WO1994003763A1 - Wärmespeicherblock für en elektro-wärmespeicherheizgerät - Google Patents

Wärmespeicherblock für en elektro-wärmespeicherheizgerät Download PDF

Info

Publication number
WO1994003763A1
WO1994003763A1 PCT/EP1993/002102 EP9302102W WO9403763A1 WO 1994003763 A1 WO1994003763 A1 WO 1994003763A1 EP 9302102 W EP9302102 W EP 9302102W WO 9403763 A1 WO9403763 A1 WO 9403763A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat storage
wall
storage block
block according
pot
Prior art date
Application number
PCT/EP1993/002102
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erich Pöhlmann
Original Assignee
KKW Kulmbacher Klimageräte-Werk GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KKW Kulmbacher Klimageräte-Werk GmbH filed Critical KKW Kulmbacher Klimageräte-Werk GmbH
Priority to JP6505026A priority Critical patent/JPH07509773A/ja
Priority to SK38-95A priority patent/SK3895A3/sk
Priority to KR1019950700390A priority patent/KR950702692A/ko
Priority to EP94906763A priority patent/EP0653041A1/de
Publication of WO1994003763A1 publication Critical patent/WO1994003763A1/de
Priority to BG99391A priority patent/BG99391A/xx

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
    • F24H7/04—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid
    • F24H7/0408—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply
    • F24H7/0416—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply the transfer fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
    • F24H7/04—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/002—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release using electrical energy supply

Definitions

  • the invention relates to a heat storage block for an electric heat storage heater, with the features of the preamble of claim 1.
  • an electric storage heater (DE 22. 28444 C3) having an outer casing and an outer casing arranged in the heat storage block. Between the outer housing and the outer wall of the heat storage block there is an air flow space through which ambient air can flow around the heat storage block. This can be done by natural convection, but in this heat storage heater a fan is additionally provided, through which air is drawn in from the ambient atmosphere and conveyed into the air flow space or through it to an air outlet opening.
  • the heat storage filling consists of a heat storage material with a very high melting point, be it a number of stacked heat storage stones provided with openings or be it material that actually melts at certain operating temperatures, in which a relatively large amount of heat can be stored in the form of latent heat of fusion.
  • an electrical heating element Arranged in the heat storage filling and electrically connected to the outside is an electrical heating element which regularly has the shape of a heating tube which extends practically over the full height of the heat storage filling. With a larger width of the heat storage block, a plurality of heating elements can also be arranged next to one another in the heat storage filling with corresponding intervals.
  • the particularly good insulation of the heat storage filling is important for the heat storage block known from the prior art or for the electric heat storage heating device equipped therewith.
  • the outer wall and the inner wall hermetically sealed together and form a hermetically sealed insulation space.
  • This is essentially only filled with hydrogen gas or another gas that can be gettered.
  • the insulation interspace is connected to a getter device for the corresponding gas, in particular thus a hydrogen getter device, regularly via a connection piece welded into the outer wall or otherwise hermetically sealed.
  • the gas pressure in the insulation space can be changed by this getter device. This results in an extremely effective insulation of the outer wall from the inner wall, since with effective getter material in the getter device, the gas pressure in the insulation interspace can be reduced to very low values (0.001 mbar).
  • the superinsulation that can be achieved in this way can be deliberately worsened by heating the getter material in the getter device, since this increases the gas pressure in the interspace between the insulation and the heat convection can be increased accordingly in a targeted manner. This eliminates the need for complicated control devices and the getter system can be operated even with low energy.
  • the known heat storage block is essentially cuboid and made as large in size as the size of the outer housing of the electric heat storage heater requires.
  • the outer wall and the inner wall of the heat storage block run around the heat storage filling on all sides.
  • In the insulation space between the outer wall and the inner wall there are possibly a number of foil-like radiation shields made of metal, for example in the form of thin copper foils.
  • the radiation shields are held in their position in the intermediate insulation space by spacers, which at the same time ensure that the outer wall and the inner wall are always at the same distance from one another. Since the material of the thermal storage filling is quite heavy, the spacer elements must be made correspondingly massive.
  • Such spacer elements must be arranged on all sides at a multiplicity of points; they each form direct thermal bridges between the outer wall and the inner wall of the heat storage block.
  • the all-sided double-walled design of the heat storage block which is considered necessary for reasons of optimal thermal insulation, is also not without problems in terms of production technology. It is disturbing in itself that the complete heat storage filling must be contained in the heat storage block before the insulation space can be completely created and closed. Repairs to the heat storage filling (rarely) or to the heating element (often) are impossible or cannot be carried out with economically justifiable effort due to the required opening of the insulation space.
  • the thermal expansions that occur in operation which may be quite different, can often only be taken into account with difficulty because of the massive spacer elements required.
  • the invention is based on the object of designing and developing a heat storage block of the type in question in such a way that a high storage efficiency is retained, but a much more economical production is ensured.
  • both elements can be manufactured on an industrial scale using the metal sheet deep-drawing process. This is extraordinarily economical, so that the production outlay in any case becomes very low with larger quantities.
  • the outer pot is only connected to the inner pot via the upper circumferential edges, only there is a thermal bridge. However, this is anyway in the area in which the thermal insulation assigned to the cover is effective. In addition, this thermal bridge is unproblematic because, in principle, the spacer elements required in the prior art are eliminated or in any case can be considerably reduced in area. The reason for this is that the inner pot can be "hooked" into the outer pot here in such a way that, taking into account all changes in shape caused by thermal expansion, the distances can always be maintained in a sufficient size.
  • a heat storage block is realized which, although it has one side, namely the upper side, on which it is theoretically not optimally thermally insulated, but in which very considerable advantages are achieved in terms of production technology, which can even be converted into advantages which lead to an otherwise improved thermal insulation.
  • the thermal efficiency and the storage efficiency of the heat storage block according to the invention is then no worse than that of the known heat storage block, but is associated with very significant manufacturing advantages and thus cost advantages.
  • Preferred refinements and developments of the heat storage block according to the invention are the subject of claims 2 to 18.
  • Electric heat storage heaters which are manufactured using heat storage blocks according to the invention, are described by the features of the characterizing parts of claims 19 and 20.
  • the cuboid shape of the one heat storage block realized in the prior art was of course easily adaptable to the desired width of an electric heat storage heater.
  • FIG. 1 in vertical section a preferred embodiment of a heat storage block according to the invention.
  • FIG. 1 shows in vertical section an exemplary embodiment of a heat storage block 1 according to the invention.
  • This has an outer wall 2 around which ambient air can flow, an inner wall 3 arranged at a short distance therefrom, a heat storage filling 4 and a heat storage filling 4 arranged in the heat storage filling 4 externally connected electrical heating element 5.
  • the outer wall 2 and the inner wall 3 are hermetically sealed together. They enclose an insulation space 6 which is essentially only filled with hydrogen gas (or another gas which can be used accordingly).
  • the insulation interspace 6 is connected to a gas getter device 8 via a hermetically sealed connection piece 7, in particular welded there into the outer wall 2.
  • the gas pressure in the insulation space 6 can be changed by means of the connected getter device 8. This will be explained in more detail later with reference to FIG. 2.
  • the outer wall 2 is formed by an outer pot 9, which is approximately circular in cross section
  • the inner wall 3 is formed by an inner pot 10, which has a correspondingly smaller cross section and a somewhat lower height are hermetically sealed to one another at their upper circumferential edge 11 and that the upper, open end of the pots 9, 10 is closed in a thermally well insulated manner by a cover 12.
  • the inner pot 10 is thus to a certain extent "hooked" to the outer rim 9 by the hermetically sealed and mechanically loadable connection to the outer pot 9, so that the inner pot 10 is dimensioned relative to the outer pot 9 the necessary distances of the inner wall 3 from the outer wall 2 are already structurally ensured on all sides concerned.
  • the technical advantages of this construction have been explained in the general part of the description, so that reference may be made to it. In terms of production technology, it has a particular advantage, particularly when using a metal sheet deep-drawing process, that the bottoms 13, 14 of the pots 9, 10 are arched downwards / outwards. Because of the large pressure differences, this also has advantages in terms of the stability and long-term reliability of the arrangement.
  • a plurality of film-like or sheet-like radiation shields 15 are preferably arranged in the insulation intermediate space 6.
  • the exemplary embodiment shown shows only one such radiation shield 15, which extends approximately in the middle of the insulation space 6. So that the radiation screen 15 lies in this position, it is also shaped like a pot here with a correspondingly adapted diameter and height.
  • the radiation shield 15 is likewise firmly connected to the outer wall 2 and the inner wall 3 at the upper peripheral edge 11.
  • FIG. 2 shows an enlarged and schematic illustration of a short section of the outer wall 2 and the inner wall 3 of the heat storage block 1 with an adjoining connecting piece 7 for the getter device 8.
  • it is a hydrogen getter device 8 with a Actual .Getter housing 16 and an insert made of getter material 17, here a metal hydride, arranged therein on the bottom.
  • a heating element 19 for example in the form of a tubular heater, which serves to heat the getter material to the desired temperature with the desired increase in the gas pressure in the insulation space 6.
  • the connecting piece 7 also has a further opening 20, of course hermetically closed during operation, through which the insulation space 6 can first be evacuated and then filled with the specific gas, in particular thus with hydrogen gas.
  • FIG. 2 a number of film-like radiation shields 15 can be seen on the left between the outer wall 2 and the inner wall 3.
  • FIG. 1 Various further advantageous details of the teaching of the invention can now be seen from FIG. 1.
  • the lid 12 should close the pots 9, 10 with good thermal insulation.
  • the cover 12 itself can again be double-walled with an insulation space. This can be effectively evacuated from the outset and thus provide the best possible insulation effect. Then there is the unavoidable thermal bridge only at edge 11.
  • a relatively thick thermal insulation layer 21 is arranged between the heat storage filling 4 and the cover 12.
  • a hermetically sealed connection in terms of pressure is not necessary here with respect to the cover 12, since there is no particularly low pressure in the interior, which is formed by the inner wall 3 and takes up the heat storage filling 4.
  • a cover 12 firmly and permanently connected to the edge 11 would, however, be detrimental to the completion of the heat storage block 1 at the place of use. The latter would have advantages, however, since it would then be much easier to transport to the place of use, since the entire heat storage block 1 would not yet be filled with the relatively heavy material of the heat storage filling 4.
  • the cover 12 was permanently connected to the edge 11, the material of the heat storage filling 4 could not be replaced later.
  • the preferred exemplary embodiment shown in the drawing is now distinguished by the fact that the cover 12 with the pots 9, 10 on the peripheral edge 11 is fixed by means of a releasable clamping device 22, in particular in the form of a clamping clamping ring , but is releasably connected.
  • the cover 12 has a thermally well-insulating bushing 23 for the heating element 5 or connecting line 24 of the heating element 5. It is particularly recommended here that the bushing 23 for the heating element 5 allows the heating element 5 to be replaced without removing the cover 12. Taking into account the fact that the heat storage filling 4 causes very rarely operational problems, one could even think again in the embodiment explained to zuyor to permanently connect the lid 12 to the pots 9, 10 at the upper edge 11 permanently. For the execution of the heat storage filling 4 there are the possibilities known in the prior art. The known heat storage stones are particularly suitable for completing the heat storage block 1 on site.
  • the heat storage filling 4 consists of individual, preferably circular heat storage stones 25.
  • Such heat storage stones 25, of which four circular units are stacked one above the other in the exemplary embodiment shown and receive the heating element 5 in the central opening, have regularly flat surfaces.
  • the bottom 14 of the inner pot 10 forming the inner wall 3 is curved downwards / outwards.
  • a thermal insulation layer 26 which is curved at the bottom and is flat at the top.
  • thermal insulation layer 26 or the thermal insulation layer 21 are known from the prior art, for example a material known under the name procelite.
  • magnesite stones as are known from the prior art, are suitable as heat-storing stones 25.
  • FIG. 3 now shows an example of an electric heat storage heater according to the invention.
  • This initially shows an outer housing 27, which has a certain predetermined depth, which is optimally around 20 cm.
  • a plurality of heat storage blocks 1 which are of approximately circular-cup-shaped design with a diameter determined by the depth of the outer housing 27.
  • a plurality of heat storage blocks 1 are arranged next to one another in the outer housing 27, four heat storage blocks 1 in the exemplary embodiment shown.
  • a fan 28 can also be seen in the outer housing 27, with which ambient air can be sucked and blown through an air flow space 29 around the heat storage blocks 1 to an air outlet opening 30.
  • the heat emission of the heat storage heating device as a whole can be controlled very sensitively with the aid of the getter device 8 provided in each case.
  • the connecting pieces 7 of adjacent heat storage blocks 1 could then be brought together particularly easily, so that there are only small dead spaces.
  • the heat accumulator heater according to the invention combines the advantages of the heat accumulator heater known from the prior art, namely a depth which is advantageous in terms of installation technology with almost any width, with the advantages which were previously explained for heat accumulator blocks 1 which are approximately circular in the shape of a pot.
  • the invention can also be implemented in the form of a wall-mounted device.
  • This has a wall bracket that supports the heat storage blocks and is installed floor-free.
  • a cover which preferably extends to the floor, serves as a cover, which is placed over the heat storage blocks and anchored to the wall and to the console.
  • Air passage openings are provided in the upper and lower areas of the cladding.
  • the cladding advantageously consists of painted steel sheet. The latter also applies to the Ausföh ⁇ ingsform according to Figure 3.
  • Figure 1 shows two other ways to use the heat storage block to generate heating and / or hot water. Two embodiments are shown which can be used alternatively or simultaneously. In the section of FIG.
  • a helically wound tube 3 is shown, which bears against the inner wall of the outer pot 9 and is soldered there, for example.
  • the ends 32 of this Ro res are sealed through the outer pot 9 and form the supply or discharge.
  • a tube 33 is shown, the turns of which lie on the outer wall d of the outer pot 9 and are also soldered there.
  • the heat accumulator filling 4 which is free of heavy metals in the present case even more closely to the geometry of the inner pot 10 a.
  • the heat storage filling 4 consists of fireproof, fired stone material, the pores of which are filled with meltable coc salt. This increases the storage capacity of the material.
  • the thermal insulation layers 21 and 26 consist of fiber-free thermal insulation material, in the present case of vermiculite.
  • the two pots 9 and 10 are, as already mentioned, deep drawn, so that there is no need to weld floors.
  • the welding seams which would otherwise be required are therefore omitted, which is particularly advantageous for the hot area of the inner pot 10. Since the two pots are firmly connected to one another, the question of thermal expansion plays an important role, with regard to the fact that the pots are subjected to different temperatures. This is taken into account by appropriate choice of material, in such a way that the thermal expansion d inner, hotter pot 10 corresponds approximately to that of the outer, colder pot 9.
  • the radiation shields 15 can also be deep-drawn. It may be advantageous to wrap them in multiple layers in a spiral, made of nubbed aluminum foil. In this case, the invention ensures that the heat conduction along the spiral turns is minimized, namely by slit-shaped interruptions running perpendicular to the winding direction.
  • Figure 1 shows a temperature sensor 34 which detects the temperature on the outer wall of the outer pot 9. As soon as this temperature exceeds a predetermined value, in the present case 150 ° C., this is a sign that the thermal insulation between the two pots 9 and 10 is not functioning properly. The thermal sensor then acts on a switch which prevents the heat storage filling 4 from being recharged.
  • a predetermined value in the present case 150 ° C.
  • the heater 19 of the getter device 8 can be designed in several stages, wherein it is controlled via an at least two-stage switch. The latter can work depending on the room temperature. Alternatively, there is the possibility of regulating the output of the heater 19 continuously or in many small stages, for example in ten stages. An electronic control is used for this purpose, which works as a function of a deviation of the actual room temperature from the specified target value.

Abstract

Der Wärmespeicherblock weist einen inneren Topf (10) zur Aufnahme einer Wärmespeicherfüllung (4) sowie einen äußeren Topf (9) auf, der den inneren Topf mit Abstand umgibt, wobei die Töpfe an ihrem oberen Rand hermetisch miteinander verbunden sind. Ein wärmeisolierter Deckel (12), durch den ein Heizelement (5) hindurchgeführt ist, verschließt die obere Öffnung des doppelwandigen Behälters. Der Raum (6) zwischen den beiden Töpfen ist evakuiert und an eine Gettereinrichtung (8) angeschlossen. Bei Beheizung der Gettereinrichtung (8) strömt Gas in dem Raum (6) und füllt diesen mit zunehmendem Druck, so daß ein zunehmender Wärmeübergang von inneren Topf (10) auf den äußeren Topf (9) stattfinden kann. Ein im Raum (6) angeordneter Strahlungsschirm (15) verhindert den Übergang von Strahlungswärme vom inneren Topf zum äußeren Topf.

Description

WARMESPEICHERBLOCK FÜR EIN ELEKTRO-WARMESPEICHERHEIZGERAT
Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicherblock für ein Elektro-Wärmespeicher- heizgerät, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Bekannt ist ein Elektro-Wärmespeicherheizgerät (DE 22.28444 C3) mit einem Außengehäuse und einem im Außengehäuse angeordneten Wärmespeicherblock. Zwi¬ schen dem Außengehäuse und der Außenwandung des Wärmespeicherblockes be¬ steht ein Luftströmungs-Zwischenraum durch den der Wärmespeicherblock von Umgebungsluft umströmt werden kann. Dies kann durch natürliche Konvektion geschehen, bei diesem Wärmespeicherheizgerät ist jedoch zusätzlich ein Ge¬ bläse vorgesehen, durch das Luft aus der Umgebungsatmosphäre angesaugt und in den Luftströmungs-Zwischenraum hinein bzw. durch diesen hindurch zu einer Luftaustrittsöffnung hin gefördert wird.
Mit Abstand von der von Umgebungsluft umströmten Außenwandung ist innen eine Innenwandung angeordnet, die einen von einer Wärmespeicherfüllung aus¬ gefüllten Innenraum des Wärmespeicherblocks bildet. Die Wärmespeicherfüllung besteht aus einem Wärmespeichermaterial mit sehr hohem Schmelzpunkt, sei es einer Anzahl von mit Öffnungen versehenen, gestapelten Wärmespeichersteinen, sei es aus bei bestimmten Betriebstemperaturen tatsächlich schmelzendem Material, in dem eine verhältnismäßig große Wärmemenge in Form latenter Schmelzwärme gespeichert werden kann.
In der Wärmespeicherfüllung angeordnet und nach außen elektrisch angeschlos¬ sen ist ein elektrisches Heizelement, das regelmäßig die Form eines sich praktisch über die volle Höhe der Wärmespeicherfüllung erstreckenden Heiz¬ rohres aufweist. Bei größerer Breite des Wärmespeicherblockes können auch mehrere Heizelemente in der Wärmespeicherfüllung nebeneinander mit entspre¬ chenden Abständen angeordnet sein.
Für den aus dem Stand der Technik bekannten Wärmespeicherblock bzw. das da¬ mit ausgerüstete Elektro-Wärmespeicherheizgerät ist die besonders gute Iso¬ lierung der Wärmespeicherfüllung von Bedeutung. Dazu sind die Außenwandung und die Innenwandung hermetisch dicht miteinander verbunden und bilden einen hermetisch dichten Isolationszwischenraum. Dieser ist im wesentlichen nur mit Wasserstoffgas oder einem anderen getterfähigen Gas gefüllt. Der Iso¬ lationszwischenraum ist, regelmäßig über einen in die Außenwandung einge¬ schweißten oder anderweit hermetisch dicht eingeführten Anschlußstutzen mit einer Gettereinrichtung für das entsprechende Gas, insbesondere also einer Wasserstoff-Gettereinrichtung verbunden. Durch diese Gettereinrichtung ist der Gasdruck im Isolationszwischenraum veränderbar. Damit wird eine ex¬ trem wirksame Isolation der Außenwandung gegenüber der Innenwandung erreicht, da bei wirksamem Gettermaterial in der Gettereinrichtung der Gasdruck im Isola¬ tionszwischenraum auf sehr niedrige Werte abgesenkt werden kann (0,001 mbar). die damit erreichbare Superisolation kann durch Aufheizen des Gettermaterials in der Gettereinrichtung gezielt verschlechtert werden, da dadurch der Gas¬ druck im Isolationszwischenraum erhöht und die Wärmekonvektion entsprechend gezielt erhöht werden kann. Dadurch werden komplizierte Regelvorrichtungen überflüssig, das Gettersystem ist selbst mit geringer Energie betreibbar.
Der bekannte Wärmespeicherblock ist im wesentlichen quaderförmig und in den Abmessungen so groß ausgeführt, wie es die Größe des Außengehäuses des Elekro- Wärmespeicherheizgerätes erfordert. Die Außenwandung und die Innenwandung des Wärmespeicherblockes laufen allseitig um die Wärmespeicherfüllung herum. Im isolationszwischenraum zwischen der Außenwandung und der Innenwandung befinden sich ggf. mehrere folienartige Strahlungsschirme aus Metall, bei¬ spielsweise ausgeführt als dünne Kupferfolien. Die Strahlungsschirme werden in ihrer Lage im Isolationszwischenraum durch Distanzglieder gehalten, die gleichzeitig dafür sorgen, daß die Außenwandung und die Innenwandung all¬ seits den gleichen Abstand voneinander aufweisen. Da das Material der Wärme¬ speicherfüllung ziemlich schwer ist, müssen die Distanzelemente entsprechend massiv ausgeführt sein. Allseits müssen an einer Vielzahl von Punkten solche Distanzelemente angeordnet sein, sie bilden jeweils unmittelbare Wärmebrücken zwischen Außenwandung und Innenwandung des Wärmespeicherblockes. Die aus Gründen optimaler thermischer Isolation für erforderlich gehaltene allseitige doppelwandige Ausführung des Wärmespeicherblockes ist auch her¬ stellungstechnisch nicht unproblematisch. Es ist allein schon störend, daß die komplette Wärmespeicherfüllung im Wärmespeicherblock enthalten sein muß, bevor überhaupt der Isolationszwischenraum vollständig hersgestellt und ge¬ schlossen werden kann. Reparaturen an der Wärmespeicherfüllung (selten) oder am Heizelement (häufig) sind unmöglich oder wegen der erforderlichen Öffnung des Isolationszwischenraumes mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nicht durchführbar. Die im Betrieb auftretenden, unter Umständen recht un¬ terschiedlichen Wärmedehnungen können wegen der erforderlichen massiven Distanzelemente häufig nur schwer berücksichtigt werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Wärmespeicherblock der in Rede stehenden Art so auszugestalten und weiterzubilden, daß ein hoher Speicher-Wirkungsgrad erhalten bleibt, aber eine wesentlich wirtschaftlichere Herstellung gewährleistet ist.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einem Wärmespeicherblock mit den Merk¬ malen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird gezielt auf eine ganz op¬ timale thermische Isolation durch einen entsprechend an eine Gettereinrichtung angeschlossenen Isolationszwischenraum an einer Seite des Wärmespeicherblocks, nämlich dort, wo jetzt der Deckel sitzt, verzichtet. Damit wird eine gezielt "offene" Seite des Wärmespeicherblockes geschaffen, die das nachträgliche Einfüllen der Wärmespeicherfüllung in das Innere des Wärmespeicherblockes erlaubt. Man kann also zunächst die Außenwandung mit der Innenwandung zur Bildung des Isolationszwischenraumes hermetisch dicht verbinden, insbesondere verschweißen oder verlöten und alle erforderlichen Tests ausführen. An¬ schließend kann man dann, entweder noch im Herstellungsbetrieb oder sogar schon am Einsatzort die Wärmespeicherfüllung einfüllen und dann den Wärme¬ speicherblock mit dem Deckel verschließen. Am Deckel muß dabei dann natür¬ lich ebenfalls eine gute thermische Isolierung vorhanden sein, sei es durch die Ausführung des Deckels selbst, sei es durch eine ggf. auch zusätzlich dort vorgegebene Isolationsschicht. Man nimmt hier eine etwas schlechtere Isolationswirkung und/oder einen größeren Raumbedarf für die Isolation gezielt hin, um die weiter noch erläuterten herstellungstechnischen Vorteile zu gewinnen.
Wegen der oben offenen Topfform der Außenwandung und Innenwandung lassen sich beide Elemente großtechnisch im Metallblech-Tiefziehverfahren herstellen. Das ist außerordentlich wirtschaftlich, so daß der Herstellungsaufwand jeden¬ falls bei größeren Stückzahlen sehr gering wird. Der äußere Topf ist mit dem inneren Topf dabei nur über die oberen umlaufenden Ränder verbunden, nur dort entsteht eine Wärmebrücke. Diese befindet sich allerdings ohnehin in dem Bereich, in dem die dem Deckel zugeordnete Wärmeisolation wirksam ist. Außerdem ist diese Wärmebrücke deswegen unproblematisch, weil im Grundsatz die beim Stand der Technik erforderlichen Distanzelemente wegfallen oder jedenfalls in ihrer Fläche erheblich verkleinert werden können. Das liegt daran, daß der innere Topf hier in den äußeren Topf so "eingehängt" werden kann, daß unter Berücksichtigung aller durch Wärmedehnung verursachten Form¬ änderungen gleichwohl die Abstände stets in ausreichender Größe eingehalten werden können. Durch die am Rand erfolgende Fixierung der beiden Töpfe gegen¬ einander werden diese eben im Grundsatz in ihrer Position gegeneinander fest¬ gelegt. Eventuell noch vorhandene Distanzelemente kleinster Abmessungen müs¬ sen nur noch die Strahlungsschirme im Isolationszwischenraum in ihrer ge¬ wünschten Lage halten.
Im Ergebnis ist erfindungsgemäß ein Wärmespeicherblock realisiert, der zwar eine Seite, nämlich die Oberseite aufweist, an der er theoretisch nicht op¬ timal thermisch isoliert ist, bei dem aber dadurch herstellungstechnisch ganz erhebliche Vorteile erreicht werden, die sogar wieder in Vorteile umsetzbar sind, die zu einer im übrigen verbesserten thermischen Isolation führen. Insgesamt ist der thermische Wirkungsgrad und der Speicher-Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Wärmespeicherblockes dann doch nicht schlechter als der des bekannten Wärmespeicherblockes, jedoch verbunden mit ganz wesentlichen herstellungstechnischen Vorteilen und damit Kostenvorteilen. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungs¬ gemäßen Wärmespeicherblockes sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 18.
Elektro-Wärmespeicherheizgeräte, die unter Verwendung vorzugs¬ weise erfindungsgemäßer Wärmespeicherblöcke hergestellt sind, werden durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile der Ansprü che 19 und 20 beschrieben. Die Quaderform des einen im Stand der Technik realisierten Wärmespeicherblockes war in der Breit natürlich an die gewünschte Breite eines Elektro-Wärmespeicher heizgerätes unschwer anpaßbar. Da man aber normalerweise die Tiefe des Außengehäuses eines Elektro-Wärmespeicherheizgerätes nur begrenzt erhöhen kann, regelmäßig auf wenig mehr als 30 cm gewinnt man mit der vorgeschlagenen Verwendung mehrerer kreis- rund-topfförmiger, vorzugsweise ovaler Wärmespeicherblöcke die Möglichkeit, alle Vorteile dieser Bauart zu nutzen und gleich¬ wohl ein relativ breites, jedoch wenig tiefes Außengehäuse für ein Elektro-Wärmespeicherheizgerät einzusetzen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Ausführungsbei- spiele darstellenden Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 im Vertikalschnitt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Warmespeicherblockes;
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung den Bereich der Getterein¬ richtung des erfindungsgemäßen Wärmespeicherblocks; und
Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung, stark verein¬ facht, das Außengehäuse teilweise geöffnet, ein Ausfüh- rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektro-Wärmespei cherheizgerätes.
Für den Hintergrund der Lehre der vorliegenden Erfindung darf zunächst auf den eingangs angesprochenen Stand der Technik aus der DE 22 28 444 C3 hingewiesen werden, wo viele Details der Wärmespeichertechnik erläutert werden, die auch bei der vorlie genden Erfindung genutzt werden. Fig. 1 zeigt im Vertikalschnitt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge¬ mäßen Wärmespeicherblockes 1. Dieser weist eine von Umgebungsluft umström¬ bare Außenwandung 2, eine mit geringem Abstand dazu innen angeordnete Innen¬ wandung 3, eine Wärmespeicherfüllung 4 und ein in der Wärmespeicherfüllung 4 angeordnetes, nach außen angeschlossenes elektrisches Heizelement 5 auf. Die Außenwandung 2 und die Innenwandung 3 sind hermetisch dicht miteinander verbunden. Sie schließen einen Isolationszwischenraum 6 ein, der im wesent¬ lichen nur mit Wasserstoffgas (oder einem anderen entsprechend einsetzbaren Gas) gefüllt ist. Über einen hermetisch dicht in die Außenwandung 2 einge¬ führten, insbesondere dort eingeschweißten Anschlußstutzen 7 ist der Iso¬ lationszwischenraum 6 mit einer Gas-Gettereinrichtung 8 verbunden. Der Gas¬ druck im Isolationszwischenraum 6 ist mittels der angeschlossenen Getterein¬ richtung 8 veränderbar. Das wird später noch anhand von Fig. 2 etwas genauer erläutert.
Für die Erfindung wesentlich ist nun zunächst, daß die Außenwandung 2 von einem im Querschnitt etwa kreisrunden äußeren Topf 9 und die Innenwandung 3 von einem im Querschnitt dementsprechenden, einen etwas geringeren Durchmes¬ ser und eine etwas geringere Höhe aufweisenden inneren Topf 10 gebildet ist, die an ihrem oberen umlaufenden Rand 11 hermetisch dicht miteinander verbun¬ den sind, und daß das obere, offene Ende der Töpfe 9, 10 durch einen Deckel 12 thermisch gut isoliert geschlossen ist.
Der innere Topf 10 ist also durch die hermetisch dichte und mechanisch belast¬ bare Verbindung mit dem äußeren Topf 9 am umlaufenden Rand 11 in jenen gewis¬ sermaßen "eingehängt", so daß durch die Bemessung des inneren Topfs 10 gegen¬ über dem äußeren Topf 9 schon strukturell die notwendigen Abstände der Innen¬ wandung 3 von der Außenwandung 2 an allen betroffenen Seiten sichergestellt sind. Die herstellungstechnischen Vorteile dieser Konstruktion sind im all¬ gemeinen Teil der Beschreibung erläutert worden, so daß darauf verwiesen werden darf. Herstellungstechnisch hat es insbesondere bei Einsatz eines Metallblech-Tief- ziehverfahrens einen besonderen Vorteil, die Böden 13, 14 der Töpfe 9, 10 nach unten/außen hin gewölbt auszuführen. Wegen der starken Druckunterschiede hat das auch Vorteile hinsichtlich der Stabilität und Dauer-Zuverlässigkeit der Anordnung.
Auch im Stand der Technik ist vorgesehen, daß im Isolationszwischenraum 6 vorzugsweise mehrere folienartige bzw. blechartige Strahlungschirme 15 an¬ geordnet sind. Das dargestellte Ausführuπgsbeispiel zeigt zur Vereinfachung der Darstellung in Fig. 1 nur einen solchen Strahlungsschirm 15, der etwa in der Mitte des Isolationszwischenraums 6 verläuft. Damit der Strahlungs¬ schirm 15 in dieser Lage liegt, ist auch dieser hier topfartig mit entspre¬ chend angepaßtem Durchmesser und entsprechend angepaßter Höhe geformt. Um das Gas im Isolationszwischenraum 6 frei strömen zu lassen, empfiehlt es sich, diesen mit Gasdurchtrittsöffnungen zu versehen, die natürlich nicht dargestellt sind. Der Strahlungsschirm 15 ist ebenfalls am oberen umlaufen- den Rand 11 mit der Außenwandung 2 und der Innenwandung 3 fest verbunden. Im Stand der Technik befinden sich zwischen der Außenwandung 2 und der Innen¬ wandung 3 ralativ massive Distanzelemente, wie das im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert worden ist. Diese können bei dem erfindungsgemäßen Wärmespeicherblock 1 entfallen, eventuell noch vorhandene Distanzelemente können geringfügige Relativbewegungen der Innenwandung 3 gegenüber der Außen¬ wandung 2 ohne weiteres zulassen und haben im wesentlichen nur die Aufgabe, die Strahlungsschirme 15 im Isolationszwischenraum 6 in hinreichenden Ab¬ ständen zu halten. Das läßt sich schon dadurch erreichen, daß die Strah¬ lungsschirme 15 selbst zur Einhaltung der nötigen Abstände genoppt sind. Durch die zur Ausbildung von Noppenstrukturen erforderlichen Bearbeitungs¬ vorgänge am Strahlungsschirm 15 können gleichzeitig auch die Gasdurchtritts¬ öffnungen gebildet werden, ohne daß damit ein zusätzlicher Arbeitsvorgang verbunden wäre. Fig. 2 zeigt in vergrößerter und schematischer Darstellung einen kurzen Ab¬ schnitt der Außenwandung 2 und der Innenwandung 3 des Wärmespeicherblockes 1 mit daran anschließendem Anschlußstutzen 7 für die Gettereinrichtung 8. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Wasserstoff-Getter- einrichtung 8 mit einem eigentlichen .Gettergehäuse 16 und einer darin am Boden angeordneten Einlage aus Gettermaterial 17, hier einem Metallhydrid. Eine im Gettergehäuse 16 hermetisch abgedichtete Tauchhülse 18 taucht mit ihrer Spitze in das Gettermaterial 17 ein, sie dient zur Aufnahme eines Thermoelements für die Regelung der Temperatur des Gettermaterials 17. Am Boden des Gettergehäuses befindet sich ein Heizelement 19, beispielsweise in Form eines Rohrheizkörpers, das zur Aufheizung des Gettermaterials auf die gewünschte Temperatur bei gewünschter Erhöhung des Gasdrucks im Isola¬ tionszwischenraum 6 dient. Der Anschlußstutzen 7 weist im übrigen eine im Betrieb natürlich hermetisch geschlossene weitere Öffnung 20 auf, über die der Isolationszwischenraum 6 zunächst evakuiert und anschließend mit dem be¬ stimmten Gas, insbesondere also mit Wasserstoffgas gefüllt werden kann.
In Fig. 2 erkennt man links zwischen der Außenwandung 2 und der Innenwandung 3 im übrigen hier mehrere folienartige Strahlungsschirme 15.
Aus Fig. 1 lassen sich nun verschiedene weitere vorteilhafte Details der Lehre der Erfindung erkennen.
Zunächst ist zuvor ausgeführt worden, daß der Deckel 12 die Töpfe 9, 10 thermisch gut isolierend schließen soll. Dazu kann der Deckel 12 selbst wieder doppelwandig mit einem Isolationszwischenraum ausgeführt sein. Die¬ ser kann von vornherein wirksam evakuiert sein und so die bestmögliche Iso¬ lationswirkung erbringen. Lediglich am Rand 11 gibt es dann die nicht ver¬ meidbare Wärmebrücke. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist allerdings eine solche Ausführung des Deckels 12 nicht vorgesehen, jedenfalls nicht dargestellt, hier ist anstatt dessen zwischen der Wärmespeicherfüllung 4 und dem Deckel 12 eine relativ dicke thermische Isolationsschicht 21 angeord¬ net. Die herstellungstechnischen Vorteile des vom übrigen Gehäuse getrennten Deckels 12 sind im allgemeinen Teil der Beschreibung schon erläutert worden. Der Deckel 12 könnte mit den Töpfen 9, 10 am umlaufenden Rand 11 verschweißt, verlötet, verklebt oder anderweit dauerhaft fest verbunden sein. Eine vom Druck her hermetisch dichte Verbindung ist hier allerdings bezüglich des Deckels 12 nicht erforderlich, da ja im Innenraum, der von der Innenwandung 3 gebildet wird und die Wärmespeicherfüllung 4 aufnimmt, ein besonders niedri¬ ger Druck nicht herrscht. Ein mit dem Rand 11 fest und dauerhaft verbundener Deckel 12 wäre aber wohl einer Komplettierung des Wärmespeicherblockes 1 am Einsatzort abträglich. Letzteres hätte aber durchaus Vorteile, da dann der Transport zum Einsatzort wesentlich einfacher wäre, da der gesamte Wärme¬ speicherblock 1 noch nicht mit dem relativ schweren Material der Wärmespei¬ cherfüllung 4 gefüllt wäre. Außerdem könnte man bei dauerhaft fest mit dem Rand 11 verbundenen Deckel 12 das Material der Wärmespeicherfüllung 4 später auch nicht auswechseln.
Das in der Zeichnung dargestellte, bevorzugte Ausführungsbeispiel zeichnet sich aus den zuvor erläuterten Gründen nun dadurch aus, daß der Deckel 12 mit den Töpfen 9, 10 am umlaufenden Rand 11 mittels einer lösbaren Klemm¬ einrichtung 22, insbesondere in Form eines Klemm-Spannringes, fest, aber lösbar verbunden ist.
Zweckmäßig ist es, das Heizelement 5 dort selbst aus dem Wärmespeicherblock 1 herauszuführen, wo der Isolationszwischenraum 6 ohnehin unterbrochen ist. Folglich empfiehlt es sich, daß der Deckel 12 eine thermisch gut isolie¬ rende Durchführung 23 für das Heizelement 5 oder Anschlußleitung 24 des Heizelementes 5 aufweist. Dabei empfiehlt es sich hier ganz besonders, daß die Durchführung 23 für das Heizelement 5 ein Auswechseln des Heizelementes 5 ohne Abnehmen des Deckels 12 erlaubt. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Wärmespeicherfüllung 4 betriebsmäßig eigentlich sehr selten Probleme verursacht, könnte man bei der zuyor erläuterten Ausführungsform sogar wie¬ der daran denken, den Deckel 12 mit den Töpfen 9, 10 am oberen Rand 11 dauer¬ haft fest zu verbinden. Für die Ausführung der Wärmespeicherfüllung 4 gibt es die im Stand der Tech¬ nik bekannten Möglichkeiten. Für die Komplettierung des Wärmespeicherblockes 1 vor Ort eignen sich die an sich bekannten Wärmespeichersteine ganz besonders. Es empfiehlt sich also, daß die Wärmespeicherfüllung 4 aus einzelnen, vorzugs¬ weise kreisringförmigen Wärmespeichersteinen 25 besteht. Derartige Wärme¬ speichersteine 25, von denen im dargestellten Ausführungsbeispiei vier kreis¬ ringförmige Einheiten übereinander gestapelt sind und in der mittigen Öff¬ nung das Heizelement 5 aufnehmen, weisen regelmäßig ebene Oberflächen auf. Nun ist aber im dargestellten Ausführungsbeispiel der Boden 14 des die Innen¬ wandung 3 bildenden inneren Topfes 10 nach unten/außen hin gewölbt. Nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, daß hier dargestellt ist, gilt nun, daß zwischen dem untersten Wärmespeicherstein 25 und dem gewölbten Boden 14 des inneren Topfes 10 eine unten gewölbte, oben ebene thermische Isola¬ tionsschicht 26 angeordnet ist. Das füllt den ansonsten vorhandenen Freiraum auf, stabilisiert die Gesamtanordnung, verteilt den aus dem Gewicht der Wärmespeichersteine 25 resultierenden Druck auf die volle Fläche des Bodens 14 des Topfes 10 und optimiert so die Gesamtanordnung. Welche Materialien hier für die thermische Isolationsschicht 26 bzw. die thermische Isolations¬ schicht 21 einzusetzen ist, ist aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise ein unter der Bezeichnung Procelit bekanntes Material. Als Wärmespeicher¬ steine 25 kommen beispielsweise Magnesitsteine in Frage, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Fig. 3 zeigt nun ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Elektro-Wärmespeicher¬ heizgerät. Dieses zeigt zunächst ein Außengehäuse 27, das eine bestimmte vor¬ gegebene Tiefe hat, die optimal bei etwa 20 cm liegt. Im Außengehäuse 27 befinden sich nun mehrere Wärmespeicherblöcke 1 , die im Querschnitt etwa kreisrund-topfförmig mit einem von der Tiefe des Außengehäuses 27 bestimmten Durchmesser ausgeführt sind. Je nach gewünschter Wärmespeicherkapazität sind dabei im Außengehäuse 27 mehrere Wärmespeicherblöcke 1 nebeneinander angeord¬ net, im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Wärmespeicherblöcke 1. Man erkennt im Außengehäuse 27 weiter ein Gebläse 28, mit dem Umgebungsluft an- gesaugt und durch einen Luftströmungs-Zwischenraum 29 um die Wärmespeicher¬ blöcke 1 herum zu einer Luftaustrittsöffnung 30 geblasen werden kann. Han¬ delt es sich bei den Wärmespeicherblöcken 1 um erfindungsgemäß ausgestaltete Wärmespeicherblöcke 1 , so kann mit Hilfe der jeweils vorgesehenen Getter¬ einrichtung 8 die Wärmeabgabe des Wärmespeicherheizgerätes insgesamt sehr feinfühlig gesteuert werden. Grundsätzlich wäre es auch möglich, die An- schlußstutzen 7 mehrerer Wärmespeicherblöcke 1 mit einer gemeinsamen Getter¬ einrichtung 8 zu verbinden, was hier allerdings nicht weiter dargestellt ist. Dann würde der Gasdruck in den Isolationszwischenräumen 6 aller Wärmespeicher¬ blöcke 1 in gleicher Weise gesteuert. Denkbar wäre das wohl insbesondere bei Tandem-Anordnungen bzw. für jeweils eine Tandem-Anordnung in einem größeren Wärmespeicherheizgerät. Die Anschlußstutzen 7 benachbarter Wärme¬ speicherblöcke 1 könnten dann nämlich besonder einfach aneinander herange¬ führt werden, so daß sich nur kleine Todräume ergeben.
Das erfindungsgemäße Wärmespeicherheizgerät verbindet die Vorteile des aus dem Stand der Technik bekannten Wärmespeicherheizgerätes, nämlich eine ein¬ bautechnisch vorteilhaft geringe Tiefe bei nahezu beliebiger Breite, mit den Vorteilen, die zuvor für im Querschnitt etwa kreisrund-topfförmige Wärme¬ speicherblöcke 1 erläutert worden sind.
Anstelle des in Figur 3 gezeigten, freistehenden Gerätes läßt sich die Erfindung auch in Form eines Wandgerätes realisieren. Dieses weist eine Wandkonsole auf, die die Wärmespeicherblöcke trägt und bodenfrei montiert ist. Als Abdeckung dient eine vor¬ zugsweise bis zum Boden reichende Verkledigung, die über die Wärmespeicherblöcke gestülpt sowie an der Wand und an der Kon¬ sole verankert wird. In den oberen und unteren Bereichen der Verkleidung sind Luftdurchtrittsöffnungen vorgesehen. Vorteil¬ hafterweise besteht die Verkleidung aus lackiertem Stahlblech. Letzteres gilt auch für die Ausföhαingsform nach Figur 3. Figur 1 zeigt im übrigen noch zwei Möglichkeiten, den Wärme- speicherblock zur Erzeugung von Heizungs- und/oder Brauchwass heranzuziehen. Dargestellt sind zwei Ausführungsformen, die a ternativ oder gleichzeitig Verwendung finden können. Im unter Abschnitt von Figur 1 ist ein wendeiförmig gewickeltes Rohr 3 dargestellt, das an der Innenwand des äußeren Topfes 9 anlieg und dort beispielsweise angelötet ist. Die Enden 32 dieses Ro res sind abgedichtet durch den äußeren Topf 9 hindurchgeführt und bilden die Zu- bzw. Ableitung. Im oberen Teil von Figur 1 ist ein Rohr 33 gezeigt, dessen Windungen auf der Außenwand d äußeren Topfes 9 liegen und dort ebenfalls festgelötet sind.
Abweichend von der Darstellung nach Figur 1 kann es vorteilha sein, die im vorliegenden Fall schwermetallfreie Wärmspeicher füllung 4 noch enger an die Geometrie des inneren Topfes 10 a zupassen. Die Wärmespeicherfüllung 4 besteht aus feuerfestem, gebranntem Steinmaterial, dessen Poren mit schmelzfähigem Koc salz gefüllt sind. Dies erhöht die Speicherkapazität des Ma¬ terials. Die thermischen Isolierschichten 21 und 26 bestehen aus faserfreiem Wärmesdämm-Material, Im vorliegenden Fall aus Vermiculit.
Die beiden Töpfen 9 und 10 sind, wie bereits erwähnt tiefgezo gen, so daß sich das Anschweißen von Böden erübrigt. Es entfa len also die sonst erforderlichen Schweißnähte, was insbeson¬ dere für den Heißbereich des inneren Topfes 10 von Vorteil is Da die beiden Töpfen fest miteinander verbunden sind, spielt die Frage der Wärmedehnung eine wesentliche Rolle, und zwar i Hinblick darauf, daß die Töpfe unterschiedlichen Temperaturen unterworfen sind. Dem wird durch entsprechende Materialwahl Rechnung getragen, und zwar derart, daß die Wärmeausdehnung d inneren, heißeren Topfes 10 etwa der des äußerenm, kälteren Topfes 9 entspricht. Auch die Strahlungsschirme 15 können tiefgezogen sein. Unter Umständen ist es vorteilhaf er, sie mehrlagig spiralförmig zu wickeln, und zwar aus genoppter Aluminiumfolie. Für diesen Fall sorgt die Erfindung dafür, daß die Wärmeleitung entlang der Spiralwindungen minimiert wird, und zwar durch senkrecht zur Wickelrichtung verlaufende, schlitzförmige Unterbrechungen.
Figur 1 zeigt einen Temperatursensor 34, der die Temperatur auf der Außenwand des äußeren Topfes 9 erfaßt. Sobald diese Tempe¬ ratur einen vorbestimmten Wert, im vorliegenden Fall 150°C überschreitet, ist dies ein Zeichen dafür, daß die Wärmedämmun zwischen den beiden Töpfen 9 und 10 nicht ordnungsgemäß funk¬ tioniert. Der Thermofühler wirkt sodann auf einen Schalter ein, der ein erneutes Aufladen der Wärmespeicherfüllung 4 verhin¬ dert.
Die Heizung 19 der Gettereinrichtung 8 kann mehrstufig ausge¬ legt sein, wobei sie über einen mindestens zweistufigen Schal¬ ter angesteuert wird. Letzterer kann raumtemperaturabhängig ar beiten. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Leistung der Heizung 19 stufenlos oder in vielen kleinen Stufen zu regeln, beispielsweise in zehn Stufen. Hierzu dient eine elektronische Regelung, die in Abhängigkeit von einer Abweichung der tatsäch lichen Raumtemperatur von dem vorgegebenen Sollwert arbeitet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Wärmespeicherblock für ein Elektro-Wärmespeicherheizge¬ rät, mit einer Außenwandung (2), einer mit geringem Abstand dazu innen angeordnete Innenwandung (3), einer Wärmespeicher¬ füllung (4) und einem in der Wärmespeicherfüllung (4) angeord¬ neten, nach außen angeschlossenen elektrischen Heizelement (5) wobei die Außenwandung (2) und die Innenwandung (3) hermetisch dicht miteinander verbunden sind, der von Außenwandung (2) und Innenwandung (3) eingeschlossene Isolationszwischenraum (6) i wesentlichen nur mit Wasserstoffgas od.dgl. gefüllt ist und de Gasdruck im Isolationszwischenraum (6) mittels einer ange¬ schlossenen Gas-Gettereinrichtung (8) veränderbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Außenwandung (2) von einem im Querschnitt etwa kreisrunden, vorzugsweise ovalen äußeren Topf (9) und die In¬ nenwandung (3) von einem im Querschnitt dementsprechenden, einen etwas geringeren Durchmesser und eine etwas geringere Höhe aufweisenden inneren Topf (10) gebildet ist, die an ihre oberen umlaufenden Rand (11) hermetisch dicht miteinander ver¬ bunden sind, und daß das obere, offene Ende der Töpfe (9, 10) durch einen Deckel (12) ther is-ch gut isoliert ist.
2. Wärmespeicherblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic net, daß die Böden (13, 14) der Töpfe (9, 10) nach unten/auße hin gewölbt sind, wobei vorzugsweise mindestens der innere To (10) tiefgezogen ist.
3. Wärmespeicherblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß im i/solationszwischenraum (6) mindestens ei folienartiger bzw. blechartiger, vorzugsweise topfartig tiefg zogener Strahlungsschirm (15) angeordnet, mit entsprechend an gepaßtem Durchmesser und angepaßter Höhe geformt und mit Gas- durchtrittsöffnungen versehen und am oberen umlaufenden Rand (11) mit der Außenwandung (2) und der Innenwandung (3) fest verbunden ist und, vorzugsweise, zur Einhaltung der erforder¬ lichen Abstände genoppt ist.
4. Wärmespeicherblock nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Strahlungsschirm (15) mehrlagig spiralförmig ge¬ wickelt ist und vorzugsweise aus genoppter Aluminiumfolie be¬ steht.
5. Wärmespeicherblock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß der mehrlagig spiralförmige gewickelte Strahlungs¬ schirm (15) senkrecht zur Wickelrichtung schlitzförmige Unter¬ brechungen zur Verminderung der Wärmeleitung aufweist.
6. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Deckel (12) selbst auch doppel- wandig mit einem Isolationszwischenraum ausgeführt ist, wobei vorzugsweise zwischen der Wärmespeicherfüllung (4) und dem Deckel (12) eine thermische Isolationsschicht (21) vorzugsweise aus faserfreiem Material, z.B. Vermiculit, angeordnet ist.
7. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Deckel (12) mit den Töpfen (9, 10) am umlaufenden Rand (11) verschweißt, verlötet, verklebt oder anderweit dauerhaft fest verbunden ist.
8. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Deckel (12) mit den Töpfen (9, 10) am umlaufenden Rand (11) mittels einer lösbaren Klemmein¬ richtung (22), insbesondere in Form eines Klemm-Spannringes, fest, aber lösbar verbunden ist.
9. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Deckel (12) eine thermisch gut isolierende Durchführung (23) für das Heizelement (5) oder An¬ schlußleitungen (24) des Heizelementes (5) aufweist, wobei diese Durchführung (23) vorzugsweise ein Auswechseln des Heiz¬ elementes (5) ohne Abnehmen des Deckels (12) erlaubt.
10. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespeicherfüllung (4) schwermetallfrei ist und vorzugsweise in ihrer Geometrie eng der Wandung des inneren Topfes (10) folgt.
11. Wärmespeicherblock nach, einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespeicherfüllung (4) aus einem feuerfesten, gebrannten Steinmaterial besteht, dessen Po ren zur Erhöhung der Speicherkapazität mit einem schmelzfähi¬ gen, anorganischen Stoff, vorzugsweise Kochsalz (NaCl) aufge¬ füllt sind.
12. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespeicherfüllung (4) aus einzelnen, vorzugsweise ringförmigen Wärmespeichersteinen (25) besteht, wobei vorzugsweise die Wärmespeichersteine (25) ebene Oberflächen aufweisen und zwischen dem untersten .Wärmespeicher stein (25) und dem gewölbten Boden (14) des inneren Topfes (10) eine unten gewölbte, oben ebene thermische Isolationsschicht (26) vorzugsweise aus faserfreiem Material, z.B. Vermiculit, angeordnet ist.
13. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenwand des äußeren Topfes (9) mindestens fein Rohr (31) für einen Sekundärwärmeträ ger, z.B. Heizungs- oder Brauchwasser, angeordnet ist, dessen Enden abgedichtet aus dem Topf (9) herausgeführt sind.
14. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenwand des äußeren Topfes (9) mindestens ein Rohr (33) für einen Sekundärwärmeträ ger, z.B. Heizungs- oder Brauchwasser, angeordnet ist.
15. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Töpfe (9, 10) aus Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, z.B. aus Invarstahl und Eisen, bestehen, so daß die Wärmeausdehnung des inneren, heißeren Topfes (10) etwa der des äußeren, kälteren Topfes (9) entspricht.
16. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenwand des äußeren Topfes (9) ein Temperatursensor (34) angeordnet ist, der eine Aufladung der Wärmespeicherfüllung (4) verhindert, sobald die Wandtemperatur bei mangelnder Wärmedämmung gegenüber dem in¬ neren Topf (10) einen sicherheitstechnisch relevanten, vorbe- stimmten Wert von z.B. 150°C überschreitet.
17. Wärmespeicherblock nach einem-der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (19) der Gettereinrich tung (8) mehrstufig ausgelegt ist und über einen mindestens zweistufigen, vorzugsweise raumtemperaturabhängigen Schalter angesteuert wird.
18. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß. die Leistung der Heizung (19) der Gettereinrichtung (8) durch eine elektronische Regelung stufen los oder in vielen kleinen Stufen regelbar ist, vorzugsweise i Abhängigkeit einer Abweichung der tatsächlichen von der Soll- ■ raumtemperatur.
19. Elektro-Wärmespeicherheizgerät mit einem Außengehäuse (27) einer vorgegebenen Tiefe und einem im Außengehäuse (27) angeordneten Wärmespeicherblock (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicherblock (1) im Querschnitt etwa kreisrund- oder oval-topfförmig mit einem von der Tiefe des Außengehäuses (27) bestimmten Durchmesser ausgeführt und insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 18 ausgestaltet ist und daß im Außen¬ gehäuse (27) je nach gewünschter Wärmespeicherkapazität und zu Verfügung stehender Breite des Außengehäuses (27) mehrere Wär¬ mespeicherblöcke (1) nebeneinander angeordnet sind.
20. Elektro-Wärmespeicherheizgerät nach Anspruch 19, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Wärmespeicherblöcke (1) auf eine Wandkonsole bodenfrei montiert und mit einer vorzugsweise bis zum Boden reichenden, übergestülpten, -an der Wand und an der Konsole verankerbaren Verkleidung vorzugsweise aus lackiertem Stahlblech, die untere und obere Luftdurchtrittsöffnungen auf¬ weist, abgedeckt sind.
PCT/EP1993/002102 1992-08-06 1993-08-06 Wärmespeicherblock für en elektro-wärmespeicherheizgerät WO1994003763A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6505026A JPH07509773A (ja) 1992-08-06 1993-08-06 電気的熱貯蔵ヒータ用熱貯蔵ブロック
SK38-95A SK3895A3 (en) 1992-08-06 1993-08-06 Heat-accumulating block for electrical heat accumulators
KR1019950700390A KR950702692A (ko) 1992-08-06 1993-08-06 전열 저장 가열기용 열 저장블록(heat-storage unit for electrical heat accumulators)
EP94906763A EP0653041A1 (de) 1992-08-06 1993-08-06 Wärmespeicherblock für ein elektro-wärmespeicherheizgerät
BG99391A BG99391A (en) 1992-08-06 1995-02-03 Thermoaccumulation unit for electric thermoaccumulation heating device

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9210538 1992-08-06
DEG9210538.6U 1992-08-06
DEG9311217.3U 1993-07-27
DE9311217U DE9311217U1 (de) 1992-08-06 1993-07-27 Wärmespeicherblock für ein Elektro-Wärmespeicherheizgerät

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1994003763A1 true WO1994003763A1 (de) 1994-02-17

Family

ID=25959785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1993/002102 WO1994003763A1 (de) 1992-08-06 1993-08-06 Wärmespeicherblock für en elektro-wärmespeicherheizgerät

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0653041A1 (de)
JP (1) JPH07509773A (de)
KR (1) KR950702692A (de)
BG (1) BG99391A (de)
CZ (1) CZ16195A3 (de)
DE (1) DE9311217U1 (de)
HU (1) HUT68712A (de)
PL (1) PL306727A1 (de)
SK (1) SK3895A3 (de)
WO (1) WO1994003763A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625742A (en) * 1993-07-08 1997-04-29 Saes Getters S.P.A. Thermally insulating jacket under reversible vacuum utilizing hydrogen getter in combination with non-evaporable promoter getter
CN103245057A (zh) * 2013-05-22 2013-08-14 朱建新 电蓄热式热风炉
CN105408695A (zh) * 2013-07-15 2016-03-16 扬·霍卢布 储能系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013003357B4 (de) * 2013-02-27 2021-07-01 Jobst Kerspe Kombinierte Speicher- und Heizvorrichtung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3152033A (en) * 1960-06-17 1964-10-06 Little Inc A Insulating assembly
FR1525530A (fr) * 1966-06-01 1968-05-17 British Oxygen Co Ltd Matériau composite en feuilles, sensiblement imperméable aux gaz et fortement calorifuge
DE2228444C3 (de) * 1971-06-24 1982-11-25 Naamloze Vennootschap Philips' Gloeilampenfabrieken, 5621 Eindhoven Heizvorrichtung mit einem Wärmespeicher
JPS5849A (ja) * 1981-06-22 1983-01-05 Zojirushi Vacuum Bottle Co 真空製二重容器
JPS58123877A (ja) * 1982-01-18 1983-07-23 舟久保　照康 金属製真空断熱容器の製造方法
DE3304511A1 (de) * 1981-10-22 1984-08-16 Küppersbusch AG, 4650 Gelsenkirchen Waermespeicherofen
WO1988008501A1 (fr) * 1987-04-30 1988-11-03 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'e Dispositif d'obturation pour recipient cryogenique

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3152033A (en) * 1960-06-17 1964-10-06 Little Inc A Insulating assembly
FR1525530A (fr) * 1966-06-01 1968-05-17 British Oxygen Co Ltd Matériau composite en feuilles, sensiblement imperméable aux gaz et fortement calorifuge
DE2228444C3 (de) * 1971-06-24 1982-11-25 Naamloze Vennootschap Philips' Gloeilampenfabrieken, 5621 Eindhoven Heizvorrichtung mit einem Wärmespeicher
JPS5849A (ja) * 1981-06-22 1983-01-05 Zojirushi Vacuum Bottle Co 真空製二重容器
DE3304511A1 (de) * 1981-10-22 1984-08-16 Küppersbusch AG, 4650 Gelsenkirchen Waermespeicherofen
JPS58123877A (ja) * 1982-01-18 1983-07-23 舟久保　照康 金属製真空断熱容器の製造方法
WO1988008501A1 (fr) * 1987-04-30 1988-11-03 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'e Dispositif d'obturation pour recipient cryogenique

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 071 (M - 202) 24 March 1983 (1983-03-24) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 232 (C - 190) 14 October 1983 (1983-10-14) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625742A (en) * 1993-07-08 1997-04-29 Saes Getters S.P.A. Thermally insulating jacket under reversible vacuum utilizing hydrogen getter in combination with non-evaporable promoter getter
CN103245057A (zh) * 2013-05-22 2013-08-14 朱建新 电蓄热式热风炉
CN105408695A (zh) * 2013-07-15 2016-03-16 扬·霍卢布 储能系统
US20160146546A1 (en) * 2013-07-15 2016-05-26 Jan Holub System for storing energy

Also Published As

Publication number Publication date
BG99391A (en) 1995-10-31
CZ16195A3 (en) 1995-07-12
EP0653041A1 (de) 1995-05-17
JPH07509773A (ja) 1995-10-26
SK3895A3 (en) 1995-07-11
HUT68712A (en) 1995-07-28
KR950702692A (ko) 1995-07-29
HU9500340D0 (en) 1995-03-28
DE9311217U1 (de) 1993-11-18
PL306727A1 (en) 1995-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2819026C2 (de) Elektrochemische Speicherzelle oder Batterie
EP0086948B1 (de) Wärme- und Kältespeicher
WO2012017041A2 (de) Hochtemperatur-wärmespeicher für solarthermische kraftwerke
EP3655631B1 (de) Energiespeicher zum speichern von elektrischer energie als wärme und verfahren hierzu
EP2158432B1 (de) Allzweckwärmespeicher zur speicherung verschiedener arten von energie
WO2014086462A1 (de) Latentwärmespeicher und verfahren zu seiner herstellung
EP0031153B1 (de) Wärmespeicheranlage zum Einspeichern von Sonnen- oder Abwärme in mehrere Speichertanks
DE102011050472A1 (de) Abstandhalteranordnung mit Stützelementen
WO1994003763A1 (de) Wärmespeicherblock für en elektro-wärmespeicherheizgerät
DE3544039C2 (de)
EP2314971B1 (de) Wärmespeicher mit Energieeinspeisung zur langzeitstabilen und gleichmäßigen Leistungsabgabe und Verfahren hierzu
DE2939076C2 (de)
DE10148587C1 (de) Isolierende Komponente für wechselbar temperierfähiges Behältnis
EP0466107A1 (de) Sonnenkollektor
DE1901926A1 (de) Doppelwandiges Isolationsgehaeuse fuer Waermespeichergeraete
DE2509787A1 (de) Temperatur-schutzgefaess fuer messeinrichtung
WO2014177283A1 (de) Wärmespeicher
DE2616447C3 (de) Vertikaler Rohrofen für hohen Arbeitsdruck
DE2619514A1 (de) Waermespeicher fuer waermepumpen
DE19932328C2 (de) Wärmeisolierung, insbesondere für einen Garofen, mit gestauchtem Folienpaket sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3147345C2 (de) Abwärmeofen mit Nachheizkasten für Raumheizungen
DE19735007C9 (de) Vorrichtung zur Speicherung und Abgabe von Wärme
DE2804746C2 (de) Sonnenkollektor
DE2221765A1 (de) Kachelofen, insbesondere kaminungebundener elektrisch beheizbarer kachelofen
DE3204849C2 (de) Langzeitwärmespeicher

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BG CZ HU JP KR PL SK US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 3895

Country of ref document: SK

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1994906763

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 1995 374554

Country of ref document: US

Date of ref document: 19950118

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: PV1995-161

Country of ref document: CZ

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1994906763

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: PV1995-161

Country of ref document: CZ

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1994906763

Country of ref document: EP

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: PV1995-161

Country of ref document: CZ