DE69207591T2

DE69207591T2 - HEAT STORAGE HEATER WITH A SOLID CORE PART

Info

Publication number: DE69207591T2
Application number: DE69207591T
Authority: DE
Inventors: Pentti Salmelin
Original assignee: Imatran Voima Oy
Current assignee: Imatran Voima Oy
Priority date: 1991-05-10
Filing date: 1992-05-05
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2012-05-06
Also published as: FI92104C; WO1992020972A1; FI912302L; EP0583290B1; EP0583290A1; FI92104B; FI912302A0; DE69207591D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wärmespeicherheizgerät mit einem massiven Kern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a heat storage heater with a solid core according to the preamble of claim 1.

Verschiedene Typen von Wärmespeicherheizgeräten mit massivem Kern werden typischerweise als Heizsysteme für kleine Gebäude wie Einfamilien- oder Reihenhäuser benutzt. Ein Wärmespeicherheizgerät mit einem massiven Kern ist eine Vorrichtung, welche einen Kern mit hoher Wärmespeicherfähigkeit aufweist, um als Wärmespeichermedium zu dienen. Materialien die typischerweise in solchen Kernen verwendet werden, sind vegschiedene Metalle, Keramiken oder Flüssigkeiten. Die am meisten benutzten Wärmespeichermedien sind Wasser, Keramikmassen und Eisen Das Steuersystem, welches in dieser Anmeldung beschrieben ist, ist am besten für solche Wärmespeicherheizgeräte angepaßt, in welchen der Kern aus einem festen Material wie Stahl gemacht ist.Various types of solid core thermal storage heaters are typically used as heating systems for small buildings such as single family or townhouses. A solid core thermal storage heater is a device which has a core with high heat storage capacity to serve as a heat storage medium. Materials typically used in such cores are various metals, ceramics or liquids. The most commonly used heat storage media are water, ceramic masses and iron. The control system described in this application is best adapted to those thermal storage heaters in which the core is made of a solid material such as steel.

Das Wärmespeicherheizgerät arbeitet so, daß sein Kern bis zu einer sehr hohen Temperatur erhitzt wird und die in dem Kern gespeicherte Wärme mittels eines Verdampfers abgegeben wird. Die Speicherung wird vorzugsweise dann vorgenommen, wenn kostengünstige Energiealternativen wie Nachtstrom bei dem die Tarife generell niedriger als zu solchen Zeiten sind, bei denen Spitzenverbrauch auftritt, ausgenützt werden können. Bei der Erhitzung mit Strom wird der Kern durch Widerstandselemente erhitzt, die Innerhalb des Kenmaterials angeordnet sind. Der Betriebskreislauf des Wärmespeicherheizgerätes bei einer Nachtstromerhitzung ist 24 Stunden wobei das Erhitzen des Wärmespeicherheizgeräts mit Beginn des niedrigeren Tarifs beginnt. Der Kern wird bis ungefähr 500... 600 ºC erhitzt, woraulhin die Speicherung abgeschlossen wird wenn genügend Wärmeenergie im Kern gespeichert ist. Typischerweise wird der Kern bis zu seiner maximalen Speicherfähigkeit aufgeladen. Wenn die gespeicherte Wärme benötigt wird, z. B. um ein Apartment oder heißes Wasser zu erhitzen, wird Wasser in die Verdampferkanäle des Kerns, in welchem es verdampft, gepumpt, wodurch die Übertragung der thermischen oder Wärme-Energie des Kerns mittels des Dampfes und eines Kondensators zu der Wärmebenutzung ermöglicht wird.The thermal storage heater operates by heating its core to a very high temperature and releasing the heat stored in the core by means of an evaporator. Storage is preferably carried out when low cost energy alternatives such as night time electricity where tariffs are generally lower than those at times when peak consumption occurs can be exploited. When heated by electricity, the core is heated by resistance elements arranged within the core material. The operating cycle of the thermal storage heater in night time electricity heating is 24 hours, with heating of the thermal storage heater starting at the start of the lower tariff. The core is heated to approximately 500...600 ºC, after which storage is completed when sufficient thermal energy is stored in the core. Typically the core is charged to its maximum storage capacity. When the stored heat is needed, e.g. to heat an apartment or hot water, water is fed into the evaporator channels of the core where it evaporates. pumped, which enables the transfer of the thermal or heat energy of the core by means of the steam and a condenser for heat utilization.

Während der Verdampfung des Wassers wächst der Druck in dem Kern schnell an. Wegen des Druckanstiegs muß eine Wasserzuführung durchgeführt werden, die eine wirksame Pumpe verwendet, welche Wasser gegen einen hohen Rückdruck fördern kann. Während Wasser in den Kern des Heizgeräts geführt wird, wird gleichzeitig Dampf aus dem Kern herausgeführt und sein Wärmegehalt in einem Kondensator zurückgewonnen. in dem Kondensator kondensiert der Dampf zu Wasser, wobei durch die Kondensation der Druck in dem Kern erniedrigt wird. Die Kondensationsrate hängt von der Wärme ab, die durch den Kondensator abgeführt wird, weshalb die Wärmeenergie, die von dem Kern abgegeben wird, sich entsprechend auf die Menge an Wasser, welches in den Kern gepumpt wird, bezieht. Folglich sollte die Wassermenge, die in den Kern des Heizgeräts gepumpt wird, schnell Veränderungen in der Wärmeabnahme durch den Kondensator folgen können, um das Rückführsystem im Gleichgewicht zu halten. Anders ausgedrückt, muß das Wasserrückführsystem für eine wirksame dynamische Antwort ausgelegt sein, was eine Vergrößerung der erforderlichen Pumpleistung und Komplikationen des Steuersystems für die Einrichtung verursacht. Die erforderliche Pumpleistung wird desweiteren durch Druckverluste in dem Kondensator vergrößert.As the water evaporates, the pressure in the core increases rapidly. Because of the pressure increase, a water feed must be provided using an efficient pump that can pump water against a high back pressure. While water is fed into the heater core, steam is simultaneously being fed out of the core and its heat content recovered in a condenser. In the condenser, the steam condenses to water, the condensation lowering the pressure in the core. The rate of condensation depends on the heat removed by the condenser, and so the heat energy released by the core is proportional to the amount of water pumped into the core. Consequently, the amount of water pumped into the heater core should be able to quickly follow changes in the heat removal by the condenser in order to keep the recirculation system in equilibrium. In other words, the water return system must be designed for an effective dynamic response, which causes an increase in the required pumping power and complications of the control system for the facility. The required pumping power is further increased by pressure losses in the condenser.

Aus diesen Gründen werden für Wassenruckführsysteme eines Wärmespeicherheizgerätes mit einem massiven Kern verschiedene Typen eines Druckentlastungsventils und von Expansionsbehältern verwendet, die dazu dienen den Systembetrieb zu erleichtern. Solche Anordnungen führen zu einer langsamen Systemantwort. in einer einfachen Heizbenutzung verändeil sich die Abnahmerate durch den Kondensator langsam, jedoch verursacht die Entnahme von heißem Wasser hohe Peaks von relativ kurzer Dauer in der Wärmeabgabe über den Kondensator, womit die Systemantwort fertig werden muß. Die kontinuierliche Wärmeabnahme eines Einfamilienhauses ist ungefähr 4 kW, wobei jedoch die Erhitzung von heißem Wasser die Wärmeabnahme auf 20...40 kW erhöhen kann. Desweiteren beeinflußt das Aufladen des Heizkerns gleichzeitig mit seiner Entladung die Steuerung des Wasserrückführsystems. Natürlich kann eine Wärmeabgabe während der Dauer der Aufladung nicht ausgeschlossen werden, und eine Aufladung des Heizkerns muß sogar dann möglich sein, wenn Spitzenabnahmen während der Tageszeit auftreten, für den Fall daß die Wärmeenergie, die in dem Kern während eines kostengünstigen Tarifs gespeichert wurde, ungenügend ist um den täglichen Verbrauch abzudecken.For these reasons, water recirculation systems of a thermal storage heater with a solid core use various types of pressure relief valve and expansion tanks, which serve to facilitate the system operation. Such arrangements lead to a slow system response. In a simple heating use, the rate of removal through the condenser changes slowly, but the removal of hot water causes high peaks of relatively short duration in the heat release through the condenser, which the system response must cope with. The continuous heat removal of a single-family house is about 4 kW, but heating hot water can increase the heat removal to 20...40 kW. Furthermore, charging the heater core at the same time as discharging it affects the control of the water recirculation system. Of course, heat release during the period of charging cannot be excluded. and charging of the heating core must be possible even when peak consumption occurs during the daytime, in the event that the thermal energy stored in the core during a low-cost tariff is insufficient to cover daily consumption.

Wärmeakkumulatorsysteme dieser Art sind in der finnischen Patentanmeldung 92106 und dem US-Patent 4 714 821 beschrieben.Heat accumulator systems of this type are described in Finnish patent application 92106 and US patent 4,714,821.

Aus den oben genannten Gründen haben Abgabesysteme für Wärmeheizgeräte mit massivem Kern einen komplizierten und dadurch teuren Aufbau, weshalb die Einführung von einem Wärmespeicherheizgerät, welches für den Gebrauch in einem Einfamilienhaus angepaßt ist, durch herkömmliche Mittel unmöglich gemacht wurde. Der komplizierte Aufbau der Vorrichtung vergrößert den Wartungsaufwand und verringert die Verläßlichkeit des Systems.For the reasons mentioned above, solid core heat storage heater delivery systems have a complex and therefore expensive structure, which has made it impossible to introduce a storage heater adapted for use in a single-family home by conventional means. The complicated structure of the device increases maintenance requirements and reduces the reliability of the system.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Abgabesystem für ein Heizgerät mit massivem Kern bereitzustellen, in welchem Wasser durch den Heizkern fließt und der Kondensator derart gesteuert wird, daß die Wasserrückführrate nur von der Wärmeabgabe über den Kondensator abhängt.It is an object of the present invention to provide a delivery system for a solid core heater in which water flows through the heater core and the condenser is controlled such that the water return rate depends only on the heat release via the condenser.

Das Speicherheizgerät gemäß der Erfindung ist entsprechend dem Anspruch 1 gekennzeichnet.The storage heater according to the invention is characterized according to claim 1.

Die Erfindung bietet erhebliche Vorteile.The invention offers considerable advantages.

Das Steuersystem des Wärmespeicherheizgerätes antwortet extrem schnell und benötigt keine externe Energie zum Pumpen des Wassers. Das System erreicht schnell einen Gleichgewichtszustand entsprechend jedem Abnahmebedarf und hat hervorragende dynamische Charakteristiken. Aufgrund des großen unter Druck stehenden Bereiches des Expansionsbehälters erzeugen sogar kleine Druckveränderungen eine sofortige Steuersysternantwort. Veränderungen in der Kemtemperatur beeinflussen die Wärmeabgaberate, die über den Kondensator abgeführt wird, nicht, da die Wasserrückführrate und damit die Wärmeabgabe aus dem Kern, durch die Wärmeabgaberate über den Kondensator zu externen Systemen an dem Kondensator bestimmt wird Auf diese Art und Weise kann die gespeicherte Wärme des Wärmespeicherheizgeräts linear abgenommen werden, wenn dieses gewünscht ist. Das Steuersystem vermeidet Dampfdruckpeaks, da Wasser nicht in den Kern gepumpt wird, sondern das System bei konstantem Druck betrieben wird. Das System ist vollkommen geschlossen und hat nur eine sich bewegende Komponente. Jegliche Teile die beschädigt werden könnten, sind weggelassen worden, weshalb eine minimale Wartung des Systems nötig ist. Ein Wärmespeicherheizsystem mit einem Wärmespeicherheizgerät, welches für die Anwendung in einem Einfamilienhaus dimensioniert ist, weist eine kleine Größe auf und erfordert ungefähr den selben Platz wie ein großer Kühlschrank. Da das System keine Pumpen oder andere lärmverursachenden Komponenten aufweist, kann die gesamte Ausrüstung sogar in Wohnbereichen aufgestellt werden.The control system of the thermal storage heater is extremely fast in response and does not require external energy to pump the water. The system quickly reaches equilibrium to suit any demand and has excellent dynamic characteristics. Due to the large pressurized area of the expansion tank, even small pressure changes produce an immediate control system response. Changes in the core temperature do not affect the rate of heat dissipated through the condenser, as the water return rate, and hence the heat dissipation from the core, is controlled by the rate of heat dissipation through the condenser to external systems at the Condenser In this way, the stored heat of the storage heater can be removed linearly when desired. The control system avoids vapor pressure peaks because water is not pumped into the core, but the system is operated at a constant pressure. The system is completely closed and has only one moving component. Any parts that could be damaged have been eliminated, so minimal maintenance of the system is required. A storage heating system with a storage heater sized for use in a single-family home is small in size and requires about the same space as a large refrigerator. Since the system has no pumps or other noise-causing components, all of the equipment can even be installed in residential areas.

Die Erfindung wird nun mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen erläutert, in denenThe invention will now be explained with the aid of the accompanying drawings, in which

Fig. 1 ein Diagramm der Basissystemanordnung gemäß der Erfindung zeigt.Fig. 1 shows a diagram of the basic system arrangement according to the invention.

Fig. 2 zeigt eine Kurve, die während eines Betriebstests aufgenommen wurde, der an einer erfindungsgemäßen Einrichtung vorgenommen wurde.Fig. 2 shows a curve recorded during an operational test carried out on a device according to the invention.

Ein Expansionsbehälter im Sinne dieser Anmeldung bezieht sich auf eine Vorrichtung, deren Fluidvolumen sich automatisch in Abhängigkeit von den herrschenden Druckverhältnissen in dem Behälter verändert. Solch eine Vorrichtung ist beispielsweise ein Expansionsbehälter mit einer Membran, wie sie in einer beispielhaften Ausführungsform nun erläutert wird.An expansion tank in the sense of this application refers to a device whose fluid volume changes automatically depending on the prevailing pressure conditions in the tank. Such a device is, for example, an expansion tank with a membrane, as will now be explained in an exemplary embodiment.

Wie es aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist das Wärmespeicherheizgerät, welches das Steuersystem gemäß der Erfindung benutzt, einen sehr einfachen Aufbau auf Das Wärmespeicherheizgerät ist mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Für den Kern des Wärmespeicherheizgerätes list ein Verdampfungskanal 2 vorgesehen, der hier vereinfacht dargestellt ist. Die Form des Kanals 2 kann variieren, und seine Konstruktion ist nicht wesentlich für die Funktion der Erfindung. Der Verdampfungskanal 2 ist über einen Dampfleitungsanschluß 3 mit einem Kondensator 4 verbunden durch den eine Leitung 11, z. B. eines zentralen Heizsystems eines Gebäudes, verläufT. Eine Kondensatleitung 5, welche mit einem Wasserleitungsanschluß 6 verbunden ist, verläßt den Kondensator 4. Der Wasserleitungsanschluß 6 verbindet den Verdampfungskanal 2 des Kondensators 1 mit dem Wasservolumen 8 des Membran-Steuerelements 7 und die Kondensatleitung 5 ist mit der Wasserleitung 6 in einem Abschnitt zwischen dem Wärmespeicherheizgerät 1 und dem Steuerteil 7 verbunden.As can be seen from Fig. 1, the heat storage heater using the control system according to the invention has a very simple structure. The heat storage heater is designated with the reference number 1. For the core of the heat storage heater 1, an evaporation channel 2 is provided, which is shown here in a simplified manner. The shape of the channel 2 can vary, and its construction is not essential for the function of the invention. The evaporation channel 2 is connected via a steam line connection 3 to a condenser 4 through which a line 11, e.g. of a central heating system of a building, A condensate line 5, which is connected to a water line connection 6, leaves the condenser 4. The water line connection 6 connects the evaporation channel 2 of the condenser 1 with the water volume 8 of the membrane control element 7 and the condensate line 5 is connected to the water line 6 in a section between the heat storage heater 1 and the control part 7.

Das membranartige Steuerteil 7 weist zwei Volumen auf die durch eine Membran 9 getrennt sind, nämlich ein Wasservolumen 8 und ein Lufivolumen 10. Der Kondensator 4 hat ein Kondensationsvolumen für den Dampf und ein Belüflungsventil 12 für das System. Während des Systemstarts wird eingeschlossene Luft durch das Belüflungsventil 12 aus dem System gelassen, woraufhin das Ventil geschlossen wird, wodurch das System während des Gebrauchs vollständig verschlossen ist.The membrane-like control part 7 has two volumes separated by a membrane 9, namely a water volume 8 and an air volume 10. The condenser 4 has a condensation volume for the steam and a vent valve 12 for the system. During system start-up, trapped air is released from the system through the vent valve 12, after which the valve is closed, whereby the system is completely sealed during use.

Die Funktion des Steuersystems ist wie folgt: Der Kern des Wärmespeicherheizgeräts 1 wird durch den Gebrauch geeigneter Mittel wie z. B. Nachtstrom erhitzt. Die gespeicherte Wärme des Wärmespeicherheizgeräts 1 kann unabhängig von seiner Erhitzung abgenommen werden, wenn die Kemtemperatur genügend hoch ist. Wenn das Wärmespeicherheizgerät 1 nicht entladen ist, ist der Verdampfüngskanal 2 und der Kondensator 4 mit Dampf gefüllt, während der Rest des wiedergewonnenen Wassers in dem Wasservolumen des membranartigen Steuerteils 7 oberhalb der Membran 9 enthalten ist. Wenn die gespeicherte Wärme des Wärmespeicherheizgeräts 1 abgenommen werden soll, zirkuliert Wasser durch die zweite Kreislaufleitung 11 des Kondensators 4, wodurch der Dampf der in dem Kondensator 4 enthalten ist, gekühlt wird. Daraus ergibt sich, daß der Dampf der in dem Kondensator 4 enthalten ist, zu Wasser kondensiert, wodurch der Druck in dem Kondensator 4 erniedrigt wird, was wiederum dem Dampf erlaubt, aus dem Verdampfüngskanal 2 des Wärmespeicherheizgerätes 1 in den Kondensator 4 zu gelangen. Somit tendiert der Druck in dem Verdampfüngskanal 2 dazu, sich zu erniedrigen. Da nun der Druck innerhalb des Wasservolumens des membranartigen Steuerteils 7 niedriger wird als der Druck innerhalb des Luftvolumens, erhöht sich der Wasserstand in dem Wasservolumen 8 des Steuerteils 7 aufgrund der Ablenkung der Membran 9 zu der Wasservolumenseite unter dem Luftdruck, der innerhalb des Lufivolumens 10 herrscht.The operation of the control system is as follows: The core of the heat storage heater 1 is heated by using suitable means such as night-time electricity. The stored heat of the heat storage heater 1 can be removed independently of its heating if the core temperature is sufficiently high. When the heat storage heater 1 is not discharged, the evaporation channel 2 and the condenser 4 are filled with steam, while the rest of the recovered water is contained in the water volume of the membrane-like control part 7 above the membrane 9. When the stored heat of the heat storage heater 1 is to be removed, water circulates through the second circulation line 11 of the condenser 4, thereby cooling the steam contained in the condenser 4. As a result, the steam contained in the condenser 4 condenses into water, thereby lowering the pressure in the condenser 4, which in turn allows the steam to pass from the evaporation channel 2 of the heat storage heater 1 into the condenser 4. Thus, the pressure in the evaporation channel 2 tends to decrease. Since the pressure within the water volume of the membrane-like control part 7 now becomes lower than the pressure within the air volume, the water level in the water volume 8 of the control part 7 increases due to the deflection of the membrane 9 to the water volume side under the air pressure prevailing within the air volume 10.

Wenn der Wasserstand in dem Steuerteil 7 wächst, wird Wasser in dem Verdampfungskanal 2 des Wärmespeicherheizgerätes 1 ausgestoßen, wo es verdampft. Das Wasser welches in dem Kondensator 4 kondensiert ist, fließt durch die Kondensationsleitung 5 in den Wasserleitungsanschluß 6 zurück, von wo es weiter entweder in den Verdampfungskanal 2 des Wärmespeicherheizgerätes 1 oder in das Wasservolumen des Steuerteus 7 gelangen kann, in Abhängigkeit von der geladenen Wärme. Je größer die Wärmeabgaberate aus dem System ist, d. h. je mehr Dampf in dem Kondensator 4 kondensiert ist, desto größer ist die Wassermenge, die in dem Verdampfungskanal 2 des Wärmespeicherheizgerätes 1 durch den aufgewandten Luftdruck gegen die Membran 9 ausgestoßen wird. Wenn die gesamte gespeicherte Wärme des Wärmespeicherheizgerätes 1 abgegeben worden ist, wird der Verdampfüngskanal 2 mit dem gesamten Wasservolumen, welches in dem Systern wiedergewonnen werden kann, geillt. Falls keine Wärme abgegeben worden ist, ist das gesamte Wasser in dem Wasservolumen 8 des membranartigen Steuerteus 7 enthalten, während die anderen Teile der Hauptkreislaufkanäle mit gesättigtem oder überhitzten Dampf gefüllt sind.When the water level in the control part 7 increases, water is discharged into the evaporation channel 2 of the heat storage heater 1, where it evaporates. The water which has condensed in the condenser 4 flows back through the condensation line 5 into the water line connection 6, from where it can continue either into the evaporation channel 2 of the heat storage heater 1 or into the water volume of the control part 7, depending on the heat charged. The greater the heat release rate from the system, i.e. the more steam has condensed in the condenser 4, the greater the amount of water which is discharged in the evaporation channel 2 of the heat storage heater 1 by the applied air pressure against the membrane 9. When all the stored heat of the thermal storage heater 1 has been released, the evaporation channel 2 is filled with the entire volume of water that can be recovered in the system. If no heat has been released, all the water is contained in the water volume 8 of the membrane-type control part 7, while the other parts of the main circuit channels are filled with saturated or superheated steam.

Ein Wärmespeicherheizgerät, welches für ein Einfamilienhaus ausgelegt ist, hat eine Wärmeaufnahmefähigkeit von ungefähr 100 k\Wh während eines Tages. Das Wasservoumen des Steuersystems für solch ein Heizgerät ist ungefähr 1... 4 Liter und als Regel ist das gleiche Verhältnis von Wärmeaufnahmefähigkeit zu dem erforderlichen Wasservolumen für größere Heizgeräte anwendbar.A heat storage heater designed for a single-family house has a heat absorption capacity of approximately 100 kWh during a day. The water volume of the control system for such a heater is approximately 1...4 liters and as a rule the same ratio of heat absorption capacity to the required water volume is applicable for larger heaters.

Fig 9 zeigt die Resultate eines Auhahme- und Abgabetests, der an einem Wärmespeicherheizsystem gemäß der Erfindung ausgeführt wurde. Zwei Speichermediumtemperaturen T2 und T5, die an verschiedenen Stellen des Kerns des Wärmespeicherheizgerätes 1 gemessen wurden, sind in dem Diagramm unter Benutzung einer durchgezogenen und einer gepunkteten Linie aufgezeichnet. Die elektrische Eingarigsenergie zu dem Speichermedium ist als gestrichelte Linie gezeichnet, und die Wärmeenergieausgabe aus dem Wärmespeicherheizgerät ist als Strichpunktlinie gezeichnet.Fig. 9 shows the results of an absorption and release test carried out on a thermal storage heater system according to the invention. Two storage medium temperatures T2 and T5 measured at different locations of the core of the thermal storage heater 1 are plotted in the diagram using a solid and a dotted line. The electrical input energy to the storage medium is plotted as a dashed line and the thermal energy output from the thermal storage heater is plotted as a dashed line.

Die Abgabe und Aufhahme des Wärmespeicherheizgerätes wurde gleichzeitig begonnen, und die Kerntemperatur zu Beginn des Tests war etwas über 100 ºC. Der Kern wuide für 8 Stunden (480 Minuten) erhitzt, währenddessen sich die Kerntemperatur auf etwas über 500 ºC erhöhte, wo die Erwärmung beendet wurde. In diesem Test wurde die gespeicherte Wärme so schnell abgegeben, daß die in dem Kern gespeicherte Wärme nicht für volle 24 Stunden ausreichte. Deshalb wurde mehr elektrische Energie in dem Kern aufgenommen, wenr der Test 16 Stunden gedauert hat. Dies ist im Energieeingang und den Temperaturauftragungen als kleine Stufen erkennbar.The heat storage heater output and input were started simultaneously and the core temperature at the start of the test was just over 100ºC. The core was heated for 8 hours (480 minutes) during which the core temperature increased to just over 500ºC where heating was terminated. In this test the stored heat was released so quickly that the heat stored in the core was not enough for a full 24 hours. Therefore more electrical energy was absorbed into the core when the test lasted 16 hours. This can be seen as small steps in the energy input and temperature plots.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Abgabeenergieauftragung linear bleibt bis die Kerntemperatur unter 100 ºC gefallen ist. Ein Knick ist bei der Auftragung bei dieser Temperatur zu erkennen. Die Kerntemperatur und die Energieeingangsrate in den Kern kann somit keine Auswirkung auf die Energieabgaberate über den Kondensator haben, wodurch eine lineare Abgabe der gespeicherten Wärme aus dem Kern möglich wirdFrom Fig. 2 it can be seen that the release energy plot remains linear until the core temperature has fallen below 100 ºC. A kink can be seen in the plot at this temperature. The core temperature and the energy input rate into the core can therefore have no effect on the energy release rate via the capacitor, which enables a linear release of the stored heat from the core

Zusätzlich zu der oberen Beschreibung kann die Erfindung alternative Ausführungsformen aufweisen. Beispielsweise kann eine größere Zahl von Kondensatoren allgemein erforderlich sein, z. B. einer für heißes Wasser und einer für das Heizsystem des Gebäudes. Wenn verschiedene Kondensatoren in dem System verwendet werden, kann sich die Wärmeabnahmelast schnell ändern, da viel mehr Energie als die durchschnittliche Wärmeabgabe, die von dem Heizsystem abgenommen wird, für die Erwärmung erforderlich ist, z. B. heißes Wasser. Jetzt können sogar solche Erfordernisse mittels der Erfindung erfüllt werden. Der Systemdruck wird dabei immer durch den parallel verbundenen Kondensator, der bei der niedrigsten Temperatur betrieben wird, bestimmt.In addition to the above description, the invention may have alternative embodiments. For example, a larger number of condensers may be generally required, e.g. one for hot water and one for the building's heating system. If different condensers are used in the system, the heat removal load may change rapidly, since much more energy than the average heat removal from the heating system is required for heating, e.g. hot water. Now even such requirements can be met by means of the invention. The system pressure is always determined by the parallel-connected condenser, which is operated at the lowest temperature.

Als Steuerteil des Systems kann irgendeine Vorrichtung verwendet werden, die ähnlich zu dem Expansionsbehälter ist, der ein Volumen bereitstellen kann, das aufgrund einer herrschenden Druckdifferenz sich verändert. Solche Vorrichtungen sind z. B. sowohl eine Feder, eine Membran oder gasgeladene Druckakkumulatoren, die in Hydraulikeinrichtungen verwendet werden als auch verschiedenartige Faltenbälge und flexible Behälter aus Metall oder anderen geeigneten Materialien. Obwohl die benötigte Druckdifferenz für die Funktion des Steuerteils mittels z. B einer Feder oder komprimiertem Gas aufgebracht werden kann, erscheint die Benutzung von Luft als ein externes Komprimierungsmittel die einfachste Alternative. In allen Fällen sollte der komprimierte Bereich so groß wie möglich sein, um das Steuerteil auch für kleine Veränderungen im System druckempfindlich zu machen.Any device similar to the expansion tank that can provide a volume that changes due to a prevailing pressure difference can be used as the control part of the system. Such devices are, for example, a spring, a membrane or gas-charged pressure accumulators used in hydraulic devices as well as various bellows and flexible containers made of metal or other suitable materials. Although the required pressure difference for the function of the control part by means of a spring or compressed gas, for example, the use of air as an external compression agent appears to be the simplest alternative. In all cases, the compressed area should be as large as possible in order to make the control part pressure sensitive even to small changes in the system.

Claims

1. A heat storage heater with a solid core, which has a core which has at least one evaporation channel (2) and a control system for releasing the heat stored in the core by means of at least one condenser (4) which is connected to the evaporation channel (2), characterized in that

that the tax system has

- an expansion tank (7) containing a variable water volume (8),

- a water pipe connection (6) which connects the water volume (8) of the expansion tank (7) to the evaporation channel (2), and

- a condensate line (5) which is designed in relation to the condenser (4) in order to connect the water volume (8), the connection (6), the evaporation channel (2) and the condenser (4) to form a closed circuit.

2. Heat storage heater with a solid core according to claim 1, characterized in

that one end of the condensate line (5) is connected to the water line connection (6) at the section between the expansion tank (7) and the evaporation channel (2).

3. Heat storage heater with a solid core according to claim 1, characterized in

that the closed circuit of the system only contains liquid water and steam.

4. Heat storage heater with a solid core according to claim 1, characterized in that the ratio of the volume of water contained in the system to the storage quantity of the heat storage heater is 1... 4 liters to 100 kWh/day.

5. Heat storage heater with a solid core according to claim 1, characterized in that a normally closed ventilation valve (12) is provided for the condenser (4).