DE102018100539A1

DE102018100539A1 - Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung im Inneren eines Fluidspeicherbehälters

Info

Publication number: DE102018100539A1
Application number: DE102018100539.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2018-07-19

Abstract

Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung im Inneren eines Fluidspeicherbehälters umfassend einen Kanal zum Zu- und/oder Abführen eines Fluides in oder aus dem Inneren eines Fluidspeicherbehälters und ein Drosselelement, wobei das Drosselelement zum Kanal derart angeordnet ist, dass das Fluid vor Eintritt in den Kanal oder vor dem Austritt aus dem Kanal zumindest teilweise das Drosselelement durchfließt und das Drosselelement eine innere Struktur beinhaltet, welche ausgebildet ist im Fluid Kleinstverwirbelungen so zu erzeugen, dass eine Geschwindigkeitsreduktion des zugeführten oder abgeführten Fluides im Drosselelement bewirkbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung im Inneren eines Fluidspeicherbehälters.
Vorrichtungen zur Beruhigung von Fluidströmungen sind insbesondere bei sogenannten Schichtspeichern bekannt, wobei dort als Fluid z.B. Wasser in Frage kommt.
Schichtspeicher beruhen auf dem physikalischen Prinzip, dass sich in einem geschlossenen Behältnis mit z.B. Wasser, Flüssigkeitsschichten unterschiedlicher Temperatur ausbilden. Hintergrund hierfür ist die Tatsache, dass Flüssigkeiten unterschiedlicher Temperatur unterschiedliche Dichten aufweisen, wodurch sich wärmere Schichten weiter oben im Behältnis und kältere darin weiter unten ausbilden. Dies hat zur Folge, dass insbesondere die wärmste und die kälteste Schicht des Schichtspeichers nicht unmittelbar in Wechselwirkung miteinander treten, so dass ein unmittelbarer Energieaustausch zwischen diesen beiden Schichten stark gedämpft ist, was wiederum zu einer im Vergleich erhöhten Speichereffizienz im Schichtspeicher führt. Ziel muss es daher beim Betrieb eines Schichtspeichers sein, eine Vermischung zwischen den Schichten zu verhindern.
Hierzu gibt es verschiedene Ansätze. Zum einen gibt es den Versuch, Wasser verschiedener Temperaturen schichtbezogen über ein Rohrsystem in den Schichtspeicher einzuleiten, d.h. das Wasser wird in Abhängigkeit von dessen Temperatur in der dazu passenden Bevorratungshöhe eingeleitet und entnommen. Auch hierbei kann jedoch das einströmende Wasser Unruhe in den Schichtspeicher bringen, so dass es zumindest zu einer teilweisen Zerstörung der thermischen Schichtung kommt.
Nach der DE100 49 278 A1 wird versucht, das Strömen durch Umlenkbleche in die gewünschte Richtung zu leiten. Horizontale Zwischenböden mit Öffnungen sollen zudem die Ausbreitung von Verwirbelungen innerhalb der Flüssigkeitsmenge reduzieren. Je erfolgreicher dies über den Gesamtaufbau des Speichers gelingen soll, desto mehr Umlenkbleche und/oder Zwischenböden müssen installiert werden, wodurch der Aufbau solcher Schichtspeicher aufwändig und kostspielig ist und daher, wenn einmal installiert, auch kaum Änderungen am inneren Aufbau zulässt und schon gar nicht oder zumindest nur schwerlich eine Nachrüstung ermöglicht.
Eine Aufgabe nach der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung im Inneren eines Fluidspeicherbehälters bereitzustellen, so dass es zu einer möglichst geringen thermischen Vermischung beim Einströmen von Fluid in oder beim Ausströmen von Fluid aus dem Fluidspeicherbehälter kommt, die Möglichkeit der Beruhigung durch die Vorrichtung einfach vorsehbar ist, was auch eine mögliche nachträgliche Installation einschließt.
Die Aufgabe wird nach einer Ausführungsform der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung im Inneren eines Fluidspeicherbehälters mit einem Kanal zum Zu- und/oder Abführen eines Fluides in oder aus dem Inneren eines Fluidspeicherbehälters und einem Drosselelement, wobei das Drosselelement zum Kanal derart angeordnet ist, dass das Fluid vor Eintritt in den Kanal oder nach dem Austritt aus dem Kanal zumindest teilweise das Drosselelement durchfließt und das Drosselelement eine innere Struktur bzw. Mikrostruktur beinhaltet, welche ausgebildet ist, auf das Fluid derart einzuwirken, dass eine Geschwindigkeitsreduktion des zugeführten oder abgeführten Fluides im Drosselelement bewirkbar ist und wobei das Drosselelement derart reversibel komprimierbar ausgebildet ist, dass das Drosselelement zumindest in einen komprimierten Zustand bringbar ist, in welchem das Drosselelement in den Kanal und/oder durch den Kanal in den Fluidspeicherbehälter ein- und ausführbar ist.
Mit dem am Kanalaustritt angeordneten erfindungsgemäßen Drosselelement wird erstmals die Möglichkeit geschaffen, dass einerseits auf einfache Art und Weise direkt bei Eintritt oder Austritt des Fluides dafür gesorgt werden kann, dass die kinetische Energie z.B. des eintreten Fluides durch die strukturell bewirkte Geschwindigkeitsreduktion im Drosselelement in einem Maße absorbiert wird, dass es im Fluidspeicherbehälter zu keiner oder zumindest zu einer wesentlich reduzierten, kinetisch bedingten und damit makroskopischen Vermischung der thermischen Schichten kommt, wobei so nach der Erfindung lokal hohe Strömungsgeschwindigkeiten von Flüssigkeiten im Bereich des Kanals bzw. der Leitungsanschlüsse über eine kurze Strecke innerhalb des Drosselelements in langsame Strömungsgeschwindigkeiten sich kompakt bewegender bzw. sich kompakt in einem sich rasch vergrößernden Ausbreitungsraum ausdehnender Flüssigkeitsmengen umgewandelt werden, wodurch Strömungsspitzen vermieden werden und gleiches mit der Erfindung auch beim Zuführen von Fluid zum Kanal bewirkt werden kann, denn auch hierbei treten nahe dem Kanal Strömungsspitzen auf, die mit Hilfe des Drosselelements gedämpft bzw. gedrosselt werden, denn mit dem erfindungsgemäßen Drosselelement wird einer zu frühzeitigen hohen Beschleunigung des Fluides - also noch vor Eintritt in das Drosselelement - wirkungsvoll entgegengewirkt und anderseits die Möglichkeit eröffnet, die erfindungsgemäße Beruhigungsfunktion auf einfache Art und Weise auch nachträglich vorzusehen, da das Drosselelement derart reversibel komprimierbar ausgebildet ist, dass das Drosselelement zumindest in einen komprimierten Zustand bringbar ist, in welchem das Drosselelement in den Kanal und/oder durch den Kanal in den Fluidspeicherbehälter ein- und ausführbar ist. Reversibel in diesem Sinne bedeutet, dass das Drosselelement vorteilhafterweise nach der Kompression wieder seine ursprüngliche oder zumindest im Wesentlichen seine ursprüngliche dreidimensionale Struktur im Inneren wie im Äußeren wieder annimmt und/oder zumindest seine Drosselwirkung beibehält.
Dabei ist auf vorteilhafte Weise das Drosselelement derart ausgebildet, dass es sogar durch eine Zug-oder Druckkompression durch den Kanal in den komprimierten Zustand überführbar ist, so dass auf einfache Art und Weise eine Montage des Drosselelements möglich ist, und zwar auch nachträglich. Zug- oder Druckkompressionsfähigkeit bedeutet dabei, dass das Drosselelement beim Einziehen in den Kanal zusammendrückbar ist und zum Beispiel mit einer an ihm befestigten Schnur oder Stift durch den Kanal und aus dem Kanal gezogen werden kann.
Eine vorteilhafte erfindungsgemäße Weiterentwicklung besteht ferner auch darin, dass die innere Struktur des Drosselelements zumindest teilweise eine Drosselsubstanz beinhaltet, durch welche die Geschwindigkeitsreduktion bei einem im wesentlichen konstanten Volumenstrom des Fluides bewirkbar ist. Damit wird höchst vorteilhaft sichergestellt, dass beim Einströmen des Fluides in das Drosselelement der Staudruck im wesentliche nicht verändert wird.
Ferner ist eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ausführungsform auch darin zu sehen, dass die Vorrichtung einschließlich der Drosselsubstanz eine Drosselfunktion derart ausbildet, dass die Geschwindigkeitsreduktion des Fluides im Drosselelement zumindest teilweise, abhängig von dessen im Drosselelement zurückgelegten Strecke, zunimmt.
Dies kann z.B. bedeuten, dass die Drosselsubstanz derart ausgeformt bzw. ausgebildet ist, dass sie insbesondere beim Fluid- bzw. Flüssigkeitseintritt eine Dichte aufweist, die mit dem Abstand zum Kanal zunimmt. Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise ein potentiell, aber nicht zwingend durch das Drosselelement bewirkter, erhöhter Staudruck weiter reduziert.
Dabei kann es unter Umständen auch zweckmäßig sein, wenn die innere Struktur des Drosselelements insbesondere zum Kanal hin einen strukturell ausgebildeten Freiraum aufweist, d.h. einen Bereich ohne Drosselsubstanz. Ein Ziel ist es dabei, das einfließende Fluid zunächst abzufangen und über den Freiraum eine vergrößerte Fluidübertrittsfläche zur geschwindigkeitsreduzierenden Drosselsubstanz zu schaffen, was zur Reduktion des Fließwiderstands des Drosselelements führt.
Nach der Erfindung ist es zweckmäßig die Drosselsubstanz in eine Aufnahmeeinheit aufzunehmen bzw. in diese unterzubringen. Hierbei haben sich nach der Erfindung insbesondere zwei Ausführungen als vorteilhaft herausgebildet. Zum einen kann die Aufnahmeeinheit aus dem Kanal selbst bestehen. D.h. die Drosselsubstanz wird in den Kanal eingeführt und kann sehr vorteilhaft z.B. direkt von außen, d.h. ohne den Fluidspeicherbehälter zu öffnen, herausgenommen oder ausgewechselt werden.
Eine andere Variante kann darin bestehen, die Drosselsubstanz in ein flexibles Netz aufzunehmen bzw. unterzubringen, welches im Fluidspeicherbehältnis vor dem Kanal angeordnet bzw. befestigt ist und ggf., soweit gewünscht oder erforderlich, auch über den Kanal herausgezogen werden kann. Das erfindungsgemäße Drosselelement ist für diesen Zweck derart flexibel eingerichtet, dass die Drosselsubstanz zusammen mit dem Netz im erfindungsgemäßen Sinne so komprimierbar ist, dass beides z.B. an einer Schnur oder mit Hilfe eines Hakens in den Kanal hineingezogen und über diesen herausgezogen werden kann. Das Netz kann je nachdem, ob es auch eine Drosselwirkung auf das Fluid ausübt, auch als Teil des Drosselelements angesehen werden.
Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht ferner vor, dass die Drosselsubstanz zur Drosselwirkung ein Material mit offener Porositätsstruktur aufweist.
Zweckmäßiger Weise beinhaltet erfindungsgemäß dieses Material ein Fasergewirr oder ein Fasergewirk oder ein Granulat, vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff.
Bei der Nutzung eines Fasergewirrs bietet sich nach einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Vliesstoff als Drosselmaterial bzw. Drosselsubstanz an. Vliesstoffe haben den großen Vorteil, in unterschiedlichsten Varianten zu existieren, so dass durch gezielte Wahl des Vliesstoffs die Drosselfähigkeit des Drosselelements sehr variabel und damit bedarfsgerecht eingestellt werden kann.
Darüber hinaus zeichnet sich der Vliesstoff dadurch aus, dass er punktuell bzw. spezifisch nachgiebig ist. Vorteilhafterweise kann aber dadurch der Vliesstoff als Reaktion auf eine Fluidströmung teilweise zurückweichen bzw. nachgeben bis eine ausreichend große Fluidübertrittsoberfläche vorliegt, was im Ergebnis zu einem reduzierten Fließwiderstand führt. Bei der Verwendung von Vliesstoff als Drosselsubstanz oder einer anderen, ähnlich punktuell oder spezifisch flexiblen Drosselsubstanz ist die Drosselsubstanz somit selbstregulierend mit Bezug auf die Fluidübertrittsoberfläche, denn die Drosselsubstanz gibt genau so weit nach, bis sich ein entsprechendes Gleichgewicht zwischen Strömungswiderstand und Fluidübertrittsoberfläche einstellt.
Zudem sind Vliesstoffe preislich günstig zu erwerben, komprimierbar und damit leicht ein- und ausbaubar, d.h. sie können, wie bereits oben im Zusammenhang mit dem Drosselelement beschrieben, z.B. durch den Kanal und/oder den Stutzen in den Fluidspeicher eingebracht und aus dem Fluidspeicher herausgezogen werden. Hierdurch gelingt es aber auch, einen Fluidspeicherbehälter mit einem erfindungsgemäßen Drosselelement nachzurüsten.
Sogar ihre Wirkung wird durch Quetschungen innerhalb eines Fluidspeicherbehälters, beispielsweise bei punktuellem Kontakt mit Wärmetauschern, nicht wesentlich eingeschränkt, da durch die dann gegebene höhere Dichte auch eine auftreffende starke Strömung effektiver gedämpft wird und die Flüssigkeitsmenge zudem, im Bereich der sich ergebenden Kontaktfläche, nicht ungehindert nach außen streben kann. Außerdem haben sie neben der Drosselfunktion auch die erwähnte Filterfunktion, wodurch z.B. ein Fluidspeicher sauber gehalten werden kann. Eine vorteilhafte Ergänzung oder ein Ersatz für den Vliesstoff als Drosselsubstanz kann nach der Erfindung z.B. auch Stahlwolle in Form eines Gewirrs oder Gewirks sein.
Ferner besteht eine weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform darin, dass das Gewirr oder Gewirk oder das Substrat aus Metall oder Kunststoff oder einem sonstigen Material besteht oder mit demselben beschichtet ist, so dass die Drosselsubstanz neben ihrer Drosselwirkung auch noch eine antibakterielle Funktion aufweist.
Dabei beinhaltet ein erfindungsgemäß bevorzugtes antibakterielles Material, insbesondere zur Beschichtung, Silber. Letzteres eignet sich im Rahmen der Erfindung insbesondere beim Einsatz von Wasser als Fluid, denn die antibakterielle und keimtötende Wirkung von Silberionen auf insbesondere Wasser ist schon seit längerem bekannt. Eine Alternative zu Silber stellt der unter dem Markenname AgXX® geführte Stoff dar, welcher eine Kombination aus Silber und Ruthenium ist, wobei Ruthenium vorgeblich die Abgabe von Silberionen ins Wasser verbessern soll.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung einen den Kanal verlängernden Stutzen, über den die Flüssigkeit in das Drosselelement eingebracht werden kann. Der Stutzen ragt dabei kanalverlängerend in Fluidspeicherbehälter und kann insofern auch in das Drosselelement hineinragen, wodurch eine verbesserte Verteilung der Flüssigkeit in der Drosselsubstanz erzielbar ist.
Selbstverständlich kann analog zum Kanal auch der Stutzen für sich oder zusammen mit dem Kanal als Aufnahmeeinheit für die komprimierbare Drosselsubstanz dienen.
Ferner kann der Stutzen vorteilhafterweise mit radialen Durchflussöffnungen bzw. zusätzlichen radialen Durchflussöffnungen versehen werden. Insbesondere durch ein Vorsehen von zusätzlichen radialen Durchflussöffnungen wird mit Vorteil die Fluidübertrittsfläche zwischen dem Kanal und der Drosselsubstanz vergrößert. Auf diese Weise kann eine flexible Anpassung an den von der Drosselsubstanz erzeugten Fließwiderstand erfolgen und ein dadurch ggf. durch das Drosselelement entstehender Staudruck reduziert oder beseitigt werden.
Natürlich setzt die Erfindung in diesem Zusammenhang auch darauf, situationsbezogen verschiedene erfindungsgemäße Maßnahmen zur Staudruckbeseitigung oder Reduktion miteinander bedarfsgerecht zu kombinieren. Darunter fällt z.B. auch eine Kombination aus einem Stutzen mit radialen Durchflussöffnungen, bei dem, wie bereits hervorgehoben, das Drosselelement eine Drosselsubstanz beinhaltet, deren Dichte ggf. mit Null beginnend mit dem Abstand zum in das Drosselelement einströmenden Fluid zunimmt.
Als besonders gut geeignet hat sich der Stutzen mit Durchflussöffnungen auch für den Fall gezeigt, bei dem der Stutzen als Aufnahme für die Drosselsubstanz dient, da hierbei auch Drosselsubstanzen mit größerem Fließwiderstand und damit erhöhter Drossel- bzw. Dämpfungswirkung verwendet werden können.
Ergänzend sei an dieser Stelle noch erwähnt, dass die Drosselsubstanz mit oder ohne Stutzenausführung vorteilhafterweise jeweils auch mit einer Filterfunktion auf das durch sie fließende Fluid ausgelegt bzw. ausgestattet werden kann.
Eine erfindungsgemäße Weiterbildung im Zusammenhang mit der Verwendung des Stutzens besteht darüber hinaus auch darin, dass das Drosselelement derart am Stutzen befestigbar ist, dass der Stutzen zusammen mit dem Drosselelement aus dem Fluidspeicherbehälter entnehmbar ist. Der Stutzen und das Drosselelement können dabei entweder gemeinsam durch den Kanal gezogen werden oder zusammen mit dem Kanal aus oder vom Fluidspeicherbehälter entfernt werden.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt besteht ferner auch in einem Fluidspeicherbehälter, wobei der Fluidspeicherbehälter eine Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst.
Darüber hinaus wird die Aufgabe einer anderen Ausgestaltung der Erfindung zufolge ferner gelöst durch einen Schichtspeicher mit einem erfindungsgemäßen Fluidspeicherbehälter, welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung beinhaltet, welcher zum Speichern von Wärmeenergie eingerichtet ist.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Schichtspeicher mit Fluidspeicherbehälter bietet sich der Vorteil, dass durch die Erfindung ein punktuell schnelles Flüssigkeitsströmen in den Fluidspeicherbehälter hinein im Drosselelement in ein langsameres Strömen einer sich räumlich kompakt ausbreitenden Flüssigkeitsmenge umgesetzt wird, wodurch einer großräumig strömungsbedingten Flüssigkeitsverwirbelung im Fluidspeicherbehälter wirkungsvoll entgegengewirkt wird. Im Ergebnis verhindert somit die erfindungsgemäße Vorrichtung auf sehr einfache und effiziente Weise eine strömungsbedingte Störung der thermischen Schichtung im Fluidspeicher, denn durch die mit Hilfe des Drosselelements erzielte, sehr kleine Strömungsgeschwindigkeit kann die eingehende Flüssigkeit gezielt und langsam auf das zu ihrem spezifischen Gewicht passende Höhenniveau im Fluidspeicherbehälter absacken. Erst wenn diese Flüssigkeitsmenge ein Höhenniveau mit gleichem spezifischem Gewicht erreicht, endet das Aufsteigen oder Absinken.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schichtspeichers besteht dabei auch darin, dass ausgehend vom Kanaleintritt bzw. Stutzen das Drosselelement sich entlang der Fluidspeicherinnenwand erstreckt. Hierzu gilt es zu beachten, dass im Idealfall die eingehende Flüssigkeit möglichst auf der thermischen Ebene in den Schichtspeicher bzw. in dessen Fluidspeicherbehälter eingeführt wird, die der Temperatur der zugehenden Flüssigkeit entspricht.
Erstreckt sich nunmehr das Drosselelement z.B. entlang der Fluidspeicherinnenwand, so kann das Aufsteigen oder Absinken der zufließenden Flüssigkeit, insbesondere dann, wenn sie Temperaturschwankungen unterliegt - und dann die Temperatur des einströmenden Fluides nicht immer der Schichttemperatur entspricht - über das erfindungsgemäße Drosselelement stabilisiert werden, so dass die eingehende Flüssigkeit im Drosselelement abgebremst wird und gleichzeitig, zu der ihr jeweils zugehörigen Temperaturschicht hinaufsteigt oder abfällt, um dort das Drosselelement zu verlassen. Dabei kann auch die Filterfunktion des Drosselelements unterstützen, da das spezifische Gewicht einer Flüssigkeit nicht nur thermisch bedingt sein kann, sondern auch von Verunreinigungen beeinflusst wird. Wird die Flüssigkeit daher durch das Drosselelement auch noch gereinigt, unterstützt dies den Prozess des adäquaten, d.h. temperatur-korrekten Einordnens der eingehenden Flüssigkeit im Fluidspeicherbehälter. Eine alternative Anwendung kann hierbei auch der Leitungsanschluss einer Zirkulationsleitung sein.
Weitere Merkmale, Vorteile, Wirkungen und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der gegebenenfalls unter Bezug auf eine oder mehrere Zeichnungen zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen schematisch:

1 die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung bei jeweils einer Zu- und Ableitung in einem Schichtspeicher;
2 die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung, wobei gegenüber 1 insbesondere eine weitere Zuleitung vorgesehen ist;
3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung im Detail;
4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung im Detail.

Aus 1 ist ein Fluidspeicherbehälter 1 für einen Schichtspeicher 1 zu entnehmen. Der Fluidspeicherbehälter 1 weist ein wärmeisolierendes Gehäuse 2 auf. Am Gehäuse 2 sind zwei Leitungsanschlüsse 5 und 3 vorgesehen. Der dabei oben am Behälter 1 vorgesehene Leitungsanschluss 5 dient dem Anschluss einer Warmwasserheizungsleitung 16, die für den Zufluss von Primärflüssigkeit 20 in den Behälter 1 in Form von erwärmtem Wasser 20-1 aus z.B. einer Heizung oder Solaranlage zum Fluidspeicher 1 vorgesehen ist. Der am Gehäuse 2 unten vorgesehene Leitungsanschluss 3 dient hingegen zum Anschluss der Heizungsabflussleitung 12, über die abgekühltes Wasser bzw. abgekühlte Primärflüssigkeit 20 aus dem Gehäuse 2 abgeführt werden soll. Sowohl in der Verlängerung der Heizungsabflussleitung 12 als auch der Warmwasserheizungsleitung 16 ist ein Stutzen 8 und 7 vorgesehen. An der Außenseite der Stutzen 8 und 7 sind Durchtrittsöffnungen bzw. eine Perforation 8-1 und 7-1 vorgesehen, die den Wasserdurchtritt bzw. -austritt vom Stutzen 8, 7 in den Behälter 1 insgesamt vergrößern sollen. Die Stutzen 7 und 8, sind jeweils von einem Drosselelement 6 nahezu vollständig umgeben. Das Drosselelement 6 besteht aus einem wasserdurchlässigen Haltenetz 6-1, welches einen gut komprimierbaren Vliesstoff 6-2 umgreift und damit einschließt. Das Haltenetz 6-1 kann z.B. aus Kunststoff oder Metall bestehen. Nach dieser Ausführungsform, sowie den Ausführungsformen nach den 2 und 3 kann das Drosselelement einschließlich seines Haltenetzes 6-1 an den Stutzen 7 und 8, welche ihrerseits wiederum in Verlängerung an den Kanälen 13 und 15 befestigt sind, befestigt sein. Durch ein Öffnen der Leitungsanschlüsse 3 und 5, kann auf diese Weise das Drosselelement 6 mit dem Stutzen 8 und 7 durch die Leitungsanschlussöffnungen 3-1, 5-1 erfindungsgemäß komprimierend gezogen werden.
Ein Teil des Schichtspeichers 1 ist nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch ein Wärmetauscher 9, der über die Abflussleitung 15-1 und den Leitungsanschluss 11 mit Warmwasserleitungen 15 in Verbindung steht und von Sekundärflüssigkeit durchflossen wird. Analog ist der Wärmetauscher 9 über die Zuführleitung 13-1 und dem Leitungsanschluss 10 mit der Kaltwasserleitung 13 verbunden. Durch den Wärmetauscher 9 wird Trinkwasser geführt, welches im Wärmetauscher 9 durch den Wärmeübergang des im Fluidspeicherbehälter 1 befindlichen Heizungswasser 20-1 erwärmt werden soll.
Nach dem Ausführungsbeispiel von 1 wird im Wärmetauscher 9 beispielhaft kaltes Trinkwasser erwärmt. Aus der Kaltwasserleitung 13 strömt kaltes Trinkwasser als Sekundärflüssigkeit durch den Leitungsanschluss 10 für die kälteste Sekundärflüssigkeit über die Zuführleitung 13-1 in den Wärmetauscher 9 und verlässt diesen wieder durch den Leitungsanschluss 11 für die wärmste Sekundärflüssigkeit in die Warmwasserleitung 15. Das Heizungswasser 20-1 als Primärflüssigkeit 20, welches den Wärmetauscher 9 innerhalb des Schichtspeichers 1 umgibt, gibt Wärmeenergie durch die Rohrwandung des Wärmetauschers 9 an das diesen durchströmenden Trinkwasser/Sekundärflüssigkeit ab.
Durch den Leitungsanschluss 5 für die wärmste Primärflüssigkeit strömt warmes Heizungswasser 20-1 aus z.B. einer Ölheizung, Gasheizung, Fernwärme, Solaranlage oder dergleichen durch den Einströmstutzen 7 und den Vliesstoff 6-2 in den Schichtspeicher 1. Zunächst sorgt die vorzugsweise stark wasserdurchlässige Wandung mit den Durchtrittsöffnungen 7-1 des Einströmstutzens 7 für eine wesentlich größere Übertrittsfläche zum Vliesstoff 6-2, als es eine einfach in dem Vliesstoff 6-2 endende Leitung aufweisen würde. Der Vliesstoff 6-2 ist kompakt innerhalb eines Haltenetzes 6-1 um den Einströmstutzen 7 angeordnet, und bremst die lokal noch zu hohe Geschwindigkeit des Heizungswassers wirkungsvoll ab. Nach dem Verlassen des Einströmstutzens 7 kann sich die Flüssigkeit sofort großräumig in die den Einströmstutzen 7 umgebende Vliesfüllung 6-2 verteilen und die zuvor dort befindliche Flüssigkeit verdrängen. Die Geschwindigkeit der Flüssigkeit nimmt so noch innerhalb der Vliesfüllung 6-2 rapide ab, ohne dass sich ein erheblicher Staudruck aufbaut. Strömt die Flüssigkeit beispielsweise mit 15 Litern pro Minute durch den Anschluss ein, so würde sie - bei vollständiger räumlicher Nutzung einer Vliesfüllung mit einem mittleren Radius von ca. 10 cm - rechnerisch mit lediglich ca. 0,2 cm pro Sekunde durch die Vliesstoffoberfläche nach außen strömend den Vliesstoff 6-2 verlassen.
Durch diese geringe Strömungsgeschwindigkeit des Heizungswassers 20-1 werden Störungen der thermischen Schichtung innerhalb des Schichtspeichers 1 verhindert.
Außerdem „orientiert“ sich die einströmende Flüssigkeit 20-1 - inzwischen stark abgebremst und räumlich innerhalb des Vliesstoffs 6-2 verteilt - bei ihrem weiteren Strömen/Verteilungsvorgang mit stark reduzierter Geschwindigkeit innerhalb des Vliesstoffs 6-2 an der Temperatur des Heizungswassers im sie umgebenden Teil des Schichtspeichers 1, da von der Temperatur das spezifische Gewicht des Heizungswassers 20 abhängt. Durch die sehr geringe Strömungsgeschwindigkeit im äußeren Bereich des Vliesstoffs 6-2 wird der Strömungswiderstand so gering, dass auch geringe Gewichtskraftunterschiede - verursacht durch unterschiedliche spezifische Gewichte bei unterschiedlichen Flüssigkeitstemperaturen - hinreichend stark wirken können. Die Primärflüssigkeit 20 bzw. das Heizungswasser 20-1 kann demnach gemäß seines spezifischen Gewichts - im Verhältnis zum spezifischen Gewicht der umgebenden Flüssigkeit 20-1 - strömen und tritt an zur Temperatur passenden Stelle aus dem Vliesstoff 6-2 aus. Ist die einströmende Flüssigkeit 20-1 wärmer als die Flüssigkeit 20-1 an dieser Stelle des Schichtspeichers 1, so wird die einströmende Flüssigkeit 20-1 aus dem oberen Teil des Vliesstoffs 6-2 austreten; ist die einströmende Flüssigkeit 20-1, z.B. durch Temperaturschwankungen bei der Erwärmung in der Heizungsanlage, etwas kühler als die Flüssigkeit 20-1 an dieser Stelle des Fluidspeicherbehälters 1, so wird die Flüssigkeit 20-1 aus dem unteren Teil der Vliesstoffs 6-2 austreten. Dies vollzieht sich als relativ kompakte und sehr langsam strömende Wassermenge, wodurch Strömungsspritzen und damit negative Einflüsse auf die thermische Schichtung des Fluidspeicherbehälters 1 vermieden werden, da die Dynamik der einfließenden Flüssigkeit bereits in, jedoch spätestens hinter der Drosselsubstanz bzw. dem Vliesstoff 6-2 nicht mehr von deren Eingangsgeschwindigkeit der Primärflüssigkeit dominiert wird, sondern durch deren temperaturabhängige Dichteverteilung.
Am Leitungsanschluss 3 für die kälteste Primärflüssigkeit strömt das kälteste im Schichtspeicher 1 befindliche Heizungswasser 20-1 zeitgleich aus dem Schichtspeicher 1 zur z.B. Heizungsanlage. Der Vliesstoff 6-2 vor diesem Anschluss verhindert ebenfalls lokal hohe Strömungsgeschwindigkeiten, hier aber beim Ausströmen in Richtung Heizungsanlage. Auch hier sorgt der Ausströmstutzen 8 mit der radialen Austrittsperforation 8-1 für eine hinreichend große Übertrittsfläche zum Vliesstoff 6-2 und verhindert dadurch einen zu großen lokalen Fließwiderstand und Staudruck.
2 zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung, wobei gegenüber 1 insbesondere eine weitere Zuleitung 14 vorgesehen ist. Zudem fließt in Abänderungen des vorangegangenen Ausführungsbeispiels nunmehr Trinkwasser 20-2 als Primärflüssigkeit 20 direkt in den Schichtspeicher 1 und erwärmtes Heizungswasser als Sekundärflüssigkeit durch den Wärmetauscher 9. Ziel ist es, im Fluidspeicher 1 das darin einfließende Trinkwasser 20-2 zu erwärmen und zu bevorraten. Dabei strömt das von der Heizung kommende Sekundärwasser durch den Heizungsvorlauf 16 und den Leitungsanschluss 11 für die wärmste Sekundärflüssigkeit in den Wärmetauscher 9 und aus dem Wärmetauscher 9 durch den Leitungsanschluss 10 für die kälteste Sekundärflüssigkeit und den Heizungsrücklauf 12 wieder in Richtung Heizungsanlage (nicht dargestellt).
Der zusätzliche Leitungsanschluss 4 dient dem Zufluss von Primärflüssigkeit 20 mit einer Temperatur zwischen der kältesten und der wärmsten Primärflüssigkeitstemperatur. Er ist dabei auch geometrisch auf halber Höhe zwischen dem Leitungsanschluss 5 für die wärmste Primärflüssigkeit und dem Leitungsanschluss 3 für die kälteste Primärflüssigkeit angeordnet. Durch den Leitungsanschluss 5 strömt Trinkwasser 20-2 aus der Zirkulationsleitung 14 in den Schichtspeicher 1. Die Temperatur dieses Trinkwassers 20-2 aus der Zirkulationsleitung 14 ist deutlich höher als die Temperatur des frisch in den Schichtspeicher 1 nachströmenden Trinkwassers 20-2, welches im Falle einer Warmwasserentnahme an einer Warmwasserentnahmestelle aus der Kaltwasserleitung 13 durch den Leitungsanschluss 3 für die kälteste Primärflüssigkeit in den Schichtspeicher 1 nachströmt und somit das entnommene warme Trinkwasser ersetzt. Um das aus der Zirkulationsleitung 14 einströmende warme Wasser 20-2 bereits in etwa auf der temperaturmäßig richtigen Höhe in den Schichtspeicher 1 einzuleiten, ist der Schichtspeicher 1 durch diesen Anschluss auf der angegebenen Zwischenhöhe ergänzt. Die Vliesfüllung 6-2 um dessen Einströmstutzen 7 ist in einer vertikal weit in den Schichtspeicher 1 ragenden Haltevorrichtung 6 angeordnet. Das Wasser, welches aus der Zirkulationsleitung 14 zurück in den Schichtspeicher 1 strömt, hat, abhängig von den stattfindenden Warmwasserentnahmen, unterschiedliche Temperaturen. Die gegebene Form und Ausdehnung der Vliesfüllung 6-2 entlang der Gehäusewandung 2 ermöglicht es der einströmenden Flüssigkeit 20-2, innerhalb der Vliesfüllung 6-2 langsam genau so weit zu steigen oder zu sinken, bis sie die horizontale Ebene des Schichtspeichers 1 mit der gleichen und somit passenden Temperatur erreicht. Dort tritt sie, bei weiterhin nachströmender Flüssigkeit, horizontal aus der Vliesfüllung 6-2 aus, da sich - beim Steigen - oberhalb eine wärmere Trinkwassermenge 20-2 oder aber - beim Sinken - unterhalb eine kältere Trinkwassermenge 20-2 befindet.
Natürlich könnte der Schichtspeicher 1 um weitere Anschlüsse 4 mit entsprechender Vliesfüllung 6-2 für weitere Temperaturbereiche ergänzt werden. Auch kann eine Vliesfüllung 6-2 vorteilhaft sein, welche im Schichtspeicher 1 von oben nach unten vertikal durchgehend im Bereich der Ein- und Ausströmstutzen 7, 8 angeordnet ist.
Bei einer solchen Anwendung des Schichtspeichers 1 mit Trinkwasser 20-2 als Primärflüssigkeit 20 ist aus wasserhygienischer Sicht allerdings die Auswahl des strömungsbrechenden porösen Materials 6-2 von großer Bedeutung. Hierbei sei hervorgehoben, dass durch die Auswahl eines geeigneten Materials ggf. sogar ein keimreduzierender Effekt für den gesamten Schichtspeicher 1 erreicht werden kann. Beispielsweise könnte innerhalb des Haltenetzes 6-1 Stahlwolle oder kleine Gitternetzstücke mit keimtötender Oberflächenbeschichtung (z.B. sogenannte AgXX-Beschichtung) angeordnet werden, die keimtötend wirken.
Aus 3 ist nochmals im Detail eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung im Inneren eines Fluidspeicherbehälters 1 (1, 2) zu entnehmen. Die Vorrichtung umfasst das Drosselelement 6 mit dem im wasserdurchlässigen Haltenetz 6-1 untergebrachten Drosselsubstanz, z.B. einem Vliesstoff 6-2. In die Drosselsubstanz 6-2 hinein ragt der Stutzen 7 mit Durchtrittsöffnungen 7-1. Der Stutzen 7 schließt an den Kanal 17 bzw. den Leitungsanschluss 18 an. Auch wenn dies aus 3 nicht unmittelbar hervorgeht, kann das Drosselelement 6, wie bereits beschrieben, zusammen mit dem Haltenetz 6-1 fest am Stutzen 7 derart befestigt sein, dass nach dem Öffnen des Leitungsanschlusses 18 der Stutzen 7 zusammen mit dem Drosselelement 6 über die Leitungsanschlussöffnung 18-1 aus dem in 3 nur im Ansatz zu erkennenden Fluidspeicherbehälter 1 entnommen oder auch wieder eingesetzt werden kann. Alternativ dazu besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit den Stutzen 7 gemeinsam mit dem Drosselelement 6 durch den Kanal 18 zu entnehmen. Bei bedarfsgerechter Größenabstimmung zwischen dem Stutzen 7, dem Drosselelement 6 und dem Kanal 18, wird dabei der Stutzen 7 zusammen mit dem Drosselelement 6 durch den Kanal geschoben und so austauschbar.
Über den Leitungsanschluss 18 wird Flüssigkeit in den Fluidspeicherbehälter 1 eingeleitet.
Strömt Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit durch die Flüssigkeitsleitung 17 zum Fluidspeicherbehälter 1, so gelangt diese zunächst in den Einströmstutzen 7 der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dessen Wandungen sind zur porösen Drosselsubstanz bzw. Materialfüllung 6-2 hin - zumindest teilweise - flüssigkeitsdurchlässig. Die Flüssigkeit soll dabei ohne erheblichen Strömungswiderstand aus dem Einströmstutzen 7 in die poröse Materialfüllung 6-2 strömen können. Der Hauptzweck des Einströmstutzens 7 besteht in einer - im Vergleich zur inneren Querschnittsfläche des Leitungsanschlusses 18 - deutlichen Vergrößerung der Gesamtfläche, welche für den Flüssigkeitsübertritt in die poröse Materialfüllung 6-2 insgesamt zur Verfügung steht. Diese Gesamtfläche ergibt sich aus der Addition mehrerer oder zahlreicher Einzelöffnungen 7-1. Um den Faktor, um den diese Gesamtfläche größer ist als die innere Querschnittsfläche des Leitungsanschlusses 18, reduziert sich die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit zum Übertritt in die poröse Materialfüllung 6-2. Ein Einströmstutzen 7 sollte vorzugsweise so konstruiert sein, dass die den Einströmstutzen 7 verlassende Flüssigkeit eine möglichst gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung aufweist. Eine hinreichend kleine Größe der Einzelöffnungen 7-1 im Einströmstutzen 7 verhindert zudem, dass Teile der porösen Materialfüllung 6-2 in den Einströmstutzen 7 dringen können.
Trifft die Flüssigkeit nun, mit inzwischen reduzierter Strömungsgeschwindigkeit, auf die poröse Drosselsubstanz 6-2, so verursacht zum einen die Struktur und die räumliche Anordnung dieses geeigneten porösen Materials 6-2, dass starke Strömungen durch Verwirbelungen und Ablenkungen gebrochen und ggf. turbulent werden und die Strömung somit diffuser wird. Zum anderen sorgt der räumliche Aufbau der porösen Drosselsubstanz 6-2 - beispielsweise durch die wasserdurchlässige Haltevorrichtung 6-1, vorgegeben nahezu kugelförmig - für eine entsprechende räumliche Ausbreitung der einströmenden Flüssigkeit und somit für eine sehr starke Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit noch innerhalb der porösen Drosselsubstanz 6-2.
Dies führt z.B. dazu, dass bei der Verwendung eines Vliesstoffs als Drosselsubstanz 6-2 mit einem kugelförmigen Radius von 10 cm der Drosselsubstanz 6-2 und bei einem Leitungsinnendurchmesser von 2,5 cm eine Fließgeschwindigkeit von ca. 50 cm/s des einfließenden Wassers auf nur noch ca. 0,2 cm/s gedrosselt wird. Dieses Beispiel zeigt aber deutlich, dass durch die geeignete Auswahl der porösen Drosselsubstanz 6-2 mit einer sehr geringen Eigenverdrängung bereits innerhalb der porösen Drosselsubstanz 6-2 sehr niedrige Strömungsgeschwindigkeiten erzielbar sind.
Aufgrund dieser starken Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit werden unerwünschte großflächige Verwirbelungen effektiv reduziert oder verhindert.
Damit ist bei entsprechender Auslegung und Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet, dass die Strömungsgeschwindigkeit der einströmenden Flüssigkeit bereits vor dem Verlassen der porösen Drosselsubstanz 6-2 so stark reduziert wird, dass bereits kleine Krafteinwirkungen die Strömungsrichtung der Flüssigkeit beeinflussen können. So bewegt sich die einströmende Flüssigkeit - als eine Art Flüssigkeitsblase oder Flüssigkeitswolke innerhalb der übrigen Flüssigkeitsmenge den Auftriebskräften folgend - vertikal langsam auf die Höhe, in der sich bereits Flüssigkeit gleichen spezifischen Gewichts befindet. Dort angekommen stoppt sie ihr vertikales Strömen und breitet sich dann ggf. noch horizontal aus, bzw. vereint sich mit der dort bereits vorhandenen Flüssigkeitsmenge gleichen spezifischen Gewichts. Ist die einströmende Flüssigkeit beispielsweise wärmer als die bereits im Bereich um die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorratete Flüssigkeitsmenge, so ändert die einströmende Flüssigkeitsmenge noch innerhalb der porösen Drosselsubstanz 6-2 ihre Strömungsrichtung, wird die poröse Drosselsubstanz 6-2 oben verlassen und sich auf das zur Temperatur passende Höhenniveau innerhalb des Flüssigkeitsvorratsbehälters 1 begeben. Gleiches gilt auch für andere denkbare Fälle, in denen das spezifische Gewicht der Flüssigkeit Schwankungen unterliegt. Beispielsweise können in der Flüssigkeit gelöste Stoffe das spezifische Gewicht einer Flüssigkeit stark beeinflussen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sorgt dafür, dass sich die einströmenden Flüssigkeitsmengen als relativ kompakte Flüssigkeitsmenge in der gleichen Höhe einfinden, in der sich bereits Flüssigkeitsmengen der gleichen Konzentration befinden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht, dass die Strömungsgeschwindigkeit der einströmenden Flüssigkeit sehr stark abgebremst wird, ohne dass sich die einströmende Flüssigkeit spontan und willkürlich mit der bereits im Fluidspeicherbehälter 1 bevorrateten Flüssigkeit vermischt. Vielmehr bewegt sich die einströmende Flüssigkeitsmenge langsam ins passende Höhenniveau innerhalb des Fluidspeicherbehälters 1 und lagert sich dort bei der Flüssigkeit gleichen spezifischen Gewichts an. Durch die sehr geringe Strömungsgeschwindigkeit verursacht die einströmende Flüssigkeit nahezu keine dynamischen Verwirbelungen innerhalb des Fluidspeicherbehälters 1; eine dort ggf. vorhandene Schichtung bleibt im Wesentlichen erhalten.
In 4 ist eine weitere schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Gegenüber der Ausführungsform nach 3 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung keinen Einströmstutzen auf.
Je nach Materialart und Materialdichte wird an der Einströmstelle 21 durch lokales flexibles Nachgeben der porösen Drosselsubstanz 6-2 ebenfalls ein Freiraum 22 ohne poröse Drosselsubstanz 6-2 geschaffen werden, wodurch sich dann eine Vergrößerung der Übertrittsfläche 23 in die poröse Drosselsubstanz 6-2 hinein ergibt. Auf diese Weise ist es - bei geeigneter Materialauswahl und Auslegung der porösen Materialfüllung 6-2 - leicht möglich, einen passenden, sich größenmäßig automatisch einstellenden Freiraum 22 zwischen Leitungsanschluss 18 und poröser Drosselsubstanz 6-2 zu generieren, welcher einen nicht zu hohen Gesamtströmungswiderstand gewährleistet.
Ist der punktuelle Strömungswiderstand beim Einsetzen der Strömung zu groß, so gibt die flexible, poröse Drosselsubstanz 6-2 nach und vergrößert somit für die einströmende Flüssigkeit automatisch die Übertrittsfläche 23 hinein in die poröse Drosselsubstanz 6-2, wodurch sich der Strömungswiderstand wiederum reduziert. Die poröse Drosselsubstanz 6-2 gibt somit genau so weit nach, dass sich ein entsprechendes Gleichgewicht einstellt. Vorteilhaft ist es bei einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung, wenn unmittelbar hinter dem Leitungsanschluss 18 eine leicht komprimierbare Menge porösen Materials 6-2 angeordnet ist. Dadurch entsteht bereits bei geringem Staudruck eine hinreichend große Übertrittsfläche 23 hinein in die poröse Materialfüllung 6-2. Bei guter Zugänglichkeit kann diese zudem - als Filter genutzt - leicht gereinigt oder ausgetauscht werden.
Da nach der Ausführungsform gemäß 4 kein Stutzen 7 vorhanden ist, wird die Drosselsubstanz 6-2 und damit das Drosselelement 6 ausschließlich durch das Netz 6-1 frei, d.h. austauschbar im Fluidspeicherbehälter gehalten. Die Drosselsubstanz 6-2 kann daher, zum Beispiel mit einem Haken (nicht dargestellt) über den Kanal 17 oder, soweit noch kein Kanal 17 angeschlossen ist, direkt über die Einströmstelle 21 aus dem Fluidspeicherbehälter 1 gezogen werden. Entsprechend kann die Drosselsubstanz 6-2 natürlich auch wieder dem Haltenetz 6-1 und damit dem Fluidspeicherbehälter 1 zugeführt werden. Damit wird ein einfacher Austausch des Drosselelements 6 möglich. Selbstverständlich besteht nach der Erfindung auch die Möglichkeit, die Drosselsubstanz 6-2 zusammen mit dem Haltenetz 6-1 aus dem Fluidspeicherbehälter 1 zu entnehmen und wieder einzubringen. Dies ist insbesondere bei geeigneter Befestigung des Haltenetzes 6-1, zum Beispiel am Leitungsanschluss 18, möglich, wobei die Haltenetzenden über den Leitungsanschluss 18 am Fluidspeicherbehälter 1 im Klemmsitz befestigt sein können, so dass durch ein Lösen des Leitungsanschlusses 18 auch das Haltenetz 6-1 mit dem Drosselelement 6 aus dem Fluidspeicherbehälter 1 entfernt werden kann.
Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung beschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Text Zusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können; sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
Für die gesamte Beschreibung und die Ansprüche gilt, dass der Ausdruck „ein“ als unbestimmter Artikel benutzt wird und die Anzahl von Teilen nicht auf ein einziges beschränkt. Sollte „ein“ die Bedeutung von nur „nur ein“ haben, ist dies für den Fachmann aus dem Kontext zu verstehen oder wird durch die Verwendung geeigneter Ausdrücke wie zum Beispiel „ein einziger“ eindeutig offenbart.
Bezugszeichenliste

1: Schichtspeicher; Fluidspeicherbehälter
2: wärmeisolierendes Gehäuse, Gehäusewandung
3: Leitungsanschluss für kälteste Primärflüssigkeit
3-1: Leitungsanschlussöffnung
4: Leitungsanschluss für Primärflüssigkeit mit Temperatur zwischen der kältesten und der wärmsten Primärflüssigkeit
5: Leitungsanschluss für wärmste Primärflüssigkeit
5-1: Leitungsanschlussöffnung
6: Drosselelement, Haltevorrichtung
6-1: Aufnahmeeinheit, Haltenetz; Haltevorrichtung (wasserdurchlässig)
6-2: poröses/flüssigkeitsdurchlässiges Material/Materialfüllung, Vliesstoff, Vliesfüllung, Drosselsubstanz
7: Einströmstutzen
7-1: Durchtrittsöffnungen, Einzelöffnungen, Perforation
8: Ausströmstutzen
8-1: Durchtrittsöffnungen
9: Wärmetauscher
10: Leitungsanschluss für kälteste Sekundärflüssigkeit
11: Leitungsanschluss für wärmste Sekundärflüssigkeit
12: Kanal, Heizungsrücklauf, Heizungsabflussleitung
13: Kanal, Kaltwasserleitung (Trinkwasser)
13-1: Zuführleitung
14: Kanal, Zirkulationsleitung (Trinkwasser)
15: Kanal, Warmwasserleitung (Trinkwasser)
15-1: Abflussleitung
16: Kanal, Heizungsvorlauf, Warmwasserheizungsleitung
17: Kanal, Flüssigkeitsleitung
18: Kanal, Leitungsanschluss
18-1: Leitungsanschlussöffnung
19: Wandung, Fluidspeicherinnenwand
20: Primärflüssigkeit
20-1: Heizungswasser
20-2: Trinkwasser
21: Einströmstelle
22: Freiraum
23: Übertrittsfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10049278 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Beruhigung einer Fluidströmung im Inneren eines Fluidspeicherbehälters (1) umfassend einen Kanal (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) zum Zu- und/oder Abführen eines Fluides in oder aus dem Inneren eines Fluidspeicherbehälters (1) und ein Drosselelement (6), wobei das Drosselelement (6) zum Kanal (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) derart angeordnet ist, dass das Fluid vor Eintritt in den Kanal (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) oder nach dem Austritt aus dem Kanal (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) zumindest teilweise das Drosselelement (6) durchfließt und das Drosselelement (6) eine innere Struktur beinhaltet, welche ausgebildet ist, auf das Fluid derart einzuwirken, dass eine Geschwindigkeitsreduktion des zugeführten oder abgeführten Fluides im Drosselelement (6) bewirkbar ist und wobei das Drosselelement derart reversibel komprimierbar ausgebildet ist, dass das Drosselelement zumindest in einen komprimierten Zustand bringbar ist, in welchem das Drosselelement in den Kanal und/oder durch den Kanal in den Fluidspeicherbehälter ein- und ausführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Drosselelement derart ausgebildet ist, dass es durch eine Zug- oder Druckkompression durch den Kanal in den Montagezustand ein- und ausführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, wobei die innere Struktur des Drosselelements (6) zumindest teilweise eine komprimierbare Drosselsubstanz (6-2) beinhaltet, durch welche die Geschwindigkeitsreduktion bei einem im wesentlichen konstanten Volumenstrom des Fluides bewirkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Drosselelement (6) mit der Drosselsubstanz (6-2) eine Drosselfunktion derart ausbildet, dass die Geschwindigkeitsreduktion des Fluides in der Vorrichtung zumindest teilweise abhängig von dessen im Drosselelement (6) zurückgelegter Strecke zunimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Drosselsubstanz (6-2) eine Dichte aufweist, welche mit dem Abstand zum Kanal zunimmt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Struktur des Drosselelements (6) strukturelle Freiräume (22) aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Drosselelement (6) eine Aufnahmeeinheit (6-1) zur Aufnahme der Drosselsubstanz (6-2) umfasst.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeeinheit (6-1) ein Netz zur Aufnahme der Drosselsubstanz (6-2) umfasst.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drosselsubstanz (6-2) zur Drosselwirkung ein Material mit offener Porositätsstruktur aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Porositätsstruktur strukturell eine Umlenkfunktion und/oder Turbolenzfunktion und/oder Kleinstverwirrbelungsfunktion aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Material (6-2) ein Fasergewirr oder ein Fasergewirk oder ein Granulat beinhaltet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Material (6-2) einen Vliesstoff beinhaltet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Material (6,2) Stahlwolle ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Material (6-2) eine antibakterielle Funktion aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Material (6-2) oder die antibakterielle Beschichtung Silber beinhaltet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung einen den Kanal (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) verlängernden Stutzen (7) umfasst und der Stutzen (7) und/oder der Kanal (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) als Aufnahmeeinheit für das Drosselelement (6) dient.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Stutzen (7) in das Drosselelement (6) hineinragt.
Vorrichtung nach Anspruch 16 und/oder 17, wobei der Stutzen (7) radiale Durchtrittsöffnungen (7-1) aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18, wobei das Drosselelement (6) derart am Stutzen (7) befestigbar ist, dass der Stutzen (7) zusammen mit dem Drosselelement (6) aus dem Fluidspeicherbehälter (1) entnehmbar ist.
Fluidspeicherbehälter (1) mit einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.
Schichtspeicher (1), welcher zum Speichern von Wärmeenergie eingerichtet ist, wobei der Schichtspeicher einen Fluidspeicherbehälter (1) nach Anspruch 18 umfasst.
Schichtspeicher (1) nach Anspruch 21, wobei sich das Drosselelement (6) ausgehend vom Kanal oder Stutzen (7) entlang der Fluidspeicherinnenwand (19) erstreckt.