DE2720231C3

DE2720231C3 - Vorwärm-Einrichtung, die in der Zuleitung eines Brauchwasserbereiters angeordnet ist

Info

Publication number: DE2720231C3
Application number: DE2720231A
Authority: DE
Inventors: Georg 8229 Mitterfelden Thesz
Original assignee: GEORG THESZ KG 8229 MITTERFELDEN
Current assignee: THESZ, GEORG, 8229 AINRING, DE
Priority date: 1977-05-05
Filing date: 1977-05-05
Publication date: 1979-11-08
Also published as: DE2720231A1; DE2720231B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorwärmeinrichtung, die in der Zuleitung eines eine Heizeinrichtung aufweisenden Brauchwasserbereiters angeordnet und zusammen mit einem Heizkessel in einem gemeinsamen Heizungsraum vorgesehen ist.

Brauchwasserbereiter sind üblicherweise mit einer Isolierung versehen, die die Temperatur des im Kessel enthaltenen Warmwassers aufrecht erhalten soll. Das Wasser wird durch im Brauchwasserbereiter angeordnete elektrische Heizschlangen oder einen Wärmetauscher erwärmt, der an den Heizwasserkreis eines Heizkessels der Sammelheizung angeschlossen ist. Nachteilig an derartigen Brauchwasserbereitern ist jedoch, daß sie mit relativ schlechtem Wirkungsgrad arbeiten. Trotz der Isolierung des Brauchwasserbereiters geht Wärme verloren, die zuvor zur Erwärmung des Wassers erzeugt werden mußte. Die zur Erwärmung des Wassers erforderlichen Wärmemengen sind relativ groß, da das dem Brauchwasserbereiter zugeführte Wasser vergleichsweise kalt ist.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrads von Brauchwasserbereitern, welche eine Heizeinrichtung aufweisen, ist es bekannt, in die Zuleitung zu dem Brauchwasserbereiter eine Vorwärm-Einrichtung zu schalten. Die Vorwärm-Einrichiung kann als Wärmetauscher ausgebildet sein, welcher die in Abwässern von Bädern, Duschanlagen und dergleichen enthaltene Wärme wiedergewinnt (DE-OS 25 38168). Durch relativ aufwendige konstruktive Maßnahmen muß hierbei jedoch sichergestellt sein, daß kaltes Abwasser das bereits vorerwärmte Warmwasser nicht wieder

to abkühlt.

Aus der DE-OS 25 12 233 ist es bekannt, die Wärme aus den Rauchgasen eines brennstoffbebeizten Brauchwasserbereiters mittels eines Wärmetauschers zurückzugewinnen, welcher in die Zuleitung zu dem Brauchwasserbereiter geschaltet ist. Diese Vorwärmeinrichtung ist, um die Rauchgase über einen möglichst kurzen Weg dem Wärmetauscher zuführen zu können, zusammen mit dem Brauchwasserbereiter in einem gemeinsamen Heizungsraum vorgesehen. Auch hier sind relativ aufwendige konstruktive Maßnahmen erforderlich. Zudem beeinflußt die Vorwärmeinrichtung den Rauchgasabzug.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit relativ geringem konstruktiven Aufwand das Brauchwasser für einen eine Heizeinrichtung aufweisenden Brauchwasserbereiter vorzuwärmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorwärm-Einrichtung als Vorwärmbehälter mit thermisch nicht isolierten Wänden ausgebildet ist.

J» Mit Hilfe eines derartigen Vorwärmbehälters kann das aus dem Wasserversorgungsnetz zuströmende Wasser, welches sich üblicherweise auf einer Temperatur von z. B. 8⁰C befindet, auf Raumtemperatur vorerwärmt werden. Da sich der Vorwärmbehälter im

i"' gleichen Raum wie der Heizkessel des Brauchwasserbereiters und gegebenenfalls der Sammelheizung befindet, wird die in diesem Raum herrschende Raumtemperatur vorteilhaft ausgenutzt. Selbst wenn bei größerer Wasserentnahme die Temperatur des vorerwärmten Wassers lediglich um einige Grade gegenüber der Temperatrr des Wassers im Versorgungsnetz erhöht werden kann, so führt dies, auf die Dauer gesehen, zu einer spürbaren Verringerung der Kosten für die Warmwassererzeugung mittels des Brauchwasserberei-

*^r> ters.

Sofern mehrere Vorwärmbehälter vorgesehen sind, sind diese vorteilhaft hintereinander in der Zuleitung zum Brauchwasserbereiter angeordnet. Auf diese Weise kann die Verweilzeit des Wassers in den Vorwärmbe-

">" hältern erhöht werden.

Da der Vorwärmbehälter ausschließlich zur Vorerwärmung von Wasser dient, und das Wasser keine vorbestimmten, hohen Temperaturen erreichen muß, eignet er sich insbesondere zur Verwendung in einem

" Sonnenenergie-Wärmeaustauschkreis. Zu diesem Zweck ist in dem Vorwärmbehälter ein an einen Sonnenenergie-Heizkreis angeschlossener Wärmetauscher angeordnet. Gegebenenfalls kann er auch lediglich mit einem Flansch für den Einbau des

^b0 Wärmetauschers vorbereitet sein.

Bevorzugt werden Ausführungsformen des Vorwärmbehälters mit besonders großer Wandoberfläche. Als günstig haben sich Vorwärmbehälter erwiesen, deren Außenwände zur Vergrößerung der Oberfläche

'■^r' gewellt sin'd, insbesondere dann, wenn sie Zylinderform aufweisen, da sich derartige Vorwärmbehälter sehr einfach herstellen lassen. Zweckmäßig ist es auch, die Außenwände des Vorwärmbehälters mit äußeren

und/oder inneren Radiatorblechen zu versehen, die die Wärmeübertragung von der Umgebungsluft auf das im Vorwärmbehälter befindliche Wasser erleichtern. Die Radiatorbleche können als Blechfahnen ausgebildet sein, die jeweils für sich am Behältermantel befestigt, z. B. angeschweißt sind. Günstiger ist es, die Radiatorbleche als den Vorwärmbehälter umschließenden Kranz mit wellenförmigem QuerschnittsproFil auszubilden, der mit seinen radial innen gelegenen Bereichen am Vorwär.-.ibehälter anliegt und mit seinen radial außen gelegenen Bereichen aufgrund der wellenförmigen Struktur vom Vorwärmbehälter absteht Da eine derartige Kranzstruktur in Umfangsrichtung elastisch federnde Eigenschaften aufweist, kann es im Einzelfall genügen, den Kranz auf den Vorwärmbehälter lediglich aufzustecken, gegebenenfalls genügen jedoch einige wenige Befestigungspunkte. Der Kranz ist vorteilhaft mit rechteck- oder dreieck-wellenförmigem Querschnittsprofil ausgebildet.

Ebenfalls der Vergrößerung der Wandoberfläche und damit der Verbesserung der Wärmetauschfähigkeit des Vorwärmbehälters dient es, wenn im Innenraum des Vorwärmbehälters wenigstens ein thermisch nicht isoliertes Rohr angeordnet und an beiden Enden offen ausgebildet ist. Das Rohr ermöglicht Konvektionsströmungen der Umgebungsluft durch den Kessel.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Brauchwasserbereitungsanlage in Verbindung mit der einer Sammelheizung;

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines als Vorwärmbehälter benutzten Kessels;

F i g. 3 bis 6 weitere Ausführungsformen von als Vorwärmbehälter benutzbarer Kessel;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Brauchwasserbereitungsanlage.

F i g. 1 zeigt schematisch dargestellt einen Heizungsraum 1 eines Gebäudes, in dem ein Heizkessel 3 sowie ein Brauchwasserbereiter 5 untergebracht sind. An den Heizkessel 3 ist über Rohrleitungen 7,9 eine nicht näher dargestellte Sammelheizung angeschlossen. Zur Erzeugung von Warmwasser, das über eine Rohrleitung 11 mit einer Temperatur von beispielsweise 6O⁰C entnommen werden kann, ist im Brauchwasserbereiter 5 ein an einen Heizkreis des Heizkessels 3 angeschlossener Wärmetauscher 13 angeordnet. Der Brauchwasserbereiter 5 weist eine das Wasser gegen Abkühlung schützende Isolierung 15 auf.

Im Heizungsraum 1 ist darüberhinaus ein als Kessel ausgebildeter, der Raumtemperatur ausgesetzter, thermisch nicht isolierter Vorwärmbehälter 17 angeordnet, dem von einer an das Wasserversorgungsnetz angeschlossenen Rohrleitung 19 über ein Absperrventil 21 kaltes Wasser zugeführt werden kann. Das kalte Wasser, das die Temperatur des Wassers des Versorgungsnetzes, beispielsweise 8⁰C hat, wird im Vorwärmbehälter 17 durch die Umgebungsluft gegebenenfalls bis auf Raumtemperatur erwärmt. An der Oberseite des Vorwärmbehälters 17 mündet eine Rohrleitung 23, die über ein Absperrventil 25 mit einer Zuleitung 27 des Brauchwasserbereiters 5 verbunden ist. Dem Brauchwasserbereiter 5 kann somit vorerwärmtes Wasser zugeführt werden. Die Rohrleitung 19 ist darüberhinaus über ein Absperrventil 29 unmittelbar mit der Zuleitung 77 des Brauchwasserbereiters 5 verbunden, so daß, wenn die Absperrventile 21, 25 geschlossen sind, das kalte Wasser auch unmittelbar dem Brauchwasserbereiter 5 zugeführt werden kann. Zur Vorerwärmung des Wassers ist das Absperrventil 29 geschlossen, während die Absperrventile 21,25 geöffnet sind.
Im Kessel 17 ist ein Wärmetauscher 31 angeordnet der an einen Wärmetauschkreis eines durch Sonnenenergie aufheizbaren Heizregisters 33 angeschlossen ist Da bereits eine Vorerwärmung des Wassers um wenige Temperatur-Grade die Wirtschaftlichkeit des Brauchwasserbereiters erheblich verbessert, lassen sich auch geringe, mit Hilfe des Heizregisters 33 erzeugte Energiemengen vorteilhaft ausnutzen. Die Wirtschaftlichkeit wird durch eine gegebenenfalls thermostatgesteuerte Umwälzpumpe 35 im Wärmetauschkreis des Heizregisters 33 weiter erhöht.

F i g. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines den Vorwärmbehälter 17 entsprechenden Vorwärmbehälters 36. Er hat die Form eines Zylinders, dessen Mantel durch die gewellte Außenwand 37 gebildet ist Durch die Wellenform der Außenwand 37 kann deren Oberfläche vergrößert werden. An seinem unteren Ende weist der Vorwärmbehälter einen Flansch 39 auf, der zum Einbau des Wärmetauschers 31 gemäß F i g. 1 geeignet ist.

F i g. 3 zeigt in Draufsicht eine andere Ausführungsform eines zylinderförrnigen Vorwärmbehälters 40, von dessen Außenwand Radiatorbleche 41 radial nach außen abstehen. Die Radiatorbleche 41 vergrößern die für den Wärmetausch zur Verfügung stehende Wandoberfläche. Gegebenenfalls können derartige Radiator-

K) bleche auch nach innen in das im Vorwärmbehälter enthaltene Wasser hineinreichen.

Fig.4 zeigt einen axialen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines dem Vorwärmbehälter 17 entsprechenden Vorwärmbehälters 43, der entlang

i-, seinem Umfang von einem Kranz 45 mit wellenförmigem Querschnittsprofil umschlossen ist. Der Kranz 45 ist aus Blech gefertigt und bildet radial abstehende und in axialer Richtung sich erstreckende Radiatorsegmente 47 mit jeweils rechteckförmigem Querschnitt. Er ist auf den Vorwärmbehälter 43 aufgesteckt und, sofern seine Eigenelastizität nicht ausreicht, zusätzlich am Vorwärmbehälter 43 befestigt.

Die in F i g. 5 dargestellte Ausführungsform eines Vorwärmbehälters unterscheidet sich von der Aasfüh-

-T₁ rungsform nach Fig.4 dadurch, daß auf einen Vorwärmbehälter 40 ein Kranz 51 mit Radiatorsegmenten 53 von im wesentlichen dreieckförmiger Querschnittsgestalt aufgeschoben ist.
F i g. 6 zeigt in perspektivischer Darstellung einen der

^r>o Vorerwärmung des Wassers dienenden zylindrischen Vorwärmbehälter 55. Die durch dessen Innenraum im wesentlichen vertikal angeordneten und in der Figur gestrichelt dargestellten Rohre 57 sind an ihren Enden 59, 61 zur Umgebung hin offen und im übrigen

ν, thermisch nicht isoliert, so daß die aufgrund der Konvektion oder eines Ventilators durch die Rohre 57 strömende Luft das V/asser im Vorwärmbehälter 55 erwärmen kann. Die in F i g. 6 dargestellten Rohre 57 können selbstverständlich arch bei den vorstehend

«> erläuterten Ausführungsformen der Vorwärmbehälter vorgesehen sein. Sofern ein Ventilator zur Luftumwälzung vorgesehen ist, können die Rohre auch in peneigter oder horizontaler Lage eingebaut sein.
In Fig. 7 ist ein Brauchwasserbereiter 63 mit einer

hi Heizeinrichtung 65 dargestellt, in dessen Wasserzulauf eine Batterie aus drei in Serie geschalteten Vorwärmbehältern 67, 69, 71 geschaltet sind. Das dem Brauchwasserbereiter 63 zugeführte Wasser strömt somit der

Reihe nach durch jeden der Vorwärmbehälter 67,69,71. Die Zahl der Vorwärmbehälter kann natürlich größer oder auch kleiner sein.

Das gesamte Fassungsvolumen der Vorwärmbehälter 67,69 und 71 ist etwa gleich dem Fassungsvolumen des Brauchwasserbereiters 63. Entsprechendes gilt auch für die Brauchwasserbereitungsanlage nach Fig. 1. Hier ist das Fassungsvermögen des Vorwärmbehälter! gleich dem Fassungsvermögen des Brauchwas ters 5 gewählt. Analog kann in jeden der Vor halter 67, 69 und 71 der Ausführungsform na< ein durch Sonnenenergie aufheizbares Hei (nicht dargestellt) vorgesehen sein.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorwärm-Einrichtung, die in der Zuleitung eines eine Heizeinrichtung aufweisenden Brauchwasserbereiters angeordnet und zusammen mit einem Heizkessel in einem gemeinsamen Heizungsraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärm-Einrichtung als Vorwärmbehälter (17, 36, 40, 43, 49, 55, 67 bis 71) mit thermisch nicht isolierten Außenwänden (37) ausgebildet ist

2. Vorwärm-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorwärmbehälter (67 bis 71) hintereinander in der Zuleitung zum Brauchwasserbereiter (63) angeordnet sind.

3. Vorwärm-Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Vorwärmbehälter (17) ein an einen Sonnenenergie-Heizkreis (33, 35) angeschlossener Wärmetauscher (31) angeordnet ist.

4. Vorwärm-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmbehälter (36) gewellte Außenwände (37) aufweist.

5. Vorwärm-Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmbehälter (36) zylinderförmig ausgebildet ist.

6. Vorwärm-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwände des Vorwärmbehälters (40,43,49) mit äußeren und/oder inneren Radiatorblechen (41) versehen sind.

7. Vorwärm-Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiatorbleche (41) als den Vorwärmbehälter (43, 49) umschließender Kranz (45,51) mit wellenförmigem Querschnittsprofil ausgebildet sind.

8. Vorwärm-Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (45, 51) mit rechteck- oder dreieck-wellenförmigem Querschnittsprofil ausgebildet ist.

9. Vorwärm-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Vorwärmbehälters (55) wenigstens ein thermisch nicht isoliertes Rohr (57) angeordnet und an beiden Enden (59,61) offen ausgebildet ist.