DE19710803A1 - Warmwasser-Speichersystem - Google Patents
Warmwasser-SpeichersystemInfo
- Publication number
- DE19710803A1 DE19710803A1 DE19710803A DE19710803A DE19710803A1 DE 19710803 A1 DE19710803 A1 DE 19710803A1 DE 19710803 A DE19710803 A DE 19710803A DE 19710803 A DE19710803 A DE 19710803A DE 19710803 A1 DE19710803 A1 DE 19710803A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heat exchanger
- storage system
- storage
- water
- hot water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
- F24D3/087—Tap water heat exchangers specially adapted therefore
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
- F28D20/0039—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material with stratification of the heat storage material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
- F28D2020/0069—Distributing arrangements; Fluid deflecting means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
- F28D2020/0078—Heat exchanger arrangements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Warmwasser-Speichersystem gemäß dem
Oberbegriff der Ansprüche 1, 10 und 17.
Derartige Systeme eignen sich insbesondere zur Verwendung in thermischen
Solaranlagen, mit denen die Sonneneinstrahlung zur Trinkwasser-Erwärmung
und/oder zur Gebäudeheizung genutzt wird.
Weil im Tagesverlauf die Zeiten des Energieverbrauchs vielfach nicht mit den
Zeiten zusammenfallen, in denen Sonnenenergie zur Verfügung steht, muß von
der Sonne z. B. in Dach-Kollektoren erwärmtes Wasser zwischengespeichert
werden.
Wird ausschließlich Trinkwasser erwärmt, so speichert man es meist direkt in
einem Behälter, was aber vor allem bei größeren Volumina die Gefahr des
Auftretens und der Vermehrung gesundheitsschädlicher Bakterien (Legionellen) in
sich birgt. Sie kann man durch öfteres Aufheizen auf über 60°C ausschalten,
doch erfordert das regelmäßige Überwachung und zusätzlichen, eventuell großen
Energieaufwand.
Alternativ sind vom Trinkwasser-Kreislauf getrennte Puffer-Warmwasserspeicher
gebräuchlich, in deren Oberteil ein Wärmetauscher für Trink- und/oder Heiz
wasser eingebaut sein kann. Beim Zapfen von Wasser kühlt sich das Speicher
wasser im Bereich des Wärmetauschers ab; es sinkt aufgrund seiner größeren
Dichte in einem Fallrohr nach unten, während von oben warmes Wasser nach
strömt. Zum Umwälzen des Speicherwassers benötigt man bei diesem sog.
Thermosiphon-Entladesystem keine Pumpe, doch ist die Dimensionierung des
Wärmetauschers und der Strömungsführung kritisch, damit der bloß durch die
Dichtedifferenzen aufgebaute kleine Antriebsdruck eine ausreichende Speicher
wasser-Umwälzung zuläßt.
Man hat sich das Prinzip zunutze gemacht, daß in einem vertikalen Behälter
Wasser aufgrund unterschiedlicher Dichte in Temperaturschichtungen speicherbar
ist. Solche Schichtenspeicher sind z. B. aus DE 32 26 461 A1 und
DE 34 23 331 C2 bekannt; sie können zur Strömungs-Beruhigung Einbauten
aufweisen, etwa Lochbleche oder Diffusoren nach Art von DD 2 63 113 A1. Im
oberen Bereich kann ein Wärmetauscher vorgesehen sein, mit dem man kaltes
Trink- oder Heizwasser vorwärmt. Beim Wasserzapfen bildet sich im unteren
Speicher-Bereich eine kühlere Zone. Dort kann ein Solarwärmetauscher ange
ordnet sein (DE 40 29 355 C2).
Es ist ferner ein Schichtenspeicher bekannt geworden, der im Tankoberteil einen
Warmwasser-Wärmetauscher in Form einer kegelförmig gewundenen Kupferripp
rohr-Spirale enthält. Aus diesem Trichterbereich wird - bei Warmwasser-Ent
nahme - abgekühltes Speicherwasser nach unten geleitet (EP 0 578 126 A2),
und zwar in den Bereich eines bodennahen Spiralrohr-Solarwärmetauschers, von
dem ein Kaminrohr schräg nach oben abgeht. In diesem ist ein an einen Kollektor
angeschlossenes Abströmrohr konzentrisch gehaltert. Unterhalb der Speicher
mitte befindet sich ein Kugelventil, das öffnet, wenn - auf ein und demselben
Niveau - die Dichte im Kaminrohr größer ist als im Umgebungs-Speicherwasser,
so daß eine Vorwärm-Strömung einsetzen kann. Der Speicher nutzt das Gegen
stromprinzip aus, die verwendeten Bauteile gewährleisten jedoch weder optimale
Wärmeübertragung noch ideale Strömungsverhältnisse.
Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, ein vor allem in bezug auf den thermischen
Wirkungsgrad verbessertes Warmwasser-Speichersystem zu schaffen. Es soll
einfach und platzsparend aufgebaut sowie vielfältig einsetzbar sein. Ferner wird
eine Regelung angestrebt, die eine gute Anpassung der Betriebsbedingungen an
die jeweiligen Verbrauchs-Anforderungen erlaubt.
Hauptmerkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 1, 10 und 17 angegeben.
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9 sowie 11 bis 16, 18 und
19.
Bei einem Warmwasser-Speichersystem mit einem Schichtenspeicher, der einen
Behälter für ein Speichermedium aufweist, insbesondere Wasser, mit Anschlüs
sen für Kalt- und Warmwasser sowie für Heizkreise und mit einem im Behälter
befindlichen Wärmetauscher zur Trinkwasser-Erwärmung, von dem ein Rohr in
einen entgegengesetzten Speicher-Bereich führt, sieht die Erfindung gemäß
Anspruch 1 vor, daß der Wärmetauscher Rohrgruppen oder Rohrbündel aufweist,
die Trinkwasser führen und vom Speichermedium zwischen in Abständen neben
einander angeordneten Lamellen umströmbar sind. Weil ein solcher Wärme
tauscher eine - bezogen auf das Volumen - sehr große Übertragungsleistung
besitzt, erzielt man auf überraschend einfache Weise eine wesentliche Verbes
serung der thermischen Eigenschaften des Speichersystems. Die Übertrager-Ein
heit ist außerordentlich kompakt und in der Anwendung sehr wirtschaftlich. Im
Speicher läßt sich eine Temperaturschichtung aufbauen, die auch während des
Zapfbetriebes weitestgehend ungestört erhalten bleibt.
Wichtig ist gemäß Anspruch 2 eine solche Anordnung und Ausbildung der Lamel
len, daß der Strömungswiderstand für das Speichermedium im wesentlichen durch
die Rohre der Gruppen bzw. Bündel bestimmt ist. Das kann laut Anspruch 3 noch
in der Weise verbessert werden, daß die Lamellen eine beruhigte, zumindest teil
weise genähert laminare Strömung des Speichermediums durch den Wärme
tauscher hindurch bewirken. Für diese Strömung steht ein wesentlich größerer
Querschnitt zur Verfügung als für die Führung des Trinkwassers in den Rohr
gruppen bzw. Rohrbündeln, so daß der hydraulische Widerstand gering ist.
In der Gestaltung nach Anspruch 4 ist der Wärmetauscher vom Typ eines Kreuz
strom-Rohrregisters mit einer Schar paralleler Lamellen, die in einem - vorzugs
weise rechten - Winkel zu den Rohrgruppen bzw. -bündeln verlaufen und
wärmeleitend mit diesen verbunden sind. Die Rohre können gemäß Anspruch 5
kreisförmigen oder ovalen Querschnitt haben und laut Anspruch 6 in zueinander
parallelen Rohrschlangen angeordnet sein, deren Enden mit je einem Sammelrohr
strömungsverbunden sind, an das jeweils ein Trinkwasser-Einlaß bzw. -Auslaß
anschließt. Die Anordnung kann mit Vorteil so getroffen sein, daß das zu erwär
mende Trinkwasser in einem oder mehreren Strängen mäanderförmig durch die
Rohre strömt, deren Abstände voneinander jedenfalls größer, bevorzugt viel
größer sind als die Abstände, welche die Lamellen voneinander trennen.
Nach Anspruch 7 ist der Wärmeübergang zwischen den Rohrgruppen bzw. dem
Rohrbündel und dem darin geführten Trinkwasser zumindest näherungsweise
gleich demjenigen zwischen dem Speichermedium und den Rohrgruppen bzw.
dem Rohrbündel, wobei die wärmetauschenden Oberflächen des Rohrbündels im
Einklang mit Anspruch 8 sehr viel kleiner sind als diejenigen der Lamellen, so daß
ein ausgeglichener Wärmeübergang gewährleistet ist.
Wichtig ist ferner die Ausgestaltung von Anspruch 9, wonach der Wärmetauscher
von einem Gehäuse umschlossen ist, das an oder nahe seiner Oberseite einen
Speicherwasser-Einlaß hat und an seiner Unterseite mit einem Abströmrohr
verbunden ist. Damit ist eine gute Strömungsführung sichergestellt, welche die im
Behälter vorhandenen Dichteunterschiede problemlos aufrechterhält.
Gemäß dem unabhängigen Anspruch 10 sieht die Erfindung ferner vor, daß der
Durchsatz von Speicherwasser mittels einer regelbaren Drosselstelle veränderlich
ist. Damit ist es möglich, das Thermosiphon-System mit besonders hohem
Wirkungsgrad arbeiten zu lassen. Fehlanpassungen herkömmlicher Systeme
werden hierdurch auf einfache Weise verhindert. Die regelbare Drosselstelle
bewirkt in Verbindung mit einer günstigen Auslegung des Wärmeübertragers
außerdem, daß das abströmende Speicherwasser im Wärmetauscher bis nahe an
die Temperatur des Kaltwassers abgekühlt wird. Dadurch ist sichergestellt, daß
gerade auch bei Wasserzapfung eine Temperaturschichtung im Speicher aufge
baut wird bzw. eine vorhandene Schichtung erhalten bleibt. Der Vorteil ist, daß
das System mit höherem Wirkungsgrad (als ohne Schichtung) arbeitet, weil von
einer Solaranlage gelieferte Wärme im wesentlichen im unteren, kühleren
Speicherbereich übertragen wird und so im Solarkollektor ein niedrigeres Tempe
raturniveau mit entsprechend geringeren Wärmeverlusten herrscht. Ohne regel
bare Drosselstelle hingegen würde bei manchen Verbrauchsanforderungen das
Speichermedium so schnell durch den Wärmetauscher strömen, daß eine
ausreichende Abkühlung nicht gewährleistet ist und folglich keine
Temperaturschichtung entsteht oder eine vorhandene Schichtung zerstört wird.
Konstruktiv ist es günstig, wenn laut Anspruch 11 am Gehäuse oder an bzw. in
einem Abströmrohr ein temperaturabhängig stellbares Drosselorgan angeordnet
ist, dessen Stellweg nach Anspruch 12 abhängig von der Differenz zwischen Soll-Wert
und Ist-Wert der Trinkwasser-Zapftemperatur ist. Die Abweichungen
werden von der Regelung insbesondere proportional in einen Stellweg für die
Drosselarmatur umgesetzt, die bei ansteigender Zapftemperatur schließt, wodurch
der Volumenstrom des Speicherwassers im Wärmeübertrager gedrosselt wird.
Damit reduziert sich auch die übertragene Wärmeleistung und die Zapftemperatur.
Die Regelung ist so ausgelegt, daß ein Zapftemperatur-Minimalwert nicht unter
schritten wird und die maximale Zapftemperatur im stationären Zustand nur
wenige K darüber liegt.
Das Drosselorgan kann gemäß Anspruch 13 ein Ventil, eine Klappe, ein Schieber
o. dgl. sein und sich oberhalb des Wärmetauschers befinden, alternativ aber auch
darunter oder in einem Fallrohr angeordnet sein.
Eine günstige Ausführung ist in den Ansprüchen 14 und 15 angegeben. Danach
kann am im Trinkwasser-Auslaß ein Sensor angeordnet sein, der das Drossel
organ direkt oder mittels einer Übertragungs-Einrichtung beeinflußt und zweck
mäßig einen flüssigkeitsgefüllten Temperatur-Fühlerkörper aufweist, der über ein
Kapillarrohr einen federbelasteten Arbeitskolben steuert. Dieser liefert bei
Temperaturerhöhung eine von der Belastungsfeder unterstützte Kraft zur Öffnung
des Drosselorgans.
Bei einer anderen Ausführung gemäß Anspruch 16 ist vorgesehen, daß ein elek
tronischer Regler außerhalb des Wärmetauschers bzw. des Behälters im oder am
Warmwasser-Auslaß bzw. Warmwasser-Anschluß angebracht ist und ein elek
tromechanisches Stellglied steuert, z. B. einen Schrittmotor, dessen Bewegung
vorzugsweise über ein Gestänge und eine abgedichtete Durchführung auf das
Drosselorgan übertragbar ist. Die Regelabweichung wird hierbei durch ein
Steuersignal an das Stellglied weitergegeben, das äußerst feinfühlig und praktisch
spielfrei reagiert.
Im Einklang mit dem unabhängigen Anspruch 17 sind am Behälter Solaranlagen-An
schlüsse vorhanden, die mit einem weiteren, bodennah angeordneten Wärme
tauscher strömungsverbindbar sind. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine
indirekte Beheizung mit hohem thermischen Wirkungsgrad.
Der weitere Wärmetauscher kann nach Anspruch 18 eine z. B. kuppelförmige
Abdeckung oder ein Gehäuse sowie ein damit verbundenes Steigrohr aufweisen.
Auch dies bewirkt einen Thermosiphon-Effekt mit relativ rascher, jedoch ruhiger
Auftriebs-Strömung.
Konstruktiv ist es günstig, wenn laut Anspruch 19 der weitere Wärmetauscher ein
im Behälter insbesondere vertikal mit einem Bodenflansch montierbarer Wärme
übertrager vom Typ nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist, der volumenbezogen
eine hohe Übertragungsleistung hat. Die Befestigung am Bodenflansch erlaubt
(auch nachträglich) eine bequeme Montage. Dabei stellt die vertikale Anordnung
sicher, daß die Beheizung ein relativ großes Volumen des Speicherwassers
erreicht. Alternativ kann ein außerhalb des Speichers montierter Plattenwärme
tauscher mit zugehöriger Pumpe für die indirekte Beheizung eingesetzt werden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem
Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausfüh
rungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Schnitt-Seitenansicht eines Warmwasserspeichers,
Fig. 2 eine Ansicht entsprechend Fig. 1, jedoch von einer abgewandelten
Bauform,
Fig. 3 eine schematisierte Seitenansicht eines Wärmetauschers,
Fig. 4 eine gleichfalls schematisierte Draufsicht auf den Wärmetauscher von
Fig. 3,
Fig. 5a, Fig. 5b je eine schematisierte Seitenansicht,
Fig. 5c eines Wärmetauschers mit verschiedenen Drosselstellen und
Fig. 6 eine schematisierte Seitenansicht eines Wärmetauschers mit einer
anderen Regeleinrichtung.
Der in Fig. 1 veranschaulichte Warmwasserspeicher hat einen Behälter 10 mit
Standbeinen bzw. Füßen 12 und einer Rundum-Isolierung 14. An der Unterseite
des Behälters 10 ist ein Bodenflansch 16 von z. B. 280 mm Durchmesser vorhan
den, an dem ein Rippenrohr-Wärmeübertrager 31 vertikal befestigt sein kann. An
der Oberseite hat der Behälter 10 einen Deckelflansch 18 zur Halterung eines
Wärmetauschers 20. Dieser besitzt ein dichtes, vorzugsweise aus Kunststoff
bestehendes Gehäuse 22 und hat oben einen Einlaß 24 für Speicherwasser S. Im
unteren Bereich des Gehäuses 22 schließt ein Abströmrohr 26 an, das bis nahe
an den Boden des Behälters 10 führt. In unterschiedlichen Höhen sind Heizkreis-An
schlüsse 28, 28a, 28b, 28c vorgesehen unten sind Solaranlagen-Anschlüsse
30 vorhanden, von denen Verbindungsleitungen in den Rippenrohr-Wärmeüber
trager 31 durch den Bodenflansch 16 hindurchführen. Der Deckelflansch 18 wird
von Leitungen durchsetzt, die mit je einen Kaltwasser-Anschluß 32 bzw. Warm
wasser-Anschluß 38 strömungsverbunden sind.
Der Wärmetauscher 20 ist als Kreuzstrom-Einheit ausgebildet und enthält eine
Anzahl paralleler Rohrschlangen 35, die durch quer dazu angeordnete Lamellen
62 in der Art eines Registers 60 verbunden sind. Dieser Aufbau ist aus Fig. 3 und
4 deutlicher zu ersehen.
In der Ausführung von Fig. 1 sitzt oberhalb des Wärmetauschers 20 ein Sensor
40, der ein an der Oberseite des Gehäuses 22 befestigtes Stellglied 46 steuert,
mit dem ein Drosselorgan 50 am Speicherwasser-Einlaß 24 betätigt wird. Eine
andere Regel-Anordnung ist in Fig. 5a und - noch spezieller - in Fig. 6 veran
schaulicht; in der Seiten-Schnittansicht von Fig. 2 ist das Stellglied 46 außen an
dem Fallrohr 26 angebracht und über eine (im einzelnen nicht dargestellte) Wand-Durch
führung mit dem hier als Klappe ausgebildeten Drosselorgan 50 verbunden.
Ein Kapillarrohr 54 führt von dem Sensor 40 zu dem Stellglied 46.
Der prinzipielle Aufbau des Wärmetauschers 20 geht aus den Fig. 3 und 4 hervor.
Man erkennt, daß jede Rohrschlange 35 an den Enden in ein Sammelrohr
mündet, wobei das untere Sammelrohr 34 als Kaltwasser-Einlaß und das obere
Sammelrohr 36 als Warmwasser-Auslaß für das erwärmte Trinkwasser T dient.
Zwischen den (hier weggelassenen) Seitenwänden des Gehäuses 22 sind die
Lamellen 62 des Registers 60 parallel zueinander angeordnet. Dabei ist der
Abstand a zwischen den Lamellen 62 (Fig. 3) erheblich kleiner als die lichte Weite
w (Fig. 4) zwischen den benachbarten Grenzebenen der Rohrschlange 35. Dies
gewährleistet, daß der hydraulische Widerstand für das Speicherwasser S außer
ordentlich gering ist und auch eine Glättung der Strömung stattfindet. Man
erkennt, daß das Verhältnis zwischen den wärmetauschenden Oberflächen
einerseits der Rohrschlangen 35 und andererseits des Lamellenregisters 60 weit
unter 1 liegt, so daß die durch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit her
vorgerufenen unterschiedlichen Wärmeübergangskoeffizienten ausgeglichen
werden.
In der Anordnung von Fig. 5a befindet sich die Drosselstelle 50 oberhalb des
Wärmetauschers 20. Das Stellglied 46 ist an der Oberseite des Gehäuses 22
angebracht und kinematisch mit einem Gestänge 48 verbunden, welches das als
Klappe ausgebildete Drosselorgan 50 bewegt. Ein Dichtring 52 umgibt den Einlaß
24 für das Speicherwasser S.
Im Beispiel der Fig. 5b ist das Stellglied 46 am Boden des Gehäuses 22 ange
ordnet, wobei der Dichtring 52 am Auslaß zu dem Abströmrohr 26 angebracht ist.
Fig. 5c zeigt eine im Rohr 26 angeordnete Drosselklappe 50, die über das
Gestänge 48 (mit abgedichteter Durchführung) mit der Mechanik des Stellgliedes
46 verbunden ist, welches bei dieser Bauform außen am Rohr 26 sitzt.
Eine detaillierte Gestaltung der Anordnung von Fig. 5a ergibt sich aus Fig. 6. Man
erkennt, daß der Warmwasser-Auslaß 36 in eine Tauchhülse 42 übergeht, in der
ein Temperaturfühler 44 des Sensors 40 gleitbeweglich angeordnet ist. Der Fühler
44 ist durch ein Kapillarrohr 54 mit einem Arbeitskolben 56 verbunden, der von
einer Feder 58 belastet ist. Über ein Gestänge 48 wird die Drosselklappe 50 betä
tigt, die in der gezeichneten Stellung auf dem Dichtring 52 ruht und damit den
Einlaß 24 für das Speichermedium S abschließt.
Die Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt,
sondern vielfältig abwandelbar. Man erkennt jedoch, daß ein bevorzugtes Warm
wasser-Speichersystem in einem Behälter 10 einen Wärmetauscher 20 aufweist,
von dem ein Rohr 26 in einen entgegengesetzten Speicher-Bereich abgeht und
der in Rohrbündeln 35 Trinkwasser T führt. Diese sind vom Speichermedium S
zwischen in Abständen a nebeneinander angeordneten Lamellen 62 umströmbar.
Der Wärmetauscher 20 umfaßt insbesondere ein Kreuzstrom-Rohrregister 60 mit
einer Schar paralleler Lamellen 62, die rechtwinkelig zu den Rohrbündeln 35
verlaufen und wärmeleitend mit ihnen verbunden sind. Die Enden von parallelen
Rohrschlangen 35 sind mit je einem Sammelrohr 34; 36 strömungsverbunden, an
das jeweils ein Trinkwasser-Einlaß bzw. -Auslaß 32; 38 anschließt. Der Wärme
tauscher 20 ist von einem Gehäuse 22 umschlossen, das oben einen Einlaß 34 für
Speicherwasser S hat und unten mit einem Abströmrohr 26 verbunden ist. Der
Durchsatz von Speicherwasser S kann mittels einer regelbaren Drosselstelle 50
veränderlich sein, z. B. durch ein am Gehäuse 22 oder an bzw. in einem Rohr 26
temperaturabhängig stellbares Drosselorgan 50, dessen Stellweg proportional zur
Differenz zwischen Soll-Wert und Ist-Wert der Trinkwasser-Zapftemperatur sein
kann. Solaranlagen-Anschlüsse 30 können mit einem weiteren, bodennah
angeordneten Wärmetauscher 31 strömungsverbunden sein, der z. B. vertikal mit
einem Bodenflansch 16 montiert ist und eine Abdeckung mit Steigrohr aufweisen
kann. Das System ist bevorzugt für einen Betriebsdruck von 3 bar und eine
Maximaltemperatur von 95°C ausgelegt.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervor
gehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und
räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten
Kombinationen erfindungswesentlich sein.
a
Abstand
S Speicherwasser
T Trinkwasser
w lichte Weite
S Speicherwasser
T Trinkwasser
w lichte Weite
10
Behälter
12
Standbeine/Füße
14
Isolierung
16
Bodenflansch
18
Deckelflansch
20
Wärmetauscher
22
Gehäuse
24
Einlaß (für S)
26
Abströmrohr
28
/
28
a, b, c Heizkreis-Anschlüsse
30
Solaranlagen-Anschlüsse
31
weiterer Wärmetauscher
32
Kaltwasser-Anschluß
34
Kaltwasser-Einlaß/-Sammelrohr
35
Rohrschlange (n)
36
Warmwasser-Auslaß/-Sammelrohr
38
Warmwasser-Anschluß
40
Sensor
42
Hülse
44
Temperaturfühler
46
Stellglied
48
Gestänge
50
Drosselorgan
52
Dichtring
54
Kapillarrohr
56
Arbeitskolben
58
Feder
60
Register
62
Lamellen
Claims (19)
1. Warmwasser-Speichersystem mit einem Schichtenspeicher, der einen
Behälter (10) für ein Speichermedium aufweist, insbesondere Wasser (S),
mit Anschlüssen (32; 38) für Kalt- und Warmwasser sowie für Heizkreise
(28, 28a, 28b, 28c) und mit einem im Behälter (10) befindlichen Wärme
tauscher (20) zur Trinkwasser-Erwärmung, von dem ein Rohr (26) in einen
entgegengesetzten Speicher-Bereich führt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmetauscher (20) Rohrgruppen oder Rohrbündel (35)
aufweist, die Trinkwasser (T) führen und vom Speichermedium (S)
zwischen in Abständen (a) nebeneinander angeordneten Lamellen (62)
umströmbar sind.
2. Speichersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch solche
Anordnung und Ausbildung der Lamellen (62), daß der Strömungswider
stand für das Speichermedium (S) im wesentlichen durch die Rohre der
Gruppen bzw. Bündel (35) bestimmt ist.
3. Speichersystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
solche Anordnung und Ausbildung der Lamellen (62), daß diese eine beru
higte, zumindest teilweise genähert laminare Strömung des Speicher
mediums (S) durch den Wärmetauscher (20) hindurch bewirken.
4. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmetauscher (20) ein Kreuzstrom-Rohrregister
(60) mit einer Schar paralleler Lamellen (62) aufweist, die in einem
vorzugsweise rechten Winkel zu den Rohrgruppen bzw. -bündeln (35)
verlaufen und wärmeleitend mit diesen verbunden sind.
5. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohre (35) des Wärmetauschers (20) kreisförmigen
oder ovalen Querschnitt haben.
6. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rohre des Wärmetauschers (20) in zueinander
parallelen Rohrschlangen (35) angeordnet sind, deren Enden mit je einem
Sammelrohr (34; 36) strömungsverbunden sind, an das jeweils ein Trink
wasser-Einlaß bzw. -Auslaß (32; 38) anschließt.
7. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wärmeübergang zwischen den Rohrgruppen bzw.
dem Rohrbündel (35) und dem darin geführten Trinkwasser zumindest
näherungsweise gleich demjenigen zwischen dem Speichermedium und
den Rohrgruppen bzw. dem Rohrbündel (35) ist.
8. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die wärmetauschenden Oberflächen des Rohrbündels
(35) sehr viel kleiner sind als diejenigen der Lamellen (62).
9. Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (20) von einem Gehäuse (22)
umschlossen ist, das an oder nahe seiner Oberseite einen Einlaß (34) für
Speicherwasser (S) hat und an seiner Unterseite mit einem Abströmrohr
(26) verbunden ist.
10. Warmwasser-Speichersystem mit einem Schichtenspeicher, der einen
Behälter (10) für ein Speichermedium aufweist, insbesondere Wasser (S),
mit Anschlüssen (32; 38) für Kalt- und Warmwasser sowie für Heizkreise
(28, 28a, 28b, 28c) und mit einem im Behälter (10) befindlichen Wärme
tauscher (20) zur Trinkwasser-Erwärmung, von dem ein Rohr (26) in einen
entgegengesetzten Speicher-Bereich führt, insbesondere nach einem der
Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz
von Speicherwasser (S) mittels einer regelbaren Drosselstelle (50) verän
derlich ist.
11. Speichersystem nach Anspruch 9 und 10, gekennzeichnet durch
ein am Gehäuse (22) oder an bzw. in einem Abströmrohr (26) angeord
netes, temperaturabhängig stellbares Drosselorgan (50).
12. Speichersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der Stellweg des Drosselorgans (50) abhängig von der Differenz zwischen
Soll-Wert und Ist-Wert der Trinkwasser-Zapftemperatur ist.
13. Speichersystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drosselorgan (50) ein Ventil, eine Klappe, ein Schieber
o. dgl. ist.
14. Speichersystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß am oder im Trinkwasser-Auslaß (36) ein Sensor
(40) angeordnet ist, der das Drosselorgan (50) direkt oder mittels einer
Übertragungs-Einrichtung (46, 48) beeinflußt.
15. Speichersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor (40) einen flüssigkeitsgefüllten Temperatur-Fühlerkörper (44)
aufweist, der über ein Kapillarrohr (54) einen federbelasteten Arbeitskolben
(56) steuert.
16. Speichersystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß ein elektronischer Regler außerhalb des
Wärmetauschers (20) bzw. des Behälters (10) im oder am Warmwasser-Aus
laß (36) bzw. Warmwasser-Anschluß (38) angebracht ist und ein elek
tromechanisches Stellglied (46) steuert, z. B. einen Schrittmotor, dessen
Bewegung vorzugsweise über ein Gestänge (48) und eine abgedichtete
Durchführung auf das Drosselorgan (50) übertragbar ist.
17. Warmwasser-Speichersystem mit einem Schichtenspeicher, der einen
Behälter (10) für ein Speichermedium aufweist, insbesondere Wasser (S),
mit Anschlüssen (32; 38) für Kalt- und Warmwasser sowie für Heizkreise
(28, 28a, 28b, 28c) und mit einem im Behälter (10) befindlichen Wärme
tauscher (20) zur Trinkwasser-Erwärmung, von dem ein Rohr (26) in einen
entgegengesetzten Speicher-Bereich führt, insbesondere nach einem der
Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Solaranla
gen-Anschlüsse (30) vorhanden sind, die mit einem weiteren, bodennah ange
ordneten Wärmetauscher (31) strömungsverbindbar sind.
18. Speichersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
der weitere Wärmetauscher (31) eine z. B. kuppelförmige Abdeckung oder
ein Gehäuse sowie ein hiermit verbundenes Steigrohr aufweist.
19. Speichersystem nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der weitere Wärmetauscher (31) ein im Behälter (10) insbeson
dere vertikal mit einem Bodenflansch (16) montierbarer Wärmeübertrager
von der Ausbildung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19710803A DE19710803C2 (de) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | Warmwasser-Speichersystem |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19710803A DE19710803C2 (de) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | Warmwasser-Speichersystem |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19710803A1 true DE19710803A1 (de) | 1998-09-24 |
DE19710803C2 DE19710803C2 (de) | 1999-09-02 |
Family
ID=7823493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19710803A Expired - Fee Related DE19710803C2 (de) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | Warmwasser-Speichersystem |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19710803C2 (de) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29920954U1 (de) | 1999-11-29 | 2000-03-02 | Gebr. Bruns GmbH, 26683 Saterland | Speicherbehälter |
EP0995953A2 (de) * | 1998-10-22 | 2000-04-26 | Roland Sailer | Warmwasser-Speicheranordnung |
WO2000045093A1 (de) | 1999-01-29 | 2000-08-03 | Reflex Winkelmann + Pannhoff Gmbh + Co. | Warmwasserspeicher |
WO2002079707A1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-10 | Dusan Nevrala | Thermal energy store containing a heat exchanger |
WO2008132053A2 (en) * | 2007-04-26 | 2008-11-06 | M.T.A. S.P.A. | An integrated heating system |
US8584665B2 (en) | 2005-03-23 | 2013-11-19 | Krones Ag | Brewery plant and method |
US8991476B2 (en) | 2007-02-01 | 2015-03-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Thermal storage device |
WO2015107410A1 (de) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | Jan Franck | Vorrichtung mit einem behälter zum speichern einer flüssigkeit |
EP2249098A4 (de) * | 2008-02-01 | 2016-03-09 | Daikin Ind Ltd | Warmwasserspeicherartige warmwasserversorgungsvorrichtung und warmwasserspeicherartige heiz- und warmwasserversorgungsvorrichtung |
CN108758762A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-11-06 | 江苏光芒新能源股份有限公司 | 一种空气源热泵系统用三联供多功能水箱 |
AT523320B1 (de) * | 2019-12-12 | 2022-09-15 | ||
US12038181B2 (en) | 2019-01-14 | 2024-07-16 | Revincus GmbH | Apparatus and method for heat recovery from a liquid medium |
US12117245B2 (en) | 2017-12-08 | 2024-10-15 | Mixergy Limited | Hot water storage tank and a diffuser |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004048884B4 (de) * | 2004-10-06 | 2013-11-14 | Frank Triesch | Wärmeübertrager |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2325526B2 (de) * | 1973-05-19 | 1975-12-04 | Friedhelm H. 3140 Lueneburg Timpert | DurchfluBgerät zum Einsatz in das Heizwasser eines Brauchwasserspeichers |
DE3342971A1 (de) * | 1983-03-30 | 1984-10-04 | VEB Kombinat Luft- und Kältetechnik, DDR 8080 Dresden | Lamellenwaermeuebertrager und verfahren zur herstellung derselben |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3226461A1 (de) * | 1982-07-15 | 1984-01-19 | Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg, 3450 Holzminden | Warmwasserspeicherbehaelter |
DE3423331A1 (de) * | 1984-06-23 | 1986-01-09 | Wärmetechnik Gebr. Frassmann GmbH, 7475 Meßstetten | Boiler fuer die bedarfsgerechte, stufenweise warmwasserbereitung |
DD263113A1 (de) * | 1987-07-20 | 1988-12-21 | Schwerin Energiekombinat | Anordnung zur wirbelfreien einleitung von speichermedien in schichtwaermespeicherbehaelter |
DE4029355A1 (de) * | 1990-09-15 | 1992-03-19 | Herrmann Gmbh & Co Kg | Warmwasserschichtenspeicher |
DE4221668C2 (de) * | 1992-07-02 | 1998-07-16 | Ulrich Dipl Ing Leibfried | Warmwasser-Schichtenspeicher mit Gegenstromwärmetauscher |
-
1997
- 1997-03-17 DE DE19710803A patent/DE19710803C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2325526B2 (de) * | 1973-05-19 | 1975-12-04 | Friedhelm H. 3140 Lueneburg Timpert | DurchfluBgerät zum Einsatz in das Heizwasser eines Brauchwasserspeichers |
DE3342971A1 (de) * | 1983-03-30 | 1984-10-04 | VEB Kombinat Luft- und Kältetechnik, DDR 8080 Dresden | Lamellenwaermeuebertrager und verfahren zur herstellung derselben |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0995953A2 (de) * | 1998-10-22 | 2000-04-26 | Roland Sailer | Warmwasser-Speicheranordnung |
EP0995953A3 (de) * | 1998-10-22 | 2001-07-18 | Roland Sailer | Warmwasser-Speicheranordnung |
WO2000045093A1 (de) | 1999-01-29 | 2000-08-03 | Reflex Winkelmann + Pannhoff Gmbh + Co. | Warmwasserspeicher |
DE19903442A1 (de) * | 1999-01-29 | 2000-08-10 | Reflex Winkelmann & Pannhoff G | Warmwasserspeicher |
DE29920954U1 (de) | 1999-11-29 | 2000-03-02 | Gebr. Bruns GmbH, 26683 Saterland | Speicherbehälter |
WO2002079707A1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-10 | Dusan Nevrala | Thermal energy store containing a heat exchanger |
CZ298909B6 (cs) * | 2001-03-30 | 2008-03-12 | Tepelný akumulátor obsahující výmeník tepla | |
US8584665B2 (en) | 2005-03-23 | 2013-11-19 | Krones Ag | Brewery plant and method |
US8991476B2 (en) | 2007-02-01 | 2015-03-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Thermal storage device |
DE112008000316B4 (de) * | 2007-02-01 | 2020-01-30 | T.Rad Co., Ltd. | Wärmespeichervorrichtung |
WO2008132053A3 (en) * | 2007-04-26 | 2009-03-19 | Mta Spa | An integrated heating system |
WO2008132053A2 (en) * | 2007-04-26 | 2008-11-06 | M.T.A. S.P.A. | An integrated heating system |
EP2249098A4 (de) * | 2008-02-01 | 2016-03-09 | Daikin Ind Ltd | Warmwasserspeicherartige warmwasserversorgungsvorrichtung und warmwasserspeicherartige heiz- und warmwasserversorgungsvorrichtung |
WO2015107410A1 (de) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | Jan Franck | Vorrichtung mit einem behälter zum speichern einer flüssigkeit |
AU2015207333B2 (en) * | 2014-01-14 | 2019-04-04 | Jan Franck | Device comprising a receptacle for storing a liquid |
US12117245B2 (en) | 2017-12-08 | 2024-10-15 | Mixergy Limited | Hot water storage tank and a diffuser |
CN108758762A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-11-06 | 江苏光芒新能源股份有限公司 | 一种空气源热泵系统用三联供多功能水箱 |
US12038181B2 (en) | 2019-01-14 | 2024-07-16 | Revincus GmbH | Apparatus and method for heat recovery from a liquid medium |
AT523320B1 (de) * | 2019-12-12 | 2022-09-15 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19710803C2 (de) | 1999-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19710803A1 (de) | Warmwasser-Speichersystem | |
EP0683362B1 (de) | Wärmespeicher | |
DE2739373A1 (de) | Waermegewinnungseinrichtung | |
EP0119585B1 (de) | Vorratswasserheizanlage | |
DE19707184B4 (de) | Warmwasserspeicher | |
DE4201972A1 (de) | Wasserspeicher | |
DE112017001907T5 (de) | Energiewiedergewinnungseinheit für den Fahrzeuggebrauch | |
EP0795109B1 (de) | Warmwasserbereiter | |
DE1579950C3 (de) | Hochbehälter für ein Zentralheizungssystem mit Zwangsumlautvorrichtung | |
DE2804748B1 (de) | Waerme-isolierter Behaelter fuer warmes Wasser o.a. Fluessigkeiten | |
DE3044079C2 (de) | Warmwasserspeicher | |
DE202008010401U1 (de) | Solar-Heizungssystem | |
DE10000352A1 (de) | Schichtpufferspeicher mit selbstregelndem Wärmetauscher und Schichtbeladeeinrichtung | |
DE20317011U1 (de) | Warmwasserspeicher mit doppelwandigem kanalförmigem Gegenstromwärmetauscher | |
DE3015061A1 (de) | Sonnenkollektor mit ueberhitzungsschutz | |
EP0699878A1 (de) | Brennwertkessel zum Erwärmen und Speichern von Trinkwasser und Heizungswasser | |
DE19855926A1 (de) | Rücklauf-Raumtemperatur Regelventil | |
DE2806610A1 (de) | Vorrichtung zur verwertung der waermeenergie aus sonnenkollektoren | |
DE202005007941U1 (de) | Geregelter Zwei-Zonen-Pufferspeicher für frische Trinkwassererwärmung | |
DE29816006U1 (de) | Haus- oder Raumheizungssystem mit Wärmespeicherung | |
DE102007002878B3 (de) | Heizanordnung für Gebäude | |
DE944192C (de) | Mit Hilfsgas arbeitender Absorptionskaelteapparat | |
DE10320365B4 (de) | Kühldecke bzw. Kühlsegel mit Speicherfähigkeit | |
DE69118432T2 (de) | Brennwertkessel mit Wärmetransportflüssigkeit | |
DE2510695C3 (de) | Brauchwasserbereiter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |