DE19624551A1

DE19624551A1 - Heating of water for domestic use

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Publication number: DE19624551A1
Application number: DE19624551A
Authority: DE
Original assignee: Helmut Baelz 74076 Heilbronn De GmbH; Helmut Baelz GmbH
Current assignee: Helmut Baelz 74076 Heilbronn De GmbH; Helmut Baelz GmbH
Priority date: 1996-06-20
Filing date: 1996-06-20
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2016-06-21
Also published as: DE19624551C2

Abstract

The method has a flow of at least 6 ft/sec maintained during this heating phase at least around the heating surface. The water to be heated is led through a circuit and the water speed in the whole circuit is more than 6 ft/sec. During operation, the water speed is increased to at least 9 ft/sec. The water when heated is passed to a reservoir and held there for later use. The flow is built up before the heating starts and is maintained after the end of the heating. After the heating, water which has not yet reached the set point temperature is stored in a buffer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Brauchwassererwärmung, vorzugsweise mittels Dampf.The invention relates to a method and a Device for heating domestic water, preferably by means of steam.

Sowohl im Privatbereich als auch in der Industrie wird warmes Brauchwasser benötigt, das durch Erwärmung von Leitungswasser aus einem Wasserversorgungsnetz oder von Brunnenwasser gewonnen wird. Dazu dienen Brauchwas serbereiter, die vorzugsweise im Speicherbetrieb arbei ten. Dazu ist in dem Innenraum eines Wasservorratsbe hälters eine Heizschlange angeordnet, die bspw. mittels Warmwasser oder mittels vorgekühltem Dampf beheizt ist.Both in the private sector and in industry hot domestic water is required, which is caused by heating tap water from a water supply network or is obtained from well water. Customs serve this purpose server ready, preferably working in storage mode This is in the interior of a water reservoir holder arranged a heating coil, for example Warm water or is heated by means of pre-cooled steam.

In dem Wasser, das direkt aus einem Brunnen oder über das Wasserleitungsnetz ebenfalls mittelbar aus dem Brunnen und somit aus der Erde stammt, ist eine Vielzahl von Mineralsalzen gelöst, die dazu neigen, auf Heiz schlangen oder anderweitigen beheizten Flächen festzu backen. Es bildet sich sogenannter Kesselstein, der den Wärmeübergang von der Heizschlange auf das Brauchwasser behindert und der unerwünscht ist. In the water that comes directly from a well or also indirectly from the water supply network Wells and thus comes from the earth is a multitude dissolved by mineral salts that tend to heat up snakes or other heated surfaces to bake. So-called scale forms, which the Heat transfer from the heating coil to the domestic water disabled and which is undesirable.

Die zur Kesselsteinbildung führende Ausfällung der in dem Wasser gelösten Mineralsalze begrenzt nicht nur die Einsatzdauer der Heizschlange sondern vermindert darüber hinaus die Wasserqualität in erheblichem Maße. Wird das warme Brauchwasser bspw. im Haushalt zur Geträn ke- oder Speisezubereitung verwendet, mindern die dem Wasser fehlenden Mineralstoffe den Wert der Speisen. Dies gilt sowohl in kleinem Maßstab als auch bei Großküchen oder in der Lebensmittelindustrie, wo größere vorgewärmte Wassermengen bspw. zur Bereitung von Suppen, Getränken, Dosengemüse oder dergleichen Verwendung finden.The precipitation of the scale leading to the formation of scale Mineral salts dissolved in the water are not only limited the period of use of the heating coil is reduced in addition, the water quality to a considerable extent. If the hot domestic water becomes a drink in the household, for example ké or food preparation reduce the Water lacks minerals the value of the food. This applies both on a small scale and in commercial kitchens or in the food industry, where larger preheated ones Amounts of water, for example, for preparing soups, drinks, Canned vegetables or the like are used.

Die Ausfällung wertvoller Mineralien stellt ins besondere dann ein Problem dar, wenn Brauchwasser mit hoher Temperatur von bspw. 95°C zu erzeugen ist. Zur Erzeugung von Brauchwasser mit solchen Temperaturen ist ein relativ heißer Wärmeträger erforderlich, der hohe Heizflächentemperaturen ergibt. Damit neigen die Heiz flächen naturgemäß dazu, dem Wasser die Mineralien zu entziehen, die sich dann als Kesselstein auf den Heiz flächen ablagern. Der Mineraliengehalt des Brauchwassers wird dadurch deutlich vermindert.The precipitation of valuable minerals particularly problematic when using domestic water high temperature of, for example, 95 ° C. For Production of process water with such temperatures is a relatively hot heat transfer medium is required, the high one Heating surface temperatures results. So the heating tends surfaces naturally to add minerals to the water withdraw, which then acts as a scale on the heater deposit areas. The mineral content of the process water is significantly reduced.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Heißwasserbereitung sowie einen Heißwasser bereiter zu schaffen, die es ermöglichen, heißes Brauch wasser zu erzeugen, dessen Mineralgehalt möglichst wenig gestört ist.Based on this, it is an object of the invention to Process for hot water preparation and hot water to create preparers that enable hot custom to produce water with as little mineral content as possible is disturbed.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit dem aufzuheizenden Wasser während seiner Erwärmung eine starke Strömung aufrechterhalten, so daß es insbesondere an Heizflächen, das heißt Heizwendeln, Heizschlangen, platten oder dergleichen, eine hohe Strömungsgeschwin digkeit von mehr als 2 m/s aufweist. Diese starke Strö mung wird mindestens während der gesamten Aufwärmphase beibehalten. Lokale Überhitzungen der Heizschlangen werden selbst dann sicher vermieden, wenn die Heizflächen mit hohen Energiedichten beheizt werden. Das ermöglicht die Verwendung von ungekühltem Dampf als Wärmeträger, die Verkleinerung des Wärmetauschers und das Erzielen höherer Brauchwassertemperaturen.In the inventive method with the water to be heated during its heating maintain strong flow, making it particular on heating surfaces, i.e. heating coils, heating coils, plates or the like, a high flow rate has a speed of more than 2 m / s. This strong current mung is at least during the entire warm-up phase maintained. Local heating coil overheating are safely avoided even if the heating surfaces are heated with high energy densities. This allows the use of uncooled steam as a heat transfer medium Downsizing the heat exchanger and achieving higher ones Process water temperatures.

Es hat sich gezeigt, daß die in dem Brauchwasser enthaltenen, ausfällbaren Salze (Mineralien) bei dieser Behandlung nicht ausgefällt werden sondern im Wasser gelöst bleiben. Somit enthält das aufgeheizte Brauch wasser die physiologisch wertvollen Salze, die es als natürliches Brunnen- oder Leitungswasser hat.It has been shown that in the process water contained, precipitable salts (minerals) in this Treatment should not be precipitated but in the water stay resolved. Thus, the heated custom contains water the physiologically valuable salts, which it as has natural well or tap water.

Das genannte Verfahren führt dazu, daß das zu erwär mende Brauchwasser mehrfach durch einen Wärmetauscher geführt wird, dessen Brauchwasserkanal bspw. eine Länge von lediglich einem halben Meter aufweist. Die Verweil zeit des Brauchwassers in dem Wärmetauscher ist dadurch deutlich niedriger als eine Sekunde, im vorliegenden Beispiel beträgt die Verweilzeit eine Viertelsekunde. Die Senkung der Verweilzeit unter die Sekundengrenze verhin dert ebenfalls auf wirksame Weise das Ausfallen der Mineralien. Die starke, in dem Wärmetauscher auf rech terhaltene Strömung führt dazu, daß dieser von dem aufge heizten Brauchwasser regelrecht "geputzt" wird, so daß kaum Ablagerungen zu verzeichnen sind.The process mentioned leads to the fact that it is too warm domestic hot water several times through a heat exchanger is led, the process water channel, for example, a length of only half a meter. The lingering This means that there is time for the hot water in the heat exchanger significantly lower than a second, in the present For example, the dwell time is a quarter of a second. The Reduce the dwell time below the second limit also effectively prevents the failure of the Minerals. The strong one in the heat exchanger on rech sustained flow leads to the fact that this up heated domestic water is literally "cleaned", so that there are hardly any deposits.

Obwohl es insbesondere darauf ankommt, im Bereich der Heizflächen eine hohe Strömungsgeschwindigkeit auf rechtzuerhalten, ist es vorteilhaft, wenn das Brauch wasser auch an sonstigen Oberflächen schnell vorbei strömt, so daß im Wärmetauscher auch ansonsten keine oder nur geringe Ablagerungen auftreten. Dies kann erreicht werden, indem das zu erwärmende Wasser im Kreislauf geführt wird, wobei vorzugsweise in dem gesamten Kreis lauf eine kräftige Strömung eingestellt wird.Although it is particularly important in the area the heating surfaces have a high flow rate it is beneficial if the custom water quickly past other surfaces flows, so that otherwise no or in the heat exchanger only small deposits occur. This can be achieved by circulating the water to be heated is performed, preferably in the entire circle a strong current is set.

Insbesondere zur Erzeugung höherer Brauchwasser temperaturen ist es vorteilhaft, wenn das zu erwärmende Wasser mit einer gesteigerten Strömungsgeschwindigkeit von wenigstens 3 m/s geführt wird.In particular for the generation of higher process water temperatures, it is advantageous if the one to be heated Water with an increased flow rate of at least 3 m / s.

Das im Durchlauf mit starker Strömung erhitzte Brauchwasser kann in einem vorzugsweise wärmeisolierten Speicher überführt und dort im wesentlichen ruhend zur weiteren Verwendung bereitgehalten werden.That heated up in a continuous flow with strong current Process water can preferably be insulated Storage transferred and there essentially dormant ready for further use.

Eine besonders geringe Beeinträchtigung der Wasser zusammensetzung wird erreicht, wenn die Prozeßführung bei der Heißwassererzeugung sicherstellt, daß die genannte Strömung in dem Wärmetauscher aufgebaut ist, bevor Wärme energie in das Brauchwasser eingeleitet wird. Die Strö mung wird dann vorzugsweise solange aufrechterhalten, wie dem Brauchwasser Wärme zugeführt wird. Auch nach Abschal ten der Dampfzufuhr läuft das Brauchwasser weiter im Kreislauf, wobei das Brauchwasser eine abnehmende Tempe ratur aufweist, die die Solltemperatur alsbald unter schreitet. Ist diese oder eine weitere festgelegte Tempe raturgrenze unterschritten, wird das Brauchwasser nicht mehr in den Brauchwasserspeicher sondern bspw. in einen Zwischenspeicher oder zurück in den Brunnen abgegeben.A particularly low impact on the water composition is achieved when the process control at the hot water generation ensures that the above Flow in the heat exchanger is built up before heat energy is introduced into the domestic water. The currents mung is then preferably maintained as long as heat is supplied to the process water. Even after scarf The process water continues to run in the steam supply Cycle, the process water being a decreasing temp rature, which soon the target temperature below steps. Is this or another set temp the service water will not fall below the temperature limit more in the domestic hot water tank but, for example, in one Cached or returned to the fountain.

Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vor richtung weist vorzugsweise einen Wärmetauscher relativ kleinen Brauchwasservolumens auf, bei dem zwischen Vor lauf- und Rücklauf eine Kurzschlußleitung angeordnet ist, so daß ein Brauchwasserkreislauf ausgebildet ist. In diesem ist eine Umwälzpumpe angeordnet, die vorzugsweise in die Kurzschlußleitung geschaltet ist. Die Umwälzpumpe ist bspw. eine elektrische, drehzahlgesteuerte Pumpe, die von einer Steuereinrichtung geführt ist, die auch den übrigen Prozeß führt. Zusätzlich ist vorzugsweise auf der Druckseite der Umwälzpumpe eine Strahlpumpe angeordnet, über die Frischwasser in den Brauchwasserkreislauf ge saugt wird. Anstelle der Strahlpumpe kann, insbesondere, wenn das Brauchwasser aus einem Brauchwassernetz mit hohem Eigendruck entnommen werden kann, ein Dreiwegeven til vorgesehen sein, das den Frischwasserzustrom regelt. Außerdem enthält der Brauchwasserkreislauf vorzugsweise ein zu dem Sammelbehälter führendes Dreiwegeventil. Bei einer einfachen Ausführungsform kann es durch eine Ab zweigleitung ersetzt werden, wobei dann die Regelung der Abgabe erhitzten Brauchwassers an anderer Stelle, bspw. über die Strahlpumpe, erfolgt, an der die Menge angesaug ten Frischwassers eingestellt wird. Das angesaugte Frischwasser entspricht mengenmäßig dem abgegebenen erhitzten Brauchwasser. Die Regelung der Frischwasser zufuhr kann außerdem durch ein gesondertes, in der Frischwasserleitung liegendes Ventil erfolgen.The appropriate one to perform the procedure direction preferably has a heat exchanger relative small volume of hot water, in which between pre run and return a short-circuit line is arranged, so that a process water circuit is formed. In a circulating pump is arranged, preferably is connected in the short-circuit line. The circulation pump is, for example, an electrical, speed-controlled pump that is guided by a control device, which also rest of the process. In addition, is preferably on the A jet pump arranged on the pressure side of the circulation pump, via the fresh water into the process water circuit sucks. Instead of the jet pump, in particular if the hot water comes from a hot water network a high three-way pressure can be removed til be provided that regulates the fresh water inflow. In addition, the process water circuit preferably contains a three-way valve leading to the collecting container. At a simple embodiment, it can by an Ab branch line to be replaced, then the regulation of Dispensing of heated service water elsewhere, e.g. via the jet pump, at which the quantity is sucked in fresh water is set. The sucked in The quantity of fresh water corresponds to that given off heated domestic water. The regulation of fresh water feed can also be through a separate, in the Fresh water pipe valve.

Für das Verfahren eignen sich insbesondere im Kon densatanstau betreib- und regelbare Wärmetauscher. Diese werden über die Größe der wirksamen Heizfläche geregelt, die durch angestautes Kondensat gezielt verminderbar ist. Die Temperatur der Heizfläche bleibt bei dieser Betriebs art jedoch auch im Niedrig- oder Schwachlastbereich sehr hoch. Durch die starke Umlaufströmung wird die Kontakt zeit des Brauchwassers mit der aufgeheizten Heizfläche extrem klein, so daß die ansonsten verkrustungsanfälligen oberen Bereiche der Rohrschlangen, die sowohl im Teil lastbetrieb als auch im Vollastbetrieb unter Dampf ste hen, von Ablagerungen freigehalten werden.The method is particularly suitable in con Heat exchanger that can be operated and regulated. This are regulated by the size of the effective heating surface, which can be deliberately reduced by pent-up condensate. The temperature of the heating surface remains at this operating art, however, also very in the low or low load range high. Due to the strong circulation flow, the contact time of the hot water with the heated heating surface extremely small, so that the otherwise susceptible to incrustation upper areas of the coils, both in the part load operation as well as in full load operation under steam hen, be kept free of deposits.

Der Wärmetauscher besteht vorzugsweise aus einem einzigen Metall, was die Reinigung mittels schwacher Säuren ermöglicht. The heat exchanger preferably consists of a single metal, which means cleaning using weak Acids allowed.

Der Wärmetauscher kann aus einer Gruppe parallel geschalteter Wärmetauschermodule gebildet sein, die bei einer vorteilhaften Ausführungsform einzeln zu- und abschaltbar ausgebildet sind.The heat exchanger can be from a group in parallel switched heat exchanger modules are formed, which at an advantageous embodiment individually to and are designed to be switched off.

Weitere Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Other features of advantageous developments of Invention are the subject of dependent claims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing, an embodiment of the Invention shown. Show it:

Fig. 1 ein System zur Heißwasserbereitung mit einem im Kreislauf betriebenen, dampfbeheizten Wärmetau scher und einem Heißwasserspeicher in schemati sierter Darstellung und Fig. 1 shows a system for hot water preparation with a circuit operated, steam-heated Wärmetau shear and a hot water tank in a schematic representation and

Fig. 2 das System nach Fig. 1 mit einem bspw. in Modulbauweise ausgeführten Wärmetauscher, in schematisierter und vereinfachter Darstellung. Fig. 2 shows the system of FIG. 1 with a heat exchanger, for example, in a modular design, in a schematic and simplified representation.

In Fig. 1 ist ein Heißwasserbereiter 1 schematisch veranschaulicht, bei dem bspw. aus einem Brunnen 2 stam mendes Frischwasser 3 mittels Dampf 01 in einem Wärmetau scher 4 erhitzt und in einem Brauchwasserspeicher 5 bereitgehalten wird. Der zur Übertragung der Dampfwärme an das Frischwasser 3 dienende Wärmetauscher 4 weist bspw. ein von einem primären Vorlaufanschluß 7 zu einem primären Rücklaufanschluß 9 führendes, nicht weiter dargestelltes Rohrbündel auf, dessen Außenseite als Heizfläche für umgebendes, zu erwärmendes Brauchwasser dient. Der primäre Vorlaufanschluß 7 ist über ein Dampf ventil 11 an eine Dampfquelle angeschlossen, die Dampf mit 150°C liefert. Das Dampfventil 11 ist ein Motorstell ventil, dessen Stellmotor 13 an eine Regeleinheit 15 angeschlossen ist. Der Rücklaufanschluß 9, der direkt oder über eine Kondensatsammelkammer mit dem Rohrbündel verbunden ist, dient der Ausleitung von Kondensat aus dem Wärmetauscher 4. Er ist über ein Kondensatventil 17 mit einer abführenden Leitung für Kondensat 02 verbunden. Das Kondensatventil 17 ist als Motorstellventil ausgebildet, dessen Stellmotor 19 mit einem Ausgang der Regeleinheit 15 verbunden ist.In Fig. 1, a hot water heater 1 is schematically illustrated, in which, for example. From a well 2 stam mendes fresh water 3 heated by steam 01 in a heat exchanger 4 and is kept ready in a hot water tank 5 . The heat exchanger 4 used to transfer the steam heat to the fresh water 3 has, for example, a tube bundle, not shown, leading from a primary flow connection 7 to a primary return connection 9 , the outside of which serves as a heating surface for the surrounding hot water to be heated. The primary flow connection 7 is connected via a steam valve 11 to a steam source that delivers steam at 150 ° C. The steam valve 11 is a motor control valve, the servomotor 13 is connected to a control unit 15 . The return connection 9 , which is connected to the tube bundle directly or via a condensate collection chamber, serves to discharge condensate from the heat exchanger 4 . It is connected to a discharge line for condensate 02 via a condensate valve 17 . The condensate valve 17 is designed as a motor control valve, the servomotor 19 of which is connected to an output of the control unit 15 .

Sekundärseitig weist der Wärmetauscher 4 einen Vorlaufanschluß 21 auf, der über den Innenraum des Wärme tauschers 4 mit seinem Rücklaufanschluß 23 kommuniziert. Von dem von dem Vorlaufanschluß 21 weg führenden Vorlauf 04 zweigt über ein Dreiwegeventil 25 eine Kurzschlußlei tung 27 ab, die zu einer Strahlpumpe 29 führt und an deren Treibanschluß 31 angeschlossen ist. Die Strahlpumpe 29 liegt mit ihrem Diffusoranschluß 33 an dem Rücklauf 23 des Wärmetauschers 4 und bildet somit den Rücklauf 03. Mit ihrem Sauganschluß 35 ist die Strahlpumpe 29 an eine Saugleitung 37 angeschlossen, die über einen Rückfluß verhinderer 39 Frischwasser 3 aus dem Brunnen 2 ansaugt.On the secondary side, the heat exchanger 4 has a flow connection 21 which communicates with its return connection 23 via the interior of the heat exchanger 4 . From the lead port 21 leading lead 04 branches off via a three-way valve 25 from a Kurzschlusslei device 27 , which leads to a jet pump 29 and is connected to the drive connection 31 . The jet pump 29 lies with its diffuser connection 33 on the return 23 of the heat exchanger 4 and thus forms the return 03. With its suction connection 35 , the jet pump 29 is connected to a suction line 37 which sucks fresh water 3 out of the well 2 via a backflow preventer 39 .

In der Kurzschlußleitung 27 ist eine elektrische Umwälzpumpe 41 angeordnet, die über eine nicht weiter dargestellte Verbindung von der Regeleinheit 15 gesteuert ist.An electrical circulation pump 41 is arranged in the short-circuit line 27 and is controlled by the control unit 15 via a connection (not shown further).

Der Vorlauf 04, die Kurzschlußleitung 27 und der Rücklauf 03 bilden einen Sekundärkreislauf 43, der in Fig. 1 in seiner Umlaufrichtung durch einen Pfeil ange deutet ist.The forward 04, the short-circuit line 27 and the return 03 form a secondary circuit 43 , which is indicated in Fig. 1 in its direction of rotation by an arrow.

Zur Regelung des Betriebes des Sekundärkreislaufes 43 sind das Dreiwegeventil 25 und die Strahlpumpe 29 jeweils mit einem Stellmotor 45, 47 versehen, die an die Regeleinheit 15 angeschlossen sind. Über den Stellmotor 45 ist das Dreiwegeventil 25 in seinem Durchlaßverhalten zwischen seinem Eingang 49, seinem Ausgang 51 und seinem Abzweig 53 einstellbar. Der Ausgang 51 des Dreiwegeventi les 25 führt zu einem weiteren Dreiwegeventil 55, dessen Abzweig 57 über eine Leitung 59 zu dem Brunnen 2 zurück führt. Mit seinem Ausgang 61 ist das Dreiwegeventil 55 über eine Leitung 63 an den Brauchwasserspeicher 5 ange schlossen, von dem eine Versorgungsleitung 65 zu nicht weiter veranschaulichten Verbrauchern führt.To control the operation of the secondary circuit 43 , the three-way valve 25 and the jet pump 29 are each provided with a servomotor 45 , 47 , which are connected to the control unit 15 . The three-way valve 25 can be adjusted in its passage behavior between its input 49 , its output 51 and its branch 53 via the servomotor 45 . The output 51 of the three-way valve 25 leads to a further three-way valve 55 , the branch 57 of which leads back to the fountain 2 via a line 59 . With its output 61 , the three-way valve 55 is connected via a line 63 to the domestic hot water tank 5 , from which a supply line 65 leads to consumers not shown.

Das Dreiwegeventil 55 ist mit einem Stellmotor 67 versehen, der an einen Ausgang der Regeleinheit 15 ange schlossen ist. Außerdem sind in dem Vorlauf 04 vor und nach dem Dreiwegeventil 25 sowie in der Leitung 63 Tempe ratursensoren 71, 73, 75 angeordnet, die Temperatursigna le an die Regeleinheit 15 liefern. Diese ist über eine Datenaustauschleitung 77 an einen Computer 79 angeschlos sen, der der Prozeßführung dient und über eine Leitung 81 Daten über Prozeßanforderungen erhält. The three-way valve 55 is provided with a servomotor 67 , which is connected to an output of the control unit 15 . In addition, in the flow 04 before and after the three-way valve 25 and in the line 63 temperature sensors 71 , 73 , 75 are arranged, which deliver temperature signals to the control unit 15 . This is connected via a data exchange line 77 to a computer 79 , which is used for process control and receives data about process requests via a line 81 .

Das insoweit beschriebene System zur Heißwasser bereitung arbeitet wie folgt:
Ausgehend von einem Zustand, bei dem wenigstens das Kondensatventil 17 ganz geschlossen ist, weist der Wärme tauscher 4 und damit das von diesem gehaltene Brauch wasser eine niedrige Temperatur auf. Soll nun Brauch wasser erwärmt werden, werden zunächst die Umwälzpumpe 41 eingeschaltet und das Dreiwegeventil 25 so angesteuert, daß sein Eingang mit dem Abzweig 53 durchverbunden ist. Die Strahlpumpe 29 ist so eingestellt, daß von der Um wälzpumpe 41 gefördertes Wasser von dem Treibanschluß 31 zu dem Diffusoranschluß 33 gefördert wird. Es baut sich dadurch ein wasserumlauf auf, wobei die Strömungsge schwindigkeit insbesondere zwischen dem Rücklaufanschluß 23 und dem Vorlaufanschluß 21 des Wärmetauschers 4 größer als 2 m/s ist.The system for hot water preparation described so far works as follows:
Starting from a state in which at least the condensate valve 17 is completely closed, the heat exchanger 4 and thus the water held by it has a low temperature. If custom water is now to be heated, the circulation pump 41 is first switched on and the three-way valve 25 is activated such that its input is connected to the branch 53 . The jet pump 29 is set so that water pumped by the circulating pump 41 is conveyed from the drive connection 31 to the diffuser connection 33 . As a result, water circulation builds up, the speed of the flow, in particular between the return connection 23 and the flow connection 21 of the heat exchanger 4, being greater than 2 m / s.

Die Regeleinheit 15 öffnet nun bei offenem Dampf ventil 11 das Kondensatventil 17 so weit, daß eine gewis se Kondensatmenge aus dem Wärmetauscher 4 ausfließen kann. Der über den Vorlaufanschluß 7 nachströmende Dampf 01 heizt das nicht weiter dargestellte Rohrbündel auf grund seiner hohen Temperatur wenigstens teilweise stark auf. Das mit der hohen Strömungsgeschwindigkeit an dem Rohrbündel entlanggeführte Wasser erwärmt sich dabei in sehr kurzer Zeit. Die Regeleinheit 15 erfaßt dies über den Temperatursensor 71.The control unit 15 now opens with the steam valve 11, the condensate valve 17 so far that a certain amount of condensate se can flow out of the heat exchanger 4 . The steam 01 flowing in via the flow connection 7 heats the tube bundle (not shown further) at least partially strongly due to its high temperature. The water flowing along the tube bundle with the high flow speed heats up in a very short time. The control unit 15 detects this via the temperature sensor 71 .

Der Aufheizvorgang läuft infolge der hohen Strö mungsgeschwindigkeit und der vergleichsweise geringen geometrischen Ausdehnung des Wärmetauschers 4 so schnell ab, daß Ablagerungen von Mineralien auf dem Rohrbündel nicht zu befürchten sind. Das in dem Sekundärkreislauf 43 vorhandene Wasservolumen ist, bezogen auf die von dem Wärmetauscher 4 zu übertragende Wärmeleistung, äußerst gering. Die Erwärmung erfolgt deshalb in sehr kurzer Zeit. Weist der Wärmetauscher 4 bspw. eine Bauhöhe von einem halben Meter auf, ist es bei ausreichender Dampf beaufschlagung möglich, das durchfließende Brauchwasser, dessen Strömungsgeschwindigkeit wenigstens zwei Meter pro Sekunde beträgt, in einer Viertelsekunde von 14°C auf 90°C aufzuheizen. Anstelle der sonst üblichen Ablagerungs neigung wirkt das Brauchwasser hier für die Heizflächen des Wärmetauschers 4 eher noch reinigend.The heating process runs so quickly due to the high flow speed and the comparatively small geometric expansion of the heat exchanger 4 that deposits of minerals on the tube bundle are not to be feared. The water volume present in the secondary circuit 43 is extremely low, based on the heat output to be transmitted by the heat exchanger 4 . The heating therefore takes place in a very short time. If the heat exchanger 4 has a construction height of half a meter, for example, with sufficient steam, it is possible to heat the process water flowing through, the flow rate of which is at least two meters per second, from 14 ° C to 90 ° C in a quarter of a second. Instead of the usual deposition tendency, the process water for the heating surfaces of the heat exchanger 4 tends to have a cleaning effect.

Sobald die Regeleinheit 15 das Erreichen oder Über schreiten der Solltemperatur an dem Temperatursensor 71 erfaßt, gibt sie über den Stellmotor 45 den Weg von dem Eingang 49 zu dem Ausgang 51 des Dreiwegeventiles 25 so weit frei, daß erwärmtes Brauchwasser aus dem Wärmetau scher 4 über das seinen Abzweig 57 sperrende Dreiwegeven til 55 zu dem Brauchwasserspeicher 5 gelangt. Den Wasser verlust des Sekundärkreislaufes 43 gleicht die Strahlpum pe 29 automatisch aus, indem sie Brunnenwasser über die Saugleitung 37 ansaugt, das mit warmem Wasser aus der Kurzschlußleitung 27 vermischt und in Sekundenbruchteilen in dem Wärmetauscher 4 erhitzt wird. Insgesamt arbeitet der Wärmetauscher 4 dabei kontinuierlich, wobei die Regeleinheit 15 dafür sorgt, daß an dem Temperatursensor 73 die gewünschte Solltemperatur (bspw. 90°C oder 95°C) eingehalten wird. In dem Brauchwasserspeicher 5 sammelt sich das aufgeheizte und mineralienreiche Brauchwasser, das bei Bedarf über die Versorgungsleitung 65 entnommen wird. Nachdem in dem Brauchwasserspeicher 5 keine weitere Erwärmung des Brauchwassers erfolgt, setzen sich auch hier kaum Mineralien ab.As soon as the control unit 15 detects reaching or exceeding the target temperature at the temperature sensor 71 , it releases the path from the input 49 to the output 51 of the three-way valve 25 so far via the servo motor 45 that heated service water from the heat exchanger 4 is cut over the valve its branch 57 blocking Dreiwegeven til 55 reaches the domestic hot water tank 5 . The water loss of the secondary circuit 43 equalizes the jet pump 29 automatically by sucking well water through the suction line 37 , which is mixed with warm water from the short-circuit line 27 and heated in a fraction of a second in the heat exchanger 4 . Overall, the heat exchanger 4 operates continuously, the control unit 15 ensuring that the desired target temperature (for example 90 ° C. or 95 ° C.) is maintained at the temperature sensor 73 . The heated and mineral-rich process water collects in the process water tank 5 , which is withdrawn via the supply line 65 if required. Since there is no further heating of the process water in the process water store 5 , minerals hardly settle here either.

Die Regeleinheit 15 stellt mittels des Dreiwegeven tiles 25, der Umwälzpumpe 41 und der Strahlpumpe 29 den Sekundärkreislauf 43 hinsichtlich der Rate des über die Leitung 63 abfließenden, erwärmten Brauchwassers und des über die Saugleitung 37 zufließenden kalten Frischwassers so ein, daß die gewünschte Solltemperatur in jedem Fall eingehalten wird. Mittels des Kondensatventiles 17 und gegebenenfalls des Dampfventiles 11 wird für einen ent sprechenden Dampfzustrom gesorgt, so daß in dem Wärmetau scher 4 ausreichend Energie zur schnellen Aufheizung des Frischwassers zur Verfügung steht.The control unit 15 adjusts the secondary circuit 43 by means of the three-way seven tiles 25 , the circulation pump 41 and the jet pump 29 with regard to the rate of the heated domestic water flowing out via the line 63 and the cold fresh water flowing in via the suction line 37 in such a way that the desired target temperature in each Case is observed. By means of the condensate valve 17 and, if appropriate, the steam valve 11 , an appropriate steam inflow is ensured, so that shear 4 in the heat exchanger is sufficient energy for rapid heating of the fresh water.

Wird über die Versorgungsleitung 65 kein Brauch wasser abgenommen und erhält der Rechner 49 über die Leitung 81 Information darüber, daß dies auch in nächster Zeit nicht zu erwarten ist, wird kein weiteres Frisch wasser erwärmt. Zum Stillsetzen des Systems schließt die Regeleinheit 15 zunächst wenigstens das Kondensatventil 17, so daß der Wärmetauscher 4 mit Kondensat geflutet wird. Sobald die Sensoren 71 und 73 ein Unterschreiten der Grenztemperaturen von 90°C bzw. 80°C messen, drosselt die Regeleinheit 15 den Abzweig 53 und schließt den Ausgang 61 des Dreiwegeventiles 55. Die Umwälzpumpe 41 läuft mit im wesentlichen unverminderter Leistung weiter, so daß auch im Abkühlen des Wärmetauschers 4 die genannte Strömungsgeschwindigkeit von 2 m/s im Sekundärkreis 43 aufrechterhalten wird. Beim Schließen des Ausganges 41 öffnet das Dreiwegeventil 55 den Abzweig 57, so daß Restwärme abführendes Wasser über die Leitung 59 an den Brunnen 2 zurückgegeben wird.If no water is removed via the supply line 65 and the computer 49 receives information via line 81 that this is not to be expected in the near future, no further fresh water is heated. To stop the system, the control unit 15 first closes at least the condensate valve 17 , so that the heat exchanger 4 is flooded with condensate. As soon as sensors 71 and 73 measure that the temperature falls below the limit temperatures of 90 ° C. or 80 ° C., control unit 15 throttles branch 53 and closes outlet 61 of three-way valve 55 . The circulation pump 41 continues to run with essentially undiminished power, so that the aforementioned flow rate of 2 m / s is maintained in the secondary circuit 43 even when the heat exchanger 4 cools down. When the outlet 41 closes, the three-way valve 55 opens the branch 57 , so that water which removes residual heat is returned to the well 2 via the line 59 .

Ein Ausführungsbeispiel eines Wärmetauschers 4, der insbesondere für Teillastbetrieb geeignet ist, ist aus Fig. 2 ersichtlich. Der Wärmetauscher 4 besteht aus mehreren Einzelmodulen 4a, 4b, 4c, die dampf- und kon densatseitig parallel geschaltet sind. Bedarfsweise können, wie in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist, die einzelnen Vorlaufanschlüsse 7a, 7b, 7c über Dampfventile 11a, 11b, 11c mit einer Dampf 01 führenden Leitung ver bunden sein, die ein separates Stillsetzen einzelner Wärmetauschermodule 4a, 4b, 4c gestatten. Jeder Wärmetau schermodul 4a, 4b, 4c weist eine Rohrschlange 83a, 83b, 83c auf, die in einem kleinen Sekundärvolumen 85a, 85b, 85c angeordnet ist.An embodiment of a heat exchanger 4 , which is particularly suitable for part-load operation, can be seen in FIG. 2. The heat exchanger 4 consists of several individual modules 4 a, 4 b, 4 c, which are connected in parallel on the steam and condensate side. If necessary, as indicated in dashed lines in FIG. 2, the individual flow connections 7 a, 7 b, 7 c via steam valves 11 a, 11 b, 11 c can be connected to a line leading to steam 01, which separately shut down individual heat exchanger modules 4 allow a, 4 b, 4 c. Each Wärmetau shear module 4 a, 4 b, 4 c has a coil 83 a, 83 b, 83 c, which is arranged in a small secondary volume 85 a, 85 b, 85 c.

Die Sekundärvolumina 85 sind vor- und rücklaufseitig parallel geschaltet, wobei zum sekundärseitigen Still setzen einzelner Wärmetauschermodule Absperrventile 87, 88 vorgesehen sein können. In einer vereinfachten Varian te können die Absperrventile 87, 88 jedoch auch entfal len. Der Vorteil derselben liegt darin, daß im Teillast bereich bei stillgesetzten Einzelmodulen die hohe Strö mungsgeschwindigkeit von mehr als 2 m/s in dem Sekun därkreislauf mit reduzierter Leistung der Umwälzpumpe 41 aufrechterhalten werden kann.The secondary volumes 85 are connected in parallel on the supply and return sides, and shut-off valves 87 , 88 can be provided for stopping individual heat exchanger modules on the secondary side. In a simplified variant, the shut-off valves 87 , 88 can also be omitted. The advantage of the same is that in the partial load range with shutdown individual modules, the high flow speed of more than 2 m / s in the secondary circuit can be maintained with reduced power of the circulation pump 41 .

Bei einer weiter abgewandelten Ausführungsform des Heißwasserbereiters 1 ist die Strahlpumpe 29 fest einge stellt und die Regelung des Wasserzu- und Wasserabstromes in den Kreislauf 43 erfolgt allein durch das Dreiwegeven til 25.In a further modified embodiment of the hot water heater 1 , the jet pump 29 is fixed and the regulation of the water supply and outflow into the circuit 43 is carried out solely by the three-way valve 25 .

Bei Versorgung des Kreislaufes 43, bspw. aus der öffentlichen Wasserversorgung, kann die Strahlpumpe 29 entfallen und die Wasserleitung wird über einen Abzweig an den Kreislauf angeschlossen. Die Regelung von Zu- und Abfluß wird dann allein mittels des Dreiwegeventils 25 vorgenommen.When supplying the circuit 43 , for example from the public water supply, the jet pump 29 can be omitted and the water line is connected to the circuit via a branch. The control of inflow and outflow is then carried out solely by means of the three-way valve 25 .

Zur Erzeugung von in der Lebensmittelindustrie benötigtem Wasser wird das zu erhitzende Frischwasser in einem Bereich erhitzt, in dem es mit hoher Strömungs geschwindigkeit von mehr als 2 m/s geführt wird. Die Erwärmung erfolgt auf einem in Bezug auf die Strömungs geschwindigkeit kurzen Wegabschnitt in kurzer Zeit (weni ger als 2 Sekunden), im Wasser enthaltene Mineralien bleiben beim Erhitzen des Wassers in diesem gelöst. Dies verbessert die Qualität des pasteurisierten, erhitzten Wassers erheblich und verhindert zudem die Bildung von Ablagerungen auf Heizflächen.For the production of in the food industry the fresh water to be heated is used an area where there is high flow speed of more than 2 m / s. The Heating takes place in relation to the flow speed short path in a short time (weni less than 2 seconds), minerals contained in the water remain dissolved when the water is heated. This improves the quality of the pasteurized, heated Water significantly and also prevents the formation of Deposits on heating surfaces.

Claims

1. A method for heating water in a heat exchanger with at least one steam-heated heating surface, in particular for heating water used as food, wherein the thermal energy of the steam is at least partially transferred to the water to be heated, characterized in that in the water during its warm-up phase, a flow is maintained at least in the area of the heating surfaces, the flow speed of which is on average greater than two meters per second.

2. The method according to claim 1, characterized in net that the flow rate in the range of other surface in contact with the water chen is greater than two meters per second.

3. The method according to claim 2, characterized in net that the water to be heated is circulated and that the flow velocity of the water in the entire circuit exceeds two meters per second.

4. The method according to claim 1, characterized in net that the flow velocity during operation bes is increased to at least three meters per second.

5. The method according to claim 1, characterized in net that the water to be heated is heated in the run and in a fully heated state in a store transferred and kept ready for further use becomes.

6. The method according to claim 1, characterized in net that the flow with the mentioned Strömge dizziness in the water to be heated Start of warming is built up.

7. The method according to claim 1, characterized in net that the flow with the mentioned Strömge dizziness in the heated water after finishing the Thermal energy supply is maintained.

8. The method according to claim 7, characterized in net that after the end of the heat energy supply still heated water, but not reaching the target temperature is released into a buffer.

9. The method according to claim 8, characterized in net that the partially extracted from a well heated water is returned to the well if it does not reach its target temperature.

10. Device for performing the method after one or more of the preceding claims.

11. The device according to claim 10, characterized in that
that it has a steam / water heat exchanger ( 4 ) with steam-heated heating surfaces and on the primary side with a steam connection ( 7 ) and a condensate connection ( 9 ) and on the secondary side with a flow connection ( 21 ) and a return connection ( 23 ) and
that between the flow (04) and return (03) a short-circuit line ( 27 ) is arranged and
that in the circuit ( 43 ) thus formed, a circulation pump ( 41 ) is arranged, which is dimensioned such that a flow rate of more than 2 m / s can be maintained at least on the heating surfaces of the heat exchanger ( 4 ).

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that between the short-circuit line ( 27 ) and return ( 23 ) a jet pump ( 29 ) is arranged, the propellant connection ( 31 ) from the circulating pump ( 41 ) strikes, the output ( 33 ) is connected to the return ( 23 ) and its suction connection ( 35 ) is connected to a fresh water source ( 2 ).

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the fresh water source ( 2 ) is a well.

14. The apparatus according to claim 11, characterized in that between the short-circuit line ( 27 ) and the flow (04) a three-way valve ( 25 ) is provided, from which a line leading to a collecting container ( 5 ) leads away.

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that a three-way valve ( 55 ) is arranged in the line, from which an outlet ( 59 ) leads to the fresh water source ( 2 ).

16. The apparatus according to claim 14 and 15, characterized in that in the flow (04) at the flow connection ( 21 ) and between the three-way valves ( 25 , 55 ) and in front of the collecting container ( 5 ) each have a temperature sensor ( 71 , 73 , 75 ) is provided.

17. The apparatus according to claim 11, 14 and 15, characterized in that the three-way valves ( 25 , 55 ) and the jet pump ( 29 ) are each provided with an actuator ( 45 , 47 ).

18. The apparatus according to claim 16 and 17, characterized in that the temperature sensors ( 71 , 73 , 75 ) and the actuators ( 45 , 47 ) are connected to an electrical control device ( 15 ).

19. The apparatus according to claim 10, characterized in that the heat exchanger ( 4 ) is a heat exchanger operable in the condensate accumulation.

20. The apparatus according to claim 10, characterized in that the heat exchanger ( 4 ) consists of a single metal.

21. The apparatus according to claim 10, characterized in that the heat exchanger ( 4 ) contains a group of parallel heat exchanger modules ( 4 a, 4 b, 4 c).

22. The apparatus according to claim 21, characterized in that the heat exchanger modules ( 4 a, 4 b, 4 c) can be switched on and off individually.