DE102008018705A1

DE102008018705A1 - Pufferspeicher

Info

Publication number: DE102008018705A1
Application number: DE102008018705A
Authority: DE
Original assignee: BVS BALKAN VERFAHRENS und SCHW; BVS Balkan Verfahrens- und Schweißtechnik EOOD
Current assignee: BVS BALKAN VERFAHRENS und SCHW; BVS Balkan Verfahrens- und Schweißtechnik EOOD
Priority date: 2008-04-15
Filing date: 2008-04-15
Publication date: 2009-10-29

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pufferspeicher, bestehend aus einem Kesselkörper und wenigstens einem in einem Kesselinnenraum angeordneten und von einem gewendelten Rohr gebildeten Wärmetauscher zur Erzeugung von warmen Brauchwasser sowie Anschlüssen zum Verbinden des Kesselinnenraumes mit dem Vor- und Rücklauf eines Heizkessels und/oder einer Warmwasserheizungsanlage.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pufferspeicher gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pufferspeicher aufzuzeigen, der u. a. einen vereinfachten Anschluss einer Wärmepumpe an eine Heizungsanlage ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Pufferspeicher entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Der erfindungsgemäße Pufferspeicher ist u. a. für den Anschluss an einen Heizkessel einer Heizungsanlage und/oder an die Heizungsanlage selbst und/oder an eine andere Wärmequelle, beispielsweise an eine Solaranlage geeignet, insbesondere auch zur Erzeugung von warmer Brauchwasser mit Hilfe wenigstens eines als Durchlauferhitzer betreibbaren Wärmetauschers. Die Besonderheit besteht darin, dass zusätzlich im Kesselinnenraum wenigstens ein als Wärmepumpenkondensator betreibbarer Wärmetauscher untergebracht ist, so dass der Pufferspeicher ohne einen zusätzlichen äußeren Wärmetauscher, wie er bisher bei Wärmepumpen üblich und erforderlich ist, von der Wärmepumpe betrieben werden kann. Dies bedeutet, dass der als Wärmepumpenkondensator betreibbare Wärmetauscher direkt von dem verdampfbaren Betriebsmedium der Wärmepumpe durchströmt wird, und zwar derart, dass dieses Betriebsmedium unter Abgabe von Wärme in dem als Wärmepumpenkondensator betriebenen Wärmetauscher kondensiert. Der als Wärmepumpenkondensator betreibbare Wärmetauscher ist dann so ausgebildet und angeordnet, dass das Betriebmedium der Wärmepumpe im verdampften Zustand dem oberen Ende des Wärmetauschers zugeführt wird, innerhalb dieses Wärmetauschers in einer Strömungsrichtung von oben nach unten zunehmend kondensiert und von dem unteren Ende des Wärmetauschers in der flüssigen Phase an die Wärmepumpe, beispielsweise an deren Verdichter zurückgeführt wird.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
1 in vereinfachter Darstellung und in Schnitt einen Pufferspeicher gemäß der Erfindung;
2 den Pufferspeicher in Draufsicht;
3 in Einzeldarstellung einen als Wärmepumpenkondensator betreibbaren Wärmetauscher des Pufferspeichers der 1.
Der in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete und insbesondere zur Verwendung bei einer Heizungsanlage und/oder bei einer Anlage zur Erzeugung von warmer Brauchwasser geeignete Pufferspeicher besteht im Wesentlichen aus einem Kessel 2 mit einer bei der dargestellten Ausführungsform kreiszylinderförmigen Umfangswand oder Kesselwand 2.1, einem Kesselboden 2.2 und einem Kesseldeckel 2.3. Im Bereich des Kesselbodens 2.2 ist der Kessel 2 mit einer Standeinrichtung 3 versehen, die beispielsweise von einem Standring oder aber von wenigstens drei um die Kesselachse KA gleichmäßig verteilt angeordneten Standfüßen gebildet ist.
Im Kesselinnenraum 4 sind mehrere Wärmetauscher angeordnet, und zwar u. a. ein Wärmetauscher 5, der von einem gewendelten Rohr, beispielsweise von einem gewendelten Rippenrohr aus einem metallischen Werkstoff, z. B. aus Edelstahl gebildet ist und der mit der Achse seiner Wendel achsgleich mit der vertikalen Achse KA angeordnet ist. Das den Wärmetauscher 5 bildende Rohr ist durch eine Flanschplatte 6 beidendig nach außen geführt. Die Flanschplatte 6 ist an einer Öffnung des Kesseldeckels 2.3 abnehmbar und den Kesselinnenraum 4 abdichtend befestigt und mit einer Entlüftung 6.1 versehen.
Wie in der Figur dargestellt, ist das Rohrstück des Wärmetauschers 5 so gewendelt, dass der Abstand, den die einzelnen Windungen der Wendel voneinander aufweisen im oberen Wärmetauscherabschnitt 5.1 des Wärmetauschers 5, d. h. ausgehend von der Flanschplatte 6 bis etwa zur Mitte des Wärmetauschers 5 einen geringen Abstand voneinander aufweisen und daran anschließend im unteren Wärmetauscherabschnitt 5.2 einen wesentlich größeren Abstand. Der Wärmetauscher 5 dient als Durchlauferhitzer zur Erzeugung von warmen Brauchwasser. Die Anschlüsse 7 dienen hierfür als Kaltwasserzulauf und Warmwasserablauf. Durch die relativ große Länge des Wärmetauschers 8, insbesondere aber auch durch die Verwendung eines gewendelten Rippenrohres als Wärmetauscher 8 besitzt dieser die für die Durchlauferhitzerfunktion notwendige Leistung.
Im Kesselinnenraum 4 ist ein weiterer, ebenfalls von einem gewendelten Rohrstück aus einem metallischen Werkstoff gebildete Wärmetauscher 8 vorgesehen, der den Wärmetauscher 5 im Bereich seines Abschnittes 5.2 umschließt und dessen Wendelachse ebenfalls achsgleich mit der Achse KA angeordnet ist. Die beiden Enden bzw. Anschlüsse 9 des Wärmetauschers 8 sind abgedichtet durch die Kesselwand 2.1 nach außen geführt. Die Anschlüsse 9 dienen beispielsweise zum Anschluss des Wärmetauschers 8 an eine nicht dargestellte Solaranlage.
Innerhalb des Wärmetauschers 5 ist ein weiterer Wärmetauscher 10 vorgesehen, der ebenfalls im Wesentlichen von einem gewendelten Rohrstück aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist und dessen Enden bzw. Anschlüsse 11 abgedichtet durch eine Flanschplatte 12 hindurchgeführt sind, die an einer Öffnung im Kesselboden 2.2 diese Öffnung dicht verschließend abnehmbar befestigt ist. Der Wärmetauscher 10 erstreckt sich ausgehend von der Flanschplatte 12 über einen Teil der Höhe des Kesselkörpers 2, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform etwa über zwei Drittel der Höhe des Kesselkörpers 2 in der Weise, dass der Wärmetauscher 10, der mit seiner Achse parallel zur Kesselachse KA angeordnet ist, mit einer oberen, gewendelten Abschnitt 10.1 innerhalb des Wärmetauschers 5 aufgenommen ist, und zwar im Abschnitt 5.2 sowie teilweise auch im Abschnitt 5.1, während ein unterer Abschnitt 10.2 sich außerhalb des Wärmetauschers 5 befindet, aber teilweise noch vom Wärmetauscher 8 umschlossen ist.
An der Kesselwand 2.1 sind zusätzlich zu den Anschlüssen 9 verschiedene Anschlüsse 13–16 vorgesehen, und zwar beispielsweise zum Anschließen an den Vor- und Rücklauf einer Heizungsanlage und/oder eines nicht dargestellten Heizkessels. Zusätzlich zu den Anschlüssen 13–16 ist an der Kesselumfangswand 2.1 auch ein Anschluss 17 für einen in den Kesselinnenraum 4 hineinreichenden Temperaturregler oder Sensor vorgesehen. Es versteht sich, dass der Kesselkörper 2 an seiner Außenseiten mit einer wärmeisolierenden Ummantelung versehen ist.
Die Besonderheit des Pufferspeichers 1 besteht darin, dass in dem Kesselinnenraum 4 auch der als Wärmepumpenkondensator betriebene Wärmetauscher 10 angeordnet ist, so dass die von einer Wärmepumpe gelieferte Wärmeenergie direkt in den Pufferspeicher 1 bzw. in das im Kesselinnenraum 4 aufgenommene wärmetransportierende flüssige Medium (Wasser) eingebracht werden kann, ein zusätzlicher äußerer Wärmetauscher, wie er bisher bei mit Wärmepumpen betriebenen Anlagen notwendig ist, also nicht erforderlich ist. Der als Wärmepumpenkondensator betreibbare Wärmetauscher 10 wird direkt von dem verdampfbaren Betriebsmedium der Wärmepumpe durchströmt, und zwar derart, dass dieses Betriebsmedium unter Abgabe von Wärme in dem Wärmetauscher 10 kondensiert. Der Wärmetauscher 10 ist hierfür so ausgebildet und angeordnet, dass das Betriebmedium der Wärmepumpe im verdampften Zustand dem oberen Ende des Wärmetauschers 10 zugeführt wird, innerhalb des Wärmetauschers 10 in einer Strömungsrichtung von oben nach unten zunehmend kondensiert und von dem unteren Ende des Wärmetauschers in der flüssigen Phase an die Wärmepumpe, beispielsweise an deren Verdichter zurückgeführt wird.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

1: Pufferspeicher
2: Kesselkörper
2.1: Kesselumfangswand
2.2: Kesselboden
2.3: Kesseldeckel
3: Standelement
4: Kesselinnenraum
5: Wärmetauscher
5.1, 5.2: Wärmetauscherabschnitt
6: Flanschplatte
6.1: Entlüftung
7: Anschluss
8: Wärmetauscher
9: Anschluss
10: Wärmetauscher
10.1, 10.2: Wärmetauscherabschnitt
11: Anschluss
12: Flanschplatte
13–16: äußere Anschlüsse des Kesselinnenraums 4
17: Anschluss für Temperatursensor oder -Regler
KA: Kesselachse

Claims

Pufferspeicher bestehend aus einem Kessel (2) und wenigstens einem in einem Kesselinnenraum (4) angeordneten und von einem gewendelten Rohr gebildeten Wärmetauscher (5) zur Erzeugung von warmem Brauchwasser sowie mit Anschlüssen (13–16) zum Verbinden des Kesselinnenraumes (4) z. B. mit dem Vor- und Rücklauf eines Heizkessels und/oder einer Warmwasserheizungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass im Kesselinnenraum (4) wenigstens ein als Wärmepumpenkondensator betreibbarer Wärmetauscher (10) angeordnet ist.
Pufferspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Wärmepumpenkondensator betreibbare Wärmetauscher (10) ebenfalls von einem gewendelten Rohr gebildet ist.
Pufferspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als Wärmepumpenkondensator betreibbare Wärmetauscher (10) zumindest auf einer Teillänge von dem wenigstens einen Wärmetauscher (5) zur Erzeugung von warmer Brauchwasser umschlossen ist.
Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kesselinnenraum (4) zusätzlich zu dem wenigstens einen Wärmetauscher (5) zur Erzeugung von warmer Brauchwasser und dem wenigstens einen als Wärmepumpenkondensator betreibbaren Wärmetauscher (10) zumindest ein weiterer, vorzugsweise ebenfalls von einem gewendelten Rohr, gebildeter Wärmetauscher (8) vorgesehen ist.
Pufferspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wärmetauscher (8) den Wärmetauscher (8) zur Erzeugung von warmer Brauchwasser und/oder den als Wärmepumpenkondensator betreibbaren Wärmetauscher (10) zumindest auf einer Teillänge umschließt.
Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (5) zur Erzeugung von warmer Brauchwasser und/oder der weitere Wärmetauscher (8) mit der Achse der Wendel achsgleich mit einer Kesselachse (KA) angeordnet sind.
Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Wärmepumpenkondensator betreibbare Wärmetauscher (10) mit seiner Achse parallel zur Kesselachse (KA) angeordnet ist.
Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (5) zur Erzeugung von warmer Brauchwasser sich ausgehend von einer Kesseloberseite (2.3) über einen Teil der Kesselhöhe, beispielsweise über etwa drei Viertel der Kesselhöhe erstreckt.
Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Wärmepumpenkondensator betreibbare Wärmetauscher (10) sich ausgehend von einer Kesselunterseite (2.2) zumindest über eine Teilhöhe des Kessels (2) erstreckt, z. B. über etwa zwei Drittel der Kesselhöhe.
Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wärmetauscher (8) im Kesselinnenraum (4) so angeordnet ist, dass er von der Kesseloberseite (2.3) einen deutlich größeren Abstand aufweist als von der Kesselunterseite (2.2).
Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher (5, 8, 10) aus einem metallischen Werkstoff bestehen.