DE29909526U1

DE29909526U1 - Warmwasserbereitungssystem im Durchfluß-Gegenstrom-Prinzip

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Publication number: DE29909526U1
Application number: DE29909526U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2009-06-02

Description

Beschreibung

Warmwasserbereitungssystem im Durchfluß-Gegenstrom-Prinzip

Die Erfindung betrifft ein Warmwasserbereitungssystem für Trinkwasser.

Bei bekannten Pufferspeichern, die durch einen Wärmeerzeuger, vorzugsweise einen Heizkessel, mit Warmwasser beladen werden, wird durch die gewählte Art der Anordnung der Heizfläche im Speicher sowie durch die Einbindung der Zirkulationsleitung direkt in den Speicher und die damit verbundene Nachwärmung des Zirkulationswassers im Speicher selbst die Temperaturschichtung im Speicher während des Betriebes erheblich gestört wird. Diese Störung der Schichtung führt dazu, daß die Speicher nur unvollkommen entladen werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein im Durchfluß-Gegenstrom-Prinzip arbeitendes Warmwasserbereitungssystem zu entwickeln, dessen Pufferspeicher vollständiger entladen wird und das somit energetisch günstiger betrieben werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Warmwasserbereitungssystem aus einem Pufferspeicher, der über eine mit der Wärmezentrale verbundene Vorlaufleitung mit Heizwasser geladen wird, einer gewendelten rohrförmigen Wärmetauscherfläche aus korrosionsbeständigem Material, einer über die Trinkwasser-Austrittstemperatur geregelten Umwälzpumpe, einer Zirkulationsleitung, sowie Rücklaufanschluß und Meßfühlern besteht, wobei die gewendelte rohrförmige Wärmetauscherfläche von einem biegsamen, temperatur- und druckbeständigen Strömungsrohr so umgeben ist, daß ein ringförmiger Strömungsspalt entsteht und daß die Zirkulationsleitung in die gewendelte rohrförmige Wärmetauscherfläche einmündet.

In einer Ausfuhrungsvariante ist das Strömungsrohr gesickt, gewellt oder gerippt. Es besteht vorzugsweise aus einem Plastwerkstoff.

Die Zirkulationsleitung besteht in einer weiteren Ausgestaltung aus einem trinkwasserzugelassenen Plastwerkstoff. Zur Erzeugung einer hohen Wärmetauscherfläche bei vertretbarem Bauvolumen ist der gewendelte rohrförmige Wärmetauscher vorteilhafterweise gesickt, gewellt oder gerippt.

Aufbau und Funktion des Warmwasserbereitungssystems werden im folgenden beispielhaft beschrieben.

Figur 1 zeigt den Aufbau des Warmwasserbereitungssystems im Schema Der Pufferspeicher 1 ist über die Vorlaufleitung 2 zum Beladen mit Heizwasser und über eine Rücklaufleitung 3 mit der Wärmezentrale verbunden. Die Beladung erfolgt direkt und je nach Anwendungsfall mit einem Öl-, Gas- oder Festbrennstoffkessel, einer Elektroheizung, einer Wärmepumpe oder einer Solaranlage.

Im Pufferspeicher 1 ist eine gewendelte Wärmetauscherfläche 4 mit gleichmäßiger Steigung in Form von geripptem Edelstahlrohr eingelegt, die nach der erforderlichen Trinkwasser-Durchflußleistung dimensioniert ist. Diese Wärmetauscherfläche ist zur Temperaturtrennung von Puffer- und Heizwasser von einem biegsamen, gerippten und unten offenem Strömungsrohr 5 aus einem Plastmaterial zentrisch umgeben, so daß ein ringförmiger Querschnitt zum Durchtritt des Wassers freigegeben wird. Das Strömungsrohr 5 wird durch eine am Pufferspeicher außen installierte Umwälzpumpe 6 beschickt. In den Wärmetauscher 4 ist eine Zirkulationsleitung 7 eingeführt, die in einer vorgegebenen Tiefe einmündet. Im Fall der geringen Entnahme tritt das Kaltwasser bei EK in den Wärmetauscher 4 im unteren Teil des Speichers ein und erwärmt sich durch das Heizwasser im Strömungsrohr 5. Das Heizwasser wird dabei abgekühlt und erzeugt im Schwerkraftprinzip ein Nachströmen ohne Pumpenleistung über die Vorlaufladeleitung 8. Das Trinkwasser verläßt bei AT den Wärmetauscher 4 im oberen Teil des Speichers und das Pufferwasser tritt mit einer

maximalen Temperaturdifferenz von 5K gegenüber dem Kaltwasser aus dem Strömungsrohr 5 im unteren Teil des Pufferspeichers aus.

Im Fall der Spitzenentnahme tritt das Kaltwasser bei EK in den Wärmetauscher 4 ein und erwärmt sich durch das Heizwasser im Strömungsrohr 5. Bei Unterschreiten der vorab eingestellten Trinkwasser-Austrittstemperatur Tl läuft die Umwälzpumpe 6 an und drückt über die Ladeleitung 8 Pufferwasser im Gegenstrom in das Strömungsrohr 5. Durch die hier angewandte Einkreis-Temperaturdifferenzregelung kann die Umwälzpumpe 6 modulierend angesteuert werden. Das Pufferwasser tritt mit einer maximalen Temperaturdifferenz von 5K gegenüber dem Kaltwasser aus dem Strömungsrohr 5 im unteren Teil des Pufferspeichers aus. Durch die Anordnung des Strömungsrohr 5 wird eine wirksame Temperaturtrennung zwischen Puffer- und Heizwasser erreicht und damit eine Aufrechterhaltung der Schichtung im Pufferspeicher ermöglicht.

Die Deckung der Zirkulationsverluste erfolgt durch das Einströmen des Zirkulationswassers in einer festgelegten Tiefe in den Wärmetauscher 4 bei EZ und somit ohne Störung der Schichtung im Pufferspeicher. Je höher die erwarteten Zirkulationsverluste, umso tiefer muß bei sonst gleichen Bedingungen die Zirkulationsleitung 7 im Wärmetauscher 4 eingebracht werden. Das Zirkulationswasser erwärmt sich und strömt bei AT in das Netz.

Das erfindungsgemäße Warmwasserbereitungssystem ermöglicht die gezielte Ablage des abgekühlten Pufferwassers im unteren Bereich des Pufferspeichers und damit eine Warmwasserentnahme bis zur vollständigen Entladung.

Zirkulationsverluste können ohne Störung der Schichtung im Speicher abgedeckt werden. Mit dem Warmwasserbereitungssystem ist die Bereitstellung von Trinkwasser in geforderter Qualität, insbesondere hinsichtlich der Vermeidung von Legionellenbildung im Speicher und dem nachgeschalteten Verteilernetz, problemlos möglich.

Claims

1. Warmwasserbereitungssystem im Durchfluß-Gegenstrom-Prinzip, bestehend aus einem Pufferspeicher, der durch eine Wärmezentrale über eine Vorlaufleitung aufladbar ist, einer gewendelten rohrförmigen Wärmetauscherfläche aus gegen Wasser korrosionsbeständigem Material, einer über die Trinkwasser-Austrittstemperatur geregelten Umwälzpumpe, einer Zirkulationsleitung sowie Rücklaufanschluß und Meßfühlern, dadurch gekennzeichnet, daß die gewendelte rohrförmige Wärmetauscherfläche (4) von einem biegsamen, temperatur- und druckbeständigem Strömungsrohr (5) so umgeben ist, daß ein ringförmiger Strömungsspalt entsteht und daß die Zirkulationsleitung (7) in die gewendelte rohrförmige Wärmetauscherfläche (4) einmündet.

2. Warmwasserbereitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsrohr (5) gesickt, gewellt oder gerippt ist.

3. Warmwasserbereitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsrohr (5) aus einem Plastwerkstoff besteht.

4. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkulationsleitung (7) aus einem trinkwasserzugelassenen Plastwerkstoff besteht.

5. Warmwasserbereitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewendelte rohrförmige Wärmetauscherfläche (4) gesickt, gewellt oder gerippt ist.

6. Warmwasserbereitungssystem nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gewendelte rohrförmige Wärmetauscherfläche (4) aus hochlegiertem Edelstahl besteht.