DE2052761A1

DE2052761A1 - Process for space heating using storage heat and ceiling, wall, floor or combined heating systems

Info

Publication number: DE2052761A1
Application number: DE19702052761
Authority: DE
Inventors: Jurg Zollikon Pfister (Schweiz)
Original assignee: Dena Destra AG fur Strahlungswarme, Zollikon (Schweiz)
Priority date: 1969-10-29
Filing date: 1970-10-28
Publication date: 1971-07-15
Also published as: CH493799A; AT301706B; DE2052761B2

Description

Es sind elektrisch beheizte Speicheröfen bekannt, welche mittels billigem Nachtstrom aufgeheizt werden und die gespeicherte Wärme während des Tages zur Raumerwärmung abgegeben. Elektrische Speicheröfen sind jedoch wegen der für die Speicherung einer ausreichenden Wärmemenge erforderlichen Speichermasse räumlich aufwendig und haben ein hohes Gewicht.There are electrically heated storage stoves known, which means cheap Night electricity can be heated and the stored heat during the day to warm the room submitted. Electric storage stoves are, however, used because of the storage of one space-consuming and have a sufficient amount of heat a heavy weight.

Ferner ist es bei Boden- und Deckenheitzungsanlagen bekannt, daß Teile der Decke oder des Bodens, z.B. die tragende Betondecke, als Wäriespeicher wirken. In vielen Fällen ist diese Speicherwirkung unerwünscht, weil sie die Regulierung der Wärmeabgabe verzögert, wobei die Trägheit der Regulierung umso größer ist, je dicker die Betondecke ausgeführt ist. Man hat deshalb verschiedene Massnahmen getroffen, um die Speicherwirkung einer Betondecke herabzusetzen. Insbesondere wird die Dicke der tragenden Betondecke auf ein Minimum beschränkt.It is also known in the case of floor and ceiling systems that parts the ceiling or the floor, e.g. the load-bearing concrete ceiling, act as a heat store. In many cases this storage effect is undesirable because it is regulation the heat release is delayed, the inertia of regulation being greater, the the concrete ceiling is thicker. Various measures have therefore been taken the memory effect of a Lower concrete ceiling. In particular the thickness of the load-bearing concrete ceiling is reduced to a minimum.

Dem gleichen Zwecke dienen Wärmedämmschichten und Hohlraume, welche das Reizungssystem von der Botondecke trennen Demgegenüber ist eine Deckenheizungsanlage mit einer als Wärmespeicher dienenden Vollbetondecke bekennt, welche mittels billigem Nachtstrom aufgeheizt wird. In der Vollbetondecke sind zwei unabhangig voneinander zu beheizende Heizrohrsysteme übereinander angeordnet. Dabei dient des obere Heizrohrsystem zum Aufspeichern von Wärme und ist nahe der oberen Begrenzungstlache der Vollbetondecke angeordnet, w-hrend das untere Heizrohrsystem zur unmittelbaren Beheizung des darunter liegenden Raumes durch Strahlung dient und nahe der unteren Begrenzungsfläche der Vollbetondecke angeordnet ist. Zur Verhinderung des Abflusses der gespeicherten Wärme nach oben ist oberhalb der Vollbetondecke eine Wärmedämmschicht vorgesehen.Thermal insulation layers and cavities, which serve the same purpose Separate the irritation system from the boton ceiling In contrast, there is a ceiling heating system with a full concrete ceiling that serves as a heat store, which is done by means of cheap Night electricity is heated. In the solid concrete ceiling, two are independent of each other Heating pipe systems to be heated arranged one above the other. The upper heating pipe system is used for this for storing heat and is close to the upper boundary of the solid concrete ceiling arranged, while the lower heating pipe system for the immediate heating of the one below lying space is used by radiation and close to the lower boundary surface of the Solid concrete ceiling is arranged. To prevent the outflow of the stored Heat upwards, a thermal insulation layer is provided above the solid concrete ceiling.

Das obere Heizrohrsystem dioser Deckonheizungsanlage wird bei Verwendung elektrischer Energie vornehmlich mit billigen Nacht strom betrieben, wshrend das untere Heizrohrsystem am sorgen in Betrieb genommen wird. Da dann die Vollbotondecke schon erwärmt ist, kann das untere Heizrohrsystem sogleich Warme in den zu beheizenden Raum abstrahlen. The upper heating pipe system of the deckon heating system is used when electrical energy is primarily operated with cheap night-time electricity, while the Lower heating pipe system is put into operation at the care. Then there is the full boton ceiling is already warmed up, the lower heating pipe system can immediately transfer heat to the one to be heated Radiate space.

Abgesehen davon, dass mit der beschriebenen Lösung wegen des durch die Vollbetondecke gebildeten, verhältnismässig grossen Wärme speichers keine trägheitsfreie Wärmeregelung möglich ist, besitzt diese bekannte Deckenheizungsanlage auch noch andere erhebliche Nachteile. Das doppelt angelegte Heizrohrsystem und der Umstand, dass die Anlage nicht ausschliesslich mit billigem Nachtstrom betrieben worden kann, bedeuten hohe Anlagekosten und daneben Betrsebskosten, die nur wenig geringer sind als bei Anlagen ohne Wärmespicher. Uebrigens würde die ausschliesslich von Ueberschussenergie erzeugte und in einer Vollbetondecke mit in vernünftigem Rahmen gehaltener Dicke gespeicherte Warme ohne Ueberhitzung der Decke auch nicht ausreichen, um den zu beheizenden Raum tagsüber bis zum Wiedereinsetzen der Energie zufuhr warm zu halten. Apart from the fact that with the solution described because of the the solid concrete ceiling formed, relatively large heat storage no inertia-free heat control is possible, this well-known ceiling heating system has also other significant disadvantages. The double heating pipe system and the fact that the system is not operated exclusively with cheap night-time electricity can mean high investment costs and operating costs that are low are lower than in systems without heat accumulator. Incidentally, that would be exclusive generated by excess energy and in a solid concrete ceiling with in reasonable Frames of maintained thickness also do not store heat without overheating the ceiling sufficient to keep the room to be heated during the day until the energy is restored feed to keep warm.

Die Erfindung schlägt nun einen anderen Weg oin, um unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine annähernd trägheitsfrci regelbare Raumheizung mit verhaltnismässig geringen Anlage- und Betriebskosten zu erzielen. The invention now proposes another way to avoid it of the disadvantages mentioned an approximately inertia adjustable room heating with proportionately to achieve low investment and operating costs.

Sie betrifft ein Verfahren zur Raumheizung mittels gespeicherter, von Ueberschussenergie erzeugter Wärme, bei dem die erzeugte Wärme zu einem Teil am Ort der Erzeugung und zum anderen Teil am Ort des Verbrauchs gespeichert und der Wärmetransport von einen zu: anderen Speicherort in Abhängigkeit vom zeitlichen Anfall der Ueberschussenergie gesteuert wird.It concerns a method for space heating by means of stored, heat generated by excess energy, in which the heat generated is part of stored at the place of production and on the other hand at the place of consumption and the heat transport from one to: another storage location depending on the time Accumulation of excess energy is controlled.

Die Erfindung betrifft auch eine Decken-, Wand-, Boden- oder kombinierte Heizungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Diese Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass ein für einen Teil der erforderlichen Speicherwärme bemessener Speichorofen und ein für den anderen Teil der erforderlichen Speicherwärme bemessener Decken-, Wand- oder Bodenteil, der mit einem Heizrohrsystem in wärmeleitender Verbindung stcht, vorgesehen sind und dass die Wärmeträger- Zu- und Ableitungen des Speicherofens und des Heizrohrsystems durch einen Vierwegemischer miteinander verbunden sind, der spätestens beim Einsetzen der Ueberschussenergie geöffnet und beim Aussetzen der Ueberschussenergie geschlossen wird. The invention also relates to a ceiling, wall, floor or combined Heating system for carrying out the method according to the invention. This plant is through it marked that one for part of the required Storage heat metered storage furnace and one for the other part of the required Storage heat measured ceiling, wall or floor part with a heating pipe system in a thermally conductive connection, are provided and that the heat carrier supply and discharges of the storage heater and the heating pipe system through a four-way mixer are connected to each other, at the latest when the excess energy begins is opened and closed when the excess energy is exposed.

Dank der Erfindung ist eo möglich, z.B. eine tragende Betondecke, einen Unterlagsboden oder eine Putzwand ohne zusätzlichen Aufwand zur Wärmespeicherung heranzuziehen und gleichzeitig die Grösse des benötigten Speicherofens erheblich herabzusetzen und damit die Aaschaffungs- und Installationskosten beträchtlich zu vermindern. Die Bauhöhe eier beispielsweise als Wärmespeicher benützten Betondecke kann sich dabei in normalen Rahmen haltern, da auch bei unterbrochener Energiezufuhr ein Wärmenachschub vom Speicherofen zu dem durch die Betondecke gebildeten Speicher möglich ist. Ein weiterer voteil besteht darin, dass ein normaler weise elektrisch betriebener Speicherofen im Bedarfsfall ohne großen Aufwand auf Oelheizung umgebaut erden kann, was bei einem Grosseraumspeicher in der Regel untragbare Kosten verursacht. Thanks to the invention, eo is possible, e.g. a load-bearing concrete ceiling, an underlay or a plaster wall without additional effort for heat storage to be used and at the same time the size of the storage heater required is considerable reduce and thus the acquisition and installation costs considerably Reduce. The overall height of a concrete ceiling used, for example, as a heat store can hold itself in normal frames, since even if the energy supply is interrupted a heat supply from the storage heater to the storage tank formed by the concrete ceiling is possible. Another advantage is that it is normally electrical operated storage heater converted to oil heating if necessary without great effort can ground, which usually causes prohibitive costs in the case of a large-scale storage facility.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown.

Mit 1 ist ein elektrischer Speicherofen bezeichnet, der ausschliesslich mit billigem Nachtstrom betrieben wird. In der Speisestromzuführung 2 ist ein Schalter 3 eingebaut, den ein entsprechend eingestellter Zeitschaltor 4 so steuert, dass der Speicherofen 1 nur während der Zeitperioden, in denen billige Ueberschussenergie verfügbar ist, in Betrieb steht und in übrigen, d.h. 1 with an electric storage heater is referred to, the exclusively is operated with cheap night electricity. There is a switch in the power supply 2 3 installed, which a correspondingly set timer 4 controls so that the storage stove 1 only during the time periods when cheap excess energy is available, is in operation and in the rest, i.e.

während der sogenannten Sperrzeiten, stromlos bleibt.remains de-energized during the so-called blocking times.

Der Speicherofen 1 ist beisoielsweise so bemessen, duss er etwa die Blfto der gesamten erforderlichen Speicherwärme zu speichern vermag.The storage heater 1 is dimensioned, for example, so that it is about the Blfto is able to store the entire required storage heat.

Das schematisch angedeutete Heizrohrsystem 5 steht beispielsweise mit einer nicht dargestellten Vollbetondecke oder -wand in wärmeleitender Verbindung und kann zu diesem Zwecke entweder in diese eingebettet oder mit derselben durch Wärmeleitbleche verbunden sein. Dabei ißt diese Vollbetondecke bzw. -wand beispielsweiss so bemessen, dass sie etwa ebenfalls die Hälfte der gesamten erforderlichen Speicherwärme aufnehmen kann, ohne das dabei die zulssie Oberflächentemperatur überschritten wird. The schematically indicated heating pipe system 5 is for example with a solid concrete ceiling or wall, not shown, in a thermally conductive connection and for this purpose it can either be embedded in it or through it Heat conducting plates be connected. This solid concrete ceiling or wall eats for example white dimensioned so that they also provide about half of the total required storage heat can absorb without exceeding the permissible surface temperature.

Die den Wärmeträger (z.3. Wasser) zu- und abführenden Leitungen 6 bis 9 des Speicherofens 1 und des Heizrohrsystems 5 sind durch einen Vierwegemischer 10 an sich bekannter Bauart miteinander verbunden, der in der Zeichnung in der Offenstellung dnrgestellt jat. The pipes carrying the heat transfer medium (e.g. water) 6 to 9 of the storage furnace 1 and the heating pipe system 5 are through a four-way mixer 10 known design connected to each other, the one in the open position in the drawing dnrstelljat.

Bei geöffnetem Vierwege#mischer 10 gelangt das im Speicherofen 1 erhitzte Heizwasser über die Leitung 8, den Vierwegemischer 10 und die Leitung 7 7 zum Heisrohrsyston 5, wo die zugeführte Warne auf den durch die Vollbetondecke bzw. -wand gebildeten Speicher übertragen wird. Das abgekühlte Heizwasser fliesst über die Leitung 9, den Vierwegemischer 10 und die Leitung 6 in den Spcicherofen 1 zurück. Zur Erhöhung der Heizwasserzirkulation kann eine Umlaufpumpe in den Kreislauf, z.B. in die Leitung 7, eingeschaltet sein. When the four-way mixer 10 is open, this enters the storage heater 1 heated heating water via line 8, four-way mixer 10 and line 7 7 to Heisrohrsyston 5, where the warnings fed through the solid concrete ceiling or wall formed memory is transferred. The cooled heating water flows via line 9, four-way mixer 10 and line 6 into the storage oven 1 back. To increase the heating water circulation, a circulation pump can be added to the circuit, e.g. in line 7.

Bei geschlossenem Vierwegemischer 10 sind der Kreislauf des Spaicherofens 1 und derjenige dos Heizrohrsystems 5 voneinander getrennt und Je in sich kurzgeschlossen, und zwar über die Leitungen 6,8 bzw. 7,9 und die setzt um 900 gedrehten Durchlasskanäle des Vierwegemischers 10. When the four-way mixer 10 is closed, the circuit of the spa oven is in place 1 and that of the heating pipe system 5 separated from each other and each short-circuited, namely via the lines 6, 8 and 7, 9 and the passage channels rotated by 900 of the four-way mixer 10.

die Betriebüberwachung der Heizungsanlage besorgt ein Kontrollgerät 11 herkömmlicher Bauart, das im vorliegenden Fall den Vierwegemischer 10 steuert. Dem Kontrollgerät 11 werden die Temperaturen des Sesselwassers im Speicherofen 1 und des Heizwassers in der Leitung 7 sowie von Zeitschalter 4 die Ein- und Ausschaltungen der elektrischen Energiezufuhr zum Speicherofen 1 signalisiert. Das Kontrollgerät verarbeitet diese Daten unter weiterer Berücksichtigung der Raumtemperatur und der von einem Fühler 12 ermittelten Aussentemperatur und steuert den Vierwegomischer 10 z.B. in der Weise, dass sich folgende Wirkungsweise der Anlage ergibt Während der Betriebsperioden, in denen der Speicherofen 1 von der elektrischen Ueberschussenergie aufgeheizt wird, ist hauptsächlich die Aussentemperatur für die Einstellung des Vierwegemischers 10 massgebend, um zu gewährleisten, dass die Raumtemperatur eine gewünschte obere Grenze nicht überscheitet. In diesen Betriebsperioden wird die durch die zugelieferte Ueberschussenergie in Speicherofen 1 erzeugte Wärme zu einem Teil im Speicherofen 1 selbst und zum anderen Teil in der Vollbetondecke bzw. -wand gespeichert. A control device is responsible for monitoring the operation of the heating system 11 of conventional design, which controls the four-way mixer 10 in the present case. The control device 11 receives the temperatures of the armchair water in the storage heater 1 and the heating water in the line 7 as well as the timer 4, the switching on and off the electrical energy supply to the storage heater 1 is signaled. The control device processes this data taking into account the room temperature and the Outside temperature determined by a sensor 12 and controls the four-way mixer 10 e.g. in such a way that the system works as follows While the operating periods in which the storage furnace 1 from the excess electrical energy is heated up, the outside temperature is mainly used to set the Four-way mixer 10 essential to ensure that the room temperature a desired upper limit not exceeded. During these operating periods, the heat generated by the excess energy supplied in storage furnace 1 to one Part in the storage heater 1 itself and the other part in the solid concrete ceiling or wall saved.

Sobald die Stromzufuhr zum Speicherofen 1 su Beginn der Sperrzeit unterbrochen wird, Gelangt der Vierwegenischer 10 in die Schliessstellung, so dass er den Wärmetransport von Speicherofen 1 zun Heizrohrsystem 5 unterbindet. Der zu beheizende Raun wird nun ausschliesslich durch die von der Vollbetondecke bzw. -wand abgestrahlte Speicherwärme warm gehalten. As soon as the power supply to the storage heater 1 begins, the locking period begins is interrupted, the four-way mixer 10 is in the closed position, so that it prevents the transport of heat from the storage heater 1 to the heating pipe system 5. The to The heated room is now exclusively through that of the solid concrete ceiling or wall radiated storage heat kept warm.

Wenn die Raumtemperatur während der Sperrzeit eine untere Grenze erreicht, spätestens aber wenn die Sperrzeit abgelaufen ist, wird der Vierwegemischer 10 leder geöffnet und von der Aussentemperatur gesteuert, wobei, solange die Sperrzeit noch andauert, der durch die Vollbetondecke bzw. -wand gebildete Speicher aus dem Speicherofen 1 nachgeladen wird, bis die-Kesseltempertur gleich gross ist wie die Heizwassertemperatur. Dadurch wird die sonst erforderliche flachladung mit elektrischer Energie wihrend der Sperrzeit, d.h. mit teurem Stron, vermieden. If the room temperature has a lower limit during the blocking period reached, but at the latest when the blocking time has expired, the four-way mixer 10 leather opened and controlled by the outside temperature, with as long as the locking time still continues, the memory formed by the solid concrete ceiling or wall from the Storage stove 1 is recharged until the boiler temperature is the same as that Heating water temperature. This means that the flat charge that is otherwise required is electrically charged Energy during the blocking time, i.e. with expensive electricity, avoided.

Grundsätzlich sind auch Betriebsphasen möglich, in denen das Heizwasser von dem durch die Vollbetondecke bzw. -wand gebildeten Speicher rückerwärmt wird. In principle, operating phases in which the heating water is reheated by the storage tank formed by the solid concrete ceiling or wall.

Ferner besteht die Möglichkeit, in solchen Betriebsphasen die überschüssige Warme des einem Raum- zugeordneten Speichers in einen anderen Raum zu transportieren.It is also possible to use the excess in such operating phases To transport the warmth of the storage unit allocated to a room to another room.

Die Steuerung des Vierwegemischers 10 kann auch auf eine andere Weise, z.3. lediglich zeitabhängig, vorgenainmen werden. The control of the four-way mixer 10 can also be done in another way, z.3. only time-dependent, can be specified.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1.) Process for room heating by means of stored excess energy generated heat. that the generated heat is partly at the place of generation and on the other hand stored at the point of consumption and the heat transfer from one to the other storage location depending on the temporal accumulation of excess energy is controlled.

2.) Ceiling, wall, floor or combined heating system for implementation of the method according to claim 1, characterized in that one for one Part of the required storage heat metered storage heater and one for the other Part of the required storage heat measured ceiling, wall or floor part, which is in heat-conducting connection with a heating pipe system are provided and that the heat carrier supply and discharge lines of the storage furnace and the heating pipe system are connected to one another by a Verweg mixer, the latest when inserting the excess energy is opened and closed when the excess energy is exposed will.

L e r s e i t e