EP0061665A1

EP0061665A1 - Geschlossener elektrischer Wärmespeicherofen

Info

Publication number: EP0061665A1
Application number: EP82102233A
Authority: EP
Inventors: Miklós Hárs
Original assignee: Licencia Talalmanyokat Ertekesito Vallalat
Current assignee: Miklos Hars Te Boedapest Hongarije
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1982-03-18
Publication date: 1982-10-06
Also published as: JPS57184849A; DE3269118D1; ATE18095T1; EP0061665B1; HU180406B; CA1169460A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Wärmespeicherofen, der als geschlossenes System betrieben wird und der mit einer Aussenbekleidung (1), einer darin angeordneten und aus Wärmespeichermaterial gefertigten Kernstruktur und in der Kernstruktur angeordneten Heizspiralen (13) versehen ist, wobei die Kernstruktur aus U-förmigen, mit ihrer Aussparung zueinander gewandten Ziegeln (4) ausgebildet ist.

Die Weiterentwicklung nach der Erfindung besteht darin, dass die mit ihrer Aussparung zueinander gewandten Ziegel (4) bei ihrer kleinsten Seitenfläche nebeneinander und schmäleren, jedoch längeren Seitenfeläche aufeinander angeordnet sind, die so ausgebildete Kernstruktur aussenflächig mit einer Isolierschicht (3) dicht umgeschlossen ist, wobei zwischen der Aussenbekleidung und der Isolierschicht ein grossflächiger Wärmetauscher ausgebildet und die Aussenbekleidung aus Modulelementen zusammengesetzt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Wärmespeicher ofen, der als geschlossenes System betrieben wird und der mit einer Aussenbekleidung, einer darin angeordneten und aus Wärmespeichermaterial gefertigten Kernstruktur und in der Kernstruktur angeordneten elektrischen Heizspiralen versehen ist, wobei die Kernstruktur aus U-förmigen, mit ihrer Aussparung zueinander gewandten Ziegeln ausgebildet ist. Die Heizspirale ist in den durch die Aussparungen der nebeneinander angeordneten Ziegel ausgebildeten Kanal eingebaut.
Mit den elektrischen Wärmespeicheröfen werden seit langem Versuche geführt, die einen neuen Schwung erhalten haben, wenn die fossilen Brennstoffe immer weniger und teuerer wurden. In diesem Sinne wurde auch der in der ungarischen Patentschrift Nr. 161 254 abgeschriebene Ziegelofen entwickelt, der mit elektrischer Energie geheizt ist. Im Inneren des Ziegelmantels des Ofens sind die in Ziegeln angeordneten elektrischen Heizkörper, wobei zwischen den Ziegeln Luftzüge ausgebildet sind. Der Ziegelofen ist innerlich mit Schamottesteinen ausgefüttert, in denen vertikale Bohrungen vorgesehen sind. Durch diese Bohrungen sind die Heizkörper durchgeleitet. Am unteren Ende des Luftzuges ist ein Lüftergebläse angeordnet. Die Heizkörper, die eigentlich elektrische Heizspirale sind, sind mit der Schamotteausfütterung gegen die Aussenwelt elektrisch isoliert. Im Inneren des Ziegelofens erzeugt das Lüftergebläse eine Zwangsströmung der Luft, die mit den Heizkörpern direkt kontaktiert.
Der Ziegelofen solcher Konstruktion ist mit handwerklichen Methoden in Einzelproduktion hergestellt. Der grösste Nachteil liegt aber in dem Fakt, dass er fast kein Wärmespeichervermögen hat. Da die Zwansströmung der Luft mit den Heizkörpern direkt kontaktieren, sie kühlen sie sehr schnell ab. Die herkömmlichen Ziegel des Ofens speichern eine gewisse geringere Menge der Wärme, mit der aber die Luftströmung immer in Berührung kommt. Diese Wärme wird also nur durch Strahlung abgegeben.
Das Eliminieren dieser Nachteile wird bei den weit verbreiteten Wärmespeicheröfen als Ziel gesetzt. Die Wärmekapazität dieser Öfen wird den mit ausser den Belastungsspitzen betriebenen Heizspiralen aufgeladen. Die Heizspiralen sind hier in einer aus einem mit Wärmespeicherfähigkeit . gefertigten Kernstruktur angeordnet. Die Kernstruktur ist aus U-förmigen Ziegelelementen ausgebildet, deren Aussparung zueinander gewandt ist. Damit ist ein Kanal zwischen den beiden zueinander gewandten Ziegelelementen ausgebildet, worin die Heizspirale angeordnet ist. Die aufeinander gelegte Ziegeleiementen berühren sich bei ihren grössten Flächen. Dadurch ist der wohlbekannte, grosse liegende ziegelförmige Wärmespeicherofen ausgebildet.
Die Öfen dieser Art bereiten aber zwei grosse Schwierigkeiten In ihnen kann nicht eine ausreichende Menge von Wärme gespeichert werden, sie werden also kalt bevor dem Aufheizen ausser der Belastungsspitze beginnen könnte. Die andere Schwierigkeit liegt in der Ausgewinnung und Weiterleitung der Wärme in die Ump. bung. Die bekannten Öfen beinhalten für diesen Zweck ein Gebläse, das bei den modernen Lösungen durch einen Thermostat gesteuert betrieben ist. Die Luft wird mit diesem Lüftergebläse durch direkte Kontaktierung mit der wärmespeichernden Kernstruktur aufgeheizt und in die Umwelt geblasen. Infolge dessen wird die Wärmekapazität des Wärmespeicherofens verhältnismässig schnell entladen.
Neuere Versuche mit wärmespeichernden Materialien haben nachgewiesen, dass die Wärmekapazität des Magnesitsilikates bei einer Temperatur von 500 °C' oder grösser sprunghaft erhöht wird. Das ist gleichzeitig ein Grund für die kleinere Wärmekapazität der bekannten Öfen. Die Heizvorrichtung dieser Lösungen kann nicht auf eine höhere Temperatur als z. B. 700 bis 750 °C erhitzt werden. Es ist nämlich wohlbekannt, dass je dünner der Widerstandsdraht der Heizspirale ist, desto grösser ist ihr Widerstand, desto grösser ist die Wärmeleistung. Das bedeutet eine Begrenzung in der Bemessung. In den herkömmlichen Öfen sind Heizspirale eingesetzt, die kurz, aber dünner sind, als 0,5 mm. Sie können also nicht über maximum 750°C erhitzt werden, .sonst sie würden verbrennen. Ausserdem würde auch das Metallgehäuse der Heizkörper korridieren, zerstört werden. Demzufolge kann aber nur eine beschränkte Masse der Kernstruktur angewendet werden, da diese kleinere Wärme nicht genügend ist, grössere Kernstrukturen durchzuheizen.
In unserer Erfindung wird also die Aufgabe gestellt, die Unzulänglichkeiten der bekannten Lösungen zu eliminieren und einen elektrischen Wärmespeicherofen zu schaffen, der als geschlossenes System ausgebildet ist und der eine wesentlich grössere Wärmekapazität hat, wirtschaftlicher betrieben werden kann und ein angenehmeres Wärmegefühl verleiht.
Die Erfindung beruht sich auf der Erkenntnis, dass die gestellte zusammengesetzte Aufgabe durch Aufheizen der Kernstruktur in den Temperaturbereich der optimalen Wärmespeiche fähigkeit und durch Vermeiden der direkten Berührung zwische der durchströmenden Luft und der Kernstruktur einfach und befriedigend gelöst werden kann. Auch das Heizelement des Wärmespeicherofens soll dementsprechend ausgebildet werden.
Die Weiterentwicklung , d.h. die Erfindung selbst liegt nun darin, dass die mit ihrer Aussparung zueinander gewandten Ziegel mit ihrer kleinsten Seitenfläche nebeneinander und schmäleren, jedoch längeren Seitenfläche aufeinander angeordnet sind, die so ausgebildete Kernstruktur aussenflächig mit einer Isolierschicht dicht umgeschlossen ist, wobei zwischen der Isolierschicht und der Aussenbekleidung des Ofens ein grossflächiger Wärmetauscher ausgebildet ist, . und die Aussenbekleidung aus Modulelementen zusammengesetzt ist. Die grösste Bedeutung dieser Lösung besteht-darin, dass der Luftzug wegen der die Kernstruktur dicht umschliessenden Isolierschicht den Heizkörper, d. h. die Heizspirale nicht direkt berühren kann, wodurch die Entladung der Wärmekapazität und die Abkühlung unter die kritische Temperaturgrenze von 500 °C in einer beträchtlich längeren Zeit erfolgt. Dieses Merkmal ist in dieser Lösung noch durch zwei Aspekte verstärkt. Die geheizte Menge der Kernstruktur konnte wesentlich vergrößert und eine größere Endtemperatur der Aufheizperiode erlaubt werden. Diese Merkmale ermöglichen, daß die Kernstruktur des Ofens während dem größten Teil oder der ganzen Zeit des Entladens eine höhere Temperatur hat als die kritische 500 °C. Es kommt noch hinzu, daß infolge der Anordnung der Ziegel in der Kernstruktur die Begrenzungsfläche des Ofens größer ist, als die der herkömmlichen öfen unter Benutzung der gleichen Zahl von Ziegeln.
Als gute Wärmespeicherfähigkeit aufweisendes Material kann erfindungsgemäß Magnesitsilikat Anwendung finden.
Wegen der höheren Temperatur der Heizspirale, bzw. der Kernstruktur ist es nach der Erfindung vorteilhaft, wenn die Heizspirale aus einem Widerstandsdraht mit einem Durchmesser von 1 mm oder größer ausgeführt ist.
Die Isolierschicht um die Kernstruktur kann erfindungsgemäß aus mit,Aluminiumfolie versehener Mineralbaumwolle ausgeführt werden, die sich nicht veraltet, nicht staubt, jedoch die nötige Isoliereigenschaft aufweist.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform kann der zwischen der _Außenbekleidung und der Isolierschicht befindliche großflächige Wärmetauscher aus nebeneinander angeordneten parallelen Kanälen ausgebildet sein. Diese Kanäle können nebeneinander parallel angeordnete Rohre sein oder aus einem entsprechend gegeformten Wellblech ausgeführt werden. Das Steuern der Luftströmung in den-Kanälen kann dabei so gelöst werden, dass den Kanälen Regelelemente zugeordnet sind, die in dem Deckel des Ofens vorgesehen aind.
Erfindungsgemäss können wir den Deckel aus parallel zueinander befestigten geschlossenen Profilen ausbilden, die mit den Kanälen des Wärmetauschers verbunden sird wobei in den Profilen Flügeventile als Steuerelemente der Luftströmung vorgesehen sind. Die Luftströmungsteuerung kann auch so gelöst werden, dass in dem Deckel mit den Kanälen kommunizierende Bohrungen vorgesehen werden, denen ein die Bohrungen abschliessender Rahmen angeschlossen ist.
Aus ästhetisches Gründen, aber besonders der leichten Beföder- ästhetischen Gründen, aber besonders der leichten Beföderbarkeit halber ist es vorteilhaft, wenn die Aussenbekleidung aus Keramik und zerlegbar ausgebildet ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Heizspirale durch isolierende Abstandhalter und durch Isolierperlen ortsfest angeordnet. Die Heizspirale kann in elektrisch isoliere den, vorzüglich Cordieritrohren eingebaut werden.
Es ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung in der die Heizspirale in der Kernstruktur des Ofens in vier Reihen angeordnet ist und beide Enden der Heizspirale auf einer Montageplatte befestigt sind. Auf dieser Montageplatte kann auch ein den Wärmezustand der Heizspirale kontrollierender Schalter vorgesehen sein, wobei der Schalter einem Anzeiger angeschlossen werden kann.
Die Ziegel können erfindungsgemäss in drei Reihen aufeinander restapelt werden. Damit werden durch die Ziegeln drei Kanäle in der Kernstruktur des Ofens ausgebildet, worin drei, voneininder unabhängig betriebbaren Heizspiralen angeordnet werden tönnen.
Das Überhitzen des Ofens kann vermieden und eine zusätzliche Einstellmöglichkeit gegeben durch einen Thermostat des Ofens werden, der der Heizspirale angeschloasen ist.
Weitere Einzeilheiten der erfindungsgemässen geschlossenen Wärmespeicherofens werden nachfolgend durch einige Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung sind

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausfübrungsform des Wärmespeicherofens mit Ausschnitten und Teilschnitten;
Fig. 2 ein Teil der Fig. 1 im grösseren Masaatab: ein Ausschnitt des Deckels;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht zwei Modulelemente der Aussenbekleidung der Ausführungsform in Fig. 1;
Fig. 4 ein elektrischer Schaltungsplan des Anzeigers in Fig. 1;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Isolierperle der Ausführungsform in Fig. 1;
Fig. 6 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 5 der Isolierplatte;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Abstandhalters der Ausführungsform in Fig. 1;
Fig. 8 eine skizzenhafte Darstellung eines Teiles der Heizspirale der Ausführungsform in Fig. 1;
Fig. 9 eine Skizze des Heizelementes der Ausführungsform in Fig 1;
Fig. 10 eine Teildarstellung wie in Fig. 2 , jedoch für eine gr" re Ausführungaform;
Fig. 11 ein elektrischer Schaltplan des Wärmespeicherofens für eine Ausführungsform mit Glimmlampen als Auzeiger.

Wie aus der perspektivischen Darstellung der Figur 1 zu entnehme ist, hat die gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemässen Wärmespeicherofens die Form eines /grossen Ziegels/, der mit eir Aussenbekleidung 1 versehen ist. Der Ofen ist an Ständer 8 abgestützt und obenseitig mit einem Deckel 5 abgedeckt. An den Ständern 8 sind Halterelemente 6 befestigte die einerseits die innere Struktur des Ofens, anderseits die Aussenbekleidung 1 des Ofens tragen. Die innere Seite der Aussenbekleidung 1 ist ein Wärmetauscher angeschlossen,der in dieser Ausführungsform aus. parallel zueinander befestigten Rohren 2 besteht. Die Kanäle dieses Wärmetauschers können in anderer Ausführung auch durch e: entsprechend geformten Wellblech ausgebildet werden.
In Richtung des Inneren des Ofens folgt eine den Wärmetauscher berührende Isolierschicht 3, die in diesem Beispiel aus mit Aluminiumfolie überzugter Mineralbaumwolle gefertigt ist. Diese Isolierschicht 3 schliesst die Kernstruktur des Wärmespeicherofens dicht um, die aus Ziegeln 4 aufgebaut sind. Die Ziegeln 4 haben eine gute Wärmespeicherfähigkeit, in diesem Beispiel sind sie aus Magnesitsilikst gefertigt.
e aus Fig. 1 ersichtlich, besteht hier die Kernstruktur des armespeicherofens aus drei aufeinander gestapelten Reihen der egeln 4. Die Reihen sind so gebildet, dass zwei Ziegel 4, die anzeln einen U-förmigen Querschnitt haben, bei ihren Ausaparun- en zueinander gewandt werden und die Paaren der Ziegel 4 nebenmander angeordnet werden. Aus den Zwischenräumen der Schenkel er Ziegel 4 wird in dieser Weise ein rechteckiger geschlossener 3um ausgebildet, der Kanal 9 genannt wird. Diese geschlossenen äume werden nebeneinander in einer Linie angeordnet, in dem diese aren der Ziegel 4 der bei ihrer kleinsten Fläche nebeneinander aneordnet sind. Damit ist eine Reihe der Kernstruktur ausgebildet. ie anderen zwei, ähnlicherweise ausgebildeten Reihen sind aufinander gestapelt, wobei die Ziegel 4 auf ihren scbmäleren, edoch längeren Seitenfläche "stehen". Damit ist die schmaler lan- ;e und nicht sehr hoche Form der Kernstruktur und dadurch des ganzen Wärmespeicherofens gegeben. In den zwischen den Ziegel- Haaren ausgebildeten geschlossenen Kanälen 9 ist das eigentliche leizelement des Wärmespeicherofens vorgeseheno
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 besteht das Heizelement aus drei voneinander unabhängig betriebbaren Heizspiralen 13. Die ortfeste Lage der Heizspirale 13 ist in dem Kanal 9 durch Abstandhalter 12 und eine bei einem Ende des Kanals 9 angeordnete Montageplatte 14 bestimmt. Die beiden Enden der Heizspirale 13, sowie ein Schalter 15 sind auf dieser Montageplatte 14 befestigt. Mit dem Schalter 15 kann der Wärmezustand der Heizspirale 13 und damit der des ganzen Heizelementes kontrolliert werden. In Längsrichtung sind die Abstandhalter 12 und die Montageplatte 14 mit einem Rohr 11 befestigt.
Die Ziegel 4 sind in der Kernstruktur durch einen Winkelstahlrahme 37 zusammengenalten. Die Kernstruktur ist von unten durch Kernhalter 7 abgestützt, die mit den Halterelementen 6 verbunden sina In dieser Weise ist die Halterkonstruktion des Wärmespeicherofens stabil und sicher.
In Fig. 2 ist ein Teil des Deckels 5 in grösserem Masstab dargest An diesem Deckel 5 ist ein Thermostat 16 und ein Anzeiger 17 angeordnet. Der Thermostat 16 ist eigentlich ein Bimetalschalter, d zwischen den Heizspiralen 13 und dem elektrischen Netz eingeschal ist. Durch den Anzeiger 17 wird der Betriebzustand des Wärmespeic: ofens und die Betriebsbereitheit der Heizspirale 13 angedeutigt.
In Fig. 2 ist im weiterei- eine vorteilhafte Ausführung zur Regelu des Luftzuges in den Kanälen des Wärmetauschers dargestellt. In d Deckel 5 sind hier Bohrungen vorgesehen, die mit den Kanälen, in diesem Beispiel mit den Rohren 2 kommunizieren und mit Hilfe eine Rahmens 18 abschliessbar sind. Der Rahmen 18 ist mit Bolzen 22 versehen, die zu der geneigten Gleitbahn eines Hebels 21 anschlie Der Hebel 21 kann der senkrechten und kürzeren Kante des Deckels entlang hin- und.herbewegt werden. Die selbe Vorrichtung kann bei der anderen, zu vorherigen parallelen Kante des Deckels. 5 vorgesehen werden.
In Fig. 3 sind zwei Modulelementen der Aussenbekleidung 1 des Wär speicherofens separat gezeigt. In der Kantenfläche dieser Modulelemente ist eine Nut 20 vorgesehen, deren Hälfte mit einem Rohr besetzt ist. Die Zerlegbarkeit der Aussenbekleidung 1 ist dadurch gegeben, dass die frei bleibende Nut 20 des einen Modulelementes dem Rohr 19 des benachbarten Modulelementes besetzt wird und durc _ie Rohre 19 eine Stange durchgeschiben wird. Dementsprechend ist , B. in Fig. 3 in der linken Seite oben das Rohr 19 und unten die at 20 und an der rechten Seite unten das Rohr 19 und oben die Nut 0.
In Fig. 4 ist ein Schaltungsbeispiel des Anzeigers 17 mit LED-Dioden veranschaulicht. Die Schalter 15 sind durch ihre Eingänge angedeutigt. In der Schaltung sind Widerstände 23, Dioden 24 und Kondensatoren 26 in einer an sich bekannten Weise zusammengeschaltet.
In Fig. 5 ist eine Isolierperle 27 in schematischer Seitenansicht dargestellt, in deren durch gestrichelte Linie angedeutigter zentraler Bohrung ein Verspannungsdraht 29 durchgeführt ist. Auf dem Mantel der Isolierperle 27 ist der Widerstandsdraht der Heizspirale 13 aufgewickelt.
Bei den kritischen Stellen, in den Kurven der Heizspirale 13 können auch Isolierplatten 28 vorgeaehen werden, deren schematische Vorderansicht in Fig. 6 in grösserem Masstab gezeigt ist.
In Fig. 7 ist die schematische perspektivische Ansicht des Abstandhalters 12 gezeigt. In seiner oberen und unteren Bohrnngen wird die Heizspirale 13, in der zentralen Bohrung das Rohr 11 durchgeführt.
Die Anordnung der Heizspirale 13 in dem Kanal 9 der Kernstruktur wird in Fig. 8 detailiert dargestellt. Hier ist das dem mit der Montageplatte 14 versehenen Ende entgegengesetzte Ende des Kanals 9 gezeigt. An den Seitenwänden des Kanals 9 sind die Abstandhalter 12 abgestützt, in deren unteren Bohrungen die Heizspirale 13 und mittlerer Bohrung das Rohr 11 durchgeführt sind. Die Heizspi 13 ist auf die Isolierperle aufgewickelt, deren Windungen den. gefährlichen Stellen z. B. bei den Kurven der Heizspirale 1. durch die Isolierplatten 28 voneinander getrennt sind, wodurch ein eventuelles Kurzschluss vermieden wird. Wie schon vorher erwähnt, ist in der mittleren Bohrung der Isolierperlen 27 der Verspannungadraht 29 durchgeführt und damit die Isolierperlen 27 gegeneinander gezogen.
Zum Festhalten der Abstandhalter 12 zu dem Rohr 11 sind in Fig. zwei Ausweisungsvarianten gezeigt. Bei dem linken Abstandhalter sind zwei Schraubmuttern 31a an beiden Seiten des Abstandhalters 12 angeordnet, wobei das Rohr 11 an dieser Stelle mit einem Gewi versehen ist. Bei dem rechten Abstandhalter 12 in Fig. 8 ist das Rohr 11 mit einem innerlichen Gewinde versehen, in dem ein Gewin stift 31b eingeschraubt ist. An diesem Gewindeatift 31b ist das Rohr 11 an beiden Seiten des Abstandhalters 12 festgezogen.
Die Heizspirale 13 kann zusätzlich noch von Aussen durch Perlen 30 umgehüllt werden.
Der Erfindung entsprechend wird die Kernstruktur des Wärmespeich ofens auf eine höhere Temperatur erhitzt als zuvor. Im Folge des; werden auch die Heizelementen auf eine höhere Temperatur gehitzt die die herkömmlichen Lösungen nicht ertragen. In dem erfindungs. gemässen Wärmespeicherofen wird. deshalb ein Widerstandsdraht mit einem minimalen Durchmesser von 1 mm angewendet. In diesem Fall muss aber ein viel längerer Widerstandsdraht eingebaut werden, un den zu der Heizleistung benötigten resultierenden Widerstand zu gwährleisten.
Für die Lösung dieser Aufgabe zeigt Fig. 9 eine Auaführungsmöglichkeit. Hier sind drei, voneinander unabhängig betriebbare Heizspirale 13 vor dem Einlegen in die Kanäle 9 dargestellt, in einem Heizelement wird die Heizspirale 13 viermal hin- und hergeführt. Die vier Gänge der Heizspirale 13 sind in vier nebeneinander gelegten Cordieritröhren 32 angeordnet. In dieser Weise wird in einem Kanal 9 viermal längere Heizspirale 13 eingebaut, als die Länge des. Kanals 9 ist. Die Montageplatte 14 und der Schalter 15 sind auch hier gezeigt.
In Fig. 10 ist eine andere Ausführungsform des Deckels 5 und des Steuerelementes der Luftströmung in dem Wärmetauscher des Wärmespeicherofens dargestellt. Der Deckel 65 ist hier aus nebeneinander befestigten geschlossenen Profilen 36 ausgebildet, die mit den Kanälen des Wärmetauschers kommunizieren, in diesem Beispiel mit den Rohren 2. An einem oder beiden Enden der geschlossenen Profile 36 sind Flügeventile 35 als Steuerelemente vorgesehen, die eine gemeinsame Achse haben und mit einem Hebelarm geöffnet oder geschlossen werden können. Der Thermostat 16 und der Anzeiger, der in diesem Fall mit Glimm-Lampen 33 verwirklicht ist, sind auch dargestellt.
In Fig. 11 ist ein elektrischer Schaltplan des Wärmespeicherofens dieser Erfindung verschaulicht, wobei die Glimm-Lampen 33 der Figur 10 angewendet werden. Die auf den Montageplatten 14 vorgesehenen Schalter 15, sowie der Thermostat 16 sind mit Symbolen gezeigt. Durch die schwarzen Rechtecken sind die Heizspirale 13 symbolisiert.
In dem Betrieb des erfindungsgemässen Wärmespeicherofens werden zwei Periode unterscheidet. In der einen Periode wird der Wärmespeicherofen aufgeheizt, wobei die Heizspiralen 13 mit elektrischen Strom durchgeströmt sind. Die andere ist die Abkühlungsperiode des Wärmespeicherofens, wobei die Heizspiralen 13 von dem elektrischen Netz abgetrennt sind und die Wärmekapazität der Kernstruktur entladen wird.
Durch die Ausbildung der Kernkonstruktion in dieser Erfindung kann die kritische Temperatur von 500 °C während der Aufheizperiode erheblich überschritten werden, auch die Temperaturen von 1000 bis 1050 °C können erreicht werden. Das ist einerseits dadurch ermöglicht, dass die Kernstruktur von aussen durch die Isolierschicht 3 wärmeisoliert ist, anderseits dadurch, dass die Heizelemente auch diese erhöhte Temperatur ertragen können. Die Isolierschicht 3 ist so bemessen, dass_. die mit dem Wärmetauscher kontaktierende äussere Fläche auch warm wird.Die in den Kanälen, d. h. in den Röhren 2 des Wärmetauschers befindliche Luft wird also erwärmt, wonach eine Gravitationsströmung der warmen Luft nach oben entsteht, ohne dazu irgendeines Hilfsmittel, z. B. Gebläse oder ähnliches nötig zn haben. Diese Luftströmung kann durch die Steuerelemente, durch den Rahmen 18 oder durch die Flügventile 35 geregelt werden. Während der Abkühlperiode dea Wärmespeicherofens wird durch die Isolierschicht 3 sichergestellt, dass die wärmespeichernde Kern- struktur, d. h. die Ziegel 4 auch in den letzten Stunden vor dem Beginn der nächsten Aufheizperiode hoch wärmer seien, als die kritische 500 °C.
Die grössere Wärmespeicherfähigkeit bedeutet mind anderen Worten dass die Ziegel 4 aus Magnesitsilikat bei gleichem Energieverbrauch eine grössere Menge der Wärme speichern können, als unter 500 °C. Bei dem gleichen Energieverbrauch kann der erfindungsgemässe Wärmespeicherofen den herumliegenden Raum viel besser anheizen, als die vorbekannten Geräte. Aus den obigen folgt. es also zwangsläufig, dass zu dieser besseren Heizfähigkeit wenigere Energie verbraucht wird, als bei den herkömmlichen Lösungen.
Die auf den Montageplatten 14 befindlichen Schalter 15 kontrollieren den Wärmezustand der Heizelemente. Die in dem Anzeiger 17 vorgesehenen LED-Dioden 25 oder Glimmlampen 33 leuchten auf, wenn eine, oder mehrere der Heizspiralen 13 schaf haft geworden sind. Das wurde vorher nicht angezeigt, man konnte nur dadurch daran folgen, dass der Ofen schlechter geheizt hatte.
Mit dem Thermostat 16 wird die Temperatur bei dem Deckel 5 gefühlt. Erstens wird damit verhindert, dass der Wärmespeicher ofen eventuell überhitzt wird, z. B. wenn der Ofen im Warmen Wetter eingeschaltet geblieben ist. Anderseits kann der Ofen mit dem Thermostat 16 von dem elektrischen Netz abgetrennt wer den.
Durch die Zusammensetzung des Wärmespeicherofens aus Modulelem ten, aus den Ziegeln 4 kann die Herstellung wesentlich vereinfagund die Ausbaumöglichkeiten mit verschiedenen Leistungen erweitert werden. Der komplette Wärmespeicherofen kann in einem Einheitspaket geliefert und an der Ort der Aufstellung zusammengebaut werden.
Die mit dem Versuchsexemplar des erfindungsgemässen Wärmespeicherofens durchgeführten Messungen haben es nachgewiesen, dass er unter gleichen Bedingungen und Charakteristiken eine ,25-fach grössere Wärmespeicherfähigkeit hat, als die her- ömmlichen Wärmespeicheröfen. Wegen der grossen Wärmeaterschied zwischen der beiden Seiten der Kanäle des Wärmeauschers erfolgt ein intensieves Wärmeaustausch mit der in en Kanälen befindlichen Luft. Hier ist also kein Zirkulationsittel für die Luft notwendig, wodurch das Wärmegeflihl in dem it diesem Wärmespeicherofen geheizten Raum viel angenehmer, em des mit Heisswasser betriebenen Heizkörpers ähnlich ist.

Claims

1. Geschlossener elektrischer Wärmespeicherofen mit einer Aussenbekleidung /1/ , einer darin angeordneten und aus Wärmespeichermaterial gefertigten Kernstruktur und in der Kernstruktur befestigten elektrischen Heizspiralen /13/, wobei die Keinstruktur aus U-förmigen, mit ihrer Aussparung zueinander gewandten Ziegeln /4/ ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , dass die mit ihrer Aussparung zueinander gewandten Ziegel /4/ bei ihrer kleinsten Seitenfläche nebeneinander und schmäleren, jedoch längeren Seitenfläche aufeinander angeordnet sind, die so ausgebildete Kernstruktur aussenflächig mit einer Isolierschicht /3/ dicht umgeschlossen ist, wobei zwischen der Isolierschicht /3/ und der Aussenbekleidung /1/ ein grossflächiger Wärmetauscher ausgebildet ist, und die Aussenbekleidung /1/ aus Modulelementen zusammengesetzt ist.

2. Wärmespeicherofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die wärmespeichernde Kernstruktur aus Magnesitsilikat ausgebildet ist.

3. Wärmespeicherofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Heizspirale /13/ aus einem Widerstandsdraht mit einem minimalen Durchmesser von 1 mm gefertigt ist.

4. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht /3/ aus mit Aluminiumfolie versehener Minoryl- baumwolle ausgebildet ist.

5. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der zwischen der Aussenbekleidung /1/ und der Isolierschicht /3/ befindliche grossflächige Wärmetauscher aus nebeneinander angeordneten parallelen Kanälen ausgebildet ist.

6. Wärmespeicherofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Kanäle aus nebeneinander parallel'angeordneten Rohren /2/ oder aus einem entsprechend geformten Wellblech ausgeführt sindo

7. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Kanälen des Wärmetauschers die Luftströmung in denen steuernde Regelelemente /18, 35/ zugeordnet sind.

8. Wärmespeicherofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Regelelemente /18, 35/ der Luftströmung in einem Deckel /5/ des Wärmespeicherofens ausgebildet ist.

9. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Deckel /5/ aus parallelen zueinander gefixten und geschlossenen Profile /26/ ausgebildet ist, die mit den Kanälen des Wärmetauschers ve2 bunden sind, wobei als Steuerelemente der Luftströmung Flügventile /35/ in dem geschlossenen Profilen /36/ vorgesehen sind.

10. Wärmespeicherofen nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass i n dem Deckel /5/ mit den Kanälen des Wärmetauschers kommunizierende Bohrungen ausgebildet 3ohrungen abschliessender Rahmen /18/ ausgeführt ist.

11. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die aus Modulelementen zusammengesetzte Aussenbekleidung /1/ aus Keramik und zerlegbar ausgeführt ist.

12. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Heizspirale /13/ durch isolierende Abstandhalter /12/ und innerlich durch Isolierperlen /27/ ortsfest angeordnet sind.

13. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizspirale /13/ in isolierenden, vorzüglich Cordieritröhren /32/ eingebaut isto

14. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Heizspirale /13/ in der Kernstruktur in vier Reihen angeordnet ist, die wobei beide Enden der Heizspirale /13/ auf einer Montageplatte befestigt sind /14/.

15. Wärmespeicherofen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass ein den Wärmezustand der Heizspirale /13/ kontrollierender Schalter /15/ auf der Montageplatte /14/ vorgesehen ist.

16. Wärmespeicherofen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , dass der Schalter /15/ einem Anzeiger /17/ angeschlossen ist.

17. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Ziegel /4/ in drei Reihen übereinander angeordnet sind.

18. Wärmespeicherofen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass mit drei, voneinander betriebbaren Heizspiralen /13/ aufgebaut ist.

19. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass mit einem der Heizspirale /13/ angeschlossenen Thermostat /16/ versehen ist.