DE202008003349U1 - Low-cooling domestic water heater - Google Patents

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Abstract

Brauchwassererwärmer als Plattenwärmetauscher (4) mit primärem und sekundärem Strömungsweg, dadurch gekennzeichnet, dass
– der Plattenwärmetauscher (4) mit seinen Abmessungen (L × B × H) zwar aufrecht, aber nicht parallel zur Schwerkraftachse angeordnet ist, sondern in Richtung seiner Breite (B) um einen Winkel zwischen 1° und 45° schräg steht;
– wobei ein Tauscheranschluss zum Warmwasserhahn (1) von den unteren beiden Tauscheranschlüssen der höher gelegene bezüglich der Richtung (G) der Schwerkraft ist.Domestic water heater as a plate heat exchanger (4) with primary and secondary flow path, characterized in that
- The plate heat exchanger (4) with its dimensions (L × W × H) while upright, but not parallel to the axis of gravity is arranged, but in the direction of its width (B) at an angle between 1 ° and 45 ° is inclined;
- Wherein an exchanger connection to the hot water tap (1) from the lower two exchanger connections is the higher one with respect to the direction (G) of gravity.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Brauchwasser-Durchflusserwärmer zur indirekten Erwärmung von Brauchwasser mittels Plattenwärmetauscher.The The invention relates to a service water flow heater for indirect heating of Domestic hot water by means of plate heat exchanger.

Solche Vorrichtungen sind in der Technik bekannt und werden von diversen Herstellern angeboten.Such Devices are known in the art and are of various types Offered to manufacturers.

Um bei einer solchen Vorrichtung – in seiner Temperatur geregeltes – Brauchwasser in Trinkwasserqualität entnehmen zu können, ist der Heizungspufferspeicher über eine steuerbare Umwälzpumpe mit der Primärseite des Plattenwärmetauscher verbunden. Sekundärseitig steht der Wärmetauscher mit einem Anschluss für unter Druck stehendes frisches (kaltes) Wasser in ständig offener Verbindung. Die Ausgangsseite der Sekundärseite des Wärmetauschers dient der Entnahme des erwärmten Brauchwassers mit Trinkwasserqualität. Im Stand der Technik übernimmt oft eine Regelung die Aufgabe, die Temperatur des abgegebenen Trinkwassers zu regeln, welche auf das Signal eines Strömungsmelders anspricht und die Umwälzpumpe im Primärkreis des Wärmetauschers in Abhängigkeit von einem Brauchwasser-Sollwert und in Abhängigkeit der Temperatur des abgegebenen Trinkwassers einschaltet, ausschaltet oder ihre volumetrische Leistung regelt.Around in such a device - in its temperature regulated - process water in drinking water quality to be able to remove the heating buffer is over a controllable circulation pump with the primary side the plate heat exchanger connected. On the secondary side is the heat exchanger with a connection for pressurized fresh (cold) water in constantly open Connection. The output side of the secondary side of the heat exchanger serves to remove the heated service water with drinking water quality. In the prior art takes over often a regulation the task, the temperature of the dispensed drinking water to regulate, which responds to the signal of a flow detector and the circulation pump in the primary circuit of heat exchanger dependent on from a dhw setpoint and depending on the temperature of the turned off drinking water, turns off or their volumetric Performance regulates.

Aufgrund von physikalischen Gegebenheiten ergeben sich unterschiedliche Vor- und Nachteile je nach Anordnung und Einbaulage der Komponenten der beschriebenen Vorrichtungen. Besonderes Augenmerk ist dabei auf den Plattenwärmetauscher und seine Orientierung gegenüber der Achse oder Richtung der Schwerkraft zu richten. Es wird von einem Plattenwärmetauscher gängiger Bauart mit seinen Abmessungen L × B × H, wie er in den meisten Brauchwasser-Durchflusserwärmern mit Plattenwärmetauscher eingesetzt wird, ausgegangen.by virtue of physical conditions result in different and disadvantages depending on the arrangement and installation position of the components described devices. Particular attention is paid to this the plate heat exchanger and his orientation towards to direct the axis or direction of gravity. It is from a plate heat exchanger common Type with its dimensions L × W × H, as used in most domestic water flow heaters Plate heat exchanger used is assumed.

Bei waagerechter Einbaulage (L senkrecht zur Schwerkraft) zeigte sich in der Vergangenheit, dass die Plattenwärmetauscher zum Verkalken neigen, außerdem tritt häufig Korrosion auf.at horizontal installation position (L perpendicular to gravity) showed up in the past, that the plate heat exchangers tend to calcify, Furthermore occurs frequently Corrosion on.

Deshalb ist man in der nahen Vergangenheit dazu übergegangen, den Wärmetauscher senkrecht (L liegt auf der oder parallel zur Schwerkraftachse) anzuordnen und zwar so, dass der kalte Trinkwassereintritt oben angeschlossen wird. Es zeigte sich, dass die Probleme mit Korrosion und Verkalkung damit deutlich zurückgehen, es tauchte jedoch ein neues Problem auf.Therefore In the near past one has gone over to the heat exchanger perpendicular (L is on or parallel to the axis of gravity) to arrange in such a way that the cold drinking water entrance connected at the top becomes. It turned out that the problems with corrosion and calcification to go back significantly, However, there was a new problem.

Bei dieser Anordnung befindet sich der Warmwasserausgang nahe dem tiefsten Punkt des Plattenwärmetauschers. Wird der Warmwasserbedarf durch Schließen des Warmwasserhahnes abgemeldet, führt das auch zum Ausschalten der Zirkulationspumpe im Heizungspufferkreis. Das Wasser im Plattenwärmetauscher kommt zunächst zum Stillstand. Dann setzt aber unmittelbar eine Eigenbewegung des Wassers im Wärmetauscher und den angeschlossenen Rohren ein, verursacht durch die temperaturabhängige Dichte des Wassers. Das schwere, kältere Wasser „fällt" im Wärmetauscher nach unten und strömt in die unten angeschlossenen Rohre. Dieser Vorgang findet relativ schnell statt, schon nach ca. 30 sec. kühlen der Wärmetauscher und das angeschlossene Trinkwarmwasserrohr um 10° oder mehr ab.at This arrangement is the hot water outlet near the deepest Point of the plate heat exchanger. If the hot water requirement is canceled by closing the hot water tap, does that also for switching off the circulation pump in the heating buffer circuit. The water in the plate heat exchanger come first to a halt. But then immediately sets a proper movement of the Water in the heat exchanger and the connected pipes, caused by the temperature-dependent density of the water. The heavy, colder one Water "falls" in the heat exchanger down and flows in the pipes connected below. This process is relative quickly, after only 30 sec cool the heat exchanger and the connected DHW pipe at 10 ° or more off.

Wird nun der Warmwasserhahn wieder geöffnet, so tritt an der Zapfstelle für einige Sekunden deutlich kälteres Wasser aus. Dieser Effekt kann für den Verbraucher sehr unangenehm sein.Becomes now the hot water tap reopened, so occurs at the tapping point for a few seconds much colder Water off. This effect can be for the Consumers are very uncomfortable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Plattenwärmetauscher so zu gestalten, dass sich die Abkühlung des Trinkwarmwassers bei kurzzeitigem Abschalten des Warmwasserbedarfs verringert, ohne die positiven Auswirkungen auf Verkalkung und Korrosionsverhalten eines senkrechten Tauschers zu verlieren.Of the Invention is based on the object, the plate heat exchanger to be designed so that the cooling of the drinking water reduced for short-term shutdown of hot water demand, without the positive effects on calcification and corrosion behavior to lose a vertical exchanger.

Diese Aufgabe wird mit dem Brauchwasser-Durchflusserwärmer nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 erfüllt. Durch Drehen des Plattenwärmetauschers aus der Senkrechten um einen Winkel kleiner als 45° können die physikalischen Bedingungen der Anordnung so verändert werden, dass bei einer Unterbrechung des Zapfvorganges die thermisch bedingte Eigenbewegung des Wassers im Wärmetauscher und in den Rohren weniger stark zu einer Abkühlung des Trinkwarmwasser-Auslasses führt, als bei einem senkrechten Wärmetauscher. Man achtet darauf, den Trinkwasserstrang auf die Seite des Tauschers zu legen, deren unterer Anschluss der höhere von den beiden unteren Anschlüssen ist.These Task is with the hot water flow heater according to claim 1 or claim 2 fulfilled. By turning the plate heat exchanger from the vertical by an angle smaller than 45 °, the physical conditions of the arrangement are changed so that at a Interruption of the tapping process the thermally induced proper motion of water in the heat exchanger and in the pipes less strongly to a cooling of the hot water outlet leads, as with a vertical heat exchanger. Make sure you put the drinking water line on the side of the exchanger whose lower terminal is the higher of the two lower ones connections is.

Die (offenbarte) Erfindung erfasst auch ein Verfahren, das die Erzeugung von Brauchwasser in der Einbaulage der Tauscher nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 darstellt. Dieses ist hier mit offenbart, aber nicht als Verfahren beansprucht.The The invention (also disclosed) also covers a method involving generation of service water in the installation position of the exchanger according to claim 1 or claim 2 represents. This is revealed here with, but not claimed as a method.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The Invention will be explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

1 einen Platenwärmetauscher gängiger Bauart waagrecht liegend mit seinen Abmessungen L × H × B und seinen Anschlüssen, wobei beide Stränge 20, 30 von ihren Eigenschaften sehr ähnlich sind. Der Pfeil G gibt die Wirkung der Schwerkraft an. 1 a flat plate heat exchanger of common design lying horizontally with its dimensions L × H × B and its terminals, both strands 20 . 30 are very similar to their characteristics. The arrow G indicates the effect of gravity.

2 einen Plattenwärmetauscher gängiger Bauart, senkrecht stehend. Die Anschlüsse sind gemäß einer Anschlussmöglichkeit gekennzeichnet, um im Gegenstromverfahren das Trinkwasser zu erwärmen. 2 a plate heat exchanger of common design, vertical. The connections are marked according to a connection option, to heat the drinking water in a countercurrent process.

3 einen Brauchwasser-Durchflusserwärmer mit Plattenwärmetauscher 4 in vereinfachter Darstellung. 3 a service water flow heater with plate heat exchanger 4 in a simplified representation.

4 einen Brauchwasser-Durchflusserwärmer mit Plattenwärmetauscher in vereinfachter Darstellung und anderer Lage als in 3. 4 a domestic hot water flow heater with plate heat exchanger in a simplified representation and other location than in 3 ,

Die Anordnung befindet sich im Zustand Warmwasserhahn 1 geschlossen, nach längerem Zapfen von Warmwasser. Der kurz zurückliegende Zapfvorgang verlief wie folgt: Der Warmwasserhahn 1 wurde geöffnet, am Trinkwassereingang kalt 2 strömte kaltes Trinkwasser aus dem Netz der Wasserversorgung in den Plattenwärmetauscher 4 durch den Strömungsmelder 3, der sein Signal an eine übergeordnete Regelung sendete. Diese Regelung schaltete die Heizwasserpumpe 5 im Primärkreis an, wodurch heißes Heizungswasser HW vom Anschluss 6 durch den Plattenwärmetauscher 4 strömte und am Heizungswasserausgang 7 austrat.The arrangement is in the state hot water tap 1 closed, after prolonged tapping of hot water. The recent tapping process was as follows: The hot water tap 1 was opened, cold at the drinking water entrance 2 cold drinking water flowed from the network of the water supply into the plate heat exchanger 4 through the flow detector 3 who sent his signal to a higher-level regulation. This control switched the heating water pump 5 in the primary circuit, whereby hot HW heating water from the outlet 6 through the plate heat exchanger 4 flowed and at the heating water outlet 7 resigned.

Dies ist der primäre Kreislauf K1.This is the primary one Circuit K1.

Die Anordnung ist erwärmt, die Heizwasserpumpe 5 ist wieder im Stillstand, da der Zapfvorgang am Ventil 1 unterbrochen wurde. Es befindet sich aber eine geringe Menge Kaltwasser 8 im System, welches nach Beendigung des Zapfvorganges im Plattenwärmetauscher 4 nach unten strömte und sich nun ganz unten im Plattenwärmetauscher 4 befindet. Wird der Zapfvorgang nun fortgesetzt, strömt zunächst das Kaltwasser 8 durch den Warmwasser-Auslass 1c. An der Zapfstelle wird kaltes Wasser austreten, wo an sich Warmwasser WW gezapft werden sollte.The arrangement is heated, the Heizwasserpumpe 5 is again at a standstill, as the tapping on the valve 1 was interrupted. There is a small amount of cold water 8th in the system, which after completion of the tapping process in the plate heat exchanger 4 flowed down and now at the bottom of the plate heat exchanger 4 located. If the tapping process is continued, the cold water flows first 8th through the hot water outlet 1c , At the tapping point cold water will emerge, where hot water DH should be tapped.

Die Anordnung nach 4 befindet sich im Zustand Warmwasserhahn 1 geschlossen, nach längerem Zapfen von Warmwasser. Der kurz zurückliegende Zapfvorgang verlief wie folgt: Der Warmwasserhahn 1 wurde geöffnet, am Trinkwassereingang kalt 2 strömte kaltes Trinkwasser aus dem Netz der Wasserversorgung in den Plattenwärmetauscher 4 durch den Strömungsmelder 3, der sein Signal an eine übergeordnete Regelung sendete. Diese Regelung schaltete die Heizwasserpumpe 5 im Primärkreis an, wodurch heißes Heizungswasser vom Anschluss 6 durch den Plattenwärmetauscher 4 strömt und am Heizungswasserausgang 7 austrat. Die Anordnung ist erwärmt, die Heizwasserpumpe 5 ist wieder im Stillstand, da der Zapfvorgang unterbrochen wurde. Es befindet sich aber eine geringe Menge Kaltwasser 8 im System, welches nach Beendigung des Zapfvorganges im Plattenwärmetauscher 4 nach unten strömte und sich nun ganz unten im Plattenwärmetauscher 4 befindet. Wird der Zapfvorgang nun fortgesetzt, strömt zunächst nicht das Kaltwasser 8 durch den Warmwasseranschluss 1c. An der Zapfstelle wird kein kaltes Wasser austreten.The arrangement after 4 is in the state hot water tap 1 closed, after prolonged tapping of hot water. The recent tapping process was as follows: The hot water tap 1 was opened, cold at the drinking water entrance 2 cold drinking water flowed from the network of the water supply into the plate heat exchanger 4 through the flow detector 3 who sent his signal to a higher-level regulation. This control switched the heating water pump 5 in the primary circuit, whereby hot heating water from the connection 6 through the plate heat exchanger 4 flows and at the heating water outlet 7 resigned. The arrangement is heated, the Heizwasserpumpe 5 is again at a standstill, as the tapping was interrupted. There is a small amount of cold water 8th in the system, which after completion of the tapping process in the plate heat exchanger 4 flowed down and now at the bottom of the plate heat exchanger 4 located. If the tapping process is now continued, the cold water does not initially flow 8th through the hot water connection 1c , At the tapping point, no cold water will escape.

Bevorzugte Winkel sind größer als 1° und/oder kleiner als 45°. Besonders bevorzugt sind Winkel größer 10°.preferred Angles are greater than 1 ° and / or less than 45 °. Particularly preferred are angles greater than 10 °.

Der Warmwasserhahn 1 wird an den Tauscherausgang 1a über eine Leitung 1b angeschlossen. Sie kann eine wesentliche Länge erreichen, vom Erzeuger 4 zur Zapfstelle 1.The hot water tap 1 gets to the exchanger exit 1a over a line 1b connected. It can reach a substantial length, from the producer 4 to the tap 1 ,

Claims (4)

Brauchwassererwärmer als Plattenwärmetauscher (4) mit primärem und sekundärem Strömungsweg, dadurch gekennzeichnet, dass – der Plattenwärmetauscher (4) mit seinen Abmessungen (L × B × H) zwar aufrecht, aber nicht parallel zur Schwerkraftachse angeordnet ist, sondern in Richtung seiner Breite (B) um einen Winkel zwischen 1° und 45° schräg steht; – wobei ein Tauscheranschluss zum Warmwasserhahn (1) von den unteren beiden Tauscheranschlüssen der höher gelegene bezüglich der Richtung (G) der Schwerkraft ist.Domestic hot water heater as a plate heat exchanger ( 4 ) with primary and secondary flow paths , characterized in that - the plate heat exchanger ( 4 ) is arranged with its dimensions (L × W × H) upright, but not parallel to the axis of gravity, but in the direction of its width (B) at an angle between 1 ° and 45 ° is inclined; - where an exchanger connection to the hot water tap ( 1 ) from the lower two exchanger ports is the higher one with respect to the direction (G) of gravity. Brauchwassererwärmer mit einem Plattenwärmetauscher, wobei der Plattenwärmetauscher (4) mit seinen Abmessungen (L × B × H) nicht parallel zu einer Schwerkraftachse oder -richtung (G) angeordnet ist und der Tauscher (4) in Richtung seiner Breite (B) um einen Winkel geneigt wird, wobei ein Tauscheranschluss (1a) zum Warmwasserhahn (1) von den unteren beiden Tauscheranschlüssen der höher gelegene bezüglich der Schwerkraftrichtung (G) ist.Domestic hot water heater with a plate heat exchanger, wherein the plate heat exchanger ( 4 ) with its dimensions (L × W × H) is not arranged parallel to a gravity axis or direction (G) and the exchanger ( 4 ) is inclined in the direction of its width (B) by an angle, wherein an exchanger connection ( 1a ) to the hot water tap ( 1 ) from the lower two exchanger ports is the higher in the direction of gravity (G). Brauchwassererwärmer nach Anspruch 2, wobei der Winkel der Neigung kleiner als 45° ist.DHW according to claim 2, wherein the angle of the inclination is less than 45 °. Brauchwassererwärmer nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei die Neigung größer als 1° ist, insbesondere größer als 10°.DHW according to claim 2 or claim 3, wherein the slope is greater than 1 °, especially larger than 10 °.
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