DE9415748U1 - Wärmespeicher - Bauelement - Google Patents

Description

Udo Harenkamp 7.9.94

Tal straße 39
51399 Burscheid

An das

Deutsche Patentamt

80297 München

Anmeldungsgegenstand: Wärmespeieher-Bauelement

Beschreibung:

Das Wärmespeichei—Bauelement soll zur schnellen Bereitstellung von Strahlungswärme, zur Speicherung und zum einfachen Aufbau von geschlossenen Luftheizsystemen (Hypokaustenanlagen) dienen.

Durch die Anpassung an die üblichen Kachelmaße und Radien, sowie aufgrund der Erstellung der Elemente in den entsprechenden Längenmaßen, sollen diese speziellen Ofenverkleidungen zu einer äußerst schnellen Montage Verwendung finden, da der Aufbau durchgängig in einem Stück erfolgen kann.

Die erforderlichen Warmlufteintritts- und austrittsöffnungen befinden sich normalerweise oben und unten an der Innenseite, können aber auch bei Sonderkonstruktionen an beliebigen Stellen handwerklich als Abzweig eingearbeitet werden. Hierfür sind Sollbruchstellen und Hastermarkierungen vorgesehen, die ein erleichtertere Ausarbeiten der entsprechenden öffnungen ermöglichen und ebenso ein eventuelles Ablängen.

Der Hypokaustenofen, für den dieses Wärmespeicherelement vorgesehen ist, wird bisher als System von keinen Fachregeln abgesichert. Die handwerklichen Arbeiten zur Erstellung von Hypokaustenofen sind bisher allesamt als

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Pionierleistungen einzustufen und von unterschiedlicher Qualität und Funktionstüchtigkeit.

Bisher wird um den Heizeinsatz herum meistens eine Speicherschale gebaut und die Warmluft dann anschließend in Warmluftkanälen in den Bereich der Außenwandung geleitet, wobei diese Außenwandung aus Kacheln oder anderen Materialien besteht, ohne daß jedoch ein spezieller Innenspeicher in unmittelbarer Nähe der Außenwandung vorgesehen ist. Vielmehr ist es üblich) hier Isoliermaterial einzusetzen, welches die innere Wandung des Luftkanals bildet.

Der Anmeldungsgegenstand Wärraespeicher-Bauelement bietet nun den Vorteil, Speichermasse im Verbund im Außenbereich als ganzheitliches Bauelement einzubringen und gleichzeitig über die dünne Außenwandung des Elementes eine schnellstmögliche Strahlungswärmeübertragung an den Raum zu ermöglichen. Durch den dünnwandigen Außenmantel ist es zudem ohne weiteres möglich, bei Akzeptanz einer längeren Aufheizphase die Außenwand auch mit Kachelmaterial oder speziellen keramischen Verblendteilen zu verkleiden. Ansonsten kann die Außenwand auch lediglich fachgerecht verputzt werden.

Ein weiterer Vorteil des Anmeldungsgegenstandes Wärmespeicher Bauelement liegt darin, daß um den Heizeinsatz herum noch zusätzlich die sonst ausschließlich übliche Warmespeicherummauerung erstellt werden kann und somit eine weitere Speichermasse zu erzielen ist, ohne daß die physikalisch günstigen Gesamtstärken der Speichermassen von je etwa 5cm überschritten werden müssen. Dies ist dadurch erreichbar, daß in diesem Fall zwei getrennte Speicherwände aufgebaut werden können- außen die Speicher innenschale und innen die zusätzliche Heizkammerummauerung als Speichermasse. Bei geringerem Speicherbedarf können aber auch lediglich Konvektionsmäntel oder sonstige Umgrenzungen des Heizschachtes aufgebaut werden, die dann zur Außenschale hin isoliert werden, etwa durch das Einbringen von geeignetem Stopfmaterial oder auch von festem Isoliermaterial, um auf jeden Fall die aus physikalischen Gründen unerwünschte direkte Aufheizung der dickeren Innenschicht des Wärmespeicher-Bauelements zu vermeiden.

Grundsätzlich sollte auf eine innere Wärmespeicherspeichermasse in Form einer gesonderten Heizschachtummauerung nur dann verzichtet werden, wenn ohnehin aus Gründen einer dauerhaften Feueroptik ein mehrfaches Nachlegen beabsichtigt ist (z.B. kleinere Zeitbrandintervalle im Rahmen einer Kaminbefeuerung). Dann ist ein solcher Verzicht insofern sinnvoll, weil die geringere Energiemenge der jeweiligen Befeuerung

kaum ausreichen würde, eine innere Speichermasse zusätzlich ausreichend zu beheizen und außerdem dem Umkehreffekt der Wärmezirkulation durch die Intervallbefeuerung entgegengewirkt wird.

U.a. auch zur Restwärmenutzung nach der letzten Befeuerung ist ein zusätzlicher Luft-Wasser-Wärmetauscher sehr geeignet.

Hingegen besteht bei einer Befeuerung nach der Grundofen-Methode im Zeitbrand mit relativ großer einmaliger Brennstoffaufgabe und Verzicht auf eine zweite innere Speichermasse in Form einer entspr. Heizschachtabmauerung die Gefahr, daß die Anlage nach einer gewissen Zeit im Umkehreffekt arbeitet und die im Außenelement gespeicherte Energie über den Schornstein via "Wärmetauscher Heizeinsatz" vernichtet wird. Deshalb gilt bei der hier als "große Zeitbrandfeuerung'" bezeichneten Befeuerungsart, gleichgültig ob im Kamineinsatz Bauart 2 oder im Kachelofeneinsatz durchgeführt- folgende "ökospeicher-Grundregel": Die Masse des Außenspeichers sollte möglichst nicht wesentlich größer sein als die Massen des Innenspeichers, d.h. Heizschachtabmauerung und Heizkomponenten (Einsatz und Nachheizkasten) zusammengenommen.

Nur so läßt sich zuverlässig absichern, daß das erforderliche größere Temperaturgefälle im Außenmantel langfristig wirksam bleibt und der Wärmetransport nicht frühzeitig den umgekehrten Weg durch den Schornstein &eegr; i mm t.

Zusätzlich wirkt eine Drosselklappe im Rauchgasrohr unnötigem Schornsteinverlust entgegen.

Ein aus diesen Wärmespeicher-Bauelementen errichtetes, geschlossenes Luftheizsystem bietet die Möglichkeit der schnellen Strahlungswärme in Verbindung mit langanhaltender Speicherkapazität und schließt handwerkliche Fehler, die bei dem System bisher in der Praxis vorkommen, weitgehend aus, da insbesondere die Abstände für die Luftzirkulation durch das Element vorgegeben sind und somit eine entsprechende Funktionssicherheit gewährleistet ist.

Das Bauelement eignet sich auch ganz besonders für die Erstellung von holzbeheizten Einzelfeuerstätten in Fertighäusern, deren Hauswände aus Materialien gefertigt sind, welche kaum Wärme speichern können und in denen ansonsten die erzeugte Wärmeenergie innerhalb kürzester Zeit wirkungslos sein würde.

Die unterschiedlichen Stärken von Innen- und Außenflächen bewirken eine optimale Dauernutzung der im Zeitbrand beispielsweise von Holz erzeugten großen Energiemengen, welche zwar einerseits schnell über die dünne Außenwand an den Raum als Strahlungswärme

abgegeben werden, aber andererseits auch parallel hierzu im Innenkern des Bauelements für eine spätere Wärmeabgabe gespeichert werden.

Insgesamt handelt es sich also um ein funktionales, stabiles und rationell zu verarbeitendes Element.

Durch die bei Verwendung des Wärmespeicher-Bauelementes erzielbare System-Optimierung ergeben sich gegenüber einem Grundkachelofen folgende Vorteile bei jeweils gleicher Wärmeart Strahlungswärme:

1. Schnellere Verfügbarkeit der Strahlungswärme ohne Verzicht auf Speicherfähigkeit

2.Er leichterung größerer Formenvielfalt zur individuellen Gestaltung von Ofenanlagen bei relativ einfachen und funktionssicheren Aufbaumöglichkeiten.

3. Einbeziehung von Raumwänden in die Strahlungsflächen durch entspr. auch dort verwendete Wärmespeicher-Bauelemente, z.B. auf hinterer Isolierung.

4.Nutzung überschüssiger Wärme durch spez. Luft-Wasser-Wärmetauscher zur Einspeisung in die Warmwasserversorgung und in das übrige Heizsystem des Hauses (Zentralheizung).

Gegenüber sog. Warmluftkachelöfen ergeben sich folgende generelle Systemvorteile:

!.Physiologisch günstige Strahlungswärme anstelle problematischerer äußerer Warmluftzirkulation.

2.Wesentlich bessere Energieausnutzung durch zeitliche Streckung der Wärmeabgabe aufgrund besserer Speicherfähigkeit (bei Fertighäusern ohne speicherfähige Wände besonders wichtig!).

3.Weniger Schmutz und Staub, da Strahlungswärme im Gegensatz zur Warmluftkonvektion diese Belästigungen nicht bewirkt.

Claims (4)

Udo Harenkamp 7.9.94 Tal straße 39 51399 Burscheid An das Deutsche Patentamt 80297 München Anmeldungsgegenstand : Wärmespe icher-Baue leinen t. Schutzansprüche

1. Wärmespeicher-Bauelement zur Speicherung und Bereitstellung von schneller Strahlungswärme^welches für einen durchgehenden vertikalen Aufbau in geschlossenen Luftheizsystemen bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus wärmespeicherndem Material besteht, mit einer Luftschicht versehen ist, sowie außen eine dünne und innen eine dicke Materialstärke aufweist.

2. Schutzanspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element für eine formschlüssige Verbindung mit Nut und Feder versehen ist.

3. Schutzansprüche nach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Aussparungen für die Luft/Ein- und Auslässe, sowie Rastermarkierungen und Sollbruchstellen für individuelle weitere Zurichtungen eingearbeitet sind.

4. Schutzansprüche nach i-3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Luftschicht die Oberfläche der Innenwände zur vergrößerten Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe mit Erhebungen und Vertiefungen gestaltet ist.

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