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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen
Patents im Europäischen Patentblatt kann jedermann nach Maßgabe der Ausführungsordnung beim Europäischen
Patentamt gegen dieses Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).
Printed by Jouve, 75001 PARIS (FR)
(19)
EP 2 955 440 B1
TEPZZ295544ZB_T
(11) EP 2 955 440 B1
(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT
(45) Veröffentlichungstag und Bekanntmachung des
Hinweises auf die Patenterteilung:
04.04.2018 Patentblatt 2018/14
(21) Anmeldenummer: 15171115.7
(22) Anmeldetag: 09.06.2015
(51) Int Cl.:
F23M 20/00 (2014.01) F23M 5/00 (2006.01)
(54) HEIZVORRICHTUNG ZUM HEIZEN VON INNENRÄUMEN, INSBESONDERE EINE
EINZELRAUMFEUERSTÄTTE
HEATING DEVICE FOR HEATING INTERIOR SPACES, IN PARTICULAR A SINGLE ROOM FIRE
PLACE
DISPOSITIF DE CHAUFFAGE D’ESPACES INTERIEURS, EN PARTICULIER D’UN FOYER A
ESPACES INDIVIDUELS
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB
GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV M C MK MT NL NO
PL PT RO RS SE SI SK SM TR
(30) Priorität: 10.06.2014 DE 102014210982
12.06.2014 DE 102014211208
(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
16.12.2015 Patentblatt 2015/51
(73) Patentinhaber: ROBERT BOSCH GMBH
70442 Stuttgart (DE)
(72) Erfinder:
• Ferreira Goncalves, Paulo Jorge
60320 Frankfurt Am Main (DE)
• Preissner, Marcus
71665 Vaihingen (DE)
• Bosch, Timo
70439 Stuttgart-Stammheim (DE)
• Nguyen, Minh
70193 Stuttgart (DE)
• Koehne, Martin
71679 Asperg (DE)
• Bachmann, Oliver
35452 Heuchelheim (DE)
• Mielcarek, Paul
70565 Stuttgart (DE)
• Schmid, Tino
73614 Schorndorf (DE)
• Gort, Vincent
35398 Giessen (DE)
(56) Entgegenhaltungen:
EP-A1- 2 693 148 DE-U1- 29 914 113
DE-U1-202012 005 500
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Beschreibung
[0001] Heizvorrichtungen mit einer Brennkammer sind
üblicherweise aus Metall oder feuerfesten keramischen
Baustoffen gefertigt. Innerhalb der Brennkammer wird
durch Verbrennung von festen, flüssigen oder gasförmi-
gen Brennstoffen oder durch elektrischen Strom Wärme
erzeugt, die beispielsweise zum Heizen von Innenräu-
men genutzt werden kann.
[0002] Aufgrund der stetig steigenden Kosten für Erd-
öl, Gas und Strom sind bei Privatverbrauchern Einzel-
raumfeuerstätten wie Kaminöfen oder Kachelöfen zu-
nehmend nachgefragt, zumal diese auch mit regenera-
tiven Energieträgern, wie z. B. Holzschnitzel oder Pellets
und anderen Festbrennstoffen befeuert werden können.
Vorteilhaft ist auch, dass ein nachträglicher Einbau sol-
cher Einzelraumfeuerstätten häufig ohne großen Auf-
wand möglich ist.
[0003] Ein grundlegender Nachteil besteht bei der Nut-
zung einer Einzelraumfeuerstätte darin, dass eine Wär-
meabgabe nur dann erfolgt, wenn dem Ofen ein Brenn-
stoff zugeführt wird. Um diesem Problem zu begegnen
und auch nach Erlöschen des Kaminfeuers eine Wärme-
abgabe über mehrere Stunden hinweg zu gewährleisten,
sind Einzelraumfeuerstätten mit Wärmespeichern aus-
gestattet. Zur Aufnahme und verzögerten Abgabe der
Wärme an den Aufstellraum kommen heute als Speicher-
materialien z.B. Stein, Beton, Sand, Schamott oder
Speckstein zum Einsatz. Nachteilig an diesen Wärme-
speichermaterialien ist jedoch, dass keine gleichmäßige
und langzeitig konstante Wärmeabgabe erfolgt. Viel-
mehr nimmt die Oberflächentemperatur solcher Wärme-
speicher und damit der Wärmestrom bzw. die Wärme-
strahlung in den zu beheizenden Raum zu Beginn der
Brennphase relativ schnell zu. Dabei ist im laufenden
Betrieb aus Sicherheitsgründen eine maximale Oberflä-
chentemperatur des Wärmespeichers von ca. 60°C zu-
lässig. Besonders nachteilig ist, dass eine erhöhte Tem-
peratur nur über einen Zeitraum von wenigen Stunden
gehalten wird, wobei währenddessen eine ungleichmä-
ßige Wärmeabgabe erfolgt. Von Nachteil ist außerdem,
dass nach Erlöschen des Kaminfeuers die Oberflächen-
temperatur des Wärmespeichers und infolgedessen die
Wärmeabgabe relativ rasch abnimmt.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Einzelraumfeuer-
stätten besteht darin, dass die Wärmespeicher aus Scha-
mott, Speckstein, Sand, Stein oder Beton in der Regel
Massen im Bereich zwischen 90 kg und 180 kg und mehr
aufweisen, also relativ schwer sind.
[0004] Die DE 202012005500 U1 offenbart als Heiz-
quelle dienende Kamine mit einer latentwärmespei-
chernden Kaminverkleidung, die ganz oder teilweise mit
Latentspeichermaterialien gefüllt ist.
Ausgehend davon ist es Aufgabe der vorliegenden Er-
findung, die bestehenden Nachteile des Standes der
Technik zu überwinden und eine Heizvorrichtung zur
Verfügung zu stellen, die einfach zu installieren und zu
bedienen ist und mit der eine gleichmäßige, langzeitig
konstante und effiziente Wärmeabgabe zum Heizen von
Innenräumen sichergestellt wird.
Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Pa-
tentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind den Unteransprüchen 2 bis 10 zu entnehmen.
Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung zum Heizen
von Innenräumen, insbesondere eine Einzelraumfeuer-
stätte, mit einer Brennkammer und mit mindestens einem
Wärmespeicher, wobei der Wärmespeicher wärmelei-
tend mit der Brennkammer verbunden ist, und wobei der
Wärmespeicher ein Phasenwechselmaterial aufweist.
Dabei ist in dem mindestens einen zwischen Brennkam-
mer und Wärmespeicher ausgebildeten Zwischenraum
zumindest teilweise ein Luftleitsystem für eine Durchströ-
mung mit Luft angeordnet.
Dabei ist die Heizvorrichtung mit der Brennkammer in-
nerhalb des zu heizenden Raumes angeordnet. Die wär-
meleitende Verbindung zwischen Wärmespeicher und
Brennkammer kann durch eine wärmeleitende Oberflä-
che des Wärmespeichers realisiert sein, welche der
Brennkammer zugewandt ist. Dazu kann zum Beispiel
vorgesehen sein, dass der Wärmespeicher einen oder
mehrere Behälter umfasst, der bzw. die aus einem wär-
meleitenden Metall, z. B. Kupfer, bestehen oder wenigs-
tens ein wärmeleitendes Metall aufweisen. Dabei kann
der Behälter ein Überdruckventil aufweisen, um im Falle
eines Überdrucks dessen Bersten zu verhindern. Alter-
nativ oder zusätzlich zu einem direkten Kontakt kann in
einem gegebenenfalls vorhandenen Zwischenraum oder
Spalt zwischen Brennkammer und Wärmespeicher eine
wärmeleitende Schicht angeordnet sein.
[0005] Die erfindungsgemäße Lösung ist besonders
vorteilhaft, weil mit dem im Wärmespeicher enthaltenen
Phasenwechselmaterial zunächst eine latente Wärme-
speicherung und erst danach eine sensible Wärmespei-
cherung erfolgt, während die üblicherweise verwendeten
sensiblen Speichermaterialien, wie z. B. Schamotte oder
Speckstein, Wärme ausschließlich als sensible Wärme,
d. h. durch Temperaturerhöhung, speichern. Damit ist
mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung eine geziel-
te und über einen langen Zeitraum konstante Tempera-
turabgabe möglich. Durch die entsprechende Abstrah-
lung im Aufstellraum kann dieser bei relativ konstanter
Raumtemperatur gehalten bleiben.
[0006] Die Verwendung des Begriffs Phasenwechsel-
material umfasst im vorliegenden Fall sowohl den Sin-
gular als auch den Plural, d. h. Phasenwechselmateria-
lien in Reinform sowie Mischungen mehrerer Phasen-
wechselmaterialien.
[0007] Im Falle eines Phasenwechselmaterials als
Speichermedium ändert sich durch die Wärmeaufnahme
nicht oder zumindest nicht wesentlich das Temperatur-
niveau des Speichermaterials, sondern dessen Aggre-
gatzustand, und zwar in der Regel von fest zu flüssig.
Dabei kann das Phasenwechselmaterial vorteilhafter-
weise sehr große Wärmemengen aufnehmen, bis es voll-
ständig geschmolzen ist. Besonders günstig ist, dass die
Temperatur des Phasenwechselmaterials während der
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Wärmeaufnahme durch Schmelzen konstant auf dem Ni-
veau der Schmelztemperatur bleibt (latente Wärmespei-
cherung). Dadurch kann durch die Wahl des Phasen-
wechselmaterials im Vorhinein das Temperaturniveau
während des Schmelzvorgangs bestimmt werden. Zu-
dem verläuft die Wärmeaufnahme bei dem erfindungs-
gemäßen Wärmespeicher vorteilhafterweise zumindest
solange besonders gleichmäßig, bis das Phasenwech-
selmaterial geschmolzen ist. Erst nach vollständigem
Schmelzen führt die Zufuhr weiterer Wärme zu einem
Temperaturanstieg des Phasenwechselmaterials (sen-
sible Wärmespeicherung).
[0008] Ein Vorteil von Phasenwechselmaterialien ge-
genüber sensiblen Speichermedien, wie z. B. Schamotte
oder Speckstein, besteht darin, dass ihre Wärmespei-
cherdichte erheblich höher ist. Dadurch ergibt sich bei
Verwendung von Phasenwechselmaterialien als Spei-
chermedien in der Regel ein deutlich geringeres Volu-
men des Wärmespeichermaterials und damit einherge-
hend ein geringerer Platzbedarf.
[0009] Ein weiterer Vorteil von Phasenwechselmateri-
alien gegenüber Schamotte oder Speckstein sind deren
geringere Massen. Dies ist mit Blick auf den Transport
und die Installation einer erfindungsgemäßen Heizvor-
richtung besonders vorteilhaft.
[0010] Die im Vergleich zu Schamotte oder Speckstein
geringere Masse von Phasenwechselmaterialien sowie
deren geringeres Volumen ermöglichen eine größere
Gestaltungsfreiheit hinsichtlich des Aufbaus bzw. der
Gestaltung der Heizvorrichtung.
[0011] Ganz besonders vorteilhaft ist, dass sich Pha-
senwechselmaterialien aufgrund ihrer gleichmäßigen
Wärmeabgabe dazu eignen, Temperaturschwankungen
zu verhindern und Temperaturspitzen auszugleichen.
[0012] Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare
Phasenwechselmaterialien sind:
-Paraffine und Paraffinmischungen
-Fettsäuren und Fettsäuremischungen
-Fettsäurederivate, Fettsäurealkohole, Fettsäurees-
ter und deren Mischungen
-Carbonsäure basierte Phasenwechselmaterialien
-andere organische Verbindungen und deren Mi-
schungen
-in Wasser gelöste Salze oder Salzhydrate und deren
Mischungen
[0013] Verwendbare Paraffine sind beispielsweise Te-
tracosan, Pentacosan, Hexacosan und Heptacosan. Als
Fettsäuren kommen zum Beispiel Myristinsäure, Penta-
decansäure, Palmitinsäure und Stearinsäure in Frage.
Zu den einsetzbaren Fettsäurederivaten, Fettsäurealko-
holen und Fettsäureestern zählen beispielsweise Cetyl-
alkohol, Cetylmyristat, Cetylpalmitat, Methyldocosanoat,
Ethyltetracosanoat, Methyloxalat, Cetylstearat, Tristea-
rin, Stearylpalmitat, Stearylstearat, Cetylarachidat und
Ethylhexacosanoat. Carbonsäure basierte Phasen-
wechselmaterialien sind zum Beispiel Chloressigsäure,
Heptadecansäure und alpha-Chloressigsäure. Zu den
einsetzbaren anderen organischen Verbindungen zäh-
len beispielsweise Camphen und 9-Heptadecanon. Als
Phasenwechselmaterialien verwendbare Salzhydrate
sind zum Beispiel: Natriumacetat-Trihydrat, Lithiumace-
tat-Dihydrat, Eisenchlorid-Dihydrat, Eisennitrat-Hexahy-
drat und Aluminiumnatriumsulfat-Monohydrat.
[0014] Derartige Phasenwechselmaterialien sind in
der Regel relativ schwer flüchtig, sodass ein Ausgasen
dieser Verbindungen aus dem Wärmespeicher relativ
unwahrscheinlich ist. Dies ist insbesondere aus ökologi-
scher Sicht vorteilhaft.
[0015] Zudem sind Phasenwechselmaterialien norma-
lerweise relativ kostengünstig zu beschaffen. Die Aus-
wahl an kostengünstigen Phasenwechselmaterialien ist
groß, sodass für jede Anwendung eine individuelle Aus-
wahl getroffen werden kann. Außerdem ist es möglich,
anwendungsspezifische, d. h. maßgeschneiderte, Mi-
schungen mehrerer Phasenwechselmaterialien herzu-
stellen. Dabei kann beispielsweise der Schmelzpunkt ei-
nes relativ hochschmelzenden Phasenwechselmaterials
durch Mischen mit einem oder mehreren anderen ernied-
rigt und so den individuellen Bedürfnissen angepasst
werden. Vorteilhaft ist zudem, dass Phasenwechselma-
terialien üblicherweise bis zu Temperaturen von ca.
300°C thermisch stabil sind, was für die Reversibilität
des Schmelzvorgangs wichtig ist. Die hohe thermische
Stabilität von Phasenwechselmaterialien bedingt zudem
eine hohe Ausfallsicherheit dieser Speichermedien. Ist
in einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizvor-
richtung vorgesehen, dass das Phasenwechselmaterial
unmittelbar an eine Außenwand des Wärmespeichers
angrenzt, mit welcher der Verwender in Kontakt kommen
kann, wird vorzugsweise ein Phasenwechselmaterial
eingesetzt, das einen Schmelzpunkt zwischen 50°C und
60°C besitzt. Damit wird die Sicherheitsanforderung ein-
gehalten, nach der im laufenden Betrieb die Temperatur
der Oberfläche des Wärmespeichers, welche dem Ver-
wender zugänglich ist, 60°C nicht überschreiten darf.
[0016] Ganz besonders vorteilhaft ist es, ein Salzhy-
drat als Phasenwechselmaterial einzusetzen, weil Salz-
hydrate stark unterkühlte Schmelzen bilden können. Bei
einer unterkühlten Schmelze handelt es sich um einen
durch Abkühlung erreichbaren Zustand eines Stoffes.
Charakteristisch für eine unterkühlte Schmelze ist, dass
sie bei gegebenem Druck eine niedrigere Temperatur
besitzt als es ihrem Aggregatzustand entspricht. Eine un-
terkühlte Schmelze kann aber zur Kristallisation ange-
regt werden, wobei dann solange Wärme frei wird, bis
die Schmelze wieder vollständig erstarrt ist.
[0017] In der unterkühlten Schmelze eines Salzhy-
drats, welche nach Erlöschen des Kaminfeuers und dem
sich daran anschließenden Abkühlen des Phasenwech-
selmaterials vorliegt, sind erhebliche Wärmemengen ge-
speichert. Diese Wärme kann durch aktives Auslösen
des Kristallisationsvorgangs freigesetzt werden, und
zwar in Form der Kristallisationsenthalpie bzw. der Kris-
tallisationswärme. Dabei kann der Nutzer selbst bestim-
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men, wann er den Kristallisationsprozess startet. Das
Starten kann dann z.B. manuell oder mittels Zeitschaltuhr
erfolgen. Beispielsweise kann der Kristallisationspro-
zess und die damit einhergehende Wärmeabgabe durch
gezieltes Abkühlen ausgelöst werden, das beispielswei-
se mitte ls Peltier-Ele ment erfolgt. Folglich ist k ein Betri eb
der Brennkammer der Heizvorrichtung erforderlich, so-
dass diese durch den Verwender gezielt auslösbare Wär-
meerzeugung besonders effizient ist.
[0018] In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfin-
dungsgemäßen Heizvorrichtung umgibt der Wärmespei-
cher die Brennkammer zumindest teilweise. Dann kann
zumindest teilweise ein direkter Wärmeübergang von der
Brennkammer zum Wärmespeicher erfolgen. Dies ist zu-
sätzlich dazu möglich, in dem mindestens einen zwi-
schen Brennkammer und Wärmespeicher ausgebildeten
Zwischenraum zumindest teilweise ein Luftleitsystem für
eine Durchströmung mit Luft anzuordnen. Über das Luft-
leitsystem, das als regelbares Luftleitsystem für eine re-
gelbare Durchströmung mit Luft ausgebildet sein kann,
ist die übertragene Wärme beeinflussbar, so dass eine
Überhitzung des Wärmespeichers bzw. des Phasen-
wechselmaterials vermeidbar ist. Der Wärmeübergang
kann zumindest teilweise direkt von der Brennkammer
zum Wärmespeicher erfolgen. Er kann aber ebenso zu-
mindest teilweise von der Brennkammer zu der das Luft-
leitsystem durchströmenden Luft erfolgen, damit die
Brennkammer kühlen und somit für eine Art Sicherheits-
abschaltung der weiteren Erwärmung des Wärmespei-
chers bei drohender Überhitzung sorgen. Die Luft kann
in einen Aufstellraum der Heizvorrichtung abgegeben
werden. Zur Regelung des Luftleitsystems können ther-
mostatisch arbeitende Regelelemente, beispielsweise
thermostatisch regelnde Klappen, zum Einsatz kommen,
die eine Durchströmung des Luftleitsystems mit Luft und
somit die Sicherheitskühlung der Brennkammer ober-
halb einer vorgebbaren Grenztemperatur von Wärme-
speicher oder Brennkammer freigeben, darunter blockie-
ren. Die Regelung der Klappe kann verschieden ausge-
legt werden. Eine Auslegung sieht vor, dass die vollstän-
dige Öffnung der Klappe sofort bei Erreichen der Grenz-
temperatur erfolgt. Eine weitere Auslegung sieht vor,
dass die Öffnung der Klappe über ein Temperaturinter-
vall hinweg erfolgt. Hier beginnt sich die Klappe bei Er-
reichen einer unteren Grenztemperatur zu öffnen. Erst
wenn die obere Grenztemperatur erreicht ist, ist die Klap-
pe vollständig geöffnet.
[0019] Der Wärmespeicher kann einen oder mehrere
Behälter umfassen, der bzw. die aus einem wärmelei-
tenden Metall, z. B. Kupfer, besteht oder ein wärmelei-
tendes Metall aufweist, wobei der bzw. die Behälter wär-
meleitend mit der Brennkammer verbunden sind. Alter-
nativ kann die der Brennkammer zugewandte Seite des
Wärmespeichers formgleich oder -ähnlich zu der Außen-
form der Brennkammer ausgebildet sein und als eine Art
Hülle die Brennkammer umgeben. Dabei erfolgt der Wär-
meübergang von der Brennkammer zum Wärmespei-
cher durch Wärmeleitung. In einem gegebenenfalls vor-
handenen Zwischenraum oder Spalt zwischen Brenn-
kammer und Wärmespeicher kann eine wärmeleitende
Schicht angeordnet sein, um Wärmeverluste so gering
wie möglich zu halten. Alternativ oder zusätzlich umgibt
der Wärmespeicher ein mit dem Brennraum verbunde-
nes Rohr, über welches Verbrennungsabgase abgeführt
werden. Dadurch wird auch die Wärme des Abgasstroms
in Richtung des Wärmespeichers abgestrahlt und dann
gespeichert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der
Wärmspeicher als Ummantelung des Abgasrohres aus-
gebildet ist, wobei das Abgasrohr entweder abschnitts-
weise oder über dessen gesamte Länge ummantelt sein
kann. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der
Wärmespeicher auf einen Adapter wie beispielsweise ei-
nen Kuppelrahmen aufgesetzt ist, welcher das Abgas-
rohr zumindest teilweise umgibt. In allen vorgenannten
Ausführungsformen wird die von der Brennkammer ab-
gestrahlte Wärme ohne größere Verluste auf den Wär-
mespeicher übertragen.
[0020] Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfin-
dungsgemäßen Heizvorrichtung ist innerhalb des Wär-
mespeichers ein wärmeleitfähiges Bauteil oder ein wär-
meleitfähiges Material zur Einleitung von Wärme in das
Phasenwechselmaterial vorgesehen. Besonders vorteil-
haft ist es, wenn das Bauteil oder das Material eine hö-
here Wärmeleitfähigkeit als das Phasenwechselmaterial
besitzt. Vorzugsweise weist das Bauteil ein gut wärme-
leitendes Metall auf oder ist aus einem solchen gefertigt.
Vorzugsweise weist das Material eine gut wärmeleitende
Komponente auf, wie beispielsweise eine Graphitkom-
ponente. Dabei wird die Form oder die Anordnung des
Bauteils oder des Materials vorteilhafterweise so ge-
wählt, dass der von der Brennkammer kommende Wär-
mestrom in das Phasenwechselmaterial hinein und der
Wärmestrom aus dem Phasenwechselmaterial heraus -
in Richtung des zu heizenden Innenraumes oder eines
gegebenenfalls vorgesehenen Wärmeleitsystems - ver-
bessert wird. Dazu ist es besonders vorteilhaft, wenn das
Bauteil oder das Material eine große Oberfläche aufwei-
sen, wobei ein hohes Oberfläche/Volumen-Verhältnis
besonders effizient ist. Beispielsweise kann das Bauteil
als Metalldrahtgeflecht, Metallwolle oder als Schüttgut
aus einfachen Metallformteilen ausgestaltet sein. Alter-
nativ oder zusätzlich kann die Einleitung von Wärme in
das Phasenwechselmaterial über eine im Wärmespei-
cher vorgesehene wärmeleitende Flüssigkeit erfolgen.
[0021] Eine weitere Ausführungsform der erfindungs-
gemäßen Heizvorrichtung zeichnet sich dadurch aus,
dass der Wärmespeicher zumindest eine erste Kammer
und eine zweite Kammer aufweist, die wärmeleitend mit-
einander verbunden sind, wobei eine erste Oberfläche
der ersten Kammer an eine Außenseite der Brennkam-
mer angrenzt, und wobei die zweite Kammer eine Wär-
meabgabefläche aufweist, die von der ersten Kammer
abgewandt ist. Dabei kann beispielsweise vorgesehen
sein, dass die erste Kammer und die zweite Kammer als
Behälter ausgestaltet sind, wobei die erste Kammer in-
nerhalb der zweiten Kammer angeordnet und teilweise
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von dem Phasenwechselmaterial der zweiten Kammer
umgeben ist. Die wärmeleitende Verbindung zwischen
der ersten und der zweiten Kammer können in diesem
Fall die Außenwände der ersten Kammer darstellen, wel-
che nicht an die Brennkammer angrenzen.
[0022] In einer anderen Ausgestaltung der erfindungs-
gemäßen Heizvorrichtung weist die erste Kammer we-
nigstens zwei Kammern auf. Dabei können die zwei oder
mehr Kammern der ersten Kammer separat voneinander
ausgebildet sein oder miteinander verbunden sein. In je-
dem Fall sind die zwei oder mehr Kammern der ersten
Kammer und die zweite Kammer wärmeleitend mitein-
ander verbunden. Außerdem grenzt jede der zwei oder
mehr Kammern der ersten Kammer mit einer ihrer Ober-
flächen an die Außenseite der Brennkammer an. Die
zweite Kammer weist eine Wärmeabgabefläche auf, die
von den zwei oder mehr Kammern der ersten Kammer
abgewandt ist.
[0023] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die
erste Kammer zwischen der Brennkammer und der zwei-
ten Kammer angeordnet. Dabei kann der Wärmespei-
cher einen Behälter umfassen, innerhalb dessen eine
Trennwand eingezogen ist. Bei dieser Ausgestaltung
kann die Trennwand die erste und die zweite Kammer
wärmeleitend miteinander verbinden. Dazu kann die
Trennwand ein wärmeleitfähiges Material aufweisen
oder mit einem solchen Material beschichtet sein. Alter-
nativ können die erste und die zweite Kammer als sepa-
rate Behälter ausgestaltet sein. Die wärmeleitende Ver-
bindung der beiden Kammern kann dann durch die ein-
ander zugewandten, wärmeleitfähigen (Seiten-)Wände
der beiden Kammern realisiert werden. In einem gege-
benenfalls zwischen den beiden Kammern vorhandenen
Zwischenraum oder Spalt kann eine wärmeleitende
Schicht angeordnet sein, um Wärmeverluste zu vermei-
den.
[0024] In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung
weisen die erste Kammer und die zweite Kammer we-
nigstens ein unterschiedliches Phasenwechselmaterial
auf, wobei das Phasenwechselmaterial in der zweiten
Kammer einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als
das Phasenwechselmaterial in der ersten Kammer. Da-
bei kann die erste Kammer vorteilhafterweise ein Pha-
senwechselmaterial beinhalten, das einen Schmelz-
punkt oberhalb von 60°C hat, wobei die zweite Kammer
ein Phasenwechselmaterial mit einem Schmelzpunkt bis
zu 60°C, vorzugsweise zwischen 50°C und 60°C, enthält.
Besonders bevorzugt enthält die erste Kammer ein Pha-
senwechselmaterial mit einem Schmelzpunkt weit ober-
halb von 60°C, weil solche Phasenwechselmaterialien
besonders hohe Wärmspeicherkapazitäten besitzen.
Dabei wird die erste Kammer nach außen durch die zwei-
te Kammer abgeschirmt. Damit ist die Gefahr auszu-
schließen, dass der Verwender im laufenden Betrieb die
Oberfläche der ersten Kammer berührt, welche mögli-
cherweise die aus Sicherheitsgründen maximal zulässi-
ge Temperatur von 60°C überschreitet. Vielmehr kann
er nur in Kontakt mit der Oberfläche der zweiten Kammer
gelangen, deren Temperatur unterhalb von 60°C liegt.
Dadurch ist das Risiko von Verletzungen minimiert, wo-
bei durch den hohen Schmelzpunkt des Phasenwech-
selmaterials in der ersten Kammer die Wärmespeicher-
kapazität der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung ins-
gesamt deutlich gesteigert wird.
[0025] Bevorzugterweise ist der Wärmespeicher oder
zumindest eine der Kammern des Wärmespeichers aus
der Heizvorrichtung entnehmbar und separat zur Wär-
meabgabe verwendbar. Der Wärmespeicher bzw. die
Kammer können dann zur Erwärmung in andere Räum-
lichkeiten, wie beispielsweise ein Auto oder ein unbe-
heizter Raum, bewegt werden. Es kann auch ein An-
schluss an ein Wärmeleitsystem erfolgen, um beispiels-
weise eine externe Fußbodenheizung oder Ähnliches mit
Wärme zu versorgen. Durch Initiation des Kristallisati-
onsvorgangs, also dem Phasenwechsel von flüssig zu
fest, kann die gespeicherte Wärmemenge dann gezielt
frei gegeben werden. Die Form des Wärmespeichers
muss dazu für eine modulare Entnahme geeignet sein.
Dadurch ist auch eine Nachrüstung bestehender Heiz-
vorrichtungen mit relativ wenig Aufwand möglich.
[0026] In einer vorteilhaften Ausführungsform der er-
findungsgemäßen Heizvorrichtung besteht der Wärme-
speicher aus einem Material, das gegenüber einer
Schmelze des Phasenwechselmaterials korrosionsbe-
ständig ist. Alternativ weist der Wärmespeicher eine Be-
schichtung auf, die gegenüber der Schmelze des Pha-
senwechselmaterials korrosionsbeständig ist. Die Ver-
wendung eines korrosionsbeständigen Materials bzw. ei-
ner solchen Beschichtung ist insbesondere dann von
Vorteil, wenn in Wasser gelöste Salze oder Salzhydrate
als Phasenwechselmaterialien eingesetzt werden. Denn
wässrige Salzlösungen können korrodierend auf den
Wärmespeicher oder dessen Teile wirken, sofern der
Wärmespeicher oder Teile davon die üblicherweise ver-
wendeten Werkstoffe, wie z. B. Eisen, enthalten oder aus
diesen bestehen. Als Materialien für den Wärmespeicher
eignen sich nichtrostende beziehungsweise Edelstähle,
wie zum Beispiel V4A-Stahl und V2A-Stahl.
[0027] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfin-
dungsgemäßen Heizvorrichtung weist der Wärmespei-
cher ein Mittel zur Beeinflussung eines Aggregatzustan-
des des Phasenwechselmaterials auf. Dies ist insbeson-
dere dann von Vorteil, wenn ein Phasenwechselmaterial
verwendet wird, welches beim Abkühlen eine unterkühlte
Schmelze bildet, wie z. B. ein Salzhydrat. Bei Vorliegen
einer unterkühlten Schmelze kann die Kristallisation und
damit die Abgabe der Wärme, welche in der unterkühlten
Schmelze gespeichert ist, zunächst unterdrückt und
dann auf Wunsch eines Nutzers gezielt mit dem Mittel
ausgelöst werden. Dies kann durch einen Keimbildner
als Mittel erfolgen. Ein Keimbildner kann beispielsweise
durch Freilegen einer Oberfläche geschaffen werden, die
den Wachstumsflächen des Phasenwechselmaterials
chemisch ähnlich ist. Im Falle von Natriumacetat Trihy-
drat kann beispielsweise die Oberfläche von LiF oder
Na5P2O7 · 10 H2O als Keimbildner wirken, während sich
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bei CaCl2 - 6 H2O zum Beispiel die Oberfläche von Bal2
als Keimbildner eignet.
[0028] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das
Mittel zur Beeinflussung eines Aggregatzustandes als
elektrothermisches, als mechanisches Mittel oder als ei-
ne Oberfläche, die Impfkristalle aufweist, ausgebildet. So
kann die unterkühlte Schmelze beispielsweise weiter ab-
gekühlt und dadurch die Kristallisation ausgelöst werden,
wobei die gespeicherte Wärmeenergie in Form der Kris-
tallisationsenthalpie bzw. Kristallisationswärme freige-
setzt wird. Dabei wird das Abkühlen besonders bevor-
zugt durch Verwendung eines Peltier-Elements als Mittel
realisiert. Alternativ kann ein mechanisches Mittel zur Be-
einflussung des Aggregatzustandes eingesetzt werden.
So kann als Mittel z. B. eine Blattfeder, ein Keramikstäb-
chen, eine Feder oder ein Metallplättchen betätigt und
durch die dadurch hervorgerufene Erschütterung die
Kristallisation und damit die Wärmeabgabe gestartet
werden. Eine weitere Alternative besteht darin, als Mittel
eine Oberfläche innerhalb des Wärmespeichers vorzu-
sehen, die Impfkristalle aufweist. Dabei wirken die Impf-
kristalle als Kristallisationskeime und lösen die Kristalli-
sation und die damit einhergehende Wärmeabgabe in
Form der Kristallisationsenthalpie bzw. -wärme aus. Da-
bei muss sichergestellt sein, dass die Oberfläche nur
dann mit der unterkühlten Schmelze in Kontakt tritt, wenn
die Kristallisation gestartet werden soll. Daher muss die
Oberfläche während des Schmelzens des Phasenwech-
selmaterials und auch während des Vorliegens der un-
terkühlten Schmelze des Phasenwechselmaterials ent-
weder entfernt oder abgedeckt werden, bis der Kristalli-
sationsprozess ausgelöst werden soll.
[0029] Wird als Phasenwechselmaterial ein Salzhy-
drat eingesetzt, das beim Abkühlen der Heizvorrichtung
bzw. Wärmespeichers eine unterkühlte Schmelze bilden
kann, so ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung, die
in der unterkühlten Schmelze des Phasenwechselmate-
rials gespeicherte Wärme zu einem beliebigen Zeitpunkt
freizusetzen, ohne dass in der Brennkammer eine Ver-
brennung erfolgen werden muss. Für diesen Zweck eig-
nen sich als Phasenwechselmaterialien besonders Salz-
hydrate, weil diese stark unterkühlte Schmelzen bilden
können. Bevorzugt sind Natriumacetat-Trihydrat, Lithi-
umacetat-Dihydrat, Eisenchlorid-Dihydrat, Eisennitrat-
Hexahydrat, Aluminiumnatriumsulfat-Monohydrat und
deren Mischungen. Ganz besonders vorteilhaft ist die
Verwendung einer Mischung von 60% Mg(NO3)2 · 6 H2O
mit 40% MgCl2 · 6 H2O.
[0030] Vorteilhafterweise weisen einzelne Kammern
und/oder Behälter des Wärmespeichers jeweils ein Mittel
zur Aktivierung auf. Die Wärmeabgabe kann dann indi-
viduell gesteuert werden und beispielsweise über einen
längeren Zeitraum erfolgen, indem einzelne Kammern
nach und nach aktiviert werden.
[0031] In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die
Heizvorrichtung eine insbesondere drahtlose Kommuni-
kationsschnittstelle auf, über die das Mittel aktivierbar
ist. Damit kann die Steuerung zur Aktivierung des Pha-
senwechselmaterials zur Abgabe von Wärme in eine ver-
netzte Umgebung eingebunden werden. Beispielsweise
ist eine Steuerung dann über internetfähige Endgeräte
möglich. Neben einer Steuerung mittels Thermostat oder
Zeitschaltuhr ist so auch eine individuelle Fernsteuerung
möglich. Dabei kann zusätzlich ein Lernalgorithmus vor-
gesehen werden, durch das ein Nutzerverhalten erlernt
wird. Die Wärmeabgabe wird dadurch beispielsweise
dann initialisiert, wenn der Nutzer voraussichtlich nach
Hause kommt.
[0032] Vorzugsweise weist die Heizvorrichtung eine
Überwachungseinrichtung zum Überwachen des Aggre-
gatzustandes des Phasenwechselmaterials auf, die ins-
besondere einen Teilbereich des Wärmespeichers über-
wacht. Die Überwachung sollte dabei zumindest in dem
Teilbereich des Wärmespeichers erfolgen, der am wei-
testen entfernt zur Brennkammer angeordnet ist. Mit Hilfe
einer derartigen Überwachungseinrichtung kann erfasst
werden, ob eine vollständige Umwandlung des Phasen-
wechselmaterials insbesondere aus der festen in die flüs-
sige Phase erfolgt ist, so dass eine Energiespeicherung
ohne Wärmeabgabe erfolgen kann. Bei nur teilweiser
Umwandlung beginnt mit Beendigung der Wärmezufuhr
aus der Brennkammer nämlich direkt die Rückumwand-
lung des Phasenwechselmaterials unter Wärmeabgabe,
so dass keine langfristige Speicherung möglich ist. Mit
Hilfe der Überwachungseinrichtung wird also sozusagen
der Ladezustand des Phasenwechselmaterials erfasst.
[0033] Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Über-
wachungseinrichtung einen Sensor aufweist, der insbe-
sondere als Temperatursensor, Resonanzsensor, elek-
trischer Leitfähigkeitssensor oder optischer Dichtesen-
sor ausgebildet ist. Eine vollständige Aufladung kann
dann im Falle eines Temperatursensors angenommen
werden, wenn alle bzw. zumindest der an der kältesten
Stelle des Wärmespeichers angeordnete Temperatur-
sensor eine Temperatur angibt, die oberhalb des
Schmelzpunktes des Phasenwechselmaterials liegt. Da-
bei kann durch eine geeignete Auslegung des Phasen-
wechselmaterials bzw. durch Unterteilung des Wärme-
speichers in mehrere Kammern eine unvollständige Um-
wandlung des jeweils zusammenhängenden Phasen-
wechselmaterials vermieden werden.
[0034] Ein Temperatursensor kann dabei zusätzlich
dazu dienen, eine Überlastung des Wärmespeichers
durch zu hohe Temperaturen zu verhindern, indem ein
Warnsignal ausgegeben wird oder beispielsweise durch
Drosselung einer Zufuhr von Brennluft in die Brennkam-
mer die Heizleistung reduziert wird.
[0035] Vorzugsweise weist die Überwachungseinrich-
tung mehrere Sensoren auf, die netzförmig angeordnet
sind. Damit ist beispielsweise eine Fortschrittsanzeige
des Ladezustandes möglich. Darüber hinaus erhöht sich
die Sicherheit der erhaltenen Information.
[0036] In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Heizvorrichtung mindestens ein insbesondere elektri-
sches Zusatzheizelement auf, das dem Wärmespeicher
zugeordnet ist. Mit einem derartigen Zusatzheizelement
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kann beispielsweise dann zusätzliche Wärme in den
Wärmespeicher eingebracht werden, wenn bereits vor
vollständiger Umwandlung des Phasenwechselmateri-
als der Betrieb der Heizvorrichtung beendet wird. Somit
kann immer eine vollständige Umwandlung und damit
eine langfristige Speicherung der Wärme erreicht wer-
den.
[0037] Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn eine
Energieversorgung des Zusatzheizelements mittels re-
generativer Energien erfolgt. Beispielsweise wird das Zu-
satzheizelement mit elektrischer Energie versorgt, die
mittels Solarzellen erhalten wird.
[0038] Bevorzugterweise weist die Heizvorrichtung ei-
ne Luftzufuhrsteuereinrichtung auf, mit der die Zufuhr
von Brennluft in die Brennkammer insbesondere in Ab-
hängigkeit von der Temperatur und/oder dem Aggregat-
zustand des Phasenwechselmaterials steuerbar ist. Die
Menge an Brennluft hat großen Einfluss auf die innerhalb
der Brennkammer stattfindende Verbrennung und damit
auf die frei werdende und dem Wärmespeicher zugeführ-
te Wärmemenge. Durch eine entsprechende Luftzufuhr-
steuerung kann dann beispielsweise eine relativ schnelle
Umwandlung des Phasenwechselmaterials erreicht wer-
den und gleichzeitig eine Überhitzung des Phasenwech-
selmaterials verhindert werden.
[0039] In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Heizvorrichtung ein Anzeigemittel auf, mit dem eine voll-
ständige und unvollständige Umwandlung des Phasen-
wechselmaterials aus einem Aggregatszustand in einen
anderen Aggregatzustand anzeigbar ist. Ein Benutzer
kann sich dann jederzeit über den Fortschritt des Pha-
senwechsels informieren und den Betrieb der Heizvor-
richtung entsprechend steuern. Ein Nutzer der Heizvor-
richtung hat somit die Möglichkeit zu erkennen, wie weit
der Wärmespeicher geladen ist und ob er für eine Wär-
menutzung allein auf den Inhalt des Wärmespeichers zu-
rückgreifen kann, oder ob eine neuerliche Inbetriebnah-
me der Brennkammer (der Feuerung) der Heizvorrich-
tung erforderlich ist.
[0040] In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die
Heizvorrichtung einen Wärmespeicher mit Überdruck-
ventil auf, um im Falle eines Überdrucks ein Bersten des
Wärmespeichers zu verhindern. Eine Ableitungsvorrich-
tung verbindet dabei das Überdruckventil mit einem Ab-
gasrohr strömungsleitend. So kann bei Überdruck das
Überdruckventil öffnen und das durch das Überdruck-
ventil entweichende Phasenwechselmaterial durch die
Ableitungsvorrichtung in das Abgasrohr abgeleitet wer-
den, ohne in den Aufstellraum der Heizvorrichtung aus-
zutreten.
[0041] Durch die erfindungsgemäße Heizvorrichtung
wird eine gleichmäßige, langzeitig konstante und effizi-
ente Wärmeabgabe zum Heizen von Innenräumen si-
chergestellt. Zudem besteht die Heizvorrichtung aus we-
nigen, kompakten Bauteilen und ist daher einfach zu in-
stallieren und einfach in der Bedienung.
[0042] Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele
der Erfindung dar und zeigen in
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus
einer Heizvorrichtung,
Fig. 2a eine schematische Darstellung einer Ausfüh-
rungsform eines Wärmespeichers mit einer
ersten und einer zweiten Kammer
Fig. 2b eine Untersicht des in Fig. 2a gezeigten Wär-
mespeichers,
Fig. 3a eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform eines Wärmespeichers mit
einer ersten und einer zweiten Kammer,
Fig. 3b eine Untersicht des in Fig. 3a gezeigten Wär-
mespeichers und
[0043] In Fig. 1 erkennt man die wesentlichen Kompo-
nenten einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 1 mit
einer Brennkammer 2 und einem Wärmespeicher 3, wo-
bei die Heizvorrichtung 1 mit der Brennkammer 2 in ei-
nem zu beheizenden Raum (Aufstellraum) angeordnet
ist. Dabei umfasst die Brennkammer 2 einen Brennraum
4, in dem durch Verbrennung von festen Brennstoffen
Wärme erzeugt wird, welche zum Heizen von Innenräu-
men genutzt werden kann. Der Brennraum 4 ist mit einem
Abgasrohr 7 verbunden, über das Verbrennungsgase
abgeführt werden. Die Brennkammer 2 ist vom Wärme-
speicher 3 zumindest teilweise umgeben, wobei der Wär-
mespeicher 3 mehrere Behälter umfasst. Besonders vor-
teilhaft ist es, wenn die Behälter aus einem wärmeleiten-
den Metall bestehen, z. B. Kupfer, oder ein wärmeleiten-
des Metall aufweisen. Alternativ kann der Wärmespei-
cher 3 einteilig ausgebildet sein, beispielsweise so, dass
die der Brennkammer 2 zugewandte Seite des Wärme-
speichers 3 formgleich oder -ähnlich zu der Außenform
der Brennkammer 2 ausgestaltet ist und als eine Art Hülle
bzw. Teil der Brennkammerwände die Brennkammer 2
umgibt, wobei gegebenenfalls eine Unterseite der Brenn-
kammer 2 nicht vom Wärmespeicher 3 umgeben ist. Vor-
teilhafterweise umgibt der Wärmespeicher 3 zumindest
einen Abschnitt 7a des mit dem Brennraum 4 verbunde-
nen Abgasrohrs 7, sodass die Wärme des Abgasstroms
ebenfalls in Richtung des Wärmespeichers 3 abgegeben
und somit gespeichert wird. Dabei ist es ganz besonders
vorteilhaft, wenn der Wärmespeicher 3 als Ummantelung
des Rohres 7 ausgebildet ist, wobei das Rohr 7 zumin-
dest abschnittsweise ummantelt ist, insbesondere der
Abschnitt 7a des Rohrs 7 (in Figur 1, linke Bildhälfte: mit
Zwischenraum zwischen Abgasrohr 7 und Wärmespei-
cher 3, rechte Bildhälfte: ohne Zwischenraum). Alternativ
kann das Rohr 7 über dessen gesamte Länge ummantelt
sein. Vorteilhafterweise weist der Wärmespeicher 3 - un-
abhängig von seiner Ausgestaltung - ein Überdruckventil
8 auf, um im Falle eines Überdrucks ein Bersten des
Wärmespeichers 3 zu verhindern. Eine Ableitungsvor-
richtung 9 verbindet dabei das Überdruckventil 8 mit ei-
nem Abgasrohr 7 strömungsleitend. So kann bei Über-
druck im Wärmespeicher 3 das Überdruckventil 8 öffnen
und das durch das Überdruckventil 8 entweichende Pha-
senwechselmaterial durch die Ableitungsvorrichtung 9 in
das Abgasrohr 7 abgeleitet werden, ohne in den Aufstell-
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raum der Heizvorrichtung 1 auszutreten.
[0044] Der Wärmespeicher 3 und die Brennkammer 2
sind wärmeleitend miteinander verbunden. Dazu kann in
dem Zwischenraum oder Spalt 6 zwischen Brennkam-
mer 2 und Wärmespeicher 3 eine wärmeleitende Schicht
(nicht dargestellt) angeordnet sein. Besonders vorteilhaft
und effizient ist es, wenn der Wärmespeicher 3 zusätzlich
eine wärmeleitende Oberfläche aufweist, welche der
Brennkammer 2 zugewandt ist. Dann kann gegebenen-
falls auf eine wärmeleitende Schicht verzichtet werden,
sofern die Brennkammer 2 und der Wärmespeicher 3
räumlich sehr nahe zueinander angeordnet sind (Figur
1, rechte Bildhälfte). Gemäß der Erfindung ist ein Luft-
leitsystem für eine Durchströmung mit Luft L im Zwi-
schenraum 6 angeordnet, um die von der Brennkammer
2 abgegebene Wärme Q aufzunehmen und mit dem Luft-
strom L abzuführen (Figur 1, linke Bildhälfte). Dabei kann
das Luftleitsystem regelbar ausgeführt sein, also die Grö-
ße des Luftvolumenstroms L regeln. Dies kann in Abhän-
gigkeit einer Temperatur im Wärmespeicher 3 oder in
der Brennkammer 2 oder im Luftleitsystem mittels ther-
mostatisch geregelter Klappen 10 erfolgen, die eine
Durchströmung des Luftleitsystems mit Luft L und somit
die Sicherheitskühlung der Brennkammer 2 oberhalb ei-
ner vorgebbaren Grenztemperatur von Wärmespeicher
3 oder Brennkammer 2 oder Luftleitsystem freigeben,
darunter blockieren.
[0045] Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der
Wärmespeicher 3 eine erste Kammer 3a und eine zweite
Kammer 3b aufweist, die wärmeleitend miteinander ver-
bunden sind. Dabei grenzt eine erste Oberfläche der ers-
ten Kammer 3a an eine Außenseite der Brennkammer 2
an und die zweite Kammer 3b weist eine Wärmeabga-
befläche auf, die von der ersten Kammer 3a abgewandt
ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die erste
Kammer 3a und die zweite Kammer 3b als Behälter aus-
gestaltet sind, wobei die erste Kammer 3a innerhalb der
zweiten Kammer 3b angeordnet und teilweise von dem
Phasenwechselmaterial 5b der zweiten Kammer 3b um-
geben ist. Die beiden Kammern 3a, 3b können dann zum
Beispiel über die Außenwände der ersten Kammer 3a,
welche nicht an die Brennkammer 2 angrenzen, wärme-
leitend miteinander verbunden sein.
[0046] Beispielhafte Ausführungsformen eines Wär-
mespeichers 3 mit einer ersten Kammer 3a und einer
zweiten Kammer 3b sind in Fig. 2a und Fig. 3a gezeigt.
Fig. 2b und Fig. 3b zeigen jeweils eine Untersicht der in
Fig. 2a und Fig. 3a dargestellten Wärmespeicher 3. Der
in Fig. 2a dargestellte Wärmespeicher 3 ist als Halbzy-
linder ausgestaltet, wobei die erste Kammer 3a innerhalb
der zweiten Kammer 3b angeordnet ist und wobei beide
Kammern 3a, 3b Halbzylinder darstellen. Dabei befinden
sich die Unterseiten der beiden Kammern 3a, 3b sowie
die beiden der Brennkammer 2 zugewandten Rechteck-
flächen (vgl. Fig. 2b und 3b) der Kammern 3a, 3b jeweils
in einer Ebene. Der in Fig. 3a gezeigte Wärmespeicher
3 ist analog zu dem in Fig. 2a dargestellten aufgebaut,
jedoch mit dem Unterschied, dass die beiden Kammern
3a, 3b als Quader ausgestaltet sind und damit der Wär-
mespeicher 3 insgesamt ebenfalls quaderförmig ausge-
bildet ist.
[0047] Besonders bevorzugt weisen die erste Kammer
3a und die zweite Kammer 3b wenigstens ein unter-
schiedliches Phasenwechselmaterial 5a, 5b auf, wobei
das Phasenwechselmaterial 5b in der zweiten Kammer
3b einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als das
Phasenwechselmaterial 5a in der ersten Kammer 3a.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste Kam-
mer 3a ein Phasenwechselmaterial 5a mit einem
Schmelzpunkt weit oberhalb von 60°C aufweist, weil sol-
che Phasenwechselmaterialien 5a besonders hohe
Wärmspeicherkapazitäten besitzen. Insgesamt wird da-
durch die Wärmespeicherkapazität der erfindungsgemä-
ßen Heizvorrichtung 1 deutlich gesteigert, ohne gegen
die Sicherheitsauflage zu verstoßen, nach der die Tem-
peratur der Oberfläche des Wärmespeichers 3, die dem
Verwender zugänglich ist, im laufenden Betrieb maximal
60°C betragen darf. Vorteilhafterweise wird bei den in
Fig. 2a und Fig. 3a gezeigten Wärmespeichern 3 der
Großteil der Wärme Q in das Phasenwechselmaterial 5a
mit der höheren Wärmespeicherkapazität abgestrahlt
(vgl. Fig. 2b und Fig. 3b). Dadurch erfolgt eine besonders
effiziente Wärmespeicherung unter Einhaltung der vor-
genannten Sicherheitsauflage.
[0048] Alternativ zu den in Fig. 2a und Fig. 3a gezeig-
ten Wärmespeichern 3 kann die erste Kammer 3a inner-
halb der zweiten Kammer 3b so angeordnet sein, dass
die erste Kammer auch bodenseitig von der zweiten
Kammer abgedeckt ist. Die erste Kammer 3a ist dann
vollständig - mit Ausnahme der Seite, die der Brennkam-
mer 2 zugewandt ist -von dem Phasenwechselmaterial
5b der zweiten Kammer 3b umgeben. Dies kann bei-
spielsweise aus Sicherheitsgründen erforderlich sein,
nämlich dann, wenn dem Verwender alle Außenflächen
des Wärmespeichers 3 - mit Ausnahme derjenigen, die
der Brennkammer 2 zugewandt ist - zugänglich sind.
[0049] In einer anderen Ausführungsform kann die ers-
te Kammer 3a zwischen der Brennkammer 2 und der
zweiten Kammer 3b angeordnet sein, wobei der Wärme-
speicher 3 einen Behälter umfassen kann, innerhalb des-
sen eine Trennwand eingezogen ist. Dabei kann die
Trennwand ein wärmeleitfähiges Material aufweisen
oder mit einem solchen Material beschichtet sein und
somit die erste und die zweite Kammer 3b wärmeleitend
miteinander verbinden. Möglich ist ferner, dass die erste
Kammer 3a und die zweite Kammer 3b als separate Be-
hälter ausgestaltet sind. Die wärmeleitende Verbindung
der beiden Kammern 3a, 3b kann dann durch die einan-
der zugewandten, wärmeleitfähigen Oberflächen der
beiden Kammern 3a, 3b realisiert werden. Um Wärme-
verluste so gering wie möglich zu halten, kann in einem
gegebenenfalls zwischen den beiden Kammern 3a, 3b
vorhandenen Zwischenraum oder Spalt 6 eine wärme-
leitende Schicht angeordnet sein.
[0050] Problematisch ist, dass einige Phasenwechsel-
materialien 5, insbesondere in Wasser gelöste Salze
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oder Salzhydrate, korrodierend auf den Wärmespeicher
3 oder dessen Teile wirken können, sofern der Wärme-
speicher 3 oder Teile davon die üblicherweise verwen-
deten Werkstoffe, wie z. B. Eisen, enthalten oder aus
diesen bestehen. Um dem entgegenzuwirken, ist es vor-
teilhaft, wenn der Wärmespeicher 3 aus einem Material
gebildet ist, das gegenüber einer Schmelze des Phasen-
wechselmaterials 5 korrosionsbeständig ist. Alternativ
weist der Wärmespeicher 3 eine Beschichtung auf, die
gegenüber der Schmelze des Phasenwechselmaterials
5 korrosionsbeständig ist. Besonders bevorzugt ist der
Wärmespeicher 3 aus V4A-Stahl und/oder V2A-Stahl ge-
fertigt.
[0051] Besonders vorteilhaft ist es, wenn innerhalb des
Wärmespeichers 3 ein wärmeleitfähiges Bauteil oder ein
wärmeleitfähiges Material zur Einleitung der Wärme Q
in das Phasenwechselmaterial 5 vorgesehen ist. Da-
durch kann der von der Brennkammer 2 kommende Wär-
mestrom in das Phasenwechselmaterial 5 hinein und der
Wärmestrom aus dem Phasenwechselmaterial 5 heraus
- in Richtung des zu heizenden Innenraumes oder eines
gegebenenfalls vorgesehenen Wärmeleitsystems -
deutlich verbessert werden. Dabei besitzt das Bauteil
oder das Material vorteilhafterweise eine höhere Wär-
meleitfähigkeit als das Phasenwechselmaterial 5. Bei-
spielsweise kann das Bauteil ein gut wärmeleitendes Me-
tall aufweisen oder aus einem solchen gefertigt sein. Be-
sonders bevorzugt weist das Bauteil eine große Oberflä-
che auf, wobei ein hohes Oberfläche/Volumen-Verhält-
nis zu einer besonders effizienten Leitung des Wärme-
stroms führt. Beispielsweise kann das Bauteil als Metall-
drahtgeflecht, Metallwolle oder als Schüttgut aus einfa-
chen Metallformteilen ausgestaltet sein.
[0052] Als Speichermedien können sowohl Phasen-
wechselmaterialien 5 in Reinform als auch Mischungen
mehrerer Phasenwechselmaterialien 5 eingesetzt wer-
den.
[0053] Die erfindungsgemäße Lösung ist besonders
vorteilhaft, weil das im Wärmespeicher 3 enthaltene Pha-
senwechselmaterial 5 im Unterschied zu den üblicher-
weise verwendeten Speichermaterialien, z. B. Schamot-
te oder Speckstein, die Wärme Q nicht nur als sensible
Wärme, d. h. durch Temperaturerhöhung, speichert,
sondern zunächst eine latente Wärmespeicherung er-
folgt. Das heißt, es ändert sich bei dem Phasenwechsel-
material 5 durch die Wärmeaufnahme nicht das Tempe-
raturniveau des Speichermaterials, sondern dessen Ag-
gregatzustand, und zwar von fest zu flüssig. Dabei kann
das Phasenwechselmaterial 5 vorteilhafterweise sehr
große Wärmemengen aufnehmen, bis es vollständig ge-
schmolzen ist. Besonders günstig ist, dass die Tempe-
ratur des Phasenwechselmaterials 5 während der Wär-
meaufnahme durch Schmelzen konstant auf dem Niveau
der Schmelztemperatur bleibt (latente Wärmespeiche-
rung). Folglich kann durch die Wahl des Phasenwech-
selmaterials 5 das Temperaturniveau während des
Schmelzvorgangs bestimmt werden. Dabei kann bei-
spielsweise der Schmelzpunkt eines relativ hochschmel-
zenden Phasenwechselmaterials 5 durch Mischen mit
einem oder mehreren anderen erniedrigt und so den in-
dividuellen Bedürfnissen angepasst werden. Vorteilhaft
ist zudem, dass Phasenwechselmaterialien 5 üblicher-
weise bis zu Temperaturen von ca. 300°C thermisch sta-
bil sind, was für die Reversibilität des Schmelzvorgangs
wichtig ist. Darüber hinaus ist bei Verwendung des ther-
misch sehr stabilen Phasenwechselmaterials 5 eine ho-
he Ausfallsicherheit gewährleistet.
[0054] Zudem verläuft die Wärmeaufnahme bei dem
erfindungsgemäßen Wärmespeicher 3 vorteilhafterwei-
se zumindest solange besonders gleichmäßig, bis das
Phasenwechselmaterial 5 geschmolzen ist. Erst nach
vollständigem Schmelzen führt die Zufuhr weiterer Wär-
me Q zu einem Temperaturanstieg des Phasenwechsel-
materials 5 (sensible Wärmespeicherung).
[0055] Gegenüber sensiblen Speichermedien weisen
Phasenwechselmaterialien 5 erheblich höhere Wärme-
speicherdichten auf. Dies ist besonders günstig, weil sich
dadurch ein deutlich geringeres Volumen des Speicher-
mediums und infolgedessen ein erheblich geringerer
Platzbedarf ergibt. Zudem besitzen Phasenwechselma-
terialien 5 im Vergleich zu Schamotte oder Speckstein
geringere Massen. Dies ist mit Blick auf den Transport
und die Installation einer erfindungsgemäßen Heizvor-
richtung besonders vorteilhaft. Insgesamt ergibt sich
durch die vergleichsweise geringen Volumina sowie die
geringen Massen der Phasenwechselmaterialien 5 eine
erhöhte Freiheit bezüglich der Gestaltungsmöglichkeiten
der Heizvorrichtung 1. Ferner sind Phasenwechselma-
terialien 5 in der Regel relativ schwer flüchtig, sodass ein
Ausgasen dieser Verbindungen aus dem Wärmespei-
cher 3 relativ unwahrscheinlich ist. Dies ist insbesondere
aus ökologischer Sicht vorteilhaft. Zudem sind Phasen-
wechselmaterialien 5 normalerweise relativ kostengüns-
tig zu beschaffen. Die Auswahl an kostengünstigen Pha-
senwechselmaterialien 5 ist groß, sodass für jede An-
wendung eine individuelle Auswahl getroffen werden
kann. Außerdem ist es möglich, anwendungsspezifi-
sche, d. h. maßgeschneiderte, Mischungen mehrerer
Phasenwechselmaterialien 5 herzustellen.
[0056] Ganz besonders vorteilhaft ist, dass sich Pha-
senwechselmaterialien 5 aufgrund ihrer gleichmäßigen
Wärmeabgabe dazu eignen, Temperaturschwankungen
zu verhindern und Temperaturspitzen auszugleichen.
[0057] In der in Fig. 1 gezeigten Heizvorrichtung 1
grenzt das Phasenwechselmaterial 5 unmittelbar an eine
Außenwand des Wärmespeichers 3 an, mit welcher der
Verwender in Kontakt kommen kann. Um die Sicherheits-
anforderung einzuhalten, nach der im laufenden Betrieb
die Temperatur der Oberfläche des Wärmespeichers 3,
welche die dem Verwender zugänglich ist, 60°C nicht
überschreiten darf, wird ein Phasenwechselmaterial 5
eingesetzt, das einen Schmelzpunkt zwischen 50°C und
60°C besitzt.
[0058] Ganz besonders vorteilhaft ist es, ein Salzhy-
drat als Phasenwechselmaterial 5 einzusetzen, weil
Salzhydrate stark unterkühlte Schmelzen bilden können.
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In der unterkühlten Schmelze eines Salzhydrats, welche
nach Erlöschen des Kaminfeuers und dem sich daran
anschließenden Abkühlen des Phasenwechselmaterials
5 vorliegt, sind erhebliche Wärmemengen gespeichert.
Diese Wärme kann durch ein im Wärmespeicher 3 vor-
gesehenes Mittel zur Beeinflussung des Aggregatzu-
standes des Phasenwechselmaterials 5, d. h. durch Aus-
lösen des Kristallisationsvorgangs, freigesetzt werden.
Dabei kann der Kristallisationsprozess und die damit ein-
hergehende Wärmeabgabe beispielsweise durch weite-
res Abkühlen, z. B. durch Verwendung eines Peltier-Ele-
mentes als Mittel, ausgelöst werden. Eine weitere Mög-
lichkeit besteht darin, ein mechanisches Mittel zum Aus-
lösen der Kristallisation einzusetzen. So kann z. B. durch
Betätigung einer Blattfeder, eines Keramikstäbchens, ei-
ner Feder oder eines Metallplättchens eine Erschütte-
rung hervorgerufen und dadurch die Kristallisation ge-
startet werden. Alternativ kann die Kristallisation durch
einen Keimbildner als Mittel ausgelöst werden. Beispiels-
weise kann der Keimbildner eine Oberfläche innerhalb
des Wärmespeichers 3 sein, die Impfkristalle aufweist.
Dabei wirken die Impfkristalle als Kristallisationskeime
und lösen die Kristallisation und die damit einhergehende
Wärmeabgabe in Form der Kristallisationsenthalpie bzw.
-wärme aus. Alternativ kann der Keimbildner durch Frei-
legen einer Oberfläche geschaffen werden, die den
Wachstumsflächen des Phasenwechselmaterials 5 che-
misch ähnlich ist. Im Falle von Natriumacetat Trihydrat
kann beispielsweise die Oberfläche von LiF oder
Na5P2O7 · 10 H2O als Keimbildner wirken, bei CaCl2 · 6
H2O zum Beispiel die Oberfläche von Bal2. Besonders
vorteilhaft ist, dass die Wärmeabgabe aus einem als un-
terkühlte Schmelze vorliegenden Phasenwechselmate-
rial 5 zu einem vom Verwender frei gewählten Zeitpunkt
erfolgen kann. Dazu ist vorteilhafterweise kein Betreiben
der Brennkammer 2 der Heizvorrichtung 1 erforderlich,
sodass diese durch den Verwender gezielt auslösbare
Kristallisation und infolgedessen Wärmeerzeugung be-
sonders effizient ist. Für diesen Zweck sind als Phasen-
wechselmaterialien 5 besonders Salzhydrate geeignet,
weil diese häufig stark unterkühlte Schmelzen bilden und
damit die Effizienz besonders hoch ist. Bevorzugt einge-
setzt werden Natriumacetat-Trihydrat, Lithiumacetat-Di-
hydrat, Eisenchlorid-Dihydrat, Eisennitrat-Hexahydrat,
Aluminiumnatriumsulfat-Monohydrat und deren Mi-
schungen. Ganz besonders vorteilhaft ist die Verwen-
dung einer Mischung von 60% Mg(NO3)2 · 6 H2O mit
40% MgCl2 · 6 H2O.
Patentansprüche
1. Heizvorrichtung (1) zum Heizen von Innenräumen,
insbesondere eine Einzelraumfeuerstätte, mit einer
Brennkammer (2) und mit mindestens einem Wär-
mespeicher (3),
- wobei der Wärmespeicher (3) wärmeleitend
mit der Brennkammer (2) verbunden ist,
- wobei der Wärmespeicher (3) ein Phasen-
wechselmaterial (5) aufweist.
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Brenn-
kammer (2) und Wärmespeicher (3) mindestens ein
Zwischenraum (6) ausgebildet ist, wobei in dem Zwi-
schenraum (6) zumindest teilweise ein Luftleitsys-
tem für eine Durchströmung mit Luft angeordnet ist.
2. Heizvorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespei-
cher (3) die Brennkammer (2) zumindest teilweise
umgibt.
3. Heizvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des
Wärmespeichers (3) ein wärmeleitfähiges Bauteil
oder ein wärmeleitfähiges Material zur Einleitung
von Wärme (Q) in das Phasenwechselmaterial (5)
vorgesehen ist.
4. Heizvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespei-
cher (3) zumindest eine erste Kammer (3a) und eine
zweite Kammer (3b) aufweist, die wärmeleitend mit-
einander verbunden sind,
- wobei eine erste Oberfläche der ersten Kam-
mer (3a) an eine Außenseite der Brennkammer
(2) angrenzt, und
- wobei die zweite Kammer (3b) eine Wärmeab-
gabefläche aufweist, die von der ersten Kammer
(3a) abgewandt ist.
5. Heizvorrichtung (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer
(3a) und die zweite Kammer (3b) wenigstens ein un-
terschiedliches Phasenwechselmaterial (5) aufwei-
sen, wobei das Phasenwechselmaterial (5b) in der
zweiten Kammer (3b) einen niedrigeren Schmelz-
punkt aufweist als das Phasenwechselmaterial (5a)
in der ersten Kammer (3a).
6. Heizvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespei-
cher (3) oder zumindest eine der Kammern (3a, 3b)
des Wärmespeichers (3) aus der Heizvorrichtung (1)
entnehmbar ist und separat zur Wärmeabgabe ver-
wendbar ist.
7. Heizvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmspeicher
(3) ein Mittel zur Beeinflussung eines Aggregatzu-
standes des Phasenwechselmaterials (5) zur Akti-
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vierung einer Wärmeabgabe aufweist.
8. Heizvorrichtung (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel als elek-
trothermisches Mittel, als mechanisches Mittel oder
als eine Oberfläche, die Impfkristalle aufweist, aus-
gebildet ist.
9. Heizvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7
oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass sie eine insbeson-
dere drahtlose Kommunikationsschnittstelle auf-
weist, über die das Mittel aktivierbar ist.
10. Heizvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Überwa-
chungseinrichtung zum Überwachen des Aggre-
gatszustandes des Phasenwechselmaterials insbe-
sondere in einem Teilbereich des Wärmespeichers
aufweist.
11. Heizvorrichtung (1) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Überwa-
chungseinrichtung einen Sensor aufweist, der ins-
besondere als Temperatursensor, Resonanzsen-
sor, elektrischer Leitfähigkeitssensor oder optischer
Dichtesensor ausgebildet ist.
12. Heizvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein
insbesondere elektrisches Zusatzheizelement auf-
weist, das dem Wärmespeicher (3) zugeordnet ist.
13. Heizvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Luftzu-
fuhrsteuereinrichtung aufweist, mit der die Zufuhr
von Brennluft in die Brennkammer (2) insbesondere
in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder dem
Aggregatzustand des Phasenwechselmaterials (5)
steuerbar ist.
14. Heizvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Anzeige-
mittel aufweist, mit dem ein Fortschritt einer Um-
wandlung des Phasenwechselmaterials aus einem
Aggregatzustand in einen anderen Aggregatzu-
stand anzeigbar ist.
15. Heizvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischen-
raum (6) zumindest teilweise eine wärmeleitende
Schicht angeordnet ist.
16. Heizvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitsystem
als regelbares Luftleitsystem für eine regelbare
Durchströmung mit Luft ausgebildet ist.
17. Heizvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespei-
cher (3) ein Überdruckventil (8) aufweist, um im Falle
eines Überdrucks ein Bersten des Wärmespeichers
(3) zu verhindern, wobei eine Ableitungsvorrichtung
(9) das Überdruckventil (8) mit einem Abgasrohr (7)
der Heizvorrichtung (1) strömungsleitend verbindet.
Claims
1. Heating device (1) for heating interior spaces, in par-
ticular a single-room fireplace having a combustion
chamber (2) and having at least one heat accumu-
lator (3),
- wherein the heat accumulator (3) is connected
in a thermally conductive manner to the com-
bustion chamber (2)
- wherein the heat accumulator (3) has a phase-
change material (5),
characterized in that at least one intermediate
space (6) is formed between the combustion cham-
ber (2) and the heat accumulator (3), wherein an air-
guiding system through which air is to flow is ar-
ranged in at least part of the intermediate space (6).
2. Heating device (1) according to Claim 1, character-
ized in that the heat accumulator (3) at least partially
surrounds the combustion chamber (2).
3. Heating device (1) according to Claim 1 or 2, char-
acterized in that a thermally conductive component
or a thermally conductive material is provided within
the heat accumulator (3) in order to introduce heat
(Q) into the phase-change material (5).
4. Heating device (1) according to one of the preceding
claims,
characterized in that the heat accumulator (3) has
at least a first chamber (3a) and a second chamber
(3b) which are connected to one another in a ther-
mally conductive manner,
- wherein a first surface of the first chamber (3a)
adjoins an outer side of the combustion chamber
(2), and
- wherein the second chamber (3b) has a heat-
dissipating surface which is oriented away from
the first chamber (3a).
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5. Heating device (1) according to Claim 4, character-
ized in that the first chamber (3a) and the second
chamber (3b) have at least a different phase-change
material (5), wherein the phase-change material (5b)
in the second chamber (3b) has a lower melting point
than the phase-change material (5a) in the first
chamber (3a).
6. Heating device (1) according to one of the preceding
claims,
characterized in that the heat accumulator (3) or
at least one of the chambers (3a, 3b) of the heat
accumulator (3) can be removed from the heating
device (1) and can be used separately for giving off
heat.
7. Heating device (1) according to one of the preceding
claims,
characterized in that the heat accumulator (3) has
a means for influencing a phase state of the phase-
change material (5) in order to activate a release of
heat.
8. Heating device (1) according to Claim 7, character-
ized in that the means is designed as an electro-
thermal means, as a mechanical means or as a sur-
face having seed crystals.
9. Heating device (1) according to Claim 7 or 8,
characterized in that it has an in particular wireless
communication interface by means of which the
means can be activated.
10. Heating device (1) according to one of the preceding
claims,
characterized in that it has a monitoring device for
monitoring the phase state of the phase-change ma-
terial, in particular in a part region of the heat accu-
mulator.
11. Heating device (1) according to Claim 10,
characterized in that the monitoring device has a
sensor which is designed in particular as a temper-
ature sensor, a resonance sensor, an electrical con-
ductivity sensor or an optical density sensor.
12. Heating device (1) according to one of the preceding
claims,
characterized in that it has at least one in particular
electrical auxiliary heating element which is as-
signed to the heat accumulator (3).
13. Heating device (1) according to one of the preceding
claims,
characterized in that it has an air supply control
device with which it is possible to control the supply
of combustion air into the combustion chamber (2),
in particular in dependence on the temperature
and/or the phase state of the phase-change material
(5).
14. Heating device (1) according to one of the preceding
claims,
characterized in that it has an indicator means with
which it is possible to indicate progress of a conver-
sion of the phase-change material from one phase
state into another phase state.
15. Heating device (1) according to one of the preceding
claims,
characterized in that a thermally conductive layer
is arranged in at least part of the intermediate space
(6).
16. Heating device (1) according to one of the preceding
claims,
characterized in that the air-guiding system is de-
signed as a controllable air-guiding system for a con-
trollable throughflow of air.
17. Heating device (1) according to one of the preceding
claims,
characterized in that the heat accumulator (3) has
an overpressure valve (8) in order to prevent rupture
of the heat accumulator (3) in the event of overpres-
sure, wherein a discharge device (9) fluidically con-
nects the overpressure valve (8) to an exhaust gas
pipe (7) of the heating device (1).
Revendications
1. Dispositif de chauffage (1) destiné à chauffer des
espaces intérieurs, notamment un foyer individuel,
comportant une chambre de combustion (2) et au
moins un accumulateur de chaleur (3),
- dans lequel l’accumulateur de chaleur (3) est
relié à la chambre de combustion (2) d’une ma-
nière conductrice de la chaleur,
- dans lequel l’accumulateur de chaleur (3) com-
porte un matériau à changement de phase (5),
caractérisé en ce qu’au moins un espace intermé-
diaire (6) est formé entre la chambre de combustion
(2) et l’accumulateur de chaleur (3), dans lequel un
système de guidage d’air permettant un écoulement
d’air est disposé au moins partiellement dans l’es-
pace intermédiaire (6).
2. Dispositif de chauffage (1) selon la revendication 1,
caractérisé en ce que l’accumulateur de chaleur
(3) entoure au moins partiellement la chambre de
combustion (2).
3. Dispositif de chauffage (1) selon la revendication 1
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ou 2,
caractérisé en ce qu’un composant ou un matériau
thermiquement conducteur est prévu dans l’accu-
mulateur de chaleur (3) pour introduire de la chaleur
(Q) dans le matériau à changement de phase (5).
4. Dispositif de chauffage (1) selon l’une des revendi-
cations précédentes,
caractérisé en ce que l’accumulateur de chaleur
(3) comprend au moins une première chambre (3a)
et une seconde chambre (3b) qui sont reliées entre
elles de manière conductrice de chaleur,
- dans lequel une première surface de la pre-
mière chambre (3a) est adjacente à un côté ex-
térieur de la chambre de combustion (2), et
- dans lequel la seconde chambre (3b) présente
une surface de dégagement de chaleur qui est
tournée à l’opposé de la première chambre (3a).
5. Dispositif de chauffage (1) selon la revendication 4,
caractérisé en ce que la première chambre (3a) et
la seconde chambre (3b) comportent au moins un
matériau à changement de phase (5) différent, dans
lequel le matériau à changement de phase (5b) de
la seconde chambre (3b) présente un point de fusion
inférieur au matériau à changement de phase (5a)
de la première chambre (3a).
6. Dispositif de chauffage (1) selon l’une des revendi-
cations précédentes,
caractérisé en ce que l’accumulateur de chaleur
(3) ou au moins l’une des chambres (3a, 3b) de l’ac-
cumulateur de chaleur (3) peut être enlevé du dis-
positif de chauffage (1) et peut être utilisé séparé-
ment pour le dégagement de chaleur.
7. Dispositif de chauffage (1) selon l’une des revendi-
cations précédentes,
caractérisé en ce que l’accumulateur de chaleur
(3) comprend un moyen destiné à agir sur un état
physique du matériau à changement de phase (5)
pour activer un dégagement de chaleur.
8. Dispositif de chauffage (1) selon la revendication 7,
caractérisé en ce que le dispositif est réalisé sous
la forme d’un moyen électrothermique, d’un moyen
mécanique ou d’une surface comportant des cris-
taux d’amorçage.
9. Dispositif de chauffage (1) selon l’une des revendi-
cations 7 ou 8,
caractérisé en ce qu’il comprend une interface de
communication notamment sans fil par l’intermédiai-
re de laquelle le moyen peut être activé.
10. Dispositif de chauffage (1) selon l’une des revendi-
cations précédentes,
caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de
surveillance destiné à surveiller l’état physique du
matériau à changement de phase, notamment dans
une partie de l’accumulateur de chaleur.
11. Dispositif de chauffage (1) selon la revendication 10,
caractérisé en ce que le dispositif de surveillance
comprend un capteur qui est notamment réalisé
sous la forme d’un capteur de température, d’un cap-
teur de résonance, d’un capteur de conductivité élec-
trique ou d’un capteur de densité optique.
12. Dispositif de chauffage (1) selon l’une des revendi-
cations précédentes,
caractérisé en ce qu’il comprend notamment au
moins un élément chauffant électrique supplémen-
taire associé à l’accumulateur de chaleur (3).
13. Dispositif de chauffage (1) selon l’une des revendi-
cations précédentes,
caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de
régulation d’alimentation en air permettant de com-
mander une alimentation en air de combustion de la
chambre de combustion (2), notamment en fonction
de la température et/ou de l’état physique du maté-
riau à changement de phase (5).
14. Dispositif de chauffage (1) selon l’une des revendi-
cations précédentes,
caractérisé en ce qu’il comprend un moyen d’affi-
chage permettant d’indiquer une progression d’une
conversion du matériau à changement de phase
d’un état physique à un autre état physique.
15. Dispositif de chauffage (1) selon l’une des revendi-
cations précédentes,
caractérisé en ce qu’une couche conductrice de
chaleur est disposée au moins partiellement dans
l’espace intermédiaire (6).
16. Dispositif de chauffage (1) selon l’une des revendi-
cations précédentes,
caractérisé en ce que le système de guidage d’air
est réalisé sous la forme d’un système de guidage
d’air réglable pour une circulation d’air réglable.
17. Dispositif de chauffage (1) selon l’une des revendi-
cations précédentes,
caractérisé en ce que l’accumulateur de chaleur
(3) comporte une soupape de surpression (8) desti-
née à empêcher un éclatement de l’accumulateur
de chaleur (3) en cas de surpression, dans lequel
un dispositif de dérivation (9) relie de manière con-
ductrice d’écoulement la soupape de surpression (8)
à un tuyau d’échappement (7) du dispositif de chauf-
fage (1).
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IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen
und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das
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In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente
•DE 202012005500 U1 [0004]