DE3510017A1

DE3510017A1 - Verfahren zur warmwasserbereitung

Info

Publication number: DE3510017A1
Application number: DE19853510017
Authority: DE
Inventors: Walter Ing.(grad.) 7758 Meersburg Holzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1985-03-20
Publication date: 1986-09-25

Description

Verfahren zur Wanmwasserbereitung
Die meistverbreitete Art Warmwasser für Haushalte und im gewerblichen Bereich bereitzustellen besteht darin, daß in einem größeren Behälter eine bestimmte Vorratsmenge Wasser aufgeheizt wird. Dabei kann die Aufheizung elektrisch oder mit Gas erfolgen. Auch die Aufheizung des Wassers in Verbindung mit einer zentralen 01- oder Kohlenheizung ist sehr verbreitet.
In den letzten Jahren sind für den Küchenbedarf in zunehmendem Male Klein-Wassererhitzer auf den Markt gekommen, die oft nur im Bedarfsfall eingeschaltet werden, dann aber eine gewisse Aufheizzeit benötigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, kurzfristig, d.h. praktisch sofort, frisches Heißwasser zur Verfügung zu haben.
Die bisherigen Geräte zur Lösung dieser Aufgabe sind meist Durchlauferhitzer, die aber wegen der im allgemeinen niedrigen Anschlul3-werte der Haushalte nur geringe Wassermengen pro Minute abgeben.
Größere Anlagen benötigen extrem hohe Anschlußwerte.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem Speicherbehälter zwei Wärmetauscher vorhanden sind und über den einen Wärmetauscher ein Zwischenmedium als Wärmespeicher aufgeheizt wird, welches über den zweiten Wärmetauscher dann die gespeicherte Wärme an das zu erwärmende Wasser abgibt.
Damit kann mann grundsätzlich den Mangel einer nicht ausreichenden Energieversorgung beseitigen, da über längere Zeit im Wärmespeicher, d.h. im Zwischenmedium, Energie gespeichert wird. Sobald dann Wasser durch den zweiten Wärmetauscher geführt wird, kann dieses in kurzer Zeit auf hohe Temperaturen gebracht werden.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Stoffes bzw. Stoffgemisches welches als Latentwärmespeicher beim Aufheizen und Abkühlen seinen Aggregatzustand zumindest teilweise verändert.
Beispielsweise kann man beim Aufheizen eines Kilogrammes Naphthalin, das bei etwa 80" C schmilzt, durch die Schmelzwärme eine zusätzliche Wärmemenge von etwa 36 Kcal ohne weitere Temperaturerhöhung speichern.
Dabei bringt das Arbeiten im Schmelzpunktbereich weitere Vorteile, denn die genannten 36 Kcal die an das druchströmende Wasser abgegeben werden, führen auch zu keiner Absenkung der Temperatur.
Das angeführte Beispiel einer Verwendung von z.B. Naphthalin als Zwischenmedium hat noch weitere Vorteile. Die Wärmeabgabe an das Wasser erfolgt bei einer Temperatur die unter dem Kochpunkt des Wassers liegt, damit wird die bekannte Erscheinung vermieden, daß bei Aufheizen von Wasser, z.B. mittels eines elektrischen Heizstabes der bekanntlich mit einer Oberflächentemperatur von über 200° C arbeitet, die Bildung von Dampfblasen an der Oberfläche des zweiten Wärmetauschers vermieden wird.
Dadurch kann ein besserer Wärmeübergang erreicht werden, sowie eine geschmackliche Verbesserung des nicht überhitzten Wassers.
Viele Hausfrauen lehnen es grundsätzlich ab, Warmwasser aus einem Warmwasserspeicher zu verwenden, da dieses die geschmackliche Qualität von Tee oder Kaffee merklich beeinträchtigt.
Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgedankens besteht darin, dem zweiten Wärmetauscher, der vom Frischwasser durchströmt wird, einen Durchlauferhitzer nachzuordnen, der die Endtemperatur des Wassers über die Temperatur des Zwischenmediums erhöht. Damit ist es sogar möglich, echt kochendes Wasser einem solchen Gerät zu entnehmen.
Bezüglich der Ausführung ist es gleichgültig ob dem Zwischenmedium die Wärme über einen elektrischen Heizkörper oder über eine Beheizungseinrichtung für Gas oder eine sonstige Beheizung zugeführt wird.
Besonders vorteilhaft und raumsparend ist selbstverständlich die Anordnung eines elektrischen Heizkörpers als ersten Wärmetauscher im Zwischenmedium, in welchem auch gleichzeitig eine vom zu erhitzenden Wasser durchflossene Rohrschlange eingebettet ist.
Wenn der zweite Wärmetauscher mit einem nachgeordneten Durchlauferhitzer betrieben werden soll ist es zweckmäßig, den Durchlauf des Wassers und die Einschaltung des Durchlauferhitzers zu koppeln.
Damit wird sowohl eine überhitzung des Systems als auch ein Verdampfen des Wassers im Bereich des Durchlauferhitzers vermieden.
Fig. 1 zeigt die schematische Anordnung von den beiden Wärmetauschern (2) und (3) im Speicherbehälter (1). Mit (4) ist das Zwischenmedium das als Wärmespeicher benutzt wird gekennzeichnet.
Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Ausführung einer Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens. Der Speicherbehälter (1) ist mit dem Zwischenmedium (4) gefüllt. Die elektrische Heizung'(6) und die Rohrschlange (7)-sind im Zwischenmedium (4) eingelagert. Figur (2) zeigt auch den nachgeordneten Durchflusserhitzer (5) der das, die Rohrschlange (7) durchfliessende Wasser, zusätzlich nach der Erwärmung im Wärmetauscher auf eine höhere Temperatur erhitzt. Mit dem Schalter (9) wird sowohl der Durchflusserhitzer (5) und über das Magnetventil (8) der Wasserzulauf eingeschaltet.
Die beschriebenen Darstellungen sind selbstverständlich nur als schematische Beispiele zu verstehen, da zur Verbesserung des Wirkungsgrades und zur rationelleren Fertigung eines solchen Gerätes zahlreiche Ausführungsvarianten möglich sind.
Auch die Wahl der richtigen Schmelztemperatur des Zwischenmediums kann unter verschiedenen Gesichtspunkten gewählt werden. Insbesondere, weil die Stabilisierung eines bestimmten Temperaturbereiches während des Erstarrungsvorganges für manche Anwendungen von besonderer Bedeutung sein kann. Um eine optimale Wärmemenge zu speichern, kann mann selbstverständlich auch über den Kochpunkt des Wassers hinausgehen, wenn man dabei die Gesichtspunkte beachtet, die für direkt beheizte elektrische Wärmespeicher maßgebend sind.

Claims

P a:t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Warmwasserbereitung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass in einem Speicherbehälter (1) zwei Wärmetauscher vorhanden sind und über einen ersten Wärmetauscher (2), ein Zwischenmedium (4) als Wärmespeicher aufgeheizt wird, welches über einen zweiten Wärmetauscher (3) die gespeicherte Wärme-an das zu erwärmende Wasser abgibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Zwischenmedium ein Stoff, bzw. ein Stoffgemisch verwendet wird, dessen Aggregatzustand sich beim Aufheizen und Abkühlen zumindest teilweise verändert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schmelzpunkt des Zwischenmediums (4) unter dem Kochpunkt des Wassers liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass dem zweiten Wärmetauscher (3) ein Durchflusserhitzer (5) nachgeordnet ist, der die Endtemperatur des Wassers über die Temperatur des Zwischenmediums (4) erhöht.
5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass im Speicherbehälter (1) ein elektrischer Heizkörper (6) und eine, vom zu erhitzenden Wasser durchflossene Rohrschlange (7), im Zwischenmedium eingebettet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Durchflusserhitzer und der Wasserzufluss gleichzeitig einschaltbar, angeordnet- sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Erwärmung des Zwischenmediums im Speicherbehälter, eine Einrichtung für Gas-?oer sonstige Beheizung ,als erster Wärmetauscher (1) vorhanden ist.