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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Versorgung von Verbrauchern mit Warmwasser für Heizungszwecke, Brauchwasser und/oder Trinkwasser, mit einem Speicher mit einem darin befindlichen fluiden Medium, mit einem Wärmeerzeuger in dem Speicher, mit einer Zuführeinrichtung zur Zufuhr von frischem oder abgekühltem Fluid in den Speicher und mit einer Entnahmeeinrichtung zur Entnahme von warmem Fluid aus dem Speicher.
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Für die Bereitstellung von warmem Trinkwasser und Brauchwasser wird herkömmlich in vielen Fällen ein sogenannter Durchlauferhitzer verwendet. Diese Durchlauferhitzer oder auch Wandheizkessel erwärmen Wasser im Durchlauf bei Bedarf. Sie haben den Vorteil, entsprechendes Trinkwasser in unbegrenzter Menge herstellen zu können. Die Zapfleistung ist allerdings durch die Leistung des verwendeten Wärmeerzeugers beschränkt, üblicherweise auf eine Größenordnung um 20 kW.
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Diese Leistung herkömmlicher Wandheizkessel reicht aus, um beispielsweise den Betrieb einer Dusche mit warmem Wasser sicherzustellen. Für die gleichzeitige Wärmeversorgung von mehreren Duschen oder ähnlichen Verbrauchern reicht diese Leistung üblicherweise nicht aus, das ist also nicht möglich. Gleichwohl werden in vielen Fällen solche Wandheizkessel in Etagenwohnungen oder kleineren Einfamilienhäusern eingebaut, bei denen eine höhere Zapfleistung keine Rolle spielt.
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Ein erhebliches Problem bei derartigen Wandheizkesseln sind auftretende Temperaturspitzen, die bedingt durch eine wechselnde und nicht vorhersehbare Warmwasserentnahme und auch wechselnde Geschwindigkeit der Warmwasserentnahme auftritt. Hierzu ist schon gelegentlich vorgeschlagen worden, zusätzlich zu den Wandheizkesseln einen kleineren Trinkwasserbehälter vorzuhalten, um diese Temperaturspitzen zu vermeiden. Das hat aber Probleme hinsichtlich der Hygieneaufrechterhaltung und der Mischungsverhältnisse der entsprechenden Warmwassermengen zur Folge.
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Generell ist das Vorhalten von Speicherbehältern für Trinkwasser eine alternative Möglichkeit zum Vorsehen von Wandheizkesseln. In diesen Speicherbehältern könnten Trinkwasser, Brauchwasser und Heizungswasser auf einer gewünschten, auch höheren Temperatur gehalten werden. Allerdings sind solche Trinkwasserbehälter generell anfälliger für bakteriellen Befall. Um das zu vermeiden, werden zunehmend Pufferspeicher eingesetzt, die in einem Primärkreis Heizungswasser einsetzen. Über einen Plattenwärmetauscher kann dann Trinkwasser erwärmt werden. Für eine Warmwasserbereitung werden solche Pufferspeicher auf ca. 60 °C gehalten. Für ein Ein- bis Zweifamilienhaus setzt man dann beispielsweise einen Wärmetauscher mit einer Leistung von 60 kW ein. Mit einer solchen Konzeption können nun mehrere Zapfstellen gleichzeitig bedient werden, beispielsweise drei Duschen mit Warmwasser.
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Generell ist das Problem bei Speicherbehältern natürlich, dass nach dem Verbrauch des warmen, gespeicherten Wassers beziehungsweise Fluids im Speicherbehälter es dann nur noch kaltes Frischwasser gibt, bis der Speicher wieder erwärmt beziehungsweise mit warmem Fluid versehen ist. Die Erwärmung kann aus unterschiedlichen Energiequellen erfolgen, etwa aus Gaskesseln, Kaminöfen oder aus Solarzellen. Wärmespeicher haben generell einen hohen Wärmeverlust.
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Sehr beliebt zur Versorgung mit Warmwasser sind daher jetzt Speicherbehälter, die zugleich mit einem Heizungspufferspeicher und einer Brennkammer ausgerüstet sind. Mittels der Brennkammer kann vergleichsweise schnell ein Fluid im Inneren des Speicherbehälters erwärmt werden, um warmes Wasser zu schaffen, wenn dieses verbraucht ist beziehungsweise gewünscht wird. Der Vorteil ist auch, dass die Wärmeverluste des Wärmeerzeugers, beispielsweise also eines Kessels, in dem Speicher verbleiben und nicht verlorengehen. Die Wärmeverluste des Speichers sind jedoch unvermindert hoch.
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Die heißen Brennkammern geben die Wärme an das umgebende Fluid ab, sodass insbesondere in der Umgebung unmittelbar benachbart zu diesen Brennkammern heißes Fluid entsteht, was jedoch der Zielrichtung des gleichmäßigen ungestörten und unverwirbelten Einschichtens von Wasser in Speichern entgegenläuft und stattdessen zu Turbulenzen führt.
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Diese Konzepte beispielsweise aus der
DE 103 13 415 B4 haben sich gleichwohl sehr bewährt und sind wirtschaftlich erfolgreich. Ein typischer derartiger Pufferspeicher für Einfamilienhäuser besitzt einen Durchmesser von etwa 800 mm. In einen solchen Speicher passen dann Brennkammern bis zu etwa 35 kW-Leistung.
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Wünschenswert ist es unverändert, hier alternative Konzepte vorzuschlagen, die andere und für bestimmte Anwendungsfälle auch bessere Möglichkeiten bieten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes System mit zusätzlichen Merkmalen vorzuschlagen, die eine Verbesserung oder Alternativlösung für herkömmliche Systeme für das Bereitstellen von Heizungswasser, Brauchwasser und/oder Trinkwasser ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird mittels der Erfindung bei einem gattungsgemäßen System dadurch gelöst, dass die Entnahmeeinrichtung eine Leitung aufweist, die durch den Wärmeerzeuger im Speicher hindurchführt und das Fluid nach dem Durchströmen des Wärmeerzeugers aus dem Speicher herausführt.
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Mit einer derartigen Kombination von Merkmalen lassen sich nun überraschend die Möglichkeiten verschiedener Konzepte gemeinsam nutzen, ohne dass jeweils die Nachteile in Kauf genommen werden.
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Auf diese Weise werden die bereits sehr guten und vielfältigen Möglichkeiten eines Systems mit Speicherbehältern und beispielsweise einem darin integrierten Schichtenlader erweitert dadurch, dass nun eine direkte Führung des Fluides, das anschließend das Trinkwasser bildet beziehungsweise unmittelbar in einem Wärmetauscher zur Erwärmung von Trinkwasser genutzt wird, zuvor direkt mit Wärmeenergie beaufschlagt wird, wenn es durch den Wärmeerzeuger hindurchgeführt wird.
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Durch die Zwangsführung des Fluides in den Leitungen innerhalb des Wärmeerzeugers findet ein wesentlich stärkerer Wärmeübertrag durch die Wandungen der Leitungen vom Wärmeerzeuger auf das strömende Fluid in den Leitungen statt, als dies bei den freiumflutenden Fluidmengen um den Wärmeerzeuger insgesamt herum möglich ist.
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Dabei sind sehr unterschiedliche Möglichkeiten für die Führung der Leitungen innerhalb des Wärmeerzeugers denkbar. Von einer mäanderförmigen Führung über einen Aufbau mit mehreren Zweigleitungen sind viele Varianten denkbar und auch vorteilhaft, da sie die für den Wärmeübergang zur Verfügung stehende Fläche vergrößern.
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Anders als bei reinen Speicherbehältern entstehen so praktisch unbegrenzte Zapfmengen. Anders als bei kleinen Durchlauferhitzern entsteht eine hohe Zapfleistung. Anders als bei kleinen Trinkwasserbehältern, gibt es nur geringe Wärmeverluste des Speichers. Eine Kombination mit Solaranlagen bleibt möglich und ist effektiv und zugleich bekommt man eine höhere Kapazität des Systems. Die Kosten für die eingesetzten Wärmetauscher sind vergleichsweise niedrig. Es sind relativ kleine Baugrößen möglich, da die Möglichkeiten eines Wärmeerzeugers, bevorzugt eines Brenners mit einer Brennkammer, besonders effektiv genutzt werden, und zwar praktisch ohne Verluste und Nachteile.
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Mit der Erfindung wird es möglich, Nachteile von beiden bekannten herkömmlichen Grundkonzeptionen zu vermeiden.
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So neigen Systeme, die mit Wandheizungen beziehungsweise Durchlauferhitzern arbeiten, dazu, dass die dort verwendeten Wärmeerzeuger schon bei sehr kleinen Warmwasserschüttmengen anspringen. Das vermeidet ein erfindungsgemäßes System. Im Gegensatz zu Systemen mit Wandheizungen beziehungsweise Durchlauferhitzern kann Warmwasser bei erfindungsgemäßen Systemen rasch und schnell bereitgestellt werden. Es sind auch wesentlich höhere Zapfleistungen als bei derartigen herkömmlichen Systemen möglich.
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Erfindungsgemäß bleiben auch die Wärmeverluste niedrig, da sie in den Fluiden innerhalb des Speichers aufgefangen werden können.
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Und im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen mit derartigen Durchlauferhitzern ist das erfindungsgemäße System auch für multivalente Energiequellen geeignet.
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Vergleicht man das System nach der vorliegenden Erfindung dagegen mit herkömmlichen Systemen mit Speicherbehältern mit freiumspülten Wärmeerzeugern in einem Fluid im Inneren des Speichers, so ist diesen gegenüber ein sehr hohes, ja geradezu beliebig hohes Warmwasserschüttvolumen möglich. Die Wärmeverluste für die Warmwasserbereitschaft sind vergleichsweise gering und es ist sehr wenig Speicherkapazität für die Warmwasserbereitung erforderlich. Stattdessen kann es zu einer hohen spezifischen Wärmeübertragung durch den Wärmeerzeuger kommen und die erfindungsgemäßen Systeme sind auch für hohe Kesselleistungen geeignet.
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Darüber hinaus ist auch eine Regelgröße für die Brennkammertemperatur möglich, was herkömmlichen Systemen nicht praktikabel ist.
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Bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass der Wärmeerzeuger eine Brennkammer zur Verbrennung eines Brennstoffs zur Erzeugung von Wärmeenergie aufweist, dass die Leitung der Entnahmeeinrichtung durch die Brennkammer des Wärmeerzeugers hindurchführt, und dass eine Abgasführung zur Leitung von Abgas aus der Brennkammer des Wärmeerzeugers vorgesehen ist, die durch den Speicher freiumspült führt und außerhalb des Speichers in einem Abgasanschluss endet.
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Als Wärmeerzeuger wird bei dieser Ausführungsform also ein Brenner mit einer Brennkammer eingesetzt, wobei beispielsweise Brennstoffe aus fossilen Energiequellen verbrannt werden. Die entstehende Wärme wird dann direkt und aufgrund der Zwangsführung des strömenden Fluides in der hindurchführenden Leitung ohne Verluste in die Umgebung genutzt. Es entstehen auch keine Turbulenzen in den geschichteten Wassermengen um den Wärmeerzeuger herum, da sich der Wärmeübergang innerhalb der Brennstoffkammer abspielt.
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Die entstehenden Abgase können gleichwohl ebenfalls genutzt werden, indem sie durch einen als Wärmetauscher ausgebildeten Abgasführungskanal geführt werden. Dieser Abgasführungskanal führt jetzt frei umspült durch das Fluid im Speicher. Auch wenn dies hinsichtlich des vorrangigen Wärmeübergangs innerhalb des Wärmeerzeugers nicht bevorzugt ist, kann jedoch auf diese Weise hinsichtlich des Abgases gleichwohl noch ein zusätzlicher Wärmeübergang in dieser anderen Form erzielt und der Verlust von Wärmeenergie im Abgas reduziert werden.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn der Abgasflansch und ein Flansch zur Erhaltung des Wärmeerzeugers als eine Einheit, insbesondere einstückig, ausgeführt sind. Dies ist für die Montage und auch für den Materialverbrauch günstig.
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Weitere Vorteile sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.
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Im Folgenden werden anhand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems zur Versorgung von Verbrauchern mit Warmwasser für Heizungszwecke, Brauchwasser und/oder Trinkwasser; und
- 2 eine zweite Ausführungsform eines derartigen erfindungsgemäßen Systems.
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In der 1 sieht man ein System, mit dem Verbraucher mit Warmwasser für Heizungszwecke, Brauchwasser und/oder Trinkwasser versorgt werden können. Dieses System weist einen Speicher 10 auf. In der 1 erkennt man, dass der Speicher 10 beispielsweise zylindrisch ist und einen ungefähr kreisförmigen Querschnitt besitzt, einen unteren Bereich 11, einen mittleren Bereich 12 und einen oberen Bereich 13 aufweist.
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Der Speicher 10 ist mit Fluid gefüllt. Zusätzliches und weiteres Fluid kann über eine Zuführeinrichtung 20 zugeführt werden. Die Zufuhr kann aus frischem Fluid bestehen, es kann sich auch um Fluid aus einer Solaranlage, aus einer Erdwärmeanlage oder auch um Fluid aus einer Rücklaufleitung eines Heizungssystems handeln.
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Die dargestellte Zuführeinrichtung (20) weist hier beispielhaft einen Schichtenlader 21 auf. Der Schichtenlader 21 weist in erster Linie eine vertikal verlaufende rohrähnliche Anordnung auf, die Öffnungen 22 besitzt, welche ein Austreten von Fluid aus dem Schichtenlader 21 in die Umgebung, nämlich das Innere des Speichers 10 erlaubt. Diese Schichtenlader sorgen für eine besonders gleichmäßige und nicht verwirbelte Einschichtung zusätzlichen Fluids in genau der Schicht, die zu der Temperatur des zugeführten Fluids passt.
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Als Fluid wird insbesondere Wasser verwendet, wobei diesem Wasser auch Zusatzstoffe zugeführt sein können, etwa Frostschutzmittel, wenn eine gemeinsame Verwendung mit einer Solaranlage oder einer Erdwärmeanlage beabsichtigt ist.
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Dieses Fluid kann nicht nur über eine Zuführeinrichtung 20 zugeführt, sondern auch über eine Entnahmeeinrichtung 30 wieder aus dem System entfernt werden. Die Entnahmeeinrichtung 30 entnimmt Fluid bevorzugt in dem oberen Bereich 13 des Speichers 10, da dort das Fluid am wärmsten ist, da warmes Fluid bei einer geschichteten Anordnung stets oben anzutreffen ist. In Folge dessen ist eine Eintrittsöffnung oder Ausgangsleitung 31 hier angeordnet. Sie führt das Fluid dann zu einem Entladeventil 32, wo beispielsweise Fluid aus einem mittleren Bereich 12 des Speichers 10 zugeführt werden kann, wobei das Ventil 32 elektronisch von einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) gesteuert oder geregelt werden kann.
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Von dort wird in dem dargestellten Beispiel das Fluid in der Leitung weiterführt zu einer Eintrittseinrichtung 33 in eine noch zu erörternde Brennkammer 42. Es kann eine mäanderförmige Führung der Leitung der Entnahmeeinrichtung 30 von der Eintrittseinrichtung 33 zu einer Austrittseinrichtung 34 vorgesehen werden, wodurch die Kontaktfläche, die für den Wärmeübergang von der Brennkammer 42 in das Fluid genutzt werden kann, besonders groß wird.
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Ebenso kann alternativ dann eine Aufspaltung in eine oder mehrere Teilleitungen erfolgen, die durch diese Brennkammer 42 zu einer Austrittseinrichtung 34 führten, in der das in der Brennkammer 42 stark erwärmte Fluid dann diese Brennkammer 42 verlässt und zu einer Ausgangsleitung 35 führt.
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Die bereits kurz angesprochene Brennkammer 42 ist hier als Beispiel für ein wesentliches Element eines Wärmeerzeugers 40 abgebildet. Der Wärmeerzeuger 40 weist hier einen Brenner 41 auf, der in der Brennkammer 42 Brennstoff beispielsweise fossilen Ursprungs verbrennt und dadurch Wärme erzeugt. Mit dieser Wärme kann das Fluid in den Leitungen zwischen der Eintrittseinrichtung 33 und der Austrittseinrichtung 34 erwärmt werden.
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Aus der Brennkammer 42 treten die Abgase, die bei dem Verbrennungsvorgang entstehen, in eine Abgasleitung 43 ein, die hier zugleich die Form eines freiumspülten Wärmetauschers einnimmt. Diese Abgasleitung führt durch das Fluid im mittleren Bereich 12 des Speichers 10 und erwärmt somit das hier frei diesen Wärmetauscher umspülende Fluid. Dadurch kann auch die Wärme in diesem Bereich genutzt werden und das Abgas kühlt sich entsprechend ab.
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Nach diesem Vorgang tritt das Abgas dann an einem Abgasanschluss 44 aus dem Speicher 10 aus. Der Abgasanschluss 44 kann gemeinsam mit dem Brenner 41 und dem Wärmeerzeuger 40 auf einem gemeinsamen Flansch angeordnet sein.
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Außerhalb des Speichers befindet sich unter anderem ein Heizkreis 50, dem das warme Fluid in der Ausgangsleitung 35 zugeführt wird.
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Nach dem Durchlaufen des Heizkreises 50 ist das Fluid abgekühlt und kann über einen Rücklauf 51 wieder der Zuführeinrichtung 20 zugeführt und mit seiner Restwärme erneut genutzt werden.
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Neben dem Heizkreis 50 ist auch ein Trinkwasseranschluss 55 angedeutet. Dieser besitzt einen Wärmetauscher, mit dem die Wärme des Fluids in der Leitung an Wasser auf der jeweils anderen Seite des Wärmetauschers abgegeben wird, welches als Trinkwasser nutzbar ist. Als Wärmetauscher kann dabei beispielsweise ein Plattenwärmetauscher eingesetzt werden, in dem das Trinkwasser erwärmt wird.
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Für das gesamte Konzept von Vorteil ist auch, dass neben dem Betrieb durch den Wärmeerzeuger 40, beispielsweise also durch den Brenner 41 mit der Brennkammer 42, auch die Wärme genutzt werden kann, die etwa durch Solarwärme oder durch einen Kaminofen zur Verfügung gestellt wird und über die Zuführeinrichtung 20 zugeführt wird. Falls hier eine so hohe Zufuhr von Wärmeenergie über das zuströmende Wasser zur Verfügung gestellt ist, dass keine weitere Wärmeenergie zur Erwärmung des Trinkwassers beziehungsweise des Fluids innerhalb der Leitung der Entnahmeeinrichtung 30 benötigt wird, so kann der Wärmeerzeuger 30 beziehungsweise der Brenner 41 für diesen Zeitraum auch ausgeschaltet bleiben, was natürlich Brennstoff spart.
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Sollte in einem solchen Fall dann die Temperatur abfallen, weil beispielsweise tageszeitbedingt die Zufuhr von warmem Fluid aus einer Solaranlage abnimmt, so wird der Brenner 41 des Wärmeerzeugers 40 automatisch gesteuert anspringen. Das vom Brenner 41 erzeugte Abgas wird dann über die erwähnte Abgasleitung 43 nochmals genutzt, bevor es über den Abgasanschluss 44 aus dem Speicher 10 austritt.
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Ein Nebeneffekt ist, dass der Kessel des Brenners 41 auch bei einer reinen Warmwasserbereitung und nicht nur bei Heizzwecken stets in kondensierender Betriebsweise gefahren wird. Diese Kondensationswärme wird zur Vorerwärmung des Fluides im Speicher 10 genutzt.
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In der 2 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt. Die Mehrzahl der Elemente ist der Ausführungsform in 1 ähnlich, so beispielsweise der Speicher 10, die Zuführeinrichtung 20, die Entladeeinrichtung 30, der Heizkreis 50 und der Trinkwasseranschluss 55.
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Auch der Wärmeerzeuger 40 mit dem Brenner 41 und der Brennkammer 42 entspricht der Ausführungsform aus der 1. Hier allerdings ist die Abgasleitung 43 nicht in dem mittleren Bereich 12, sondern in dem unteren Bereich 11 beziehungsweise benachbart zu diesem des Speichers 10 angeordnet und führt dort zu einem Abgasanschluss 44. Damit wird eine andere Form der Erwärmung des Fluids im Speicher 10 ermöglicht.
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Die Ausführungsform in der 2 ermöglicht es, Standardflansche für den Einschub der Brennkammer 42 des Wärmeerzeugers 40 vorzusehen, was für die Montage und auch die Wartung und Reparatur von Vorteil sein kann. In dem Fall wird das Abgas über den Abgasanschluss 44 dann unten aus dem Speicher 10 herausgeführt.
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Bei beiden Ausführungsformen ergibt sich die maximale mögliche Zapfleistung über die Temperatur des Fluids im Speicher 10 und natürlich auch über die maximale Leistung des Brenners 41 beziehungsweise des Wärmeerzeugers 40. Die Temperatur des Fluides im Speicher 10 kann nutzerspezifisch über die (nicht dargestellte) Steuereinrichtung angepasst werden. In Zeiten eines höheren Warmwasserbedarfs, etwa bei einem Besuch mehrerer Personen in der Wohnung, die normalerweise nicht anwesend sind, wärmt sie das Fluid in dem Speicher 10 vor und ermöglicht dann zusammen mit der Leistung des Wärmeerzeugers 40 eine hohe Zapfleistung an Trinkwasser beziehungsweise Warmwasser im Trinkwasseranschluss 55. Erwärmt man das Fluid im Speicher 10 beispielsweise auf 45 °C, so erhält man bei einer Leistung eines Brenners 41 von beispielsweise 20 kW problemlos die Zapfleistung für drei Duschen.
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Auch dann, wenn das Fluid im Speicher 10 auf eine Kaltwassertemperatur abgekühlt ist, beispielsweise nach der Entnahme sämtlichen Warmwassers, so steht immernoch die Leistung des Wärmeerzeugers 40 zur direkten Erwärmung des Fluides zur Verfügung. Bei einem Brenner 41 mit 20 kW kann somit immer eine Person duschen, ohne dass zusätzliches Warmwasser vorgehalten werden muss. Die Schüttmenge an Warmwasser ist nicht von der Größe des Speichers 10 abhängig.
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Es kommt in der Praxis auch vor, dass vorhersehbar ist, dass in gewissen Zeitabständen mehrfach kleine Zapfmengen an Warmwasser benötigt werden. In solchen Fällen oder etwa auch bei Zirkulationsleitungen kann im Speicher 10 ständig eine relativ kleine Menge an Fluid, beispielsweise etwa 10 Liter auf höherer Temperatur gehalten werden. Der Wärmeerzeuger 40 springt dann nicht bei jeder Zapfung dieser relativ kleinen Mengen an. Außerdem steht auch diese Weise stets sehr schnell warmes Trinkwasser zur Verfügung, das im Wärmetauscher des Trinkwasseranschlusses 55 erzeugt wird. Diese relativ kleinen Mengen an erhitztem Fluid für solche Fälle werden bevorzugt im oberen Kopperboden des Speichers 10 eingeschichtet. Der Klopperboden 10 ist der höchste Bereich des Innenraums des Speichers 10, etwa an dem Bezugszeichen 13 zu erkennen.
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Eine bevorzugte Möglichkeit, die sich auf diese Weise ergibt, ist eine spezielle Isolierung dieses oberen Bereiches 13 des Speichers 10, da die Isolierung nur des oberen Klopperbodens kostengünstiger möglich ist, als die des gesamten Behältermantels des Speichers 10.
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Bei beiden dargestellten Ausführungsformen kann der Wärmeerzeuger 40 auch dazu genutzt werden, beispielsweise eine der vorstehenden Möglichkeiten zur vorsorglichen Erzeugung von warmem Fluid im Inneren des Speichers 10 zu bewirken, ohne dass unmittelbar Trinkwasser am Trinkwasseranschluss 55 entnommen wird.
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Hierfür wird das Fluid im Inneren des Speichers 10 bei laufendem Wärmeerzeuger 40 durch diesen beziehungswiese durch die Brennkammer 42 und die Entnahmeeinrichtung 30 hin zum Wärmetauscher bei 55 und von dort ohne Nutzung zur Trinkwassererzeugung über die Zuführeinrichtung 20 mit dem Schichtenlader 21 und die Öffnungen 22 wieder bis nach oben in den Speicher geführt.
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Ein Heizbetrieb kann durch die nicht dargestellte Steuereinrichtung so gesteuert werden, dass das Entladeventil 32 umschaltet und so aus den tieferen und somit kälteren Bereich des Speichers 10 Fluid entnommen werden kann, das also aus dem mittleren Bereich 12 und nicht aus dem oberen Bereich 13 des Speichers 10 stammt. Diese Einstellung wird insbesondere dann genutzt, wenn der Speicher 10 bereits von einer Solaranlage geschichtet beladen wurde und/oder das heiße Fluid im Speicher 10 für die Trinkwasserbereitung reserviert werden soll. Das Fluid im Speicher 10 wird dann aus dem mittleren Bereich 12 des Speichers durch die Brennkammern 42 des Wärmeerzeugers 40 geführt und erwärmt. Der vereinfacht dargestellte Heizkreis 50 mit einer Heizkreispumpe verteilt dann die entsprechende Wärme zu Heizkörpern oder zu einer Fußbodenheizung.
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In vielen praktischen Fällen wird die Vorlauftemperatur der Heizkreise in der Größenordnung der Temperatur des Fluides im Speicher 10 sein, und zwar der Temperatur, die die für die Trinkwasserbereitung gewünschte vorgehaltene Temperatur des Fluides im Speicher 10 ist. Der gesamte Speicher kann so als Heizungspuffer genutzt werden. Hierdurch wird die Anzahl der Starts des Wärmeerzeugers erheblich reduziert.
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Durch das Durchlaufprinzip muss bei der erfindungsgemäßen Konzeption des Systems das Fluid des Speichers 10 nur zu geplanten Zeiten mit hohen erwarteten Schüttmengen auf einer relativ hohen Temperatur gehalten werden. Die Wahrscheinlichkeit, dass mehrere Personen gleichzeitig duschen möchten, ist relativ gering, sodass dies nur vergleichsweise selten der Fall sein wird. Darüber hinaus ist auch das benötigte Niveau der Temperatur niedriger, als dies bei herkömmlichen Speichern ohne einen durchströmten Wärmeerzeuger der Fall ist. Die Wärmeverluste für die Bereitstellung des Warmwassers werden auf diese Weise durch die geringen Temperaturen des Fluides im Speicher 10 minimiert.
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Das Fluid im Speicher 10 selbst wird durch den Wärmeerzeuger 40 nur zu bestimmten Zeiten und zu bestimmten Zwecken und insgesamt betrachtet eher wenig erwärmt, da der größte Teil der Wärmeenergie über das durch die Entnahmeeinrichtung strömende Fluid aus dem Speicher 10 rasch nach Durchlaufen des Wärmeerzeugers 40 herausgeführt wird. Dadurch wird die Speicherkapazität für andere Energiequellen wie beispielsweise Solaranlagen mit Sonnenkollektoren oder auch wassergeführte Kaminöfen erhöht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Speicher
- 11
- unterer Bereich des Speichers
- 12
- mittlerer Bereich des Speichers
- 13
- oberer Bereich des Speichers
- 20
- Zuführeinrichtung für Fluid in den Speicher 10
- 21
- Schichtenlader für die Zuführeinrichtung 20
- 22
- Öffnungen zum Austritt des Fluids aus dem Schichtenlader in den Speicher
- 30
- Entnahmeeinrichtung für Fluid aus dem Speicher
- 31
- Leitungsanfang
- 32
- Entladeventil
- 33
- Einströmbereich in einen Wärmeerzeuger
- 34
- Ausströmbereich aus dem Wärmeerzeuger
- 35
- Entnahmeleitung
- 40
- Wärmeerzeuger
- 41
- Brenner
- 42
- Brennkammer
- 43
- Abgasführung für den Brenner 40
- 44
- Abgasanschluss
- 50
- Heizkreis
- 51
- Rücklaufleitung vom Heizkreis in den Speicher
- 55
- Trinkwasseranschluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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