DE3403859C2

DE3403859C2 -

Info

Publication number: DE3403859C2
Application number: DE3403859A
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7180 Crailsheim De Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: MUELLER, FRIEDRICH, 74589 SATTELDORF, DE
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1984-02-03
Publication date: 1987-11-05
Also published as: DE3403859A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur energiesparenden Warmwasserversorgung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 28 03 655 bekannt.

Aus der DE-OS 24 45 905 ist eine Warmwasserversorgungsanlage bekannt, in der ein "Zirkulations-Speicher" vorgesehen ist. Dort ist aber der Kreislauf, in dem das Wasser auf geringerer Temperatur gehalten wird als die Maximaltemperatur im Boiler, nicht so ausgelegt, daß er die Ausgangsleitung des Heißwasser- Boilers im wesentlichen enthält. Der auf geringerer Temperatur gehaltene Kreislauf ist vom Kreislauf des Heißwasser-Boilers völlig getrennt. Ein Kessel hat die Aufgabe, die Warmwasser- Zirkulation energiesparend durchzuführen.

Aus der DE-OS 27 51 625 ist bekannt, daß beim Rückführen des Wassers in den Boiler die Temperaturschichtung des Wassers im Boiler gestört werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur energiesparenden Warmwasserversorgung derart weiterzubilden, daß bei möglichst geringem Energieverlust eine kontinuierliche Warmwasserversorgung gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentan spruch 1 gekennzeichnet.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Warmwasserversorgung wird eine Zerstörung der Temperaturschichtung im Boiler weitge hend vermieden und aufgrund der geringen Wassertemperaturen im Leitungssystem eine Verkalkung desselben vermieden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur energiesparenden Wamrwasserversor gung;

Fig. 2-5 Ausgestaltungen eines sich im Heißwasser-Boiler erstreckenden Rohres; und

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Warmwasserversorgung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Warmwasserversorgungsanlage ist ein Heißwasser-Boiler 10 vorgesehen, der über eine Leitung 21 mit Kaltwasser ver sorgt wird und der eine Ausgangsleitung 16 aufweist, welche zu den Verbrauchsstellen 15 führt. Die Leitung 16 verläuft im Gemäuer, so daß sich das in der Leitung befindliche Heiß wasser abkühlt, sobald keine Verbrauchsstelle angezapft wird. Im Heißwasser- Boiler, welcher beispielsweise mittels eines Wärmetauschers einmal am Tage aufgeheizt wird, bildet sich eine Wasser- Schichtung entsprechend den unterschiedlichen Temperaturen des Wassers. Da sich Wasser mit höheren Temperaturen ausdehnt, hat heißeres Wasser einen größeren Auftrieb in dem Heißwasser- Boiler 10 als kälteres Wasser. Demzufolge sammeln sich im Heißwasser-Boiler 10 oben heißere Wasserschichten als unten. Der das Wasser im Heißwasser-Boiler 10 erhitzende Wärmetau scher ist im einzelnen nicht dargestellt.

Gemäß Fig. 1 ist zusätzlich zum Heißwasser-Boiler 10 ein weiterer Zirkulations-Speicher 12 vorgesehen, welcher in einem gesonderten Wasser-Kreislauf 12, 14, 16, 18 angeordnet ist. Dieser Wasser-Kreislauf wird mit einer Temperatur betrieben, die geringer ist als die Wasser temperatur im Heißwasser-Boiler 10.

Der Wasser-Kreislauf 12, 14, 16, 18 erfaßt auch die Ausgangs leitung 16 des Heißwasser-Boilers 10, so daß in der Ausgangs leitung 16 dauernd Warmwasser ansteht. Das Wasser im Kreis lauf 12, 14, 16, 18 weist günstigerweise eine Temperatur von etwa 35°C auf, welche für das Händewaschen völlig ausreicht.

Die Warmwasser-Temperatur im Zirkulationsspeicher 12 wird ent weder über eine eigene Wärmequelle im Zirkulationsspeicher 12 oder aber durch Wärmeübertragung vom Heiß wasser-Boiler 10 erreicht. Gemäß Fig. 1 ist der Zirkulations speicher 12 über zwei Leitungen 22, 24 mit dem Heißwasser- Boiler 10 verbunden, so daß ein geschlossener Kreislauf zwischen dem Heißwasser-Boiler 10 und dem Zirkulations speicher 12 möglich ist. Wie oben bereits beschrieben, bil den sich im Heißwasser-Boiler 10 Wasserschichten mit unter schiedlicher Temperatur aus, wobei sich die heißeren Wasser schichten mit etwa 70°C im oberen Abschnitt des Heißwasser- Boilers 10 sammeln. Im Heißwasser-Boiler 10 bildet sich also ein Tempertur- und Dichte-Gradient derart aus, daß mit zunehmender Höhe im Boiler die Temperatur des Wassers zunimmt und seine Dichte abnimmt. Demzufolge haben die oberen Wasser schichten im Boiler 10 einen größeren Auftrieb als die unteren. Dieses Phänomen bewirkt im in Fig. 1 gezeigten Leitungssystem einen Wasser-Kreislauf aus dem Heißwasser-Boiler 10 über die Leitung 22 in den Zirkulationsspeicher 12 und über die Lei tung 24 in den Heißwasser-Boiler 10 zurück. Da die Temperatur im Zirkulationsspeicher 12 geringer gehalten werden soll als die Temperatur der oberen Wasserschichten im Heißwasser-Boiler 10, ist ein Ventil 30 in der Zuleitung 22 zum Zirkulations speicher 12 angeordnet, welches derart beaufschlagt wird, daß es nur dann öffnet, wenn die Tempertur im Zirkulations speicher 12 unter den vorgegebenen Wert von beispielsweise 35°C abfällt. Hierzu wird die Temperatur des Wassers im Zirkulationsspeicher 12 mittels eines Temperaturfühlers 26 gemessen, welcher mit der Steuerung des Ventils 30 verbunden ist. In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist also für den Zirkulationsspeicher 12 keine eigene Energieversorgung er forderlich. Auch im Zirkulationsspeicher 12 wird sich eine Schichtenbildung des Wassers entsprechend unterschiedlichen Temperaturen und Dichten ausbilden, welche grundsätzlich auch den Wasser-Kreislauf 12, 14, 16, 18 speisen könnte. Um jedoch eine sichere Zirkulation des Wasses durch diesen Kreislauf zu gewährleisten, ist eine Pumpe 34 im Kreislauf angeordnet.

Fig. 2 zeigt die bereits erwähnte Temperatur-Schichtung im Heißwasser-Boiler 10, welche durch die Temperaturen T ₁, T ₂, T ₃, T ₄, T ₅ und T ₆ angedeutet ist. Diese Tempertur- Schichtung im Heißwasser-Boiler 10 sollte möglichst durch das aus dem Zirkulationsspeicher 12 durch die Leitung 24 rückströmende Wasser nicht gestört werden. Deshalb muß das etwa 35°C heiße Wasser aus dem Zirkulationsspeicher 12 wieder in diejenige Schicht im Heißwasser-Boiler 10 rückgeführt werden, welche ihrerseits etwa 35°C warm ist. Um ein derartiges Rückführen des Wassers in den Heißwasser- Boiler 10 zu ermöglichen, folgt an die in den Heißwasser-Boiler mündende Leitung 24 ein sich vertikal im Heißwasser-Boiler 10 erstreckendes Rohr 40, dessen Wan dung 42 Öffnungen 44 aufweist. Das aus dem Zirkulations speicher 12 mit beispielsweise 35°C durch die Leitung 24 abwärts strömende Wasser wird durch die oberen Löcher 44 im Rohr 40 nicht austreten, da dort die Temperaturen T ₄ und T ₅ größer sind als 35°C, so daß dort das Wasser einen größeren Auftrieb aufweist, als das Wasser im Rohr 40. Bei T ₃ allerdings hat das Wasser im Heißwasser-Boiler 10 die gleiche Temperatur von 35°C wie das Wasser im Rohr 40, so daß dieses gemäß den Pfeilen 41 aus dem Rohr 40 in den Heißwasser-Boiler austritt. Somit wird die Schichtung des Wassers im Heißwasser-Boiler nicht gestört.

In den Fig. 3 und 4 sind weitere Ausgestaltungen des Rohres 40 in dem Heißwasser-Boiler 10 dargestellt, die unmittelbar aus der Zeichnung verständlich sind und somit keiner weiteren Erläuterung bedürfen. Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den in Fig. 4 dargestellten Heißwasser- Boiler 10 mit dem Rohr 40, woraus sich ergibt, daß dort das Rohr 40 innenseitig an der Wandung 50 des Heißwasser- Boilers angeschweißt ist, was vorzugsweise im Bereich der Schweißnaht des Heißwasser-Boilers 10 erfolgt.

In Fig. 6 ist eine etwas aufwendigere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei der die vom Zirkulationsspeicher zum Heißwasser-Boiler 10 führende Leitung 24 in eine Mehr zahl von Ventilen 90 mündet, welche die Leitung 24 auf je weils unterschiedlichen Höhen mit dem Heizwasser-Boiler 10 verbinden, wobei auf jeder der Höhen im Heißwasser-Boiler 10 jeweils ein Temperatur-Meßfühler 92 vorgesehen ist, wel cher jeweils mit der Steuerung 94 verbunden ist, welche dasjenige der Ventile 90 öffnet, in dessen Höhe die Wasser temperatur im Heißwasser-Boiler 10 derjenigen im Zirkulations speicher 12 am nächsten kommt.

Eine Anordnung gemäß Fig. 6 wird entsprechend auch bei größeren Anlagen Verwendung finden, bei denen mehrere Heiß wasser-Boiler 10 vorgesehen sind, welche dann jeweils durch ein oder mehrere Ventile mit dem Zirkulationsspeicher 12 verbindbar sind.

Claims

1. Vorrichtung zur energiesparenden Warmwasserversorgung mit zumindest einem Heißwasser-Boiler (10), welcher mit einer Wasser-Eingangsleitung sowie einer Ausgangsleitung verbunden ist, wobei die Ausgangsleitung zu mindestens einer Verbrauchs stelle führt und im wesentlichen in einem Wasser-Kreislauf (14, 16, 18) enthalten ist, in dem Wasser auf im Vergleich zur Maxi maltemperatur des Wassers im Heißwasser-Boiler (10) geringerer Temperatur gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasser-Kreislauf (14, 16, 18) ein Zirkulations-Speicher (12) liegt, in dem Wasser auf wesentlich geringerer Temperatur als der Maximaltemperatur im Heißwasser-Boiler (10) gehalten wird und daß der Zirkulationsspeicher (12) sowohl mit den zu den Verbrauchsstellen (15) führenden Leitungen (14, 16, 18) als auch mit dem Heißwasser-Boiler (10) jeweils einen Wasser-Kreis lauf bildet, wobei der mit dem Heißwasser-Boiler (10) gebildete Kreislauf das Wasser in einer Höhe in den Heißwasser-Boiler (10) rückführt, in der die Temperaturschichtung des Wassers im Heißwasser-Boiler (10) durch das rückgeführte Wasser möglichst wenig beeinträchtigt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasser-Kreislauf zwischen dem Zirkulationsspeicher (12) und dem Heißwasser-Boiler (10) eine Leitung (24) zum Heißwas ser-Boiler (10) führt, die sich vertikal über einen wesentli chen Teil des Heißwasser-Boilers (10) erstreckt und von der in unterschiedlichen Höhen Austrittsöffnungen (44) in den Heißwas ser-Boiler (10) führen, aus denen Wasser aus dem Zirkulations speicher (12) in den Heißwasser-Boiler rückführbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zirkulationsspeicher (12) in seinem unteren Abschnitt über eine erste (24) und in seinem oberen Abschnitt über eine zweite (22) Leitung mit dem Heißwasser-Boiler (10) verbunden ist, wobei die untere Leitung (24) in einer Höhe in den Heiß wasser-Boiler (10) mündet, die einen durch die Wärmeschichtung des Wassers im Heißwasser-Boiler gespeisten Wasser-Kreislauf zwischen dem Zirkulationsspeicher (12) und dem Heißwasser-Boi ler (10) ermöglicht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Zirkulationsspeicher (12) ein Temperaturfühler (26) an geordnet ist; daß im Wasser-Kreislauf zwischen dem Zirkula tionsspeicher (12) und dem Heißwasser-Boiler (10) ein Ventil (30) vorgesehen ist und daß eine Ventil-Steuerung vom Tempera turfühler (26) derart beaufschlagt wird, daß das Ventil (30) bei Unterschreiten einer vorgebbaren Temperatur im Zirkula tionsspeicher (12) öffnet oder/und daß eine Zeitschaltuhr das Öffnen des Ventils (30) zu bestimmten Zeiten verhindert.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasser-Kreislauf (10, 22, 12, 24) zwischen der Zirkula tionspumpe (12) und dem Heißwasser-Boiler (10) eine Pumpe vor gesehen ist und daß ein die Temperatur des Wassers im Zirkula tionsspeicher ermittelnder Temperaturfühler (26) in Abhängig keit der Temperatur die Pumpe ein- bzw. ausschaltet.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur-Schichtung des Wassers im Heißwasser-Boiler (10) den Kreislauf zwischen dem Heißwasser-Boiler (10) und dem Zirkulationsspeicher (12) speist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zirkulationsspeicher (12) in bezug auf den Heißwasser- Boiler (10) so angeordnet ist, daß sein oberes Wasser-Niveau oberhalb oder gleich hoch in bezug auf das obere Wasser-Niveau im Heißwasser-Boiler (10) liegt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (22) vom Heißwasser-Boiler (10) zum Zirkula tionsspeicher (12) aufwärtssteigend angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Zirkulationsspeicher (12) zum Heißwasser-Boiler (10) führende Leitung (24) in einer Mehrzahl von Ventilen (90) endet, welche die Leitung (24) auf jeweils unterschiedlichen Höhen mit dem Heißwasser-Boiler verbinden und daß auf jeder der Höhen im Heißwasser-Boiler (10) jeweils ein Temperatur-Meßfüh ler (92) vorgesehen ist, welcher mit einer Steuerung (94) ver bunden ist, die dasjenige der Ventile (90) öffnet, in dessen Höhe die Wassertemperatur im Heißwasser-Boiler (10) derjenigen des Wassers im Zirkulationsspeicher (12) am nächsten kommt.