DE654949C - Verfahren zum Herstellen von festen Koerpern zum Aufspeichern von Waermemengen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von festen Körpern zum Aufspeichern von Wärmemengen Es sind Anlagen zum Heizen von Räumen und zum Erzeugen von Heißwasser bekannt, bei denen durch zeitweilige Einwirkung einer Wärmequelle, z: B. einer Feuerung für feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe, eines elektrischen Widerstandsheizkörpers o. dgl., auf einen festen Körper von möglichst großer Wärmeaufnahmefähigkeit eine Wärmespeicherung vorgenommen wird und die aufgespeicherte Wärmemenge unabhängig vom Betrieb der Wärmequelle, und -zwar je nach dem Bedarf der Wärmemenge für die Heiz- oder Warmwasseranlage, durch Einwirkung des Wärmespeicherkörpers auf eine Wärmeaustauschvorrichtung nutzbar gemacht wird. Die bisher für die angegebenen Zwecke verwendeten Wärmespeicherkörper, die aus Ton oder Schamotte, aus natürlichen Steinen oder auch aus Metall bestehen, besitzen nicht die sämtlichen Eigenschaften, die zur Erzielung hoher Wärmewirkungen für den Vcrwendungszweck erforderlich sind. Dies ist zum 'feil darauf zurückzuführen, daß Wärmespeicherungen bis zu einer Temperatur von etwa 7 ' C nicht -ebräuchlich waren, zum 'feil 00 b auch darauf, daß die Einrichtungen zur Ausnutzung der in den festen Körpcrn@der angcgchenenArt gcspcicherten Wiirmc so hohe Temperaturen für die Wärmeabgabe nicht zuließen, weil dann eine zu plötzliche Vcrdatnpfung des Wassers eingetreten wäre.
• Es sind neuerdings Anlagen ausgebildet worden, denen die Erkenntnis zugrunde liegt, daß es a111 wirtscliaftlicbsten ist, die «'arme in dem Wärmespeicherkörper bis zu hohen Temperaturen von :etwa 70o° C aufzuspeichern. Dabei finden Einrichtungen Verwendung, die bei der Wärmeabgabe eine plötzliche Verdampfung des Wassers verhindern. -Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Verfahren zum Herstellen von festen Körpern zum Aufspeichern von Wärmemengen, dessen wesentliches Merkmal darin besteht, daß der feste Körper durch Mischung verschiedener Stoffe gebildet wird, die nach ihren Eigenschaften derart ausgewählt sind, daß eine möglichst wirtschaftliche Wärmeaufspeicherung erzielt wird. Um den Wert der Erfindung richtig zu beurteilen, muß zunächst auf die Eigenschaften der Stoffe, damit diese den gestellten Anforderungen als Wärmespeicherkörper für hohe . Erhitzung genügen, eingegangen werden. Die höchsten Wirkungen werden erzielt, wenn der für die Wärmespeicherung zur Verwendung kommende feste Körper folgende Eigenschaften möglichst vollständig in sich vereinigt: a) hohe spezifische Wärme, um in kleinster Stoffmenge eine möglichst hohe Wärmemenge aufspeichern zu können, b) hohes spezifisches Gewicht, um die be- nötigte Stoffmenge in einem möglichst kleinen Raum unterzubringen, c) hohe Wärmclcitzahl, umschnelle Wärmeabgabe bei der Entladung zu erreichen.
• d) Auch bei höheren Temperaturen, z. 13). etW;i ;00" C, muß der Stolt sehr beständig sein und seine hesti-kkeit beibehalten. Er darf keinerlei Veränderungen erleiden, aus denen Gefahren für die Umgebung entstehen.
• e) Der Stoff soll möglichst billig sein. Keramisclic Stoffe, z. B. Tonerde, Kaolin, Schamotte, aber auch natürliche Steine erfüllen fast alle obigen Bedingungen; nur ihre Wärmeleitfähigkeit ist zu gering.
• Die Metalle, z. B. Eisen, vereinigen auch die Mehrzahl obiger Bedingungen in sich; aber ihre spezifische Wärme ist viel zu klein.
• Es bestand daher die Notwendigkeit, durch Mischung verschiedener Stoffe eine Masse zu erzeugen, aus der Speicherkörper hergestellt werden können, die allen Bedingungen genügen. Gemäß der Erfindung werden zur Herstellung-des festen Wärmespeicherkernes Stoffe, die im einzelnen eine hohe spezifische Wärme oder ein hohes spezifisches Gewicht oder eine große Wärmeleitzahl oder mehrere dieser Eigenschaften besitzen, in einem solchen Mengenverhältnis zu einer Masse gemischt und, in eine bestimmte Form gebracht, zu einem festen Körper verarbeitet, der die angegebenen Eigenschaften der einzelnen Stoffe in sich vereinigt. Einen wichtigen Bestandteil dieser Masse bildet -gemäß dieser Erfindung Graphit, der selbst den oben angegebenen Bedingungen recht gut entspricht. Insbesondere ist seine Hitzebeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit hervorragend; nur seine spezifische Wärme ist nicht ganz befriedigend. Ein Körper aus Graphit allein kann wegen seiner unzureichenden Festigkeit nicht zur Verwendung kommen; aber die Mischung von Graphit mit den anderen Stoffen der angegebenen Art ergibt eine Masse; aus der Speicherkerne mit sehr hoher- spezifischer Wärme hergestellt werden können. . Deshalb wird nach er Erfindung Graphit und ein in bezug auf spezifische Wärme sehr hochwertiges Kaolin, das zur Erreichung eines geringen Schwundes und Widerstandsfähigkeit gegen schroffe und häufige Temperaturwechsel vorerst in bekannter Weise zu Schamotte gebrannt wird, zerkleinert und unter Verwendung eines mit Wasser angerührten Bindetones zu einer Masse verarbeitet, deren Eigenschiften sich aus folgenden Zahlenwerten erkennen lassen: Für einen Speicherkern von io ooo WE Fassungsvermögen. bei einem Temperaturgefälle von boo bis i oo" sind 5o kg Masse erforderlich, welche einen Raum von 2o 1 einnehmen. Die spezifisclieWärme der Masse ist rund o,4. das spezifische Gewicht etwa 2,3 und die Wärmeleitzahl etwa 5o WE in technischem Wärmemaß.
• Die iXengenverhältnisse der einzelnen Rohstoffe zueinander sind stark von ihren Eigenschaften abhängig und außerordentlich veränderlich: Als allgemeines Beispiel einer geeigneten Zusammensetzung der Masse können folgende Angaben dienen: 400#10 Graphit, 55 °.''o Kaolin-Schamotte-Mischung,' 5 ö;o Bindeton in feinster Vermahlung.
• Um zu vermeiden, daß der Graphit bei den hohen Temperaturen mit der Zeit ausbrennt, erhält der Speicherkörper gemäß der Erfindung -nach seiner endgültigen Formgebung einen Überzug von einem Schutzstoff, durch den der Zutritt vom Luftsauerstoff zu dem .glühenden Graphitkörper verhindert ,#vird. Ein solcher Überzug kann von einer hitzebeständigen keramischen Schicht gebildet werden; jedoch darf dadurch die Wärmeabgabe bzw. der Wärmeübergang an die Wärmeaustauschvorrichtung nicht verschlechtert werden. So ist beispielsweise ein Überzug aus hochschmelzendem Email verwendbar. Vorteilhafter ist hinsichtlich des Wärmeüberganges ein 1\fetallüberzug, der z. B. in bekannter Weise durch einen galvanischen Niederschlag - von Nickel, Kupfer oder Chrom auf die Oberfläche des Speicherkörpers erzeugt wird:

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zum Herstellen von festen Körpern zum Aufspeichern von Wärmemengen für Heiz- und Warmwasseranlagen, bei denen die in einem festen Körper als Wärmespeicher durch zeitweilige Limvirkung einer Wärmequelle aufgespeicherte Wärmemenge ausgenutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicherkörper aus einer Mischung von Graphit, Kaolinschamotte und Bindeton in feinster Vermahlung in einem derartigen Mengenverhältnis der genannten Stoffe besteht, däß er eine' hohe Hitzebeständigkeit, eine hohe spezifische Wärme, hohes spezifisches Gewicht und eine große Wärmeleitzahl besitzt. ä. Speicherkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphit enthaltende Körper mit einer Oberflächen-Schicht, die einen Schutz gegen Ausbrennen des Graphits .gibt, iiberzog@-ii ist.