DE3827585C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brauchwasser­ speichererhitzer gemäß dem Oberbegriff des Hauptan­ spruches.

Ein gattungsbildender Brauchwasserspeichererhitzer ist in dem DE 87 05 241 U1 beschrieben. Bei dieser be­ kannten Anordnung erfolgt die Zuführung des Kalt­ wassers über düsenförmige Kaltwassereinleitungen, die in eine Ringkammer münden. Hierdurch wird eine Rotationsbewegung des in der Ringkammer vorhandenen, zu heizenden Brauchwassers erreicht, das wendelför­ mig aufsteigt, wobei aber nicht eine Zwangsführung für solche Wendeln erreicht wird. Wenn im oberen Teil des Speicherbehälters viel Warmwasser abgezapft wird, also viel Kaltwasser unten zuströmt, wird ein negativer Einfluß auf das im Speicherbehälter be­ findliche Wasser erreicht, da bei viel zustörmendem kalten Wasser die Wandungen der Ringkammer mit dem warmen Wasser im Speicherbehälter in Kontakt kommen und dann dieses warme Wasser kühlen.

Aus der DE 33 15 219 C2 ist ein speziell mit Fern­ wärme als Heizmedium betreibbarer Brauchwasserspei­ chererhitzer bekannt, bei welchem der durch direkte Wärmeübertragung zum Speicherinhalt nicht mehr ge­ eignet nutzbare rücklaufnahe Abschnitt der Heizwen­ del durch eine Ummantelung umgeben ist, so daß eine Vorheizkammer geschaffen wird. In diese Vorheizkam­ mer wird das Kaltwasser eingeführt und in der Vor­ heizkammer wird das Heizmedium von dem im Gegen­ strom über die Heizflächen geleiteten Kaltwasser auf eine erheblich niedrigere Temperatur - im gün­ stigsten Fall bis kurz über die Kaltwassereintritts­ temperatur - abgekühlt. Es erfolgt also eine sehr weitgehende Ausnutzung des Heizmediums.

Nachteilig bei dieser bekannten Anordnung ist, daß die Heizwendel sehr unglücklich in dem Speicherbe­ hälter angeordnet ist, nämlich die gesamte Heizwen­ del liegt quer und im unteren Teil, so daß erhebli­ che Turbulenzen auftreten.

Bei mit relativ heißen Heizmedien betriebenen Brauchwasserspeichererhitzern besteht ein Problem darin, daß sich in dem Speicherbehälter auch eine Schichtung des Wassers einstellt, derart, daß das heißere Wasser im oberen Bereich des Speicherbehäl­ ters steht. Der Vorlauf des Heizmediums erfolgt aber nicht in Abhängigkeit des Verbrauchs, sondern rich­ tet sich nach vorher festgelegten Mengen. Wird nun aus irgendwelchen Gründen besonders viel warmes Wasser an der Warmwasserzapfstelle entnommen, ist es für eine gute Erwärmung des im Kessel befind­ lichen Wassers erforderlich, daß nach Möglichkeit die gesamte Heizschlange zur Verfügung steht. Andererseits ist es - wie in der DE-33 15 219 C2 erläutert - sinnvoll, den Kaltwasserzulauf so zu steuern, daß das Heizmedium auf eine möglichst niedrigere Temperatur abgekühlt wird. Während des Zapfens des Warmwassers an der Warmwasserzapfstelle tritt diese Bedingung bei der Einrichtung gemäß der DE-33 15 219 C2 ein, aber während des normalen Aufheizens zu einem Zeitpunkt, wenn kein Warmwasser gezapft wird und damit kein Kaltwasser zuströmt, ist der im Speicherbehälter angeordnete Wärme­ tauscher zu klein oder - was erhebliche Kosten verursacht - für den Normalbetrieb überdimensioniert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gat­ tungsbildende Einrichtung so zu verbessern, daß ein beispielsweise mit Fernwärme betriebener Brauchwas­ serspeichererhitzer geschaffen wird, bei welchem eine volle Ausnutzung des Wärmetauschers erreicht wird, wobei gleichzeitig eine möglichst weitgehende Abkühlung des Heizmediums im Wärmetauscher erzielbar ist.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran­ sprüchen erläutert.

Mit anderen Worten ausgedrückt wird vorgeschlagen, daß im unteren Teil des als gewendelte Rohrschlange ausgebildeten Wärmetauschers die Zuführung des Kalt­ wassers derart erfolgt, daß das Kaltwasser in einem Koaxialrohr durch die Wendeln des Wärmetauschers ge­ leitet wird, und zwar derart, daß der Kaltwasserzu­ lauf innerhalb der unteren Wendeln der Rohrschlange von unten nach oben verlaufend angeordnet ist. Hier wird ein sehr gut intensiver Übergang von dem noch eine Restwärme aufweisenden Heizmedium im Wärmetau­ scher an das in den Speicherbehälter abgegebene Kaltwasser erreicht. Wird aus dem Speicherbehälter nicht an der Warmwasserzapfstelle Warmwasser ent­ nommen, fließt im Koaxialrohr auch kein Kaltwasser zu und trotzdem steht für die Erwärmung des im Speicherbehälter im unteren Teil befindlichen kälteren Wassers die volle Länge der Wendel des Wärmetauschers für den Wärme­ tausch zur Verfügung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol­ gend anhand der Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Brauchwasserspeicher­ erhitzer bezeichnet, der im wesentlichen aus einem Speicherbehälter 2 besteht. Im oberen Teil dieses Speicherbehälters 2 ist ein Warmwasserzapfanschluß 3 vorgesehen und im unteren Teil des Speicherbehälters 2 ein Kaltwasserzulauf 4, der derart gesteuert ist, daß, wenn am Warmwasserzapfanschluß 3 warmes Was­ ser entnommen wird, gleichzeitig durch den Kaltwas­ serzulauf 4 kaltes Wasser in den Speicherbehälter 2 einströmt.

Im unteren Teil des Speicherbehälters 2 ist ein Wärme­ tauscher 5 vorgesehen, der aus einer gewendelten Rohrschlange 6 besteht, die einen guten Wärmetausch zwischen dem in ihr geführten Heizmedium und dem die Wendel umströmenden, aufzuwärmenden Brauchwassers ermöglicht. Das Heizmedium wird über den Vorlaufan­ schluß 7 in den Wärmetauscher 5 geführt, während der Rücklaufanschluß für das Heizmedium bei 8 darge­ stellt ist.

Die Rohrschlange 6 liegt in einem Ringraum 12, der durch eine Ringzylinderwand 10 gebildet wird, die den Ringraum 12 zum Inneren des Speicherbehälters 2 hin trennt. Hierbei liegt vorzugsweise die Rohrschlange 6 im Abstand von der Innenwand des Speicherbehälters 2 und im Abstand von der Außenwand der Ringzylinder­ wand 10, so daß eine gute Strömung in diesem Bereich von unten nach oben möglich ist, wobei sich diese Strömung als laminare Strömung im Bereich der Wan­ dung des Speicherbehälters 2 weiterhin nach oben fortsetzt, so daß dadurch eine gute Aufschichtung des heißeren Wassers über dem kälteren Wasser er­ folgt.

Der Kaltwasserzulauf 4 in den Speicherbehälter 2 er­ folgt über ein Koaxialrohr 9, d.h. im unteren Bereich der Rohrschlange 6 weisen die Rohrschlangen 6 des Wärmetauschers 5 ein Innenrohr auf, durch das das über den Kaltwasserzulauf 4 zugegebene kalte Wasser nach oben geführt wird und über den mit 14 bezeich­ neten Kaltwassereinlauf in den Speicherbehälter 2 strömen kann.

Bei 11 ist ein Wärmefühler dargestellt, der thermo­ statisch den Zulauf des Heizmediums steuert.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist wie folgt:

Wird am Warmwasserzapfanschluß 3 warmes Wasser entnommen, strömt automatisch über den Kaltwasserzu­ lauf 4 Kaltwasser durch das Koaxialrohr 9 in den Speicherbehälter 2 im Bereich des Kaltwassereinlaufes 14 ein. Üblicherweise wird gleichzeitig gesteuert über den Wärmefühler 11 der Vorlaufanschluß 7 für das Heizmedium geöffnet und über das im Gegenstrom durch die Rohrschlange 6 führende Koaxialrohr 9 wird das Heizmedium auf seinem Weg vom Vorlaufan­ schluß 7 zum Rücklaufanschluß 8 erheblich abge­ kühlt, d.h. im günstigsten Fall bis kurz über die Kaltwassereintrittstemperatur abgekühlt. Hierdurch erfolgt gleichzeitig eine gute Aufwärmung des ein­ strömenden Kaltwassers.

Da beispielsweise bei mit Fernwärme betriebenen Ein­ richtungen aber der Zulauf des Heizmediums pro Stunde auf bestimmte Mengen eingestellt ist, kann es eintreten, daß bei einer großen Entnahme von Warmwasser an der Warmwasserzapfstelle 3 der eigent­ liche Speicherbehälter 1 sehr weit nach unten hinsichtlich des Warmwassers entleert wird, ohne daß im gleichen Maße wie dieser außergewöhnlich hohe Verbrauch ein angepaßter Zufluß des Heiz­ mediums eintritt. Um nunmehr während der nach dem Verbrauch eintretenden Stillstandszeit zu errei­ chen, daß trotzdem, wenn dann das Heizmedium in seinem beschränkten Maße wieder einströmt, ein gutes Aufheizen des Brauchwassers erfolgt, steht zu diesem Zeitpunkt die gesamte Rohrschlange 6 des Wärmetauschers für den Wärmeübergang zur Verfügung.

Claims (3)

1. Brauchwasserspeichererhitzer mit einem das zu heizende Brauchwasser aufnehmenden Speicher­ behälter (2), mit einem im unteren Bereich des Speicherbehälters (2) angeordneten Kaltwasserzu­ lauf (4) und einem im oberen Bereich angeord­ neten Warmwasserzapfanschluß (3) sowie einem im unteren Bereich innerhalb des Speicherbehälters (2) angeordneten, als gewendelte Rohrschlange im Bereich der Innenwandung ausgebildeten vertikal ausgerichteten Wärmetauscher (5), dessen Vorlaufanschluß (7) oben und dessen Rücklaufanschluß (8) unten angeordnet und die Rohrschlange (6) zum Inneren des Speicherbe­ hälters (2) durch eine Ringzylinderwand (10) abgeschirmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltwasserzulauf (4) als Koaxialrohr (9) innerhalb der unteren Wendeln der Rohrschlan­ ge (6) von unten nach oben verlaufend ange­ ordnet ist.

2. Brauchwasserspeichererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialrohr (9) im unteren Drittel des Wärmetauschers (5) angeordnet ist.

3. Brauchwasserspeichererhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im unte­ ren Drittel des Speicherbehälters (2) ein den Zulauf des Heizmediums steuernder Wärmefühler (11) angeordnet ist.