DE29819586U1 - Process water layer storage - Google Patents

Process water layer storage

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Description

Gebrauchsmuster: Hans-Peter Leicht, Roland Sailer, Wolfgang Sailer - 89601 SchmiechenUtility model: Hans-Peter Leicht, Roland Sailer, Wolfgang Sailer - 89601 Schmiechen

Anlage 4
Beschreibung Annex 4
Description

BrauchwasserschichtenspeicherDomestic water storage tank

Die Erfindung bezieht sich auf einen optimierten Brauchwasserspeicher, der sowohl variablem Verbraucherverhalten als auch variabler Solarstrahlung gerecht wird.The invention relates to an optimized domestic hot water storage tank that takes into account both variable consumer behavior and variable solar radiation.

Bekannt sind Brauchwasserspeicher mit, in verschiedenen Höhen angeordneten, Wärmetauschern. Beispielsweise der Brauchwasserspeicher „Flamco STAG Standspeicher Duo-Solar", Firma Flamco Flexcon GmbH, Berliner Chaussee 29, 39307 Genthin und der „Solarspeicher", Firma Pro Solar Energietechnik GmbH, Deisenfangstraße 47-51, 88212 Ravensburg. Der untere Wärmetauscher wird üblicherweise zur Übertragung der Solarleistung an das Brauchwasser genutzt. Der obere Wärmetauscher dient zur konventionellen Nachheizung. Hierbei ist der nachheizbare Bereich durch die Anordnung des oberen Wärmetauschers begrenzt. Warmwasser wird durch einen Anschluß im oberen Speicherbereich gezapft, wobei kaltes Wasser im unteren Speicherbereich nachfließt.Domestic water storage tanks with heat exchangers arranged at different heights are well known. For example, the domestic water storage tank "Flamco STAG Standspeicher Duo-Solar", company Flamco Flexcon GmbH, Berliner Chaussee 29, 39307 Genthin and the "Solarspeicher", company Pro Solar Energietechnik GmbH, Deisenfangstraße 47-51, 88212 Ravensburg. The lower heat exchanger is usually used to transfer the solar power to the domestic water. The upper heat exchanger is used for conventional reheating. The area that can be reheated is limited by the arrangement of the upper heat exchanger. Hot water is drawn off through a connection in the upper storage area, with cold water flowing into the lower storage area.

Die Einspeicherung von Wärme erfolgt immer nachteilig turbulent. Das aufheizbare Speichervolumen, welches von der Wärmetauscherposition abhängig ist, wird insgesamt immer gleichmäßig und turbulent aufgeheizt. Dies erfordert relativ lange Heizzeiten bis Brauchwasser mit akzeptabler Temperatur gezapft werden kann. Weiterhin ist im Hinblick auf variablen Wannwasserbedarf mit obigen Speichern nur schwer reagierbar. Ist, beispielsweise in Sportanlagen, an verschiedenen Tagen mit erhöhtem Warmwasserbedarf zu rechnen, so muß der Nachheizkessel, falls die Sonne keinen signifikanten Beitrag leisten kann, eine dafür ausgelegte Wärmeleistung liefern können. Ist ein geringer Warmwasserbedarf zu erwarten, so kann darauf nicht in der Art reagiert werden, daß ein definiertes Wasservolumen ausschließlich erwärmt wird. Wird ein Brennwertgerät zur Nacherwärmung eingesetzt, so ist nicht gewährleistet, daß diesem möglichst kaltes Heizwasser zugeführt wird. Somit wird das Gerät nicht mit optimaler Kondensation und Energieausnutzung betrieben.The storage of heat is always disadvantageously turbulent. The heatable storage volume, which depends on the position of the heat exchanger, is always heated evenly and turbulently. This requires relatively long heating times until domestic water can be drawn off at an acceptable temperature. Furthermore, it is difficult to react to variable hot water requirements with the above storage tanks. If, for example, in sports facilities, increased hot water requirements are to be expected on different days, the reheating boiler must be able to provide a heat output designed for this if the sun cannot make a significant contribution. If a low hot water requirement is to be expected, it is not possible to react to this by exclusively heating a defined volume of water. If a condensing boiler is used for reheating, there is no guarantee that the coldest possible heating water will be supplied to it. The device is therefore not operated with optimal condensation and energy utilization.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Warmwasserspeicher-System anzugeben, in welchem das gesamte Wasservolumen sowohl mit Sonnenenergie als auch mit einem Nachheizkessel erwärmt werden kann.The invention is based on the object of specifying a hot water storage system in which the entire water volume can be heated both with solar energy and with a reheating boiler.

Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.This problem is solved with the features listed in claim 1. The subclaims contain advantageous embodiments and further developments of the invention.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß sowohl mit der konventionellen Heizung als auch mit der Sonne, das Wasservolumen vollständig erwärmt werden kann. Bei der Verwendung eines selbstregelnden Schichtenladesystems (c) kann das durch die Sonne erwärmte Wasser, abhängig von dessen Dichte, in die Wasserschicht gleicher Dichte eingeleitet werden. Dies ermöglicht die Nutzung der Solarenergie auch bei kleiner Strahlungsleistung. Reicht das solare Energieangebot nicht aus, so kann mit einem konventionellen Heizkessel oder Elektroheizstab nachgeheizt werden. Der entscheidende Vorteil hierbei ist, daß die Brauchwassermenge bedarfsentsprechend von 0% bis 100% des Brauchwasservolumens erwärmt werden kann. Es können somit Energieverluste aufgrund zu großer Warmwasservorhaltemengen reduziert werden. Weiterhin ermöglicht dieThe invention ensures that the water volume can be fully heated with both conventional heating and the sun. When using a self-regulating layered charging system (c), the water heated by the sun can be fed into the water layer of the same density, depending on its density. This enables the use of solar energy even with low radiation output. If the solar energy supply is not sufficient, additional heating can be provided using a conventional boiler or electric heating rod. The decisive advantage here is that the amount of domestic water can be heated as required from 0% to 100% of the domestic water volume. Energy losses due to excessive amounts of hot water can thus be reduced. Furthermore, the

Gebrauchsmuster: Hans-Peter Leicht, RolancfSailer, Wolfgang Sailer - 89601 SchmiechenUtility model: Hans-Peter Leicht, Roland Sailer, Wolfgang Sailer - 89601 Schmiechen

Erfindung, eine sehr reaktionsschnelle Warmwasserbereitung. Sowohl System (c) als auch System (d) ermöglicht die sofortige Erwärmung des oberen Wasservolumens.Invention, a very responsive hot water preparation. Both system (c) and system (d) enable the immediate heating of the upper water volume.

Das System kann vorteilhaft in Sportstätten, Tennisheimen etc. eingesetzt werden. Schwankender Wannwasserbedarf bewirkt in den meisten Fällen eine wesentlich größere Menge an bevorratetem warmen Wasser als gebraucht wird. Mit der erfindungsgemäßen Lösung lassen sich Energie und Kosten einsparen.The system can be used advantageously in sports facilities, tennis clubs, etc. Fluctuating hot water requirements in most cases result in a much larger amount of hot water being stored than is actually needed. The solution according to the invention saves energy and costs.

Fig. 1 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel.Fig. 1 shows an advantageous embodiment.

Der Brauchwasserspeicher verfügt über mindestens einen Zulauf (a) im unteren Speicherbereich und mindestens einen Ablauf (b) im oberen Speicherbereich. Die Brauchwassererwärmungsvorrichtungen (d)(c), einschließlich deren Wärmetauscher sind an die Flanschdeckel (g)(h) montiert, und durch die Montageöffnungen in den Speicherraum eingeführt. Zur Temperaturerfassung sind Tauch-, Anlegethermostate oder Temperatursensoren (Tl bis Tx) vorgesehen.The domestic hot water storage tank has at least one inlet (a) in the lower storage area and at least one outlet (b) in the upper storage area. The domestic hot water heating devices (d)(c), including their heat exchangers, are mounted on the flange covers (g)(h) and introduced into the storage space through the mounting openings. Immersion or contact thermostats or temperature sensors (Tl to Tx) are provided for temperature measurement.

Funktion:Function:

Erwärmt sich auf Grund solarer Einstrahlung der Wärmetauscher (e), so wird das Wasser in der Umgebung des Wärmetauschers (e) erwärmt, mit der Folge, daß das erwärmte Wasser in den Kanal (c) eintritt. Dieser Vorgang lässt automatisch kaltes Wasser (i) nachfließen. Durch die Gestaltung von Kanal (c) hat nun das erwärmte Wasser die Möglichkeit, abhängig von seiner Dichte, an der Stelle in den Speicher, ohne schädlicher Turbulenzen zu erzeugen, einzutreten, an der dieselbe Temperatur vorherrscht.If the heat exchanger (e) heats up due to solar radiation, the water in the area around the heat exchanger (e) is heated, with the result that the heated water enters the channel (c). This process automatically allows cold water (i) to flow in. Due to the design of channel (c), the heated water now has the opportunity, depending on its density, to enter the storage tank at the point where the same temperature prevails without causing harmful turbulence.

Erwärmt sich auf Grund konventioneller Heizung der Wärmetauscher (f) beziehungsweise als Substitut ein Elektroheizstab, so wird das Wasser in der Umgebung des Wärmetauschers (f) erwärmt, mit der Folge, daß das erwärmte Wasser in den Kanal (d) eintritt. Dieser Vorgang lässt ebenfalls automatisch kaltes Wasser (i) nachfließen. Da die konventionelle Heizung mit einer konstanten Temperatur betrieben wird, kann das auf Zieltemperatur erwärmte Wasser sofort im oberen Speicherraum eingeleitet werden. Der Speicher wird somit von oben nach unten geschichtet mit warmem Wasser gefüllt. Mit dieser Technik ist es nun möglich den Speicher bedarfsabhängig, diskret von 0% bis 100%, aufzuheizen. Beim vorzustellenden System kann der Bedarf programmiert werden. Die Steuerung wird von einer Elektronik in Kombination mit Anlege-oder Tauchthermostaten oder Themperatursensoren übernommen.If the heat exchanger (f) or an electric heating rod as a substitute heats up due to conventional heating, the water in the area around the heat exchanger (f) is heated, with the result that the heated water enters the channel (d). This process also automatically allows cold water (i) to flow in. Since the conventional heating is operated at a constant temperature, the water heated to the target temperature can be immediately introduced into the upper storage space. The storage tank is thus filled with warm water in layers from top to bottom. With this technology it is now possible to heat the storage tank as needed, discretely from 0% to 100%. The system presented here can be programmed to meet the need. The control is carried out by electronics in combination with contact or immersion thermostats or temperature sensors.

Die Wärmeübertragung ist vorteilhaft im Kreuzgegenstromverfahren vorgesehen. Hierbei können sowohl Glattrohr-, als auch Rippenrohrwärmetauscher verwendet werden. Zur Lösung der Kalkproblematik ist eine Entkalkungsvorrichtung vorgesehen.The heat transfer is advantageously provided in a cross-counterflow process. Both smooth tube and finned tube heat exchangers can be used. A descaling device is provided to solve the limescale problem.

Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes AusfuhrungsbeispielFig. 2 shows a preferred embodiment

Im Unterschied zu Fig. 1 werden die Wärmetauscher (f)(e) so positioniert und über die Flansche (g)(h) mit der Behälterwandung befestigt, daß die Wärmeaustauscher und die Leitsysteme, seitlich aus- und eingebaut werden können. Die Enden der Wärmetauscherspiralen werden abgedichtet durch die, den Wärmetauscher umgebendeIn contrast to Fig. 1, the heat exchangers (f)(e) are positioned and secured to the vessel wall via the flanges (g)(h) in such a way that the heat exchangers and the control systems can be removed and installed from the side. The ends of the heat exchanger spirals are sealed by the

Gebrauchsmuster: Hans-Peter Leicht, RolanS Safler, Wolfgang Sailer - 89601 SchmiechenUtility model: Hans-Peter Leicht, RolanS Safler, Wolfgang Sailer - 89601 Schmiechen

Wandung, geführt. Die Verbindungsleitungen von diesen Durchgängen zum Flansch sind wärmeisoliert. Der Einlauf (a) und Auslass (b) kann auch horizontal erfolgen.wall. The connecting lines from these passages to the flange are thermally insulated. The inlet (a) and outlet (b) can also be horizontal.

Die Prallplatten (k) ermöglichen ein turbulenzarmes Aus- und Einströmen von Wasser in den Speicher.The impact plates (k) enable water to flow in and out of the storage tank with little turbulence.

Claims (10)

Gebrauchsmuster: Hans-Peter Leicht, Roland Sailer, Wolfgang Sailer - 89601 Schmiechen Anlage 6 SchutzansprücheUtility model: Hans-Peter Leicht, Roland Sailer, Wolfgang Sailer - 89601 Schmiechen Appendix 6 Protection claims 1. Brauchwasserspeicher mit einem Zulauf im unteren Speicherbereich (a) und einem Ablauf im oberen Speicherbereich (b), dadurch gekennzeichnet, daß, mehrere Wärmetauscher (e)(f) im unteren Speicherbereich mit Leitsystemen (d)(c) ausgestattet sind, die bewirken, daß erwärmtes Wasser in den oberen Speicherbereich, ohne Vermischung mit Wasser anderer Dichte, geleitet werden kann.1. Domestic water storage tank with an inlet in the lower storage area (a) and an outlet in the upper storage area (b), characterized in that several heat exchangers (e)(f) in the lower storage area are equipped with control systems (d)(c) which ensure that heated water can be directed into the upper storage area without mixing with water of a different density. 2. Brauchwasserspeicher nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Sonne erzeugte Warmwasser mit einem selbstregelnden, dichteabhängigen Schichtenlader (c) im Brauchwasserspeicher eingeschichtet wird.2. Domestic water storage tank according to protection claim 1, characterized in that the hot water generated by the sun is stratified in the domestic water storage tank using a self-regulating, density-dependent stratified charger (c). 3. Brauchwasserspeicher nach Schutzanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das konventionell erwärmte Wasser direkt in den oberen Speicherbereich in einem Kanal (d) geleitet wird.3. Domestic water storage tank according to claims 1 and 2, characterized in that the conventionally heated water is fed directly into the upper storage area in a channel (d). 4. Brauchwasserspeicher nach Schutzanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konventionelle Erwärmung des Brauchwassers mit einem Elektroheizstab anstelle eines Wärmetauschers (f) erfolgt.4. Domestic water storage tank according to claims 1 to 3, characterized in that the conventional heating of the domestic water takes place with an electric heating rod instead of a heat exchanger (f). 5. Brauchwasserspeicher nach Schutzanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Glattrohrwärmetauscher Verwendung finden.5. Domestic water storage tank according to claims 1 to 3, characterized in that smooth tube heat exchangers are used. 6. Brauchwasserspeicher nach Schutzanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Rippenrohrwärmetauscher Verwendung finden.6. Domestic water storage tank according to claims 1 to 3, characterized in that finned tube heat exchangers are used. 7. Brauchwasserspeicher nach Schutzanspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß, die Wärme im Gegenstrom oder Kreuzgegenstrom an das Brauchwasser übergeben wird.7. Domestic water storage tank according to protection claims 1 to 6, characterized in that the heat is transferred to the domestic water in countercurrent or cross-countercurrent. 8. Brauchwasserspeicher nach Schutzanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, die bedarfsabhängige konventionelle Wassererwärmung elektronisch gesteuert wird.8. Domestic water storage tank according to claims 1 to 3, characterized in that the demand-dependent conventional water heating is controlled electronically. 9. Brauchwasserspeicher nach Schutzanspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher einschließlich deren Leitsysteme mittels Flanschanbindung (g)(h) montiert und demontiert werden können.9. Domestic water storage tank according to protection claims 1 to 8, characterized in that the heat exchangers including their control systems can be assembled and disassembled by means of flange connections (g)(h). 10. Brauchwasserspeicher nach Schutzanspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche seitlich in der Größe montiert sind, daß die Wärmeaustauscher (e)(g) und die Leitsysteme (d)(c) durch diese Öffnungen entnommen und montiert werden können.10. Domestic water storage tank according to protection claims 1 to 9, characterized in that the flanges are mounted laterally in such a size that the heat exchangers (e)(g) and the control systems (d)(c) can be removed and installed through these openings.
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