DE202013001469U1 - DHW combi cylinder - Google Patents
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Abstract
Brauchwasser-Kombispeicher zur Bereitstellung sowohl von erwärmtem Trinkwasser wie auch Heizungswasser, mit einem im Betrieb mit Heizungswasser gefüllten äußeren Gefäß (12) mit je einem Vor- (42) und einem Rücklauf (40) für die Ab- bzw. Zufuhr von Heizungswasser; und einem im Betrieb mit Trinkwasser gefüllten, innerhalb des äußeren Gefäßes (12) angeordneten inneren Gefäß (14) mit je einem Ein- (16) und einem Auslass (18) für die Zu- bzw. Abfuhr von Trinkwasser; wobei ein Leitrohr das innere Gefäß (14) innerhalb des äußeren Gefäßes umgebend, oder ein oder mehrere Leitrohre (24) im Inneren des inneren Gefäßes (14) angeordnet sind, die sich allgemein von unten nach oben erstrecken und in das obere und/oder untere Drittel des äußeren Gefäßes (12) münden, und eine Zuführung (28) für erhitztes Heizungswasser zu dem Leitrohr bzw. den Leitrohren (24) vorgesehen ist.Domestic hot water combined storage tank for the provision of both heated drinking water and heating water, with a filled during operation with heating water outer vessel (12), each with a pre (42) and a return (40) for the supply or supply of heating water; and an inner vessel (14), filled with drinking water during operation and arranged inside the outer vessel (12), each having an inlet (16) and an outlet (18) for the supply and removal of drinking water; wherein a guide tube surrounds the inner vessel (14) within the outer vessel, or one or more guide tubes (24) are disposed inside the inner vessel (14), extending generally from bottom to top and into the upper and / or lower Third of the outer vessel (12) open, and a supply (28) for heated heating water to the guide tube (s) (24) is provided.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brauchwasser-Kombispeicher zur Bereitstellung sowohl von erwärmtem Trink- (bzw. Bade- oder Wasch-) wie auch Heizungswasser.The invention relates to a domestic water combined storage tank for the provision of both heated drinking (or bath or laundry) as well as heating water.
Gattungsgemäße Brauchwasser-Kombispeicher sind z. B. aus der früheren Patentanmeldung des Erfinders,
Systeme der hier beschriebenen Art haben einen ersten, geschlossenen Kreislauf für das Heizungswasser (oder eine andere geeignete Flüssigkeit), mit einem Vorlauf zur Heizquelle, also etwa einem Gas- oder Ölbrenner oder zu einem Holz- oder Holzpelletbrenner, und einem Rücklauf zum Speicher. Es können auch mehrere Heizquellen vorgesehen sein. Ferner hat ein solches System einen zweiten, offenen Trinkwasserkreislauf, mit einem Zulauf für kaltes Frischwasser und einem Ablauf für erhitztes Brauchwasser. Zusätzlich kann ein dritter, wiederum geschlossener Kreislauf für eine Solaranlage und/oder ein weiterer für eine Wärmepumpe bereitgestellt sein. Im Speichergefäß bildet sich auf Grund der temperaturabhängigen Dichte des Wassers eine Schichtung aus, so dass das wärmste Wasser oben, das kälteste hingegen unten im Gefäß angetroffen wird. Die verschiedenen Vor- und Rückläufe werden entsprechend angeordnet. Der gesonderte zweite Kreislauf wird herkömmlich im oberen Teil angeordnet und dort durch einen oftmals gewendelten Wärmetauscher thermisch an den ersten Kreislauf angekoppelt. Solche Systeme müssen in verschiedenen Gebrauchssituationen eine gleichermaßen komfortable Wasserbereitstellung bieten wie auch energieeffizient sein. In dieser Hinsicht sind die bekannten Systeme noch nicht voll zufriedenstellend.Systems of the type described herein have a first, closed circuit for the heating water (or other suitable liquid), with a flow to the heating source, such as a gas or oil burner or a wood or Holzpelletbrenner, and a return to the memory. It can also be provided several heat sources. Furthermore, such a system has a second, open drinking water circuit, with a feed for cold fresh water and a drain for heated service water. In addition, a third, in turn closed circuit for a solar system and / or another may be provided for a heat pump. Due to the temperature-dependent density of the water, a stratification forms in the storage vessel so that the warmest water is found at the top, while the coldest is found at the bottom of the vessel. The various feed and return flows are arranged accordingly. The separate second circuit is conventionally arranged in the upper part and there thermally coupled by an often coiled heat exchanger to the first circuit. Such systems have to provide equally convenient water delivery in different usage situations as well as be energy efficient. In this regard, the known systems are not yet fully satisfactory.
Die Erfindung setzt sich daher zum Ziel, das bekannte System hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit und des Komforts bei Benutzung zu verbessern.The invention therefore sets itself the goal of improving the known system in terms of economy and comfort in use.
Es wurde nun gefunden, dass die obigen Anforderungen überraschenderweise mit einer von der bekannten Anordnung völlig verschiedenen Struktur besser erfüllt werden können. Dazu schlägt die Erfindung einen Kombispeicher gemäß Anspruch 1 vor. Der erfindungsgemäße Kombispeicher wird zusammen mit zumindest einer Vorrichtung zur Erhitzung des Heizungswassers verwendet. Diese Heizquelle wird üblicherweise getrennt angeboten und ist nicht Teil der Erfindung.It has now been found that, surprisingly, the above requirements can be fulfilled better with a structure completely different from the known arrangement. For this purpose, the invention proposes a combination storage according to claim 1. The combined storage device according to the invention is used together with at least one device for heating the heating water. This heat source is usually offered separately and is not part of the invention.
Die hier beschriebene Lösung schlägt eine Abkehr von der herrschenden Lehre vor, den Rücklauf des von der Heizquelle erwärmten Heizungswassers oberhalb des Vorlaufs des abgekühlten Wassers zu dieser anzuordnen, um stattdessen im Innern des Gefäßes für das Heizungswasser ein weiteres für das Brauchwasser anzuordnen. Das rücklaufende, heiße Heizungswasser wird allgemein vertikal, z. B. von unten nach oben entweder durch mindestens ein Leitrohr durch dieses innere Gefäß geführt, oder umgekehrt das Brauchwasser durch mindestens ein Rohr durch ein Leitrohr für das rücklaufende, heiße Heizungswasser. In diesen Varianten tritt also das rücklaufende, heiße Heizungswasser unterhalb des Vorlaufs für das abgekühlte Wasser in den Speicher ein.The solution described here proposes a departure from the prevailing teaching to arrange the return of the heating water heated by the heat source above the flow of the cooled water to this, instead to arrange in the interior of the vessel for the heating water another for the service water. The returning, hot heating water is generally vertical, z. B. from bottom to top either by at least one guide tube passed through this inner vessel, or conversely, the process water through at least one pipe through a guide tube for the returning, hot heating water. In these variants, therefore, the returning, hot heating water enters below the flow for the cooled water in the memory.
Zusätzlich kann der dieses zentrale Leitrohr bzw. das innere Gefäß hülsenartig umgebende Teil des äußeren Gefäßes durch eine nicht hermetisch trennende Struktur, wie z. B. ein gelochtes Blech, in eine obere und eine untere Kammer unterteilt sein. Auch eine doppelte Unterteilung in eine obere, eine untere und eine dazwischenliegende mittlere Kammer ist möglich. Die Trennstrukturen können frustokonisch mit mehreren Löchern in einer die kleinere Stirnfläche abschließenden Platte sein. In Ausführungsformen ist ein oberer Kegelstumpf aufrecht, ein unterer Kegelstumpf invertiert, also mit der kleineren Stirnfläche nach unten angeordnet, ähnlich einem Trichter, oder ebenfalls aufrecht. Die Trennstruktur kann außen an der Speicherwandung abschließen. Die hydraulische Verbindung der übereinander angeordneten Kammern erfolgt in diesem Fall weiter innen und damit in radialer Richtung entfernt von den Rückläufen.In addition, the part of the outer vessel surrounding this central guide tube or the inner vessel sleeve-like manner by a non-hermetically separating structure such. As a perforated plate, be divided into an upper and a lower chamber. Also, a double subdivision into an upper, a lower and an intermediate middle chamber is possible. The separation structures may be frustoconical with multiple holes in a plate terminating the smaller face. In embodiments, an upper truncated cone is upright, a lower truncated cone inverted, so arranged with the smaller end face down, similar to a funnel, or also upright. The separation structure can terminate on the outside of the storage wall. The hydraulic connection of the superimposed chambers is in this case further inside and thus in the radial direction away from the returns.
In einer ersten Variante ist das innere Gefäß für das Brauchwasser ein aufrecht in der Längsachse des Speichers angeordnetes Rohr mit je einem Zu- und Ablauf für kaltes Frischwasser und erhitztes Brauchwasser. Diese Zu- und Abläufe erstrecken sich radial durch das äußere Gefäß und die Speicherwandung. Die Länge des Rohres ist zweckmäßig größer als die halbe Höhe des Speichergefäßes. Das Rohr ist oben und unten geschlossen; jedoch führt eine Anzahl von Leitrohren der Länge nach hindurch, beispielsweise 3 bis 30 Rohre, denen von unten her erhitztes Heizungswasser aus dem Rücklauf von der Heizquelle zugeführt wird. Alternativ wird das Brauchwasser in einer solchen Mehrzahl von Rohren geführt, und das Heizungswasser wird durch ein diese Rohre umgebendes Leitrohr geführt. Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, dass nach der Wärmeabgabe an das Brauchwasser in der oberen Kammer warmes Heizungswasser bereitsteht. Die Schichtung entsprechend der Wassertemperatur kann also trotz des Zulaufs erhitzten Wassers in die untere Kammer aufrechterhalten werden. Sie ist aber nun kombiniert mit einem radialen Temperaturgradienten, der den Wärmeverlust verringert, da sich das heißeste Wasser innen befindet. Der Zustrom erhitzten Heizungswasser bewirkt eine erzwungene, nicht lediglich thermische, aufwärtsgerichtete Konvektion.In a first variant, the inner vessel for the service water is an upright arranged in the longitudinal axis of the memory pipe with a respective inlet and outlet for cold fresh water and heated service water. These inlets and outlets extend radially through the outer vessel and the storage wall. The length of the tube is suitably greater than half the height of the storage vessel. The tube is closed at the top and bottom; however, a number of guide tubes pass lengthwise, for example 3 to 30 tubes, to which heating water heated from below is supplied from the return from the heating source. Alternatively, the service water is guided in such a plurality of tubes, and the heating water is passed through a guide tube surrounding these tubes. Both embodiments have in common that after the Heat is delivered to the service water in the upper chamber warm heating water ready. The stratification according to the water temperature can thus be maintained despite the inflow of heated water in the lower chamber. However, it is now combined with a radial temperature gradient that reduces heat loss because the hottest water is inside. The inflow of heated heating water causes forced, not just thermal, upward convection.
Im selben Maß, wie durch den Rücklauf erhitztes Heizungswasser zugeführt wird, tritt abgekühltes Heizungswasser über den Vorlauf hin zur externen Heizquelle aus. Dieser Vorlauf ist in Ausführungsformen oberhalb des Rücklaufs angeordnet, und zwar im mittleren oder sogar oberen Drittel des Speichers; ggf. kann er in der mittleren Kammer angeordnet sein. Ebenso kann der Rücklauf von den von dem Speicher mit warmem Wasser versorgten Verbrauchern (z. B. Heizkörpern) in die mittlere Kammer oder in das mittlere Drittel des Speichers führen. Der zugehörige Vorlauf ist im oberen Drittel des Speichers angeordnet.To the same extent as heating water heated by the return is supplied, cooled heating water exits via the flow to the external heating source. This flow is arranged in embodiments above the return, in the middle or even upper third of the memory; if necessary, it can be arranged in the middle chamber. Likewise, the return from the consumers (eg radiators) supplied by the store with warm water can lead to the middle chamber or to the middle third of the store. The associated flow is located in the upper third of the memory.
In einer Variante ist ein dritter, geschlossener Kreislauf für eine Solar-Wärmebereitstellung vorgesehen. Dessen thermische Ankopplung kann durch einen Plattenfläche-Strahlungsradiator erfolgen, der neben der Zuführung für das erhitzte Heizungswasser unterhalb des Leitrohrs angeordnet ist. Es wurde gefunden, dass der Wärmeübergang auf das Heizungswasser an dieser Position besonders effizient ist.In a variant, a third, closed circuit for a solar heat supply is provided. Its thermal coupling can be effected by a plate-surface Strahlungsradiator, which is arranged adjacent to the feed for the heated heating water below the guide tube. It has been found that the heat transfer to the heating water at this position is particularly efficient.
Die vorbeschriebene Variante ist besonders effizient bei relativ niedriger Temperatur des von außen zugeführten erhitzten Heizungswassers, wie beispielsweise von einer Wärmepumpe. Im Falle relativ hoch erhitzten Heizungswassers kann dieses auch im oberen Drittel des Speichers zugeführt werden, wenn eine der nachstehend angeführten weiteren Maßnahmen vorgesehen ist: Einerseits ist es in diesem Fall günstig, den zentral angeordneten Brauchwasserbereiter eher hoch als dick auszubilden, beispielsweise wenigstens halb so hoch wie das äußere Gefäß (innen), wenigstens von dessen unterem Drittel in dessen oberes Drittel ragend, höchstens drei Viertel oder zwei Drittel oder die Hälfte des Durchmessers des äußeren Gefäßes (innen) aufweisend, und/oder wenigstens doppelt so hoch wie dick (Durchmesser). Die Trennstruktur ist zweckmäßigerweise um das innere Gefäß (Brauchwasserbereiter) herum angeordnet, bzw. beide Koni sind dort angebracht, und zwar zum Beispiel beide aufrecht.The above-described variant is particularly efficient at a relatively low temperature of the externally supplied heated heating water, such as from a heat pump. In the case of relatively highly heated heating water this can also be supplied in the upper third of the memory, if one of the following measures is provided: On the one hand, it is favorable in this case, rather than the thick central thick water heater, for example, at least half as high as the outer vessel (inside), projecting at least from its lower third into its upper third, at most three quarters or two-thirds or half the diameter of the outer vessel (inside), and / or at least twice as high as thick (diameter) , The separation structure is expediently arranged around the inner vessel (water heater), or both Koni are mounted there, for example, both upright.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. In den Figuren werden gleiche bzw. ähnliche Elemente mit gleichen bzw. ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt. Insbesondere können die einzelnen Merkmale bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen in anderer Anzahl und Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung eines Ausführungsbeispiels wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denenFurther features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the claims and the figures. In the figures, the same or similar elements are denoted by the same or similar reference numerals. The invention is not limited to the described embodiments but determined by the scope of the appended claims. In particular, the individual features in embodiments according to the invention can be realized in a different number and combination than in the examples given below. In the following explanation of an embodiment, reference is made to the accompanying figures, of which
In
In
Der Rücklauf
Hinsichtlich der Größenverhältnisse der in
In der Variante von
Der Brauchwasserspeicher kann für ein Volumen von 300–2000 Liter oder bei Bedarf auch bis 5000 Liter ausgelegt sein. Ein typischer Speicher mit ca. 1000 Liter Inhalt kann die folgenden Maße aufweisen: Innendurchmesser 790 mm; Außendurchmesser 990 mm; Deckeldurchmesser 790 mm; Ringblendendurchmesser 600 mm; Durchmesser des Brauchwasserzylinders 340 mm; Normgröße der Leitrohre 1'' (25,4 mm) oder auch 1¼'' (31,75 mm), so dass der Netto-Inhalt des Brauchwasserrohrs ca. 80–90 Liter beträgt; Lochblech-Außendurchmesser 500 mm, Breite der Lochblech-Ringe also 80 mm; Breite der Ringe, mit denen die kegelstumpfförmigen Trennbleche an der Innenwand befestigt sind 50 mm. Es verbleiben für den Unterschied der Radien der kleinen und großen Stirnflächen der Kegelstümpfe 95 mm, so dass der Neigungswinkel der Mantelfläche im Bereich von 10–40°, bevorzugt 15–35° oder weiter bevorzugt 20–30° zur Hochachse ist. Die Durchmesser sind bei abweichenden Rauminhalten entsprechend anzupassen. Als Bezugsgröße kann die dritte Wurzel des beispielhaften Rauminhalts, also 1 m dienen. Für einen Behälter der doppelten Größe wären also alle Längenangaben mit einem Faktor 1,26 (1,263 ≈ 2) zu multiplizieren; die Winkel bleiben gleich.The hot water tank can be designed for a volume of 300-2000 liters or, if required, up to 5000 liters. A typical storage tank with a capacity of approx. 1000 liters may have the following dimensions: inner diameter 790 mm; Outer diameter 990 mm; Cover diameter 790 mm; Ring Diameter 600 mm; Diameter of the dhw cylinder 340 mm; Standard size of the guide tubes 1 '' (25.4 mm) or even 1¼ '' (31.75 mm), so that the net content of the service water pipe is about 80-90 liters; Perforated outer diameter 500 mm, width of perforated plate rings 80 mm; Width of the rings fixing the frusto-conical dividers to the
Der Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Abwandlungen von und Ergänzungen zu den oben beschriebenen Beispielen möglich sind, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen. Beispielsweise kann anstelle eines Schirmblechs mit 600 mm Durchmesser eine kleinere Ringblende
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Brauchwasserbereiters kann dessen Emaillierung entfallen, und auch aufwändige Spiralrohrkonstruktionen sind unnötig. Dennoch wird das Brauchwasser stets mit maximaler Temperatur und minimalem Verzug bereitgestellt, bei gleichzeitig minimalem Energieverlust und somit optimaler Effizienz.The inventive design of the water heater can be omitted enamelling, and complex spiral tube constructions are unnecessary. Nevertheless, that will Service water always provided with maximum temperature and minimal delay, while minimizing energy loss and thus optimum efficiency.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20130613 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years |