EP0061665B1

EP0061665B1 - Geschlossener elektrischer Wärmespeicherofen

Info

Publication number: EP0061665B1
Application number: EP82102233A
Authority: EP
Inventors: Miklós Hárs
Original assignee: Licencia Talalmanyokat Ertekesito Vallalat
Current assignee: Miklos Hars Te Boedapest Hongarije
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1982-03-18
Publication date: 1986-02-19
Also published as: DE3269118D1; ATE18095T1; HU180406B; CA1169460A; JPS57184849A; EP0061665A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Wärmespeicherofen mit einer Aussenbekleidung, einer darin angeordneten und aus Wärmespeichermaterial gefertigten Kernstruktur und in der Kernstruktur befestigten elektrischen Heizspiralen, wobei die Kernstruktur von einer Isolierschicht umgeben ist und Speicherblöcke umfasst, die je eine Aussparung für den Durchgang der Heizspiralen aufweisen und in mehreren Reihen übereinander angeordnet sind.
In der ungarischen Patentschrift 161 254 ist ein Ziegelofen beschrieben, der mit elektrischer Energie geheizt ist. Im Inneren des Ofenmantels sind in Ziegeln angeordnete elektrische Heizkörper vorgesehen, wobei zwischen den Ziegeln Luftzüge ausgebildet sind. Der Ziegelofen ist innen mit Schamottesteinen ausgefüttert, in denen vertikale Bohrungen vorgesehen sind. Durch diese Bohrungen sind die Heizkörper geführt. Am unteren Ende des Luftzuges ist ein Lüftergebläse angeordnet. Die Heizkörper in der Form von elektrischen Heizspiralen sind mit der Schamotteausfütterung gegen die Umgebung elektrisch isoliert. Im Inneren des Ziegelofens erzeugt das Lüftergebläse eine Zwangsströmung der Luft, welche die Heizkörper direkt kontaktiert.
Ein solcher Ziegelofen wird in Einzelfertigung hergestellt und hat fast kein Wärmespeichervermögen. Da die Zwangsströmung der Luft die Heizkörper direkt kontaktiert, kühlen sie sehr schnell ab. Die Ziegel des Ofens speichern eine gewisse geringe Wärmemenge, mit welcher die Luftströmung immer in Berührung kommt. Diese Wärme wird also nur durch Strahlung abgegeben.
Die Wärmekapazität von Wärmespeicheröfen wird mittels der Heizspiralen geschaffen, welche in einer Kernstruktur mit Wärmespeicherfähigkeit angeordnet sind.
So ist in der DE-A-2 803 388 ein kombinierter Konvektions- und Wärmespeicherofen beschrieben, bei welchem in einem kastenförmigen Metallgehäuse mit Belüftungs- und Austrittsöffnungen ein Stapel von Speicherblöcken in der Form von Betonklötzen angeordnet ist, die zum Durchgang von Heizelementen mit entsprechenden Bohrungen versehen sind. Ein wesentlicher Nachteil dieses bekannten Wärmespeicherofens besteht in seinem relativ schweren Gewicht und in der Schwierigkeit, im Falle einer Reparatur bzw. Wartung ihn auseinander- und wieder zusammenzubauen.
Bei dem aus der DE-A-2430051 bekannten Wärmespeicher sind die Heizelemente und die Wärmespeicherelemente von einer Isolierschicht umgeben, wobei an die Isolierschicht aussen angrenzend ein Wassermantel vorgesehen ist, der an einen Warmwasserkreislauf angeschlossen ist.
Die bekannten Öfen bereiten aber zwei grosse Schwierigkeiten. In ihnen kann nicht eine ausreichende Wärmemenge gespeichert werden, sie sind also kalt, bevor mit dem Aufheizen ausser der Belastungsspitze begonnen wird. Die andere Schwierigkeit liegt in der Gewinnung und Weiterleitung der Wärme in die Umgebung. Für diesen Zweck ist bei einem bekannten Ofen ein Gebläse vorgesehen, das durch einen Thermostat gesteuert ist. Die Luft wird mit diesem Gebläse durch direkte Kontaktierung mit der wärmespeichernden Kernstruktur aufgeheizt und in die Umwelt geblasen. Demzufolge wird die Wärmekapazität des Wärmespeicherofens verhältnismässig schnell entladen.
Neuere Versuche mit wärmespeichernden Materialien haben bewiesen, dass die Wärmekapazität von Magnesitsilikat bei einer Temperatur von 500°C oder höher sprunghaft ansteigt. Das ist gleichzeitig ein Grund für die geringe Wärmekapazität der bekannten Öfen. Die dort verwendete Heizvorrichtung kann nicht höher als auf z.B. 700 bis 750°C erhitzt werden; je dünner der Widerstandsdraht der Heizspirale ist, umso grösser sind ihr Widerstand und die Wärmeleistung. Das bedeutet eine Begrenzung in der Bemessung. In den herkömmlichen Öfen sind Heizspiralen eingesetzt, die kurz und dünner als 0,5 mm sind. Sie können also nicht über maximal 750°C erhitzt werden, weil sie sonst verbrennen würden. Ausserdem würde das Metallgehäuse der Heizkörper korrodieren und zerstört werden. Demzufolge kann aber nur eine beschränkte Masse der Kernstruktur verwendet werden, da diese geringere Wärmemenge nicht ausreichend ist, um grössere Kernstrukturen zu heizen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, unter Ausschaltung der Nachteile bei bekannten Anordnungen einen elektrischen Wärmespeicherofen zu schaffen, der als geschlossenes System ausgebildet ist, technisch nicht aufwendig ist und eine sehr hohe Wärmekapazität hat, wirtschaftlich betrieben werden kann und ein angenehmes Wärmegefühl verleiht.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die gestellte Aufgabe durch Aufheizen der Kernstruktur in den Temperaturbereichen der optimalen Wärmespeicherfähigkeit und durch Vermeiden der direkten Berührung zwischen der durchströmenden Luft und der Kernstruktur einfach und befriedigend gelöst werden kann. Auch das Heizelement des Wärmespeicherofens soll dementsprechend ausgebildet werden.
Demzufolge wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass als Speicherblöcke im Querschnitt U-förmige Ziegel vorgesehen sind, die in jeder Horizontalreihe paarweise so angeordnet sind, dass ihre zueinander weisenden Aussparungen einen durchgehenden Kanal zur Aufnahme der Heizspiralen umgeben, wobei die Ziegel in einer Reihe nebeneinander so angeordnet sind, dass sie mit ihren kleinen Endflächen aneinanderliegen und in benachbarten Reihen mit den schmalen Längsflächen ihrer U-Stege aufeinander angeordnet sind, dass zwischen der Isolierschicht und der Aussenbekleidung ein grossflächiger Wärmetauscher vorgesehen ist, und dass die Aussenbekleidung aus Modulelementen zusammengesetzt ist.
Der wesentliche Vorteil dieser Ausbildung eines Wärmespeicherofens besteht darin, dass der Luftzug wegen der die Kernstruktur dicht umschliessenden Isolierschicht den Heizkörper, d.h. die Heizspirale nicht direkt berühren kann, so dass die Abgabe der Wärme und die Abkühlung unter die kritische Temperaturgrenze von 500°C in beträchtlich längerer Zeit erfolgt. Die geheizte Masse der Kernstruktur ist wesentlich vergrössert und erlaubt eine grössere Endtemperatur der Aufheizperiode. Damit hat die Kernstruktur des Ofens während des grössten Teils oder der ganzen Zeit der Wärmeabgabe eine höhere Temperatur als die kritische Temperatur von 500°C. Infolge der Anordnung der Ziegel in der Kernstruktur ist die Begrenzungsfläche des Ofens grösser als die bei herkömmlichen Öfen unter Benutzung der gleichen Zahl von Ziegeln.
Als gute Wärmespeicherfähigkeit aufweisendes Material ist für die Kernstruktur vorteilhaft Magnesitsilikat verwendet.
Wegen der höheren Temperatur der Heizspirale bzw. der Kernstruktur ist es vorteilhaft, die Heizspirale aus einem Widerstandsdraht mit einem Durchmesser von 1 mm oder grösser auszuführen.
Die Isolierschicht um die Kernstruktur ist zweckmässig aus mit Aluminiumfolie versehener Mineralwolle ausgeführt, welche nicht altert, nicht staubt, jedoch die nötige Isoliereigenschaft aufweist.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform kann der zwischen der Aussenbekleidung und der Isolierschicht befindliche grossflächige Wärmetauscher aus nebeneinander angeordneten parallelen Kanälen bestehen. Diese Kanäle können nebeneinander und parallel zueinander angeordnete Rohre sein oder aus einem entsprechend geformten Wellblech bestehen. Das Steuern der Luftströmung in den Kanälen kann dabei so erfolgen, dass den Kanälen Regelelemente zugeordnet sind, die in dem Deckel des Ofens vorgesehen sind.
Zweckmässig ist der Deckel aus parallelen zueinander fixierten und geschlossenen Profilen ausgebildet, die mit den Kanälen des Wärmetauschers verbunden sind, wobei als Steuerelemente für die Luftströmung Flügelventile in den geschlossenen Profilen vorgesehen sind. Die Luftströmungssteuerung kann auch so ausgebildet sein, dass in dem Deckel mit den Kanälen kommunizierende Bohrungen vorgesehen sind, denen ein die Bohrungen abschliessender Rahmen angeschlossen ist.
Aus ästhetischen Gründen, aber besonders der leichten Beförderbarkeit halber ist es vorteilhaft, die aus Modulelementen zusammengesetzte Aussenbekleidung aus Keramik zerlegbar auszubilden.
Nach einem weiteren Merkmal ist die Heizspirale mittels isolierender Abstandhalter und Isolierperlen ortsfest angeordnet. Die Heizspirale kann in elektrisch isolierenden, vorteilhaft Cordieritröhren eingebaut sein.
Zweckmässig ist die Heizspirale in der Kernstruktur des Ofens in vier Reihen angeordnet, wobei beide Enden der Heizspirale an einer Montageplatte befestigt sind. An dieser Montageplatte kann auch ein den Wärmezustand der Heizspirale kontrollierender Schalter vorgesehen sein, wobei der Schalter weiterhin mit einem Anzeiger verbunden sein kann.
Die Ziegel sind vorteilhaft in drei Reihen aufeinander gestapelt, so dass entsprechend drei Kanäle in der Kernstruktur des Ofens geschaffen werden. Zweckmässig sind drei voneinander unabhängig betreibbare Heizspiralen vorgesehen.
Das Überhitzen des Ofens kann vermieden und eine zusätzliche Einstellmöglichkeit geschaffen werden, indem ein Thermostat vorgesehen ist, welcher an die Heizspirale angeschlossen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 perspektivisch einen teilweise geschnittenen Wärmespeicherofen,
Fig. 2 einen Bereich der Fig. 1 im grösseren Massstab, nämlich einen Ausschnitt des Deckels,
Fig. 3 perspektivisch zwei Modulelemente der Aussenbekleidung der Ausführungsform nach Fig.1,
Fig. 4 eine elektrische Schaltung der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 5 eine Seitenansicht einer Isolierperle,
Fig. 6 eine Isolierplatte,
Fig. 7 perspektivisch einen Abstandhalter der Ausführungsform nach Fig. 1,
Fig. 8 schematisch einen Teil der Heizspirale der Ausführungsform nach Fig. 1,
Fig. 9 ein Heizelement der Ausführungsform nach Fig. 1,
Fig. 10 eine Teilansicht ähnlich Fig. 2, jedoch einer anderen Ausführungsform,
Fig. 11 eine elektrische Schaltung des Wärmespeicherofens für eine Ausführungsform mit Glimmlampen als Anzeiger.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform des Wärmespeicherofens weist die Form eines Quaders auf, der mit einer Aussenbekleidung 1 versehen ist. Der Ofen ist durch Ständer 8 gestützt und oben mit einem Deckel 5 abgedeckt. An den Ständern 8 sind Halteelemente 6 befestigt, welche die innere Struktur des Ofens und die Aussenbekleidung 1 des Ofens tragen. An der Innenseite der Aussenbekleidung 1 ist ein Wärmetauscher in der Form von parallel zueinander an einer Leiste 10 befestigten Rohren 2 vorgesehen.
Weiterhin ist im Inneren des Ofens eine den Wärmetauscher berührende Isolierschicht 3 angeordnet, die in diesem Beispiel aus mit Aluminiumfolie überzogener Mineralwolle gefertigt ist. Diese Isolierschicht 3 umschliesst die Kernstruktur des Wärmespeicherofens, die aus Ziegeln 4 aufgebaut sind. Die Ziegel 4 haben eine gute Wärmespeicherfähigkeit, in der gezeigten Ausführungsform sind sie aus Magnesitsilikat gefertigt.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besteht die Kernstruktur des Wärmespeicherofens aus drei aufeinander gestapelten Ziegelreihen. Die Reihen sind so gebildet, dass zwei Ziegel 4, die je einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, mit ihren Aussparungen zueinander gewandt und die Paare der Ziegel 4 nebeneinander angeordnet sind. Von den Zwischenräumen der Schenkel der Ziegel 4 wird auf diese Weise ein rechteckiger geschlossener Raum in Form eines Kanals 9 ausgebildet. Dieser Kanal ist in einer Linie vorgesehen, wobei die jeweils benachbarten Ziegel 4 mit ihrer kleinsten Fläche aneinander angeordnet sind. Die anderen beiden ähnlich ausgebildeten Reihen sind aufeinander gestapelt, wobei die Ziegel 4 auf ihren schmalen Längsflächen stehen. Damit ist eine schmale, lange und nicht sehr hohe Form der Kernstruktur und des ganzen Wärmespeicherofens geschaffen. In den zwischen den Ziegelpaaren ausgebildeten Kanälen 9 ist das Heizelement des Wärmespeicherofens vorgesehen.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht das Heizelement aus drei voneinander unabhängig betreibbaren Heizspiralen 13. Die ortsfeste Lage der Heizspirale 13 ist in dem Kanal 9 durch Abstandhalter 12 und eine an einem Ende des Kanals 9 angeordnete Montageplatte 14 bestimmt. Die beiden Enden der Heizspirale 13 sowie ein Schalter 15 sind an dieser Montageplatte 14 befestigt. Mit dem Schalter 15 kann der Wärmezustand der Heizspirale 13 und damit der des ganzen Heizelementes kontrolliert werden. In Längsrichtung sind die Abstandhalter 12 und die Montageplatte 14 mit einem Rohr 11 befestigt.
Die Ziegel 4 werden von einem Winkelstahlrahmen 37 in der Kernstruktur zusammengehalten, welche unten durch Kernhalter 7 abgestützt ist, die mit den Halteelementen 6 verbunden sind. Auf diese Weise ist die Konstruktion des Wärmespeicherofens stabil und sicher.
In Fig. 2 ist ein Teil des Deckels 5 in grösserem Massstab dargestellt. An diesem Deckel 5 ist ein Thermostat 16 und ein Anzeiger 17 angeordnet. Der Thermostat 16 ist ein Bimetallschalter, der zwischen den Heizspiralen 13 und dem elektrischen Netz eingeschaltet ist. Mit dem Anzeiger 17 wird der Betriebszustand des Wärmespeicherofens und die Betriebsbereitschaft der Heizspirale 13 angezeigt.
In Fig. 2 ist eine vorteilhafte Ausführung zur Regelung des Luftzuges in den Kanälen des Wärmetauschers dargestellt. In dem Deckel 5 sind Bohrungen vorgesehen, die mit Kanälen, in diesem Beispiel mit den Rohren 2 kommunizieren und mit Hilfe eines Rahmens 18 abschliessbar sind. Der Rahmen 18 ist mit Bolzen 22 versehen, die mit einer geneigten Gleitbahn eines Hebels 21 in Eingriff stehen. Der Hebel 21 kann längs der vertikalen und kürzeren Kante des Deckels 5 bewegt werden. Die gleiche Vorrichtung kann an der anderen, zur vorherigen parallelen Kante des Deckels 5 vorgesehen sein.
In Fig. 3 sind zwei Modulelemente der Aussenbekleidung 1 des Wärmespeicherofens gezeigt. In der Kantenfläche dieser Modulelemente ist eine Nut 20 vorgesehen, deren Hälfte mit einem Rohr 19 besetzt ist. Die Zerlegbarkeit der Aussenbekleidung 1 ist dadurch gegeben, dass die frei bleibende Nut 20 des einen Modulelementes mit dem Rohr 19 des benachbarten Modulelementes besetzt wird und durch die Rohre 19 eine Stange durchschiebbar ist. In Fig. 3 sind in der einen Seite oben das Rohr 19 und unten die Nut 20 und an der anderen Seite unten das Rohr 19 und oben die Nut 20 vorgesehen.
In Fig. 4 ist eine Schaltung des Anzeigers 17 mit LED-Dioden 25 wiedergegeben. Die Schalter 15 sind durch ihre Eingänge angedeutet. In der Schaltung sind Widerstände 23, Dioden 24 und Kondensatoren 26 in an sich bekannter Weise zusammengeschaltet.
In Fig. 5 ist eine Isolierperle 27 in Seitenansicht gezeigt, in deren durch gestrichelte Linie angedeuteter zentraler Bohrung ein Verspannungsdraht 29 geführt ist. Auf dem Mantel der Isolierperle 27 ist der Widerstandsdraht der Heizspirale 13 gewickelt.
Der in Fig. 7 gezeigte Abstandhalter 12 weist Bohrungen auf. In seiner oberen und unteren Bohrung wird die Heizspirale 13, in der zentralen Bohrung das Rohr 11 durchgeführt.
Die Anordnung der Heizspirale 13 in dem Kanal 9 der Kernstruktur ist in Fig. 8 gezeigt, wobei das dem mit der Montageplatte 14 versehenen Ende entgegengesetzte Ende des Kanals 9 gezeigt ist. An den Seitenwänden des Kanals 9 sind die Abstandhalter 12 abgestützt, in deren unteren Bohrungen die Heizspirale 13 und mittlerer Bohrung das Rohr 11 durchgeführt sind. Die Heizspirale 13 ist auf den Isolierperlen 27 aufgewickelt, deren Windungen an den gefährlichen Stellen, z.B. in den Krümmungen der Heizspirale 13, durch lsolierplatten 28 (Fig. 6) voneinander getrennt sind, so dass ein eventueller Kurzschluss vermieden wird. Da durch die Bohrung der Isolierperlen 27 der Verspannungsdraht 29 durchgeführt ist, sind die Isolierperlen 27 gegenüber gezogen.
Zum Festhalten der Abstandhalter 12 zu dem Rohr 11 sind in Fig. 8 zwei Varianten gezeigt. Am linken Abstandhalter 12 sind zwei Schraubmuttern 31 a an beiden Seiten des Abstandhalters 12 angeordnet, wobei das Rohr 11 an dieser Stelle mit einem Gewinde versehen ist. Am rechten Abstandhalter 12 in Fig. 8 ist das Rohr 11 mit einem Innengewinde versehen, in welches ein Gewindestift 31 b geschraubt ist. An diesem Gewindestift 31 b ist das Rohr 11 an beiden Seiten des Abstandhalters 12festgezogen.
Die Heizspirale 13 kann zusätzlich von Perlen 30 umhüllt sein.
Die Kernstruktur des Wärmespeicherofens wird auf eine höhere Temperatur erhitzt als zuvor. Somit werden auch die Heizelemente auf eine höhere Temperatur erhitzt, welche bei bekannten Konstruktionen schädlich wäre. In dem Wärmespeicherofen wird deshalb ein Widerstandsdraht mit einem minimalen Durchmesser von 1 mm verwendet. In diesem Fall muss aber ein viel längerer Widerstandsdraht eingebaut werden, um den für die Heizleistung benötigten Widerstand zu gewährleisten.
In Fig. 9 sind drei, voneinander unabhängig betreibbare Heizspiralen 13 vor dem Einlegen in die Kanäle 9 gezeigt. In einem Heizelement ist die Heizspirale 13 viermal hin- und hergeführt. Die vier Gänge der Heizspirale 13 sind in vier nebeneinander gelegten Cordieritröhren 32 angeordnet. Auf diese Weise ist in jedem Kanal 9 im Vergleich mit seiner Länge eine viermal längere Heizspirale 13 vorgesehen. Die Montageplatte 14 und der Schalter 15 sind ebenfalls gezeigt.
In Fig. 10 ist eine andere Ausführungsform des Deckels 5 und des Steuerelementes der Luftströmung in dem Wärmetauscher des Wärmespeicherofens dargestellt. Der Deckel 5 ist hier aus nebeneinander befestigten geschlossenen Profilen 36 gebildet, die mit den Kanälen des Wärmetauschers kommunizieren, in diesem Beispiel mit den Rohren 2. An einem oder beiden Enden der geschlossenen Profile 36 sind Flügelventile 35 als Steuerelemente vorgesehen, die eine gemeinsame Achse haben und mit einem Hebelarm 34 geöffnet oder geschlossen werden können. Der Thermostat 16 und der Anzeiger, der in diesem Fall Glimmlampen 33 umfasst, sind ebenfalls gezeigt.
Bei der Schaltung nach Fig. 11 für den Wärmespeicherofen sind die Glimmlampen 33 nach Fig. 10 vorgesehen. Die an den Montageplatten 14 vorgesehenen Schalter 15, der Thermostat 16 sowie die Heizspirale sind mit Symbolen gezeigt.
Im Betrieb des erfindungsgemässen Wärmespeicherofens werden zwei Perioden unterschieden. In der einen Periode wird der Wärmespeicherofen aufgeheizt, wobei die Heizspiralen 13 mit elektrischem Strom durchflossen sind. Die andere ist die Abkühlungsperiode des Wärmespeicherofens, wobei die Heizspiralen 13 von dem elektrischen Netz getrennt sind und die Wärme der Kernstruktur abgegeben wird.
Durch die Ausbildung der Kernkonstruktion kann die kritische Temperatur von 500°C während der Aufheizperiode erheblich überschritten werden, auch können Temperaturen von 1000 bis 1050°C erreicht werden. Das ist einerseits möglich, weil die Kernstruktur von aussen durch die Isolierschicht 3 wärmeisoliert ist, und andererseits, weil die Heizelemente auch diese erhöhte Temperatur ertragen können. Die Isolierschicht 3 ist so bemessen, dass die den Wärmetauscher kontaktierende äussere Fläche auch warm wird. Die in den Kanälen, d.h. in den Röhren 2 des Wärmetauschers befindliche Luft wird erwärmt, wonach eine Gravitationsströmung der warmen Luft nach oben entsteht, ohne irgendein Hilfsmittel, z.B. Gebläse o.dgl. verwenden zu müssen. Diese Luftströmung kann durch die Steuerelemente, durch den Rahmen 18 oder durch die Flügelventile 35 geregelt werden. Während der Abkühlperiode des Wärmespeicherofens wird durch die lsolierschicht 3 sichergestellt, dass die wärmespeichernde Kernstruktur, d.h. die Ziegel 4, auch in den letzten Stunden vor dem Beginn der nächsten Aufheizperiode noch wärmer als (die kritischen) 500°C sind.
Die grössere Wärmespeicherfähigkeit bedeutet, dass die Ziegel 4 aus Magnesitsilikat bei gleichem Energieverbrauch eine grössere Wärmemenge speichern können als unter 500°C. Bei dem gleichen Energieverbrauch kann der Wärmespeicherofen den umgebenden Raum viel besser erwärmen als dies bislang möglich war. Es folgt zwangsläufig, dass für diese bessere Heizfähigkeit auch weniger Energie verbraucht wird.
Die auf den Montageplatten 14 befindlichen Schalter 15 steuern den Wärmezustand der Heizelemente. Die in dem Anzeiger 17 vorgesehenen LED-Dioden 25 oder Glimmlampen 33 leuchten auf, wenn eine oder mehrere Heizspiralen 13 schadhaft geworden sind.
Mit dem Thermostat 16 wird die Temperatur am Deckel 5 gefühlt. Damit wird verhindert, dass der Wärmespeicherofen eventuell überhitzt wird, z.B. wenn der Ofen bei warmem Wetter eingeschaltet ist. Andererseits kann der Ofen mit Hilfe des Thermostats 16 von dem elektrischen Stromnetz abgetrennt werden.
Durch die Zusammensetzung des Wärmespeicherofens aus Modulelementen und aus den Ziegeln 4 kann die Herstellung wesentlich vereinfacht und die Ausbaumöglichkeiten mit verschiedenen Leistungen erweitert werden. Der komplette Wärmespeicherofen kann in einem Einheitspaket geliefert und an dem Ort der Aufstellung zusammengebaut werden.
Die bei einem Versuch mit dem Wärmespeicherofen durchgeführten Messungen haben bewiesen, dass er unter gleichen Bedingungen und Charakteristiken eine 1,25-fach grössere Wärmespeicherfähigkeit als die herkömmlichen Wärmespeicheröfen aufweist. Wegen des grossen Wärmeunterschiedes zwischen den beiden Seiten der Kanäle des Wärmetauschers erfolgt ein intensiver Wärmeaustausch mit der in den Kanälen befindlichen Luft. Es ist also kein Zirkulationsmittel für die Luft notwendig, wodurch das Wärmegefühl in dem mit diesem Wärmespeicherofen geheizten Raum viel angenehmer und dem eines mit Heisswasser betriebenen Heizkörpers ähnlich ist.

Claims

1. GeschlossenerelektrischerWärmespeicherofen mit einer Aussenbekleidung (1), einer darin angeordneten und aus Wärmespeichermaterial gefertigten Kernstruktur und in der Kernstruktur befestigten elektrischen Heizspiralen (13), wobei die Kernstruktur von einer Isolierschicht (3) umgeben ist, und Speicherblöcke umfasst, die je eine Aussparung für den Durchgang der Heizspiralen aufweisen und in mehreren Reihen übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Speicherblöcke im Querschnitt U-förmige Ziegel (4) vorgesehen sind, die in jeder Horizontalreihe paarweise so angeordnet sind, dass ihre zueinander weisenden Aussparungen einen durchgehenden Kanal (9) zur Aufnahme der Heizspiralen (13) umgeben, wobei die Ziegel (4) in einer Reihe nebeneinander so angeordnet sind, dass sie mit ihren kleinen Endflächen aneinanderliegen und in benachbarten Reihen mit den schmalen Längsflächen ihrer U-Stege aufeinander angeordnet sind, dass zwischen der Isolierschicht (3) und der Aussenbekleidung (1) ein grossflächiger Wärmetauscher vorgesehen ist, und dass die Aussenbekleidung (1) aus Modulelementen zusammengesetzt ist.

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

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

4. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (3) aus mit Aluminiumfolie versehener Mineralwolle ausgebildet ist.

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

6. Wärmespeicherofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle aus nebeneinander und parallel zueinander angeordneten Rohren (2) oder aus einem entsprechend geformten Wellblech ausgeführt sind.

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

8. Wärmespeicherofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelelemente (18, 35) für die Luftströmung in einem Deckel (5) des Wärmespeicherofens ausgebildet sind.

9. Wärmespeicherofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (5) aus parallelen zueinander fixierten und geschlossenen Profilen (26) gebildet ist, die mit den Kanälen des Wärmetauschers verbunden sind, und dass als Steuerelemente für die Luftströmung Flügelventile (35) in den geschlossenen Profilen (36) vorgesehen sind.

10. Wärmespeicherofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Deckel (5) mit den Kanälen (9) des Wärmetauschers kommunizierende Bohrungen vorgesehen sind, wobei das Steuerelement für die Luftströmung als ein diese Bohrungen abschliessender Rahmen (18) ausgeführt ist.

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

12. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizspiralen (13) durch isolierende Abstandhalter (12) und durch Isolierperlen (27) ortsfest angeordnet sind.

13. Wärmespeicherofen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizspirale (13) in isolierenden Cordieritröhren (32) eingebaut ist.

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

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

16. Wärmespeicherofen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (15) mit einem Anzeiger (17) verbunden ist.

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

18. Wärmespeicherofen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass drei unabhängig voneinander betreibbare Heizspiralen (13) vorgesehen sind.

19. Wärmespeicherofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an die Heizspirale (13) angeschlossener Thermostat vorgesehen ist.