DE29623252U1 - Wärmespeicherofen mit einem Latentwärmespeicher - Google Patents
Wärmespeicherofen mit einem LatentwärmespeicherInfo
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Description
".96«L8205
Wärmespeicherofen mit einem Latentwärmespeicher
Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicherofen, insbesondere einen Nachtspeicherofen, bestehend aus einem Heizregister zur
Zufuhr von Wärmeenergie, einem Wärmespeicherkern mit Speicherelementen, einer Wärmeisolation zur Realisierung eines
Wärmerückhaltungsvermögens, und einer Wärmeentzugsvorrichtung zur gezielten Abgabe der gespeicherten Wärmeenergie an die
Umgebung.
Nachtspeicheröfen sind seit langem bekannt. Sie dienen zumeist der Heizung von Wohnräumen, wobei in der Regel elektrische
Energie in Wärme umgewandelt wird. Die Nachtspeicheröfen werden vorzugsweise mit in der Nacht billiger zur Verfügung
stehendem elektrischem Strom, sogenanntem Nachtstrom, betrieben. Damit die in den Nachstunden erzeugte Wärmeenergie
am nächsten Tag zur Verfügung steht, besitzen Nachtspeicheröfen einen oft voluminösen Wärmespeicherkern, der mit dem
billigen Nachtstrom aufgeheizt wird. Die zugeführte Wärmemenge kann dann aufgrund einer möglichst guten Isolation über
mehrere Stunden ohne größere Verluste zurückgehalten und zu den gewünschten Zeiten mit Hilfe der Wärmeentzugsvorrichtung
wieder an die Umgebung abgegeben werden. Als Wärmespeicherkern kommen Schamottesteine oder Magnesitsteine vorwiegend
zum Einsatz. Um möglichst große Wärmemengen zu speichern, ist es erforderlich, einen Wärmespeicherkern mit großem Volumen
zur Verfügung zu stellen, wodurch einerseits große Geräte entstehen und andererseits das Gewicht der Nachtspeicheröfen
sehr hoch ist. Daher können Nachtspeicheröfen in kleineren Wohnräumen oftmals nicht eingesetzt werden. Ebenfalls scheitert
die Verwendung solcher Öfen insbesondere in Altbauten
*95£l8205
aufgrund der hohen Masse an der begrenzten Deckenbelastbarkeit,
die in solchen Bauten zur Verfugung steht.
In dem deutschen Gebrauchsmuster G 90 05 049.5 ist ein Latentwärmespeicher für die Speicherung thermischer Energie
beschrieben, wobei eine spezielle Ausgestaltung einzelner Behälter, die das Speichermaterial enthalten, angegeben ist.
Das physikalische Prinzip der Latentwärmespeicher ist seit langem bekannt. Die Arbeitsweise solcher Geräte beruht auf
dem physikalischen Effekt, der beim Phasenübergang eines Materials vom festen in den flüssigen Aggregatzustand und
umgekehrt auftritt. Bei einem derartigen Wechsel des Aggregatzustands sind bestimmte Materialien besonders gut in der
Lage, eine sehr große Wärmemenge aufzunehmen bzw. abzugeben, wobei sich die Temperatur des Materials während dieser Übergangsphase
nicht oder nur geringfügig ändert.
Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift G 90 15 510.6 ist
weiterhin ein modularer Latentwärmespeicher bekannt, der mit einzelnen abgeschlossenen flachen Speichermodulen arbeitet.
Die beiden genannten Gebrauchsmusterschriften geben einzelne Gestaltungen von Speichermodulen an, wie sie z.B. in der Kfz-Technik
heutzutage eingesetzt werden.. Die vorgeschlagenen Gestaltungsvarianten erfordern einen relativ hohen Produktionsaufwand
und sind damit nicht kostengünstig herstellbar. Der Einsatz von Latentwärmespeichern bei der Beheizung von
Wohnräumen ist nicht bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und das
physikalische Prinzip des Latentwärmespeichers für eine breite und kostengünstige Nutzung in Wärmespeicheröfen, insbesondere
Nachtspeicheröfen, zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Speicherelemente aus einem Latentwärmespeichermaterial bestehen, welches in
abgeschlossene Behälter eingebracht ist.
Der Vorteil einer solchen Konstruktion eines Nachtspeicherofens besteht vor allen Dingen darin, daß bei geeigneter Auswahl
des Latentwärmespeichermaterials große Wärmemengen mit einem relativ geringen Volumen an Wärmespeichermaterial
gespeichert werden können. Damit verringert sich die Masse des gesamten Nachtspeicherofens erheblich. Aufgrund des
beschriebenen physikalischen Effekts kann, außerdem bei relativ geringen Temperaturen eine große Menge an Wärmeenergie
gespeichert werden. Damit ist eine geringere Wärmeisolation erforderlich, da die maximale Temperatur des Wärmespeicherkerns
gering gehalten werden kann. Aufgrund der geringeren Wärmeisolation ergibt sich zudem ein nochmals verringertes
Volumen des Nachtspeicherofens.
Eine vorteilhafte Ausfuhrungsform der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß die Speicherelemente links und rechts des Heizregisters angeordnet sind. Damit ist eine besonders gute
Ausnutzung der vom Heizregister abgegebenen Wärmeenergie möglich, da die Speicherelemente gegenüber dem Heizregister als
nächstliegendes Medium angeordnet sind und die erzeugte Wärmeenergie auf diese Weise nicht unmittelbar an die Umgebung
abgegeben werden kann.
Es ist zweckmäßig, wenn beim erfindungsgemäßen Nachtspeicherofen zusätzlich ein Sicherheitsbehälter vorgesehen ist,
in dem die abgeschlossenen Behälter, welche das Latentwärmespeichermaterial enthalten, und das Heizregister angeordnet
sind. Geeignete Wärmespeichermaterialien sind in der Regel aggressive Salzgemische, die die Korrosion metallischer Werkstoffe
begünstigen. Damit im Falle eines Defekts oder einer Zerstörung der abgeschlossenen Behälter diese aggressiven
Medien nicht unmittelbar an die Umwelt abgegeben werden,
9§«
• ·
dient der Sicherheitsbehälter als zusätzliche Auffangwanne, wobei ein Geber vorgesehen sein kann, der gegebenenfalls das
Eindringen von Latentwärmespeichermaterial in den Sicherheitsbehälter signalisiert.
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Es ist besonders zweckmäßig, wenn die abgeschlossenen Behälter
aus korrosionsbeständigem Edelstahlblech hergestellt sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn diese Behälter an ihrer
nach innen gewandten Fläche Einkerbungen oder Sicken aufweisen, die an die Maße des Heizregisters angepaßt sind. Sofern
die Speicherelemente links und rechts des Heizregisters angeordnet sind, kann auf diese Weise jeweils die Hälfte des
Querschnitts des Heizregisters von den Speicherelementen nahezu vollständig umfaßt werden, was eine besonders gute
Übertragung der Wärmeenergie in die Speicherelemente begünstigt. Die abgeschlossenen Behälter können zudem eine oder
mehrere Längssicken aufweisen, wodurch sowohl die Stabilität des Behälters erhöht, als auch die Volumenausdehnung bei der
Erwärmung des Latentwärmespeichermaterials ermöglicht wird.
Das Heizregister besteht bei einer besonders zu bevorzugenden Ausführungsform aus elektrischen Heizstäben, die gegebenenfalls
mäanderförmig zwischen den Speicherelementen verlegt sind. Es sind aber auch Aus führungs formen möglich, bei denen
von einem Wärmetransportmedium durchströmte Heizungsrohre das Heizregister bilden.
Als Latentwärmespeichermaterial eignen sich besonders Salzgeraische,
deren Schmelzpunkt in einem Bereich von 500 K bis 900 K liegen. Insbesondere hat sich ein Gemisch aus Lithiumkarbonat
und Natriumkarbonat als vorteilhaft erwiesen, da die zu speichernde Wärmemenge beim Übergang vom festen in den flüssigen
Aggregatzustand hier besonders groß ist und die korrodierenden Eigenschaften des Salzgemisches noch beherrschbar
sind.
Bei einer zu bevorzugenden Ausführungsform wird die Wärmeentzugsvorrichtung
durch einen sich zwischen dem Wärmespeicherkern und der Wärmeisolation erstreckenden Luftkanal gebildet.
Es ist vorteilhaft, wenn der Luftkanal eine Lufteintrittsöffnung, eine Luftaustrittsöffnung und eine Mischkammer umfaßt,
und wenn weiterhin ein Gebläse angeordnet ist, welches einen den Luftkanal durchströmenden Luftstrom erzeugt. Auf diese
Weise läßt sich dem Wärmespeicherkern die gespeicherte Wärmeenergie zum gewünschten Zeitpunkt und in der gewünschten
Menge entziehen. Die am Wärmespeicherkern entlangströmende Luft nimmt dabei die Wärme auf und transportiert diese in die
Umgebung. Mit Hilfe der Mischkammer kann der im Nachtspeicherofen erwärmten Luft außerdem kühlere Umgebungsluft beigemischt
werden, so daß die aus dem Nachtspeicherofen austretende Luft eine angenehme Temperatur aufweist. Das gegebenenfalls
vorgesehene Gebläse kann mit einer Ansteuereinheit verbunden sein, wodurch sich z.B. die Arbeitszeit und die
durch den Nachtspeicherofen zu transportierende Luftmenge steuern lassen.
■In einer abgewandelten Ausführungsform sind Lufteintrittsund
-austrittsöffnung derart angeordnet, daß eine wärmetransportierende Luftströmung im Luftkanal ohne äußeres Gebläse
erzielt wird. Damit sind Geräte aufbaubar, die ohne eventuell störende Gebläsegeräusche in sensiblen Bereichen eingesetzt
werden können.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist zwischen den
abgeschlossenen Behältern und dem Sicherheitsbehälter ein großflächiger, schmaler Luftspalt vorgesehen. Dieser
Luftspalt wirkt als zusätzliche Wärmeisolation gegenüber der
Umgebung, wobei das 'Isolationsverhalten von der Dicke des
Luftspalts abhängig ist.
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Bei einer weiterhin abgewandelten Ausführungsform ist die
Dicke diese großflächigen, schmalen Luftspalts veränderbar, womit die Isolationseigenschaften beeinflußt werden können.
Sofern der dem Wärmeentzug dienende Luftkanal zwischen der äußeren Wärmeisolation und dem Sicherheitsbehälter verläuft,
kann über die Änderung der Dicke des schmalen Luftspalts die abgegebene Wärmemenge beeinflußt werden- Damit ist es u.a.
möglich, auf die bei allen anderen Nachtspeicheröfen erforderliche Mischkammer im Luftkanal zu verzichten, da auch über
die Veränderung des Luftspalt zwischen dem Sicherheitsbehälter und den abgeschlossenen Behältern, die das Latentwärmespeichermaterial
enthalten, die Temperatur der an die Umgebung abgegeben Luft beeinflußt werden kann.
Weitere Vorteile, Weiterbildungen und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen :
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht eines Nachtspeicherofens,
gesehen entlang einer in Fig. 2 gezeichneten
Schnittlinie I-I;
gesehen entlang einer in Fig. 2 gezeichneten
Schnittlinie I-I;
Fig. 2 eine geschnittene Ansicht von vorn, gesehen entlang
einer in Fig. 3 gezeichneten Schnittlinie II-II;
einer in Fig. 3 gezeichneten Schnittlinie II-II;
Fig. 3 eine geschnittenen Ansicht von oben, gesehen entlang
einer in Fig. 2 gezeichneten Schnittlinie III-III.
einer in Fig. 2 gezeichneten Schnittlinie III-III.
Fig. 1 zeigt in einer seitlichen Schnittansicht einen Nachtspeicherofen 1. Der Nachtspeicherofen 1 besteht aus
einem Heizregister 2, einem Wärmespeicherkern 3 und einer Wärmeisolation 4. Der Wärmespeicherkern 3 besitzt ein
linksseitig vom Heizregister 2 angeordnetes erstes Speicherelement 10 und ein rechtsseitig vom Heizregister angeordnetes
.2 *4*: .I .'-*. .**. 9&bgr;818205
zweites Speicherelement 11. Die Speicherelemente 10, 11 sind in einem Sicherheitsbehälter 12 eingesetzt, der diese wannenförmig
umgreift. Zur Halterung und Befestigung der Speicherelemente 10, 11 in dem Sicherheitsbehälter 12 ist ein Klammerelement
13 vorgesehen, welches nach dem Einbringen der Speicherelemente in den Sicherheitsbehälter als Deckel aufgesetzt
wird und den Sicherheitsbehälter nach oben verschließt.
Die Speicherelemente 10, 11 bestehen beispielsweise aus einem korrosionsbeständigem Edelstahlblech und sind im Vorliegenden
Anwendungsfall als Hohlkörper mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Als Material eignet sich besonders Stahlblech.
X 15 CrNiSi 2012. Bei der Herstellung des Nachtspeicherofens werden diese Hohlkörper vor ihrem Einbau in den Sicherheitsbehälter
mit dem eigentlichen Latentwärmespeichermaterial aufgefüllt. Vorzugsweise kommt ein Salzgemisch aus Li2CO3 und
Na2COs zum .Einsatz. Weitere besonders geeignete Salzgemische
sind in Anlage 1 aufgelistet. Es haben sich sowohl Gemische aus zwei, drei oder auch vier Salzen als besonders vorteilhaft
erwiesen. In der Anlage 1 sind in der ersten Spalte die
geeigneten Stoffgemische genannt. In Spalte 2 ist die zugehörige Schmelztemperatur aufgelistet. In der dritten Spalte ist
die Temperatur angegeben (Vergleichstemperatur), bei der die zugeführte Wärmemenge gleich der Wärmemenge ist, die von
einem Speichermedium aus Magnesitstein (MgO) mit gleichem Volumen bei einer Temperatur von 1000 K aufgenommen werden
kann.
Die Speicherelemente besitzen an ihrer Oberseite wenigstens eine Einfüllöffnung 14, in die das Latentwärmespeichermaterial
eingefüllt wird. Das Latentwärmespeichermaterial wird dazu bis auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes
erwärmt und in flüssigem Zustand in die Edelstahlbehälter eingefüllt. Diese Behälter werden nahezu vollständig aufgefüllt
und anschließend dicht verschlossen. Das Latentwärmespeichermaterial kann somit nicht mehr aus den abgeschlossenen
Behältern entweichen.
Der Sicherheitsbehälter 12 dient nur der zusätzlichen Sicherheit, für den Fall, daß aufgrund eines Fehlers oder einer zu
hohen Beanspruchung doch noch Latentwärmespeichermaterial aus den abgeschlossenen Behältern ausdringt.. Im Fehlerfall wird
dieses ausgedrungene Latentwärmespeichermaterial im Sicherheitsbehälter 12 aufgefangen, damit es nicht in die Umgebung
entweichen kann. Es kann auch ein Signalgeber vorgesehen sein, der beim Eintreten von Latentwärmespeichermaterial in
den Sicherheitsbehälter ein Alarmsignal auslöst und damit auf eine notwendige Wartung des Nachtspeicherofens aufmerksam
macht.
Der Nachtspeicherofen 1 umfaßt weiterhin eine Wärmeentzugsvorrichtung
20. Diese Wärmeentzugsvorrichtung. besteht im einzelnen
aus einem Luftkanal 21, einer Lufteintrittsöffnung 22, einer Luftaustrittsöffnung 23 und einer Mischkammer 24. Der
Luftkanal verläuft hauptsächlich zwischen der Innenwandung der Wärmeisolation 4 und der Außenwandung des Sicherheitsbehälters
12. Sofern bei einer abgewandelten Ausführungsform
kein Sicherheitsbehälter vorgesehen ist, erstreckt sich der Luftkanal zwischen den abgeschlossenen Behältern der Speicherelemente
10, 11 und der Innenwandung der Wärmeisolation 4.
Im gezeigten Beispiel befindet sich zwischen dem Sicherheitsbehälter
12 und den abgeschlossenen Behältern der Speicherelemente 10, 11 ein schmaler Luftspalt 30, der sich im
wesentlichen über die gesamte Fläche zwischen den Speicherelementen und dem Sicherheitsbehälter erstreckt. Der Wärmekontakt
zwischen den Speicherelementen und dem Sicherheitsbehälter wird über den schmalen Luftspalt 30 hergestellt. Die
eingeschlossene Luftschicht fungiert als zusätzlicher Wärmeisolator
und verhindert eine zu schnelle Wärmeabgabe der Speicherelemente 10, 11. Über einen längeren Zeitraum gesehen
verhindert der schmale Luftspalt 30 aber nicht die Abgabe
nahezu der gesamten Wärmemenge, die in den Speicherelementen 10, 11 gespeichert ist. Der Einfachheit halber kann daher
vorerst davon ausgegangen werden, daß der Sicherheitsbehälter 12 nahezu die gleiche Oberflächentemperatur wie die Speicherelemente
10, 11 aufweist.
Während eines Aufheizvorgangs wird den Speicherelementen 10, 11 über das Heizregister 2 Wärmeenergie zugeführt. Diese
Wärmeenergie wird nahezu vollständig von den Speicherelementen aufgenommen, da die Innenwandungen der abgeschlossenen
Behälter der Speicherelemente so ausgelegt sind, daß das Heizregister 2 im wesentlichen vollständig von den
Speicherelementen umgeben ist. Das Latentwärmespeichermaterial steht in unmittelbaren Kontakt mit den Innenflächen der
abgeschlossenen Behälter.
Beim Aufheizvorgang erhöht sich in einer ersten Phase die Temperatur des Latentwärmespeichermaterials nahezu proportional
mit der zugeführten Wärmemenge. Das oben angegebene Gemisch aus Li2CO3 und Na2CO3 besitzt bei ca. 770 K seinen
Schmelzpunkt. Wenn diese Temperatur während des Aufheizvorgangs erreicht wird, ist eine weitere relativ große Wärmemenge
erforderlich, die dem Material zugeführt werden muß, um eine weitere Temperaturerhöhung und das Schmelzen des Materials
hervorzurufen. Vorzugsweise wird der Nachtspeicherofen so betrieben, daß eine Temperaturerhöhung weit über den
Schmelzpunkt hinaus nicht notwendig ist. Die während des Übergangs vom festen in den flüssigen Aggregatzustand speicherbare
Wärmemenge ist so groß, daß eine weitere Temperaturerhöhung regelmäßig nicht zweckmäßig ist. Damit wird die
sich einstellende Endtemperatur der Speicherelemente gegenüber herkömmlichen Nachtspeicheröfen relativ gering gehalten.
Der sich ergebende Temperaturgradient zur Umgebung ist daher kleiner als bei bekannten Nachtspeicheröfen, so daß zur
Erzielung gleicher Ergebnisse eine geringere Wärmeisolation ausreichend ist.
Nachdem der Aufheizvorgang abgeschlossen ist, kann die gespeicherte Wärmemenge gezielt entzogen und der Umgebung zur
Verfügung gestellt werden. Dazu wird durch den Luftkanal 21 ein Luftstrom geleitet, wobei die durchströmende Luft beim
Entlangstreichen am Sicherheitsbehälter 12 mit hoher Temperatur vorwiegend aufgrund von Wärmeübergang erwärmt wird. Zur
Erzielung eines verbesserten Wärmeübergangs kann der Sicherheitsbehälter 12 an seiner Außenseite eine aufgerauhte Oberfläche
haben, wodurch die wirksame Wärmeübergangsfläche erhöht wird.
Die in die Lufteintrittsöffnung 22 einströmende Umgebungsluft wird somit innerhalb des Luftkanals 21 erwärmt und verläßt
den Nachtspeicherofen an der Luftaustrittsöffnung 23 mit erhöhter Temperatur, wodurch der Umgebung Wärme zugeführt
wird. Die vorgesehene Mischkammer 24 dient der Einstellung der Endtemperatur der aus dem Nachtspeicherofen austretenden
erwärmten Luft. In der Mischkammer 24 befindet sich ein Luftleitblech 31, welches mit einem Bimetall 32 verbunden ist.
Entsprechend der Stellung des Luftleitblechs 31 wird nur ein Teil der in den Nachtspeicherofen eintretenden Luft durch den
Luftkanal 21 geleitet und dort erwärmt. Der verbleibende Anteil gelangt ohne wesentliche Erwärmung in die Nähe der
Luftaustrittsöffnung 23 und wird dort mit der aus dem Luftkanal 21 austretenden erwärmten Luft vermischt. Die Stellung
des Luftleitblechs 31 kann von außen vorgegeben werden, wobei während des Betriebs das Bimetall 32 eine Regelung der Stellung
des Luftleitblechs 31 übernimmt, damit die aus der Luftaustrittsöffnung 23 austretende Luft eine im wesentlichen
konstante Temperatur aufweist.
In der Fig. 1 ist zur besseren Veranschaulichung der Funktionsweise
mit gestrichelten Linien eine zweite mögliche Position des Luftleitblechs dargestellt.
35
35
Der gesamte Nachtspeicherofen 1 ist von einem Gehäuse 33 umgeben. An der zum Luftkanal 21 hin gewandten Seite der
Wärmeisolation 4 kann eine Isolationsschutzschicht 34 vorgesehen sein. An dieser Isolationsschutzschicht 34 sind Zentriersicken
35 ausgebildet, die die Führung und Halterung des gesamten Wärmespeicherkerns 3 über die Außenwandung des
Sicherheitsbehälter 12 übernehmen.
Fig. 2 zeigt den Nachtspeicherofen in einer Ansicht von vorn, wobei eine Schnittdarstellung entlang der in Fig. 3 gezeichneten
Schnittlinie II-II gewählt wurde. Gut zu erkennen ist
in dieser Ansicht die Anordnung des Heizregisters 2 entlang der Längserstreckung der Speicherelemente 10, 11. An der nach
innen gewandten Fläche des ersten Speicherelements 10 sind Heizelementekanäle 40 ausgebildet, die sich im wesentlich
über die gesamte Länge des Speicherelements erstrecken. Darin sind zwei U-förmig ausgestaltete elektrische Heizelemente,
die das Heizregister 2 bilden, eingelegt. Die Heizelementekanäle 40 haben eine der Form der elektrischen Heizelemente
angepaßte Struktur und sind so tief ausgelegt, daß die elektrischen Heizelemente etwa mit der Hälfte ihres Querschnitts
in den Heizelementekanälen des ersten Speicherelements 10 zu liegen kommen, wobei der über die Fläche des ersten Speicherelements
10 hinausragende Bereich der elektrischen Heizelemente in die Heizelementekanäle des zweiten Speicherelements
11 eingreifen.
Senkrecht zu den Heizelementekanälen 40 verlaufen in der Wandung des Speicherelements Dehnungssicken 41, die der Erhöhung
der Stabilität der abgeschlossenen Behälter und gleichzeitig der Gewährleistung erforderlicher Wärmeausdehnungen der
Behälter und des Latentwärmespeichermaterials dienen.
Bei der gezeigten Ausführungsform sind weiterhin zwei Gebläse
42 innerhalb des Gehäuses 33 angeordnet, die der Ausbildung
- 12 -
des oben beschriebenen Luftstroms durch den Luftkanal 21 Vorschub leisten.
Fig. 3 zeigt eine Ansicht von oben auf den Nachtspeicherofen, gesehen entlang einer in Fig. 2 gezeichneten Schnittlinie
III-III. Besonders deutlich wird in dieser Ansicht die.symmetrische
Anordnung des ersten Speicherelements 10 und des zweiten Speicherelements 11. Ebenso sind im einzelnen die
Dehnungssicken 41, die jeweils an der Innenseite der Speicherelemente
ausgebildet sind, dargestellt. Weitere Dehnungssicken 43 befinden sich an den gegenüberliegenden Außenseiten
der Speicherelemente. Vorteilhafter Weise stehen diese weiteren Dehnungssicken 43 zumindest teilweise im Eingriff mit den
Zentriersicken 35, die an der Isolationsschutzschicht 34 ausgebildet sind.
Es ist ebenfalls gut erkennbar, daß sich der Luftkanal 21 nahezu über die gesamte Fläche der Außenseiten der Speicherelemente
erstreckt. Damit ist ein guter Wärmeaustausch gewährleistet, wodurch im Bedarfsfall in kürzester Zeit eine
hohe Wärmemenge vom Nachtspeicherofen abgegeben werden kann.
Andere konstruktive Gestaltungen eines Wärmespeicherofens, der als Wärmespeicherkern ein Latentwärmespeichermaterial
5 verwendet, sind ohne weiteres denkbar. Der Schutzbereich der vorliegenden "Erfindung erfaßt somit auch Ausführungen, deren
konstruktive Ausgestaltung und äußere Formgebung an die jeweiligen Anwendungsfälle angepaßt sind. Ein Hauptzweck der
vorliegenden Erfindung besteht .vielmehr darin, bekannte Latentwärmespeichermaterialien in der erfindungsgemäßen Weise
für eine Nutzung in Wärmespeicheröfen, insbesondere Nachtspeicheröfen, zur Verfügung zu stellen. Abweichend vom
Begriff Nachtspeicherofen sind auch Anwendungsfälle betroffen, die zwar nicht mit dem günstigen Nachtstrom betrieben
werden, jedoch vom erfindungsgemäßen Prinzip Gebrauch machen.
Anlage 1:
·*?$018205
| Stoffgemisch | Schmelz temperatur TF in [K] |
Vergleichs- temperatur T in [K] |
| KF-LiF | 750 | 774 |
| LiCl-LiF | 757 | 848,5 |
| LiCl-Li2SO4 | 754 | 926 |
| Li2CO3-Na2CO3 | 770 | 770 |
| NaCl-Li2SO4(I) | 772 | 936 |
| NaCl-Li0SO, (II) 2 4 |
772 | 894,5 |
| KCl-Li2SO4-NaCl | 693 | 794 |
| Li SO-KCl-NaCl 2 4 |
699 | 805 |
| Li2CO3-Na2CO3-K2CO3 . | 670 | 869 |
| LiF-LiCl-Li2CO3 | 673 | 800,5 |
| LiF-NaF-KF | 727 | 727 |
| LiCl-LiF-Li2SO4 | 713 | 783 |
| LiCl-KCl-CaCl2(II) | 605 | 780 |
| LiF-LiCl-NaCl-KCl | 641 | 856 |
Claims (14)
1. Wärmespeicherofen (I)/ bestehend aus einem Heizregister
(2) zur Zufuhr von Wärmeenergie, einem Wärmespeicherkern
(3) mit Speicherelementen (10, 11), einer Wärmeisolation
(4) zur Realisierung eines Wärmerückhaltungsvermögens, und
einer Wärmeentzugsvorrichtung (20) zur gezielten Abgabe der gespeicherten Wärmeenergie an die Umgebung, dadurch
gekennzeichnet, daß die Speicherelemente (10, 11) aus einem Latentwärmespeichermaterial bestehen, welches in
' abgeschlossene Behälter eingebracht ist.
2. Wärmespeicherofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente (10, 11) links und rechts des
Heizregisters (2) angeordnet sind.
3. Wärmespeicherofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmespeicherkern (3) weiterhin einen Sicherheitsbehälter (12) umfaßt, in dem die abgeschlosse-.
nen Behälter und das Heizregister (2) angeordnet sind.
4. Wärmespeicherofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die abgeschlossenen Behälter aus korrosionsbeständigem Edelstahlblech bestehen, und an ihrer nach
innen gewandten Fläche Einkerbungen aufweisen, die an die Maße des Heizregisters (2) angepaßt sind, so daß das
Heizregister jeweils mit dem halben Querschnitt von den rechtsseitigen und linksseitigen Speicherelementen (10,
11) nahezu vollständig umfaßt ist.
5. Wärmespeicherofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizregister (2) aus elektrischen
Heizstäben besteht.
. ..... . ,. ... .,96018206
6. Wärmespeicherofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Latentwärmespeichermaterial
ein bei Temperaturen zwischen 600 K und 800 K schmelzendes Salzgemisch ist.
7. Wärmespeicherofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Latentwärmespeichermaterial ein Salzgemisch aus L12CO3 und Na2CC>3 ist.
8. Wärmespeicherofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schmelzpunkt des Gemischs aus Li2CC>3 und Na2CO3 bei
etwa 77 0 Kelvin liegt.
9. Wärmespeicherofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeentzugsvorrichtung
(20) als ein sich zwischen dem Wärmespeicherkern (3) und der Wärmeisolation (4) erstreckender Luftkanal (21) ausgebildet
ist.
10. Wärmespeicherofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (21) eine Lufteintrittsöffnung
(22), eine Luftaustrittsöffnung (23), und eine Mischkammer (24) umfaßt, und daß ein Gebläse (42) angeordnet ist,
welches einen den Luftkanal durchströmenden Luftstrom erzeugt.
11. Wärmespeicherofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal eine unten gelegene Lufteintrittsöffnung
und eine oben gelegene Luftaustrittsöffnung umfaßt, wobei ein durch Konvektion im Luftkanal entstehender
Temperaturunterschied der Luft zu einer nach oben gerichteten Luftströmung durch den Luftkanal führt.
« · ·. ·. «&&bgr;&bgr;18206
12. Wärmespeicherofen nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den abgeschlossenen
Behältern und dem Sicherheitsbehälter (12) ein großflächiger, schmaler Luftspalt (30) ausgebildet ist.
13. Wärmespeicherofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der schmale Luftspalt (30) in seiner Breite veränderbar ist..
14. Wärmespeicherofen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er als Nachtspeicherofen, der
mit Nachtstrom betrieben wird, ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29623252U DE29623252U1 (de) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Wärmespeicherofen mit einem Latentwärmespeicher |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29623252U DE29623252U1 (de) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Wärmespeicherofen mit einem Latentwärmespeicher |
| DE19648429 | 1996-11-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29623252U1 true DE29623252U1 (de) | 1998-03-19 |
Family
ID=26031537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29623252U Expired - Lifetime DE29623252U1 (de) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Wärmespeicherofen mit einem Latentwärmespeicher |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29623252U1 (de) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007023766A1 (de) * | 2007-05-22 | 2008-11-27 | Rational Ag | Verfahren zum Befüllen zumindest eines Speicherelements eines Wärmespeichers mit einem Speichermedium und Vorrichtung zum Durchführen solch eines Verfahrens |
| DE102012211917A1 (de) * | 2012-07-09 | 2014-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Wärmespeichermedium und Verfahren zu dessen Herstellung |
| CN108151115A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-12 | 东南大学 | 一种熔盐蓄热与热能梯级利用系统 |
| CN114322046A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-12 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种梯级蓄热电锅炉供热装置及蓄热方法 |
| EP4467891A1 (de) * | 2023-05-25 | 2024-11-27 | Vital Energi Solutions Limited | Elektrische heizung zur wärmeenergiespeicherung |
-
1996
- 1996-11-22 DE DE29623252U patent/DE29623252U1/de not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980430 |
|
| R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F28D0017000000 Ipc: F24H0007000000 Effective date: 19990427 |
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| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: EGS ELEKTRO- UND HAUSGERAETEWERK SUHL GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: EGS ELEKTRO- UND HAUSGERAETEWERK SUHL GMBH I.INS., 98527 SUHL, DE Effective date: 19990714 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20000126 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20021216 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20050110 |
|
| R071 | Expiry of right |