DE9311217U1 - Wärmespeicherblock für ein Elektro-Wärmespeicherheizgerät - Google Patents
Wärmespeicherblock für ein Elektro-WärmespeicherheizgerätInfo
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Description
Gesthuysen & von Rohr
Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicherblock für ein Elektro-Wärmespeicherheizgerät,
mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Bekannt ist ein Elektro-Wärmespeicherheizgerät (DE 22 28 444 C3) mit einem
Außengehäuse und einem im Außengehäuse angeordneten Wärmespeicherblock. Zwischen
dem Außengehäuse und der Außenwandung des Wärmespeicherblockes besteht 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 Gebläse
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 ausgefüllten
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 angeschlossen
ist ein elektrisches Heizelement, das regelmäßig die Form eines sich praktisch über die volle Höhe der Wärmespeicherfüllung erstreckenden Heizrohres
aufweist. Bei größerer Breite des Wärmespeicherblockes können auch mehrere Heizelemente in der Wärmespeicherfüllung nebeneinander mit entsprechenden
Abständen angeordnet sein.
Für den aus dem Stand der Technik bekannten Wärmespeicherblock bzw. das damit
ausgerüstete Elektro-Wärmespeicherheizgerät ist die besonders gute Isolierung der Wärmespeicherfüllung von Bedeutung. Dazu sind die Außenwandung
und die Innenwandung hermetisch dicht miteinander verbunden und bilden einen
Gesthuysen & von Rohr
hermetisch dichten Isolationszwischenraum. Dieser ist im wesentlichen nur
mit Wasserstoffgas oder einem anderen getterfähigen Gas gefüllt. Der Isolationszwischenraum
ist, regelmäßig über einen in die Außenwandung eingeschweißten 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 extrem wirksame Isolation der Außenwandung gegenüber der Innenwandung erreicht,
da bei wirksamem Gettermaterial in der Gettereinrichtung der Gasdruck im Isolationszwischenraum
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 Gasdruck
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, beispielsweise
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 allseits den gleichen Abstand voneinander aufweisen. Da das Material der Wärmespeicherfüllung
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.
Gesthuysen & von Rohr
Die aus Gründen optimaler thermischer Isolation für erforderlich gehaltene
allseitige doppelwandige Ausführung des Wärmespeicherblockes ist auch herstellungstechnisch
nicht unproblematisch. Es ist allein schon störend, daß die komplette Wärmespeicherfüllung im Wärmespeicherblock enthalten sein muß,
bevor überhaupt der Isolationszwischenraum vollständig hergestellt und geschlossen
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 unterschiedlichen
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 Merkmalen
des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird gezielt auf eine ganz optimale
thermische Isolation durch einen entsprechend an eine Gettereinrichtung angeschlossenen Isolationszwischenraum an einer Seite des Wärmespeicherblockes,
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. Anschließend
kann man dann, entweder noch im Herstellungsbetrieb oder sogar schon am Einsatzort die Wärmespeicherfüllung einfüllen und dann den Wärmespeicherblock
mit dem Deckel verschließen. Am Deckel muß dabei dann natürlich ebenfalls eine gute thermische Isolierung vorhanden sein, sei es durch
Gesthuysen & von Röhr
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 jedenfalls
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 Formänderungen
gleichwohl die Abstände stets in ausreichender Größe eingehalten werden können. Durch die am Rand erfolgende Fixierung der beiden Töpfe gegeneinander
werden diese eben im Grundsatz in ihrer Position gegeneinander festgelegt. Eventuell noch vorhandene Distanzelemente kleinster Abmessungen müssen
nur noch die Strahlungsschirme im Isolationszwischenraum in ihrer gewünschten Lage halten.
Im Ergebnis ist erfindungsgemäß ein Wärmespeicherblock realisiert, der zwar
eine Seite, nämlich die Oberseite aufweist, an der er theoretisch nicht optimal 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.
Gesihuysen & von Röhr
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Wärmespeicherblockes
sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11.
Ein unter Verwendung vorzugsweise erfindunsgemäßer Wärmespeicherblöcke hergestelltes
Elektro-Wärmespeicherheizgerät ist durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils von Anspruch 12 beschrieben. Die Quaderform des einen im Stand der Technik realisierten Wärmespeicherblockes war in der Breite
natürlich an die gewünschte Breite eines Elektro-Wärmespeicherheizgerätes 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 kreisrund-topfförmiger Wärmespeicherblöcke die Möglichkeit, alle
Vorteile dieser Bauart zu nutzen und gleichwohl ein relativ breites, jedoch wenig tiefes Außengehäuse für ein Elektro-Wärmespeicherheizgerät einzusetzen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden
Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 im Vertikalschnitt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Wärmespeicherblockes,
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung den Bereich der Gettereinrichtung des
erfindungsgemäßen Wärmespeicherblockes und
Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung, stark vereinfacht, das
Außengehäuse teilweise geöffnet, ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektro-Wärmespeicherheizgerätes.
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 vorliegenden Erfindung genutzt werden.
Gesthuysen & von Rohr
Fig. 1 zeigt im Vertikalschnitt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Wärmespeicherblockes 1. Dieser weist eine von Umgebungsluft umströmbare Außenwandung 2, eine mit geringem Abstand dazu innen angeordnete Innenwandung
3, eine Wärmespeicherfüllung 4 und ein in der Wärmespeicherfüllung
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 wesentlichen
nur mit Wasserstoffgas (oder einem anderen entsprechend einsetzbaren Gas) gefüllt ist. Über einen hermetisch dicht in die Außenwandung 2 eingeführten,
insbesondere dort eingeschweißten Anschlußstutzen 7 ist der Isolationszwischenraum
6 mit einer Gas-Gettereinrichtung 8 verbunden. Der Gasdruck im Isolationszwischenraum 6 ist mittels der angeschlossenen Gettereinrichtung
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 Durchmesser
und eine etwas geringere Höhe aufweisenden inneren Topf 10 gebildet ist,
die an ihrem oberen umlaufenden Rand 11 hermetisch dicht miteinander verbunden sind, und daß das obere, offene Ende der Töpfe 9, 10 durch einen Deckel
thermisch gut isoliert geschlossen ist.
Der innere Topf 10 ist also durch die hermetisch dichte und mechanisch belastbare
Verbindung mit dem äußeren Topf 9 am umlaufenden Rand 11 in jenen gewissermaßen "eingehängt", so daß durch die Bemessung des inneren Topfs 10 gegenüber
dem äußeren Topf 9 schon strukturell die notwendigen Abstände der Innenwandung 3 von der Außenwandung 2 an allen betroffenen Seiten sichergestellt
sind. Die herstellungstechnischen Vorteile dieser Konstruktion sind im allgemeinen
Teil der Beschreibung erläutert worden, so daß darauf verwiesen werden darf.
Gesthuysen & von Rohr
Herstellungstechnisch hat es insbesondere bei Einsatz eines Metallblech-Tiefziehverfahrens
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 angeordnet
sind. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt zur Vereinfachung der Darstellung in Fig. 1 nur einen solchen Strahlungsschirm 15, der etwa
in der Mitte des Isolationszwischenraums 6 verläuft. Damit der Strahlungsschirm 15 in dieser Lage liegt, ist auch dieser hier topfartig mit entsprechend
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 umlaufenden
Rand 11 mit der Außenwandung 2 und der Innenwandung 3 fest verbunden. Im Stand der Technik befinden sich zwischen der Außenwandung 2 und der Innenwandung
3 relativ 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 Außenwandung
2 ohne weiteres zulassen und haben im wesentlichen nur die Aufgabe, die Strahlungsschirme 15 im Isolationszwischenraum 6 in hinreichenden Abständen
zu halten. Das läßt sich schon dadurch erreichen, daß die Strahlungsschirme 15 selbst zur Einhaltung der nötigen Abstände genoppt sind.
Durch die zur Ausbildung von Noppenstrukturen erforderlichen Bearbeitungsvorgänge am Strahlungsschirm 15 können gleichzeitig auch die Gasdurchtrittsöffnungen
gebildet werden, ohne daß damit ein zusätzlicher Arbeitsvorgang verbunden wäre.
Gesihuysen & von Rohr
Fig. 2 zeigt in vergrößerter und schematischer Darstellung einen kurzen Abschnitt
der Außenwandung 2 und der Innenwandung 3 des Wärmespeicherblockes mit daran anschließendem Anschlußstutzen 7 für die Gettereinrichtung 8. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Wasserstoff-Gettereinrichtung
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 Getterghäuses 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 Isolationszwischenraum
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 bestimmten
Gas, insbesondere also mit Wasserstoffgas gefüllt werden kann.
In Fig. 2 erkennt man links zwischen der Außenwandung 2 und der Innenwandung
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. Dieser
kann von vornherein wirksam evakuiert sein und so die bestmögliche Isolationswirkung
erbringen. Lediglich am Rand 11 gibt es dann die nicht vermeidbare 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 angeordnet.
Gesihuysen & "on Rohr
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 Topfen 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 gebildet wird und die Wärmespeicherfüllung 4 aufnimmt, ein besonders niedriger
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 Wärmespeicherblock
1 noch nicht mit dem relativ schweren Material der Wärmespeicherfüllung 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 Topfen 9, 10 am umlaufenden Rand 11 mittels einer lösbaren Klemmeinrichtung
22, insbesondere in Form eines Klemm-Spannringes, fest, aber
lösbar verbunden ist.
Zweckmäßig ist es, das Heizelement 5 dort selbst aus dem Wärmespeicherblock
herauszuführen, wo der Isolationszwischenraum 6 ohnehin unterbrochen ist. Folglich empfiehlt es sich, daß der Deckel 12 eine thermisch gut isolierende
Durchführung 23 für das Heizelement 5 oder Anschlußleitungen 24 des Heizelementes 5 aufweist. Dabei empfiehlt es sich hier ganz besonders, daß
die Durchführung 23 für das Heizelement 5 ein Auswechseln des Heizelementes ohne Abnehmen des Deckels 12 erlaubt. Unter Berücksichtigung der Tatsache,
daß die Wärmespeicherfüllung 4 betriebsmäßig eigentlich sehr selten Probleme
verursacht, könnte man bei der zuvor erläuterten Ausführungsform sogar wieder daran denken, den Deckel 12 mit den Topfen 9, 10 am oberen Rand 11 dauerhaft
fest zu verbinden.
Gesthuysen & von Rohr
Für die Ausführung der Wärmespeicherfüllung 4 gibt es die im Stand der Technik
bekannten Möglichkeiten. Für die Komplettierung des Wärmespeicherblockes
vor Ort eignen sich die an sich bekannten Wärmespeichersteine ganz besonders. Es
empfiehlt sich also, daß die Wärmespeicherfüllung 4 aus einzelnen, vorzugsweise kreisringförmigen Wärmespeichersteinen 25 besteht. Derartige Wärmespeichersteine
25, von denen im dargestellten Ausführungsbeispiel vier kreisringförmige Einheiten übereinander gestapelt sind und in der mittigen öffnung
das Heizelement 5 aufnehmen, weisen regelmäßig ebene Oberflächen auf. Nun ist aber im dargestellten Ausführungsbeispiel der Boden 14 des die Innenwandung
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 Isolationsschicht
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 Isolationsschicht
21 einzusetzen ist, ist aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise ein unter der Bezeichnung Procelit bekanntes Material. Als Wärmespeichersteine
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-Wärmespeicherheizgerät.
Dieses zeigt zunächst ein Außengehäuse 27, das eine bestimmte vorgegebene 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 angeordnet,
im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Wärmespeicherblöcke 1. Man erkennt im Außengehäuse 27 weiter ein Gebläse 28, mit dem Umgebungsluft an-
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gesaugt und durch einen Luftströmungs-Zwischenraum 29 um die Wärmespeicherblöcke
1 herum zu einer Luftaustrittsöffnung 30 geblasen werden kann. Handelt es sich bei den Wärmespeicherblöcken 1 um erfindungsgemäß ausgestaltete
Wärmespeicherblöcke 1, so kann mit Hilfe der jeweils vorgesehenen Gettereinrichtung
8 die Wärmeabgabe des Wärmespeicherheizgerätes insgesamt sehr feinfühlig gesteuert werden. Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Anschlußstutzen
7 mehrerer Wärmespeicherblöcke 1 mit einer gemeinsamen Gettereinrichtung 8 zu verbinden, was hier allerdings nicht weiter dargestellt ist.
Dann würde der Gasdruck in den Isolationszwischenräumen 6 aller Wärmespeicherblöcke
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 Wärmespeicherblöcke
1 könnten dann nämlich besonders einfach aneinander herangeführt werden, so daß sich nur kleine Todräume ergeben.
Das erfindungsgemäße Wärmespeicherheizgerät verbindet die Vorteile des aus
dem Stand der Technik bekannten Wärmespeicherheizgerätes, nämlich eine einbautechnisch
vorteilhaft geringe Tiefe bei nahezu beliebiger Breite, mit den Vorteilen, die zuvor für im Querschnitt etwa kreisrund-topfförmige Wärmespeicherblöcke
1 erläutert worden sind.
Claims (12)
1. Wärmespeicherblock für ein Elektro-Wärmespeicherheizgerät, mit einer
Außenwandung (2), einer mit geringem Abstand dazu innen angeordnete Innenwandung
(3), einer Wärmespeicherfüllung (4) und einem in der Wärmespeicherfüllung
(4) angeordneten, 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) im wesentlichen nur mit
Wasserstoffgas od. dgl. gefüllt ist und der Gasdruck im Isolationszwischenraum (6) mittels einer angeschlossenen Gas-Gettereinrichtung (8) veränderbar
ist, dadurch gekennzeichnet, 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 Durchmesser und
eine etwas geringere Höhe aufweisenden inneren Topf (10) gebildet ist, die
an ihrem oberen umlaufenden Rand (11) hermetisch dicht miteinander verbunden sind, und daß das obere, offene Ende der Töpfe (9, 10) durch einen
Deckel (12) thermisch gut isoliert geschlossen ist.
2. Wärmespeicherblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Böden (13, 14) der Töpfe (9, 10) nach unten/außen hin gewölbt sind.
3. Wärmespeicherblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
im Isolationszwischenraum (6) mindestens ein folienartiger bzw. blechartiger
Strahlungsschirm (15) angeordnet, topfartig mit entsprechend angepaßtem
Durchmesser und angepaßter Höhe geformt und mit Gasdurchtrittsöffnungen versehen
und am oberen umlaufenden Rand (11) mit der Außenwandung (2) und der Innenwandung (3) fest verbunden ist und, vorzugsweise, zur Einhaltung der
erforderlichen Abstände genoppt ist.
Gesthuvsen & von Rohr
4. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (12) selbst auch doppelwandig mit einem Isolationszwischenraum ausgeführt ist.
5. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Wärmespeicherfüllung (4) und dem Deckel (12) eine thermische Isolationsschicht (21) angeordnet ist.
6. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (12) mit den Topfen (9, 10) am umlaufenden Rand (11) verschweißt, verlötet, verklebt oder anderweit dauerhaft fest verbunden ist.
7. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (12) mit den Topfen (9, 10) am umlaufenden Rand (11)
mittels einer lösbaren Klemmeinrichtung (22), insbesondere in Form eines Klemm-Spannringes, fest, aber lösbar verbunden ist.
8. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (12) eine thermisch gut isolierende Durchführung (23) für das Heizelement (5) oder Anschlußleitungen (24) des Heizelementes (5)
aufweist.
9. Wärmespeicherblock nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung
(23) für das Heizelement (5) ein Auswechseln des Heizelementes (5) ohne Abnehmen des Deckels (12) erlaubt.
10. Wärmespeicherblock nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmespeicherfüllung (4) aus einzelnen, vorzugsweise kreisringförmigen
Wärmespeichersteinen (25) besteht.
11. Wärmespeicherblock nach den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmespeichersteine (25) ebene Oberflächen aufweisen und zwischen dem untersten Wärmespeicherstein (25) und dem gewölbten Boden (14)
des inneren Topfes (10) eine unten gewölbte, oben ebene thermische Isolationsschicht
(26) angeordnet ist.
Gesthuysen & von Rohr
12. 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-topfförmig mit einem von der Tiefe des Außengehäuses
(27) bestimmten Durchmesser ausgeführt und insbesondere nach einem der Ansprüche
1 bis 11 ausgestaltet ist und daß im Außengehäuse (27) je nach gewünschter Wärmespeicherkapazität und zur Verfugung stehender Breite des
Außengehäuses (27) mehrere Wärmespeicherblöcke (1) nebeneinander angeordnet
sind.
Priority Applications (10)
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| DE9311217U DE9311217U1 (de) | 1992-08-06 | 1993-07-27 | Wärmespeicherblock für ein Elektro-Wärmespeicherheizgerät |
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