DE8311367U1

DE8311367U1 - Wärmespeicherheizgerät

Info

Publication number: DE8311367U1
Application number: DE19838311367
Authority: DE
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1983-04-16
Filing date: 1983-04-16
Publication date: 1987-11-05

Description

WärmespeicherheizgerHt

Die Erfindung betrifft ein Wärraespeicherheizgerät mit einem elektrisch zu beheizenden Speicherkern, in dem wenigstens eine Wärmetauscher-Hohlplatte angeordnet ist, die an einen oberhalb des Speicherkerns angeordneten Kondensator angeschlossen ist, welcher einen Nutzkreis beheizt, wobei die Menge des der Wärmetauscherplatte unter Schwerkraftwirkung zufließenden Kondensats in Abhängigkeit vom Druck im Kondensator gesteuert ist und das Kondensat in der Hohlplatte verdampft.

Ein derartiges Wärmespeicherheizgerät ist in der DE-AS 20 13 565 beschrieben. Bei solchen Speicherheizgeräten besteht der Speicherkern aus Steinen oder Gußeisen. Die Speichertemperatur liegt weit über der Verdampfungstemperatur von Wasser. Sie beträgt beispielsweise bis zu 700°C« In die Wärmetauscher-Hohlplatte geleitetes Kondensat, insbesondere Wasser, verdampft dementsprechend.

Bei der DE-AS 20 13 565 fließt das Kondensat, nämlich Wasser, in einem Rohr bzw. einer Hohlplatte in den Speicherkern. Beim Verdampfen des Wassers entstehen störende Geräusche. Diese Geräuschentwicklung ist nicht nur akustisch unangenehm, sondern beansprucht auch wegen der damit verbundenen mechanischen Schwingungen das Leitungssystem. Schwer beherrschbar ist diese Geräuschentwicklung insbesondere dann, wenn mit einem weiten Regelbereich gearbeitet wird, also dann, wenn in Abhängigkeit vom Wärmebedarf in der Zeiteinheit sehr unterschiedliche Kondensatmengen der Hohlplatte zugeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wärmespeicherheizgerät der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Geräuschentwicklung herabgesetzt ist und die diesbezüglichen Maßnahmen in einem weiten Regelbereich wirksam sind.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Wärmespeicherheizgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Wärmetauscher-Hohlplatte oben von einem Außenrohr eines etwa horizontalen Doppelmantelrohrs abgeschlossen ist, daß das Außenrohr in der Wärmetauscher—Hohlplatte entstehenden Dampf zum Kondensator führt, daß das Innenrohr das Kondensat durch mehrere in Längsrichtung verteilte Öffnungen in die Wärmetauscher—Hohlplatte gelangen läßt und daß die Wärmetauscher-Hohlplatte innen Vorsprünge aufweist, die in der Fall- bzw. Fließbahn des aus dem Innenrohr austretenden Kondensats liegen.

Durch die Erfindung ist in horizontaler und in vertikaler Richtung der Hohlplatte gesehen eine Aufteilung des dieser zufließenden Kondensatstroms erreicht. Es treffen also auf eine Flächeneinheit der Hohlplatte nur kleine Kondensatmengen im Vergleich zur insgesamt in der Zeiteinheit zufließenden Kondensatmenge. Dies gilt aowohl dann, wenn eine große, als auch dann, wenn eine kleine Kondensatmenge in der Zeiteinheit der Hohlplatte imgeführt wird. Dadurch ist die Geräuschentwicklung herabgesetzt. Außerdem ist der Wärmeentzug verbessert.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Kondensator und dem Innenrohr ein Ventil angeordnet, das vom im Kondensator herrschenden Druck so gesteuert wird, daß das Ventil bei abnehmendem Druck mehr Kondensat in das Innenrohr fließen läßt als bei zunehmendem Druck. Dadurch ist eine einfache Steuerung dee dem Kondensator zugeführten Dampfes gewährleistet. Es ist ein weiter Steuerbereich erreichbar. Günstig dabei ist auch, daß die Steuerung nicht von dem Kondensatfüllstand im Kondensat &ogr; i· abhäng t.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausfühx'TUigsbeispiels und den Unteransprüchen. In der Zeichnung zeigens

Figur 1 ein Wärmespeicherheizgerät teilweise aufgeschnitten,

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Figur 2 eine Teil-Schnittansicht einer Wärmetauscher« Hohlplatte und

Figur 3 eine teilweise geschnittene Ansicht der Hohlplatte gegenüber Figur 2 verkleinert»

·' Ein elektrisch beheizter Speicherkern 1 ist in einem

Isoliermantel 2 untergebracht» In den Speicherkern 1 sind vertikale Wärmetauscher-Hohlplatten 3 eingebettet. Diese erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Höhe und Länge des Speicherkerns 1.

Jede der Hohlplatten 3 besteht aus einem Plattenkörper k und einem Plattenkörper 5» zwischen denen ein oben offener Hohlraum 6 besteht* Unten und seitlich ist der Hohlraum 6 abgeschlossen. Oben ist an den Hohlraum 6 ein Außenrohr 7 eines Doppelmantelrohrs 8 angeschlossen, Es weist einen im wesentlichen über die Länge durchgehenden Schlitz 9 auf und dichtet den Hohlraum 6 ab. Das Doppelmantelrohr 8 ist horizontal angeordnet. Sein Innenrohr ;0 weist über die Länge verteilt eine Vielzahl von Durchbrechungen 11 auf, die über dem Schlitz 9 liegen. Außerdem sind weitere Reihen von Durchbrechungen 12 am Innenrohr 10 vorgesehen, weiche am Rohrumfang weiter oben als die Durchbrechungen 11 liegen.

Die Außenrohre 7 der vorgesehenen Hohlplatten 3 münden in eine Leitung 13. Die Innenrohre 10 münden in eine

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Leitung 1^. Die Leitung 13 ist oben an einen Kondensator 15 angeschlossen. Die Leitung I^ ist unten an den Kondensator 15 angeschlossen. In der Leitung I^ liegt ein Steuerventil 16, welches vom im Kondensator 15 herrschenden Druck gesteuert wird.

Der Kondensator 15 ist oberhalb des Speicherkerns 1 angeordnet. In ihm verläuft eine Rohrschlange 17» welche einerseits mit einer Heicmngsvorlaufleitung 18 und andererseits mit einer Heizungsrücklaufleitung 19 verbunden ist.

Die Plattenkörper h und 5 sind an den einander zugewandten Seiten mit Vorsprüngen 20 bzw, 21 versehen. Diese sind als Noppen ausgebildet, wobei die Noppen des einen Plattenkörpers zwischen die des anderen greifen (vgl. Figur 2). Die Noppen weisen Gefälle 22 auf. Sie berühren den jeweils anderen Plattenkörper nicht, so daß zwischen diesem und den Noppen Durchfluß strecken freibleiben. Insgesamt ist damit der Hohlraum 6 in der in Figur 2 dargestellten Schnittebene zickzackförmig gestaltet.

Die Vorsprünge 20 bzw, 21 sind an dem jeweiligen Plattenkörper so angeordnet, daß ihre Längserstreckungen in schrägen, sich kreuzenden Linien liegen, wie dies in Figur 3 für die Vorsprünge 20 gezeigt ist. Dadurch ist erreicht, daß der Hohlraum 6 auch in der Ebene der Plattenkörper k bzw. 5 vielfach umgeleitete Durchflußstrecken 2k bildet.

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Zur Inbetriebnahme ties Geräts wird das Ventil 16 geöffnet. In den Kondensator 15 wird destilliertes Wasser eingefüllt. Die eingefüllte Wassermenge ist klein im Vergleich zum Volumen des Kondensators 15» der Rohre 8_f 13, 1^ und der Hohlräume 6. Der Speicherkern 1 wird auf beispielsweise 18O°C aufgeheizt und ein am Kondensator (5 angeordnetes, nicht näher dargestelltes, mit der Umgebung in Verbindung stehendes Ventil wird geöffnet. Dabei wird die Luft aus den Hohlräumen 6, den Rohren 8 und den Leitungen 13 und 1^ und dem Kondensator 15 ausgetrieben. Sobald nur noch Wasserdampf austritt, wird das Ventil geschlossen. Damit tritt bei einer nachfolgenden Kondensation des Dampfes im System ein Unterdruck auf.

Die Funktionsweise des beschriebenen Geräts ist ausgehend von einem, beispiels'
cherkern 1 folgende:

von einem, beispielsweise auf 700°C, aufgeheizten Spei-

Das Steuerventil 16 ist zunächst geschlossen. Dadurch sammelt sich das Kondensat ausschließlich in der zwischen dem Steuerventil 16 und dem Kondensator 15 liegenden Rohrleitung bzw. im Kondensator 15 unten. Im Kondensator 15 steht Dampf. Kühlt die Rohrschlange 17 diesen ab, kondensiert er. Dadurch nimmt der Unterdruck im Kondensator 15 zu, d. h. der Druck im Kondensator 15 sinkt weiter. Das von einem im Kondensator 15 angeordneten Druckfühler gesteuerte Steuerventil 16 üffnet, so daß Kondensat unter der Schverkraftwirkung durch die Leitung 14 in jedes Innenrohr 10 fließt. Von dort tropft es durch die Durchbrechungen 11 in den Hohlraum 6.

Das Kondensat fließt an den VorSprüngen 20 und 21 aufgeteilt und umgelenkt auf den Durchflußstrecken 23 und 2k nach unten, bis es verdampft ist. Durch die vielfache Aufteilung des Kondensatflusses in kleine Teilströme ist erreicht, daß nicht schlagartig eine größere Kondensatmenge verdampft» Dadurch ist die Geräuschentwicklung erheblich vermindert.

Der Dampf zieht im Gegenstrom zum Kondensat in dem Hohlraum 6 nach oben und gelangt in das Außenrohr 7» von dem aus er durch die Leitung 13 ic. den Kondensator 15 steigt.

Bei zunehmendem Wärmebedarf der an die Leitungen 18 und 19 angeschlossenen Heizungsanlage, d. h. Abkühlung der Rohrschlange 17, kondensiert der Dampf im Kondensator 15 weiter, so daß das Steuerventil 1Ö weiter öffnet und die Kondensatdurchflußmenge erhöht. Dabei wird dann Kondensat über die gesamte Länge des Innenrohrs 10 in den Hohlraum 6 gelangen und auch aus den Durchbrechungen 12 in diesen fließen.

Mit zunehmender Entladung des Speicherkerns 1 fließt & das Kondensat im Hohlraum 6 weiter nach unten, bis es

verdampft ist. Die Entladung des Speicherkerns 1 erfolgt also von oben nach unten fortschreitend.

Besteht kein Wärmebedarf, dann kondensiert der Dampf nicht an der Rohrschlange 17, so daß sich der Unterdruck reduziert bzw, der Druck im Kondensator 15 ansteigt. Dadurch schließt das Steuerventil 16.

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Df e beschriebene Wärmeübertragung paßt sich, von selbst an den jeweiligen Wärmebedarf an. Sie ist sowohl bei kloinen Kondensatdurchflußmengen als auch bei großen Kondensatdurchflußmengen voll wirksam und geräuscharm.

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Claims

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6.4.1983

Ansprüche

1&ldquor; Wärmespeicherheizgerät mit einem elektrisch zu beheizenden Speicherkern, in i?.em wenigstens eineWärme— tau3cher-Hohlplatte angeordnet ist, die an einen oberhalb des Speicherkerns angeordneten Kondensator angeschlossen ist, welcher einen Nutzkreis beheizt, wobei die Menge des der Wärmetauscher-Hohlplatte unter Schwerkraftwirkung zufließenden Kondensats in Abhängigkeit vom Druck im Kondensator gesteuert ist und das Kondensat in der Wärmetauscher-Hohlplatte verdampft, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher-Hohlplatte (3) oben von einem Außenrohr (7) eines etwa horizontalen Doppelmantelrohrs (8) abgeschlossen ist, daß das Auüenrcor (7) in der Wärmetauscher-Hohlplatta (3) entstehenden Dampf zum Kondensator (15) führt, daß das Innenrohr (1O) das Kondensat durch mehrere in Längsrichtung verteilte Öffnungen (11) in die Wärmetauscher-Hohlplatte (3) gelangen läßt und daß die Wärmetauscher-Hohlplatte (3) innen VorSprünge aufweist, die in der Fall- bzw. Fließbahn des aus dem Innenrohr (&iacgr;&ogr;) austretenden Kondensats liegen.
2. Wärmespeicherheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kondensator (15) und dem innenrohr (io) ein Ventil (&lgr;6) angeordnet ist, das vom im Kondensator (i5) herrschenden Druck so gesteuert wird, daß das Ventil (16) bei abnehmendem Druck mehr Kondensat in das Innenrohr (io) fliefen läßt als bei zunehmendem Druck.

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3. Wärmespeicherheizgerät nach Aiisprucli 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, daß am Innenrohr (io) mehrere Reihen von Durchbrechungen (11, 12) vorgesehen sind.

k. Värmespeicherheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (20) eines Plattenkörpers (4) zwischen die Vorsprünge (21) eines anderen Plattenkörpers (5) greifen.