DE102007028656A1

DE102007028656A1 - Warmwasserbereiter

Info

Publication number: DE102007028656A1
Application number: DE102007028656A
Authority: DE
Inventors: Werner Hube; Oliver Kreis
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2027-06-22
Also published as: DE102007028656B4; EP2006609A3; EP2006609A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserbereiter mit einem Wärmetauscher (1), dessen Primärkreis mit einer Heizwasser-Vorlaufleitung (3) und einer Heizwasser-Rücklaufleitung (4) verbunden ist, wobei in der Heizwasser-Vorlaufleitung (3) ein von einem Temperaturfühler (5) gesteuertes Mischventil (6) angeordnet ist, dessen Anschluss mit einer Quelle von Wasser verbunden ist, dessen Temperatur unter jener des Heizwasservorlaufs liegt, wobei die Pumpe (7) in der Heizwasser-Vorlaufleitung (3) vorgesehen ist, wobei an dem Sekundärkreis des Wärmetauschers (1) eine Kaltwasser-Zulaufleitung (9) und eine Warmwasser-Ablaufleitung (8) angeschlossen sind und wobei wahlweise der Primärkreis mit mindestens einem Zwischenanschluss (10) versehen ist, welcher als Quelle von Wasser dient, dessen Temperatur unter jener des Heizwasservorlaufs liegt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, insbesondere in Verbindung mit einem Pufferspeicher die Warmwasserbereitung über einen Wärmetauscher zu optimieren. Gekennzeichnet ist der erfindungsgemäße Warmwasserbereiter dadurch, dass in der Warmwasser-Ablaufleitung (8) ein Warmwassermischer (11) angeordnet ist, dessen Anschluss mit einer Quelle von Wasser verbunden ist, dessen Temperatur unter jener der Warmwasser-Ablaufleitung (8) liegt, und dass der Sekundärkreis mit mindestens einem Zwischenanschluss (12) versehen ist, welcher als Quelle von Wasser dient, dessen Temperatur unter jener der Warmwasser-Ablaufleitung (8) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserbereiter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein gattungsgemäßer Warmwasserbereiter ist beispielsweise aus der DE 100 32 714 A1 bekannt. Bei derartigen Warmwasserbereitern ist der Primärkreis des Wärmetauschers an den Heizwasservorlauf und den Heizwasserrücklauf angeschlossen. Dabei ist der Heizwasserrücklauf zusätzlich an ein Mischventil angeschlossen. Dieses dient dazu, eine Überhitzung des Warmwassers zu vermeiden. Im Falle eines zu starken Anstiegs der Warmwasser-Temperatur wird dem Heizwasservorlauf Heizwasserrücklauf-Wasser beigemischt, um die Temperatur des Primärkreises des Wärmetauschers zu vermindern, wobei die Warmwasser-Temperatur meist thermostatisch gesteuert wird.
Üblicherweise ist ein solcher Wärmetauscher an einen Schichtenspeicher zur Pufferung angeschlossen. Dabei ist es wesentlich, dass die Schichtung im Speicher bei der Bereitung des Warmwassers möglichst wenig gestört wird.
Dennoch ergibt sich bei den bekannten Warmwasserbereitern das Problem, dass bei kleinen Warmwasser-Zapfmengen aufgrund einer konstant gehaltenen Pumpenleistung im Heizwasserkreislauf das dem Primärkreis des Wärmetauschers zugeführte Heizwasser nicht tief genug abgekühlt werden kann und dadurch die Schichtung im Pufferspeicher zerstört wird. Bei minimalen Zapfmengen wird die Temperatur des Heizwasserrücklaufs nur minimal unter der gewünschten Brauchwasser-Temperatur liegen, weil das Heizwasser auch nur gering abgekühlt wird. Eine niedrige Temperatur des Rücklaufs zu einem Pufferspeicher ist bei dieser Bauart also nur bei Volllast gewährleistet, in allen Teillastfällen steigt die Temperatur des Rücklaufs zum Speicher bis maximal zur Warmwasseraustrittstemperatur an, wodurch die Schichtung im Speicher gestört wird und der Gesamtwirkungsgrad der Anlage sinkt. Eine optimale Brennwert- oder Solarenergienutzung ist dann nicht möglich.
Aus der WO 2006/032680 A1 ist es bekannt, den Primärkreis mit mindestens einem Zwischenanschluss zu versehen, welcher als Quelle von Wasser dient, dessen Temperatur unter jener des Heizwasservorlaufs liegt. Dadurch wird nur ein Teil des Wärmetauschers für die Regelung mit dem Mischventil herangezogen.
Trotz dieser Maßnahmen können in der Warmwasser-Ablaufleitung aber stark schwankende Warmwassertemperaturen auftreten, welche unkomfortabel sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, insbesondere in Verbindung mit einem Pufferspeicher die Warmwasserbereitung über einen Wärmetauscher zu optimieren.
Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Der Warmwasserbereiter ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Warmwasser-Ablaufleitung ein Warmwassermischer angeordnet ist, dessen Anschluss mit einer Quelle von Wasser verbunden ist, dessen Temperatur unter jener der Warmwasser-Ablaufleitung liegt, und dass der Sekundärkreis mit mindestens einem Zwischenanschluss versehen ist, welcher als Quelle von Wasser dient, dessen Temperatur unter jener der Warmwasser-Ablaufleitung liegt.
Damit wird der Sekundärkreis des Wärmetauschers unterbrochen, so dass der gesamte Volumenstrom des Kaltwassers zunächst im ersten, unteren Teil des Wärmetauschers vorgewärmt wird und erst dann zur Mischung am Warmwassermischer zur Verfügung steht. Dadurch wird die Stellgüte optimiert und parallel dazu wird der Wärmetauscher lastabhängig betrieben, weil der Warmwasser-Volumenstrom im oberen Teil des Wärmetauschers variiert. Es ergeben sich geringere Auswirkungen auf die Warmwassertemperatur am Auslauf durch die Trägheit des Wärmetauschers, da dem Wärmetauscher Volumenstromanteile entzogen werden.
In einer ersten Ausführungsform ist ein Wärmetauscher mit mindestens einem Zwischenanschluss im Sekundärkreis an diesem Wärmetauscher vorgesehen.
Die gleiche Funktion kann auch mit einer zweiten Ausführungsform erreicht werden, indem mindestens zwei Wärmetauscher in Reihe geschaltet werden. Dabei wird der mindestens eine Zwischenanschluss im Primärkreis und/oder der mindestens eine Zwischenanschluss im Sekundärkreis zwischen den beiden Wärmetauschern abgegriffen. Beispielsweise an einer Verbindungsleitung oder an einem Formstück zum Verbinden der beiden Wärmetauscher.
An den Zwischenanschluss im Sekundärkreis kann auch eine Zirkulationsleitung mit eigener Zirkulationspumpe angeschlossen sein, welche dann auch als Quelle von Wasser für den sekundärseitigen Warmwassermischer dient, dessen Temperatur unter jener in der Warmwasser-Ablaufleitung liegt. Vorteilhaft daran ist, das bei vorliegender Zirkulation, also einem Teillastfall, nur einen Teil des Wärmeübertragers genutzt wird.
Weiterhin kann das Mischventil im Primärkreis des Wärmetauschers mit dem Warmwassermischer im Sekundärkreis gekoppelt und mit einer gemeinsamen Einstellvorrichtung versehen sein, welche zum Beispiel zentral angeordnet ist und beidseitig wirkt. Mit der gemeinsamen Einstellvorrichtung für beide Mischventile ist sichergestellt, dass im jeweiligen Mischpunkt am primärseitigen Mischventil immer eine etwa 5 Kelvin bis 10 Kelvin höhere Wassertemperatur als am Warmwassermischer im Sekundärkreis eingestellt wird. Vorteil dieser kombinierten Anordnung von beiden Mischventilen wäre, dass eine Begrenzung der primärseitigen Einlauftemperatur in den Wärmetauscher einer Verkalkung vorgebeugt und dass für den Bediener der Einstellvorrichtung nur ein Einstellpunkt existiert.
Mit der Erfindung wird insbesondere in Verbindung mit einem Pufferspeicher die Warmwasserbereitung über einen Wärmetauscher optimiert. Für den Nutzer ergibt sich der Vorteil, dass bei einer Zapfung das Temperaturniveau des Warmwassers sehr gleichmäßig bleibt. Es wird insbesondere bei kleinen Zapfungen die Rücklauftemperatur auf der Primärseite reduziert, da im Gegensatz zu anderen bekannten Anordnungen nun ein maximaler Volumenstrom im unteren Teil eines Wärmetauschers bzw. im zweiten Wärmetauscher zur Verfügung steht. Bei bekannten Anordnungen wäre der Volumenstrom in diesem Bereich auf der Primärseite reduziert. Dadurch liegt immer die für den aktuellen Betriebszustand niedrigste Rücklauftemperatur am Rücklaufanschluss eines primärseitig angeschlossenen Speichers an, so dass eine Optimierung des Gesamtsystems erreicht werden kann, beispielsweise weil die Schichtung im Speicher erhalten bleibt oder weil Solarwärme auf einem niedrigen Temperaturniveau im unteren Bereich des Speichers übertragen werden kann.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt einen Warmwasserbereiter mit einem Zwischenanschluss im Primär- und Sekundärkreis:
1: mit einem Wärmetauscher und
2: mit zwei in Reihe geschalteten Wärmetauschern.
Der Warmwasserbereiter besteht im Wesentlichen aus einem Wärmetauschern 1 oder bei einer Reihenschaltung aus noch einem weiteren Wärmetauscher 2. Deren Primärkreis ist mit einer Heizwasser-Vorlaufleitung 3 und einer Heizwasser-Rücklaufleitung 4 verbunden. Dabei ist in der Heizwasser-Vorlaufleitung 3 ein von einem Temperaturfühler 5 gesteuertes Mischventil 6 sowie eine Pumpe 7 angeordnet. Der Temperaturfühler 5 befindet sich in der Warmwasser-Ablaufleitung 8 im Sekundärkreis, welcher weiterhin noch eine Kaltwasser-Zulaufleitung 9 aufweist.
Der Primärkreis ist mit mindestens einem Zwischenanschluss 10 versehen, welcher vom mittleren Bereich eines Wärmetauschers 1, oder ausgehend vom Verbindungsbereich zwischen den in Reihe geschalteten Wärmetauschern 1 und 2, zum Mischventil 6 führt. Über diesen Zwischenanschluss 10 gelangt Wasser, dessen Temperatur unter jener in der Heizwasser-Vorlaufleitung 3 liegt, zum Mischventil 6.
In die Warmwasser-Ablaufleitung 8 ist ein Warmwassermischer 11 eingebaut, welcher an einem weiteren Zwischenanschluss 12 angeschlossen ist. Auch dieser Zwischenanschluss 12 im Sekundärkreis führt vom mittleren, aber sekundärseitigen Bereich eines Wärmetauschers 1, oder ausgehend vom Verbindungsbereich zwischen den in Reihe geschalteten Wärmetauschern 1 und 2, zum Warmwassermischer 11. Über diesen Zwischenanschluss 12 gelangt Wasser, dessen Temperatur unter jener in der Warmwasser-Ablaufleitung 8 liegt, zum Warmwassermischer 11.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10032714 A1 [0002]
- WO 2006/032680 A1 [0005]

Claims

Warmwasserbereiter mit einem Wärmetauscher (1), dessen Primärkreis mit einer Heizwasser-Vorlaufleitung (3) und einer Heizwasser-Rücklaufleitung (4) verbunden ist, wobei in der Heizwasser-Vorlaufleitung (3) ein wahlweise von einem Temperaturfühler (5) gesteuertes Mischventil (6) angeordnet ist, dessen Anschluss mit einer Quelle von Wasser verbunden ist, dessen Temperatur unter jener des Heizwasservorlaufs liegt, wobei eine Pumpe (7) in der Heizwasser-Vorlaufleitung (3) vorgesehen ist, wobei an dem Sekundärkreis des Wärmetauschers (1) eine Kaltwasser-Zulaufleitung (9) und eine Warmwasser-Ablaufleitung (8) angeschlossen sind, und wobei wahlweise der Primärkreis mit mindestens einem Zwischenanschluss (10) versehen ist, welcher als Quelle von Wasser dient, dessen Temperatur unter jener des Heizwasservorlaufs liegt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Warmwasser-Ablaufleitung (8) ein Warmwassermischer (11) angeordnet ist, dessen Anschluss mit einer Quelle von Wasser verbunden ist, dessen Temperatur unter jener der Warmwasser-Ablaufleitung (8) liegt, und dass der Sekundärkreis mit mindestens einem Zwischenanschluss (12) versehen ist, welcher als Quelle von Wasser dient, dessen Temperatur unter jener der Warmwasser-Ablaufleitung (8) liegt.
Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (1) mit mindestens einem Zwischenanschluss (12) im Sekundärkreis an diesem Wärmetauscher (1) vorgesehen ist.
Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei in Reihe geschaltete Wärmetauscher (1, 2) vorgesehen sind.
Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei in Reihe geschalteten Wärmetauschern (1, 2) der mindestens eine Zwischenanschluss (10) im Primärkreis und/oder der mindestens eine Zwischenanschluss (12) im Sekundärkreis zwischen den beiden Wärmetauschern (1, 2) abgegriffen wird.
Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Zwischenanschluss (12) im Sekundärkreis eine Zirkulationsleitung angeschlossen ist.
Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mischventil (6) im Primärkreis des Wärmetauschers mit dem Warmwassermischer (11) im Sekundärkreis gekoppelt ist und dass eine gemeinsamen Einstellvorrichtung vorgesehen ist.
Warmwasserbereiter nach den Ansprüchen 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit der gemeinsamen Einstellvorrichtung sichergestellt wird, dass im jeweiligen Mischpunkt am primärseitigen Mischventil (6) immer eine etwa 5 Kelvin bis 10 Kelvin höhere Wassertemperatur als am Warmwassermischer (11) im Sekundärkreis eingestellt wird.