AT414272B - LAYERS MEMORY - Google Patents

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AT414272B AT0117299A AT117299A AT414272B AT 414272 B AT414272 B AT 414272B AT 0117299 A AT0117299 A AT 0117299A AT 117299 A AT117299 A AT 117299A AT 414272 B AT414272 B AT 414272B
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Description

22

AT 414 272 BAT 414 272 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schichtenspeicher gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a layer memory according to the preamble of claim 1.

Bei bekannten derartigen Schichtenspeichern sind zur Erfassung der Temperatur des Brauch-5 wassers zwei Temperaturfühler vorgesehen sind.In known stratified storage tanks, two temperature sensors are provided for detecting the temperature of the domestic water.

Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß für mindestens zwei Temperaturfühler eine entsprechende Durchführung durch die Wand des Schichtenspeichers hergestellt werden muß, die überdies auch als Wärmebrücke durch die Isolierung des Speicherbehälters hindurch wirkt. 10However, there is the disadvantage that for at least two temperature sensors a corresponding passage through the wall of the stratified storage must be made, which also acts as a thermal bridge through the insulation of the storage tank through. 10

Aus der DE 197 05 041 ist ein Schichtenspeicher in Form eines Mäanders bekannt. Die AT 403 414 befaßt sich mit der Regelung eines Kessels, der aufgrund seines großen Wasservolumens Ähnlichkeiten zu einem Warmwasserspeicher aufweist. Die AT 399 390 beschreibt ein Verfahren zum Aufheizen eines Verbrauches, wobei dieser auch ein Speicher sein kann. 15 Aus der DE 28 51 212 sind Vorlauftemperaturfühler, die bei Speicherladung oft Verwendung finden, bekannt. Aus der US 4 347 972 sind Thermostatventile, die bei Speicherladung oft Verwendung finden, bekannt. Die GB 2 148 552 gibt Hinweise zur Regelung einer Heizungsanlage. Aus der US 4 347 972 sind Temperaturfühler und deren Einsatz bei Warmwasseranlagen bekannt. Die genannten Entgegenhaltungen beinhalten zwar vielfältige Informationen zur 20 Warmwasserbereitung, doch sind die bekannten Vorrichtungen zur Warmwasserspeichererwärmung stets relativ aufwändig.From DE 197 05 041 a stratified storage in the form of a meander is known. The AT 403 414 is concerned with the control of a boiler, which has similarities to a hot water tank due to its large volume of water. AT 399 390 describes a method for heating a consumption, which may also be a memory. From DE 28 51 212 flow temperature sensor, which are often used in storage charge, known. From US 4 347 972 thermostatic valves, which are often used in storage charge known. GB 2 148 552 gives information on the regulation of a heating system. From US 4 347 972 temperature sensors and their use in hot water systems are known. Although the cited citations contain a variety of information about 20 hot water, but the known devices for hot water storage heating are always relatively expensive.

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen Schichtenspeicher der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich durch einen einfachen 25 Aufbau auszeichnet.The aim of the invention is to avoid the disadvantages of the prior art and to propose a layer memory of the type mentioned, which is characterized by a simple structure.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Schichtenspeicher der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht. 30 Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen erübrigt sich eine separate Durchführung für den zur Erfassung der Temperatur des Brauchwassers vorgesehenen Temperaturfühler. Von der Temperatur des Warmwasserzulaufs läßt sich sehr genau auf die Temperatur des in der obersten Schicht des Speicherbehälters befindlichen Brauchwassers schließen. 35 Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich die Möglichkeit eine weitere Durchführung für einen Temperaturfühler einzusparen und damit auch weitere Wärmeverluste zu vermeiden. Dabei ist auch beim vorgeschlagenen Einbauort des Temperaturfühlers eine weitgehend genaue Erfassung der Temperatur der kühlsten Schicht des Schichtenspeichers möglich. 40 Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil, dass der Durchfluß durch die Wärmequelle auf einfache Weise in Abhängigkeit von der Temperatur des im Warmwasserzulauf befindlichen Wassers geregelt und dadurch eine konstante Temperatur des Warmwasserzulaufs sichergestellt wird. Dabei ist praktisch ein Temperaturfühler in eine Steuerung integriert. 45 Durch die Merkmale des Anspruches 4 ergibt sich der Vorteil, dass nur wenige Durchführungen durch den Speicherbehälter erforderlich sind und daher auch der Wärmeabfluß aus dem Speicherbehälter minimiert ist. Außerdem ergibt sich auch ein einfacherer Aufbau des Schichtenspeichers. so Der erfindungsgemäße Schichtenspeicher kann auch in einem Verfahren zum Aufladen eines Schichtenspeichers eingesetzt werden. Bei einem Verfahren zum Aufladen eines Schichtenspeichers nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zur Aufladung aus dessen untersten Bereich kühles Wasser entnommen, erwärmt und dem obersten Bereich des Schichtenspeichers wieder zugeführt wird, wobei bei der Entnahme von warmem Wasser in den untersten Bereich des Schich-55 tenspeichers kaltes Wasser zugeführt wird, wird die Aufladung beendet, sobald dem obersten 3This is achieved according to the invention in a layer memory of the type mentioned by the characterizing features of claim 1. 30 Due to the proposed measures, a separate implementation is unnecessary for the intended for the detection of the temperature of the service water temperature sensor. From the temperature of the hot water supply can be very close to the temperature of the located in the uppermost layer of the storage tank process water. Due to the features of claim 2, there is the possibility to save another implementation for a temperature sensor and thus to avoid further heat losses. In this case, a largely accurate detection of the temperature of the coolest layer of the stratified storage tank is also possible in the proposed installation location of the temperature sensor. Due to the features of claim 3, there is the advantage that the flow rate controlled by the heat source in a simple manner depending on the temperature of the water in the hot water inlet and thereby ensures a constant temperature of the hot water inlet. Practically a temperature sensor is integrated in a control. Due to the features of claim 4, there is the advantage that only a few passages through the storage container are required and therefore the heat flow from the storage container is minimized. In addition, there is also a simpler structure of the stratified storage. Thus, the stratified storage according to the invention can also be used in a method for charging a stratified storage. In a method for charging a stratified storage device according to claim 1 or 2, in which, for charging from the lowermost region, cool water is withdrawn, heated and returned to the uppermost region of the stratified reservoir, wherein when warm water is withdrawn into the lowermost region of the stratified reservoir. 55 accumulator cold water is supplied, the charging is terminated as soon as the top 3

AT 414 272 BAT 414 272 B

Bereich des Schichtenspeichers Wasser mit einer bestimmten Solltemperatur zugeführt wird.Area of the stratified storage water is supplied to a certain target temperature.

Optional kann bei einem Verfahren zum Aufladen eines Schichtenspeichers nach Anspruch 1, bei dem zur Aufladung aus dessen untersten Bereich kühles Wasser entnommen, erwärmt und 5 dem obersten Bereich des Schichtenspeichers wieder zugeführt wird, wobei bei der Entnahme von warmem Wasser in den untersten Bereich des Schichtenspeichers kaltes Wasser zugeführt wird, stets Wasser mit einer vorgegebenen Solltemperatur zugeführt wird und die Aufladung beendet wird, sobald im untersten Bereich des Schichtenspeichers eine bestimmte Temperatur erreicht ist. Bei Vorliegen einer Wärmeanforderung zur Erwärmung des kühlen Wassers wird io eine im wesentlichen konstante Wärmeleistung bereitgestellt und der Durchsatz des kühlen Wassers geregelt. Das kühle Wasser wird intermittierend durch die in Betrieb befindliche Wärmequelle geleitet, wobei der Durchsatz für eine bestimmte Zeit auf Null reduziert wird, wenn die Temperatur im des erwärmten Wassers für eine bestimmte Zeit, z.B. 1 sec, einen vorgegeben Sollwert unterschreitet. Die Dauer der Unterbrechung des Durchsatzes wird indirekt zur Tempe-15 ratur des kühlen Wassers, bzw. zur Temperaturdifferenz zwischen dieser und der Solltemperatur festgelegt. Der Durchsatz wird bei steigender Temperatur des erwärmten Wassers durch die Wärmequelle, gegebenenfalls stufig, erhöht. Die Temperatur im untersten Bereich des Schichtenspeichers wird aus der Temperatur im Warmwasserzulauf und der momentanen Leistung der Wärmequelle und dem momentanen Durchsatz durch diese errechnet. Bei maximalen Durch-20 satz durch die Wärmequelle (6) wird deren durchschnittliche Leistung in Abhängigkeit von der im Warmwasserzulauf (8) herrschenden Temperatur reduziert. Die Wärmequelle wird mit einer vorgegebenen Hysterse um den Sollwert der Temperatur im Warmwasserzulauf intermittierend betrieben. Die Leistung der Wämequelle wird in Abhängigkeit von der Temperatur im Warmwasserzulauf moduliert. 25Optionally, in a method for charging a stratified reservoir according to claim 1, in which for charging from the lowermost region of which cool water is withdrawn, heated and returned to the uppermost region of the stratified reservoir, with removal of warm water into the lowermost region of the stratified reservoir is supplied with cold water, water is always supplied with a predetermined set temperature and the charging is terminated as soon as a certain temperature is reached in the lowermost region of the stratified storage. In the presence of a heat request for heating the cool water io a substantially constant heat output is provided and regulated the flow rate of the cool water. The cool water is passed intermittently through the operating heat source, the flow rate being reduced to zero for a certain time when the temperature in the heated water is for a certain time, e.g. 1 sec, a predetermined setpoint falls below. The duration of the interruption of the flow rate is determined indirectly to the temperature of the cool water or to the temperature difference between it and the setpoint temperature. The throughput is increased with increasing temperature of the heated water by the heat source, optionally in stages. The temperature in the lowest part of the stratified storage tank is calculated from the temperature in the hot water supply and the instantaneous power of the heat source and the instantaneous flow rate through it. At a maximum rate through the heat source (6), its average power is reduced as a function of the temperature prevailing in the hot water inlet (8). The heat source is operated intermittently with a predetermined hysteresis around the setpoint of the temperature in the hot water supply. The power of the heat source is modulated as a function of the temperature in the hot water supply. 25

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Schichtenspeicher.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. 1 and 2 show two different embodiments of layered storage according to the invention.

Ein erfindungsgemäßer Schichtenspeicher 1 weist einen Speicherbehälter 18 auf, aus dessen 30 untersten Bereich ein Kaltwasserabzug 4 nach oben wegführt. Weiters mündet ein Warmwasserzulauf 8 in den obersten Bereich des Speicherbehälters 18.A stratified storage device 1 according to the invention has a storage container 18 from whose lowermost region a cold water withdrawal 4 leads upwards. Furthermore, a hot water inlet 8 opens into the uppermost region of the storage container 18th

Dabei ist in dem Kaltwasserzulauf 4 eine Umwälzpumpe 5 eingebaut, wobei der Kaltwasserzulauf 4 über einen von einem Brenner 6 beaufschlagten Wärmetauscher 7 mit dem Warmwas-35 serzulauf 8 verbunden. Dieser Brenner 6 ist über eine Gasleitung 17 und ein Gasventil 19 mit Gas versorgbar.In this case, a circulating pump 5 is installed in the cold water inlet 4, wherein the cold water inlet 4 connected via a pressurized by a burner 6 heat exchanger 7 with the Warmwas 35 serzulauf 8. This burner 6 is supplied via a gas line 17 and a gas valve 19 with gas.

Im Warmwasserzulauf 8 ist ein Temperaturfühler 11 angeordnet, der über eine Signalleitung 20 mit einer Steuerung 10 verbunden ist. Weiters ist im Mittelbereich des Speicherbehälters 18 ein 40 Temperaturfühler 12 angeordnet, der über eine Signalleitung 21 mit der Steuerung 10 verbunden ist, wobei im untersten Bereich des Speicherbehälters 18 ein weiterer Temperaturfühler 13 angeordnet ist, der über eine Signalleitung 22 mit der Steuerung 10 verbunden ist.In the hot water inlet 8, a temperature sensor 11 is arranged, which is connected via a signal line 20 to a controller 10. Furthermore, a 40 temperature sensor 12 is arranged in the central region of the storage container 18, which is connected via a signal line 21 to the controller 10, wherein in the lowermost region of the storage container 18, a further temperature sensor 13 is arranged, which is connected via a signal line 22 to the controller 10 ,

Die Steuerung 10 ist über eine Steuerleitung 23 mit der Pumpe 5 und über eine Steuerleitung 45 24 mit dem Gasventil 19 verbunden.The controller 10 is connected via a control line 23 to the pump 5 and via a control line 45 24 to the gas valve 19.

Weiters ist ein Kaltwasserzulauf 2 vorgesehen, der bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 in den untersten Bereich des Speicherbehälters 18 mündet und bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 mit dem Kaltwasserabzug 4 zwischen der Umwälzpumpe 5 und dem Speicherbehälter 18 so verbunden ist. Außerdem ist eine Brauchwasserleitung 3 vorgesehen, die bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 aus dem obersten Bereich des Speicherbehälters 18 wegführt und bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 mit dem Warmwasserzulauf 8 verbunden ist.Furthermore, a cold water inlet 2 is provided, which opens in the embodiment of FIG. 1 in the lowermost region of the storage container 18 and in the embodiment of FIG. 2 with the cold water outlet 4 between the circulation pump 5 and the storage container 18 is connected. In addition, a service water line 3 is provided, which leads away in the embodiment of FIG. 1 from the uppermost region of the storage container 18 and is connected in the embodiment of FIG. 2 with the hot water inlet 8.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 ist an dem Kaltwasserabzug 4 zwischen der Pumpe 5 55 und dem Wärmetauscher 7 eine Abzweigleitung 15 angeschlossen, in der ein Absperrventil 16In the embodiment according to FIG. 1, a branch line 15 is connected to the cold water outlet 4 between the pump 5 55 and the heat exchanger 7, in which a shut-off valve 16

Claims (5)

4 AT 414 272 B angeordnet ist und die zur Entleerung des Speicherbehälters 18 bei Wartungsarbeiten dient. Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist im Warmwasserzulauf 8 zwischen dem Anschluß der Brauchwasserleitung 3 und dem Speicherbehälter 18 ein Absperrventil 14 angeordnet. Dieses ermöglicht in Verbindung mit einem im Kaltwasserzulauf 2 angeordneten, nicht dargestellten Absperrventil eine Entleerung des Speicherbehälters 18. Sobald im Bereich des Temperaturfühlers 12 die Temperatur unter einen bestimmten Wert sinkt startet die Steuerung 10 den Brenner 6 und die Umwälzpumpe 5. Dadurch wird kühles Wasser über den Kaltwasserabzug 4 abgezogen und durch den Wärmetauscher 7 geleitet und so erwärmt und anschließend in den obersten Bereich des Speicherbehälters 18 über den Warmwasserzulauf 8 eingeleitet. Bei einer Zapfung über die Brauchwasserleitung 3 strömt kaltes Wasser über den Kaltwasserzulauf 2 zu. Die Abschaltung des Brenners 6 und der Pumpe 5 erfolgt sobald, je nach dem angewandten Verfahren entweder nachdem die Temperatur im Bereich des Warmwasserzulaufs 8 einen bestimmten Wert erreicht hat oder bis die Temperatur im untersten Bereich des Speicherbehälters 18 einen bestimmten Wert erreicht hat. Falls die Temperatur im Bereich des Warmwasserzulaufs 8 bei der Aufladung des Speicherbehälters 18 konstant gehalten wird, so wird entweder die Drehzahl der Pumpe 5 gesteuert oder diese wird intermittierend betrieben, wobei die Pumpe 5 eingeschaltet wird, sobald die Temperatur den oberen Wert einer um einen Sollwert schwankenden Hysterese erreicht hat. Ausgeschaltet wird die Pumpe, wenn die Temperatur unter den unteren Wert des Hysteresebereichs abgesunken ist. Weiters kann die Steuerung auch dafür sorgen, daß die Pumpe 5 in Abhängigkeit von der Temperatur im Warmwasserzulauf 8 in ihrer Förderleistung geregelt wird. Weiters kann auch die Förderleistung der Pumpe 5 konstant gehalten werden und die durchschnittliche Leistung des Brenners 6 geregelt werden, um die Temperatur im Bereich des Warmwasserzulaufs 8 konstant zu halten. Dabei kann der Brenner 6 entweder intermittierend betrieben werden, oder aber auch modulierend. Patentansprüche: 1. Schichtenspeicher mit einem Speicherbehälter (18), mit einem Kaltwasserzulauf (2), einem aus dem untersten Bereich wegführenden Kaltwasserabzug (4), der über eine Wärmequelle (6) und eine Umwälzpumpe (5) mit einem in den obersten Bereich des Speicherbehälters (18) mündenden Warmwasserzulauf (8) verbunden ist und mit einer mit dem obersten Bereich des Speicherbehälters (18) in Verbindung stehenden Brauchwasserleitung (3), wobei im mittleren Bereich des Speicherbehälters (18) ein Temperaturfühler (12) und mindestens ein weiterer Temperaturfühler (11) zur Erfassung der Temperatur des Brauchwassers vorgesehen sind, von denen zumindest der im mittleren Bereich des Speicherbehälters (18) angeordnete Temperaturfühler (12) mit einer die Wärmequelle (6) und die Umwälzpumpe (5) beeinflussenden Steuerungseinrichtung (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass wie an sich bekannt die Wärmequelle (6) als ein direkt von einem Brenner (6) beheizter Wärmetauscher (7) ausgebildet ist und in Reihenschaltung mit der Umwälzpumpe (5) an den Kaltwasserabzug (4) und den Warmwasserzulauf (8) angeschaltet ist.4 AT 414 272 B is arranged and which serves for emptying the storage container 18 during maintenance. In the embodiment according to FIG. 2, a shut-off valve 14 is arranged in the hot water inlet 8 between the connection of the service water pipe 3 and the storage container 18. This allows in conjunction with a shut-off valve, not shown, arranged in the cold water inlet 2 emptying of the storage container 18. Once in the region of the temperature sensor 12, the temperature drops below a certain value, the controller 10 starts the burner 6 and the circulation pump 5. This is cool water over withdrawn the cold water outlet 4 and passed through the heat exchanger 7 and so heated and then introduced into the uppermost region of the storage container 18 via the hot water inlet 8. In a tap on the service water pipe 3 cold water flows through the cold water inlet 2. The shutdown of the burner 6 and the pump 5 takes place as soon as possible, depending on the method used either after the temperature in the region of the hot water inlet 8 has reached a certain value or until the temperature in the lowermost region of the storage container 18 has reached a certain value. If the temperature is kept constant in the region of the hot water inlet 8 during the charging of the storage container 18, either the speed of the pump 5 is controlled or this is operated intermittently, the pump 5 is turned on when the temperature is the upper value of one to a desired value has reached fluctuating hysteresis. The pump is switched off when the temperature has fallen below the lower value of the hysteresis range. Furthermore, the controller can also ensure that the pump 5 is regulated in function of the temperature in the hot water inlet 8 in their capacity. Furthermore, the capacity of the pump 5 can be kept constant and the average power of the burner 6 are controlled to keep the temperature in the range of the hot water supply 8 constant. In this case, the burner 6 can be operated either intermittently, or modulating. 1. Stratified storage with a storage container (18), with a cold water inlet (2), a leading away from the lowest area cold water outlet (4) via a heat source (6) and a circulation pump (5) with a in the uppermost region of Storage tank (18) opening hot water inlet (8) is connected and connected to the top of the storage tank (18) associated hot water line (3), wherein in the central region of the storage container (18) has a temperature sensor (12) and at least one further temperature sensor (11) are provided for detecting the temperature of the service water, of which at least in the central region of the storage container (18) arranged temperature sensor (12) with a heat source (6) and the circulation pump (5) influencing control device (10) is connected, characterized in that, as is known, the heat source (6) as a directly from a burner (6) heated Wärmetau shear (7) is formed and in series with the circulation pump (5) to the cold water outlet (4) and the hot water inlet (8) is turned on. 2. Schichtenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrich- 5 AT 414 272 B tung (10) mit einem weiterer Temperaturfühler (13) zur Erfassung der Temperatur der kühlsten Schicht des Speicherinhaltes im Kaltwassserabzug (4) verbundener ist.2. Stratified storage according to claim 1, characterized in that the control device is connected to a further temperature sensor (13) for detecting the temperature of the coolest layer of the storage contents in the cold water take-off (4). 3. Schichtenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Warmwasser- 5 zulauf (8) angeordnete Temperaturfühler (11) in Form einer thermostatischen Drossel an gesteuert ist.3. stratified storage tank according to claim 1, characterized in that in the hot water 5 inlet (8) arranged temperature sensor (11) is controlled in the form of a thermostatic throttle. 4. Schichtenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltwasserabzug (4) außerhalb des Schichtenspeichers (1) mit dem Kaltwasserzulauf (4) io und der Warmwasserzulauf (8) mit der Brauchwasserleitung (3) verbunden sind.4. stratified storage according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cold water outlet (4) outside the stratified storage tank (1) with the cold water inlet (4) io and the hot water inlet (8) with the service water pipe (3) are connected. 5. Schichtenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kaltwasserabzug (4) zwischen der Umwälzpumpe (5) und dem Wärmetauscher (7) eine Abzweigleitung (15) angeschlossen ist, in der ein Absperrventil (16) angeordnet ist, 15 das einer Entleerung des Speicherbehälters (18) dient. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 20 25 30 35 40 45 50 555. Stratified storage according to one of claims 1 to 4, characterized in that at the cold water outlet (4) between the circulation pump (5) and the heat exchanger (7) has a branch line (15) is connected, in which a shut-off valve (16) is arranged , 15 which serves for emptying the storage container (18). For this purpose 2 sheets of drawings 20 25 30 35 40 45 50 55
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