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Elektrische Raumheizungsanlage mit Elektrodenbeheizung Die Erfindung
bezieht sich auf eine Raumheizungsanlage mit Elektrödenbeheizung, insbesondere Kleinanlage,
bei welcher die Stromaufnahme von Elektroden selbsttätig geregelt wird, und zwar
. mittels einfacher Bauteile. Die Regelung bezweckt die Verhinderung eines unzulässig
hohen Stromstoßes beim Einschalten und die Begrenzung der Heizleistung des Stromes
auf den Wert der Austauscherleistung bei Dauerbetrieb.
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Die heute üblichen Bauarten benötigen zu gleichen Zwecken Schaltorgane,
die in Ab-hängigkeit vom Dampfdruck in einer Elektrodenkammer an Spannung
gelegt sind, z. B. derart, daß der Zeiger eines Kontaktdruckmessers bei Überschreiten
eines oberen oder unteren Grenzdruckes die Stromzufuhr einer Hilfselektrodenheizung
mittels Schaltschütz jeweils ab oder zu schaltet, während die Stromzüfiihr einer
Hauptelektrode nur von Hand mittels eines weiteren Schützes ein-und ausschaltbar
ist, jedoch durch eine veränderliche Eintauchtiefe bis auf einen Grenzwert, der
von der Regelung ausgeschlossen ist, gesteuert wird. Die Restleistung dieser Hauptelektrode
ist systembedingt notwendig. Sie stellt einen erheblichen Systemmangel dar, weil
zwangsläufig der Dampfdruck steigt, wenn ,die Restleistung größer ist als die Abkühlung
im Wärmeaustaüseher. Es bleibt ein Systemmangel, der nur mangelhaft überbrückt wird,
wenn zur Abwendung der Überdruckgefahr Sicherheitsventile vorgeschlagen werden,
durch die der Dampf abbläst, weil Dampfverluste als Elektrolytverluste u. U. zur
Stromunterbrechung führen. Es sind umständliche Geräte entwickelt worden, die den
ausgeblasenen Dampf aufnehmen, kondensieren und in den Elektrolytbehälter zurückführen,
wozu aber gewisse Handgriffe zur richtigen Zeit , richtig ausgeführt werden müssen.
Ferner wurden besondere Ent- und Belüfter vorgeschlagen, die elektromagnetisch in
Abhängigkeit vom Heizstrom gesteuert
werden. Auch diese teuere Einrichtung
dient lediglich- dazu, einen eigentümlichen Systemmangel, die Neigung zu plötzlicher
Unterdruckbildung als Folge der Schaltvorgänge, zu überbrücken. Zudem ist ein weiterer
Man- `' gel, daß.die Betriebssicherheit von jedem einzelnen dieser vorgenannten
Geräte abhängt. Ferner stellen die vielfältigen Schalt- und Sicherheitsgeräte als
Kostenpunkt einen weiteren Mangel dar, weil durch ihn eine Heizanlage stark belastet
wird. Bai einer Klein-Anlage, z. B. für Garagenheizung, sind diese Hilfsmittel teuerer
als das Heizgerät.
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Es sind auch einfachere Regeleinrichtungen bekanntgeworden, aber die
Brauchbarkeit von Standrohr und Aufnahmeg:efäß, die hierzu benötigt werden, beschränkt
sich nur auf einen Teil des Gesamtbetriebes, der erst nach dem Erreichen eines Grenzdruckes
einsetzt. Eine stromstoßfreie Inbetriebsetzung der Heizanlage ist mit den Bauteilen
allein nicht möglich. Eine weitere Einschränkung erfährt die Brauchbarkeit durch
eine nicht regelbare Restleistung, die u. U. zu Abblaseverlusten bzw. zur Unterbrechung
der Stromaufnahme führt.
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Alle diese Nachteile werden nun bei einer Raumheizungsanlage mit Elektrodenbeheizung
dadurch vermieden, daß gemäß der Erfindung zwei oben geschlossene und unten miteinander
verbundene sowie an ein Standrohr mit Aufnahmebehälter angeschlossene Elektrodenkammern,
die mit Wärmeabstrahlrippen versehen und als Heizkörper ausgebildet sind, vorgesehen
sind, in deren einer; d:ie zur Einleitung des Heizvorganges dienende Elektrodengruppe
in der Nähe des Bodens so tief angebracht ist, daß sie vom Elektrolyten im Ruhezustand
vollständig bedeckt ist, während in der oberen Elektrodenkammer die Hauptelektrodengruppe
oberhalb des sich im Ruhezustand einstellenden Elektrolytspiegels angeordnet ist.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt. Die Elektrodenkammern
i und die gleichzeitig Dampfentwickler und Wärmeaustauscher sind, sind, wie in Abb.
i ersichtlich, nur teilweise mit dem Elektrolyten gefüllt. Die Füllhöhe ist in beiden
Kammern i und a und im Standrohr 4 gleich dem Spiegel des gefüllten, absperrbaren
Fülltrichters 6. Das Standrohr ,4 verbindet unterhalb der Elektrodengruppen 7 und
8 über die Verbindung 3 die Behälter i und 2 und das oberhalb der Druckhöhe angeordnete
offene Aufnahmegefäß 5. Die Elektrodengruppen liegen in verschiedener Höhe an dem
gemeinsamen Schalter 9 und dem Drehstromnetz io parallel geschaltet, derart, daß
die Elektrodengruppe 7 eingetaucht, die Elektrodengruppe 8 dagegen entblößt ist.
Je ein handelsübliches Ent- und Belüftungsventil t i vervollständigen die Ausrüstung
der Anlage.
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Abb. z zeigt den Erfindungsgegenstand im Gleichgewichtszustand zwischen
Elektroden-und Wärmeaustauscherleistung. Die Gesamtleistung ist auf die Elektrodengruppen
7 und 8 entweder gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt, der zulässigen Einschaltleistu4g
entsprechend. Nach dem Einschalten des Stromes nimmt zunächst nur die eingetauchte
Elektrodengruppe 7 in begrenzter Höhe Strom auf. Sie entwickelt nach und nach mehr
Wärme, als der Wärmeaustauscher i abgeben kann. Der zunehmende Druck in der Elektrodenkammer
i verdrängt einen Teil seines Elektrolyten in die Elektrodenkammer z. Hier bewirkt
der gleichmäßig und stetig ansteigende Elektrolytspiegel durch Überschwemrunng der
Elektrodengruppe 8 eine ebenso ansteigende, stoßfreie Stromaufnehme, deren größter
Wert durch Erreichen der Wärmeaustauscherleistung begrenzt wird. Das für .den Gleichgewichtszustand
überschüssige Elektrolyt der Elektrodenkammer i wird in die Elektrodenkammer a verdrängt,
das der Kammer a wird vom Standrohr 4 und unter Umständen unter Druckbildung und
Druckbegrenzung vom Aufnahmegefäß 5 aufgenommen. Die Stromaufnahme regelt sich somit
selbsttätig von einem kleinen Einschaltwert bis zur vollen Leistung und auf eine
jeweilige Wärmeaüstauscherleistung. Beii Isolierung der Austauscher ist eine restlose
Entblößung der Elektroden möglich. Dabei bleibt das Standrohr bzw. der Dampfraum
stets durch Wasserabschluß geschlossen. Nach dem Ausschalten des Stromes stellt
sich der Betriebszustand gemäß Abb. i wieder ein, wobei durch Kondensation oberhalb
des Elektrolytspiegels Unterdruck entsteht, welcher durch die Belüftungsventile
aufgehoben wird. Sollten diese -Versagen, so tritt ohne Schädigung der Anläge eine
Belüftung durch das Standrohr ein.
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Abb. 3 zeigt eine Bauausführung und weitere Merkmale der Erfindung.
Es ist eine Kleinheizanlage, deren Aufbau in Abb. ¢ als Schnitt der Abb. 3 dargestellt
ist.
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Die El.ektrodenkammern i und z, die gleichzeitig Dampfentwickler und
Wärmeaustauscher sind, sind nur teilweise mit dem Elektrolyten gefüllt. Die Füllhöhe
ist auf den gemeinsamen Spiegel durch denProbierhahn 6 begrenzt. Das Standrohr 4
verbindet unterhalb der Elektrodengruppen 7 und 8 über die Verbindung 3 die Kammern
i und 2 und das oberhalb der Druckhöhe angeordnete offene Aufnahmegefäß 5. Die Elektrodengruppen
liegen in verschiedener Höhe an dem gemeinsamen Schalter 9 und dem Drehstromnetz
io
parallel geschaltet, derart, daß die Elektrodengruppe 7 eingetaucht,
die Elektro:dengruppe 8 entblößt ist. Zur Entlüftung der Kammer 2 dieht ein handelsübliches
Ventil i i. Das Aufnahmegefäß 5 ist mit dem Deckel 13, der die Belüftungsöffnung
1q._ zeigt, verschlossen. Es wird zusätzlich als Fülltrichter benutzt. In dieser
vorgeschlagenen Bauausführung sind alle Bauteile vereinigt und zweckmäßig zusammengedrängt.
Bei ungleichmäßiger Verteilung der Gesamtleistung erscheint es zweckmäßig, für das
Elektrolyt der Hauptelektrodengruppe einen weiteren Behälter 15 vorzusehen. Dieser
ist oberhalb .des Spiegels nur mit der Kammer i und unterhalb de$ Spiegels nur mit
der Kammer i und unterhalb des Spiegels mit den Kammern i und 2 verbunden. Druckbildung
in der Kammer i verdrängt den Elektrolyten aus dem Behälter 15 in die Kammer ä und
bewirkt hier eine gleichmäßig ansteigende Stromaufnahme.
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Die elektrische Raumheizungsanlage gemäß Abb. 3 und q. ist in einen
Isoliermantel 16 gehüllt, dessen oben; und unten angeordnete Luftschieber 17 eine
Regelung der Wärmeaustauscherlei.stung ermöglichen. Bei geöffnetem Luftschieber
17 ist die durch Rippen vergrößerte Fläche 12 wirksam. Die Volleistung kann
durch Schließen der Luftschieber gedrosselt werden. Infolge der hierdurch eingeschränkten
Wärmeausstrahlung entsteht Druck und hierdurch die Senkung des Elektrolytspiegels
bzw. der Elektrodenleistung.
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Vorteilhaft wird zur Herstellung eines billigen Kleingerätes Steinzeug
oder glasiertes Isolatorenhartpor,zellan als. Baustoff vorgeschlagen. Diese korrosionsfesten
deutschen Baustoffe stehen unbegrenzt zur Verfügung. Zudem erlauben sie eine vorteilhafte
Formgebung.