DE2507281A1

DE2507281A1 - Elektrische zentral-speicherheizung

Info

Publication number: DE2507281A1
Application number: DE19752507281
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-20
Filing date: 1975-02-20
Publication date: 1976-09-02
Also published as: US4017566A

Description

Reinhard Uieber

5&30 Hüttental-Iaeidenau
Am Rückelchen 20

Elektrische Zentral-Speicherheizung

Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizte Zentral-Speicherheizungsanlage mit einem flüssigen Speichermedium, vorzugsweise iiasser, welches durch eine Pumpe umgewälzt werden kann, die mit einer Vorrichtung versehen ist, welche bei kurzzeitiger Beheizung, speziell mährend der iJachladezeit, verhindert, daß der gesamte Lasserinhalt der Speicherbehälter umgewälzt wird.

WärmBspeicheranlagen, in denen billiger Schwachlaststrom zur Erwärmung eines Speichermediums verwendet wird, sind in einer großen Anzahl von Ausführungsformen bekannt. Besonders einfach sind derartige Anisgen, in denen Wasser als Speichermedium und gleichzeitig als Wärmeträger zur Beheizung der Heizkörper einer Zentralheizungsanlage eingesetzt wird. Das iaasser als Speichermedium befindet sich in mehreren parallel oder hintereinander geschalteten Behältern, in denen es in der Nacht, und kurzfristig am Tage, mit billigem Schwachlaststrom aufgeheizt wird. Die maximale Aufladetemperatur beträgt bei drucklosen Anlagen etwa 90 C, bei überdruckanlagen bis 110 C. Um bei milder Witterung und entsprechend niedrigen": Wärmebedarf eine unnötig hohe Speicher- und damit l/orlauftemperatur zu vermeiden, sind in vielen Fällen Regeleinrichtung=.- vorgesehen, welche eine, der Außentemperatur entsprechende Temperatur des Speicheruassers sicherstellen.

Die Beheizung des luasserinhalts in den Behältern erfolgt durch unterschiedliche elektrische Heizsysteme. Bei einigen Systemen werde ί die

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elektrischen Heizkörper dirokt in diu Speicherbehälter eingebaut, bei anderen erfolgt die Erwärmung des Speicherwassers durch außenliegende elektrische Durchlauferhitzer, durch die das Wasser mittels einer Ladepumpe zur Erwärmung umgepumpt wird. In der nächtlichen, üblicherweise L·- bis 9stündigen Aufladezeit, wird der Speicherinhalt mehrfach über den Durchlauferhitzer umgewälzt, bis in den Speicherbehältern die gewünschte, von der außentemperaturabhängigen Aufladeregelung v/orgegebene Temperatur erreicht ist. Bei der folgenden üärmeentnahma aus den Speichern, wird das in den Heizkörpern abgekühlte Rücklaufwasser won unten in die Speicherbehälter gedruckt. Hierdurch ergibt sich in den Speicherbehältarn eine Schichtung des lu'asserinhalts, bsi dem sich der kältere Teil des Uiassars unten, der wärmere oben befindete Dieser Zustand bleibt bis zum Ende der Entladung, wenn alles Heizwasser aus den Speicherbehältern verdrängt ist, erhalten.

fjormslerweise werden von den Elektrizitätswerken außer der nächtlichen Aufladezeit von 6 bis 9 Stunden, auch am Tage, während der Schwachlastzeiten, noch bis zu 2 Stunden Ladezeit freigegeben» Diese Zeit von 2 Stunden kann in vielen Fällen durch entsprechende Maßnahmen der Elektrizitätswerke, wie Regler mit Ladezeitverschiebung oder Rundstaueranlagen bei entsprechender UJitterung abgekürzt werden»

Bei der, in jeden Fall verhältnismäßig kurzzeitigen Ncchladezeit am Tage, wird durch die Ladepumpe der gesamte liasserinhalt der Speicherbehälter umgewälzt und die bestehende Temperaturschichtung das Uiassers aufgehoben. Da die in der kurzen Zeit zugeführte elektrische Arbeit nicht ausreichendist, den gesamten UJasserinhalt auf das ursprünglich im oberen Teil der Behälter vorhandene Temperaturniveau anzuheben, ergibt sich am Ende der Wachladung im gesamten Speicherinhalt eine niedrigere Temperatur. Obwohl also der Gesamtwärmeinhalt entsprechend dar zusätzlich zugeführten Energie erhöht wurde liegt aber die Temperatur des gesamten lUasserinhalts niedriger. Da jedoch die Heizkörper der Heizungsanlage eine bestimmte, von der Außentemperatur abhängige Vorlauf temperatur benötigen, ist diese Erscheinung äußerst uner·* wünscht. Auch bei Speicheranlagen, in denen jeder Speicherbehälter mit einer Beheizung ausgestattet ist, tritt diese Erscheinung in ähnlicher Form auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderte, bei der Nachladung auftretende Temperatursenkung im Speicher zu verhindern

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und die ursprünglich im oberen Teil der Speicherbehälter vorhandene Temperatur zu erhalten»

Diese Aufgabe iuird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß im oberen und .unteren Teil des Speicherbehälters, in dem sich die elektrische Beheizung befindet je ein Temperaturregler angebracht ist. Der obere Temperaturregler ist auf die maximale, von Hand oder automatisch vorgegebene Speichertemperatur eingestellt« Der untere Regler ist den oberen derart nachgeschaltet, das er bei Erreichen der Sollu/erttemperatur des oberen Reglers eine Pumpe einschaltet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und ujird im folgenden näher beschrieben« Es zeigt«

Fig» 1 eine schematische Darstellung der Speicherheizanlage gemäß der Erfindung.

Die in Figo 1 dargestellte lüärmespeicher-Heizanlage besteht aus den Speicherbehältern (1), (2) und (3)„ Im Behälter (1) ist die elektrische Eeheizung (11) eingebaut. In die Rücklaufleitung (13) der Heizung ist zwischen den Rohrleitungsanschlüssen (17) und (1E) der Behälter (1) und (2) die Ladepumpe (4) angebracht. Von der Heizungsumwälzpumpe (5) liird das erwärmte LJasser aus den Speicherbehältern (1), (2) und (3) mit den Anschlüssen (14), (15) und (16) über die 'Jcrlaufleitung (12) durch die Heizkörper (5) der Heizungsanlage gefördert. Das in den Heizkörpern abgekühlte Uiasser gelangt über die Rücklaufleitung (13) und die Anschlüsse (17), (1E) und (19) von unten in die Speicherbehälter (1), (2) und (3) zurück. Im oberen Teil des Behälters (1) ist ein Temperaturfühler (9) angebracht, welcher die elektrische Eeheizung ein- und ausschaltet. Die erforderliche SpeichertemperatLr T1 uiird an diesem Temperaturfühler von Hand, oder automatisch vom Regler (7) mit Außenthermostat (8) in Abhängigkeit von dar Außentemperatur eingestellt. Der im unteren Teil des Behälters (1) eingebaute Temperaturfühler (10) schaltet die Ladepumpe (4) ein, wenn am Fühler (10) die am Fühler (S>) eingestellte Temperatur T1 erreicht wird.

fwachfolgend wird der Funktionsablauf mährend der nächtlich^· Aufladung, oder der kurzzeitigen Nachladung am Tage, beschrieben.

Zu Beginn der fJachladung sind die Speicherbehälter (1), (2) und (3)

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teilweise entladen, wie in dei /oicppung durch unterschiedliche Schraffierung dargestellt. Irr, oberen Teil der Behälter befindet sich das auf die Temperatur T1 aufgeheizte heiße iJJasser, im unteren Teil das auf die Rücklauftemperatur T2 abgekühlte Wasser. Bei horkütrmlichan Anlagen ujird bei Beginn der Nachladung und Einschalten der Beheizung (11) die Ladepumpe (4) ein- und die Heizungsumwälzpumpe (5) ausgeschaltet. Dadurch wird von der Pumpe (4) das abgekühlte Wasser aus der Heizungsanlage sowie aus den Behältern (2) und (3) üter die Rohrleitungen (13), (18) und (19) durch die Rohrleitung (17) in den Behälter (1) gefördert. Da die Beheizung (11) in keinem Fall in der Lage ist, die umgewälzte große Ujassern.ence auf die erforderliche Vorlauf temperatur T1 aufzuheizen, tritt zunächst nur wenig eruärmtes Wasser aus der Rohrleitung (14) des Behälters (1) aus und gelangt in die l/orlaufleitung (12)« Die Heizkörper (6) erhalten zu diesem Zeitpunkt wesentlich kälteres Vorlauf wasser als erforderlich ist. Da die fjachladezeit begrenzt ist -zum Teil uird sie durch f:,aßnahmen der Elektrizitätswerke noch weiter eingeschränkt- ist es nicht möglich in der zur Verfügung stehenden Zeit den gesagten Inhalt der Behälter auf die gewünschte, vorn Regler vorgegebene Temperatur aufzuheizen. Es ergibt sich vielmehr in den Speicherbehältern eine Fi.ischternperatur, die sich aus dsr f.iischung der L/assermengen mit verschiedener Temperatur und der zugeführten Wärmemenge ergibt, Da die Heizungsanlage hiernach mit entsprechend niedriger Vorlauftemperatur betrieben wird, wird das Heizwasser in den Heizkörpern (6), -bei gleicher Wärmeleistung- weniger abgekühlt als bei hoher Vorlauftemperatur. Dies ist bei einer Speicheranlage dieser Art jedoch besonders unerwünscht, weil das Rücklaufwasser zur Ausnutzung der vollen Speicherkapazität eine bestirnrrte Höchsttemperatur nicht überschreiten darf.

Dieser vorstehend geschilderte schwerwiegende Nachteil wird durch die erfindungsgeiiiäße Regelschaltung vermieden.

Bei der erfindungsgemäßen Heizungsanlage wird bei Beginn der Beheizung die Ladepumpe (4) zunächst nicht eingeschaltet. Die Heizungsumwälzpumpe (5) läuft weiter und versorgt die Heizkörper (6) über die Rohrleitungen (14), (15), (16) und (12) mit Vorlaufwasser der erforderlichen Temperatur T1 aus dem oberen Teil der Speicherbehälter (1), (2) und (3). Dar Inhalt des Behälters (1) wird durch das Heizrecistcr (11) aufgeheizt, wobsi die 'J/ärrtieübertragung an das Wasser durch freie

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Konvektion erfclgt. Wach einen, büstlmrute-n Zeitr^i'r. ist der gesamte Uiassarinhalt auf die vor. Regler vorgegebene Temperatur aufgeheizt. Sobald der Teaiperaturfühlar (1ü) die gleiche Temperatur T1 ujie der Fühler (9) erreicht hat, wird die Pumpe (4) eingeschaltet. Die Purr,-pe (4) sauet über die Rührleitungen (1E), (15) und (13) kälteres üasser aus den Unterteil der behälter (2) und (3). Hierbei wird gleichzeitig haißes Uasser aus de ρ Behälter (1) in den Oberteil der Behälter (2) und (3) gedruckt. Wenn das von der Pumpe (4) in den üDhälter (1) geförderte kältere 'Jasser den Fühlar (1ü) erreicht, wird cie Pumpe (4) abgeschaltet und Die Aufreizung oes öehälterinhalts (1) uiira uieder bis zum Erreichen der Temperatur T1 fortgesetzt. Durch diese, in Intervallen erfolgende, Aufheizung ujird sichergestellt, dc_ er.". Ende der fJachladezeit sich nur Uasser vc-n der erforderlichen Tenperetur im Oberteil der Speicherbehälter befindet. Die Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte schematische Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr können im Einzelfall Änderungen vorgenortner. werden, ohne daß dadurch von den grundsätzlichen Erfindunysgedanken abgewichen

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Claims

Patentansprüche

Elektrische Zentralspeicherheizung mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise IL'asser, als Speichermediuni uielches sich in einer Anzahl von Behältern befindet von denen mindestens einer durch einen eingebauten elektrischen Heizeinsatz beheizt ujird, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des beheizbaren Behälters (1) ein Temperaturfühler (9) angebracht ist, der von Hand oder automatisch auf die erforderliche Aufladetemperatur eingestellt uiird und im unteren Teil des Behälters ein zweiter Temperaturfühler (10) eingebaut ist, der bei Erreichen der vom Temperdurfühler (9) vorgegebenen Temperatur eine Pumpe (4) einschaltet und bei niedrigerer Temperatur mieder ausschaltet.
2.) Elektrische Zentralspeicherheizunc nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Temperaturfühler (9) und (10) ein Differenzregler angeschlossen ist, der bei einer Temperaturdiffersnz von etiua Ü C zwischen Fühler (9) und (10) die Pumpe (4) einschaltet und bei einer höheren Temperaturdifferenz ausschaltet.
3») Elektrische Zentralspeicherheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (9) einen von der Außentemperatur und der Speicherrestujärme abhängigen Sollwert vorgegeben bekommt.
4») Elektrische Zentralspeicherheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertvorgabe für den Temperaturfühler (9) durch die Aufladezeit vorgegeben wird.
5.) Elektrische Zentralspeicherheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertvorgabe für den Temperaturfühler (9) durch den Wärmebedarf der Heizungsanlage in Abhängigkeit von der Rücklauftemperatur erfolgt.

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