DE19532716A1 - Anlage zur Beheizung von Gebäuden und zur Erwärmung von Brauchwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Beheizung von Gebäuden und zur Erwärmung von Brauchwasser, bestehend aus einem Heizkessel, einem mit durch den Heizkessel er­ wärmbaren Wasser gefüllten Wärmespeicher, einer Zu- und Ab­ führleitung für das Brauchwasser und einem Heizkreislauf.

Es ist eine Anlage zur Beheizung von Gebäuden und zur Er­ wärmung von Brauchwasser bekannt, die aus einem mit Öl, Gas oder Feststoffen aufheizbaren Heizkessel besteht, an den einerseits die Rohre eines Heizkreislaufes angeschlossen sind. Andererseits führt von dem Heizkessel eine Kreislauf­ leitung zu einem Wärmeaustauscher, der in einem mit Wasser gefüllten Wärmespeicher angeordnet ist. Aus diesem Wärme­ speicher kann, je nach Bedarf, erwärmtes Brauchwasser ent­ nommen werden, welches dann durch die Zufuhr von Frisch- bzw. Kaltwasser ergänzt wird. Der in dem Wärmespeicher vor­ handene Wärmeaustauscher ist als Rohrschlange ausgebildet, in der das Wärmeträgermedium von oben nach unten fließt, während das im Wärmespeicher vorhandene, zu erwärmende Was­ ser unten nach oben strömt. Die Strömungsgeschwindigkeit des zu erwärmenden Wassers ist im Bereich der Rohrschlange jedoch verhältnismäßig gering, was sich nachteilig auf dem Wärmeübergang auswirkt und eine verhältnismäßig große Rohrschlange erforderlich macht.

Dies bringt es wiederum bringt mit sich, das der Wärme­ speicher für das Brauchwasser verhältnismäßig groß ausge­ bildet sein muß. Der verhältnismäßig große Wärmespeicher bringt es mit sich, daß der Warmwasseraustausch nur selten stattfindet, wodurch die Hygiene des warmen Wassers bzw. Brauchwassers beeinträchtigt werden kann. Bei niedrigen Temperaturen des Wärmespeichers besteht die Gefahr, daß nicht ausreichend warmes Brauchwasser vorhanden ist. Eine Pufferung für das im Heizkreislaufströmende Wasser ist nicht vorgesehen, so daß bei gasförmigen und flüssigen Brennstoffen verhältnismäßig viele Brennerstarts erfor­ derlich sind.

Ferner ist es bei einer solchen Anlage bekannt, in dem Wärmespeicher zusätzlich einen von einer Solaranlage beauf­ schlagten Wärmeaustauscher vorzusehen. Die von demselben abgegebene Wärme ist nur für das Brauchwasser, jedoch nicht für den Heizkreislauf nutzbar.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine An­ lage zur Beheizung von Gebäuden und zur Erwärmung von Brauchwasser so auszugestalten, daß bei gasförmigen und flüssigen Brennstoffen die Brennerstarts reduziert und bei mit Öl beaufschlagten Heizkesseln die Anfahrrußbildung ver­ ringert wird. Darüber hinaus soll ohne zusätzlichen Aufwand die im Wärmespeicher gepufferte Wärme auch für den Heiz­ kreislauf zur Verfügung stehen, ohne daß dadurch die Er­ wärmung des Brauchwassers beeinträchtigt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Anlage der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschla­ gen, daß oben in dem Wärmespeicher ein getrennter, an die Zu- und Abführleitung für das Brauchwasser angeschlossener Brauchwasserbehälter sowie ein mit dem Heizkreislauf ver­ bundener Wärmeaustauscher angeordnet sind und daß der In­ nenraum des Wärmespeichers über eine Kreislaufleitung di­ rekt mit dem Heizkessel verbunden ist.

Durch eine derartige Ausbildung wird bei verhältnismäßig geringem Aufwand und damit kostengünstig ein Wärmespeicher erreicht, der sowohl eine Puffer- als auch eine Warmwasser­ funktion erfüllt. Die Anzahl der Brennerstarts pro Zeitein­ heit wird erheblich verringert, und bei mit Öl befeuerten Heizkesseln wird die Anfahrußbildung reduziert. Dies bringt eine nicht unbeachtliche Umweltentlastung mit sich, da da­ bei auch der Ausstoß von gesundheitsgefährdende Kohlenwas­ serstoffen und von Kohlenmonoxid herabgesetzte wird. Der Brauchwasserbehälter kann jetzt, bedingt durch die ihn um­ gebende, nachströmende Wärme des Pufferspeichers klein aus­ gebildet werden, so daß ein häufiger Austausch des Brauch­ wassers stattfindet. Auch bei niedrigen Temperaturen des Wärmespeichers ist immer ausreichend warme s Brauchwasser vorhanden. Eine höhere Temperatur des Pufferspeichers, wie dies bei der Verwendung eines getrennte Wärmeaustauschers zur Brauchwasserbereitung notwendig wäre, ist somit nicht mehr erforderlich. Außerdem wird vermieden, daß die Tempe­ ratur des Wärmeerzeugers, beispielsweise eines mit Öl oder Gas beheizten Kessels, zum Zwecke der Brauchwasserbereitung unnötigerweise wesentlich über die gewünschte Warmwasser­ temperatur ansteigt. Dies ist insbesondere bei Gasbrenn­ wertgeräten wegen der Kondensationswärmenutzung von großer Bedeutung.

Weitere Merkmale einer Anlage gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher er­ läutert.

In dieser Zeichnung ist von einer Anlage zur Beheizung eines Gebäudes, beispielsweise eines Wohnhauses, und zur Erwärmung von Brauchwasser nur ein Wärmespeicher 1 gezeigt, der aus einem sogenannten Außenbehälter 2 in zweischaliger Vollkunststoffspeicher-Konstruktion mit hochwertiger FCKW- freier Polyurethan-Wärmedämmung besteht. Dieser Außenbe­ hälter 2 hat einen Innenraum 3 mit etwa 550 Liter Volumen und kann leicht und überall eingebracht werden.

In dem Wärmespeicher 1 bzw. dem Außenbehälter 2 ist ein Brauchwasserbehälter 4 angeordnet, der ein erheblich klei­ neres Volumen besitzt und beispielsweise einen Inhalt von 110 Liter aufweist. Dabei richtet sich die Größe des Brauch­ wasserbehälters 4 jedoch nach der größten, kurzzeitig benö­ tigten Warmwassermenge. Dieser Brauchwasserbehälter 4 weist eine abgestufte Form auf und besteht aus einem oberen Teil 4a mit verhältnismäßig großem Querschnitt und einem unteren Teil 4b mit abgestuftem bzw. reduziertem Querschnitt. Dabei ist der Brauchwasserbehälter 4 so in dem Außenbehälter 2 angeordnet, da sich das Teil 4a oben befindet. In den Brauchwasserbehälter 4 mündet eine Leitung 5, über die Frisch- bzw. Kaltwasser in den Brauchwasserbehälter 4 gelangt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Leitung 5 im oberen Bereich des Brauchwasserbehälters 4 eingeführt und erstreckt sich annähernd bis zum gewölbten Boden 4c desselben. Ferner ist der Brauchwasserbehälter 4 mit einer Abführleitung 6 ausgestattet, über die erwärmtes Brauchwasser abgezogen bzw. entnommen werden kann.

Um den oberen Bereich des Teiles 4b mit reduziertem Quer­ schnitt des Brauchwasserbehälters 4 erstreckt sich ein Rohrwärmeaustauscher 7, der in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise als Rippenrohrwärmeaustauscher ausge­ bildet ist und somit eine verhältnismäßig große Wärme­ austauschfläche besitzt. Dieser Rohrwärmeaustauscher 7 ist über Leitungen 8, 9 in einen an sich bekannten Heiz­ kreislauf integriert, der zur Beheizung eines Gebäudes dient. Dabei wird über die Leitung 8 erwärmtes Heizmedium abgezogen, während über die Leitung 9 das abgekühlte Heiz­ medium zur erneuten Erwärmung zurückströmt. Diese Anord­ nung des Rohrwärmetauschers 7 in der unteren Hälfte des Wärmespeichers 1 ermöglicht ohne Rücksicht auf die ge­ wünschte Warmwasser-Zapftemperatur ein weiteres Absenken der Speichertemperatur im unteren Speicherbereich.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem Teil 4b des Brauchwasserbehälters 4 ein weiterer Rohrwärmeaus­ tauscher 10 angeordnet, der in gleicher Weise wie der Rohr­ wärmeaustauscher 7 als Rippenrohrwärmeaustauscher ausgebil­ det sein kann. Dieser Rohrwärmeaustauscher 10 ist mit sei­ nen Leitungen 11, 12 an ein sich bekanntes Solar-Brennwärme­ gerät angeschlossen, wobei über die Leitung 11 das warme Wärmeträgermedium zufließt, welches dann nach Abgabe seiner Wärme über die Leitung 12 den Rohrwärmeaustauscher 10 wie­ der verläßt.

Der beschriebene Wärmespeicher 1 ist mit seinem Innenraum 3 über Leitungen 13, 14 an einen beispielweise mit Öl be­ feuerten Kessel angeschlossen und mit einer Wärmeträger­ flüssigkeit, beispielweise Wasser, gefüllt. Über die Lei­ tung 13 wird nun im Heizkessel erwärmte Wärmeträgerflüssig­ keit zugeführt, während über die Leitung 14 die abgekühlte Wärmeträgerflüssigkeit zur erneuten Erwärmung in den Heiz­ kessel zurückströmt. Der das warme Brauchwasser abgebende Teil 4a des Brauchwassersbehälters 4 befindet sich somit in der wärmsten Zone des Wärmespeichers 1 bzw. Behälters 2. Der Rohrwärmeaustauscher 10, der an ein Solar-Brennwertge­ rät angeschlossen ist, nimmt eine Lage im kältesten Teil des Wärmespeichers 1 bzw. des Außenbehälters 2 ein. Durch die Anordnung von Temperaturfühlern im oberen, mittleren und unteren Bereich des Wärmespeichers 1 bzw. des Außenbe­ hälters 2 ist es möglich, eine optimale Schichtung der Wär­ meträgerflüssigkeit im Innenraum 3 in allen möglichen Be­ triebsphasen zu erreichen und somit lange Laufzeiten des Brenners sicherzustellen. Durch diese Ausgestaltung des Wärmespeichers 1 kann zusätzlich aber auch Energie einge­ spart werden, wobei auch bei niedrigen Speichertemperatu­ ren immer ausreichend warmes Wasser vorhanden ist.

Es ist möglich, den Brauchwasserbehälter 4 mit einer so­ genannten Spülleitung auszurüsten, über die nach Bedarf der Sumpf desselben ausgespült bzw. gereinigt werden kann.

Claims (7)

1. Anlage zur Beheizung von Gebäuden und zur Erwärmung von Brauchwasser, bestehend aus einem Heizkessel, einem mit durch den Heizkessel erwärmbaren Wasser gefüllten Wärme­ speicher, einer Zu- und Abführleitung für den Heizkreis­ lauf, dadurch gekennzeichnet, daß oben in dem Wärmespeicher (1) ein getrennter, an die Zu- und Abführleitung (5, 6) für das Brauchwasser ange­ schlossener Brauchwasserbehälter (4) sowie ein mit dem Heizkreislauf (8, 9) verbundener Wärmeaustauscher (7) an­ geordnet sind und daß der Innenraum (3) des Wärme­ speichers (1) über eine Kreislaufleitung (13, 14) direkt mit dem Heizkessel verbunden ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brauchwasserbehälter (4) abgestuft (4a, 4b) aus­ gebildet und dessen kleinerer Querschnittsteil (4b) im Wärmespeicher (1) unten angeordnet ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (7) für den Heizkreislauf (8, 9) als Rohrwärmeaustauscher, insbesondere als Rippenrohrwärmeaustauscher ausgebildet ist.

4. Anlage nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrwärmeaustauscher um den kleineren Quer­ schnittsteil (4b) des Brauchwasserbehälters (4) angeord­ net ist.

5. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß im Wärmespeicher (1) ein zusätzlicher Solarwärme­ austauscher (10) angeordnet ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarwärmeaustauscher (10) ebenfalls als Rohr­ wärmeaustauscher ausgebildet und unterhalb des Wärme­ austauschers (7) für den Heizkreislauf (8, 9) um den kleineren Querschnittsteil (4b) des Brauchwasserbehäl­ ters (4) angeordnet ist.

7. Anlage nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brauchwasserbehälter (4) eine Spülleitung zu­ geordnet ist.