DE3019318A1 - Heizungs- und warmwasserbereitungsanlage - Google Patents
Heizungs- und warmwasserbereitungsanlageInfo
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- F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
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Description
DR.-ING. EUGEN MÄIER ." DR.-ING."ECKHARD WOLF
STUTTGART
A 12 8. Mai 1980 • Solar Wärmetechnik - 4 ·? f - na
Beschreib u η q .
Die Erfindung betrifft eine Heizungs- und Warmwasserberei—
tungsanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben
Gattung.
Es ist eine Anlage dieser Art bekannt (DE-OS 27 15 268),
deren Wärmetauscher in einen Sonnenkollektorkreislauf eingebunden und als auf der Mantelfläche des Brauchwasser—
wärmers angeordnete Rohrschlange ausgebildet ist. Da die
Sonnenenergie vor allem ,in den Wintermonaten nicht in ausreichendem
Maße zur Verfügung steht, ist dort in dem .Speicherbehälter ein als elektrische Heizwendel ausgebildeter
Zusatzheizer vorgesehen.
Weiter ist bereits früher vorgeschlagen worden, die im Verflüssiger
einer Kältemaschine anfallende Abwärme mittels eines in einen Brauchwarmwasserbehälter eintauchenden
Wärmetauschers zur Warmwasserberextung zu verwenden. Die Nutzung der Verflüssigerwärme ist vor allem bei Betrieben
von Interesse, die über größe Kaiteaggregate mit ausreichen-
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der Wärmeabgabe auf der Verflüssigerseite verfugen. Hierzu
gehören u. a. Gaststätten, Hoteis, Metzgereien, Lebensmittelgroßhandlungen
und dgl. Der Anfall an Verflüssigerwärme einerseits und der Warmwasserbedarf andererseits sind in der Regel
allerdings zeitlich nicht aufeinander abgestimmt, so daß in Stoßzeiten für den Warmwasserbedarf keine oder nicht genügend
Verflüssigerwärme für die rasche Aufheizung des Brauchwassers anfällt und umgekehrt, bei Erreichen der Maximaltemperatur
im Brauchwasserwärmer eine ausreichende Kühlung der Kältemaschine nicht mehr gewährleistet ist. Die angestrebte Doppelfunktion einer Nutzung der Verflüssigerwärme für die Brauch- .
warmwasserbereitung und einer ausreichenden Kühlung des Kältemasehinenverflüssigers
kann mit einer solchen Anordnung daher nur unvollkommen realisiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizungs- und .Warmwasserbereitungsanlage der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Art zu schaffen, mit der eine annäherd vollständige
Nutzung der am Verflüssiger einer Kälteanlage anfallenden Abwärme und zugleich eine nahezu immer ausreichende Kühlung
des Kältemasehinenverflüssigers ohne Fremdkühlung gewährleistet
ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Anspruch 1 angegebene
Merkmalskombination vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
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aus den Unteransprüchen.
In dem erfindungsgemäßen, mit Wasser gefüllten Wärmespeicher
bildet sich bei entsprechend aufeinander abgestimmter Wärmezu- und abfuhr.ein relativ stabiles Temperaturprofil mit von unten,
nach oben ansteigender Temperatur aus. Demgemäß wir aufgrund
der erfindungsgemäßen Anordnung der direkt oder über einen Sekundärkreislauf mit der Verflüssigerwärme einer Kältemaschine beaufschlagten Wärmetauscher im unteren Bereich
des großvolumigen Speicherbehälters ständig eine Temperaturdifferenz vorhanden sein, die sowohl eine ausreichende Kühlung des Verflüssigers als auch eine annähernd vollständige
Abgabe der Verflüssigerwärme an den Wärmespeicher gewährleistet.
Um etwaige zeitlich unterschiedliche Variationen im Heiz- und Brauchwarmwasserbedarf einerseits und im
Wärmeanfall am Wärmetauscher andererseits weitgehend ausgleichen zu können, ist es zweckmäßig, den Wärmespeicher so
groß zu wählen, daß der maximale Wärmeinhalt bei normalen
Betriebsbedingungen mindestens das Fünffache der täglich
anfallenden, an den Wärmespeicher abgegebenen Verflüssigerwärme beträgt. ■ .
Zur Stabilisierung der Temperaturschichtung im Wärmespeicher ist es vorteilhaft, wenn der Wärmetauscher etwa auf der Höhe
eines im Speicherbehälter angeordneten, mit Kaltwasser beaufschlagten, dem Brauchwasserwärrner vorgeschalteten
. 130048/0348
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Brauchwasservorwäriner angeordnet ist. Eine weitere Verbesserung
in dieser Hinsicht kann dadurch erzielt werden, daß der den Wärmetauscher enthaltende Bereich des Speicherbehälters
durch eine vertikale wärmeleitende Trennwand von dem den Brauchwasservorwärmer und/oder die Rohranschlüsse
für den Heizkreislauf und für den Zusatzheizer enthaltenden
Bereich getrennt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist
der Wärmetauscher im unteren Viertel des Speicherbehälters
angeordnet, während die zum Heizkreislauf und zum Zusatzheizer führenden Rohranschlüsse sowie die Brauchwassernachwärmer
in der oberen Hälfte des Speicherbehälters angeordnet sind. Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest
ein Teil des Wärmetauschers durch eine in unmittelbarem
thermischem Kontakt mit der Mantelfläche des Brauchwasservorwärmers
befindliche Rohrschlange gebildet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen ■
Fig. 1 die Vorderansicht eines Wärmespeichers mit einem
Schema einer Heizungs- und Warmwasserbereitungsanlage;
Fig.2 einen Schnitt durch einen Wärmespeicher mit einem
Schema einer gegenüber Fig. 1 etwas abgewandelten
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Heizungs- und Warmwasserbereitungsanlage.
Die in der Zeichnung gezeigte Heizungs- und Warmwasser- .
bereitungsanlage enthält einen Großraum-Wärmespeicher 10 aus Stahl mit einem Wasserinhalt von beispielsweise fünf
bis zehn m , der für einen Betriebsdruck von typischerweise 0,8 bar ausgelegt ist* In der in Pig. I gezeigten
zweigeteilten Frontabschlußplatte 12 sind insgesamt drei
Flansche 14 für einen, untenliegenden Brauchwasservor—
wärmer 16 und zwei obenliegende Brauchwassernachwärmer
18 sowie zwei Flansche 20 für Wärmetauscher 22 vorgesehen. Außerdem enthält der.Wärmespeicher 10 Rohr- und Befesti—
gungsmuffen für folgende Anschlußgruppen: Zentralheizung
24, Brauchwarmwasser 26, Abwärmekreislaufe27 von Kältemaschinen 28, Sonnenkollektorkreislauf 30, Wärmepumpe 32,
Schwimmbadheizung 34 und Heizkessel 64, 68.
Die drei Brauchwarmwasserbereiter 16, 18 sind horizontal
im Wärmespeicher 10 angeordnet. Das Kaltwasser tritt an
dem Anschluß 36 in den Vorwärmer 16 ein, erwärmt sich dort
auf ca. 30-400C und gelangt über die Steigleitung 38
und die Anschlüsse 40 .in die beiden obenliegenden Nachwärmer'
18, in denen es auf 50 - 65 C aufgeheizt und über
die Anschlüsse 42 an die Warmwasserverbraucher 26 abgegeben
wird. Für die Überwachung der Wassertemperatur in den
Brauchwarmwasserbereitern 16, 18 sind geeignete Messfüh- '. . - 130048/034 &
■■-■-. ■■·-..-■■. . A 12 434 .
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ler 44 mit Anzeigeinstrumenten 46 vorgesehen.
Der Sonnenkollektorkreislauf 30 enthält mindestens einen zum Beispiel auf einem Gebäudedach angeordneten Sonnenkollektor
48 und ist über die Anschlüsse 50 an schlangenförmig auf den zylindrischen Mantelflächen der Brauchwarmwasserbereiter
16, 18 aufgeschweißten Wärmetauscherkanälen 52 angeschlossen. Vorrangig wird die Sonnenenergie
an die beiden obenliegenden Nachwärmer' 18 abgegeben. Nähert
sich aber die Temperatur im Kollektorkreislauf 30 der Nachwärmertemperatur
bis auf 5 K an, so ist ein wirksamer Wärmeübergang
zum Nachwärmer 18 nicht mehr gewährleistet. In einem solchen Falle wird der Sonnenkollektorkreislauf über
das Dreiwegeventil 54 auf den untenliegenden kälteren Vorwärmer
16 umgeleitet. In beider Fällen wird gleichzeitig Wärme auch unmittelbar an das Speicherwasser abgegeben. Die
Steuerung des Dreiwegeventils 54 erfolgt automatisch über ein Steuergerät 56, das sowohl über die Meßstellen 58 die
Temperaturen der Brauchwarmwasserbereiter 16, 18 als auch über die Meßstelle 60 die Temperatur am Ausgang des Sonnenkollektors
48 überwacht und auswertet. Über das Steuergerät 56 wird außerdem die im Kbllektorkreislauf angeordnete Umwälzpumpe
62 angesteuert.
Die Wärmetauscher 22 der die Verflüssigungswärme der Kühlaggregate
28 abführenden Abwärmekreisläufe 27 greifenhori-
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zontal in den unteren Bereich des Speicherbehälters 10
neben dem Brauchwasservorwärmer 16 ein. Lediglich der Übersichtlichkeit, halber ist in Fig. 2 der Wärmetauscher
22 über·dem Vorwärmer 16 eingezeichnet. Da sich innerhalb
des Wärmespeichers 10 eine Temperaturschichtung mit von unten nach oben ansteigender Temperatur einstellt, wird
durch die Anordnung der Wärmetauscher 22 im unteren Viertel
des Speicherbehälters 10 eine gute Wärmeabgabe an das Speicherwasser und damit eine ausreichende Wärmeabfuhr von den
Kühlaggregateri 22 gewährleistet. Die bisher nutzlos an die
Umwelt abgegebene Verflüssigungswärme großer Kühlaggregate
wird somit sinnvoll für die Raumklimatisierung und Brauchwarmwasserbereitung genutzt. Hinzu kommt, daß das jetzt lediglich
noch aus Sicherheitsgründen vorhandene Kühlgebläse am Kühlmaschinenverflüssiger in der Regel abgeschaltet bleibt
und somit keinen Strom verbraucht. .
Sofern, die über die Kühlaggregate 28 und den Sonnenkollek—
torkreislauf 30 zur Verfügung stehende Heizleistung nicht
ausreicht, können verschiedene Zusatzheizungen zugeschaltet werden. Dies gilt insbesondere in den Wintermonaten, in ;
denen das durch die Verflüssigungswärme und die Sonnenenergie vorgewärmte Speicherwasser zum Beispiel durch einen
Gas-Durchlauferhitzer 64 oder eine Wärmepumpe 32 auf die
für Heizungszwecke benötigte Vorlauftemperatür von 50 65
° C erwärmt wird. Aufgrund der großen Speicherkapazität
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ergeben,sich dabei lange Laufzeiten und optimale Wirkungsgrade.
Um auch einen eventuellen Spitzenbedarf decken zu können,
ist zusätzlich ein Öl-Heizkessel 68 in die Anlage eingebunden.
Das Heizungswasser wird durch die Heizungsumwälzpumpe 70
über den Anschluß 72 unmittelbar aus dem oberen Speicherbereich
entnommen und mit einem Vierwegemischer 74 auf die gewünschte Vorlauftemperatur heruntergemischt. Ein Teil
des an den Heizkörpern 24 abgekühlten Wassers gelangt über den ebenfalls noch in der oberen Hälfte des Speicherbehälters10
angeordneten Rücklaufanschluß 78 wieder zurück in den Speicherbehälter. Der Mischer 74 und die Heizungsumwälzpumpe 70 werden automatisch über ein Zentralsteuer.-gerät
80 gesteuert, das über einen Raumthermostat 82 die
Temperatur in den zu klimatisierenden Räumen überwacht.
Die Regelung der Speichertemperatur erfolgt über einen
Kesselthermostaten, der nach Maßgabe der Abweichung der an der Meßstelle 84 gemessenen von den vorgeschriebenen Speicher.temperaturen
den Gasbrenner 64 und/oder den Ölbrenner sowie die zugehörige Wasserumwälzpurr.pe 86 ein- und ausschaltet.
Durch die Anordnung der Kessel-Vor- und Rücklaufanschlüsse 88, 90 etwa in mittlerer Höhe des Speichers wird erreicht,
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daß im Bereich der Nachwärmer 18 eine etwa konstante Temperatur von 50-65 C erhalten wird, während gleichzeitig
im unteren Viertel des Speicherbehälters eine für die Kühlung, der Kältemaschinen 28 ausreichend niedrige Temperatur
beibehalten wird.
Die oben beschriebene Heizungs- und Warmwasserbereitungsanlage
ist besonders für Betriebe geeignet, die über Kühlaggregate relativ großer Leistung mit einem entsprechend großen
Anfall an Verflüssigerwärme verfügen, beispielsweise für
Gaststätten, Hotels, Metzgereien, Lebensmittelgroßhandlüngen
und dgl.
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Leerseite
Claims (7)
- DR.-ING. EUGEN ivfÄIER DR.-ING. ECKHARD WOLF' . PATENTANWÄLTE .■ ZUGELASSENEVERTRETERVOR DEM EUROPAISCHEN PATENTAMTD R B S D N K R B a'n K Λ Q TBLBFONi (Ο711) 34 0701/S · STUTTGART NR. 1030 034TELEGRAMME! Mentor - 7 STUTTGART 1, PISCHEKSTR, 19 (»oaTeCHeCK »tqt. aeaoo-7peΛ 12 434 0. Mai 1980 f - naSOLAR Wärmetechnik GrabH Breites.traOe 77980 Ravensburg 1. ;Heizungs- und Watmwasserbereitungsanlage■ · · · ' A ns ρ r ü ehe . ■( 1.J Heizungs- und Wartnwasserbereitungsanlage mit einem über entsprechende Vor-und Rücklaufanschlüsse unmittelbar an einen Heizkreislauf einer Warmwasserheizung anschließbaren Wärmespeicherbehälter, mindestens einem innerhalb des Speicherbehälters angeordneten Brauchwasserwärmer, mindestens einem in den Speicherbehälter eintauchenden, von einem Heizmedium durchströmten Wärmetauscher und130048/0348 ,■-■"·-. ν : · A 128. Mai 1980 Solar Wärmetechnik - 2 — " ■ f - namindestens einem in den Speicherbehälter eingreifenden oder über entsprechende Rohranschlüsse an den Speicherbehälter anschließbaren Zusatzheiser, d ad ure h g e k e η η ζ e i c h η et , daß der Wärmetauscher (22) .direkt oder über einen Sekundärkreislauf C27) mit der Verflüssigerwärme einer Kältemaschine (28)· beaufschlagbar ist und in einen Bereich unterhalb der Vor- und Rücklaufanschlüsse (72, 78? 88, 90) des Heizkreislaufs (24) und des Zusatzheizers (64? 68; 32) sowie unterhalb des Brauchwasserwarmers (18) etwa horizontal in den Speicherbehälter (10) eintaucht. ,
- 2. Anlage nach Anspruch 1, da durch g e k e η η— ze i c h η e t ., daß der Wärmetauscher (22) etwa auf der Höhe eines im Speicherbehälter (10) angeordneten, mit Kaltwasser (Anschluß 36) beaufschlagten, dem Brauchwasserwärmer (18) vorgeschalteten Brauchwasservorwärmer (16) angeordnet ist.
- 3. Anlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e η η .zeichnet , daß der den Wärmetauscher (22) enthaltende Bereich des Speicherbehälters (10) durch eine vertikale wärmeleitende Trennwand von dem den Brauchwasservorwärmer (16) enthaltenden Bereich getrennt ist.
- 4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ■ da durch130048/0348 ^, ■ ■ -. A 12 4348. Mai 1980 Solar Wärmetechnik - 3 - f - nag e k e η η ze i c h η et , daß der Wärmetauscher (22) im unteren Viertel und die zum Heizkreislauf (24) und zum .Zusatzheizer (64, 68) führenden Rohranschlüsse (72, 78; 88/ 90) sowie der Brauchwasserwärmer (18) in der oberen Hälfte des Speicherbehälters (10) angeordnet sind.
- 5. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch g e. k en η ζ ei c h η e t , daß zumindest ein Teil des Wärmetauschers durch eine in unmittelbarem thermischem Kontakt mit der Mantelfläche des Brauchwasservorwärmers befindliche Rohrschlange, gebildet ist.
- 6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e η η ζ ei σ h net , daß ' der den Wärmetauscher. (22) enthältende Bereich des Speicherbehalters (10) durch eine vertikale wärmeleitende Trennwand von dem die Rohranschlüss.e für den Heizkreislauf (24) und/oder für den Zusatzheizer (64, 68) enthaltenden Bereich getrennt
- 7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k en η ζ e i c. h η β t , daß der bei normalen Betriebsbedingungen maximal verfügbare Wärmeinhalt des Wärmespeichers mindestens das Fünffache der täglich anfallenden» an den Wärmespeicher abgegebenen Verflüssiger-.wärme beträgt.130048/0348
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803019318 DE3019318A1 (de) | 1980-05-21 | 1980-05-21 | Heizungs- und warmwasserbereitungsanlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803019318 DE3019318A1 (de) | 1980-05-21 | 1980-05-21 | Heizungs- und warmwasserbereitungsanlage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3019318A1 true DE3019318A1 (de) | 1981-11-26 |
Family
ID=6102915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803019318 Withdrawn DE3019318A1 (de) | 1980-05-21 | 1980-05-21 | Heizungs- und warmwasserbereitungsanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3019318A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993000559A1 (en) * | 1991-06-29 | 1993-01-07 | Jin Min Choi | Hot water boiler system |
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EP3786533A1 (de) | 2019-08-27 | 2021-03-03 | Stephen William John Grant | Zusatzheizung |
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1980
- 1980-05-21 DE DE19803019318 patent/DE3019318A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: REICHART, JOHANNES, 7312 KIRCHHEIM, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |