DE19855442A1 - Domestic hot water storage system with timer control - Google Patents
Domestic hot water storage system with timer controlInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Speicheranordnung gemäß dem Oberbegriff des An spruches 1.The invention relates to a memory arrangement according to the preamble of the An saying 1.
Bei solchen Speicheranordnungen ergibt sich der Vorteil, daß die Abstrahlungsverluste ge ring gehalten werden können, weil eben der Speicher nicht ständig nachgeladen und da durch praktisch stets auf seiner vollen Ladung gehalten wird. Die Einstellung der Zeitfenster kann meist durch den Endgebraucher selbst vorgenommen werden und sollte in Abhängig keit der Nutzungsgewohnheiten und der Entnahmemengen und -zeiten sowie des Spei cherinhaltes und der Leistung der Aufheizeinrichtung erfolgen.With such memory arrangements, there is the advantage that the radiation losses ge ring can be kept because the memory is not constantly reloaded and there by practically always being kept at full charge. The setting of the time window can usually be done by the end user himself and should be dependent of usage habits and quantities and times, as well as of food content and the performance of the heating device.
Ein "durchschnittlicher" 4-Personen-Haushalt kann bei einem 120-Liter-Speicher und zwei Freigaben der Aufheizung, zum Beispiel früh morgens und mittags, zumeist ausreichend mit Warmwasser versorgt werden. Bei dieser Art der Steuerung tritt aber der Nachteil auf, daß bei höherem Verbrauch durch außergewöhnliche Situationen, wie Besuch, Feiertage, "Familiensport" und dergleichen, das bevorratete Wasser nicht ausreicht und dem Speicher nur mehr kaltes Wasser entnommen werden kann.An "average" 4-person household can have one 120-liter store and two Approval of the heating, for example early in the morning and at noon, is usually sufficient Hot water can be supplied. The disadvantage of this type of control is that with higher consumption due to unusual situations such as visits, holidays, "Family sport" and the like, the stored water is insufficient and the storage only cold water can be removed.
Hier muß bei herkömmlichen Systemen frühzeitig die Schaltuhr umgestellt werden bezie hungsweise über eine sogenannte "Partytaste" eine Nachladung unter Umgehung der Schaltuhr ermöglicht werden. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß dazu in der Regel das Heizgerät, das meist im Keller aufgestellt ist, aufgesucht werden muß. In conventional systems, the time switch must be changed early here About a so-called "party button" reloading bypassing the Time switch are made possible. However, there is the disadvantage that this usually occurs the heater, which is usually installed in the basement, must be found.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Speicheranordnung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die selbsttätig auf außergewöhnlichen Warmwas serbedarf reagiert, ohne daß deshalb der Vorteil verminderter Abstrahlungsverluste aufge geben wird.The aim of the invention is to avoid this disadvantage and a memory arrangement to propose the type mentioned at the outset, which automatically works on exceptional warm water water requirement reacts without the benefit of reduced radiation losses will give.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Speicheranordnung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.According to the invention, this is done in the case of a memory arrangement of the type mentioned at the outset the characterizing features of claim 1 achieved.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß es bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur des zur Entnahme gelangenden Warmwassers selbsttätig zu einer Nachladung des Speichers kommt, ohne daß es dazu besonderer Maßnahmen des Benut zers bedarf. Gleichzeitig wird aber eine ständige Nachladung aufgrund der Einstellung der Schaltuhr vermieden, so daß der Vorteil eines aufgrund der dadurch verminderten Abstrah lungsverluste erhöhten Nutzungsgrades erhalten bleibt. Außerdem ergibt sich durch die vor geschlagenen Maßnahmen ein hoher Nutzungskomfort.The proposed measures ensure that it falls below a certain temperature of the hot water to be drawn automatically to a The memory is recharged without special user actions zer needs. At the same time, however, there is a constant reloading due to the setting of the Time switch avoided, so that the advantage of a due to the thereby reduced Abstrah Losses of increased use are retained. It also results from the proposed measures a high level of convenience.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil, daß einerseits eine zusätzli che Aufheizung des Speichers nur in jenen Fällen erfolgt, wenn der Speicher nahezu voll ständig entladen ist beziehungsweise der Energieinhalt des Speichers sehr weitgehend ab gesenkt ist und andererseits eine im wesentlichen ununterbrochene Bereitstellung von war mem Brauchwasser sichergestellt ist.The features of claim 2 have the advantage that on the one hand an additional The storage heater only heats up when the storage tank is almost full is constantly discharged or the energy content of the storage is very largely reduced is lowered and on the other hand a substantially continuous supply of goods mem domestic water is ensured.
Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil, daß eine Nachrüstung einer bestehenden herkömmlichen Speicheranordnung, zum Beispiel mittels eines Anlegefühlers, der an der vom Speicher wegführenden Warmwasser-Ausleitung angelegt werden kann, auf einfache Weise möglich ist, und es kann auf den Einbau eines zusätzlichen oder eines ver breiterten Fühlerrohres zur Aufnahme des zusätzlichen Temperaturfühlers verzichtet wer den. The features of claim 3 have the advantage that a retrofit one existing conventional memory arrangement, for example by means of a contact sensor, which can be applied to the hot water discharge leading from the storage tank simple way is possible, and it can on the installation of an additional or a ver broader sensor tube to accommodate the additional temperature sensor the.
Durch die Merkmale des Anspruches 4 wird sichergestellt, daß eine zusätzliche Aufheizung sicher nur zu Zeiten erfolgen kann, zu denen eine Aufheizung aufgrund der Einstellung der Schaltuhr unterbunden ist. Gleichzeitig ist auch sichergestellt, daß das sich bei einer Zapfung einstellende, durch den Zustrom von Kaltwasser bedingte Vermischen einstellende Temperaturniveau genutzt werden kann, solange die Temperatur des zu zapfenden Was sers noch ausreichend ist. Durch eine entsprechende Einstellung der Auslösetemperatur des zusätzlichen Temperaturfühlers kann eine sehr weitgehende Ausnutzung des Energieinhal tes des Speichers erreicht werden.The features of claim 4 ensure that additional heating can only be done safely at times when heating due to the setting of the Time switch is prevented. At the same time, it is also ensured that the Tapping, mixing caused by the inflow of cold water Temperature level can be used as long as the temperature of what is being tapped sers is still sufficient. By setting the trigger temperature of the additional temperature sensor can make very extensive use of the energy content tes of the memory can be reached.
Durch die Merkmale des Anspruches 5 ergibt sich der Vorteil, daß zwar ausreichend warmes Wasser auch bei einem erhöhten Warmwasserbedarf zur Verfügung gestellt werden kann und andererseits die Abstrahlungsverluste durch entsprechende Absenkung der Ladetempe ratur möglichst gering gehalten werden.The features of claim 5 have the advantage that sufficiently warm Water can also be made available when there is an increased demand for hot water and on the other hand the radiation losses through a corresponding lowering of the charge temperature temperature are kept as low as possible.
Hygienische Probleme, insbesondere im Hinblick auf die Vermehrung von Legionellen, sind dabei nicht zu befürchten, da die Ladetemperatur bei einer normalen Aufheizung zu den von der Schaltuhr vorgegebenen Zeiten, die zweckmäßig auf ca. 60°C erfolgt, davon unbeein flußt bleibt.Hygienic problems, especially with regard to the multiplication of Legionella, are There is no need to fear this, since the charging temperature increases to that of normal heating the time specified for the time switch, which is expediently carried out at approximately 60 ° C. flows.
Durch die Merkmale des Anspruches 6 ergibt sich eine in steuerungstechnischer Hinsicht sehr einfache Lösung. Dabei kann die Aufheizzeit bei einer zusätzlichen Aufheizung in Ab hängigkeit von Leistung der Aufheizeinrichtung und in Abhängigkeit von der angestrebten Ladetemperatur gewählt werden.The features of claim 6 result in a control technology very simple solution. The heating-up time can be increased with an additional heating in Ab Depending on the performance of the heating device and depending on the target Charging temperature can be selected.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Speicheranordnungen.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. In the drawings Fig. 1 and 2, two different embodiments of inventive memory arrays.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in beiden Figuren gleiche Einzelheiten. The same reference numerals mean the same details in both figures.
Bei einer erfindungsgemäßen Speicheranordnung ist ein mit einer Wärmeisolierung 2 verse hener Speicher 1 vorgesehen. Dieser ist mit einem in seinen untersten Bereich mündenden Kaltwasserzulauf 3 versehen, der über eine Ventilanordnung 4 mit einer Kaltwasserquelle 5 verbunden ist. Aus dem obersten Bereich des Schichtenspeichers 1 führt eine Warmwasser- Ausleitung 6, zum Beispiel zu einer Zapfstelle oder einem Wärmetauscher, zur Versorgung einer Heizkörperanordnung (nicht dargestellt) weg.In a storage arrangement according to the invention, a storage 1 provided with thermal insulation 2 is provided. This is provided with a cold water inlet 3 opening into its lowermost area, which is connected to a cold water source 5 via a valve arrangement 4 . A hot water discharge line 6 , for example to a tap or a heat exchanger, leads from the uppermost region of the stratified storage tank 1 to supply a radiator arrangement (not shown).
Weiters ist eine Aufheizeinrichtung 7, 7' zur Aufladung des Speichers 1 vorgesehen, die bei den beiden dargestellten Ausführungsformen unterschiedlich ausgebildet ist und später se parat erläutert werden wird.Furthermore, a heating device 7 , 7 'is provided for charging the memory 1 , which is designed differently in the two illustrated embodiments and will be explained separately later.
Im mittleren Bereich des Speichers 1 ist ein Temperaturfühler 8 angeordnet, der über eine Signalleitung 9 mit einer Steuerung 10 verbunden ist, die eine Schaltuhr 11 aufweist.In the central area of the memory 1 , a temperature sensor 8 is arranged, which is connected via a signal line 9 to a controller 10 , which has a timer 11 .
Dabei sind der Temperaturfühler 8 und die Schaltuhr 11 signalmäßig in Reihe geschaltet, so daß bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur, zum Beispiel 55°C, im Bereich des Temperaturfühlers 8 das durch diesen Umstand ausgelöste Wärmeanforderungs-Signal nur innerhalb der von der Schaltuhr 11 vorgegebenen Zeit(en) zur Abgabe eines Startsignales an die Aufheizeinrichtung 7, 7' durch die Steuerung 10, die über eine Signalleitung 12 mit der Aufheizeinrichtung 7, 7' verbunden ist, führt.Here, the temperature sensor 8 and the timer 11 are connected in series, so that when the temperature falls below a certain temperature, for example 55 ° C, in the area of the temperature sensor 8, the heat request signal triggered by this circumstance only occurs within the time specified by the timer 11 (s) for delivering a start signal to the heating device 7, 7 'by the controller 10 via a signal line 12 with the heating device 7, 7' is connected to leads.
Weiters ist noch ein zusätzlicher Temperaturfühler 13 vorgesehen. Dieser kann entweder im obersten Bereich des Schichtenspeichers 1, zum Beispiel innerhalb eines Bereiches von 5 bis 10% des Volumens des Speichers 1, oder aber, wie strichliert angedeutet ist, im Bereich der Warmwasser-Ausleitung 6, zum Beispiel als Anlegefühler, angeordnet sein.An additional temperature sensor 13 is also provided. This can either be arranged in the uppermost area of the stratified storage tank 1 , for example within a range of 5 to 10% of the volume of the storage tank 1 , or, as indicated by dashed lines, in the area of the hot water discharge line 6 , for example as a contact sensor.
Dieser zusätzliche Temperaturfühler erfaßt die Temperatur zu zapfenden Warmwassers und ist über eine Signalleitung 14 mit der Steuerung 10 verbunden, wobei die Signale dieses zusätzlichen Temperaturfühlers 13 die Schaltuhr 11 umgehen und die Steuerung 10 zur Ab gabe eines Startsignales an die Aufheizeinrichtung 7, 7' veranlassen, sobald aufgrund der Unterschreitung einer bestimmten Temperatur dieser zusätzliche Temperaturfühler 132 ein Wärme-Anforderungssignal abgibt.This additional temperature sensor detects the temperature of the hot water to be drawn off and is connected to the controller 10 via a signal line 14 , the signals of this additional temperature sensor 13 bypassing the timer 11 and causing the controller 10 to emit a start signal to the heating device 7 , 7 ', as soon as this additional temperature sensor 132 emits a heat request signal due to the temperature falling below a certain temperature.
Dies erfolgt zweckmäßig erst bei einer unterhalb der zur Auslösung eines Wärmeanforde rungs-Signales durch den Temperaturfühler 8 vorgesehenen Temperatur. So kann zum Bei spiel die Auslösung eines Wärmeanforderungs-Signales durch den Temperaturfühler 8, der zweckmäßigerweise zwischen dem untersten Drittel und der Hälfte der Höhe des Speichers 1 angeordnet ist, bei einer um 8 K unterhalb der vorgesehenen vollen Ladetemperatur, zum Beispiel 60°C, des Speichers 1 erfolgen, wogegen die Auslösung eines Wärmeanforde rungs-Signales durch den zusätzlichen Temperaturfühler erst bei einer um zum Beispiel 10 K unter der vollen Ladetemperatur liegenden Temperatur erfolgt.This expediently takes place only at a temperature below the temperature signal 8 provided for triggering a heat request signal. For example, the triggering of a heat request signal by the temperature sensor 8 , which is expediently arranged between the lowest third and half of the height of the store 1 , at 8 K below the intended full charging temperature, for example 60 ° C. of the memory 1 take place, whereas the triggering of a heat request signal by the additional temperature sensor only takes place at a temperature which is, for example, 10 K below the full charging temperature.
Die Auslösung eines Wärmeanforderungs-Signales kann entweder durch Schalten des Temperaturfühlers 8 beziehungsweise 13 erfolgen, wenn dieser als Thermostat ausgebildet ist, oder über eine Schwellwert-Schaltung erfolgen, wenn der Temperaturfühler ein analoges Signal in Abhängigkeit von der erfaßten Temperatur liefert.A heat request signal can be triggered either by switching the temperature sensor 8 or 13 if it is designed as a thermostat, or via a threshold circuit if the temperature sensor delivers an analog signal as a function of the detected temperature.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 umfaßt die Aufheizeinrichtung 7 einen im Inneren des Speichers 1, der als Rohrschlangenspeicher ausgebildet ist, angeordneten Wärmetau scher 15, der über eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung 16, 17 mit einem Heizwasserberei ter 18 verbunden ist.In the embodiment according to FIG. 1, the heating device 7 comprises an arranged in the interior of the memory 1 , which is designed as a coil storage, arranged Wärmetau shear 15 , which is connected via a flow and a return line 16 , 17 with a Heizwasserberei ter 18 .
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 umfaßt die Aufheizeinrichtung 7' einen Heizwas serbereiter der über eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung mit einem Primärkreis 20 eines Wärmetauschers 19 verbunden ist. Der Sekundärkreis 21 des Wärmetauschers 19 ist über eine Speicher-Rücklaufleitung 22 mit einer Umwälzpumpe 23 verbunden, die ihrerseits mit einem in den untersten Bereich des Speichers 1, der als Schichtenspeicher ausgebildet ist, hineinragenden Kaltwasserabzug 24 verbunden ist. In the embodiment according to FIG. 2, the heating device 7 'comprises a Heizwas serbereiter which is connected via a flow and a return line to a primary circuit 20 of a heat exchanger 19 . The secondary circuit 21 of the heat exchanger 19 is connected via a storage return line 22 to a circulating pump 23 , which in turn is connected to a cold water drain 24 projecting into the lowermost area of the storage 1 , which is designed as a stratified storage.
Der Sekundärkreis 21 des Wärmetauschers 19 ist weiters mit einer Speicher-Vorlaufleitung 25 verbunden, die in den obersten Bereich des Schichtenspeichers 1 mündet.The secondary circuit 21 of the heat exchanger 19 is also connected to a storage feed line 25 which opens into the uppermost region of the stratified storage tank 1 .
Die Umwälzpumpe 23 ist über eine Steuerleitung 12' mit der Steuerung 10 verbunden und sorgt dafür, daß bei in Betrieb befindlicher Aufheizeinrichtung 7' kühles Wasser aus dem untersten Bereich des Schichtenspeichers 1 entnommen, über den Sekundärkreis 21 des Wärmetauschers 19 geführt, dabei erwärmt und über die Speicher-Vorlaufleitung 25 als warmes Wasser in den obersten Bereich des Schichtenspeichers 1 rückgeführt wird.The circulation pump 23 is connected via a control line 12 'to the controller 10 and ensures that when the heating device 7 ' is in operation, cool water is removed from the lowest area of the stratified storage tank 1 , passed through the secondary circuit 21 of the heat exchanger 19 , heated and over the storage supply line 25 is returned as warm water to the uppermost area of the stratified storage 1 .
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist ein Ladetemperaturfühler 26 im untersten Be reich des Schichtenspeichers 1 angeordnet, der über eine Signalleitung 27 mit der Steue rung 10 verbunden ist. Dieser Ladetemperaturfühler 26 löst bei Überschreiten einer be stimmten Temperatur ein Ladesignal aus, das die Steuerung 10 zur Stillsetzung der Auf heizeinrichtung 7' veranlaßt, wobei sowohl der Heizwasserbereiter 18 wie auch die Umwälz pumpe 23, letztere gegebenenfalls mit einer vorgegebenen Verzögerung, um die im Wärme tauscher 19 und im Heizwasserbereiter gespeicherte Energie abzuführen, stillsetzt.In the embodiment according to FIG. 2, a charging temperature sensor 26 is arranged in the lowest region of the layer memory 1 , which is connected to the control 10 via a signal line 27 . This charging temperature sensor 26 triggers a loading signal when a certain temperature is exceeded, which causes the control 10 to stop the heating device 7 ', both the heating water heater 18 and the circulation pump 23 , the latter optionally with a predetermined delay to the in the heat exchanger 19 and dissipate energy stored in the heating water heater stops.
Bei beiden Ausführungsformen wird bei Auslösung eines Wärmeanforderungs-Signales durch den in mittlerer Höhe des Schichtenspeichers 1 angeordneten Temperaturfühler 8 während der durch die Schaltuhr vorgegebenen Zeit(en) die Aufheizeinrichtung 7, 7' gestar tet. Nach dem Erreichen der vollen Aufladung des Schichtenspeichers 1 wird die Aufheizein richtung 7, 7' stillgesetzt. Dabei wird das Erreichen der vollen Aufladung bei der Ausfüh rungsform nach der Fig. 1, zum Beispiel durch die im Bereich des Temperaturfühlers 8 er faßte Temperatur, festgestellt.In both embodiments, when a heat request signal is triggered by the temperature sensor 8 arranged in the middle of the layer memory 1 , the heating device 7 , 7 ′ is started during the time (s) predetermined by the time switch. After reaching the full charge of the stratified storage 1 , the heating device 7 , 7 'is stopped. In this case, the achievement is the full charging at the exporting approximate shape of FIG. 1, in the area of the temperature sensor 8, he noted for example by the summed temperature.
Bei einer Zapfung von Warmwasser, die stets mit einem Nachströmen von kaltem Wasser in den untersten Bereich des Schichtenspeichers 1 verbunden ist, kommt es zu einem Absin ken der Temperatur des Wassers, vom untersten Bereich des Schichtenspeichers her nach oben steigend. With a tap of hot water, which is always associated with a flow of cold water into the lowest area of the stratified storage tank 1 , there is a decrease in the temperature of the water, rising from the lowest area of the stratified storage tank upwards.
Erreicht das kühlere Wasser den Temperaturfühler 8 so löst dieser ein Wärmeanforderungs- Signal aus. Dieses hat allerdings nur dann eine Auswirkung auf die Aufheizeinrichtung 7, 7' wenn dies während der von der Schaltuhr 11 vorgegebenen Zeit(en) erfolgt. Ist dies der Fall, so wird die Aufheizeinrichtung gestartet und lädt den Speicher 1 wieder auf.If the cooler water reaches the temperature sensor 8, this triggers a heat request signal. However, this only has an effect on the heating device 7 , 7 'if this occurs during the time (s) specified by the time switch 11 . If this is the case, the heating device is started and recharges the memory 1 .
Außerhalb dieser vorgegebenen Zeit(en) kommt es erst dann zu einer Aufladung des Schichtenspeichers 1, wenn im Bereich des zusätzlichen Temperaturfühlers 13 eine Unter schreitung einer vorgegebenen Temperatur erfaßt wird, die tiefer als jene Temperatur, zum Beispiel 8 K unter der vorgesehenen Soll-Ladetemperatur des Schichtenspeichers, ist, bei der es zur Auslösung eines Wärmeanforderungs-Signales durch den Temperaturfühler 8 kommt und zum Beispiel 10 K unter der Soll-Ladetemperatur liegt. Eine solche Unterschrei tung dieser tieferen Temperatur tritt in der Regel nur bei einer außergewöhnlich hohen Zapfung ein.Outside of this predetermined time (s), the stratified storage device 1 is only charged when a drop below a predetermined temperature is detected in the region of the additional temperature sensor 13 , which is lower than that temperature, for example 8 K below the intended charging temperature of the stratified storage tank, at which a heat request signal is triggered by the temperature sensor 8 and is, for example, 10 K below the target charging temperature. Such an undercutting of this lower temperature usually only occurs with an exceptionally high tap.
Dabei wird die Schaltuhr 11 signalmäßig umgangen. Gleichzeitig wird bei Auslösung eines Wärmeanforderungs-Signales durch den zusätzlichen Temperaturfühler 13 auch die Soll- Ladetemperatur, die üblicherweise bei ca. 60°C liegt, abgesenkt, vorzugsweise auf eine Temperatur von 40 bis 45°C. Dadurch wird sichergestellt, daß auch bei einem außerge wöhnlich hohen Warmwasserverbrauch ausreichend Warmwasser bereitgestellt werden kann und andererseits die Abstrahlungsverluste gering gehalten werden können.The timer 11 is bypassed in terms of signal. At the same time, when a heat request signal is triggered by the additional temperature sensor 13 , the target charging temperature, which is usually around 60 ° C., is also lowered, preferably to a temperature of 40 to 45 ° C. This ensures that sufficient hot water can be provided even with an unusually high hot water consumption and on the other hand the radiation losses can be kept low.
Sobald die Schaltuhr 11 einen Start der Aufheizeinrichtung aufgrund eines Wärmeanforde rungs-Signales durch den Temperaturfühler 8 ermöglicht, wird der Schichtenspeicher 1 wie der voll, das heißt auf die normale Soll-Ladetemperatur, aufgeladen.Once the time switch 11 enables a start of the heating means due to an adjustment thermostat approximately-signal by the temperature sensor 8, the layers of memory 1 as the full, that is, on the normal target boost temperature, charged.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VAILLANT GMBH, 42859 REMSCHEID, DE |
|
8304 | Grant after examination procedure | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |