DE19504694C1 - Heat storage with connections between boiler and heating boiler circuit - Google Patents
Heat storage with connections between boiler and heating boiler circuitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicher zur Versorgung von einem Heiz- oder mehreren Heizkreisen nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben des Wärmespeichers.The invention relates to a heat store for supply one or more heating circuits according to the features of the preamble of claim 1 and a method for operating the heat accumulator.
Solche Speicher werden als Puffer zwischen den Heizkessel (Öl-, Gas- oder Feststoffheizung) und den Heizkreis ge schaltet, um eine möglichst gleichmäßige Versorgung der selben zu gewährleisten. Dies ist insbesondere bei Feststoff heizungen erforderlich, da bei diesen eine mehr oder weniger ungleichmäßige Wärmeabgabe erfolgt.Such stores are used as a buffer between the boiler (Oil, gas or solid fuel heating) and the heating circuit switches in order to supply the to ensure the same. This is particularly the case with solids heaters required, since these are more or less uneven heat emission occurs.
Bekannte Speicher dieser Art bestehen aus einem aufrecht stehenden, isolierten Kessel mit bspw. 900-1500 Liter Volumen, der am oberen und am unteren Ende mit je zwei Flanschen versehen ist. Auf einer Seite erfolgt oben die Zufüh rung des vom Heizkessel auf bspw. 80°C aufgeheizten Wassers, der Rücklauf ist am unteren Flansch angeschlossen.Known memories of this type consist of an upright one standing, insulated boiler with e.g. 900-1500 liters Volume at the top and bottom with two each Flanges is provided. The feeder takes place on one side the water heated by the boiler to e.g. 80 ° C, the return is connected to the lower flange.
Auf der anderen Seite des Kessels, meist diametral gegenüber, befindet sich der Heizkreis, d. h. es erfolgt die Abnahme des Speichermittels (Wasser), wobei am oberen Flansch der Vorlauf des Heizkreises und am unteren dessen Rücklauf angeschlossen ist.On the other side of the boiler, mostly diametrically opposite, is the heating circuit, d. H. the acceptance of the Storage medium (water), with the flow on the upper flange of the heating circuit and connected to its return at the bottom is.
So konstruierte Speicher weisen verschiedene Nachteile auf. So wird beim Anheizen des Systems das vom Heizkessel kommende heiße Wasser oben in den Speicher gedrückt und vermischt sich hier mit dem noch relativ kalten Wasser, d. h. es tritt eine starke Vermischung von heißen und kalten Wasser im oberen Teil des Speichers ein, so daß für einen längeren Zeitraum nur mäßig heißes Wasser für den Vorlauf des Heizkreises zur Verfügung steht.Storage devices constructed in this way have various disadvantages. This is what comes from the boiler when the system is heated hot water pressed into the top of the tank and mixes here with the still relatively cold water, d. H. there is one strong mixing of hot and cold water in the upper part of memory so that it is only moderate for a longer period hot water is available for the heating circuit flow stands.
Aus der DE 42 08 958 C2 ist es bereits bekannt, den Vorlauf-Ein gang und den Vorlauf-Ausgang im oberen Bereich des Pufferspei cherbehälters anzuordnen und durch wenigstens ein Vorlaufrohr im Pufferspeicherbehälter miteinander zu verbinden, wobei dieses Vorlaufrohr verteilt Bohrungen als Durchströmöffnungen zum Pufferspeichervolumen aufweist. From DE 42 08 958 C2, it is already known that the flow-on aisle and the flow outlet in the upper area of the buffer tank Arrange container and through at least one feed pipe connect to each other in the buffer tank, this Flow pipe distributes holes as flow openings to the Has buffer storage volume.
Ein oberer Rücklauf-Ausgang und Rücklauf-Eingang liegen eben falls im oberen Bereich des Pufferspeicherbehälters, wobei zusätzlich ein unterer Rücklauf-Ausgang im unteren Bereich des Pufferspeicherbehälters vorgesehen ist.An upper return output and return input are just if in the upper area of the buffer tank, where additionally a lower return outlet in the lower area of the Buffer storage tank is provided.
Der obere Rücklauf-Ausgang und der Rücklauf-Eingang sind durch wenigstens ein Rücklaufrohr innerhalb des Pufferspeicherbe hälters miteinander verbunden, wobei dieses Rücklaufrohr ebenso wie das Vorlaufrohr verteilt Bohrungen als Durchström öffnungen zum Pufferspeichervolumen aufweist.The upper return output and the return input are through at least one return pipe within the buffer storage area halters connected to each other, this return pipe just like the flow pipe distributes holes as a flow has openings to the buffer storage volume.
Der obere Rücklauf-Ausgang und der untere Rücklauf-Ausgang sind über ein steuerbares Umschaltventil miteinander verbunden, das weiter mit dem Rücklauf des Heizkessels verbunden ist, so daß wahlweise der obere oder untere Rücklauf-Ausgang mit dem Rück lauf des Heizkessels verbunden ist.The upper return output and the lower return output are connected to each other via a controllable changeover valve that is further connected to the boiler return, so that either the upper or lower return outlet with the return the boiler is connected.
Auf diese Weise wird ein schnelles Aufheizen des Heizkreises erreicht, da beim Aufheizen des Systems der Heizkreisvor- sowie Rücklauf im wesentlichen direkt mit dem Vor- bzw. Rücklauf des Heizkessels verbunden sind, d. h. die Energiezufuhr zum Heiz kreis erfolgt durch den Pufferspeicher hindurch, ohne daß dieser eine nennenswerte Speicherfunktion ausübt.In this way, the heating circuit heats up quickly reached because when heating up the system the heating circuit advance and Rewind essentially directly with the forward or return of the Boilers are connected, d. H. the energy supply to the heating Circle takes place through the buffer memory without this performs a significant storage function.
Diesem Zweck dient auch offensichtlich das oder die Schicht bleche im oberen Bereich des bekannten Speichers, die eine Ver mischung des oberen sich erwärmenden Speicherwassers mit dem darunterliegenden kälteren Wasser vermeiden sollen. Erst nach erfolgter Aufheizung des Heizkreises wird über das Umschalt ventil auf den unteren Bereich des Speichers geschaltet, so daß sich auch dieser erwärmt.This or the layer obviously also serves this purpose sheet metal in the upper area of the known memory, which a Ver mixing of the upper warming storage water with the avoid colder water underneath. Only after The heating circuit is heated up by switching valve switched to the lower area of the memory, so that this also warms up.
Der bekannte Wärmespeicher erlaubt zwar ein sehr rasches Auf heizen des Heizkreises, eine statische Schichtung des Speicher mediums wird jedoch durch das dauernde Einleiten von Rücklauf wasser unterschiedlicher Temperatur in den oberen Bereich des Speichers und durch die Schichtbleche gestört.The known heat accumulator allows a very quick opening heating the heating circuit, a static stratification of the storage However, mediums is caused by the continuous initiation of return water of different temperatures in the upper range of the Storage and disturbed by the laminated sheets.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pufferspeicher zu schaffen, dessen Rück läufe sowohl vom Heizkessel als auch von dem bzw. den Heiz kreisen so geführt und gesteuert werden, daß sie den durch Konvektion entstehenden natürlichen Schichtaufbau des Speichers möglichst nicht stören. The invention has for its object a buffer memory to create its back runs from both the boiler and the heater (s) circles are guided and controlled so that they pass through Convection of the natural layer structure of the storage if possible do not disturb.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs.This object is achieved according to the invention by characterizing features of claim 1 in conjunction with the features of the generic term.
Die Erfindung wird anhand des in der Figur dargestellten Aus führungsbeispiels erläutert. Dabei ist jeweils nur ein einziger Heizkesselkreis und ein Heizkreis dargestellt. Es versteht sich von selbst, daß jeweils mehr als ein solcher Kreis verwendet werden können.The invention is based on the off shown in the figure management example explained. There is only one at a time Boiler circuit and a heating circuit shown. It goes without saying by itself that more than one such circle is used in each case can be.
Der Kessel 1 ist in bekannter Weise mit einer Isolierung 2 ummantelt. Auf der rechten Seite ist der Vor- und Rücklauf 3 und 4 des Heizkessels und links der Vor- und Rücklauf 5 und 6 des Heizkreises dargestellt. Die Leitungen beider Kreise sind in bekannter Weise als einfache Linien für die Vorläufe und als gestrichelte Linien für die Rückläufe gezeichnet. Der obere Flansch 7 für den Vorlauf 3 des Heizkessels und der gegenüber liegende Flansch 8 für den Vorlauf 5 des Heizkreises sind in bekannter Weise durch ein sich durch den Speicher erstreckendes Rohr 9 verbunden. Dieses Rohr weist an seiner Oberseite eine Anzahl von Öffnungen 9′ auf.The boiler 1 is covered with insulation 2 in a known manner. The flow and return 3 and 4 of the boiler are shown on the right and the flow and return 5 and 6 of the heating circuit are shown on the left. The lines of both circles are drawn in a known manner as simple lines for the forward runs and as dashed lines for the return runs. The upper flange 7 for the flow 3 of the boiler and the opposite flange 8 for the flow 5 of the heating circuit are connected in a known manner by a pipe 9 extending through the store. This tube has a number of openings 9 'on its top.
Im mittleren Bereich des Speichers 1 ist zwischen Flanschen 10 und 11 ein weiteres Lochrohr 12 vorgesehen, das beidseitig seitlich angebrachte Öffnungen 12′ aufweist.In the central region of the memory 1 , a further perforated tube 12 is provided between flanges 10 and 11 , which has openings 12 'which are laterally provided on both sides.
Ein weiteres Lochrohr 13 befindet sich zwischen den Flanschen 14 und 15 im unteren Bereich des Speichers. Dieses Rohr ist mit Öffnungen 13′ an seiner Unterseite versehen.Another perforated tube 13 is located between the flanges 14 and 15 in the lower region of the store. This tube is provided with openings 13 'on its underside.
Die Flansche 10 und 14 sind miteinander über ein Dreiwegeventil 16 verbunden, das seinerseits über ein Rohr 17 mit einem Drei wege-Thermoventil 18 verbunden ist. Vorlauf 3 und Rücklauf 4 des Heizkesselkreises münden im Dreiwege-Thermoventil 18, das in bekannter Weise der Rücklaufanhebung dient.The flanges 10 and 14 are connected to one another via a three-way valve 16 , which in turn is connected via a tube 17 to a three-way thermal valve 18 . Flow 3 and return 4 of the boiler circuit open in the three-way thermo valve 18 , which serves to increase the return in a known manner.
Das Dreiwegeventil 16 wird durch einem im Kessel 1 etwa in Höhe des Rohres 12 angeordneten Thermofühler 19 gesteuert.The three-way valve 16 is controlled by a thermal sensor 19 arranged in the boiler 1 at approximately the height of the tube 12 .
Auf der Heizkreisseite des Kessels ist der Vorlauf 5 über einen Dreiwegemischer 20 mit dem Flansch 8 des Rohres 9 verbunden.On the heating circuit side of the boiler, the flow 5 is connected to the flange 8 of the pipe 9 via a three-way mixer 20 .
Der Rücklauf 6 ist sowohl an das Ventil 20 als auch an den Flansch 11 des Rohres 12 und an den Flansch 15 des Rohres 13 angeschlos sen. Im Rohrstück 21 zwischen den Flanschen 11 und 15 ist ein Thermoventil 22 angeordnet.The return 6 is ruled out both to the valve 20 and to the flange 11 of the tube 12 and to the flange 15 of the tube 13 . A thermal valve 22 is arranged in the pipe section 21 between the flanges 11 and 15 .
23 bzw. 24 bezeichnen die Umwälzpumpen des Heizkesselkreises bzw. des Heizkreises. 23 and 24 designate the circulating pumps of the boiler circuit and the heating circuit.
25, 26 und 27 bezeichnen Rückschlagventile im Rücklauf des Heizkreises, die Fehlzirkulationen im Speicher verhindern. 25, 26 and 27 designate check valves in the return of the heating circuit, which prevent incorrect circulation in the storage tank.
Es ist vorteilhaft, für die Brauchwasserbereitung in Ver bindung mit dem erfindungsgemäßen Speicher einen Platten tauscher zu verwenden, da das Aufheizen eines Boilers die Funktion des Speichers kompliziert.It is advantageous for water heating in Ver binding with the memory according to the invention a disk to use exchanger, because heating a boiler the Function of the memory complicated.
Ein solcher Plattentauscher 28 ist in der Figur parallel zum Heizkreis angeordnet. Dessen Vorlauf 29 ist über ein Dreiwege-Thermoventil 30 mit dem Vorlauf 5 des Heizkreises verbunden.Such a plate exchanger 28 is arranged in the figure parallel to the heating circuit. Its flow 29 is connected to the flow 5 of the heating circuit via a three-way thermal valve 30 .
31 bezeichnet die Umwälzpumpe des Brauchwasserbereiters, dessen Rücklauf 32 über das Rückschlagventil 25 mit dem Rücklauf 6 des Heizkreises in Verbindung steht. 31 denotes the circulation pump of the domestic water heater, the return 32 of which is connected to the return 6 of the heating circuit via the check valve 25 .
33 ist ein Überdruckventil für den Kessel 1. 33 is a pressure relief valve for the boiler 1 .
Im folgenden soll die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben werden.In the following, the mode of operation of the invention Arrangement are described.
Der im Speicher 1 etwa in Höhe des Rohres 12 angebrachte Thermo fühler 19 betätigt das Dreiwegeventil 16 so, daß der Rücklauf bei einer Temperatur von bspw. <65° am Fühler 19 dem unteren Teil des Speichers über das Rohr 13 entnommen wird, während bei Temperaturen von bspw. <65° an der Stelle des Fühlers 19 die Entnahme über das Rohr 12 aus dem mittleren Bereich des Kessels erfolgt.The attached in the memory 1 at about the height of the tube 12 thermal sensor 19 actuates the three-way valve 16 so that the return at a temperature of, for example, <65 ° at the sensor 19, the lower part of the memory is removed via the tube 13 , while at temperatures from, for example, <65 ° at the location of the sensor 19, the removal takes place via the tube 12 from the central region of the boiler.
Demgemäß wird - im Gegensatz zum Stand der Technik - dem Heizkessel kreis gemäß der Erfindung bei bereits warmen Speicher 1 heißes Wasser aus dessen Mittelbereich mit bspw. 65°C zugeführt. Eine Entnahme von kalten Wasser aus dem unteren Bereich findet dann nicht mehr statt, was eine Energieeinsparung ergibt.Accordingly, in contrast to the prior art, the boiler circuit according to the invention is supplied with hot water from its central region at, for example, 65.degree. C. when the tank 1 is already warm. Cold water is then no longer drawn from the lower area, which results in energy savings.
Das Thermoventil 22 im Rücklauf 6 des Heizkreises ist so einge stellt, daß es bei bspw. T₂₂ = 45°C schließt. Rücklaufwasser im Heizkreis mit <45°C wird also im unteren kalten Bereich des Speichers austreten, so daß hier keine Speichermedien mit stark unterschiedlichen Temperaturen aufeinandertreffen. The thermal valve 22 in the return 6 of the heating circuit is set so that it closes at, for example, T₂₂ = 45 ° C. Return water in the heating circuit with <45 ° C will therefore emerge in the lower cold area of the storage, so that no storage media with very different temperatures meet here.
Nach dem Aufheizen des Heizkreises wird in bekannter Weise ent weder die Pumpe 24 abgeschaltet oder eine motorische Regelung des Mischers 20 einsetzen. In beiden Fällen wird dem durch das Rohr 9 strömenden Wasser ein Widerstand entgegengesetzt, der bewirkt, daß nunmehr das heiße Wasser aus den Löchern 9′ des Roh res 9 austritt und damit die Aufheizung des Wärmespeichers be ginnt. Da das warme Wasser immer nach oben steigt, ist es vorteil haft, die Löcher 9′ im oberen Teil des Rohres 9 vorzusehen, wie in der Figur dargestellt.After heating the heating circuit, either the pump 24 is switched off in a known manner or motor control of the mixer 20 is used. In both cases, the water flowing through the tube 9 is opposed to a resistance, which now causes the hot water to emerge from the holes 9 'of the raw res 9 and thus the heating of the heat accumulator begins. Since the warm water always rises, it is advantageous to provide the holes 9 'in the upper part of the tube 9 , as shown in the figure.
Bei warmem Heizkreis wird vermehrt Wasser höherer Temperatur durch den Rücklauf 6 zurückströmen und das Thermoventil 22 wird bei bspw. 45°C schließen und der Rücklauf wird durch die Öff nungen 12′ des Rohres 12 austreten. An dieser Stelle weist auch der Speicher im aufgeheizten Zustand eine ähnliche Temperatur auf. Auf diese Weise werden beide Kreisläufe optimiert und der untere Teil des Speichers verbleibt bei relativ niedrigen Temperaturen. Vergleicht man die Temperaturverteilung in einem Speicher gemäß der Erfindung mit der in einem Speicher nach eingangs genannten Stand der Technik, so ergibt sich in Höhe der in der Figur eingezeichneten Rohre 13, 12 und 9 etwa folgender Temperaturgradient:In a warm heating circuit, water of higher temperature will flow back through the return 6 and the thermal valve 22 will close at, for example, 45 ° C., and the return will emerge through the openings 12 ′ of the tube 12 . At this point, the storage tank also has a similar temperature when heated. In this way, both circuits are optimized and the lower part of the storage remains at relatively low temperatures. If the temperature distribution in a storage device according to the invention is compared with that in a storage device according to the prior art mentioned at the outset, the temperature gradient shown in the figure for the tubes 13 , 12 and 9 is approximately as follows:
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß es sich bei dem Pufferspeicher gemäß Erfindung um einen echten Wärmeschicht speicher handelt, der eine rasche Aufheizung des Heizkreises erlaubt, ohne daß der gesamte Speicher eine erhöhte Temperatur erreicht haben muß. Gleichzeitig wird die thermische Schichtung im Speicher nicht unnötig gestört bzw. verwirbelt, da dem Speicher vom Heizkreis immer Rücklaufwasser mit etwa der Tem peratur zugeführt wird, die der Temperatur der jeweiligen Schicht des Speichers entspricht. Ebenso wird der Heizkesselkreis mit Rücklaufwasser höherer Temperatur versorgt, wenn der Speicher in seinem Mittelbereich eine bestimmte Temperatur erreicht hat. In summary, it can be said that the Buffer memory according to the invention around a real heat layer memory acts, the rapid heating of the heating circuit allowed without the entire memory being at an elevated temperature must have reached. At the same time, the thermal stratification not unnecessarily disturbed or swirled in the memory, since the Storage from the heating circuit always return water with approximately the tem temperature is supplied, the temperature of the respective layer of the memory corresponds. The boiler circuit is also included Return water supplied at higher temperature when the storage tank has reached a certain temperature in its central area.
Der untere Teil des Speichers verbleibt somit immer bei relativ niedrigen Temperaturen, so daß eine erhebliche Energieeinsparung erfolgt.The lower part of the memory therefore always remains relative low temperatures, so that a significant energy saving he follows.
Claims (6)
daß in mittlerer Höhe des Speichers (1) ein sich durch den Speicher erstreckendes zweites Rohr (12) mit Öffnungen (12′) vorgesehen ist,
daß im unteren Bereich des Speichers (1) ein sich durch den Speicher erstreckendes drittes Rohr (13) mit Öffnungen (13′) vorgesehen ist,
daß die heizkesselseitigen Anschlüsse (10, 14) der genannten Rohre (12, 13) über ein Dreiwegeventil (16) miteinander und mit dem Rücklauf (3) des Heizkessels verbunden sind,
daß im Speicher (1) in Höhe des mittleren Rohres (12) ein Thermofühler (19) für die Steuerung der Rücklaufentnahme für den Heizkessel vorgesehen ist,
daß die heizungsseitigen Anschlüsse (11, 15) der Rohre (12, 13) über ein Thermoventil (22) miteinander und der mittlere Anschluß (11) direkt mit dem Rücklauf (6) des Heizkreises verbunden sind.1. Heat accumulator with connections for at least one heating boiler circuit and at least one heating circuit, with the connections for the respective heats being arranged in the upper part of the memory and with a connection between the connection of the flow of the heating boiler circuit and the connection of the heating circuit Memory he stretching tube is provided with several openings, characterized in
that a second pipe ( 12 ) with openings ( 12 ') extending through the store is provided in the middle of the store ( 1 ),
that a third pipe ( 13 ) with openings ( 13 ') extending through the store is provided in the lower region of the store ( 1 ),
that the boiler-side connections ( 10 , 14 ) of the said pipes ( 12 , 13 ) are connected to one another and to the return ( 3 ) of the boiler via a three-way valve ( 16 ),
that a thermal sensor ( 19 ) is provided in the store ( 1 ) at the level of the central tube ( 12 ) for controlling the return flow extraction for the boiler,
that the heating-side connections ( 11 , 15 ) of the pipes ( 12 , 13 ) are connected to one another via a thermostatic valve ( 22 ) and the middle connection ( 11 ) is connected directly to the return ( 6 ) of the heating circuit.
daß die Öffnungen (9′) im Vorlaufrohr (9) am oberen Teil des Rohres (9),
die Öffnungen (12′) im mittleren Rohr (12) seitlich und die Öffnungen (13′) im unteren Rohr (13) an dessen Unterseite vorgesehen sind.2. Heat accumulator according to claim 1, characterized in
that the openings (9 ') in the flow pipe (9) at the upper part of the tube (9),
the openings ( 12 ') in the central tube ( 12 ) laterally and the openings ( 13 ') in the lower tube ( 13 ) are provided on the underside thereof.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |