DE102013016705A1 - Method for insulating a hot water tank and hot water tank - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dämmung eines Warmwasserspeichers (1) mit einem Innenbehälter (10) und einem Außenbehälter (20), wobei zwischen dem Innenbehälter (10) und dem Außenbehälter (20) ein Hohlraum (H) zur Aufnahme einer Isolierschicht aus schüttfähigem feinkörnigem Granulat (30) vorgesehen ist. Das Verfahren enthält die Verfahrensschritte: Einfüllen des Granulats (30) in den Hohlraum (H), Verdichten des Granulats (30) in dem Hohlraum (H), Evakuieren und Verschließen des Hohlraums (H). Weiterhin betrifft die Erfindung einen Warmwasserspeicher (1) mit einem Innenbehälter (10) und einem Außenbehälter (20) und einer in einem Hohlraum (H) angeordneten Isolierschicht aus einem verdichteten, evakuierten Granulat (30).The invention relates to a method for insulating a hot water tank (1) with an inner container (10) and an outer container (20), wherein between the inner container (10) and the outer container (20) has a cavity (H) for receiving an insulating layer of pourable feinkörnigem Granules (30) is provided. The method comprises the steps of: filling the granules (30) into the cavity (H), compacting the granules (30) in the cavity (H), evacuating and closing the cavity (H). Furthermore, the invention relates to a hot water tank (1) with an inner container (10) and an outer container (20) and in a cavity (H) arranged insulating layer of a compacted, evacuated granules (30).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dämmung eines Warmwasserspeichers sowie einen Warmwasserspeicher.The invention relates to a method for insulating a hot water tank and a hot water tank.
Warmwasserspeicher weisen üblicherweise eine Dämmung auf, um den Speicher nach außen zu isolieren und um Wärmeverluste zu verringern.Hot water tanks usually have an insulation to isolate the memory to the outside and to reduce heat loss.
So zeigt beispielsweise die
In der
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dämmung eines Warmwasserspeichers vorzusehen, das eine verbesserte Wärmeisolierung des Warmwasserspeichers ermöglicht und Wärmeverluste, die beim Betrieb des Warmwasserspeichers auftreten, reduziert. Ebenso liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Warmwasserspeicher vorzusehen, der eine verbesserte Wärmeisolierung aufweist und bei dem Wärmeverluste im Betrieb reduziert sind.Based on the prior art, the present invention seeks to provide a method for insulating a hot water tank, which allows improved thermal insulation of the hot water tank and heat losses that occur during operation of the hot water tank, reduced. Likewise, the invention has for its object to provide a hot water tank, which has an improved thermal insulation and are reduced in the heat losses during operation.
Erfindungsgemäß ist die obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention the above object is achieved by the features of claim 1.
Danach ist ein Verfahren zur Dämmung eines Warmwasserspeichers vorgesehen, bei dem der Warmwasserspeicher einen Innenbehälter und einen Außenbehälter aufweist, wobei zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter ein Hohlraum zur Aufnahme einer Isolierschicht aus einem schüttfähigen feinkörnigen Granulat vorgesehen ist. Das Verfahren enthält die folgenden Verfahrensschritte: Zunächst wird das Granulat in den Hohlraum eingefüllt. Sodann wird dieses Granulat in dem Hohlraum verdichtet und schließlich wird der Hohlraum evakuiert und verschlossen.Thereafter, a method for insulating a hot water tank is provided, wherein the hot water tank has an inner container and an outer container, wherein between the inner container and the outer container, a cavity for receiving an insulating layer of a granular fine-grained granules is provided. The process comprises the following process steps: First, the granules are filled into the cavity. Then, this granulate is compacted in the cavity and finally the cavity is evacuated and sealed.
Die Erfindung betrifft den Gedanken, eine Dämmung vorzusehen, bei der möglichst wenig Luft innerhalb der Isolierschicht eingeschlossen ist, die mittels Konvektion Wärme nach außen abgeben könnte. Durch den Evakuierungsvorgang wird Luft aus der Isolierschicht abgesaugt, so dass der Isolierschicht die Luft weitgehend entzogen ist. Hierdurch sind Wärmeverluste deutlich reduziert.The invention relates to the idea of providing an insulation in which as little air as possible is enclosed within the insulating layer, which could release heat to the outside by means of convection. By the evacuation process, air is sucked out of the insulating layer, so that the insulating layer, the air is largely removed. As a result, heat losses are significantly reduced.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zunächst das Granulat in den Hohlraum eingefüllt und verdichtet. Sodann wird der Hohlraum evakuiert und verschlossen.According to an advantageous embodiment of the invention, the granules are first filled into the cavity and compacted. Then the cavity is evacuated and sealed.
Zum Einfüllen des Granulats wird der Speicher vorzugsweise zunächst an einen mit Granulat befüllten Vorlagebehälter angekoppelt.For filling the granules, the storage is preferably first coupled to a storage container filled with granules.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zunächst der Hohlraum evakuiert. Sodann wird das Granulat eingefüllt und verdichtet. Schließlich wird der Hohlraum verschlossen.In a further advantageous embodiment of the invention, the cavity is first evacuated. Then the granules are filled and compacted. Finally, the cavity is closed.
Vorzugsweise werden sowohl der Hohlraum als auch der Vorlagebehälter unter Vakuum gesetzt. Das Granulat wird eingefüllt und verdichtet und schließlich wird eine Brücke zwischen dem Hohlraum und dem Vorlagebehälter mittels Ultraschall verschweißt.Preferably, both the cavity and the storage container are placed under vacuum. The granules are filled and compacted and finally a bridge between the cavity and the storage container is welded by means of ultrasound.
Das Einfüllen des Granulats erfolgt über eine Einfüllöffnung im Bereich des Außenbehälters. Die Einfüllöffnung weist vorzugsweise einen Durchmesser von ca. 10 bis 200 mm, vorzugsweise 20 bis 150 mm auf.The filling of the granules takes place via a filling opening in the region of the outer container. The filling opening preferably has a diameter of about 10 to 200 mm, preferably 20 to 150 mm.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Einfüllöffnung kegelförmig oder zylinderförmig ausgestaltet.In a preferred embodiment of the invention, the filling opening is designed conical or cylindrical.
Vorzugsweise wird ein Granulat mit guten Dämmeigenschaften verwendet. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Granulat bei einem Druck von ≤ 10 hPa einen Wärmeleitwert von ≤ 0,005 W/mK und bei einem Druck von 1000 hPa einen Wärmeleitwert von ≤ 0,025 W/mK auf.Preferably, a granulate with good insulating properties is used. According to an advantageous embodiment of the invention, the granules at a pressure of ≤ 10 hPa a thermal conductivity of ≤ 0.005 W / mK and at a pressure of 1000 hPa a thermal conductivity of ≤ 0.025 W / mK.
Die Dämmstärke liegt vorzugsweise in einem Bereich von bis zu ca. 50 mm, vorzugsweise im Bereich von ca. 15 bis ca. 30 mm.The insulation thickness is preferably in a range of up to about 50 mm, preferably in the range of about 15 to about 30 mm.
Optional ist ein Anschluss für eine Messwertaufnahme vorgesehen.Optionally, a connection is provided for a measured value recording.
Ebenso kann optional ein Drucksensor vorgesehen sein, der das Vakuum im Hohlraum überwacht. Vorzugsweise ist der Drucksensor in der Wärmedämmung angeordnet.Likewise, optionally, a pressure sensor may be provided which monitors the vacuum in the cavity. Preferably, the pressure sensor is arranged in the thermal insulation.
Vorzugsweise erfolgt das Verdichten mittels Vibration. Hierdurch ist erreicht, dass sich das Granulat gleichmäßig in dem Hohlraum verteilt.Preferably, the compression takes place by means of vibration. This ensures that the granules evenly distributed in the cavity.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Schritte „Einfüllen” und „Verdichten” wenigstens einmal wiederholt. Hierdurch ist erreicht, dass sich das Granulat besser verteilt. Beim ersten Verdichten setzt sich das Granulat in dem Hohlraum und wird verdichtet. Ist nach dem Verdichten der Hohlraum nicht vollständig gefüllt, wird neues Granulat eingefüllt und wiederum verdichtet.According to an advantageous embodiment of the invention, the steps "filling" and "compacting" are repeated at least once. This ensures that the granules are better distributed. During the first compaction, the granules settle in the cavity and are compacted. Is after the Compacting the cavity is not completely filled, new granules are filled and in turn compacted.
Vorzugsweise werden die Schritte „Einfüllen” und „Verdichten” so oft wiederholt, bis der Hohlraum vollständig vom Granulat ausgefüllt ist.Preferably, the steps of "filling" and "compacting" are repeated until the cavity is completely filled with granules.
Vorzugsweise liegt die Zieldruckstufe im Vakuum zwischen ca. 10 mbar und 10–3 mbar.Preferably, the target pressure stage is in a vacuum between about 10 mbar and 10 -3 mbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt vor dem Einfüllen des Granulats eine Dichtheitsprüfung, um den Warmwasserspeicher auf Undichtigkeiten zu überprüfen. Eine Evakuierung des Hohlraums ist nur möglich, wenn Innen- und Außenbehälter dicht sind und keine Öffnungen aufweisen, durch die Luft in den Hohlraum nachströmt.According to a preferred embodiment of the invention takes place before filling the granules a leak test to check the hot water tank for leaks. An evacuation of the cavity is only possible if the inner and outer containers are sealed and have no openings through which air flows into the cavity.
Vorzugsweise erfolgt die Dichtigkeitsprüfung durch das Einleiten eines Formiergases in den Hohlraum und durch eine anschließende Untersuchung auf Undichtigkeiten.The tightness test is preferably carried out by introducing a forming gas into the cavity and then checking for leaks.
Vorzugsweise wird ein elektronischer Lecksucher verwendet.Preferably, an electronic leak detector is used.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Dichtigkeitsprüfung im Helium-Lecktestsystem. Vorzugsweise wird als Prüfgas Helium verwendet.In an advantageous embodiment of the invention, the leak test is carried out in the helium leak test system. Preferably, helium is used as the test gas.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Filter im Bereich des Außenbehälters des Warmwasserspeichers und/oder in einer Absaugleitung vorgesehen, durch den die abgesaugte Luft während des Evakuierungsprozesses gefiltert wird. Dies verhindert, dass Granulat in eine Evakuierungspumpe gelangt, da durch den Filter das Granulat vor dem Eintritt in die Evakuierungspumpe herausgefiltert wird. Vorzugsweise wird im Bereich des Außenbehälters ein Feinfilter verwendet, in der Absaugleitung vorzugsweise ein Schwebstofffilter und/oder ein Membranfilter.According to a further embodiment, a filter is provided in the region of the outer container of the hot water storage tank and / or in a suction line through which the extracted air is filtered during the evacuation process. This prevents granules from entering an evacuation pump because the filter filters out the granules before they enter the evacuation pump. Preferably, a fine filter is used in the region of the outer container, preferably a suspended matter filter and / or a membrane filter in the suction line.
Der Außenbehälter weist vorzugsweise eine Wandstärke von bis zu 3 mm auf. Bevorzugt weist er eine Wandstärke von ca. 0,5 bis ca. 2 mm auf.The outer container preferably has a wall thickness of up to 3 mm. Preferably, it has a wall thickness of about 0.5 to about 2 mm.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Innenbehälter eine Öffnung zur Aufnahme eines Heizflansches auf. Im Bereich des Heizflansches ist vorzugsweise keine Vakuumdämmung vorgesehen.According to a further embodiment, the inner container has an opening for receiving a Heizflansches. In the area of Heizflansches preferably no vacuum insulation is provided.
Vorzugsweise wird im Bereich des Heizflansches eine Dämmung aus Expandiertem Polypropylen (EPP), aus Expandiertem Polystyrol (EPS), aus Polyurethan-Hartschaum oder aus Polyurethan-Weichschaum verwendet.In the area of the heating flange, preference is given to using expanded polypropylene (EPP) insulation, expanded polystyrene (EPS) insulation, rigid polyurethane foam or flexible polyurethane foam.
Die Erfindung betrifft den Gedanken, eine Dämmung vorzusehen, bei der möglichst wenig Luft innerhalb der Isolierschicht eingeschlossen ist, die mittels Konvektion Wärme nach außen abgeben könnte. Durch den Evakuierungsvorgang wird Luft aus der Isolierschicht abgesaugt, so dass der Isolierschicht die Luft weitgehend entzogen ist. Hierdurch sind Wärmeverluste deutlich reduziert.The invention relates to the idea of providing an insulation in which as little air as possible is enclosed within the insulating layer, which could release heat to the outside by means of convection. By the evacuation process, air is sucked out of the insulating layer, so that the insulating layer, the air is largely removed. As a result, heat losses are significantly reduced.
Vorzugsweise weist der Warmwasserspeicher ein Fassungsvermögen von bis zu ca. 1500 Litern, vorzugsweise bis zu 300 Litern, vorzugsweise zwischen ca. 5 und ca. 150 Litern auf.Preferably, the hot water tank has a capacity of up to about 1500 liters, preferably up to 300 liters, preferably between about 5 and about 150 liters.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Vakuumspeicher eine sogenannte Behältertrennung auf. Hierbei weist der Innenbehälter einen Innenring und der Außenbehälter einen Außenring auf, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring vorzugsweise ein Spalt zur Verlängerung eines Wärmeübertragungswegs vom Innenbehälter auf den Außenbehälter vorgesehen ist. Diese Behältertrennung ist vorzugsweise in einem Öffnungsbereich des Vakuumspeichers angeordnet, also dort, wo der Speicher eine Öffnung zur Aufnahme eines Heizflansches aufweist.According to a further advantageous embodiment of the invention, the vacuum accumulator has a so-called container separation. Here, the inner container has an inner ring and the outer container has an outer ring, wherein between the inner ring and the outer ring is preferably provided a gap for extending a heat transfer path from the inner container to the outer container. This container separation is preferably arranged in an opening region of the vacuum accumulator, that is to say where the accumulator has an opening for receiving a heating flange.
Die Behältertrennung dient der Reduzierung des Wärmeübergangs nach außen. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, dass die Wärme, die im Innern des Behälters auftritt, zunächst über den Innenring und dann über den Außenring abgeleitet wird. Dadurch verlängert sich die Wegstrecke, über die die Wärme abgeleitet wird. Somit kommt weniger Wärme am Außenbehälter an als wenn zwischen Innenbehälter und Außenbehälter eine direkte Verbindung bestünde. Es hat sich gezeigt, dass es durch diese Materialtrennung von Außenbehälter und Innenbehälter zu geringeren Wärmeverlusten kommt. Ohne diese Trennung würde die abfließende Wärmeenergie den unteren Bereich des Außenbehälters stärker erwärmen, was sich negativ auf die Messung der Wärmeverluste auswirken würde.The container separation serves to reduce the heat transfer to the outside. This effect is achieved by dissipating the heat which occurs inside the container first via the inner ring and then via the outer ring. This prolongs the distance over which the heat is dissipated. Thus, less heat comes to the outer container than if there was a direct connection between the inner container and outer container. It has been shown that this material separation of outer container and inner container leads to lower heat losses. Without this separation, the effluent heat energy would heat the lower portion of the outer container more, which would adversely affect the measurement of heat losses.
Der Innenring und/oder der Außenring bestehen vorzugsweise aus Edelstahl.The inner ring and / or the outer ring are preferably made of stainless steel.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Außenring aus Stahl und der Innenring aus Edelstahl.According to a further advantageous embodiment of the invention, the outer ring made of steel and the inner ring made of stainless steel.
Vorzugsweise hält der Innenring den Innenbehälter in seiner Position und definiert einen Sollabstand zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter.Preferably, the inner ring holds the inner container in position and defines a desired distance between the inner container and the outer container.
Erfindungsgemäß ist die oben genannte Aufgabe auch durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.According to the invention, the above-mentioned object is also achieved by the features of claim 9.
Danach ist ein Warmwasserspeicher mit einem Innenbehälter und einem Außenbehälter und einer in einem Hohlraum angeordneten Isolierschicht aus einem verdichteten, evakuierten Granulat vorgesehen. Thereafter, a hot water tank with an inner container and an outer container and a cavity arranged in an insulating layer of a compacted, evacuated granules is provided.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben.Further embodiments of the invention are given in the dependent claims.
In der Zeichnung zeigenIn the drawing show
In
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