampf) durch die Leitung 43 hoch, sobald der Heizhahn 44 geöffnet wird, das Heizmedium
bringt dann in einem Kochkessel 4s oder beliebig viel anderen Kesseln das Kochgut
zum Kochen, fließt dann durch das Rohr 46 dem Hilfskessel 37 wieder zu, wo es durch
die Heizschlange 27 von neuem aufgeheizt wird.
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Im Hilfskessel 38 soll Heißwasser für Genußzwecke von 8o' C Temperatur
erzeugt werden. Das Kaltwasser tritt durch das Rohr 47 ein, während das erwärmte
Wasser durch das Rohr 48 dem Hahn 49 zufließt.
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Das gleiche findet beim Hilfskessel 39 statt, der nur auf 6o ° C erwärmt
werden soll. Das
Kaltwasser tritt durch das Rohr 5o ein, während
dasWarmwasser durch dasRohr 51 den Hähnen 52, 53 zufließt, um am Spülbecken 54 oder
in der Wanne 55 verwendet zu werden.