Die vorl iegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Stoffs als Latentwärmespeiche r material nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Heizvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 8 und einem Verfahren zum Heizen nach dem Oberbegriff von Anspruch 14.

Aus der DE 10 2018 135 254 sowie DE 20 2018 107 362 ist eine Heizvorrichtung bekannt, mit der im Strom netz insbesondere durch ein Energieüberangebot aus regenerativen Energiekraftwerken, wie beispielsweise Photovoltaikkraftwerken, Windkraftwerken und dgl ., vorhandene Leistungsspitzen, die der Netzstabil ität abträgl ich sind, effizient beseitigt werden können. Im Rahmen dieser Heizvorrichtung werden Latentwärmespeichermateri a lien eingesetzt, weil dadu rch die Wärmespeicherung sehr schnel l und effizient möglich ist.

Latentwärmespeichermaterial ist ein sogenanntes Phasenwechselmaterial ( Phase Change Materials, kurz PCM ), also ein Material, das die Eigenschaft hat, bei definierten Temper atu ren (Phasenwechseltemperaturen) einen Phasenwechsel von beispielsweise fest zu flüssig oder umgekehrt zu durchlaufen (auch fl üssig-dam pfförmig und ähnl iche Systeme sind möglich).

Bei einem solchen Phasenwechsel wird sehr viel therm ische Energie aufgenom men (fest -> flüssig) oder abgegeben (fl üssig -> fest), wobei die Temperatur des Latentwärmespeiche r materials bei dem Phasenwechsel konstant bleibt.

Es ist Latentwärmespeichermaterial bekannt, dass im überkritischen Bereich Wärme speichert, wobei dann eine Aktivierung erfolgen m uss, beispielsweise in Form der knickba ren Metal lplättchen in den bekannten Wärmekissen. Im Rahmen der bekannten Heizvo r richtung wird aber bevorzugt ein Latentwärmespeichermaterial verwendet, das keine solche Aktivierung benötigt, wodurch die Wärme sofort abgebbar ist und die Wärmeabgabe nur durch eine Isolierung verm ieden wird.

Problematisch bei solchen PCM ist es jedoch, dass bei dem Phasen Wechsel eine Vol u- menänderung erfolgt. Dadurch werden m it PCM gefüllte Wärmespeicherm ittel, als auch Latentwärmespeicherelemente bezeichnet, einer hohen mechanischen Belastung durch die wiederholten Volumenänderungen ausgesetzt. Man kann etwaigen durch Vol umenänderungen bewirkten Verformungen oder Aufplatzu n gen zwar versuchen dadurch entgegenzuwirken, dass in de n Latentwärmespeichereleme n ten Raum für diese Vol umenänderung bereitgehalten wird. Al lerdings ist damit das Aufplatzen nicht sicher unterbunden, weil die PCM zumeist eine schlechte Wärmeleitfähi g keit aufweisen, weshal b sie nicht sehr schnel l durchwärmt wer den. Dadurch bilden sich Pfropfen im PCM aus festen und fl üssigen Bereichen, so dass die Volumenänderung nicht über die gesamte PCM -Menge erfolgt und daher bestimmte Bereiche einer Volumenänd e rung unterworfen werden, während andere Bereiche ihr Volumen nic ht verändern. Wenn dann der bereitgehaltene Raum nicht in den Bereichen der aktuel len Vol umenänderung besteht, können die entstehenden lokalen Drücke nicht gepuffert werden, wodurch Ve r formungen oder Aufplatzungen möglich sind.

Außerdem besteht ein Problem darin, dass bekannte PCM nicht zyklenstabil sind, sondern degenerieren und dadurch ihre PCM -Eigenschaften nach kurzer Zeit wieder verlieren. Zuckeralkohole beispielsweise karamel isieren, weshalb sie unter strengem Sauerstoffa b schluss verarbeitet werden m üssen, wodurch der Aufbau der Latentwärmespeichereleme n te zusätzlich erschwert wird. Allerdings garantiert auch ein solcher Sauerstoffabschl uss nicht die Zyklenstabil ität.

Weiterhin ist die Wahl eines geeigneten PCM schwierig, weil in der Literatur zu PCM Materialien jeweils viele unterschiedliche Angaben gemacht werden. Außerdem beziehen sich unzähl ige Publ ikationen oft auf falsche oder nicht nachvollziehbare technische Spezif i kationen.

Es ist Aufgabe der vorl iegenden Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie zumindest eines der oben geschilderten Probleme gelöst werden kann. I nsbesondere soll ein Wärm e speichermittel bereitgestel lt werden, dass nicht der Gefahr von Verformungen oder Aufplatzungen unterliegt. Vorzugsweise soll das dabei verwendete PCM zyklenstabil sein. Außerdem ist es wünschenswert, dass dam it geschaffene Heizvorrichtungen einfach und platzsparen aufgebaut und kostengünstig herstell bar sind.

Diese Aufgabe wird gelöst mit der erfindungsgemäßen Verwendung eines Stoffs als PCM nach Anspruch 1, der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung nach Anspruch 8 und dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Heizen nach Anspruch 14. Vorteil hafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung zusam men m it den Figuren angegeben.

Erfinderseits wurde erkannt, dass diese Aufgabe in überraschender Art und Weise dadurch besonders einfach gelöst werden kann, wenn ein Stoff als PCM verwendet wird, der einen Phasenwechsel aufweist, bei dem keine oder zum indest keine vollständige Änderung des Aggregatzustandes, bevorzugt kein oder zumindest kein vollständiger Ü bergang von festem zu flüssigen Aggregatzustand erfolgt, weil dann keine Volumenänderung bzw. nur eine sehr kleine Volumenänderung erfolgt, so dass keine Gefahr einer Beschädigung od er Zerstörung der dam it aufgebauten Latentwärmespeicherelemente besteht.

Erfindungsgemäß wird daher ein Stoff als Latentwärmespeichermaterial verwendet, wobei der Stoff zumindest einen ersten Phasenwechsel und einen zweiten Phasenwechsel au f weist, wobei bei dem ersten Phasenwechsel latente Wärme aufgenommen oder abgegeben wird, wobei dem ersten Phasenwechsel keine oder zum indest keine vollständige Änderung des Aggregatzustands erfolgt, wobei bei dem zweiten Phasenwechsel eine Änderung des Aggregatzustandes erfolgt, wobei die Übergangstemperatur des ersten Phasenwechsels unter der Übergangstemperatur des zweiten Phasenwechsels liegt. Die erfindungsgemäße Verwendung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass der Stoff nur in einem Tem peraturb e reich unterhalb der Übergangstemperatur des zweiten Phasenwec hsels verwendet wird. Bevorzugt erfolgt am ersten Phasenwechsel kein oder zum indest kein vol lständiger Übe r gang vom festen zum flüssigen Aggregatzustand.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass da s Latentwärmespeichermaterial in einem Temperaturbereich verwendet wird, der die Phasenwechseltem peratur für diesen ersten Phasenwechsel umfasst.

Ein„Phasenwechsel " eines Latentwärmespeichermaterials ist im Rahmen der vorl iegenden Erfindung also der Zustand, bei dem latente Wärme (bzw. U mwandlungsenthal pie) aufg e nommen oder abgegeben wird, bei dem also sehr viel thermische Energie aufgenommen oder abgegeben wird, wobei die Temperatur des Latentwärmespeichermaterials bei dem Phasenwechsel im Wesentl ichen konstant bleibt. Ein solcher Phasenwechsel muss dabei nicht zwingend mit dem Übergang bzw. dem vollständigen Übergang von einem Aggrega t- zustand in einen anderen verbunden sein. Es kann sich bei dem Phasenwechsel also auch eine Umkristallisation oder dgl . an deren chem ischen und/oder physikal ischen Prozess handel n, bei dem latente Wärme aufgenom men oder abgegeben wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Stoff Al kohol, bevorzugt Pentaerythrit umfasst. Pentaerythrit ( C5 H 1204, CAS-Nr. : 115-77-5, 2,2-Bis(hydroxymethyl)- 1,3-propandiol ) ist ein 4-wertiger Alkohol, der im festen Zustand als weißes, kristall ines Pulver vorl iegt, das gut verfül lbar ist. Bisher wurde Pentaerythrit vor al lem zur Herstel lung von Al kydharzen sowie Weichmachern und Emulgatoren verwendet, zusätzlich auch zur Herstell ung der Sprengstoffe Pentaerythrittrinitrat und N itropenta (Pentaerythrittetr a nitrat). Es war nicht bekannt, dass Pentaerythrit als PCM verwendet werden kann. Seine Phasenübergangstem peratur zwischen fest und fl üssig liegt bei etwa 263 °C, al lerdings besteht ein weiterer Phasenwechsel, den man auch als„Zwischenphasenwechsel " bzw. „Zwischenkristallisation" oder„Um kristall isation" bezeichnen kann, bei dem eine sehr hohe Energieaufnahme bzw. Energiea bgabe (253,4 J/g) bei einer konstanten Temperatur von etwa 181,7 °C erfolgt. Bei diesem Zwischenphasenwechsel findet kein Aufschmelzen des Materials statt, so dass keine Volumenänderung erfolgt. Dadurch besteht bei diesem Zwischenphasenwechsel keine Gefahr einer Beschädigung von Wärmespeichermitteln. Außerdem ist Pentaerythrit auch noch nach zahlreichen Tem perierungszyklen (> 1000 Zyklen) stabil, d. h. ohne Masseverl ust und chemische Veränderung.

Pentaerythrit wurde schon im Rahmen der DE 42 44 465 Al im Zu sam menhang m it der Speicherung von latenter Wärme verwendet, allerdings wurde dabei Pentaerythrit nur als Beimischung für ein Erdalkalihydroxid als eigentliches Latentwärmespeichermaterial verwendet und der sich ergebende Schmelzpunkt für das Gem isch lag b ei 75°C, wobei das Gem isch als Latentwärmespeichermaterial in einem Temperaturbereich oberhalb dieses Schmelzpunktes betrieben wird. Nachteil ig daran ist al lerdings, dass durch den sich vollzi e henden Wechsel des Aggregatzustandes eine Vol umenänderung mit d en vorbeschriebenen Nachteilen einhergeht. Erst im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass diese Nachteile dadurch überwunden werden können, wenn das Latentwä rmespeicherma terial nicht an einem Punkt des Wechsels des Aggregatzustandes, sondern an einem anderen Temperaturpunkt verwendet wird, bei dem ein Phasenwechsel ohne (vol lständige) Änderung des Aggregatzustandes erfolgt. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Phasenwechsel des Stoffs bei einer Tem peratur im Bereich 130°C bis 270°C, bevorzugt im Bereich 140°C bis 240°C, insbesondere im Bereich 160°C bis 200°C erfolgt. Dies ist der bevorzugte Anwe n dungsbereich von Heizvorrichtungen im Im mobilienbereich, weil dann die Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe an Luft besonders effizient erfolgt. Genauer gesagt ist dieser Tem pera turbereich genügend groß um eine ausreichende Tem peraturdifferenz zur Raumtem peratur zu haben, um mit Wärmekonvektion heizen zu können, und ausreichend klein, um keine größeren Wärmeverl uste zu haben.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Stoff einen zweiten Phase n wechsel, vorzugsweise von fest zu fl üssig aufweist, der bei einer Tem peratur von minde s tens 230 °C, bevorzugt m indestens 250°C, insbesondere mindestens 260°C erfolgt. D ieser Phasenwechsel liegt außerhalb des bevorzugten Anwendungsbereichs von Heizvorrichtu n gen im I mmobil ienbereich, so dass in diesem Anwendungsbereich keine Gefahr von Besch ä digungen der Wärmespeicherm ittel besteht.

Im Fall, dass das Latentwärmespeicherm aterial also zwei Phasenübergänge der vorbe schriebenen Art aufweist, sollte das Latentwärmespeichermaterial nicht mehr an dem Phasenübergang verwendet werden, bei dem eine vol lständige Aggregatzustandsänderung erfolgt, wie es übl icherweise für Latentspeich ermaterialien erfolgt, sondern an dem

Phasenwechsel, bei dem keine vollständige Änderung, bevorzugt keine Änderung des Aggregatzustands erfolgt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Latentwärmespeichermaterial im Bereich der Wärmespeichertechnik verwendet wird. Dies kann beispielsweise im

Rahmen des Ofen- oder Kaminbaus oder im Rahmen einer Abwärmenutzung erfolgen. Dabei kann das Latentwärmespeichermaterial sowohl im Rahmen eines Neubaus von Öfen und Kam inen als auch im Rahmen einer Nachrüstung bestehender Öfen oder Kam ine eingesetzt werden. Weiterhin kann das Material auch im Rahmen einer Speicherbatterie eingesetzt werden, beispielsweise als Speicherbatterie für Solar- und Windenergie, vorzugsweise um die gespeicherte Energie für Heizungs- oder Warmwasseraufbereitungszwecke zu verwen den. Es kann aber auch im Rahmen der Autoheiztechnik oder einer Abgaswärmespeiche r technik, insbesondere im Bereich der I ndustrieprozessabwärmenu tzung oder der Handwerksprozessabwärmenutzung verwendet we rden - zu nennen sind hier beispielhaft Bäckereien sowie U r- und Umformfabrikationen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Latentwärmespeichermaterial in zum indest einem Wärmespeicherm ittel, bevorzugt einem Latentwärmespeicherleme nt vorliegt. Dadurch kann es besonders einfach verwendet werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Latentwärmespeichermaterial in zum indest einem Wärmespeicherm ittel vorliegt, wobei das Wärmespeicherm ittel bevorzugt gekapselt, insbesondere l uftdicht gekapselt vorl iegt. Dadurch wird eine Degen e ration des Latentwärmespeichermaterials wirksam verhindert und dam it eine hohe Lan g zeitstabilität des Latentspeichermaterials sichergestel lt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Wärmespeichermittel eine Hül le aufweist, die zumindest zwei Bereiche besitzt, die eine unterschiedliche Wärmelei tfä higkeit aufweisen. Dabei weist bevorzugt ein Bereich eine hohe Wärmeleitfähigkeit (bevo r zugt zum indest 150 W/(m * K), insbesond ere zumindest 180 W/(m * K))und der andere Bereich eine geringe Wärmeleitfähigkeit (bevorzugt höchstens 100 W/(m * K), insbesondere höchstens 50 W/(m * K)) auf. Vorzugsweise ist ein erster Bereich mit der hohen Wärmelei t fähigkeit aus Al uminium, Kupfer oder dgl. gefertigt während der andere Bereich mit geringer Wärmeleitfähigkeit aus Kunststoff, Keram ik oder Edelstahl gefertigt ist. Damit kann der Bereich m it hoher Wärmeleitfähigkeit zur Ein - und Auskopplung der latenten Wärme verwendet werden und der andere Berei ch m it geringer Wärmeleitfähigkeit trägt zur Isol ierungswirkung bei und verhindert Wärmebrücken.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die beiden Bereiche miteinander kraft- und/oder formschl üssig verbunden sind, wobei die Verbindung b evorzugt eine Schweißverbindung, Klebeverbindung und/oder das Wärmespeicherm ittel eine gecrimpte (beispielsweise eine gebördelte oder gefaltete Verbindung zweier Bleche) Verbindung ist, wobei die Verbindung insbesondere gasdicht ausgebildet ist. Dadurch si nd die beiden Bereiche besonders einfach verbindbar, wobei eine hohe Langzeitstabilität des Latentspe i chermaterials gesichert ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Wärmespeicherm ittel zumi n dest ein Wärmeleitungsmittel aufweist, das von einer Oberfläche des Wärmespeichermit tels in das von den Wärmespeicherm ittel n umschlossene Latentwärmespeicherm aterial hineinreicht, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das Wärmeleitungsm ittel als ein oder mehrere in das Innere des Wärmespeicherm ittels weisende Vorsprünge ausgebildet ist, die vorzugsweise von einem zu den Heizmitteln weisenden Oberflächenabschnitt des Wärm e speichermittels in das Innere des Wärmespeicherm ittels weisen, wobei der Vo rsprung insbesondere als Wärmeleitrippe ausgebildet ist. Dadurch wird die Wärme beso nders schnel l in die Wärmespeichermittel eingeleitet bzw. daraus entnommen. Bevorzugt ist der Vorsprung an dem Bereich mit hoher Wärmeleitfähigkeit ausgebildet und besteht insbeso n dere aus demselben Material wie dieser Bereich.

Ein Latentwärmespeichermaterial, das zum indest einen ersten Phasenwechsel aufweist, bei dem latente Wärme aufgenommen oder abgegeben wird, bei dem keine oder zum indest keine vol lständige Änderung des Aggregatzustands erfolgt, kann für bel iebige Anwe ndungs fälle von Wärmespeichertechnik verwendet werden. Dies kann beispielsweise im Elektro h eizungsbau, aber auch im Rahmen des Ofen - oder Kam inbaus oder im Rahmen einer Abwärmenutzung erfolgen. Dabei kann das Latentwärmespeichermaterial sowohl im Rahmen eines Neubaus von Öfen und Kaminen als auch im Rahmen einer Nachrüstung bestehender Öfen oder Kam ine eingesetzt werden. Es kann aber auch im Rahmen der Autoheiztechnik oder einer Abgaswärmespeichertechnik, insbesondere im Bereich der Industrieprozessabwärmen utzung oder der Handwerksprozessabwärmenutzung verwendet werden; zu nennen sind hier beispiel haft Bäckereien sowie Ur- und Umformfabrikationen.

Unabhängiger Schutz wird beansprucht für die erfindungsgemäße Heizvorrichtung m it Heizm ittel n und Wärmespeichermitteln, wobei die Wärmespeicherm ittel ein Latentwärm e speichermaterial aufweisen, das zumindest einen ersten Phasenwechsel und einen zweiten Phasenwechsel aufweist, wobei bei dem ersten Phasenwechsel latente Wärme aufgeno m men oder abgegeben wird, wobei bei dem ersten Phasenwechsel keine oder zumindest keine vol lständige Änderung des Aggregatzustandes erfolgt, wobei bei dem zweiten Phasenwechsel eine Änderung des Aggregatzustandes erfolgt, wobei die Übergangstem p e ratur des ersten Phasenwechsels unter der Übe rgangstemperatur des zweiten Phase nwech sels liegt, wobei die Heizvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Heizvorrichtung angepasst ist, den Stoff nur in einem Tem peraturbereich unterhal b der Übergangstem per a tur des zweiten Phasenwechsels zu verwen den.

„Heizm ittel" sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung jegl iche Elemente, die Wärme abgeben, sei es aktiv durch mit den Heizm ittel n erzeugte Wärme, sei es passiv durch Abgabe von Wärme, die zuvor von den Heizmitteln aufgenom men wurde. Beispielsweise kann es sich um elektrische Heizelemente (aktive Heizmittel) handel n. Es kann sich aber auch um Abluftrohre eines Kamins oder dgl. (passive Heizmittel) handeln.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Wärmespeichermittel an dem Heizm ittel, vorzugsweise zumindest zwei Wärmespeichermittel an gegenüberliegenden Seiten des Heizm ittels angeordnet sind, wobei die Wärmespeichermittel bevorzugt an dem Heizelement anliegen, wobei die Heizm ittel insbesondere als Flächenheizmittel ausgebildet sind. Dadurch besteht eine besonders gute Wärmeeinleitung in die Wärmespeichermittel.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Wärmespeichermittel gegen das Heizm ittel verspannt angeordnet ist, weil dadurch ein sehr sichererer und homogener Wärmekontakt zwischen Heizm ittel und Wärmespeicherm ittel gewährleistet wird.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Raum besteht, der zwischen zumindest zwei Wärmespeicherm ittel n und/oder zwischen zum indest einem Wärmespe i chermittel und einer Wärmeisol ierung ausgebildet ist, wobei bevorzugt zumindest ein Lüftungsm ittel besteht, um Luft durch den Raum zu leiten, wobei das Lüftungsmittel insbesondere als Lüfter ausgebildet ist. Dadurch kann der Heizvorrichtung Wärme beso n ders gut entnom men werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest ein, bevorzugt alle den Raum umschl ießenden Wärmespeicherm ittel zumindest ein Wärmeleitungsmittel aufwe i sen, das von einer Oberfläche des Wärmespeichermittels in das von den Wär mespeicher mitteln umschlossene Latentwärmespeichermaterial hineinreicht, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das Wärmeleitungsmittel als ein oder mehrere in das I nnere des Wärmespeicherm ittels weisende Vorsprünge ausgebildet ist, die vorzugsweise von eine m zu den Heizm ittel n weisenden Oberflächenabschnitt des Wärmespeicherm ittels in das I nnere des Wärmespeicherm ittels weisen, wobei der Vorsprung insbesondere als Wärm eleitrippe ausgebildet ist. Dadurch wird die Wärme besonders schnell in die Wärmespe icherm ittel eingeleitet bzw. daraus entnom men. Bevorzugt ist der Vorsprung an dem Bereich m it hoher Wärmeleitfähigkeit ausgebildet und besteht insbesondere aus demse lben Material wie dieser Bereich.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Lat entwärmespeichermaterial entsprechend dem erfindungsgemäß verwendeten Latentwärmespeichermaterial ausgebi l det ist.

Außerdem wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Heizmittel in einer Ebene zumindest teilweise oder vol lständig von ein oder mehreren Wä rmespeicherm ittel n umschlossen sind. Dadurch wird die von den Heizm ittel n abgegebene Wärme in dieser Ebene zur Aufheizung der Wärmespeicherm ittel verwendet, so dass Wärmeverl uste sehr gering gehalten werden können. Außerdem wirkt dabei das Latentwärmespeic hermaterial, dass zumeist (beispiel s weise für Alkohole, wie Pentaerythrit) nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, als natürlicher Isolator, so dass die Heizvorrichtung keine oder nur eine relativ geringe zusät z liche Wärmeisol ierung aufweisen muss, so dass die Heizvorrichtung nicht nur kompakter als bisherige Heizvorrichtungen gestaltete werden kann, sondern auch koste ngünstiger ist. Genauer gesagt muss durch diese Ausgestaltung die Heizwärme erst weitg ehend durch die Wärmespeicherm ittel hindurchtrete n, bevor ein Wärmeverlust eintritt, wodurch Wärmeve r luste beim Aufladen der Wärmespeichermittel vermieden werden. Die äußere Isolierung muss dann nur noch im durchgeheizten Zustand die etwa 200 °C der Wärmespeicherm ittel isol ieren, wodurch die Heizvorrichtung wesentl ich kom pakter und kostengünstiger gestaltet werden kann. Außerdem wird so der Nachteil der schlechten Wärmeleitfähigkeit und hohen thermischen Isoliereigenschaft des Latentwärmespeiche rmaterials zum Vorteil für die Gesamteffizienz der Heizvorrichtung.

Diese Lösung der besonderen geometrischen Gestaltung der Heizvorrichtung kann dabei unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Latentwärmespeichermaterials verwe ndet werden. Es kann sich also um Latentwärmespeichermaterialien handel n, die einen ersten Phasenwechsel und/oder zweiten Phasenwechsel der vorbeschriebenen Art aufwe isen, wobei es irrelevant ist, an welchem Phasenwechsel das Latentwärmespeichermaterial betriebsgemäß verwendet wird. Für diese Ausgestaltung wird som it sel bständiger Schutz beansprucht unabhängig von der konkreten Wahl des Latentspeichermaterials und dessen konkreten Eigenschaften.

Die Wärmespeichermittel sel bst können somit die Heizmittel vol lständig oder teilweise umgeben. Wenn mehrere Wärmespeicherm ittel verwendet werden , dann ist insbesondere vorgesehen, dass diese in radialer Richtung in Bezug auf die Heizmittel direkt aneinande r grenzen oder zumindest m it einer Zwischenlage angeordnet sind, wobei die Zwischenlage bevorzugt eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, so da ss Wärmebrücken vermieden werden. Die Zwischenlage kann auch durch Luft gebildet werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einer Richtung geneigt zu der Ebene, bevorzugt in einer Richtung senkrecht zu dieser Ebene, zum indest eine verschl ießbar ausgebildete Öffnung für einen Raum angeordnet ist, in dem die Heizm ittel und die Wärm e speicherelemente angeordnet sind, wobei die Verschlussm ittel bevorzugt Wärm espeicher mittel und/oder Wärmeisolationsm ittel umfassen. Dadurch kann die durch die Heizmittel erzeugte bzw. durch die Wärmespeichermittel gespeicherte Wärme einfach wieder an die Umgebung abgegeben werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest zwei Öffnungen bestehen, die in Bezug auf die Ebene bevorzugt gegenüberl iegend, insbesondere lotrecht gegenüberliegend angeordnet sind. Dadurch lässt sich der Wärmeaustausch m it der Umgebung besonders leicht vornehmen.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Ebene eine Normale aufweist, die sich in Bezug auf die Vertikale in einem Bereich von -45° bis +45°, bevorzugt im Bereich -20° bis +20°, insbesondere in einem Bereich -10° bis +10°, vorzugsweise in der Vertikalen erstreckt, weil dadurch Wärme durch Konvektion besonders einfach der Heizvorricht ung entnommen werden kann.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Raum als Kam in ausgebildet ist, der bevorzugt in vertikaler Richtung lotrechte Wände aufweist. Dadurch kann ein natürlicher Kam ineffekt zum Entladen der Wärme der Wärme speichermittel verwendet werden, so dass prinzipiel l kein zusätzlicher Lüfter erforderl ich ist und so Energie beim Betrieb der Heizvorrichtung eingespart werden kann. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Stoff ein Alkohol, bevorzug Pentaerythrit ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Stoff einen zweiten Phase n wechsel, vorzugsweise von fest zu fl üssig aufweist, der bei einer Tem peratur von minde s tens 230 °C, bevorzugt m indestens 250°C, insbesondere m indestens 260°C erfolgt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Phasenwechsel des Stoffs bei einer Tem peratur im Bereich 130°C bis 270°C, bevorzugt im Bereich 140°C bis 240°C, insbesondere im Bereich 160°C bis 200°C erfolgt.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest ein Lüfter besteht, der angepasst ist, Luft aus der Umgebung der Heizvorrichtung dem Raum zuzuführen, wobei der Lüfter bevorzugt angepasst ist, Luft dem Raum von unten zuzuführen. Dadurch kann im Bedarfsfal l der Heizvorrichtung mehr Wärme entnommen werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest ein Wärmespeichermi t tel eine H ülle aufweist, in der zum indest eine Öffnung besteht, in die ein Deckel, bevorzugt Pfropfen eingepresst ist, weil dadurch die Einfül lung und dauerhafte Sauerstoffentzug sicher gestel lt werden kann, ohne dass bei dem Herstel len des Wärmespeichermittels eine Beschädigung des Latentwärmespeichermaterials zu befürchten ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Wärmespeicherm ittel eine Hül le aufweist, die zumindest zwei Bereiche besitzt, die eine unterschiedliche Wärmelei tfä higkeit aufweisen. Dabei weist bevorzugt ein Bereich eine hohe Wärmeleitfähigkeit (bevo r zugt zum indest 150 W/(m * K), insbesondere zumindest 180 W/(m * K)) und der andere Bereich eine geringe Wärmeleitfähigkeit (bevorzugt höchstens 100 W/(m * K), insbesondere höchstens 50 W/(m * K)) auf. Vorzugsweise ist ein erster Bereich mit der hohen Wärmelei t fähigkeit aus Alum inium, Kupfer oder dgl. gefertigt während der andere Bereich mit geringer Wärmeleitfähigkeit aus Kunststoff, Keram ik oder Edelstahl gefertigt ist. Damit kann der Bereich m it hoher Wärmeleitfähigkeit zur Ein - und Auskopplung der latenten Wärme verwendet werden und der andere Bereich mit geringer Wärmeleitfähigkeit trägt zur Isol ierungswirkung bei und verhindert Wärmebrücken. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die beiden Bereiche miteinander kraft- und/oder formschl üssig verbunden sind, wobei die Verbindung bevorzugt eine Schweißverbindung, Klebeverbindung und/oder das Wärmespeicherm ittel eine gecrimpte (beispielsweise eine gebördelte oder gefaltete Verbindung zweier Bleche) Verbindung ist, wobei die Verbindung insbesondere gasdicht ausgebildet ist. Dadurch sind die beiden Bereiche besonders einfach verbindbar, wobei eine hohe Langzeitstabilität des Latentspe i chermaterials gesichert ist.

Für diese besondere Ausgestaltung des Wärmespeicherm ittels, dass dieses eine H ülle m it zwei unterschiedl ichen Bereichen hinsichtlich ihrer Wärmeleitfähigkeit aufweist, wird sel bständiger Schutz beansprucht unabhängig davon, wie die konkrete Gestaltung der Heizvorrichtung aufweist, ob diese also insbesondere einen speziel len Raum für die Hei z mittel aufweist oder nicht und auch unabhängig davon, ob ein Latentwärmespeiche rmateri al verwendet wird, das zumindest einen ersten Phasenwechsel aufweist, bei dem latente Wärme aufgenommen oder abgegeben wird, bei dem kein oder zumindest kein vollständige Änderung des Aggregatzustandes erfolgt.

Ein solchermaßen gestaltetes Wärmespeichermittel kann auch für andere Anwendungsfälle von Wärmespeichertechnik verwendet werden. Dies kann beispielsweise im Rahmen des Ofen- oder Kaminbaus oder im Rahmen einer Abwärmenutzung verfolgen. Dabei kann das Wärmespeicherm ittel sowohl im Rahmen eines Neubaus von Öfen und Kam inen als auch im Rahmen einer Nachrüstung bestehender Öfen oder Kam ine eingesetzt werden. Es kann aber auch im Rahmen der Autoheiztechnik oder einer Abgaswärmespe ichertechnik, insbesondere im Bereich der Industrieprozessabwärmenutzung oder der Handwerkspr ozessabwärmenut zung verwendet werden - zu nennen sind hier beispielhaft Bäckereien sowie Ur- und Umformfabrikationen.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Wärmespeicherm ittel als Latentwärmespeicherelemente ausgebildet sind, die eine rohrförmige Gestalt, bevorzugt eine runde, ovale oder eckige, insbesondere quaderförm ige Gestalt aufweisen, deren Längserstreckung vertikal ausgerichtet ist. Dad urch kann die Heizvorrichtung sehr einfach aufgebaut werden. In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Heizmittel mäanderförm ig in dem Raum angeordnet sind, weil dadurch ein besonders gleichmäßiger und effektiver Wärmeeintrag in die Wärm espeicherelemente erfolgt. Vorzugsweise weisen die Heizm ittel ein Widerstandsheizelement auf, weil dadurch die Heizvorrichtung besonders einfach betrieben werden kann.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Heizmittel zum indest auf ei ner Seite zumindest bereichsweise ein Wärmeleitelement, bevorzugt in Form eines Wärmelei t blechs, aufweisen, wobei insbesondere beidseits des Heizm ittels vollflächig Wärmeleitel e mente angeordnet sind. Diese Wärmeleitelemente stehen vorzugsweise in direkten Kontakt zum Heizmittel. Dadurch können Wärmespots wirksam vermieden werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Raum eine Tiefe im Bereich 1 bis 5 cm, bevorzugt 1 cm bis 3 cm, insbesondere von 1,5 cm aufweist und/oder dass der Raum eine Breite im Bereich 30 bis 200 cm, bevorzugt 50 cm bis 120 cm, insbesondere von 60 cm aufweist und/oder dass der Raum eine Höhe im Bereich 30 bis 100 cm, bevorzugt 40 cm bis 80 cm, insbesondere von 45 cm aufweist. Dadurch kann die Heizvorrichtung beso n ders kom pakt gehalten werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Raum in Bezug auf eine vertikale Richtung allseits von Wärmespeichermitteln umgeben ist, die eine Tiefe im Bereich 1 bis 10 cm, bevorzugt 1 cm bis 5 cm, insbesondere von 3 cm aufweisen. Auch dadurch kann die Heizvorrichtung besonders kompakt gehalten werden. Vorzugsweise weisen die Wärmespeicherm ittel eine Höhe von 10 cm bis 100 cm, bevorzugt von 20 cm bis 70 cm, insbesondere von 30 cm bis 50 cm auf. Weiter vorzugswei se weisen die Wärmespei chermittel eine Breite von 10 cm bis 2000 cm, bevorzugt von 10 cm bis 1000 cm, insbeso n dere von 10 cm bis 100 cm auf.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Raum quaderförmig ausgebi l det ist, weil dadurch die gesamte Heizvorrichtung sel bst quaderförmig gestaltbar ist und sich so besonders einfach in übl iche Wohnsituation einfügen lässt.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Steuerung besteht, die angepasst ist, Wärme in den Wärmespeicherm ittel n zu speichern, wenn a) kein Bedarf für Heizwärme durch die Heizvorrichtung besteht und/oder b) zum indest zwei U hrzeiten bestehen, die mit unterschiedlichen Kosten für einen Stro m verbrauch verbunden sind, und eine Uhrzeit vorliegt, bei der die Kosten niedriger sind als zu der anderen Uhrzeit, und/oder

c) in einem Leitungsnetz für elektrischen Strom Leistungsspitzen (solche Leitungsspitzen können beispielsweise über intell igente Stromzähler und/oder durch M itteilung des entsprechenden Netzes von der Steuerung der Heizvorrichtung erkannt werden) vorl iegen. Dann ist die Heizvorrichtung besonders gut zur Abpufferung von Leistungsspitzen geeignet.

Im Fall a) kann man ein gezieltes Lastmanagement durchführen, insbesondere bei zu geringen Leistungsabgabemöglichkeiten. I m Fal l b) besteht die Möglichkeit Kosten einz u sparen. Im Fall c) kann die Netzlastverteilung bei Elektroenergieversorgern gesteuert werden.

Unabhängiger Schutz wird beansprucht für das erfindungsgemäße Verfahren zum Heizen mit einer Heizvorrichtung, die Heizmittel und Wärmespeicherm ittel aufweist, wobei Wärmespeicherm ittel mit einem Latentwärmespeichermaterial verwendet werden, das zumindest einen ersten Phasenwechsel und einen zweiten Phasenwechsel aufweist, wobei bei dem ersten Phasenwechsel latente Wärme aufgenommen oder abgegeben wird, wobei keine oder zum indest keine vollständige Änderung des Aggregatzustandes des Latentwä r mespeichermaterials erfolgt, wobei bei dem zweiten Phasenwechsel eine Änderung des Aggregatzustandes des Latentwärmespeichermaterials erfolgt, wobei die Übergangstem pe ratur des ersten Phasenwechsels unter der Übergangstemperatur des zweiten Phase nwech sels liegt, wobei sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnet, dass das Latentwärmespeichermaterial nur in einem Temperaturbereich unterhalb der Übergangs temperatur des zweiten Phasenwechsels verwendet wird.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Heizvo rrich tung verwendet wird.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehe n, dass zum indest einer der Betriebsmodi : a) kein Betrieb der Heizmittel und kein Betrieb eines Lüfters, wobei die Öffnungen zum Raum geöffnet sind; und b) kein Betrieb der Heizmittel bei Betrieb des Lüfters, der Umgebungsl uft ansaugt, durch den Raum leitet und in die Umgebung abgibt, wobei die Öffnungen zum Raum geöffnet sind;

c) Betrieb zum indest eines Heizmittels m it gleichzeitigem Betrieb des Lüfters, der Umgebungsluft ansaugt, durch den Raum leitet und in die Umgebung abgibt, wobei die Wärmespeicherm ittel nicht mit latenter Wärme aufgeladen sind, wobei die Öffnungen zum Raum geöffnet sind;

d) Betrieb zum indest eines Heizmittels m it gleichzeitigem Betrieb des Lüfters, der Umgebungsluft ansaugt, durch den Raum leitet und in die Umgebung abgibt, wobei di e Wärmespeicherm ittel mit latenter Wärme aufgeladen sind, wobei die Öffnungen zum Raum geöffnet sind;

e) Betrieb zum indest eines Heizmittels ohne Betrieb des Lüfters;

und

f) kein Betrieb der Heizmittel und kein Betrieb des Lüfters, wobei die Öffnungen zum Raum geschlossen sind

durchgeführt wird. Wenn von„die Öffnungen" gesprochen ist, die„zum Raum geöffnet sind", dann meint dies bevorzugt, dass zwei zum Raum gegenüberl iegende Öffnungen offen sind, so dass Luft durch den Raum geleitet werden kann. Wenn da von gesprochen ist, dass „die Öffnungen zum Raum geschlossen sind", dann meint dies bevorzugt, dass keine Öffnung zum Raum geöffnet ist.

Fall a) ist der normale Speicherheizmodus, bei dem die Wärme langsam, bevorzugt unte r stützt durch einen Kam ineffekt, d en Wärmespeichermitteln entzogen und an die Umgebung abgegeben wird. Dabei wird die geringste Heizleistung bereitgestel lt.

Fall b) ist der unterstützte Speicherheizmodus („Boost-Modus"), bei dem die Wärme besonders schnell den Wärmespeicherm ittel n entzoge n und an die U mgebung abgegeben wird. Dabei wird eine höhere Heizleistung als in Fall a) bereitgestellt.

Fall c) ist der normale Heizmodus, insbesondere Elektroheizmodus. Dabei wird eine höhere Heizleistung als in Fall b) bereitgestellt. Fall d) ist der unterstütze Heizmodus („Turbo-Boost-Modus"), bei dem sowohl durch die Wärmespeicherm ittel als auch durch die Heizmittel Wärme bereitgestel lt wird, so dass die Wärmeleistung insgesamt etwa verdoppelt werden kann.

Fall e) ist der Wärmeauflademodus, bei dem die Wärmespeicherm ittel aufgeladen werden. In diesem Fall sind die Öffnungen des Raums bevorzugt geschlossen, so dass möglichst keine durch die Heizm ittel zugeführte Wärme in die Umgebung abgegeben wird, wodurch die Wärmeverl uste minimiert werden. Wenn die Öffnungen des Raumes dagegen geöffnet sind, kann eine langsame Erwärm ung der Umgebung vorgenommen werden.

Fall e) schl ießl ich ist der Ruhezustand der Heizvorrichtung, in dem diese ausgeschaltet sein kann, so dass weder Wärme entnommen wird noch Wärme zugeführt wird.

Wenn von„die Öffnungen" gesprochen ist, die„zum Raum geöffnet sind", dann meint dies bevorzugt, dass zwei zum Raum gegenüberliegende Öffnungen offen sind, so dass Luft durch den Raum geleitet werden kann. Wenn davon gesprochen ist, dass„di e Öffnungen zum Raum geschlossen sind", dann meint dies bevorzugt, dass keine Öffnung zum Raum geöffnet ist. Die Öffnungen m üssen dabei nicht zueinander gegenüberliegend angeordnet sein, weil der Raum beispielsweise gebogen verlaufen kann.

Die Merkmale und weiteren Vorteile der vorl iegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusam menhang m it den Figuren deutl ich werden. Dabei zeigen rein schematisch :

Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausgestaltung der erfi ndungsgemäßen Heizvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Heizvorrichtung nach Fig. 1 in einer teilweisen

Frontansicht,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Heizvorrichtung nach Fig. 1 in einer teilweisen pe r spektivischen Seitenansicht,

Fig. 4 a, 4b die erfindungsgemäße Heizvorrichtung nach Fig. 1 in Detailansicht von unten, Fig. 5 die erfindungsgemäße Heizvorrichtung nach Fig. 1 in teilweisen Schnitta n sicht von oben, Fig. 6 die erfindungsgemäße Heizvorrichtung nach Fig. 1 in eine r teilweisen per spektivischen Detailansicht,

Fig. 7a, 7b das erfindungsgemäße Latentwärmespeicherelement der erfindungsgem äßen

Heizvorrichtung nach Fig. 1 in zwei Ansichten,

Fig. 8 die erfindungsgemäße Verwendung in einer Schnittansicht,

Fig. 9 eine zweite bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizvorric h tung in einer Schnittansicht von oben und

Fig. 10 die erfindungsgemäße Heizvorrichtung in einer Schnittansicht von der Seite.

In den Fig. 1 bis 6 ist eine erste bevorzugte Ausgestaltung der erfind ungsgemäßen Heizvor richtung 10 in verschiedenen Ansichten gezeigt. Dabei sind Außenwandungen der Heizvo r richtung 10 zum besseren Verständnis nicht immer gezeigt und bei den Teilansichten sind auch jeweils bestim mte Elemente der Heizvorrichtung 10 zum besse ren Verständnis weggelassen worden.

Es ist zu erkennen, dass die Heizvorrichtung 10 ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 12 aufweist, das nur in Fig. 1 vollständig gezeigt ist, wobei in eine Stirnwand 14 eine Bedieneinheit 16 integriert ist, die m it einer Steuerungseinheit (nicht gezeigt) ko mm u niziert, die die Heizvorrichtung 10 in Abhängigkeit vom gewünschten Heizbedarf steuert bzw. regelt.

In Fig. 2 sind nur die Abdeckung 18 und Boden 20 des Gehäuses 12 gezeigt, während in Fig. 3 nur der Boden 20 abgebildet ist.

Es ist zu erkennen, dass das Gehäuse 12 der Heizvorrichtung 10 an einem innen liegenden Gestell 22 befestigt ist. In diesem Gestell 22 ist auch der eigentl iche Heizblock 24 (vgl. auch Fig. 6) der Heizvorrichtung 10 befestigt, der in horizo ntaler Richtung im Wesentl ichen allseits von einer thermischen Isol ierung 26 umgeben ist (diese ist in Fig. 2 dargestellt und in Fig. 3 nicht dargestellt, wobei in Fig. 3 die Trägerplatte 27 zur Befestigung der Isolierung 26 gezeigt ist).

Unterhalb des Heizblocks 24 ist ein erster Luftleitungsraum 28 und oberhalb des Heizblocks 24 ein zweiter Luftleitungsraum 30 angeordnet, die innerhalb der Heizvorrichtung 10 nur durch den Heizblock 24 sel bst, näm lich den darin angeordneten Raum 32 in Kom munikat ion stehen . Eine Kommunikation zwischen dem ersten Luftleitungsraum 28 und dem zweiten Luftleitungsraum 30 innerhal b der Heizvorrichtung 10 am Heizblock 24 vorbei wird durch die thermische Isol ierung 26 und ggf. weitere Abdichtungen (nicht gezeigt) verhi ndert.

In dem ersten Luftleitungsraum 28 ist ein Lüfter 34 angeordnet, der Luft durch im Boden 20 angeordnete Lüftungsgitter (nicht gezeigt) ansaugt und durch den ersten Luftleitung sraum 28 in den Heizblock 24 einführt.

Der zweite Luftleitungsraum 30 kom muniziert m it Lüftungsgittern 31 im Gehäuse 12, so dass die aus dem Heizblock 24 ausströmende Luft bzw. entnom mene Wärme in die U mg e bung 36 der Heizvorrichtung 10 abgegeben werden kann.

In Fig. 2 und 3 ist zu erkennen, dass der Heizblock 24 in seinem zum zweiten Luftleitungs raum 30 weisenden Oberseite 38 Verschl ussmittel 40 für den Raum 32 aufweist, die als Klappe 40 ausgebildet ist, die in I hrer geöffneten Stel lung senkrecht nach oben steht (vgl. Fig 2 und 3) und in ihrer geschlossenen Stel lung horizontal l iegt (nic ht gezeigt). An der Oberseite 38 ist eine Trägerplatte 38a für die Befestigung der Isol ierung 26 gebildet.

Unterhalb der Klappe 40 und der Trägerplatte 38a liegt die Isol ierung 26, die zur Ve r schmutzungsvermeidung m it einem Lüftungsgitter durch eingebracht e Lüftungsschl itze (jeweils nicht gezeigt) versehen ist, die durch die Isolierung 26 hindurchgeführt sind. Das Lüftungsgitter und die es verschl ießende Klappe 40 sind entlang der gesamten Tiefe T und Breite B des Raumes 32 ausgebildet.

Der Heizblock 24 ist auch an seiner zum ersten Luftleitungsraum 28 weisenden Unterseite 42 m it einer Trägerplatte 42a versehen, die ein Lüftungsgitter (nicht gezeigt) entlang der gesamten Tiefe T und Breite B des Raumes 32 aufweist. Zwischen Lüftungsgitter der Trägerplatte 42a und den Wärmespeicherm ittel n 56, 56' ist dabei allerdings keine Isoli e rung vorgesehen.

Stattdessen besteht ein Verschl ussblech 44, auf dem sich die vertikal wirkende Horizonta l lage 26' der Isolierung 26 befindet (diese Horizontallage 26' ist allerding s in Fig. 3 nicht gezeigt, das Bezugszeichen 26' verweist dort auf die Stelle, an der sich dieser Teil 26' der Isol ierung 26 befindet), die gegen die Trägerplatte 42a wirken kann. Die oberhalb dieses Verschl ussblechs 44 angeordnete Horizontallage 26' der Isol ierung 26 weist wie unterhalb der oberen Trägerplatte 38a wiederum ein Lüftungsgitter 45 durch in die Isolierung 26' eingebrachte Lüftungsschlitze 45 auf.

Das Verschlussblech 44 selbst besitzt Verschlussm ittel 46, 46a für den die Lüftungsschl itze und damit den Raum 32, wobei die Verschl ussmittel 46, 46a als zwei gegenläufige Schieber 46, 46a ausgebildet sind, wie in Fig. 4a und 4b zu erkennen ist-r

Die Klappe 40 und das Verschlussblech 44 werden von eigenen von der Steuerungseinheit gesteuerten Antrieben 48, 50 über Vermittl ung eines geeigneten Gestänges 52, 53, 54 betätigt, wobei die Gestänge 52a bzw. 54a der Klappe 40 an der Oberseite 38 zugeordnet sind und die Gestänge 52b bzw. 54b dem Verschlussblech 44 an der Unterseite 42 zugeor d net sind (vgl . Fig. 2 und Fig. 3). Dam it das Anheben bzw. Absenken des Verschlussblechs 44 verkantungsfrei erfolgt, weist der Gestängeteil 52b, 54b, jeweils eine Verzweigung in zwei parallele fest miteinander verbundene Gestängeäste 53a, 53b auf (vgl . Fig. 3).

Wie beschrieben dienen die Gestänge 52b, 54b zugleich auch dazu, das Verschl ussblech 44 gegenüber der unteren Trägerplatte 42a abzusenken oder anzuheben, wodurch sich ein Luftspalt 55 zwischen unterer Trägerplatte 42a und Verschl ussblech 44 ergibt bzw. dieser Luftspalt 55 durch die Isolierung 26' verschlossen ist.

Dadurch kann im abgesenkten Zustand des Verschl ussblechs 44 Luft von der Umgebung 36 der Heizvorrichtung durch den Boden 20 in die Heizvorrichtung 10 eintreten und an dem Verschl ussblech 44 vorbei durch de n Luftspalt 55 in den Raum 32 über dessen kompletten Querschnitt eintreten, wodurch sich ein besonders guter Kam ineffekt ergibt. Diese Varia nte wird dann verwendet, wenn der Lüfter 34 nicht in Betrieb ist.

Wenn der Luftspalt 55 durch das angehobene Versch lussblech 44 verschlossen ist und die Schieber der Verschl ussplatte 44 geschlossen sind, dann kann keine Luft von unten in den Raum 32 eintreten.

Wenn der Luftspalt 55 durch das angehobene Verschl ussblech 44 verschlossen ist und die Schieber 46, 46a des Verschlussblechs 44 geöffnet sind, dann kann Luft durch den in Betrieb befindlichen Lüfter 34 von unten in den Raum 32 eintreten. Der Heizblock 24 weist eine Vielzahl von Latentwärmespeicherelementen 56, 56' auf, die quaderförm ig ausgebildet sind und sich mit ihrer Längserstreckung L jeweils vertikal erstrecken. Die Latentwärmespeicherelemente 56, 56' sind bevorzugt aus Metal l gefertigt (vgl. die Erläuterungen zu Fig. 7a, 7b) und beinhalten ein Latentwärmespeichermaterial, das vorzugsweise Pentaerythrit aufweist, insbesondere nur mit Pentaerythrit als PCM unter Ausschl uss von Sauerstoff und Wasser ggf. unter Beinhaltung von Inertgasen als Schutzgas und/oder nicht verfül lten Bereichen zur Vol umenpufferung versehen ist.

Die Latentwärmespeicherelemente 56, 56 ' weisen eine Höhe h von 45 cm und eine Tiefe t von 3 cm auf. Die Breite b beträgt für die an den Großflächen des Raumes 32 angeordneten Latentwärmespeicherelementen 56 10 cm und für die an den Stirnseiten des Raumes 32 angeordneten Latentwärmespeicherelem enten 56' 7,5 cm.

Die Latentwärmespeicherelemente 56, 56' l iegen direkt aneinander an und umgeben so den Raum 32 in einer Ebene E al lseitig (vgl . Fig. 6), so dass der Raum 32 nur über die Oberseite 38 und die Unterseite 42 m it der Umgebung 36 kom muniziere n kann. Dadurch ergibt sich für den Raum 32 eine Höhe h von 45 cm, eine Breite B von 60 cm und eine Tiefe T von 1,5 cm.

Die Schieber 46, 46a sind jeweils Metal lschieber. Zur Erhöhung der Effizienz der Heizvo r richtung 10 können sie allerdings auch als Late ntwärmespeicherelemente ausgebildet sein.

Außerdem werden die Schieber 46, 46a entlang der Breite B des Raumes 32 verschoben, so dass die effektive Öffnung 58 (vgl. Fig. 4b) des Raumes 32 geringer ist als die Breite B des Raumes. Da diese Schieber 46, 46a und damit die Öffnung 58 nur bei Lüfterbetrieb geöffnet sind und die Lüfterleistung recht groß ist, reicht hierzu die relativ geringere Öffnungsfläche 58 im Verschl ussblech 44 aus, um dennoch den gesamten Raum 32 mit Luft zu durchstr ö men.

Um diese effektive Öffnung 58 zu vergrößern, könnte vorgesehen werden, dass die Schi eber 46, 46a entlang der Tiefe T des Raumes 32 verschoben werden. Andererseits können anstel le der Schieber 46, 46a auch hier ein oder mehrere schwenkbare Klappen oder dgl . verwendet werden. Vorzugsweise sind das Verschl ussm ittel 40 für obere Trägerplatte 38a und das Verschlus s mittel 46, 46a für das Verschlussblech 44 bzw. der Luftspalt 55 so ausgebildet und betäti g bar, dass ihr synchrones und gleichmäßiges Öffnen sichergestel lt wird, um eine Konvektion zu ermöglichen. Genauer gesagt, werden entweder Klappe 40 und Verschlussblech 44 synchron verstellt oder es werden Klappe 40 und Schieber 46, 46a synchron verstellt. Es könnte auch bei geöffneter Klappe 40 ein Wechsel der Öffnung von Luftsp alt 55 und Öffnung 58 erfolgen.

Zum synchronen Verstellen der Klappe 40 und des Verschlussblechs 44 weisen die Antriebe 48, 50 jeweils zwei Exzenterscheiben 59, 59a auf, an denen die Gestänge 52a, 52b, 54a, 54b angeordnet sind. Dadurch kann ein synchrones Öffnen der Klappe 40 zusam men mit dem Absenken des Verschlussblechs 42, also ein Öffnen des Luftspaltes 55, erfolgen bzw. ein synchrones Schließen der Klappe 40 mit dem Anheben der Verschlussblechs 44, also dem Schließen des Luftspaltes 55.

Andererseits kann auch ein synchrones Verstellen der Klappe 40 und der Schieber 46, 46a erfolgen, wobei nur die Gestänge 52a, 54a durch die Antriebe 48, 50 betätigt werden und nicht die Gestänge 52b, 54b. Die Schieber 46, 46a werden synchron m it der Klappe 40 durch geeignete Antriebe (nicht gezeigt, beispielsweise in Form von Linearmotoren) angetrieben, wobei diese Antriebe der Schieber 46, 46a synchron m it dem Lüfter 34 angesteuert werden. Dabei werden die Schieber 46, 46a geöffnet, wenn der Lüfter 34 aktiviert wird, und die Schieber 46, 46a werden geschlossen, wenn der Lüfter 34 deakt iviert wird.

Im Inneren des Raumes 32 ist ein Heizmittel 60 in Form eines Widerstandsheizelements mäanderförmig über die Höhe h und Breite B des Raumes 32 angeordnet, wobei sich die Umlenkungen 62 des Heizmittels 60 jeweils an der Oberseite 38 und Unterseite 46 des Heizblocks 24 befinden. Die Ausgestaltung des Heizmittels 60 ist also ähnl ich einem

Backofenheizstab gestaltet. Zwischen dem Heizm ittel 60 und den inneren Wänden des Raumes 32 sind Abstandshalter 64 angeordnet.

Die Wärmespeichermittel 56, 56' weisen, wie in Fig. 5 nur für ein Wärmespeicherm ittel 56 eingezeichnet, Wärmeleitungsmittel 66 auf, die als Rippen oder Kontaktfahnen ausgebildet sind und sich von der zum Raum 32 weisende n Seitenfläche 68 des Wärmespeichermittels 56, 56' in das Innere 70 des Wärmespeicherm ittels 56, 56' erstrecken. Diese Wärmele i tungsm ittel 66 können ebenfal ls aus einem Metall, bevorzugt Alum inium gefertigt sein und mit der Seitenfläche 68 verschweißt oder anderwärtig verbunden sein. Die Wärmeleitungs mittel 66 können sich dabei durchgehend oder m it Unterbrechungen über die gesa mte Höhe h der Wärmespeichermittel 56, 56' erstrecken. Außerdem können über die Breite b der Wärmespeicherm ittel 56, 56' auch mehrere Wärmeleitungsmittel 66 bestehen. Durch diese Wärmeleitm ittel 66 werden die Wärmezufuhr und der Wärmeaustrag aus dem Latentwärmespeichermaterial stark verbessert.

Das in den Wärmespeichermitteln 56, 56' eingesetzte Pentaerythrit (nicht gezeigt) weist eine erste Phasenübergrangstemperatur von etwa 181,7 °C und eine zweite Phasenübe r gangstem peratur für den Phasenwechsel von fest zu flüssig von etwa 263 °C auf, so dass die Heizvorrichtung 10 optimal im Bereich 0°C bis 250°C betrieben werden kann .

Dabei ist die latente Wärme des ersten Phasenübergangs 253,4 J/g, wodurch die Heizvo r richtung 10 eine sehr hohe Effizienz aufweist. Diese hohe Effizienz wird noch dadurch verbessert, dass Pentaerythrit ein nur geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, so dass die Wärmespeicherelemente 56, 56' als Isolatoren für die von den Heizm ittel n 60 zugeführte Wärme wirken.

Genauer gesagt wird die durch die Heizm ittel 60 zugeführte Wärme zuerst für die Aufwä r mung und den Phasenwechsel in Pentaerythrit und zwar in dem zur Seitenfläch e 68 angren zenden Bereich verwendet, während die übrigen Bereiche des Pentaerythrits als Isolator wirken. Daher kann die Menge des zusätzl ich verwendeten Isolators 26 deutl ich im Ve r gleich zu übl ichen Heizvorrichtungen, insbesondere Nachtspeicheröfen reduz iert werden.

Das Pentaerythrit weist eine sehr hohe Zyklenstabil ität (> 1000 Zyklen) auf. Um diese noch weiter erhöhen, wurde das Pentaerythrit in die Latentwärmespeicherelemente 56, 56' unter Ausschl uss von Sauerstoff und Wasser eingefül lt. Ein nicht verfül ltes Zusatzvolumen muss in den Latentwärmespeicherelementen 56, 56' im Wesentlichen nicht bereitgestellt werden, wodurch die wirksame PCM -Menge noch gesteigert werden kann, weil Pentaeryth rit im Temperaturbereich 0°C bis 250°C keine Vol umenänderung erfä hrt. In den Fig. 7a und 7b ist das erfindungsgemäße Latentwärmespeicherelement 56 in einer bevorzugten Ausgestaltung gezeigt, und zwar in Fig. 7a in einer Draufsicht von vorn in Bezug auf die Fleizmittel 60 und in Fig. 7b in einer horizontalen Schnittansic ht.

Es ist zu erkennen, dass das Latentwärmespeicherelement 56 ein Gehäuse 72 aufweist, das zwei unterschiedliche Bereiche 74, 76 aufweist. Der erste Bereich 74 ist aus Al uminium gefertigt, insbesondere gegossen und weist zwei sich über die vollständige Höhe h erstre ckende Wärmeleitrippen 66 aus Alum inium auf, die einstückig angegossen sind. Der zweite Bereich 76 ist aus Edelstahl gefertigt und weist eine wesentlich geringere Wärmeleitfähi g keit (ca. 21 W/(m * K)) auf als der erste Bereich 74 (ca. 220 W/(m * K )). Der zweite Bereich 76 umschl ießt den ersten Bereich 74 seitlich vollständig 8vgl . Fig. 7b). Beide Bereiche 74, 76 sind über eine Falz 78 m iteinander verbunden, so dass sich insgesamt eine gasdichte Verbindung ergibt und das Latentwärmespeichermaterial im I nneren 70 des Latentwärm e speicherelements 56 unter Sauerstoffentzug eingebracht und angeordnet ist.

Durch diese besondere Ausgestaltung wird sichergestellt, dass sich zwischen den Laten t wärmespeicherelementen 56, 56' keine Wärmebrücken bilden. Die lat ente Wäre kann som it über die ersten Bereiche 74 optimal dem Latentwärmespeichermaterial zugeführt und wieder entnom men werden, wobei das Latentwärmespeichermaterial selbst und die zweiten Bereiche 76 zusammen mit der Isol ierung 26 als therm ische Isolation gegen Wärmeverluste dienen.

Anstelle von Al uminium könnte auch Kupfer oder ein anderes Material mit hoher Wärm e leitfähigkeit für den ersten Bereich 74 verwendet werden. Anstelle von Edelstahl könnte auch ein anderer legierter Stahl, eine andere Metall leg ierung, wie Bronze, ein Kunststoff oder eine Keram ik für den zweiten Bereich 76 verwendet werden, solange dieses Material eine relativ geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist im Vergleich zum ersten Bereich 74. Die Verbindungsart ist dann entsprechend anzupa ssen, wobei auch Kontaktkorrosion zu vermeiden ist.

Der Betrieb der Heizvorrichtung 10 wird im Folgenden erklärt. Anhand der Schaltung von Heizmitteln 60, Lüfter 34 und Verschlussm ittel n 40, 46, 46a sowie der Stell ung des Verschlussblechs 44 können je na ch Bedarf verschiedene Betriebszu stände eingestellt werden : a) kein Betrieb des Heizmittels 60 und kein Betrieb des Lüfters 34, wobei die Klappe 40 an der oberen Trägerplatte 38a und der Luftspalt 55 geöffnet, die Schieber 46, 46a aber geschlossen sind;

b) kein Betrieb des Heizmittels 60 bei Betrieb des Lüfters 34, der Umgebungsl uft ansaugt, durch den Raum 32 leitet und in die U mgebung 36 abgibt, wobei die Klappe 40 an der oberen Trägerplatte 38a geöffnet, der Luftspalt 55 geschlossen und die Schieber 46,

46a in dem Verschlussblech 44 geöffnet sind;

c) Betrieb des Heizmittels 60 mit gleichzeitigem Betrieb des Lüfters 34, der Umg e bungsluft ansaugt, durch den Raum 32 leitet und in die U mgebung 36 abgibt, wobei die Wärmespeicherm ittel 56, 56' nicht mit latenter Wärme aufgeladen sind, wobei die Klappe 40 an der oberen Trägerplatte 38a geöffnet, der Luftspalt 55 geschlossen und die Schieber 46, 46a in dem Verschlussblech 44 geöffnet sind;

d) Betrieb des Heizmittels 60 mit gleichzeitigem Betrieb des Lüfters 34, d er U mge bungsluft ansaugt, durch den Raum 32 leitet und in die U mgebung 36 abgibt, wobei die Wärmespeicherm ittel 56, 56'mit latenter Wärme aufgeladen sind, wobei die Klappe 40 an der oberen Trägerplatte 38a geöffnet, der Luftspalt 55 geschlossen und die Sch ieber 46,

46a in dem Verschlussblech 44 geöffnet sind;

e) Betrieb des Heizmittels 60 ohne Betrieb des Lüfters 34; und

f) kein Betrieb des Heizmittels 60 und kein Betrieb des Lüfters 34, wobei die Klappe 40 an der oberen Trägerplatte 38a und die Schieber 46, 46a des Verschlussbleches 44 sowie der Luftspalt 55 geschlossen sind.

Fall a) ist der normale Speicherheizmodus, bei dem die Wärme langsam, bevorzugt unte r stützt durch einen Kam ineffekt in dem Raum 32 selbst, den Wärmespeicherm ittel n 56, 56' entzogen und an die Umgebung 36 abgegeben wird. Dabei wird die geringste Heizleistung bereitgestellt.

Fall b) ist der unterstützte Speicherheizmodus („Boost-Modus"), bei dem die Wärme besonders schnell den Wärmespeicherm ittel n 56, 56' entzogen und an die Umgebung 36 abgegeben wird. Dabei wird eine höhere Heizleistung als in Fall a) bereitgestellt. Fall c) ist der normale Heizmodus, insbesondere Elektroheizmodus. Dabei wird eine höhere Heizleistung als in Fall b) bereitgestellt

Fall d) ist der unterstütze Heizmodus („Turbo-Boost-Modus"), bei dem sowohl durch die Wärmespeicherm ittel 56, 56' als auch durch die Heizmittel 60 Wärme bereitgestel lt und in die Umgebung 36 abgegeben wird, so dass die Wärmeleistung insgesamt etwa verdoppelt werden kann.

Fall e) ist der Wärmeauflademodus, bei dem die Wärmespeicherm ittel 56, 56' aufgeladen werden. I n diesem Fal l sind die Klappe 40 an der oberen Trägerplatte 38a und die Schieber 46, 46a des Verschlussblechs 44 sowie der Luftspalt 55 bevorzugt geschlossen, so dass möglichst keine durch die Heizmittel 60 zugeführte Wärme in die Umgebung 36 abgegeben wird, wodurch die Wärmeverluste m inimiert werden. Wenn die Klappe 40 an der oberen Trägerplatte 38a sowie der Luftspalt 55 dagegen geöffnet sind, kann eine langsame Erwä r mung der Umgebu ng 36 vorgenom men werden.

Fall f) schließlich ist der Ruhezustand der Heizvorrichtung 10, in dem diese ausgeschaltet sein kann, so dass weder Wärme entnommen wird noch Wärme zugeführt wird.

Ersichtlich ist eine Zuschaltung des Lüfters 34 nicht zwingend u nd nur im unterstützten Speicherheizmodus bzw.„Boost-Modus" sowie im unterstützten Heizmodus bzw.„Turbo - Boost-Modus" erforderl ich, so dass die Heizvorrichtung sehr effizient betrieben werden kann.

Die Steuereinheit gleicht dabei die Wärmeanforderung der Umgebung der Heizvorrichtung 10, die über einen Temperaturfühler 71 erm ittelt wird, der mit einem eingestel lten Sollwert verglichen wird, m it der gespeicherten Wärmemenge in den Wärmespeichermi ttel n 56, 56' und der Verfügbarkeit von bil ligem Strom bzw. vo n Leistungsspitzen im Strom netz ständig ab (wobei dies beispielsweise durch Signale eines intell igenten Stro mzählers erfolgen kann), wodurch eine Kostenersparnis von etwa 60 bis zu 80% im Vergleich zu normalen Direktheizungen erzielt werden kann. Im dargestel lten Beispiel weist die erfindungsgemäße Heizvorrichtung 10 eine Höhe von 60 cm, eine Breite von 70 cm und eine Tiefe von 14 cm auf, baut dam it wesentlich kompakter als vergleichbare Heizvorrichtungen und insbesondere auch als bekannte Nachtspeiche r öfen.

Solche Nachtspeicheröfen, die seit den 1950er Jahren eingesetzt wurden, um eine stetige Auslastung von Grundlastkraftwerken dadurch zu erreichen, dass in Schwachlastphasen vor allem nachts Strom zur Aufheizung der Nachtspeicheröfen verwendet wurde, um Wärme in Schamottesteinen zu speichern, die m ittels Gebläse im Bedarfsfall wieder freigesetzt werden konnte, weisen nur eine relativ begrenzte Wärmespeicherkapazität auf, so dass eine große Menge Schamottesteine verwendet werden m uss, die mit einer großen Masse verbunden ist. Außerdem werden relativ hohe Tem peraturen von ca. 500°C bis 650°C zum Erhitzen (Aufladen) der Wärmespeicher benötigt, die die Handhabung erschweren. Zudem dauert das Aufladen sehr lang und ist zudem sehr ineffizient, da m it m indestens 20% Wärmeverlust verbunden.

Durch die erfindungsgemäße Heizvorrichtung 10 ist die Wärmespeicherung dagegen sehr schnel l und effizient mögl ich. Genauer gesagt sind durch diese hohen Kerntemperaturen Nachtspeicheröfen m indestens ca. 30% weniger effizient i m Vergleich zur erfindungsgem ä ßen Heizvorrichtung 10, die Wärmequalität der Nachtspeicheröfen ist schlechter, da die Umgebungsluft durch bis zu 650°C heiße Speicherelemente geleitet wird und dabei Staub verschwelt wird, was auch zu schwarzen Wänden führt, und solche Nachtspeicheröfen weisen sehr große Volumen auf, während die erfindungsgemäße Heizvorrichtung 10 bei gleicher Leistung ein etwa 30% geringeres Volumen benötigt. Dies liegt daran, dass mit der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 10 ein wesentlich geringeres Temperaturniveau von ca. 200°C verwendet wird, wodurch auch wesentl ich weniger Wärmeisol ierung erforderlich ist.

Außerdem ist die erfindungsgemäße Heizvorrichtung 10 als Plug -and-Play-Gerät direkt für den Verbraucher nutzbar, während ein Nachtspeicherofen im mer von einem Fachmann aufgebaut werden m uss. Daher weist die erfindungsgemäße Heizvorrichtung 10 insgesamt gegenüber einem vergleichenbaren Nachtspeicherofen einen Preisvorteil von etwa 25% bis 50% auf. Anstelle der getrennten Ausbildung von Luftspalt 55 und Öffnung 58 durch das bewegliche Verschl ussblech 44 und die Schieber 46, 46a an dem Verschlussblech 44 könnte auch eine einzel ne verschl ießbare Öffnung (nicht gezeigt) über die komplette Breite B und Tiefe T des Raumes 32 vorgesehen sein, beispielsweise indem an der unteren Trägerplatte 42a auch eine Klappe 40 wie an der oberen Trägerplatte 38a vorgesehen ist.

In Fig. 8 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Verwendung des erfindungsgemäßen Latentwärmespeichermate rials bzw. der erfindungsgemäßen Wärm e speichermittel 56 gezeigt.

Es ist zu erkennen, dass ein Kam in 100 in üblicher Art und Weise mit einer Feuerstätte 102, die durch eine Klappe 104 verschl ießbar ist, einem Abl uftrohr 106 (führt bis zu einem Schornstein, nicht gezeigt), das von einer Isol ierung 108 umgeben ist, und einem äußeren Gehäuse 110 besteht.

Zusätzl ich weist dieser Kam in 100 im Bereich seines Abluftrohrs 106 und rings um die Feuerstätte 102 einen Ringraum 112 auf, der zur Isol ierung 108 hin von mehreren ringför mig angeordneten Wärmespeichermitteln 56 umgeben ist.

Der Ringraum 112 ist mit einem Luftleitungskanal 114 verbunden, der einen Lufteinlass 116 und einen Luftauslass 118 besitzt, wobei im Lufteinlass 116 ein Lüfter 120 besteht, der mit einer Steuerung (nicht gezeigt) gekoppelt ist, die wiederum die Temperatur des Abl uftrohrs 106 mittels eines Tem peratursensors (nicht gezeigt) bestimmt und den Lüfter 120 entspr e chend steuert.

Die heiße Abluft aus der Feuerstätte 102 wird durch das Abluftroh r 106 ins Freie (nicht gezeigt) eines Aufstell ungsortes 122 des Kamins 100 abgeleitet, wobei normalerweise ein wesentlicher Teil der erzeugten Verbrennungswärme verloren geht.

Bei dem erfindungsgemäßen Kamin 100 wird nun diese Wärme dadurch nutzbar gemach t, dass diese Wärme zumindest teilweise in den Wärmespeichermitteln 56 gespeichert und bei Bedarf wieder in den den Kam in 100 umgebenden Raum 122 abgegeben wird durch den Luftauslass 118. Die Wärmeabgabe kann dabei passiv al lein durch Konvektion zwischen Lufteinlass 116 und Luftauslass 118 erfolgen. Alternativ könnte aber zur Bereitstell ung einer Boost -Funktion auch der Lüfter 120 zugeschaltet werden, der ggf. über die Abnahme eines Raumtemper a turwertes von der Steuerung angesteuert wird.

Für den Fal l, dass die Temperatur des Abluftrohres 106 zu groß ist und dadurch eine Beschädigung des Latentwärmespeichermaterials in den Wärmespeichermitteln 56 droht, wird der Lüfter 120 durch die Steuerung zugeschaltet, um den Wärmeeintrag in die Wärm e speichermittel 56 durch Zufuhr kalter Luft in den Ringraum 112 zu drosseln. Die Wärm e speichermittel 56 wirken dabei wiederum sel bst als thermischer Isolator und unterstützen somit die Funktion der Isol ierung 108, so dass der erfindungsgemäße Kamin 100 eine hohe Effizienz aufweist.

Zusätzl ich könnten auch noch Klappen in Lufteinlass 116 und/oder Luftauslass 118 best e hen, die ggf. ebenfalls über die Steuerung betrieben werden, um die Luftströmung in dem Ringraum 112 gezielt einzustellen.

Dabei kann wiederum sowohl das erfin dungsgemäße Wärmespeichermittel 56 m it den unterschiedlichen Bereichen 74, 76 verwendet werden als auch das erfindungsgemäße Latentwärmespeichermaterial, es könnte aber auch gar keine dieser erfindungsgemäßen Lösungen oder nur eine davon verwendet werden.

In den Fig. 9 und 10 ist eine zweite bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 200 in zwei Schnittansichten gezeigt. Dabei zeigt Fig. 9 einen Schnitt in einer horizontalen Ebene durch die Heizvorrichtung 200 und Fig. 10 zeigt einen Sc hnitt parallel zur Schmalseite 202 der Heizvorrichtung 200. Im Folgenden wird dabei nur auf die Unterschiede zur Heizvorrichtung 10 eingegangen.

Es ist zu erkennen, dass sich diese Heizvorrichtung 200 von der Heizvorrichtung 10 nach der ersten bevorzugten Ausgestaltung im Wesentl ichen dadurch unterscheidet, dass hier die Wärmespeicherm ittel 204 rings um das Heizm ittel 206, das als Flächenheizelement 206 ausgebildet ist, so beabstandet angeordnet sind, dass sich nicht nur zwischen den Wärm e speichermitteln 204 und einer diese umgebende Wärmeisol ierung 208, sondern auch zwischen den Wärmespeicherm ittel n 204 sel bst ein m it Luft gefül lter Raum 210 ergibt. Die Wärmespeichermittel 204 sind als Quader mit quadratischem Querschnitt ausgebildet und die H ül le besteht aus einer speziellen Alum inium -Legierung, wobei die Wärmespe i chermittel dicht verschlossen sind. Das Latentwärmespeichermaterial ist reines Pe ntaeryth rit.

Die Wärmeisolierung 208 ist beispielsweise aus formstabilen anorganischen Platten ausgebildet. Diese Platten 208 sind nicht brennbar, wobei auch ein zusätzl icher Schutz vor Feuchtigkeit vorgesehen werden kann.

Da die äußeren Wärmespeicherelemente 204a direkt an der Wärmeisolierung 208a anli e- gen, verläuft der Raum 210 gebogen von einer Lufteintrittssei te 212 zu einer Luftaus trittsseite 214, wobei an der Oberseite 215 der Heizvorrichtung 200 eine Luftumlenkung 216 besteht, die die beiden senkrecht verlaufenden und als Strömungsbereiche wirkenden Raum bereiche 210a, 210b miteinander verbindet.

Zusätzl ich bestehen ein Lüfter 218, der Umgebungsluft durch die Lufteintrittsseite 212 in den Raum 210 leitet und an der Luftaustrittsseite 214 wieder ausleitet, sowie wahlweise eine Wandhalterung 220 oder höhenverstell bare Füße 222 für eine Fußbodenaufstell ung, wobei die Füße auch mit Rollen (nicht gezeigt) versehen sein können.

Außerdem bestehen Verschl ussklappen (nicht gezeigt) für die Lufteintrittsseite 212 und die Luftaustrittsseite 214, die wahlweise geöffnet oder geschlossen werden können, so dass der Raum 210 gegenüber der Umgebung 226 ganz oder teilweise abgeschlossen werden kann,

Die Steuerung der Heizvorrichtung 200 erfolgt über eine intell igente Reglerfunktion (nicht gezeigt), die beispielsweise im seitlichen und wärmegeschützten Bereich 224 der Heizvo r richtung 200 angeordnet ist.

Die Wärmespeichermittel 204 l iegen direkt in Wärme leitendem Kontakt an dem Fläche n heizelement 206 an. Dazu können die Wärmespeicherm ittel 204 beispielsweise mittels einer Federung zwischen Wärmeisolierung 208 und Wärmespeicherm itteln 204 auf das Flächenheizelement 206 vorgespannt sein, wodurch ein dauerhaftes Aneinanderpressen erfolgt. Alternativ oder zusätzlich können auch Streben (nicht gezeigt) bestehen, die an dem Flächenheizelement 206 befestigt sind und die die jeweiligen Wärmespeichermitteln 204 umfassen.

Durch die direkte Wärmeübertragung des Flächenheizelements 206 in die aus Al uminium gefertigten Wärmespeicherm ittel 204 wird eine schnelle und effektive Form der Wärmele i tung bewirkt. Das Latentwärmespeichermaterial hemm t jedoch aufgrund der schlechteren Wärmeleitfähigkeit im Gegensatz zum Al uminium den Wärmeeintrag in die Wärmespe i chermittel 204 hinein. Dies könnte durch entsprechende Wärmeleitm ittel (nicht gezeigt) im Inneren der Wärmespeichermittel 204 befördert werden .

Die zulässigen Tem peraturen, welche beispielsweise über eine Tem peraturüberwachung m it Abschaltung der Leistungsaufnahme überwacht und geregelt werden, l iegen bei 210°C. Eine Speicherung der eingetragenen Wärme ist som it über mehrere Stunden nach Erre ichen der nötigen Temperatur mögl ich. Dabei wird nicht nur die materialspezifische Wärme sondern auch die latente Wärme gespeichert. Der Vorteil einer latenten Wärmespeich erung liegt in einem anhaltenden konstanten Temperaturfeld. Diese Eigenschaft wird für eine längere Wärmespeicherung genutzt.

Zur Entladung der Heizvorrichtung 200 wird der Lüfter 218 genutzt. Dieser befördert die Luftmassen durch einen definierten Strömungskanal (212, 210a, 216, 210b, 214) vorbei an den beladenen Wärmespeichermittel 204 u nd realisiert den Wärmeaustrag in die Umge bung 226. Die Möglichkeit eines direkten Heizbetriebes könnte über ein zusätzliches Heizm ittel 228 oder dgl . ermögl icht werden oder auch direkt über das bereits vorhandene Flächenheizelement 206 umgesetzt werden.

Bevorzugt werden nun je nach Bedarf wieder einer der folgenden Betriebsmodi eingesetzt: a) kein Betrieb des Heizmittels 206 und kein Betrieb des Lüfters 218, wobei die Ve r schlussklappen für die Lufteintrittsseite 212 und die Luftaustrittsseite 214 geöffnet sind; b) kein Betrieb des Heizmittels 206 bei Betrieb des Lüfters 218, der Umgebungsluft ansaugt, durch den Raum 210 leitet und in die Umgebung 226 abgibt, wobei die Ve rschluss klappen für die Lufteintrittsseite 212 und die Luftaustrittsseite 214 geöffnet sind;

c) Betrieb des Heizmittels 206 m it gleichzeitigem Betrieb des Lüfters 218, der Umg e bungsluft ansaugt, durch den Raum 210 leitet und in die Umgebung 226 abgibt, wobei die Wärmespeicherm ittel 204, 204a nicht mit latenter Wärme aufgeladen sind, wobei die Verschl ussklappen für die Lufteintrittsseite 212 und die Luftaustrittsseite 214 geöffnet sind; d) Betrieb des Heizmittels 206 m it gleichzeitigem Betrieb des Lüfters 218, der Umg e bungsluft ansaugt, durch den Raum 210 leitet und in die Umgebung 226 abgibt, wobei die Wärmespeicherm ittel 204, 204a mit latenter Wärme aufgeladen sind, wobei die Ve rschluss klappen für die Lufteintrittsseite 212 und die Luftaustrittsseite 214 geöffnet sind;

e) Betrieb des Heizmittels 206 ohne Betrieb des Lüfters 218; und

f) kein Betrieb des Heizmittels 206 und kein Betrieb des Lüfters 218, wobei die Ve r schlussklappen für die Lufteintrittsseite 212 und die Luftaustrittsseite 214 geschlossen sind.

Fall a) ist der normale Speicherheizmodus, bei dem die Wärme langsam, bevorzugt unte r stützt durch einen Kam ineffekt in dem Raum 210 sel bst, den Wärmespeichermitteln 204, 204a entzogen und an die Umgebung 226 abgegeben wird. Dabei wird die geringste Hei z leistung bereitgestellt.

Fall b) ist der unterstützte Speicherheizmodus („Boost-Modus"), bei dem die Wärme besonders schnell den Wärmespeicherm ittel n 204, 204a entzogen und an die Umgebung 226 abgegeben wird. Dabei wird eine höhere Heizleistung als in Fall a) bereitgestellt.

Fall c) ist der normale Heizmodus, insbesondere Elektroheizmodus. Dabei wird eine höhere Heizleistung als in Fall b) bereitgestellt

Fall d) ist der unterstütze Heizmodus („Turbo -Boost-Modus"), bei dem sowohl durch die Wärmespeicherm ittel 204, 204a als auch durch die Heizmittel 206 Wärme bereitgestel lt und in die Umgebu ng 226 abgegeben wird, so dass die Wärmeleistung insgesamt etwa verdo p pelt werden kann.

Fall e) ist der Wärmeauflademodus, bei dem die Wärmespeicherm ittel 204, 204a aufgel a den werden. I n diesem Fall sind die Verschlussklappen für die Lufteintrittsseite 212 und die Luftaustrittsseite 214 geschlossen, so dass möglichst keine durch die Heizmittel 206 zugeführte Wärme in die Umgebung 226 abgegeben wird, wodurch die Wärmeverluste minimiert werden. Wenn die Verschl ussklappen für die Lufteintrittsseite 212 und die Luftaustrittsseite 214 dagegen geöffnet sind, kann eine langsame Erwärm ung der Umge bung 226 vorgenom men werden. Fall f) schließlich ist der Ruhezustand der Heizvorrichtung 200, in dem diese ausgeschaltet sein kann, so dass weder Wärme entnommen wird noc h Wärme zugeführt wird.

Aus der vorstehenden Darstel lung ist deutl ich geworden, dass mit der vorliegenden Erfi n dung eine Heizvorrichtung 10, 200 bereitgestellt wird, mit der Leistungsspitzen in einem Stromnetz effizient beseitigt werden können und/oder di e Heizkosten gesenkt werden können. Außerdem kann ein gezieltes Lastmangement betrieben werden und ein Boost - Modus ist möglich. Außerdem wird auch eine Heizvorrichtung 100 bereitgestel lt, mit der Abwärme gezielt weiterverwendet wird zur Heizung, so dass di e Heizvorrichtung 100 eine hohe Effizienz aufweist. Dabei unterl iegen die Wärmespeichermittel 56, 56', 204 nicht der Gefahr von Verformungen oder Aufplatzungen. Das dabei verwendete PCM ist zykle nstabil und die Heizvorrichtung 10, 100, 200 ist einfach und platzsparen aufgebaut und koste n günstig herstell bar.

Soweit nichts anders angegeben ist, können sämtliche Merkmale der vorliegenden Erfi n dung frei miteinander kom biniert werden. Auch die in der Figurenbeschreibung beschri ebe nen Merkmale können, soweit nichts anderes angegeben ist, als Merkmale der Erfindung frei mit den übrigen Merkmalen kombiniert werden. Eine Beschränkung einzelner Merkm ale eines Ausführungsbeispiels auf die Kom bination mit al len anderen Merkmalen dieses Ausführungsbeispiels ist dabei au sdrückl ich nicht vorgesehen, sondern es können auch nur einige Merkmale miteinander kom biniert werden und es können auch einige oder Merkm a le unterschiedlicher Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. Außerdem können gegenständliche Merkmale umformul iert auch als Verfahrensmerkmale Verwe n dung finden und Verfahrensmerkmale umformuliert als gegenständliche Merkmale. Eine solche U mform ulierung ist somit automatisch mit offenbart. Bezugszeichenliste

10 erfindungsgemäße Heizvorrichtung

12 quaderförm iges Gehäuse

14 Stirnwand

16 Bedieneinheit

18 Abdeckung

20 Boden

22 im Gehäuse befindl iches Gestel l

24 Heizblock, umfassend Wärmespeichermittel 56, 56' und Heizmittel 60

26 thermische Isolierung

26' thermische Isolierung

27 Trägerplatte der thermischen Isol ierung 26

28 erster Luftleitungsraum

30 zweiter Luftleitungsraum

31 Lüftungsgitter im Gehäuse 12

32 im Heizblock 24 bestehender Raum

34 Lüfter

36 Umgebung der Heizvorrichtung 10

38 Oberseite des Heizblocks 24

38a Trägerplatte für Isolierung 26

40 Verschlussm ittel für den Raum 32, Klappe an Trägerplatte 38a 42 Unterseite des Heizblocks 24

42a Trägerplatte für Isolierung 26

44 Verschlussm ittel für Raum 32, Verschl ussblech

46, 46a Verschlussm ittel für Raum 32, Schieber an Verschl ussblech 44 48, 50 Antriebe für Verschlussmittel

52a, 52b Gestänge

53a, 53b Gestängeäste der Gestängeteile 52b, 54b

54a, 54b Gestänge

55 Luftspalt zwischen Trägerplatte 46a und Verschl ussblech 47

56, 56' Latentwärmespeicherelemente, Wärmespeichermittel

58 effektive Zul uftöffnung des Raumes 32 in Verschl ussplatte 44

59, 59a Exzenterscheiben der Antriebe 48, 50 60 Heizmittel, Widerstandsheizelement

62 Um lenkungen des Heizm ittels 60

64 Abstandshalter

66 Wärmeleitungsm ittel, Wärmeleitrippen des ersten Bereichs 74

68 zum Raum 32 weisende Seitenfläche des Wärmespeichermittels 56, 56'

70 I nnere des Wärmespeichermittels 56, 56'

71 Tem peraturfühler

72 Gehäuse des Latentwärmespeicherelements 56

74 erster Bereich des Gehäuses 72, Al uminium

76 zweiter Bereich des Gehäuses 72, Edelstahl

78 Falz

100 Kamin

102 Feuerstätte

104 Klappe

106 Abluftrohr

108 thermische Isolierung

110 äußeres Gehäuse

112 Ringraum

114 Luftleitungskanal

116 Lufteinlass

118 Luftauslass

120 Lüfter

122 den Kamin 100 umgebender Raum

200 zweite bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizvorric h tung

202 Schmalseite der Heizvorrichtung 200

204, 204a Wärmespeichermittel

206 Heizmittel, Flächenheizelement

208, 208a Wärmeisolierung

210, 210a, 210b Raum

212 Lufteintrittsseite

214 Luftaustrittsseite

215 Oberseite der Heizvorrichtung 200

216 Luftum lenkung 218 Lüfter

220 Wandhalterung

222 höhenverstel lbare Füße

224 wärmegeschützter Bereich der Heizvorrichtung 200

226 Umgebung der Heizvorrichtung 200

228 Heizmittel

b Breite der Latentwärmespeicherelemente 56, 56'

B Breite des Raumes 32

E horizontale Schnittebene durch den Heizblock 24

h Höhe der Latentwärmespeicherelemente 56, 56', Höhe des Raumes L Längserstreckung

t Tiefe der Latentwärmespeicherelemente 56, 56'

T Tiefe des Raumes 32