DE2830114C3

DE2830114C3 - Warmwasserbereiter

Info

Publication number: DE2830114C3
Application number: DE19782830114
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 4220 Dinslaken Fleuren
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-07-08
Filing date: 1978-07-08
Publication date: 1981-02-26
Also published as: DE2830114A1; DE2830114B2

Description

ι ο

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserbereiter, bestehend aus einem mit einer Heizschlange und einer Kaltwasser-Zuleitung versehenen ersten Wasserbehälter und einem zweiten Wasserbehälter, der über eine ein temperaturgesteuertes Ventil aufweisende Warmwasser-Zuflußleitung mit dem ersten Wasserbehälter verbunden ist und wobei die Bodenbereiche der beiden Wasserbehälter eine Verbindungsleitung aufweisen.

Warmwasserbereiter dieser Art sind an sich bereits bekannt (GB-PS 6 54432). Wird dem zweiten Wasserbehälter Heißwasser bei geschlossenem Ventil entnommen, dann strömt in diesen zweiten Wasserbehälter über den Zulauf aus dem Wasserversorgungsnetz unter dessen Wasserdruck stehendes Kaltwasser ein und wirkt gewissermaßen als Verdrängungskolben für das Heißwasser, im normalen Betriebszustand befinden sich demnach im zweiten Wasserbehälter eine Warmwasserschicht und eine Kaltwasserschicht, die im Wärmetausch miteinander stehen, wobei das Maß dieses Wärmetauschs von den Anteilen dieser beiden Wassermengen bestimmt wird, wobei die hierfür zur Verfügung stehende Zeit ebenfalls eine Rolle spielt. Die Temperatur des entnommenen Heißwassers kann demnach erheblichen Schwankungen unterliegen.

Es ist weiterbin bekannt, die Kühlhäusern, Kühlräumen, Kühltheken usw. durch Kühlaggregate entzogene Wärme in der Weise nutzbar zu machen, indem der diese Wärme abführende Kreislauf mit einem Wasserbehälter einen Wärmetauscher bildet, der von dem Wasserversorgungsnetz gespeist wird. Ein wesentlicher Nachteil liegt ebenfalls darin, daß sich in dem Wasserbehälter eine Mischtemperatur einstellt, die durch di? schwankende Wärmezufuhr und die unregelmäßige Wasserentnahme stärket· Schwankungen unterliegt. Im allgemeinen wird jedoch Warm- bzw. Heißwasser konstanter Temperatur benötigt, zum Beispiel in Metzgereien bei der Wurstherstellung.

Es sind weiterhin Wassererhitzungsanlagen bekannt (DE-OS 27 29 668), die zur Erzeugung von Heißwasser zweier untersc hiedlicher Temperaturen dienen, wobei durch eine besondere konstruktive Ausbildung der zum Einsatz kommenden Wärmetauscher unter Verwendung von gelochten Scheiben es möglich ist. Heißwasser schon nach kurzer Inbetriebnahme zu entnehmen. Die obengenannten Probleme sind jedoch nicht angeschnitten.

Hs sind weiterhin Heißwasserbereiter fiir Haushaltszwecke bekannt (DE-CiM 74 14 245). «lie durch gelochte Platten unterteilte Kammern aufweisen. Unterhalb dieser Platten befinden sich die Heizschlangen, sodaU das durch die Heizschlangen aufgeheizte Wasser durch diese Öffnungen in die obere Kammer strömt und sich dort mil dem auf niedrigerer Temperatur befindlichen Wasser vermischt. Auf diese Weise wird eine unzulässig hohe Aiistritlsiemperatur d_cs Heißwassers aus den Heißwasserbereitern vermieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Warmwasserbereiter der eingangs erwähnten An derart auszubilden, daß das entnommene Wasser eine im wesentlichen konstante Austrittslempcralur hai.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Warmwasser-Zuflußleitung /wischen dem

ersten Wasserbehälter und dem temperaturgesteuerten Magnetventil eine Umwälzpumpe angeordnet ist und die Verbindungsleitung ein temperaturgesteuertes Magnetventil aufweist, die Wannwasser-Zuflußleitung zwischen der Umwälzpumpe und dem ersten Wasserbe- ί halter Ober eine mit einem Rückschlagventil versehene Leitung mit einer Abzweigung der Verbindungsleitung zwischen dem zweiten Wasserbehälter und dem temperaturgesteuerten Magnetventil verbunden ist, und daß die Yerbindungsleitung zwischen dem ersten to Wasserbehälter und dem temperaturgesteuerten Magnetventil über eine Abzweigung, die Kaltwasser-Zuleitung und ein Rückschlagventil mit dem Wasserversorgungsnetz in Verbindung steht, wobei das in der Leitung angeordnete Rückschlagventil die Warmwasser-Zufluß- < ■> leitung absperrend und das in der Kaltwasser-Zuleitung angeordnete Rückschlagventil das Wasserversorgungsnetz absperrend ausgebildet ist

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß das entnommene Heiß- bzw. Warmwasser eine im wesentli- -*> chen konstante Temperatur hat Bei ruhender Umwälzpumpe und bei, mit ihr schallendem, geschlossenem Magnetventil steht über das geöffnete Rückschlagventil der Kaltwasser-Zuleitung der Wasserdruck des Wasserversorgungsnetzes im ersten Wasserbehälter an, d. h. « dieser ist vollständig gefüllt In gieicher Weise ist auch der zweite Wasserbehälter ebenfalls gefüllt Durch die Abfallwärme, z. B. eines Kühlhauses, wird im ersten Wasserbehälter das Wasser erwärmt und sammelt sich in seinem oberen Bereich an. Sobald die Endtemperatur «· erreicht ist, wird die Umwälzpumpe in Betrieb gesetzt und das mit ihr schaltende Magnetventil geöffnet Als Folge davon wird Warmwasser in den zweiten Wasserbehälter gepumpt, wobei aus diesem über das geöffnete Magnetventil Wasser aus diesem zweiten, ^|r> geschlossenen Wasserbehälter in den ersten Wasserbehälter strömt. Hierbei ist das Rückschlagventil geschlossen, da der Druck der Umwälzpumpe höher ist als der Druck im Wasserversorgungsnetz.

Vorteilhaft wird erfindungsgemäß das Wasser aus ■"> dem ers.en geschlossenen Wasserbehälter an seiner höchsten Stelle abgepumpt und dem zweiten in seiner oberen Hälfte zugeführt wobei gleichzeitig das aus ihm strömende Wasser vorteilhaft dem ersten Wasserbehälter an seiner untersten Stelle zugeführt wird. Hierbei ^ll soll erfindungsgemäß die Strömungsgeschwindigkeit niedrig sein, so daß in den eisten Wasserbehälter einströmendes Wasser sich als Kaltwasserschicht im Bodenbereich absetzt und das warme Wasser auf dieser Schicht aufschwimmt. w

Der erste Wasserbehälter weist eine gute Isolation auf seiner Außenfläche auf, während der zweite eine herkömmliche Isolierung aufweist und ein mehrfaches Volumen des ersten Wasserbehälters hat.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die " temperaturgesteuerten Ventile mit einer Steuereinrichtung versehen und in der Warmwasser-Zuflußleitung am ersten Wasserbehälter ist ein die Umwälzpumpe und die beiden Magnetventile steuernder Temperaturfühler angeordnet. Hierdurch wird erreicht, daß in Abhängig- ^h" keil von der Maximaltempcratur im obersten Bereich des ersten Wasserbehälters die Förderung des Warmwassers in den zweiten Wasserbehälter erfolgt.

In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist am zweiten Wasserbehälter eine Warmwasser- ^M AbluuNeitung mit einem Zapfventil angeordnet, vor dem eine Abzweigleitung mit einem Magnetventil vorgesehen ist, dit mit der Abzweigung in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Wasserbehältern in Verbindung steht

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann für das in der Abzweigleitung angeordnete Magnetventil eine einstellbare Zeitschaltuhr vorgesehen sein, wobei zusätzlich für die Umwälzpumpe und das mit ihr schaltende Magnetventil, sowie das in der Warmwasser-Zuflußleitung angeordnete Magnetventil eine zusätzlich einstellbare Zeitschaltuhr vorgesehen ist Mittels der ersten Zeitschaltuhr kann vor der ersten Wasserentnahme Warmwasser der Maximaltemperatur aus dem ersten Wasserbehälter in den zweiten gepumpt werden. Die zweite Zeitschaltuhr dient dazu, vor der ersten Wasserentnahme das abgekühlte Wasser aus der Wasserentnahmeleitung in den ersten Wasserbehälter zu pumpen, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn es sich über Nacht abgekühlt hat, sodaß dieses temperierte Wasser nicht über das Zapfventil bzw. die Wasserentnahmestelle ungenutzt abfließen muß.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erl? ;ert Es zeigt

F i g. 1 einen Warmwasserbereiter, «"chcmatisch

Fig.2 ein Anordnungsbeispiel für das im zweiten Behälter angeordnete Rohr.

In F i g. 1 ist ein Kühlhaus 1 bzw. eine Kühltheke 2 mit Küb'aggregaten 3 bzw. 4 dargestellt Jedes weist eine Kühlleitung 31 bzw. 41 auf, die in dem zu kühlenden Bereich verlaufen. In konventioneller Form steht hierbei der Abschnitt 32 bzw. 42 mit der Umgebung in wärmeabgebendem Kontakt, wobei die Wärmeabgabe durch nicht bezifferte Ventilatoren erhöht werden kann.

In Bypass-Schaltung sind die die Abfallwärme an einen Wasserbehälter 5 abgebenden Leitungen 35 bzw. 45 über ein Handabsperrventil 34 bzw. 44 und einen Druckkonstantregler 36 bzw. 46 geschaltet. Sie sind möglichst tief im Wasserbehälter 5 angeordnet und zwar derart, daß sie über möglichst große Flächen die Wärme an das Wasser abgeben. Der Wasserbehälter steht über eine Kaltwasser-Zuleitung 6 mit dem Wasserversorgungsnetz 7 in Verbindung und weist ein in Richtung des Wasserversorgungsnetzes sich schließendes Rückschlagventil 8 auf. In der Kaltwasser-Zuleitung 6 befindet sich zwischen dem Rückschlagventil 8 und dem Wasserbehälter 5 eine Abzweigleitung 9, die über eine Verbindungs-Leitung 9', in der ein Magnetventil 9" angeordnet ist, mit einem zweiten Wasserbehälter i 3 verbunden ist.

Dieser zweite Wasserbehälter 13 ist mit dem Wasserbehälter 5 über dessen Abflußleitung, d. h. der Warmwasser Zuflußleitung 10 verbunden, in der eine Umwälzpumpe Il und ein ihr nachgeschaltetes Magnetventil 12 angeordnet sind. Die Warmwasser-ZufluBk-itung 10 ist am ersten Wasserbehälter I} im olv-rnn Drittel angeschlossen.

Die Warmwasser-Zuflußleitung 10 weist zwischen dem ersten Wa-cerbehälter und der lli.iwälzpumpe 11 eine Abzweigung 20 auf. Diese Abzweigung ist über eine Leitung 20' mit einer Abzweigung 18 in der Verbindungsleitung 9' zwischen dem Magnetventil 9" und dem /wei.dn Wasserbehälter 13 verbunden Von der Abzweigung 18 führt eine Abzweigleitung lfe Über ein Magnetventil 17 zur Warmwasser-Ablauflcitiing 14 des Wasserbehälters IJ und ist zwischen einrin Zapfventil 15 und dem Wasserbehälter Il angeschlossen.

In der Leitung 20' ist ein in Richtung zum zweiten Wasserbehälter sich öffnendes Rückschlagventil 19 angeordnet. Der erste Wasserbehälter 5 weist im

Bereich der Warmwasser-Zuflußleitung 10 einen Temperaturfühler 21 auf, der über eine Signalleitung 21' mit dem Eingang einer Steuereinrichtung 22 verbunden ist. Auf die Ausgänge dieser Steuereinrichtung sind die Umwälzpumpe U und zwar über eine Leitung 23 und Ober eine Leitung 24 das Magnetventi! 12 und über eine Leitung 22' das Magnetventil 9" aufgeschaltet.

Mit einer Zeitschaltuhr 25 sind die Umwälzpumpe 11, das Magnetventil 12 und das Magnetventil 9" über Leitungen 27 bzw. 26 bzw. 25' verbunden. Eine weitere Zeitschaltuhr 28 ist Ober eine Leitung 29 mit dem Magnetventil 17 verbunden.

Nicht eingezeichnet sind der Übersicht halber Überdruckventile, die zum Abbau unzulässig hoher Drücke dienen, die sich durch die Inbetriebnahme der Umwälzpumpe und auch aurch die Erwärmung des Wassers einstellen können.

Bei der Inbetriebnahme des Warmwasserbereiters strömt zunächst Wasser aus dem Wasserversorgungsnetz 7 über die Kaltwasser-Zulaitung 6 in den ersten Wasserbehälter 5, füllt diesen und strömt dann über die Warmwasser-ZufluDleitung 10, die Leitung 20' und die Abzweigung 18 in den zweiten Wasserbehälter 13 und füllt diesen ebenfalls.

Die Rückschlagventile 8 und 19 sind hierbei geöffnet, und die Magnetventile 9", 12 und 17 geschlossen.

Im ersten Wasserbehälter wird das Wasser erwärmt Das Warmwasser bildet im oberen Bereich eine Schicht mit einer bestimmten Austrittstemperatur. Diese Temperatur wird der Steuereinrichtung 22 zugeführt, die bei Anzeige der Maximaltemperatur die Umwälzpumpe Il einschaltet und gleichzeitig die Magnetventile 9" und 12 öffnet.

Das Wasser mit der Maximaltemperatur wird in den zweiten Wasserbehälter 13 gepumpt. Gleichzeitig wird die entsprechende Wassermenge aus dem zweiten Wasserbehälter in den ersten gepumpt. Hierbei sind die Rückschlagventile 8 und 19 geschlossen. Sobald der Temperaturfühler 21 eine niedrigere Temperatur anzeigt, wird die Umwälzpumpe 11 abgeschaltet und die Magnetventile 12 und 19" werden wieder geschlossen.

Auf der Schicht mit weniger warmen Wasser im zweiten Wasserbehälter 13 schwimmt jetzt die Wasserschicht mit der Maximaltemperatur. Warmwasser kann ΐ über das Zapfventil 15 entnommen werden. Die entsprechende Menge an Kaltwasser strömt aus dem Wasserversorgungsnetz 7 ober das sich öffnende Rückschlagventil 8 in den ersten Wasserbehälter 5.
Diese Vorgänge wiederholen sich sooft bis der zweite

ίο Wasserbehälter 13 mit Warmwasser der Maximaltemperatur gefüllt ist Falls in diesem Falle die Kühlaggregate weiterhin erhebliche Wärmemengen produzieren, die nicht mehr von dem Warmwasserbereiter aufgenommen werden können, erfolgt die Wärmeabfuhr in an sich bekannter Weise Ober die Abschnitte 32 und 42 bei eingeschalteten Ventilatoren, die nicht beziffert sind.

Vor der ersten Wasserentnahme, beispielsweise nach Arbeitsbeginn am Morgen, wird durch die zuvor eingestellte Zeitschaltuhr 28 vor dem Arbeitsbeginn das Wasser aus der Warmwasser-Äbiauileitung i4 über das geöffnete Magnetventil 17 bei laufender Umwälzpumpe 11 in den ersten Wasserbehälter 5 gepumpt, wobei Warmwasser aus dem ersten Wasserbehälter in den zweiten gepumpt wird. In diesem Falle müssen die beiden Zeitschaltuhren 25, 28 zusammen schalten, was durch die strichlinierte Wirkungslinie angedeutet ist. In gleicher Weise ist es auch möglich, nur mittels der ersten Zeitschaltuhr 25 vor Arbeitsbeginn Warmwasser aus dem ersttw Wasserbehälter 5 in den zweiten zu pumpen,

x> wobei dann aus dem zweiten die entsprechende Menge in den ersten Ober die Verbindungsleitung 9' bei geöffneten Magnetventilen 9" und J2, sowie laufender

Umwälzpumpe 11 gelangt

In den Wasserbehälter 13 ragt das Rohr 40 mit zur

» Behälterdecke 42* zeigenden offenen Längsschlitzen 41'.

Gemäß dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Rohr 40 auch siebartig ausgebildeten Bereich 42" aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeich

Claims

Patentansprüche:

1. Warmwasserbereiter, bestehend aus einem mit einer Heizschlange und einer Kaltwasser-Zuleitung versehenen ersten Wasserbehälter und einem zweiten Wasserbehälter, der über eine ein temperaturgesteuertes Ventil aufweisende Warmwasser-Zuflußleitung mit dem ersten Wasserbehälter verbunden ist und wobei die Bodenbereiche der beiden Wasserbehälter eine Verbindungsleitung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Warmwasser-Zuflußleitung (10) zwischen dem ersten Wasserbehälter (5) und dem temperaturgesteuerten Magnetventil (12) eine Umwälzpumpe (11) angeordnet ist und die Verbindungsleitung (9*) ein temperaturgesteuertes Magnetventil (9") aufweist, die Warmwasser-Zuflußleitung (10) zwischen der Umwälzpumpe (11) und dem ersten Wasserbehälter (S) über eine mit einem Rückschlagventil (19) versehene Leitung (20') mit einer Abzweigung (18) der Verbindungsleitung (9') zwischen dem zweiten Wasserbehälter (i3) und dem lemperaturgesleuerten Magnetventil (9") verbunden ist, und daß die Verbindungsleitung (9') zwischen dem ersten Wasserbehälter (5) und dem temperaturgesteuerten Magnetventil (9") über eine Abzweigung (9), die Kaltwasser-Zuleitung (6) w.d ein Rückschlagventil (8) mit dem Wasserversorgungsnetz (7) in Verbindung steht, wobei das in der Leitung (20') angeordnete Rückschlagventil (19) die Warmwas- $er-Zuflußleitung (10) absperrend und das in der Kaltwass..--Zuleitung (6) angeordnete Rückschlagventil (8) das Wasserversorgungsnetz (7) absperrend ausgebildet ist.

2. Warmwasserbereiter na<"h Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturgesteuerten Magnetventile (9", 12) mit einer Steuereinrichtung (22) versehen sind und in der Warmwasser-ZufIuB-ieitung (10) am ersten Wasserbehälter (5) ein die Umwälzpumpe (U) und die beiden Magnetventile (9", 12) steuernder Temperaturfühler (21) angeordnet ist.

3. Warmwasserbereiter nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Wasserbehälter (13) eine Warmwasser-Ablaufleitting (14) mit einem Zapfventil (15) angeordnet ist, vor dem eine Abzweigleitung (16) mit einem Magnetventil (17) Vorgesehen ist, die mit der Abzweigung (18) in der Verbindungsleitung (9') /wischen den beiden Wasserbehältern (5,13) in Verbindung steht.

4. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1 bis J. dadurch gekennzeichnet, daß für das in der Abzweigleitung (16) angeordnete Magnetventil (17) eine einstellbare Zeitschaltuhr (28) vorgesehen ist.

5. Warmwasserbereiter nach Anspruch I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß für die Umwälzpumpe (II) und das mit ihr schaltende Magnctveniil (9"), towie das in der Warmwasser /uflußleiliing (10) ungeordnete Magnetventil (12) eine zusätzlich einstellbare Zeitschaltuhr (25) vorgesehen isi

ö, Warmwasserbereiter nach Anspruch ! bis ^r>, dadurch gekennzeichnet, daß in dem /weilen Wasserbehüller(13)cin Rohr(40)angeordnet ist,das in Richtung /ur Behalterdecke (42') offene l.iingsschlit/e (41') aufweist.

7. Warmwasserbereiter nach Anspruch I bis t, dadurch gekennzeichnet, daß in dem /weilen Wasserbehälter(13) ein Rohr(40) angeordnet ist,das in Richtung zur Behälterdecke (42') einen siebartig ausgebildeten Bereich (42") aufweist