DE102017113076B4

DE102017113076B4 - Warmwasserspeicher

Info

Publication number: DE102017113076B4
Application number: DE102017113076.4A
Authority: DE
Inventors: Christian Becker; Thomas Fischer
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Climate Solutions SE
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2037-06-15
Also published as: DE102017113076A1

Abstract

Warmwasserspeicher, umfassend einen Behälter (1), der an einer Stelle seines Bodenbereichs (1.1) von einem Zufuhrrohr (2) für zu speicherndes Wärmeträgermedium durchgriffen ausgebildet ist, wobei dieses in eine im Innern des Behälters (1) angeordnete, zur Verteilung des Wärmeträgermediums vorgesehene Umlenkeinrichtung (3) ausmündend ausgebildet ist, wobei der Bodenbereich (1.1) an einer anderen, zum Zufuhrrohr (2) distanzierten Stelle von der Umlenkeinrichtung (3) durchgriffen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (3) durch eine Öffnung im Bodenbereich (1.1) einführ- und dort fixierbar ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserspeicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Warmwasserspeicher der eingangs genannten Art ist im Dokument DE 29 14 353 C2 offenbart.
Ein weiterer Warmwasserspeicher, bei dem der Bodenbereich allerdings nicht an einer zum Zufuhrrohr distanzierten Stelle von der Umlenkeinrichtung durchgriffen ausgebildet ist, wird von der Anmelderin hergestellt und verkauft. Ein solcher Warmwasserspeicher besteht aus einem Behälter, der an einer Stelle seines Bodenbereichs von einem Zufuhrrohr für zu speicherndes Wärmeträgermedium durchgriffen ausgebildet ist, wobei dieses in eine im Innern des Behälters angeordnete, zur Verteilung des Wärmeträgermediums vorgesehene Umlenkeinrichtung ausmündend ausgebildet ist. Der Bodenbereich dieses Warmwasserspeichers ist dabei, und dies gilt auch für eine bevorzugte Ausführungsform des nachfolgend noch zu erläuternden, erfindungsgemäßen Warmwasserspeichers, als sogenannter Klöpperboden (siehe hierzu https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Gew %C3%B61bter_Boden&oldid=158486704) eines Schichtspeichers ausgebildet. Die genannte, nach dem Einbringen in den Bodenbereich am Zufuhrrohr angeschweißte Umlenkeinrichtung dient dabei dazu, eine unerwünschte Unruhe im Einströmbereich des Wärmeträgermediums zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Warmwasserspeicher der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll ein Warmwasserspeicher geschaffen werden, der sich besonders einfach herstellen lässt.
Diese Aufgabe ist mit einem Warmwasserspeicher der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Umlenkeinrichtung durch eine Öffnung im Bodenbereich einführ- und dort fixierbar ausgebildet ist.
Mit anderen Worten zeichnet sich der erfindungsgemäße Warmwasserspeicher somit dadurch aus, dass die Umlenkeinrichtung nicht mehr am Ende des Zufuhrrohres angeschweißt werden muss, sondern durch eine Öffnung im Bodenbereich des Warmwasserspeichers eingeführt und dort gehalten ist. Diese Maßgabe bringt dabei den großen Vorteil mit sich, dass der Warmwasserspeicher noch vor der Montage der Umlenkeinrichtung emailliert werden kann, was bisher aufgrund des genannten, erforderlichen Schweißvorgangs nicht möglich war.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Der erfindungsgemäße Warmwasserspeicher einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt

1 im Schnitt den Warmwasserspeicher mit der Umlenkeinrichtung im Bodenbereich;
2 perspektivisch den (freigeschnittenen) Bodenbereich des Warmwasserspeichers gemäß 1;
3 im Schnitt das Zufuhrrohr und die Umlenkeinrichtung in einer ersten Ausführungsform im Bodenbereich des Warmwasserspeichers;
4 perspektivisch die Umlenkeinrichtung in der ersten Ausführungsform (ohne Zufuhrrohr);
5 im Schnitt die Umlenkeinrichtung gemäß 4;
6 in Seitenansicht die Umlenkeinrichtung gemäß der 4 und 5;
7 den Schnitt A-A durch die Umlenkeinrichtung gemäß 6;
8 als Unteransicht die Umlenkeinrichtung gemäß der 4 bis 6;
9 im Schnitt die Umlenkeinrichtung in einer zweiten Ausführungsform; und
10 perspektivisch die Umlenkeinrichtung gemäß 9.

Der in 1 dargestellte Warmwasserspeicher besteht zunächst in bekannter Weise aus einem Behälter 1, der an einer Stelle seines Bodenbereichs 1.1 von einem Zufuhrrohr 2 für zu speicherndes Wärmeträgermedium durchgriffen ausgebildet ist, wobei dieses in eine im Innern des Behälters 1 angeordnete, zur Verteilung des Wärmeträgermediums vorgesehene Umlenkeinrichtung 3 ausmündend ausgebildet ist.
Bezüglich des Behälters 1 ist ferner wahlweise bevorzugt vorgesehen, dass dieser zylindrisch ausgebildet ist, dass dieser wahlweise einen gewölbten Boden- 1.1 und/oder Deckelbereich 1.2 aufweist, dass dieser zur Aufnahme von Heizkreiswasser ausgebildet ist und/oder dass in diesem ein vorzugsweise wendelförmiger Wärmeübertrager 8 zur Durchleitung und Erwärmung von Trinkwasser angeordnet ist (siehe 1).
Bevorzugt für den erfindungsgemäßen Warmwasserspeicher ist nun, und dies gilt für alle Ausführungsformen, dass der Bodenbereich 1.1 an einer anderen, zum Zufuhrrohr 2 distanzierten Stelle von der Umlenkeinrichtung 3 durchgriffen ausgebildet ist. Dies ist besonders gut erkennbar in 2 dargestellt.
Dabei ist vorzugsweise das Zufuhrrohr 2 an der Stelle, an der es den Bodenbereich 1.1 durchgreift, horizontal verlaufend ausgebildet und weiterhin bevorzugt die Stelle, an der der Bodenbereich 1.1 vom Zufuhrrohr 2 durchgriffen ausgebildet ist, versetzt zur vertikalen Hauptachse des Behälters 1 angeordnet.
Wesentlich für den erfindungsgemäßen Warmwasserspeicher ist nun, dass die Umlenkeinrichtung 3 durch eine Öffnung im Bodenbereich 1.1 einführ- und dort fixierbar ausgebildet ist.
Des Weiteren weist die Umlenkeinrichtung 3, welche vorzugsweise aus Kunststoff gebildet ist, bevorzugterweise in etwa eine zylindrische Aussenkontur mit einer vertikalen Zylinderhauptachse auf.
Ebenso bevorzugt ist, dass die andere Stelle, an der der Bodenbereich 1.1 von der Umlenkeinrichtung 3 durchgriffen ausgebildet ist, fluchtend zur vertikalen Hauptachse des Behälters 1 angeordnet ist. Zudem ist vorzugsweise dabei am Bodenbereich 1.1 zur Einführung und Fixierung der Umlenkeinrichtung 3 ein Rohrstutzen 4 mit einem vorzugsweise schraubbaren Deckelelement 5 angeordnet. Bevorzugterweise weist der Rohrstutzen 4 dann eine vertikal orientierte Rohrhauptachse auf. Am Außenumfang der Umlenkeinrichtung 3 sind zudem bevorzugt mit dem Rohrstutzen 4 zusammenwirkende, vorzugsweise lippenartige Zentrierelemente 9 vorgesehen, siehe hierzu insbesondere die 6 und 8.
Weiterhin weist vorzugsweise die Umlenkeinrichtung 3 an ihrer Außenwand eine Durchgriffsöffnung 3.3 für das Zufuhrrohr 2 auf. Zudem ist bevorzugterweise im Innern der Umlenkeinrichtung 3 eine Wand 6 zur Ausbildung eines ersten und eines zweiten Strömungsraums 3.1, 3.2 angeordnet. Die Wand 6 ist vorzugsweise vertikal erstreckt im Innern der Umlenkeinrichtung 3 angeordnet. Es ist außerdem bevorzugt, dass der zweite Strömungsraum 3.2 ein größeres Volumen als der erste Strömungsraum 3.1 aufweist. Der erste Strömungsraum 3.1 ist bevorzugterweise hydraulisch einerseits mit dem Zufuhrrohr 2 und andererseits mit dem zweiten Strömungsraum 3.2 verbunden ausgebildet, wobei das Zufuhrrohr 2, wiederum bevorzugt, im Innern der Umlenkeinrichtung 3, vorzugsweise im ersten Strömungsraum 3.1, ausmündend ausgebildet ist. Hierzu ist bevorzugterweise an der Wand 6 eine Führungsöffnung 6.1 für das Zufuhrrohr 2 vorgesehen, siehe hierzu die 3 und 5. Ebenso ist bevorzugt, dass der erste Strömungsraum 3.1 von oben nach unten und der zweite Strömungsraum 3.2 von unten nach oben durchströmt ausgebildet ist. Zudem ist bevorzugt, dass die Höhe der Wand 6 geringer als die Höhe des ersten Strömungsraums 3.1 ausgebildet ist.
Während die Wand 6 in dem ersten Ausführungsbeispiel der Umlenkeinrichtung 3 gemäß der 3 bis 8 vorzugsweise gerade (ebenflächig) ausgebildet ist, so ist im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der 9 und 10 bevorzugt, dass die Wand 6 eine Mantelfläche, vorzugsweise eine Zylindermantelfläche bildet. Es ist dort ebenso bevorzugt, dass die eine Mantelfläche bildende Wand 6 zentriert in der Umlenkeinrichtung 3 angeordnet ist. Außerdem ist hier bevorzugterweise der erste Strömungsraum 3.1 außerhalb und der zweite Strömungsraum 3.2 innerhalb der Mantelfläche angeordnet.
Bei beiden Ausführungsbeispielen ist des Weiteren vorzugsweise am oberen Ende der Umlenkeinrichtung 3 ein Verteilerkopf 7 mit einer vorzugsweise vollumfänglichen, eine horizontale Ausströmung bewirkenden Austrittsöffnung 7.1 angeordnet. Dabei ist vorzugsweise der zweite Strömungsraum 3.2 hydraulisch einerseits mit dem ersten Strömungsraum 3.1 und andererseits mit dem Verteilerkopf 7 verbunden ausgebildet. Dies führt zu einer mehrstufigen Umlenkung, bei gleichzeitig größer werdendem Querschnitt pro Umlenkung. Ebenso ist vorzugsweise ein Strömungsübergang vom ersten Strömungsraum 3.1 zum zweiten Strömungsraum 3.2 an einem einem Verteilerkopf 7 abgewandten Ende der Umlenkeinrichtung 3 angeordnet. Zuletzt ist dann bevorzugt, dass am Verteilerkopf 7 im Bereich der Austrittsöffnung 7.1 Leitelemente 7.2 zur Aufprägung einer in einer horizontalen Ebene liegenden Wirbelströmung angeordnet sind. Dies ist besonders gut in den 4 und 7 erkennbar.
Der erfindungsgemäße Warmwasserspeicher, gemäß der in den Figuren dargestellten Ausführungsform, funktioniert wie folgt:

Relativ kaltes Rücklaufwasser aus dem Heizkreis wird von der Heizkreispumpe (in den Figuren nicht dargestellt, da allgemein bekannt) durch das Zufuhrrohr 2 in den Behälter 1, und dort insbesondere in den ersten Strömungsraum 3.1 der Umlenkeinrichtung 3 gepumpt. Von dort aus fließt das Wasser abwärts und durch eine Öffnung in der Wand 6 in den zweiten Strömungsraum 3.2. Vom zweiten Strömungsraum 3.2 ausgehend tritt das Wasser gleichmäßig in alle Richtungen verteilt aus der Austrittsöffnung 7.1 des Verteilerkopfs 7 und somit aus der Umlenkeinrichtung 3 aus. Dieser Umstand erlaubt es, relativ kaltes Wasser so in den Behälter 1 einzuleiten, dass die dort vorhandene Temperaturschichtung möglichst ungestört bleibt.

Bezugszeichenliste

1: Behälter
1.1: Bodenbereich
1.2: Deckelbereich
2: Zufuhrrohr
3: Umlenkeinrichtung
3.1: erster Strömungsraum
3.2: zweiter Strömungsraum
3.3: Durchgriffsöffnung
4: Rohrstutzen
5: Deckelelement
6: Wand
6.1: Führungsöffnung
7: Verteilerkopf
7.1: Austrittsöffnung
7.2: Leitelement
8: Wärmeübertrager
9: Zentrierelement

Claims

Warmwasserspeicher, umfassend einen Behälter (1), der an einer Stelle seines Bodenbereichs (1.1) von einem Zufuhrrohr (2) für zu speicherndes Wärmeträgermedium durchgriffen ausgebildet ist, wobei dieses in eine im Innern des Behälters (1) angeordnete, zur Verteilung des Wärmeträgermediums vorgesehene Umlenkeinrichtung (3) ausmündend ausgebildet ist, wobei der Bodenbereich (1.1) an einer anderen, zum Zufuhrrohr (2) distanzierten Stelle von der Umlenkeinrichtung (3) durchgriffen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (3) durch eine Öffnung im Bodenbereich (1.1) einführ- und dort fixierbar ausgebildet ist.
Warmwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Bodenbereich (1.1) zur Einführung und Fixierung der Umlenkeinrichtung (3) ein Rohrstutzen (4) mit einem Deckelelement (5) angeordnet ist.
Warmwasserspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zufuhrrohr (2) an der Stelle, an der es den Bodenbereich (1.1) durchgreift, horizontal verlaufend ausgebildet ist.
Warmwasserspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der Umlenkeinrichtung (3) eine Wand (6) zur Ausbildung eines ersten und eines zweiten Strömungsraums (3.1, 3.2) angeordnet ist.
Warmwasserspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungsraum (3.1) hydraulisch einerseits mit dem Zufuhrrohr (2) und andererseits mit dem zweiten Strömungsraum (3.2) verbunden ausgebildet ist.
Warmwasserspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende der Umlenkeinrichtung (3) ein Verteilerkopf (7) mit einer vorzugsweise vollumfänglichen, eine horizontale Ausströmung bewirkenden Austrittsöffnung (7.1) angeordnet ist.
Warmwasserspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Verteilerkopf (7) im Bereich der Austrittsöffnung (7.1) Leitelemente (7.2) zur Aufprägung einer in einer horizontalen Ebene liegenden Wirbelströmung angeordnet sind.
Warmwasserspeicher nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strömungsraum (3.2) hydraulisch einerseits mit dem ersten Strömungsraum (3.1) und andererseits mit dem Verteilerkopf (7) verbunden ausgebildet ist.
Warmwasserspeicher nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (6) vertikal erstreckt im Innern der Umlenkeinrichtung (3) angeordnet ist.
Warmwasserspeicher nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungsraum (3.1) von oben nach unten und der zweite Strömungsraum (3.2) von unten nach oben durchströmt ausgebildet ist.