Elektrisch beheizter Wärmespeicher für Heizungszwecke
Die vorliegende
Erfindung bezieht sieh auf einen elektrisch beheizten Wirmespeicher für Heizungszwecke,
der aus einem mit Wä.rmeaustauschkamrnern versehenen Speicherblock, einer an das
obere Ende der Wärrr.eaustauschkarrirnern angeschlossenen zu einem Wärmetauscher
führenden Vorlaufleitung und einer den Wärmetauscher sowie einen nachgeschalteten
Sammelbehälter mit dem unteren Ende der Wärmeaustauschkammern verbindenden Rf:eklaufleitung
besteht. Bei solchen Heizgeräten wird die irr, Speicherkern gespeicherte Wärme durch
ein die Wärmeaustauschkammern durchströmendes, vorzugsweise flüssiges Medium den
Wärmetauschern zugeführt, wo sie an ein anderes Medium wie z.B. Brauchwasser, ileizwasser
oder Luft übertragen wird. Das im Wärmetauscher abgekühlte Medium wird anschließend
in einem Sammelbehälter gesammelt und erneut den Wärmeaustausahkammern im Speicherblock
zugeführt.
Wird zur Entspeicherung ein Mittel verwendet, das bei
größeren'*`j!@ Temperaturschwankungen sein Volumen nicht wesentlich ändert., wie
z.8. Thermoöl, so kann ohne große Schwierigkeiten mit einem in sich geschlossenen
System gearbeitet werden. Dieses hat jedoch den Nachteil, daß ein solches Ö1 nur
bis zu einer begrenzten Temperatur erwärmt werden kann, während weit höhere Speicher=
kerntemperaturen, erzielt werden können, die im Interesse einer möglichst kompakten
Bauart des Wärmespeichers angestrebt werden. Man ist deshalb dazu übergegangen,
Wasser als Mittel zur Entspeieherung zu verwenden. Dabei muß allerdings die infolge
der Verdampfung entstehende Volumenvergrößerung beachtet werden. Entweder muß im
Kreislauf ein Ausdehnungsgefäb vorhanden sein, welches das vergrößerte Wasservolumen
auffängt oder es darf@den Wärmeaustauschkammern jeweils nur soviel Wasser zugeführt
werden, daß ein bestimmter Druck in den Austauschkammern urid in der Dampfleitung
nicht überschritten wird. Zu diesem Zweck sind verhältnismäßig aufwendige Regelorgane
erforderlich, die den Wasserdurchfluß in Abhängigkeit vom Wärmeverbrauch im Sekundärkreis
und vom Druck in der Dampfleitung regeln. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, den Wärmeaustauschkanälen nur dann Wasser zuzuführen, wenn der entstehende
Dampf auch im Wärmetauscher kondensiert wird, d.h. Wenn vom Sekundärkreislauf die
herbeigeführte Wärmemenge auch abgenommen werden kann. Erfindungsgemäß ist deshalb
in die Rüeklaufleitung
unterhalb des Sammelbehälters eine Umwälzpumpe
eingebaut und der von der Umwälzpumpe zu den Wärmeaustauschkammern führende Teil
der Rücklaufleitung ist in einer Stauschleife über den Sammelbehälter hochgezogen.Electrically heated heat storage for heating purposes The present invention relates to an electrically heated hot storage tank for heating purposes, which consists of a storage block provided with Wä.rmeaustauschkamrnern, one connected to the upper end of the Wärrr.eaustauschkarrirnern to a heat exchanger and a flow line leading to the heat exchanger and a downstream Collecting tank with the lower end of the heat exchange chambers connecting Rf: eklaufleitung consists. In such heating devices, the heat stored in the storage core is fed to the heat exchangers by a preferably liquid medium flowing through the heat exchange chambers, where it is transferred to another medium such as industrial water, hot water or air. The medium cooled in the heat exchanger is then collected in a collecting tank and fed back to the heat exchange chambers in the storage block. If a means is used for depletion that does not change its volume significantly in the event of larger '* `j! @ Temperature fluctuations, e.g. 8. Thermal oil, you can work with a closed system without great difficulty. However, this has the disadvantage that such an oil can only be heated up to a limited temperature, while much higher storage = core temperatures can be achieved, which are aimed at in the interest of the most compact design of the heat storage. One has therefore switched to using water as a means of drainage. In doing so, however, the increase in volume resulting from evaporation must be taken into account. Either there must be an expansion vessel in the circuit which absorbs the increased volume of water or only enough water may be supplied to the heat exchange chambers that a certain pressure in the exchange chambers and in the steam line is not exceeded. For this purpose, relatively complex control elements are required, which regulate the water flow as a function of the heat consumption in the secondary circuit and the pressure in the steam line. The object of the present invention is to supply water to the heat exchange channels only when the resulting steam is also condensed in the heat exchanger, ie when the amount of heat produced can also be removed from the secondary circuit. According to the invention, therefore, a circulating pump is built into the return line below the collecting tank and the part of the return line leading from the circulating pump to the heat exchange chambers is pulled up over the collecting tank in a stagnation loop.
Das Kondensat fließt der Pumpe aus dem höher liegenden Sammelbehälter
zu und es wird je nach Bedarf den Wärmeaustauschkammern des Speicherblockes zugeführt.
Da die Rücklaufleitung hinter der Pumpe, über den Sammelbehälter hochgezogen ist,
ist ein Einströmen des Kondensates in die Wärmeaustauschkammern unabhängig von der
Pumpe nicht möglich. Die Pumpe kann z.B. in Abhängigkeit vohi Dampfdruck in der
Dampfleitung oder von der Temperatur des Mediums im Sekundärkreis oder von der Umwälzung
des Sekundärkreises betrieben werden. Ein unkontrolliertes Einströmen von Kondensat
in die Wärmeaustauschkammern wird auf jeden Fall verhindert. Obwohl bei Flüssigkeiten,
die ihr Volumen bei Temperaturerhöhung nicht wesentlich ändern, nicht das gleiche
Problem besteht, so bringt die Anwendung der Pumpe sowie der Stauschleife im Rücklauf
doch gewisse Vorteile
da dann die Flüssigkeit während der Aufheizzeit nicht der vollen Speichertemperatur
ausgesetzt ist.The condensate flows to the pump from the higher-lying collecting tank and it is fed to the heat exchange chambers of the storage block as required. Since the return line behind the pump is pulled up over the collecting tank, the condensate cannot flow into the heat exchange chambers independently of the pump. The pump can, for example, be operated as a function of the steam pressure in the steam line or the temperature of the medium in the secondary circuit or the circulation in the secondary circuit. An uncontrolled flow of condensate into the heat exchange chambers is prevented in any case. Although the same problem does not exist with liquids that do not change their volume significantly when the temperature rises, the use of the pump and the backflow loop in the return flow have certain advantages because then the liquid is not exposed to the full storage tank temperature during the heating-up time.
Die beigefügte Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
wobei nur die zu Erläuterung der Erfindung nötigen Punkte besonders dargestellt
sind.
Der Speicherblock 1 mit den Heizelementen 2 und der Wärmeaustauschkammer
3 ist von einer äußeren Isolierung 4 umgeben. An das obere Ende der Wärmeaustauschkammer
ist eine Dampfleitung 5 angeschlossen, die zum Wärmetauscher 6 führt, der sekundärseitig
über den Leitungen 7 mit einem Wärmeverbraucher verbunden ist. Das entstehende Kondensat
strömt in einen Sammelbehälter 8 und wird durch eine Umwälzpumpe 9 in der Rücklauf-leitung
10, die in einer Stauschleife über den Sammelbehälter hochgezogen ist
wieder der Wärmeaustauschkammer# 3 zugeführt. Zur Sättigung des Dampfes wird
die Dampfleitung 5 durch einen Wasserbehälter 11 geführt, der ebenfalls an die Rücklaufleitung
10 angeschlossen ist. Dieser Behälter ist zur Erfüllung der Funktion jedoch nicht
unbedingt erforderlich. Die Regelung der Pumpe 9 erfolgt bei diesem Beispiel durch
einen Druckregler 12.The attached drawing shows an exemplary embodiment of the invention, only the points necessary to explain the invention being shown in particular. The storage block 1 with the heating elements 2 and the heat exchange chamber 3 is surrounded by an outer insulation 4. A steam line 5 is connected to the upper end of the heat exchange chamber and leads to the heat exchanger 6, which is connected on the secondary side via the lines 7 to a heat consumer. The resulting condensate flows into a collecting tank 8 and is fed back to the heat exchange chamber # 3 by a circulation pump 9 in the return line 10, which is pulled up in a stagnation loop over the collecting tank. To saturate the steam, the steam line 5 is passed through a water tank 11, which is also connected to the return line 10. However, this container is not absolutely necessary to fulfill the function. In this example, the pump 9 is regulated by a pressure regulator 12.