DE102011052452B4

DE102011052452B4 - Heißwasserspeicher

Info

Publication number: DE102011052452B4
Application number: DE102011052452A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Florian M. Krenner; Günther Pilzweger
Current assignee: KRENNER, FLORIAN M., DE; PILZWEGER, GUENTHER, DE
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2031-08-06
Also published as: DE202010008307U1; DE102011052452A1

Abstract

Heißwasserspeicher, umfassend einen Behälter (12), der im unteren Bereich eine durch einen Verschlussstopfen (18) verschließbare Revisionsöffnung (16) und eine Anschlussöffnung (20) für Frischwasserzulauf (22) sowie im oberen Bereich eine Anschlussöffnung (24) für Warmwasserabgabe hat und in dem eine Wärmequelle angeordnet ist, wobei in die Revisionsöffnung (16) wenigstens ein elektrisches Widerstandsheizelement (32) eingesetzt ist, das zur Stromversorgung über eine elektrische Leitung (42) an eine Photovoltaik-Anlage (38) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsheizelement (32) aus einer flexiblen Heizleitung (46) besteht, die um einen unteren Windungsträger (48) und einen oberen Windungsträger (50) gewickelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Heißwasserspeicher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dieser aus DE 44 35 881 C2 bekannte Heißwasserspeicher hat einen Behälter, der im unteren Bereich eine Revisionsöffnung aufweist, welche durch einen Verschlussstopfen verschließbar ist, der ein starres Heizelement trägt.
Aus DE 195 39 672 A1 ist eine Heizanlage bekannt, deren Heizkörper mit elektrischen Widerstandsheizelementen versehen sind. Diese sind über eine elektrische Leitung mit einer Solarzelle einer Photovoltaik-Anlage verbunden, welche zusätzlich einen Sonnenkollektor hat, der den Heizkörper mit Warmwasser versorgt. Über Aufbau und Funktion des elektrischen Anschlusses für das Widerstandsheizelement sind keine Angaben gemacht.
In DE 39 28 074 A1 ist ein Warmwasserspeicher beschrieben und dargestellt, der eine seitliche Revisionsöffnung hat, in die ein Durchfluss-Wassererwärmer eingesetzt ist, der mit einer Fernwärmeleitung verbunden ist.
Bei dem Boiler gemäß DE 20 2007 006 133 U1 steht ein Infrarotheizmodul mit Keramikheizstrahlen von einer Grundplatte ab, die nach dem Einsetzen des Heizmoduls in den Kessel dessen Revisionsöffnung verschließt.
Gegenstand von DE 41 06 985 C1 ist schließlich ein elektrischer Heizeinsatz mit wenigstens zwei stabförmigen Heizkörpern, deren Abstand in Richtung auf ihre freien Enden größer wird. Um den Heizkörper durch eine Einbauöffnung schieben zu können, werden die federnden Heizstäbe zusammengedrückt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heißwasserspeicher zur Verfügung zu stellen, der eine rasche Montage eines kostengünstig herstellbaren Heizelementes ermöglicht.
Bei einem Heißwasserspeicher der genannten Bauart wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Lösung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, dass die bei dem Behälter des Heißwasserspeichers ohnehin vorhandene Revisionsöffnung doppelt nutzbar ist, da deren Verschlussstopfen das erfindungsgemäß ausgebildete Widerstandsheizelement trägt, das aus einer flexiblen Heizleitung besteht, die als handelsübliche Meterware zur Verfügung steht und die um einen unteren und einen oberen Windungsträger gewickelt ist. Zwischen beiden kann zur Stabilisierung der Wicklung ein mittlerer Wicklungsträger angebracht sein.
In Weiterbildung der Erfindung ist zumindest der obere Wicklungsträger als Schwimmer ausgebildet, der die Wicklung nach dem Einsetzen in den Behälter in eine vertikale Stellung bringt und in dieser hält.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist an die elektrische Leitung ein Steuerorgan angeschlossen, das umschaltbar mit einem Laderegler der Photovoltaik-Anlage, einem Netzstromanschluss und einem Akkumulator verbunden ist. Damit besteht die Möglichkeit, die Stromversorgung für das elektrische Widerstandsheizelement auch von dem Akkumulator oder von dem öffentlichen Netz zu betreiben, wenn der von der Photovoltaik-Anlage erzeugte Strom nicht ausreicht.
In Weiterbildung der Erfindung kann der Heißwasserspeicher als Boiler ausgebildet sein, der ein Wärmetauschelement enthält, beispielsweise eine Heizrohrschlange, um einen Heizkörper zu versorgen.
Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich die Möglichkeit, eine Verbundschaltung vorzusehen, in der die elektrische Leitung sowohl an das Widerstandsheizelement des Heißwasserspeichers als auch an das Widerstandsheizelement des Boilers angeschlossen ist, der über ein Rohrleitungssystem mit dem Heißwasserspeicher ohne integriertem Wärmeaustauschelement verbunden ist, der dabei als Puffer wirkt.
Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung eines herkömmlichen Heißwasserspeichers, dessen Behälter im unteren Bereich eine Revisionsöffnung aufweist,
2 eine der 1 entsprechende Schnittdarstellung eines Heißwasserspeichers, in dessen Revisionsöffnung ein flexibles Heizelement eingesetzt ist,
3 in vergrößerter Darstellung eine schematische Ansicht eines Widerstandsheizelementes mit fächerartig aufgefalteten Heizelementen,
4 eine nochmals vergrößerte Ausschnittsdarstellung des Details IV der 3,
5 ein mögliches Schaltschema einer Verbundschaltung mit Heißwasserspeicher und Boiler,
6 eine Ausführung eines erfindungsgemäß vorgesehenen Widerstandsheizelementes,
7 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus 6,
8 schematisch einen Vertikalschnitt durch einen Heißwasserspeicher mit in 6 gezeigten Widerstandsheizelementen,
9 einen Querschnitt durch eine Heißwasserspeicher der 8,
10 eine Variante der 8 und
11 einen Querschnitt durch die Variante der 10.
1 zeigt schematisch im Schnitt einen herkömmlichen Heißwasserspeicher 10 mit einem allseitig verschlossenen Behälter 12 mit wärmedämmenden Wänden 14. Im unteren Bereich hat der Behälter 12 eine Revisionsöffnung 16, die durch einen Verschlussstopfen 18 abgeschlossen ist, der ein nicht weiter dargestelltes Gewinde zum Einschrauben in die Revisionsöffnung 16 aufweist.
In den unteren Bereich des Behälters 10 mündet in eine Anschlussöffnung 20 eine Leitung 22 für Frischwasserzulauf, während im oberen Bereich des Behälters 12 eine weitere Anschlussöffnung 24 für die Warmwasserabgabe vorgesehen ist. Für die Erwärmung des Wassers in dem Behälter 12 dient ein Wärmetauscherelement 26, das hier die Form einer Heizrohrschlange hat. Diese hat eine oben angeordnete Vorlaufleitung 28 und eine unten angeordnete Rücklaufleitung 30. Die Vorlaufleitung 28 kann, wie das Beispiel der 5 zeigt, zu einem Heizkörper H führen, an den auch die Rücklaufleitung 30 angeschlossen ist.
2 zeigt einen umgerüsteten Heißwasserspeicher 10, bei dem der Verschlussstopfen 18 der Revisionsöffnung 16 ein elektrisches Widerstandsheizelement 32 trägt. Dieses Widerstandsheizelement 32 ist als fächerförmiges Heizelement 34 ausgebildet, dessen in 2 waagrechte Heizstäbe 36 vor dem Einsetzen in die Revisionsöffnung 16 in eine parallele Lage zueinander gebracht werden können. Damit lässt sich das Heizelement 34 in an sich bekannter Weise in die verhältnismäßig enge Revisionsöffnung 14 einführen; danach werden die Heizstäbe 36 durch nicht weiter dargestellte Federn in die in 3 gezeigte Fächerform 34 gebracht.
Zur Stromversorgung des elektrischen Widerstandsheizelementes 32 dient gemäß der Erfindung eine Photovoltaik-Anlage 38, von der in 5 ein Sonnenkollektor 40 angedeutet ist. Von diesem führt eine elektrische Leitung 42 zu den Verschlussstopfen 18 und damit den elektrischen Widerstandsheizelementen 32.
5 zeigt eine mögliche Verbundschaltung, bei der der in 2 gezeigte Heißwasserspeicher 10, der dort als bereits erläuterter Boiler B ausgebildet ist, über ein Rohrleitungssystem 44 mit einem weiteren Heißwasserspeicher 10' gekoppelt ist, der als Pufferspeicher PS ausgebildet ist und kein Wärmetauscherelement 26 hat. Dessen Widerstandsheizelement 32, dort mit EH bezeichnet, ist ebenfalls an die elektrische Leitung 42 der Photovoltaik-Anlage 38 angeschlossen.
Die Photovoltaik-Anlage 38 gemäß 5 hat ein Steuerorgan S, von dem die elektrische Leitung 42 zu den Widerstandsheizelementen 32 führt. An dieses Steuerorgan S ist ein mit dem Sonnenkollektor 40 verbundener Laderegler R angeschlossen, der bei Bedarf eine Umschaltung auf einen Netzstromanschluss Z ermöglicht, beispielsweise dann, wenn die von der Pholtaikanlage 38 zur Verfügung gestellte elektrische Energie unzureichend ist. Für diesen Fall ist außerdem ein elektrochemischer Energiespeicher in Form eines Akkumulators A vorgesehen, der ebenfalls umschaltbar an das Steuerorgan S angeschlossen ist.
Die in 5 schematisch dargestellte Verbundschaltung zeigt, dass in das Rohrleitungssystem 44 der erwähnte Heizkörper H eingesetzt ist, welcher über die Vorlaufleitung 28 des Boilers B und eine Pumpe P mit Heißwasser versorgt wird. Dieses strömt hinter dem Heizkörper H zur Rücklaufleitung 30 des Wärmetauscherelementes 26.
Der als Pufferspeicher PS dienende Heißwasserspeicher 10' ist in die Verbundschaltung integriert und wird bei Bedarf über ein hinter dem Heizkörper H vorgesehenes Mischventil M mit dem aus dem Heizkörper H rücklaufenden Wasser gespeist. Hinter der Vorlaufleitung 28 ist ebenfalls ein Mischventil M vorgesehen, das bei Bedarf so geschaltet werden kann, dass der Heizkörper H umgangen wird und das von dem Wärmetauscherelement 26 rücklaufende Wasser in den Pufferspeicher PS fließt.
Die 6 und 7 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines Widerstandsheizelementes 32 gemäß der Erfindung, das hier aus einer flexiblen Heizleitung 46 besteht, die um einen unteren Windungsträger 48 und einen oberen Windungsträger 50 gewickelt ist; beide Windungsträger 48 und 50 sind in 7 vergrößert dargestellt (Details VIIo und VIIu aus 6).
6 zeigt ferner, dass zwischen den beiden vertikal übereinander angeordneten Windungsträgern 48 und 50 ein mittlerer Windungsträger 52 vorgesehen ist, der zur Stabilisierung dient.
An die Heizleitung 46 ist die elektrische Leitung 42 für die Stromversorgung angeschlossen, die von der Photovoltaik-Anlage 38 gespeist wird.
In den 8 und 9 ist eine Variante der 2 dargestellt, bei der der Behälter 12 des Heißwasserspeichers 10 (Boiler) durch die Revisionsöffnung 16 hindurch mit mehreren Widerstandsheizelementen 32 nach den 6 und 7 bestückt ist. Da diese aus flexiblen Heizleitungen 46 bestehen, können sie problemlos durch die Revisionsöffnung 16 eingeführt werden. Nachdem vorgesehen ist, die oberen Windungsträger 50 und vorzugsweise auch die mittleren Windungsträger 52 als Schwimmer auszubilden, nehmen die hier vier flexiblen Widerstandsheizelemente 32 in dem mit Wasser gefüllten Behälter 12 eine vertikale Stellung ein.
Die unteren Windungsträger 48 sind hülsenförmig ausgebildet und in einer Reihe auf einen Trägerstab 54 aufgesetzt, der nach Art einer Konsole von dem Verschlussstopfen 18 waagrecht absteht.
Bei der Variante der 10 und 11, bei der der Heißwasserspeicher 10 wie in den 8 und 9 ebenfalls kein zusätzliches Wärmetauscherelement 26 (2) hat, ist der untere Windungsträger 48 jedes Widerstandsheizelementes 32 mit einem Bodensockel 56 verbunden. Dessen Gewicht wirkt als Ballastelement, so dass die Widerstandsheizelemente 32 unabhängig voneinander auf dem Boden 58 des Behälters 12 stehen. Damit besteht die Möglichkeit, im Rahmen der auf dem Boden 58 zur Verfügung stehenden Fläche mehr Widerstandsheizelemente 32 unterzubringen, die sich gegenseitig nicht stören, da die Bodensockel 56 eine größere Grundfläche als die Heizelemente 32 haben und damit als Abstandshalter wirken.

Claims

Heißwasserspeicher, umfassend einen Behälter (12), der im unteren Bereich eine durch einen Verschlussstopfen (18) verschließbare Revisionsöffnung (16) und eine Anschlussöffnung (20) für Frischwasserzulauf (22) sowie im oberen Bereich eine Anschlussöffnung (24) für Warmwasserabgabe hat und in dem eine Wärmequelle angeordnet ist, wobei in die Revisionsöffnung (16) wenigstens ein elektrisches Widerstandsheizelement (32) eingesetzt ist, das zur Stromversorgung über eine elektrische Leitung (42) an eine Photovoltaik-Anlage (38) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsheizelement (32) aus einer flexiblen Heizleitung (46) besteht, die um einen unteren Windungsträger (48) und einen oberen Windungsträger (50) gewickelt ist.
Heißwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden vertikal übereinander angeordneten Windungsträgern (48, 50) ein stabilisierender, mittlerer Windungsträger (52) vorgesehen ist.
Heißwasserspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der obere Windungsträger (50) als Schwimmer ausgebildet ist.
Heißwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Windungsträger (48) hülsenförmig ausgebildet und auf einen Trägerstab (54) aufgesetzt ist, der horizontal von einem Verschlussstopfen (18) absteht, der in die Anschlussöffnung (20) dichtend eingesetzt ist.
Heißwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Windungsträger (48) mit einem als Ballast wirkenden Bodensockel (56) verbunden ist.
Heißwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung (42) an ein Steuerorgan (S) angeschlossen ist, das umschaltbar mit einem Laderegler (R) der Photovoltaikanlage (38), einem Netzstromanschluss (Z) und einem elektrochemischen Energiespeicher (A) verbunden ist.
Heißwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Boiler (B) ausgebildet ist und zusätzlich zu dem elektrischen Widerstandsheizelement (32) ein Wärmetauscherelement (26) enthält, das an einen Heizkörper (H) angeschlossen ist.
Heißwasserspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauscherelement (26) ein Heizregister, vorzugsweise eine Heizrohrschlange ist.
Heißwasserspeicher nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Verbundschaltung, in der die elektrische Leitung (42) sowohl an das Widerstandsheizelement (32) des Heißwasserspeichers (10') als auch an das Widerstandselement (32) des Boilers (B) angeschlossen ist, der Boiler (B) über ein Rohrleitungssystem (44) mit dem als Puffer wirkenden Heißwasserspeicher (10') ohne integrierten Wärmetauscherelement (26) verbunden ist.