WO2024008223A1

WO2024008223A1 - Electrical heating system for fluid-heated heat consumers

Info

Publication number: WO2024008223A1
Application number: PCT/DE2022/200188
Authority: WO
Inventors: Bernd Fricke; Michael Ramm; Horst Wedekind
Original assignee: Continental Reifen Deutschland Gmbh
Priority date: 2022-07-06
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2024-01-11
Also published as: DE102022206908A1

Abstract

The invention relates to an electrical heating system (1), and also to a method for operating an electrical heating system (1) for a fluid-heated heat consumer (2), comprising a fluid reservoir (3) for storing a fluid and also pipework (4) connecting the fluid reservoir (3) to a fluid-heated steam chamber (5) and also a temperature sensor (17) and/or pressure sensor as well as an electrical heating element (19) in contact with the fluid. The fluid reservoir (3) as well as the temperature sensor (17) and/or pressure sensor and the electrical heating element (19) are fitted on and/or in the fluid-heated steam chamber (5). The invention also relates to a method for operating an electrical heating system of a fluid-heated heat consumer and to the use of an electrical heating system for heating a fluid-heated heat consumer.

Description

Beschreibung Description

Elektrische Heizung für fluidbeheizte Wärmeverbraucher Electric heater for fluid-heated heat consumers

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizung für fluidbeheizte Wärmeverbraucher mit einem Fluid-Vorratsgefäß zur Aufnahme eines Fluids sowie einer Verrohrung des Fluid-Vorratsgefäßes mit einer fluidbeheizten Dampfkammer sowie einem Temperatursensor und beziehungsweise oder Drucksensor sowie einem mit dem Fluid in Kontakt stehenden elektrischen Heizelement. The invention relates to an electric heater for fluid-heated heat consumers with a fluid storage vessel for holding a fluid and a piping of the fluid storage vessel with a fluid-heated steam chamber and a temperature sensor and/or pressure sensor as well as an electrical heating element in contact with the fluid.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben sowie eine Verwendung einer derartigen elektrischen Heizung. The invention further relates to a method for operating and a use of such an electric heater.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zum Heizen von fluidbeheizte Wärmeverbrauchern, wie beispielwiese Vulkanisationsanlagen, sind bekannt. Diese Vulkanisationsanlagen haben einen zentralen Heizkessel zur Erzeugung von Dampf, der mit einer Verrohrung mit typischerweise einer Vielzahl von Vulkanisationsanlagen verbunden ist. Es hat sich als Nachteilhaft herausgestellt einen Heizkessel für eine Vielzahl von fluidbeheizte Wärmeverbrauchern zu verwenden oder auch nur einen Heizkessel für mehrere Heizkammern eines fluidbeheizten Wärmeverbrauchers, da dies bei der Verrohrung einen hohen Aufwand verursacht. Weiterhin sind die Verrohrungen zu warten, wobei flexible Verrohrungen einen erhöhten Wartungsaufwand haben. Die Verrohrungen beanspruchen einen erheblichen Bauraum und schränken daher die Konstruktion der fluidbeheizten Wärmeverbraucher ein. Des Weiteren führen die Verrohrungen im Betrieb durch ihre Wärmeabgabe zu Energieverlusten und somit zu einer Verringerung der Effizienz. A method and a device of the type mentioned for heating fluid-heated heat consumers, such as vulcanization systems, are known. These vulcanization plants have a central boiler for generating steam, which is connected to piping to typically a variety of vulcanization plants. It has proven to be disadvantageous to use one boiler for a large number of fluid-heated heat consumers or even just one boiler for several heating chambers of a fluid-heated heat consumer, since this causes a lot of effort in the piping. Furthermore, the piping must be maintained, with flexible piping requiring increased maintenance. The piping takes up a considerable amount of space and therefore limits the design of the fluid-heated heat consumers. Furthermore, the piping leads to energy losses during operation due to its heat release and thus to a reduction in efficiency.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen fluidbeheizten Wärmeverbraucher und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass der Aufwand bei der Verrohrung und Wartung der Verrohrung verringert wird, wobei durch die Verrohrung weniger Bauraum beansprucht wird und die Energieverluste durch die Verrohrung verringert werden. Diese Aufgaben werden gelöst mit einer elektrischen Heizung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie einem Verfahren zum Betreiben und einer Verwendung der elektrischen Heizung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung. Against this background, the invention is based on the object of implementing a fluid-heated heat consumer and a method of the type mentioned in such a way that the effort involved in piping and maintenance of the piping is reduced, with less installation space being required by the piping and the energy losses through the piping be reduced. These tasks are solved with an electric heater according to the features of patent claim 1 and a method for operating and using the electric heater according to the independent claims. The subclaims relate to particularly useful developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also eine elektrische Heizung für einen fluidbeheizten Wärmeverbraucher vorgesehen, wobei die elektrische Heizung ein Fluid-Vorratsgefäß zur Aufnahme eines Fluids sowie eine Verrohrung des Fluid-Vorratsgefäßes mit einer fluidbeheizten Dampfkammer der elektrischen Heizung aufweist. According to the invention, an electric heater is therefore provided for a fluid-heated heat consumer, the electric heater having a fluid storage vessel for holding a fluid and a piping of the fluid storage vessel with a fluid-heated steam chamber of the electric heater.

Die elektrische Heizung weist einen Temperatursensor und beziehungsweise oder einen Drucksensor sowie ein elektrisches Heizelement auf, das mit dem Fluid in Kontakt steht. Unter in Kontakt stehen ist ein thermisches in Kontakt stehen zu verstehen, so dass das elektrische Heizelement einen effizienten Wärmeübertrag auf das Fluid haben kann. Das Fluid-Vorratsgefäß sowie der Temperatursensor und beziehungsweise oder der Drucksensor und das elektrische Heizelement sind an und beziehungsweise oder in der fluidbeheizten Dampfkammer angebracht. The electric heater has a temperature sensor and/or a pressure sensor as well as an electric heating element that is in contact with the fluid. Being in contact means being in thermal contact, so that the electrical heating element can have an efficient heat transfer to the fluid. The fluid storage vessel as well as the temperature sensor and/or the pressure sensor and the electrical heating element are attached to and/or in the fluid-heated steam chamber.

Das Anbringen des Fluid-Vorratsgefäßes sowie des Temperatursensors und beziehungsweise oder des Drucksensors und des elektrischen Heizelements an der fluidbeheizten Dampfkammer ermöglicht kürzere Verrohrungen und verringert dadurch den Verrohrungs- sowie Wartungsaufwand sowie den für die Verrohrung benötigten Bauraum. Dadurch, dass kürzere Verrohrungen ermöglicht werden, ist es möglich die Wärmeabgabe über die Verrohrung zu verringern und die Effizienz der elektrischen Heizung zu erhöhen. Attaching the fluid storage vessel and the temperature sensor and/or the pressure sensor and the electrical heating element to the fluid-heated steam chamber enables shorter piping and thereby reduces the piping and maintenance effort as well as the installation space required for the piping. By allowing shorter piping, it is possible to reduce the heat given off via the piping and increase the efficiency of the electric heater.

Unter dem Anbringen des Fluid-Vorratsgefäßes sowie des Temperatursensors und beziehungsweise oder des Drucksensors und des elektrischen Heizelements in der fluidbeheizten Dampfkammer, wird verstanden, dass das Material der fluidbeheizten Dampfkammer die anderen Komponenten zumindest teilweise umschließt. Insbesondere können das Fluid-Vorratsgefäß und die Verrohrungen durch Aussparungen in der fluidbeheizten Dampfkammer ausgebildet werden. Das Fluid-Vorratsgefäß und die Verrohrungen sind somit zumindest teilweise in der fluidbeheizten Dampfkammer integriert. Bevorzugt können das Fluid-Vorratsgefäß sowie die Verrohrung als zusätzlich ausgebildete Komponenten entfallen. By attaching the fluid storage vessel and the temperature sensor and/or the pressure sensor and the electrical heating element in the fluid-heated steam chamber, it is understood that the material of the fluid-heated steam chamber at least partially covers the other components encloses. In particular, the fluid storage vessel and the piping can be formed by recesses in the fluid-heated steam chamber. The fluid storage vessel and the piping are therefore at least partially integrated in the fluid-heated steam chamber. The fluid storage vessel and the piping can preferably be omitted as additionally designed components.

Unter dem Anbringen des Fluid-Vorratsgefäßes sowie des Temperatursensors und beziehungsweise oder des Drucksensors und des elektrischen Heizelements an der fluidbeheizten Dampfkammer wird verstanden, dass diese mittelbar oder unmittelbar an der fluidbeheizten Dampfkammer angebracht wird oder aber in dessen unmittelbaren Nähe, also in einem Abstand von weniger als 5 Meter insbesondere jedoch in einem Abstand von weniger als 3 Meter und bevorzugt in einem Abstand von weniger als 1 Meter. Attaching the fluid storage vessel and the temperature sensor and/or the pressure sensor and the electrical heating element to the fluid-heated steam chamber is understood to mean that it is attached directly or indirectly to the fluid-heated steam chamber or in its immediate vicinity, i.e. at a distance of less than 5 meters, but in particular at a distance of less than 3 meters and preferably at a distance of less than 1 meter.

Die Dampfkammer wird bevorzugt mit einem dampfförmigen Fluid beheizt, die Dampfkammer kann aber auch mit einem Fluid in flüssiger Form beheizt werden. The steam chamber is preferably heated with a vaporous fluid, but the steam chamber can also be heated with a fluid in liquid form.

Vorteilhaft gegenüber bekannten Heizungen mit einem fluidförmigen beheizten Wärmeverbraucher ist, dass die elektrische Heizung mitsamt dem fluidbeheizten Wärmeverbraucher ein System ausbildet, das aufgrund seiner Kompaktheit mit einer hohen Zuverlässigkeit dauerhaft zu einem hohen Grad hermetisch dicht ist. Einmal befüllt und eingestellt oder kalibriert ist ein dauerhaft weitgehend wartungsfreier Betrieb möglich. Vorrichtungen zum automatischen Nachfüllen von Fluiden und Filtereinrichtungen zum Reinigen der Fluide, wie sie bei bekannten Systemen erforderlich sind, können entfallen. What is advantageous over known heaters with a fluid-shaped heated heat consumer is that the electric heater together with the fluid-heated heat consumer forms a system which, due to its compactness, is permanently hermetically sealed to a high degree with a high degree of reliability. Once filled and adjusted or calibrated, long-term, largely maintenance-free operation is possible. Devices for automatically refilling fluids and filter devices for cleaning the fluids, as required in known systems, can be omitted.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Verrohrung für Montagezwecke einen flexiblen Bereich aufweist, wobei die anderen Bereiche der Verrohrung starr sind. Durch den flexiblen Bereich der Verrohrung wird die Verwendung einer elektrischen Heizung bespielweise an unterschiedlich dimensionierten Wärmeverbrauchern in einfacher Form möglich, wodurch eine Flexibilität in der Produktion ermöglicht wird. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Fluid-Vorratsgefäß sowie der Temperatursensor und/oder Drucksensor und das elektrische Heizelement unbeweglich zu der fluidbeheizten Dampfkammer angebracht sind. Durch die unbewegliche Anbringung können flexible Verrohrungen entfallen. Diese sind bei bekannten Heizungen notwendig, um eine Verfahrbarkeit der fluidbeheizten Dampfkammer zu ermöglichen. A preferred embodiment provides that the piping has a flexible area for assembly purposes, with the other areas of the piping being rigid. The flexible area of the piping makes it possible to use an electric heater in a simple manner, for example on heat consumers of different dimensions, which enables flexibility in production. A preferred embodiment provides that the fluid storage vessel as well as the temperature sensor and/or pressure sensor and the electrical heating element are attached immovably to the fluid-heated steam chamber. Due to the immovable attachment, flexible piping is no longer necessary. These are necessary in known heaters in order to enable the fluid-heated steam chamber to be moved.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die elektrische Heizung zeitgleich zur Beheizung von genau einer fluidbeheizten Dampfkammer geeignet und beziehungsweise oder verwendbar ist. Dadurch, dass eine elektrische Heizung nur für die Beheizung genau einer fluidbeheizten Dampfkammer vorgesehen ist, kann die Verrohrung an fluidbeheizten Wärmeverbrauchern weiter verkürzt werden. A preferred embodiment provides that the electric heater is suitable and/or usable for heating exactly one fluid-heated steam chamber at the same time. Because an electric heater is only provided for heating exactly one fluid-heated steam chamber, the piping on fluid-heated heat consumers can be further shortened.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die elektrische Heizung eine Ventilschaltung bestehend aus mehreren Ventilen aufweist, deren Betätigung eine Förderung des Fluids durch die fluidbeheizte Dampfkammer mittels Dampfdrucks ermöglicht. Durch eine derartige Ventilschaltung kann ein Fördermittel zur Beförderung des Fluids entfallen, wodurch Kosten und Bauraum eingespart werden und die Energieeffizienz der elektrischen Heizung erhöht wird. A preferred embodiment provides that the electric heater has a valve circuit consisting of several valves, the actuation of which enables the fluid to be conveyed through the fluid-heated steam chamber by means of steam pressure. With such a valve circuit, a conveyor for conveying the fluid can be omitted, which saves costs and installation space and increases the energy efficiency of the electric heater.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der fluidbeheizte Wärmeverbraucher für Anlagen zur Herstellung von technischen Gummiprodukten geeignet ist, insbesondere zur Verwendung an Kalanderanlagen und beziehungsweise oder Vulkanisationsanlagen, bevorzugt Durchlauföfen oder Heizpressen. Technische Gummiprodukte wie beispielweise Reifen, Riemen, Luftfeder oder Förderbänder werden häufig in großer Stückzahl und daher mit einer Vielzahl von Vorrichtungen gefertigt, so dass eine Effizienzsteigerung bei derartigen Anlagen einen besonders großen Effekt zeigt. A preferred embodiment provides that the fluid-heated heat consumer is suitable for systems for the production of technical rubber products, in particular for use on calender systems and/or vulcanization systems, preferably continuous ovens or heating presses. Technical rubber products such as tires, belts, air springs or conveyor belts are often manufactured in large quantities and therefore with a variety of devices, so that an increase in efficiency in such systems has a particularly large effect.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass ein viertes schaltbares Ventil an einer Ableitung von der Fluid beheizten Form und ein fünftes schaltbares Ventil an einer Flüssigphasenleitung von dem Kondensatgefäß zu dem Fluid-Vorratsgefäß und ein zweites schaltbares Ventil an einer Dampfphasenleitung zwischen dem Fluid-Vorratsgefäße und dem Kondensatgefäß aufweist. Diese Ventilschaltung ermöglicht in einfacher Form, dass in einer ersten Schaltungsposition der Ventile ein Dampfstrom in die fluidbeheizte Dampfkammer sowie ein Kondensatstrom in das Kondensatgefäß ermöglicht wird, wobei in einer zweiten Schaltungsposition der Ventile ein schwerkraftgetriebenes Rückströmen des Kondensats vom Kondensatgefäß in das Fluid-Vorratsgefäß ermöglicht wird. A preferred embodiment provides that a fourth switchable valve on a discharge line from the fluid-heated mold and a fifth switchable valve on a liquid phase line from the condensate vessel to the fluid storage vessel and a second switchable valve on a vapor phase line between the Fluid storage vessels and the condensate vessel. This valve circuit makes it possible in a simple form that in a first switching position of the valves a steam flow into the fluid-heated steam chamber and a condensate flow into the condensate vessel is made possible, with a gravity-driven backflow of the condensate from the condensate vessel into the fluid storage vessel being made possible in a second switching position of the valves .

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die elektrische Heizung eine Pumpe zur Förderung des Fluids aufweist. Hierdurch kann beispielweise das Zurückführen des Kondensats in das Fluid-Vorratsgefäß beschleunigt werden und die Anordnung des Fluid-Vorratsgefäß freier zur Anordnung des Kondensatgefäßes gewählt werden. Weiterhin kann die Ventilschaltung vereinfacht ausgeführt werden. A preferred embodiment provides that the electric heater has a pump for conveying the fluid. In this way, for example, the return of the condensate into the fluid storage vessel can be accelerated and the arrangement of the fluid storage vessel can be chosen more freely in relation to the arrangement of the condensate vessel. Furthermore, the valve circuit can be designed in a simplified manner.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Fluid Wasser aufweist oder daraus besteht oder ein Wärmeträgeröl ist. Wasser als Fluid hat sich hinsichtlich der Beschaffung und Entsorgung als vorteilhaft erwiesen und weist darüber hinaus eine hohe Verdampfungsenthalpie auf. Wärmeträgeröle haben sich hinsichtlich ihrer gering ausgeprägten Eigenschaft zu Oxidation bei Metallen zu führen und der Möglichkeit auch bei höheren Temperaturen bei geringen Drücken betreibbar zu sein als vorteilhaft erwiesen. A preferred embodiment provides that the fluid has or consists of water or is a heat transfer oil. Water as a fluid has proven to be advantageous in terms of procurement and disposal and also has a high enthalpy of vaporization. Heat transfer oils have proven to be advantageous due to their low ability to cause oxidation in metals and the ability to be operated at low pressures even at higher temperatures.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die elektrische Heizung ein Entlüftungsventil und beziehungsweise oder ein Sicherheitsventil aufweist. Eine einfache Entlüftung der elektrischen Heizung und eine einfache Inbetriebnahme sowie ein sicherer Betrieb der elektrischen Heizung wird ermöglicht. A preferred embodiment provides that the electric heater has a vent valve and/or a safety valve. Simple venting of the electric heater and easy commissioning as well as safe operation of the electric heater are made possible.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Fluid-Vorratsgefäß sowie die Verrohrung Teilbereiche eines Wärmerohres sind. Eine Ausführung des Fluid-Vorratsgefäßes sowie der Verrohrung als Bereiche eines Wärmerohres ermöglicht eine einfache Realisierung der elektrischen Heizung, da der Dampf durch den Dampfdruck angetrieben wird und das Kondensat Schwerkraftgetrieben und beziehungsweise oder durch Kapillarkräfte zurück zum elektrischen Heizelement gefördert wird. Ventile sowie eine Pumpe können entfallen. Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen elektrischen Heizung eines fluidbeheizten Wärmeverbrauchers vorgesehen, wobei die Messwerte eines Temperatursensors und beziehungsweise oder eines Drucksensors mit Sollwerten verglichen werden und die Heizleistung eines elektrischen Heizelements zum Annähern des Messwertes an den Sollwert angepasst wird. Ein einfaches sowie effizientes Verfahren zum Betreiben eines fluidbeheizten Wärmeverbrauchers wird ermöglicht. A preferred embodiment provides that the fluid storage vessel and the piping are parts of a heat pipe. Designing the fluid storage vessel and the piping as areas of a heat pipe enables the electrical heating to be easily implemented, since the steam is driven by the steam pressure and the condensate is conveyed back to the electrical heating element by gravity and/or capillary forces. Valves and a pump can be omitted. According to the invention, a method for operating the electric heater according to the invention of a fluid-heated heat consumer is provided, wherein the measured values of a temperature sensor and/or a pressure sensor are compared with target values and the heating power of an electrical heating element is adjusted to bring the measured value closer to the target value. A simple and efficient method for operating a fluid-heated heat consumer is made possible.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Kondensat mit einer Pumpe in ein Dampferzeugungsgefäß gefördert wird. Ein hohe und stetige Förderrate des Kondensats wird ermöglicht. A preferred embodiment provides that the condensate is pumped into a steam generating vessel using a pump. A high and constant delivery rate of the condensate is made possible.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Kondensat durch Dampfdruck in einem ersten Schritt in ein Kondensatgefäß und in einem zweiten Schritt in ein Fluid-Vorratsgefäß, durch Betätigen von Ventilen, gefördert wird. Das Verfahren kann hierdurch ohne eine aktive Förderung des Fluids betrieben werden und ist hierdurch besonders effizient. A preferred embodiment provides that the condensate is conveyed into a condensate vessel by steam pressure in a first step and into a fluid storage vessel in a second step by actuating valves. The process can therefore be operated without actively conveying the fluid and is therefore particularly efficient.

Erfindungsgemäß ist eine Verwendung einer erfinderischen elektrischen Heizung zum Beheizen eines fluidbeheizten Wärmeverbrauchers, insbesondere einer Vulkanisationsanlage, weiter insbesondere einer Heizpresse oder einem Durchlaufofen, insbesondere zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen. According to the invention, use of an inventive electric heater for heating a fluid-heated heat consumer, in particular a vulcanization system, more particularly a heating press or a continuous furnace, in particular for carrying out a method according to the invention is provided.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigen in The invention allows numerous embodiments. To further clarify their basic principle, two of them are shown in the drawings and are described below. These show in

Fig. 1 eine elektrische Heizung für einen fluidbeheizten Wärmeverbraucher mit einem Fluid-Vorratsgefäß bei der Dampferzeugung; Fig. 2 eine elektrische Heizung für eine Reifen-Heizpresse mit einem Fluid-Vorratsgefäß bei der Kondensatrückgewinnung; 1 shows an electric heater for a fluid-heated heat consumer with a fluid storage vessel during steam generation; 2 shows an electric heater for a tire heating press with a fluid storage vessel for condensate recovery;

Fig. 3 eine elektrische Heizung für einen fluidbeheizten Wärmeverbraucher mit einem Fluid-Vorratsgefäß und einer Pumpe. Fig. 3 shows an electric heater for a fluid-heated heat consumer with a fluid storage vessel and a pump.

Figur 1 zeigt eine elektrische Heizung 1 für einen fluidbeheizten Wärmeverbraucher 2 in Form einer Reifen-Heizpresse mit einem Fluid-Vorratsgefäß 3 bei der Dampferzeugung. Die elektrische Heizung 1 ist mit dem Fluid-Vorratsgefäß 3, das ein elektrisches Heizelement 19 aufweist, über starre Verrohrungen 4 mit einer fluidbeheizten Dampfkammer 5 in Form eines Konusring Containers der Reifen-Heizpresse verbunden. Es ist lediglich ein flexibler Bereich 6 der Verrohrung 4 zur Montage der elektrischen Heizung 1 an unterschiedlich dimensionierten fluidbeheizte Dampfkammern 5 im Konusring Container vorgesehen. Figure 1 shows an electric heater 1 for a fluid-heated heat consumer 2 in the form of a tire heating press with a fluid storage vessel 3 during steam generation. The electric heater 1 is connected to the fluid storage vessel 3, which has an electric heating element 19, via rigid piping 4 with a fluid-heated steam chamber 5 in the form of a cone ring container of the tire heating press. There is only a flexible area 6 of the piping 4 for mounting the electric heater 1 on differently sized fluid-heated steam chambers 5 in the cone ring container.

Der Konusring Container weist eine Aussparung 7 auf, zur Aufnahme des durch die elektrische Heizung 1 erzeugten Wasserdampfs, der ihm mit der Verrohrung 4 zugeführt wird. In der Aussparung 7 gibt der Wasserdampf Wärme an den Konusring Container ab, kondensiert und sammelt sich im unteren Bereich der Aussparung 7. Der weitere Wasserdampfstrom befördert das entstandene Kondensat entgegen der Schwerkraft g durch die Verrohrung 4 in ein Kondensatgefäß 8, das hinsichtlich der Schwerkraft g oberhalb des Fluid-Vorratsgefäßes 3 angeordnet ist. The cone ring container has a recess 7 for receiving the water vapor generated by the electric heater 1, which is supplied to it via the piping 4. In the recess 7, the water vapor gives off heat to the cone ring container, condenses and collects in the lower area of the recess 7. The further water vapor flow transports the resulting condensate against the force of gravity g through the piping 4 into a condensate vessel 8, which is in relation to the force of gravity g is arranged above the fluid storage vessel 3.

Das Kondensatgefäß 8 ist über ein 3/2-Wege Ventil 9 mit einem Sicherheitsventil 10, einem Entlüftungsventil 11 und einem sperrenden ersten schaltbarem Ventil 12 für Wartungszwecke verbunden. The condensate vessel 8 is connected via a 3/2-way valve 9 to a safety valve 10, a vent valve 11 and a blocking first switchable valve 12 for maintenance purposes.

Über ein sperrend geschaltetes zweites schaltbares Ventil 13 und zusammen mit der Verrohrung 4 ist das Kondensatgefäß 8 für die Leitung von Dampf mit dem Fluid-Vorratsgefäß 3 verbunden. Ein leitend geschaltetes drittes schaltbares Ventil 14 ist zwischen dem Fluid-Vorratsgefäß 3 und dem Konusring Container angeordnet. Das schaltbare Ventil 14 dient dazu, dass im geschlossenen Zustand des Ventils zum Beispiel ein Temperatursensor 17 im eingebauten Zustand im Fluid-Vorratsgefäß 3 kalibrieren zu können. Weiterhin ist auch ein Schließen des schaltbaren Ventils 14 im Betrieb möglich, um kurzzeitig einen etwas höheren Druck im Dampferzeuger anzufahren. Weiterhin ist ein leitend geschaltetes viertes schaltbares Ventil 15 zwischen dem Konusring Container und dem Kondensatgefäß 8 und ein sperrend geschaltetes fünftes schaltbares Ventil 16 zwischen dem Kondensatgefäß 8 und dem Fluid-Vorratsgefäß 3, zur Rückführung des Wassers in das Fluid-Vorratsgefäß 3, angeordnet. The condensate vessel 8 for the conduction of steam is connected to the fluid storage vessel 3 via a second, switchable valve 13 that is switched off and together with the piping 4. A conductively switched third switchable valve 14 is arranged between the fluid storage vessel 3 and the cone ring container. The switchable valve 14 serves to be able to calibrate, for example, a temperature sensor 17 when installed in the fluid storage vessel 3 when the valve is closed. Furthermore, it is also possible to close the switchable valve 14 during operation in order to briefly achieve a slightly higher pressure in the steam generator. Furthermore, a conductively switched fourth switchable valve 15 is arranged between the cone ring container and the condensate vessel 8 and a blocked fifth switchable valve 16 between the condensate vessel 8 and the fluid storage vessel 3, for returning the water to the fluid storage vessel 3.

In diesen Schaltpositionen der schaltbaren Ventile 13, 14, 15, 16 wird der in dem Fluid-Vorratsgefäß 3 erzeugte Wasserdampf, dessen Temperatur mit dem Temperatursensor 17 gemessen wird, durch den Dampfdruck in die Aussparung 7 und von dort aus als Kondensat in das Kondensatgefäß 8 gefördert. In these switching positions of the switchable valves 13, 14, 15, 16, the water vapor generated in the fluid storage vessel 3, the temperature of which is measured with the temperature sensor 17, is transported by the vapor pressure into the recess 7 and from there as condensate into the condensate vessel 8 promoted.

Wurde eine ausreichende Menge Kondensat in das Kondensatgefäß 8 gefördert, wird das vierte schaltbare Ventil 15 geschlossen und das zweite schaltbare Ventil 13 und das fünfte schaltbare Ventil 16 geöffnet. Es wird dem Kondensatgefäß 8 kein weiteres Kondensat zugeführt. Das Kondensat wird durch die Schwerkraft g vom Kondensatgefäß 8 in das Fluid-Vorratsgefäß 3 gefördert. In Figur 2 ist die elektrische Heizung 1 der Figur 1 für eine Reifen-Heizpresse mit einem Fluid-Vorratsgefäß 3 bei der Kondensatrückgewinnung mit dieser Schaltung der schaltbaren Ventile 13, 14, 15, 16 dargestellt. If a sufficient amount of condensate has been conveyed into the condensate vessel 8, the fourth switchable valve 15 is closed and the second switchable valve 13 and the fifth switchable valve 16 are opened. No further condensate is supplied to the condensate vessel 8. The condensate is conveyed from the condensate vessel 8 into the fluid storage vessel 3 by gravity g. 2 shows the electric heater 1 of FIG. 1 for a tire heating press with a fluid storage vessel 3 in the condensate recovery with this circuit of the switchable valves 13, 14, 15, 16.

Ist das Wasser in das Fluid-Vorratsgefäß 3 zurückgefördert worden, wird die in der Figur 1 dargestellte Schaltung der schaltbaren Ventile 13, 14, 15, 16 vorgenommen und das Verfahren beginnt von vorne. Once the water has been returned to the fluid storage vessel 3, the switching of the switchable valves 13, 14, 15, 16 shown in FIG. 1 is carried out and the process begins again.

In Figur 3 ist eine elektrische Heizung 1 für eine fluidbeheizten Wärmeverbraucher 2 in Form einer Reifen-Heizpresse mit einem Fluid-Vorratsgefäß 3 und einer Pumpe 18 dargestellt. Die Reifen-Heizpresse entspricht der der Figur 1 . Die elektrische Heizung 1 ist eine zu Figur 1 alternative Ausführungsform, die jedoch mit der Ausführungsform der Figur 1 kombinierbar ist, beispielweise indem zwischen der Aussparung 7 und dem Kondensatgefäß 8 die Pumpe 18 angeordnet wird. Die elektrische Heizung 1 weist das Fluid-Vorratsgefäß 3 mit dem Temperatursensor 17 sowie über das 3/2-Wege Ventil 9 angebunden ein Sicherheitsventil 10, ein Entlüftungsventil 11 und ein erstes schaltbares Ventil 12 auf. Die Verrohrung 4 ist starr ausgeführt und weist lediglich einen flexiblen Bereich 6 zur Montage an verschiede Konusring Container auf. Die Pumpe 18 zur Förderung des Kondensats ist zwischen dem Konusring Container und dem Fluid-Vorratsgefäß 3 angeordnet. 3 shows an electric heater 1 for a fluid-heated heat consumer 2 in the form of a tire heating press with a fluid storage vessel 3 and a pump 18. The tire heating press corresponds to that of Figure 1. The electric one Heater 1 is an alternative embodiment to FIG. 1, which can, however, be combined with the embodiment of FIG. 1, for example by arranging the pump 18 between the recess 7 and the condensate vessel 8. The electric heater 1 has the fluid storage vessel 3 with the temperature sensor 17 and a safety valve 10, a vent valve 11 and a first switchable valve 12 connected via the 3/2-way valve 9. The piping 4 is designed to be rigid and only has a flexible area 6 for mounting on various cone ring containers. The pump 18 for conveying the condensate is arranged between the cone ring container and the fluid storage vessel 3.

Befindet sich die elektrische Heizung 1 im Betrieb wird Wasserdampf durch seinen Druck vom Fluid-Vorratsgefäß 3 in die Aussparung 7 gefördert. Dort kondensiert der Wasserdampf zu Kondensat, das mit der Pumpe 18 in das Fluid-Vorratsgefäß 3 gefördert wird. If the electric heater 1 is in operation, water vapor is conveyed from the fluid storage vessel 3 into the recess 7 by its pressure. There the water vapor condenses to form condensate, which is conveyed into the fluid storage vessel 3 by the pump 18.

Bezugszeichenliste Reference symbol list

1 elektrische Heizung 1 electric heater

2 fluidbeheizter Wärmeverbraucher2 fluid-heated heat consumers

3 Fluid-Vorratsgefäß 3 fluid storage vessel

4 Verrohrung 4 piping

5 fluidbeheizte Dampfkammer 5 fluid-heated steam chamber

6 flexibler Bereich 6 flexible area

7 Aussparung 7 recess

8 Kondensatgefäß 8 condensate container

9 3/2-Wege Ventil 0 Sicherheitsventil 1 Entlüftungsventil 2 erstes schaltbares Ventil 3 zweites schaltbares Ventil 4 drittes schaltbares Ventil 5 viertes schaltbares Ventil 6 fünftes schaltbares Ventil 7 Temperatursensor 8 Pumpe 9 elektrisches Heizelement g Schwerkraft 9 3/2-way valve 0 safety valve 1 vent valve 2 first switchable valve 3 second switchable valve 4 third switchable valve 5 fourth switchable valve 6 fifth switchable valve 7 temperature sensor 8 pump 9 electrical heating element g gravity

Claims

Patentansprüche Patent claims

1. Elektrische Heizung (1 ) für fluidbeheizte Wärmeverbraucher (2), wobei die elektrische Heizung (1 ) ein Fluid-Vorratsgefäß (3) zur Aufnahme eines Fluids sowie eine Verrohrung (4) des Fluid-Vorratsgefäßes (3) mit einer fluidbeheizten Dampfkammer (5) der elektrischen Heizung sowie einen Temperatursensor (17) und/oder Drucksensor sowie eine mit dem Fluid in Kontakt stehendes elektrisches Heizelement (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid-Vorratsgefäß (3) sowie der Temperatursensor (17) und/oder Drucksensor und das elektrische Heizelement (19) an und/oder in der Fluid beheizten Dampfkammer (5) angebracht sind. 1. Electric heater (1) for fluid-heated heat consumers (2), wherein the electric heater (1) has a fluid storage vessel (3) for holding a fluid and a piping (4) of the fluid storage vessel (3) with a fluid-heated steam chamber ( 5) the electric heater and a temperature sensor (17) and/or pressure sensor as well as an electric heating element (19) in contact with the fluid, characterized in that the fluid storage vessel (3) and the temperature sensor (17) and/or Pressure sensor and the electrical heating element (19) are attached to and / or in the fluid-heated steam chamber (5).

2. Elektrische Heizung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verrohrung (4) für Montagezwecke einen flexiblen Bereich aufweist, wobei die anderen Bereiche der Verrohrung (4) starr sind. 2. Electric heater (1) according to claim 1, characterized in that the piping (4) has a flexible area for assembly purposes, the other areas of the piping (4) being rigid.

3. Elektrische Heizung (1 ) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid-Vorratsgefäß (3) sowie der Temperatursensor (17) und/oder Drucksensor und das elektrische Heizelement (19) unbeweglich zu der fluidbeheizten Dampfkammer (5) angebracht sind. 3. Electric heater (1) according to claims 1 or 2, characterized in that the fluid storage vessel (3) and the temperature sensor (17) and / or pressure sensor and the electrical heating element (19) are immovable to the fluid-heated steam chamber (5). are attached.

4. Elektrische Heizung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizung (1 ) zeitgleich zur Beheizung genau eines Fluid beheizten Verbrauchers geeignet und/oder verwendbar ist. 4. Electric heater (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric heater (1) is suitable and / or usable for heating exactly one fluid-heated consumer at the same time.

5. Elektrische Heizung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizung (1 ) eine Ventilschaltung aufweist, deren Betätigung eine Förderung des Fluids durch die Fluid beheizte Dampfkammer (5) mittels Dampfdrucks ermöglicht. 5. Electric heater (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric heater (1) has a valve circuit, the actuation of which enables the fluid to be conveyed through the fluid-heated steam chamber (5) by means of steam pressure.

6. Elektrische Heizung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fluidbeheizte Wärmeverbraucher (2) für Anlagen zur Herstellung von technischen Gummiprodukten geeignet ist, insbesondere zur Verwendung an Kalanderanlagen und/oder Vulkanisationsanlagen, bevorzugt Durchlauföfen oder Heizpressen. 6. Electric heater (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid-heated heat consumer (2) is suitable for systems for the production of technical rubber products, in particular for use on calender systems and / or vulcanization systems, preferably continuous ovens or heating presses.

7. Elektrische Heizung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilschaltung ein viertes schaltbares Ventil (15) an einer Ableitung von der fluidbeheizten Dampfkammer (5) und ein fünftes schaltbares Ventil (16) an einer Flüssigphasenleitung von dem Kondensatgefäß (8) zu dem Fluid-Vorratsgefäß (3) und ein zweites schaltbares Ventil (13) an einer Dampfphasenleitung zwischen dem Fluid-Vorratsgefäße (3) und dem Kondensatgefäß (8) aufweist. 7. Electric heater (1) according to claim 5, characterized in that the valve circuit has a fourth switchable valve (15) on a derivative from the fluid-heated steam chamber (5) and a fifth switchable valve (16) on a liquid phase line from the condensate vessel (8 ) to the fluid storage vessel (3) and a second switchable valve (13) on a vapor phase line between the fluid storage vessel (3) and the condensate vessel (8).

8. Elektrische Heizung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizung (1 ) eine Pumpe (18) zur Förderung des Fluids aufweist. 8. Electric heater (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric heater (1) has a pump (18) for conveying the fluid.

9. Elektrische Heizung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid Wasser aufweist oder daraus besteht oder ein Wärmeträgeröl ist. 9. Electric heater (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid has or consists of water or is a heat transfer oil.

10. Elektrische Heizung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Heizung (1 ) ein Entlüftungsventil (11 ) und/oder ein Sicherheitsventil (10) aufweist. 10. Electric heater (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric heater (1) has a vent valve (11) and / or a safety valve (10).

11. Elektrische Heizung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid-Vorratsgefäß (3) sowie die Verrohrung (4) Teilbereiche eines Wärmerohres sind. 11. Electric heater (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid storage vessel (3) and the piping (4) are portions of a heat pipe.

12. Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Heizung (1 ) eines fluidbeheizten Wärmeverbrauchers (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte eines Temperatursensors (17) und/oder Drucksensors mit Sollwerten verglichen werden und die Heizleistung eines elektrischen Heizelements (19) zum Annähern des Messwertes an den Sollwert angepasst wird. 12. A method for operating an electric heater (1) of a fluid-heated heat consumer (2) according to claim 1, characterized in that the measured values of a temperature sensor (17) and / or pressure sensor with setpoints are compared and the heating power of an electrical heating element (19) is adjusted to bring the measured value closer to the setpoint.

13. Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Heizung (1 ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensat mit einer Pumpe (18) in ein13. A method for operating an electric heater (1) according to claim 12, characterized in that the condensate is pumped into a pump (18).

Fluid-Vorratsgefäß (3) gefördert wird. Fluid storage vessel (3) is conveyed.

14. Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Heizung (1 ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensat durch Dampfdruck in einem ersten Schritt in ein Kondensatgefäß (8) und in einem zweiten Schritt in ein Fluid-Vorratsgefäß (3), durch Betätigen von Ventilen (13, 15, 16) gefördert wird. 14. A method for operating an electric heater (1) according to claim 12, characterized in that the condensate is discharged by vapor pressure in a first step into a condensate vessel (8) and in a second step into a fluid storage vessel (3), by actuating Valves (13, 15, 16) is conveyed.

15. Verwendung einer elektrischen Heizung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Beheizen eines fluidbeheizten Wärmeverbrauchers (2), insbesondere einer Vulkanisationsanlage , weiter insbesondere einer Heizpresse oder einem Durchlaufofen, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 14. 15. Use of an electric heater (1) according to one of claims 1 to 11 for heating a fluid-heated heat consumer (2), in particular a vulcanization system, more particularly a heating press or a continuous furnace, in particular for carrying out a method according to one of claims 12 to 14.