DE19825677A1

DE19825677A1 - Neuer Typ "Geschlossener Durchlaufspeicher" mit korrespondierendem Kalt- und Heißwasserbereich in getrennten, variablen Volumen

Info

Publication number: DE19825677A1
Application number: DE19825677A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 1999-12-16

Abstract

Die Patentschrift offenbart einen neuen Typ der modernen, energiesparsamen und autonomen Heißwasserbereitung zentraler Art in Wohnungen, Büros o. ä. Es geht um sogenannte "Geschlossene Durchlaufspeicher", die es ermöglichen, mit normalen Druckarmaturen mehrere Warmwasserzapfstellen einzurichten: Spülen, Waschbecken, Duschen, Badewannen u. a. m. Der Anwender zahlt nur für Strom und Wasser. DOLLAR A Der "Geschlossene Durchlaufspeicher" wird steckerfertig geliefert. Mittels druckfester Metallschläuche kann die Einspeisung zu den Warmwasserzapfstellen erfolgen. Kaltwasserseitig ist eine Sicherheitsgruppe zwischen Speicher und Wasserleitung anzubringen. DOLLAR A Die Erfindung vermeidet Vermischen kalten nachfließenden Wassers mit dem erhitzten Vorrat durch einen flexiblen Kolben (1). In einem durch den Kolben abgeteilten Speicherraum (2) kann es beim Entleervorgang des heißen Wassers zurückbehalten werden bis zur Erschöpfung des ganzen Vorrats. Andererseits ist es möglich, den Heißwasservorrat noch während des Entleervorgangs sehr zu steigern. Dies geschieht durch Schaltung des kalten Wassers über das Wasserrohr (5) zum Durchlauferhitzer (6), an dessen Ende Heißwasserausfluß (7) Nachschub liefert. Heißes Wasser plus kaltes ergibt warmes. DOLLAR A Externe Wärmequellen wie Sonnenkollektoren, Gasthermen, Fernheizung u. a. m. können per Flächenwärmetauscher den Speicher nutzen. Zirkulieranschlüsse (15), (16) sind vorgesehen.

Description

Die Erfindung zielt auf eine Weiterentwicklung des Gerätetyps in der Patentschrift beim Europäischen Patentamt in München, mit der Anmel denummer 95 100 513.1

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät einfacherer Bauart mit glei chen Vorteilen zu entwickeln, um besser im Wettbewerb mit Konkurrenz produkten dazustehen. Als Vertreter des Stands der Technik kann immer noch der in o. g. Patentschrift angeführte Gerätetyp der Firma Stiebel- Eltron dienen: SHD 30 ACS bzw. SHD 100 ACS.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß anstelle einer "Linsenmembrane" in einem Kugelgefäß ein geführter Kolben in einem zylindrischen Gefäß die Aufgabe der Membrane übernimmt. Die Herstel lungskosten verringern sich erheblich. Außerdem entfallen verschiede ne technische Materialprobleme, die mit der Membranlösung einhergehen. Inspektionen und Reparaturen gestalten sich ebenfalls wirtschaftlicher. Die Lösung wurde im wesentlichen dadurch erreicht, daß durch geeignete Öffnungen bzw. Spalten ein gesteuerter Wasseraustausch zwischen den getrennten Räumen kalten und warmen Wassers erfunden wurde. Die ent sprechenden Durchlaßgrößen werden rechnerisch ermittelt, je nach Lei stungsvorgaben. Berücksichtigt werden ebenfalls mögliche Auftriebskräf te des Kolbens in variablen Größen. Ein weites Feld für Optimierungen.

Der Kolben soll am besten zentral durch ein installiertes Rohr in Be hältermitte geführt werden. Letzteres erhält im Inneren ein Wasserlei tungsrohr zum Durchlauferhitzer am Behälterboden eingebaut. Bei einer Art "Turbonachladung" fließt kaltes Wasser bei Entladebetrieb direkt zum Durchlauferhitzer und sorgt für Nachschub während der Entladungs phase, die sich dadurch erheblich verlängern läßt. Insbesondere bei Schaltung der Heizungshöchstleistung in Stufe 2.

Die Wirtschaftlichkeit der Erfindung macht es notwendig, einen evtl. solartechnischen Einsatz zu gewährleisten. Bei einem Sonnenkollektor kann der obligate Flächenwärmetauscher direkt am Durchlaufspeicher angeschlossen werden. Hierzu gibt es an der Zylinderwandung zwei An schlußstutzen.

Die einfachen Formen und Konstruktionen machen es möglich, maßgeschnei derte Geräte verschiedener Art in Leistung und Volumen marktgerecht an zubieten.

Die Funktionsweisen des Durchlaufspeicher-Kolbens soll nachstehend erläutert werden:

Betriebsart Wasserentnahme ohne Turboheizung

Der Kaltwassernachfluß erfolgt durch den Kaltwassereinlaß oben am Behälterdeckel und drückt den Kolben nieder. Gleichzeitig entleert sich der Warmwasserbereich. Der Kolben verändert seine Position nach unten. Durch die periphere Spaltöffnung zwängt sich heißes Wasser in den Kaltwasserbereich. Es kann demzufolge wirklich unver mischtes Warmwasser abgezapft werden. Es erfährt keine Temperatur einbußen.

Betriebsart Wasserentnahme mit Turboheizung

Jetzt fließt kaltes Wasser direkt durch die Heizschlange und geht erhitzt am Ende der Heizschlange direkt in das vorhandene Heißwasser des Durchlaufspeichers über. Der Kolben senkt sich bei dieser Be triebsart nicht. Der vorhandene Warmwasservorrat wird somit weiter aufgestockt, je nach Leistung des Durchlauferhitzers mehr oder we niger. Die Effektivität des Durchlaufspeichers läßt sich so erheblich steigern.

Betriebsart keine Wasserentnahme

Fordert der Thermostat Wärme an, so kann in zwei verschiedenen Stär kegraden nachgeladen werde. Dabei entstehen Auftriebskräfte, die den Kolben nach oben drücken. Dabei gelangt kaltes Behälterwasser durch die Spaltöffnungen zum Erhitzen in den Heißwasserbereich. Mehr oder weniger, je nach Spaltgröße und Heizkraft des Durchlauferhitzers, der bei dieser Funktionsweise lediglich Standheizung ist. Er wirkt also wie ein Tauchsieder.

Betriebsart mittels externer Wärmequelle

Externe Wärmequellen können Sonnenkollektoren sein, aber auch Gasther men, Fernheizungen o. a .m. Am Durchlaufspeicher gibt es an der Zylinder wand Zirkulieranschlüsse für das kalte und heiße Behälterwasser. Der Anschluß an einen externen Flächenwärmetauscher im Gegenstromprinzip ist damit möglich. Der Kreislaufantrieb erfolgt zweckmäßiger Weise über eine externe Umwälzpumpe. Es gäbe sonst einen uneffektiven "Stop an go" Betrieb. Sinn macht nur eine kompakte Aufladung durch die ge nannten Energiequellen.

Es zeigt: Fig. 1 Vertikalschnitt des "Geschlossenen Durch laufspeichers".

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, gibt es den Druckbehälter (I) mit der Darstellung des durch das Rohr (4) geführten Kolbens (1) mit dem peripher umlaufenden Spaltschlitz (11). Desgleichen in unbedeuten der Größenordnung den um das Rohr (4). Der Kolben (1) verjüngt sich vom Zentrum unten und oben keilförmig zur Außenwand des Druck behälters (I). Die Strömungsrichtung des Wassers wird damit vorge geben. Der Kolben (1) nutzt seine Bauhöhe zur Hohlraumgestaltung zum Zwecke innewohnender Auftriebskräfte, die sich beim Betriebs zustand "Aufheizen" als günstig erweisen.

Innerhalb des als Führung dienenden Rohrs (4) befindet sich die Kaltwasserleitung (5). Sie verbindet den Kaltwasseranschluß (8') mit dem Durchlauferhitzer (6). Am Ende der Durchflußstrecke strömt das erhitzte Wasser über den Heißwasserauslauf (7) in den Behälter raum (3). So kann Schnellaufheizung stattfinden bzw. Ergänzungs mengen während Entladevorgängen bereitgestellt werden. Der Heiß wasserauslaß (9) befindet sich am Behälterboden (13). Die Rohrhül sen (12) am Behälterdeckel (14) und Behälterboden (13) geben dem Führungsrohr (4) seinen Halt.

Das Behälterwasser wird durch den Kolben (1) unterteilt in die Räume "Oben" (2) und "Unten" (3). Die wechselnden Volumen ergän zen sich immer zu einem Ganzen. Veränderungen ergeben sich nicht nur bei Entladungen, sondern auch bei jedem Aufheizvorgang durch Auftriebs- und Verdrängungskräfte.

Ein Dreiwegeventil (10) schafft die Möglichkeit, Kaltwasserzuflüs se von oben und unten zu gestalten durch die Wasserleitungen (5) und (8). Zwischen dem Kaltwasseranschluß (8') und dem Dreiwegeven til (10) ist ein Überdruckventil bauseits einzurichten. Besser eine Sicherheitsgruppe, bestehend aus einem Rückschlagventil, einem Druckminderventil und dem v. g. Überdruckventil.

Claims

1. Geschlossener Durchlaufspeicher zur Heißwasserbereitung mit einem Kaltwassereinlaß und einem Heißwasserauslaß an einem zylindrischen Druckbehälter, in welchem sich ein gesteuertes Heizelement im unge teilten Innenraum befindet, wobei außerhalb ein Sicherheitsventil für Überdrucksituationen vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein geführter Kolben (1) innen im Druckbehälter (I) das Vermischen von kaltem und heißem Wasser im Betriebszustand steuerbar macht über geeignete Wasserdurchlässe (11) nach "Oben" (2) oder "Unten" (3) bezogen auf den variablen jeweiligen Stand des Kolbens (1).

2. Geschlossener Durchlaufspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Inneren des Druckbehälters (I) ein Rohr als Führungsschiene (4) für den Kolben (1) befindet mit einem Wasserleitungsrohr (5) im Rohrinneren.

3. Geschlossener Durchlaufspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserleitungsrohr (5) den Durch lauferhitzer (6) mit dem Kaltwasseranschluß (8') außerhalb des Druckbehälters (I) verbindet.

4. Geschlossener Durchlaufspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißwasserauslauf (7) das Ende des Durchlauferhitzers (6) bildet, dessen heißes Wasser in den Spei cherraum "Unten" (3) einmündet.

5. Geschlossener Durchlaufspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlauferhitzer (6) bei geschlos senem Heißwasserauslaß (9) die Funktion einer Standheizung erfüllt durch thermostatische Steuerung.

6. Geschlossener Durchlaufspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kaltwasseranschluß (8') u. dem Wasserleitungsrohr (5) ein Dreiwegeventil (10) einbaubar ist, womit über Rohr (8) kaltes Wasser direkt in den Raum "Oben" (2) geleitet wird, anstatt zum Durchlauferhitzer (6).

7. Geschlossener Durchlaufspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (4) paßgenau von zwei Rohrhülsen (12) am Behälterdeckel (14) und -boden (13) ge halten ist.

8. Geschlossener Durchlaufspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (I) an der Zylin derwandung zur Sonnenkollektornutzung über zwei Anschlußstutzen (15)(16) verfügt, als Zirkulierleitung zu einem externen Flächen wärmetauscher.