DE3905874A1 - Warmwasserspeicher mit einem von brauchwasser durchstroemten heizkreis mit aussen liegendem heizelement und mit einer ladewechselvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Warmwasserspeicher mit einem von Brauchwasser durchströmten Heizkreis mit außen liegendem Heiz­ element und mit einer Ladewechselvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem solchen Warmwasserspeicher kann der Wärmetauscher als direktes Heizelement ausgebildet sein, beispielsweise als Solar­ kollektor oder auch als Kühler einer Wärmepumpe. Der Wärmetauscher kann aber auch auch zur Wärmeübertragung in einen primären Heiz­ kreis mit einem flüssigen Heizmedium geschaltet sein. Das Heiz­ medium des Primärkreises kann hierbei Fremdstoffe enthalten, bei­ spielsweise ein Frostschutzmittel. Mit einer Ladewechselvorrich­ tung wird das erwärmte Wasser im Vorlauf des Heizkreises in den Warmwasserspeicher eingeführt und hier seiner Temperatur entspre­ chend in Relation zum vorhandenen Temperaturprofil des Speichers abgelegt. Dadurch werden Exergieverluste vermindert. Dies ist insbesondere wichtig bei Wärmetauschern, die mit Wasser beschickt werden, das mit sich ändernder Temperatur anfällt, wie es z.B. bei Beheizungen durch Solaranlagen, Wärmepumpen oder dergleichen der Fall ist.

An eine Ladewechselvorrichtung wird insbesondere die Forderung gestellt, das erwärmte Wasser beim Einführen in den Warmwasser­ speicher exakt in dem Teil des Warmwasserspeichers abzulegen, in dem die gleiche Temperatur im Speicherwasser vorliegt. Je genauer diese Ablage vorgenommen wird, desto geringer sind die Exergie­ verluste, die aus Mischungen von Wasser mit unterschiedlichem Temperaturniveau entstehen.

Um die genannten Forderungen zu erfüllen, sind verschiedene Vor­ schläge bekannt.

So ist es bekannt (Fischer, L.S. et al. "Theorie und Praxis der thermisch-geschichteten Wasserspeicher", VDI-Berichte Nr. 288, 1977), das Beladewasser mit Hilfe eines schwebenden Einlasses in den Speicher einzuleiten. Dieser Einlaß ist als dünnwandiger Kunststoffschlauch ausgebildet, der sich entsprechend den durch die temperaturabhängigen Dichten des Wassers bedingten Auftriebs­ kräften im Wasser vertikal bewegt. Die auf den Schlauch wirkenden Auftriebskräfte treiben den Auslaß des Schlauches in diejenige Ebene des Speichers, in der das Speicherwasser eine ähnliche Tem­ peratur hat wie das über den schwebenden Einlaß zugeführte Wasser. Durch die Schlauchbewegung wird die im Speicher vorhandene Schich­ tung des Wasser gestört, und es kommt zu Vermischungen von warmem und kaltem Speicherinhalt und damit zu Exergieverlusten. Weiter eignet sich ein solcher schwebender Einlaß nicht für schlanke, hohe Speicher. Schließlich erfolgt durch den zur Erreichung einer hinreichenden Flexibilität notwendigerweise sehr dünnwandig aus­ zuführenden Schlauch ein nicht unerheblicher Wärmetausch, der zu unerwünschten Zirkulationen führt.

Bekannt ist weiter ein sogenannter Temperatur-Schichten-Ausleser (Patil, M. und Wensierski, P. "Praktische und theoretische Unter­ suchungen der stufenlosen Ansteuerung von Temperaturschichten in einem Heißwasserspeicher mit Hilfe eines Versuchsspeichers und eines Rechenmodells", BMFT-Forschungsbericht T82-171, September 1982). Bei diesem Temperatur-Schichten-Ausleser werden schwenkbar angeordnete Rohrarme mit Hilfe eines Stellmotors in die anzusteu­ ernde Temperaturschicht gefahren, aus der Wasser entnommen bzw. Wasser in den Behälter geladen werden soll. Am Kopf des Rohrarmes, aus dem das Wasser eintritt bzw. austritt, ist jeweils ein Tempe­ raturfühler vorgesehen, der für den Regelkreis des Stellmotors den Temperatur-Ist-Wert des Wassers im Speicher gibt. Die Stellkraft wird vom Stellmotor auf die Welle des Rohrarmes mechanisch über­ tragen, insbesondere über einen Seilantrieb. Dieser bekannte Tem­ peratur-Schichten-Ausleser erfordert einen erheblichen Aufwand an Steuerungs- und Regeltechnik und hat einen erheblichen mechani­ schen Aufwand. Die Bewegung der Rohrarme erzeugt eine Störung der Temperaturschichtung im Speicher. Diese führt wiederum zu Exer­ gieverlusten.

Bei einem bekannten Wärmespeicher der gattungsgemäßen Art weist die Ladewechselvorrichtung ein senkrecht stehendes Rohr auf, in das das erwärmte Wasser von oben eingespeist wird und in dem in definierten Höhenabständen Öffnungen vorgesehen sind, durch die das Beladewasser in den Speicher eintreten kann. Jede dieser Öffnungen ist mit einer Regelklappe versehen, die über ein tem­ peraturabhängiges Steuerelement betätigt wird (Böck, H. et al. "Verbesserung von Flachkollektoren zur thermischen Sonnenenergie­ nutzung", BMFT-Forschungsbericht T84-042, März 1984). Die ein­ zelnen Regelklappen sind hierbei um eine mittige Achse schwenkbar, und die Klappenbewegung wird gesteuert durch ein Röhrchen-Kugel- System, das mit Diethylether in gasförmiger und flüssiger Phase gefüllt ist. Ist während eines Beladevorganges die Temperatur im Zulaufrohr höher als die in der entsprechenden Speicherschicht, in der sich die Regelklappe befindet, so steigt der Dampfdruck in der Kugel, die innerhalb des Beladerohres liegt. Beim Verdampfen der Flüssigkeit in der wärmeren inneren Kugel und Kondensieren des Dampfes in der kälteren, außen liegenden Kugel wird die Flüssig­ keit in die äußere Kugel gedrückt, es entsteht ein Drehmoment, durch das die Klappe öffnet. Eine derartige Klappensteuerung ist aufwendig und teuer. Die gesamte Mechanik ist störanfällig, da alle Teile dieser Konstruktion langzeitig im Medium Wasser funk­ tionieren müssen. Schwierig ist bei einem derartigen Regelventil weiter das Erzielen einer ausreichenden Dichtigkeit der Klappe. Undichtigkeiten führen zu inneren Wasserzirkulationen und damit zu Mischvorgängen und Exergieverlusten.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Wasserspeicher mit einer Ladewechselvorrichtung so auszugestalten, daß die Exergie­ verluste minimierbar sind, wobei die Ladewechselvorrichtung ein­ fach in der Herstellung und weitgehend wartungsfrei ist und eine hohe Lebensdauer erwarten läßt.

Dieses Problem wird gemäß der Erfindung gelöst bei einem Warm­ wasserspeicher nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruches herausgestellten Merkmale.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 11.

Ein weiteres Problem ist die Ausgestaltung eines anschlußfertig verschalteten Warmwasserspeichers, an den nur noch die Vor- und Rückläufe der jeweiligen wasserführenden Kreise angeschlossen werden müssen.

Dieses Problem wird gelöst durch die im Anspruch 12 und mit wei­ teren Ausgestaltungen in den hiervon abhängigen Ansprüchen her­ ausgestellten Merkmale.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht und nachstehend im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Warmwasserspeicher mit einer Ladewechselvorrichtung.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt ein an die Ladewechselvorrichtung nach Fig. 1 ansetzbares Klappenventil.

Fig. 3 zeigt in Draufsicht eine Klappe.

Fig. 4 zeigt einen anschlußfertigen Warmwasserspeicher.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Warmwasserspeicher 2 kann eine beliebige Form haben und beispielsweise als zylindrischer Tank ausgebildet sein mit einer Höhe, die vorzugsweise größer ist als der Durchmesser. Auch viereckige Querschnitte sind möglich, und die Endwände können eben oder gewölbt sein. Der Speicher kann als Druckspeicher oder als druckloser Speicher ausgebildet sein. Der Boden 1 des Speichers ist mit einer Öffnung 3 versehen, die durch einen Deckel 5 verschlossen ist.

In dem Speicher 2 ist bei dem Ausführungsbeispiel mittig eine Ladewechselvorrichtung 4 vorgesehen, die mit einem hier unten liegenden Einlaß 6 durch den die Öffnung 3 im Boden 1 des Spei­ chers abschließenden Deckel 5 hindurchgeführt und an diesem be­ festigt ist. Im Deckel 5 ist weiter ein im Bodenbereich des Spei­ chers mündendes Rücklaufrohr 10 des Heizkreises 8 angeordnet, der mit einem Heizelement 7 und einer Umwälzpumpe 9 dargestellt ist, aber auch sonstige übliche Bauelemente, z. B. Ausdehnungsgefäß, Rückschlagventil, Luftabscheider mit Entlüfter, Sicherheitsventil, Regler für die Umwälzpumpe und dergleichen, einschließt. Der Heiz­ kreis 8 wird von Brauchwasser durchströmt. Der Heizkreis 8 kann ein Primärheizkreis sein, in dem das Heizelement direkt solar - im nachstehenden als "Solarheizung" bezeichnet - oder durch eine Wärmepumpe beheizt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein durch Abfallenergie, beipielsweise durch warme Abwässer beheizter Wärmetauscher vorgesehen sein. Das Heizelement 8 kann aber auch der Wärmetauscher eines solar oder durch Abwärme beheizten Primär­ heizkreises sein, in dem ein Heizmedium zirkuliert, das mit dem Brauchwasser nicht verträglich, beispielsweise bei einer Solar­ heizung mit einem Frostschutzmittel versetzt ist.

Im Speicher ist ferner ein Warmwasservorlaufrohr 12 eines Brauch­ wasserkreises 11 angeordnet, das im oberen Bereich des Speichers mündet und gleichfalls durch den Deckel 5 des Speichers geführt und an diesem befestigt ist, in dem weiter der Frischwasseran­ schluß 13 des Brauchwasserkreises 11 angeordnet ist. Durch den Deckel 5 sind weiter Vor- und Rücklauf 15′, 15′′ eines Nachwärme­ tauschers 15 für die Nachheizung durch konventionelle Heizsysteme hindurchgeführt.

Alle für den Betrieb notwendigen Vor- und Rückläufe sowie der Frischwasseranschluß sind damit durch den Deckel 5 geführt und fest mit diesem verbunden und können damit gemeinsam als eine Einheit gehandhabt und in den Speicher eingeführt werden. Mit dem Deckel 5 sind weiter Stützen 17 fest verbunden, auf die weiter unten eingegangen wird.

Die Ladewechselvorrichtung 4 weist ein sich über die Höhe des Speichers erstreckendes Rohr 14 auf, das im Abstand unter dem Deckel offen endet und in vorgegebenen Abständen seitliche Öffnun­ gen 16 aufweist, die in dem Ausführungsbeispiel die Abgänge im Abstand übereinander angeordneter T-Stücke sind. Die Zahl der Aus­ lässe 16 und ihr Abstand a ist abhängig von der Speicherhöhe. Der Abstand a kann beispielsweise 200 mm betragen. Der Abstand b der Auslässe 18 vom Boden und vom oberen Deckel des Speichers kann größer sein. Die Ladewechselvorrichtung 4 kann beispielsweise aus Rohrabschnitten und den erwähnten T-Stücken aus Kunststoff zusam­ mengesetzt sein, wobei Kleb- oder Schweißverbindungen vorgesehen sein können. Kunststoffe haben eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Metalle, und es findet daher durch die Wandungen auch ein ent sprechend geringerer Wärmetausch zwischen dem zugeführten Warm­ wasser und Wasser in kälteren Schichten des Speichers statt. Auch für den Speicher ist ein Material geringer Wärmeleitfähigkeit vor­ teilhaft, damit der Wärmetransport über die Speicherwände, der zu unerwünschten Zirkulationsströmungen führt, klein bleibt.

In die Ausgänge 16 der Ladewechselvorrichtung 4 sind jeweils Ven­ tile 18 eingesetzt, wie sie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt sind. Das Ventilgehäuse 20 ist mit einem Anschlußstutzen 22 ver­ sehen, mit dem es in den Auslaß 16 des Rohres 14 der Ladewechsel­ vorrichtung einsetzbar, beispielsweise verklebbar ist. Die Ventile können aber auch unmittelbar in den Auslässen angeordnet oder aus­ gebildet sein.

Das Ventil 18 ist als Klappenventil mit einer Ventilklappe 24 mit einem hochflexiblen Dichtungsbereich ausgebildet. Vorzugsweise besteht die Ventilklappe 24 aus einem Elastomer. Sie ist mit einer Aufhängung versehen, die senkrecht zum Ventilsitz eine hohe Ela­ stizität aufweist. Eine bevorzugte Ausführung der Klappe 24 ist in Fig. 3 in Ansicht wiedergegeben. Die kreisförmige Klappe 24 ist an ihrem Umfang mit wenigstens einer schmalen Gelenkzunge 26 ver­ sehen, die mit der Klappe 24 aus einem Stück besteht. Über die Ge­ lenkzunge 26 ist die Klappe 24 in dem Ventilgehäuse 20 befestigt. Die Zunge 26 kann sich, wie in Fig. 3 gestrichelt dargestellt, radial über den Gelenkbereich hinaus erstrecken und in ihrem äuße­ ren Bereich mit einer Öffnung 28 versehen sein, durch die eine Be­ festigungsschraube hindurchgeführt ist, mit der die Klappe 24 im Ventilgehäuse 20 befestigbar ist. Auch ein Anklemmen oder ein Ver­ kleben ist möglich. Bei der bevorzugten Ausführungsform geht die Gelenkzunge 26 in einen äußeren Halte- oder Montagering 30 über, der mit der Klappe 24 und der Gelenkzunge 26 aus einem Stück be­ steht und der die Klappe 24 über den gesamten Umfang in einem Ab­ stand d umschließt, durch den sichergestellt ist, daß sich die Klappe 24 frei innerhalb des Halteringes 30 bewegen kann. Die Ge­ lenkzunge 26 hat senkrecht zur Klappenebene eine hohe Elastizität. Statt einer Gelenkzunge können auch zwei Gelenkzungen 22 in gerin­ gem Abstand voneinander vorgesehen sein, wie in Fig. 3 gestrichelt angedeutet.

Das Ventilgehäuse 20 ist mit einer radialen Schulter 32 versehen, die am Übergang in die Gehäusebohrung 34 eine scharfkantige Dich­ tungskante 36 bildet. Auf der Schulter 32 liegt der Haltering 30 auf. Gegen diesen Haltering liegt ein in der erweiterten Gehäuse­ bohrung 38 geführter Druckring 40 an, der durch eine Überwurf­ mutter 42 gehalten ist, die mit einem Außengewinde auf dem Ven­ tilgehäuse 20 zusammenwirkt.

Der Durchmesser der Klappe 24 ist so gewählt, daß er mit seinem Umfang die Dichtungskante 36 des Ventilsitzes um etwa 1 bis 2 mm übergreift. Die Anordnung der Klappe 24 in dem Gehäuse 20 ist so, daß die Gelenkzunge(n) 26 symmetrisch zur Senkrechten durch den Ventildurchgang liegt, so daß die Klappe 24 sich mit ihrem Schwer­ punkt auf dieser Senkrechten befindet.

Die Klappe 24, die Gelenkzunge 26 und der Haltering 30 bestehen aus einem Stück, und zwar aus einem nicht quellenden Elastomer, vorzugsweise einem Silikongummi. Auch andere, in warmem Wasser nicht quellende Elastomere können vorgesehen sein. Eine Dicke der Klappe 24 zwischen 0,8 und 1,5 mm ist empfehlenswert.

Im Gebrauch wirkt über die Ventilklappe ein Differenzdruck, der dem Dichteunterschied des Wassers zu beiden Seiten der Klappe entspricht. Solange das außen auf die Klappe wirkende Wasser eine höhere Dichte hat als das auf der Innenseite anstehende Wasser, wird über den auf die Klappe wirkenden Differenzdruck die Klappe mit ihrem Randbereich gegen den Ventilsitz gedrückt. Dabei erfolgt aufgrund der hohen Elastizität bereits bei geringen Druckdiffe­ renzen ein Durchwölben der Klappe, durch welches ein relativ hoher Dichtungsdruck im Bereich der linienförmigen Berührung der Klappe mit dem scharfkantigen Dichtungssitz 36 erzeugt wird, so daß eine sichere Abdichtung gewährleistet ist. Der Dichtungsdruck reicht hierbei aus, beim Schließen der Klappe Luftblasen, die sich an der Klappe niederschlagen, aus dem Dichtungsbereich zu verdrängen.

Um bei größeren Ventildurchmessern ein zu großes Durchwölben der Ventilklappe zu verhindern, kann stromaufwärts vom Dichtungssitz 36 eine Abstützung für die Klappe vorgesehen werden, beispiels­ weise ein im Durchgang angeordnetes Stützgitter 44. Es ist weiter möglich, zu diesem Zweck die Ventilklappe in ihrem mittleren Be­ reich mit einer die Steifigkeit erhöhenden Verstärkung zu ver­ sehen, die einseitig oder auch beidseitig vorgesehen werden kann.

Im Betrieb wird bei Dichte- und damit Temperaturgleichheit des Wassers beidseitig der Ventilklappe der Dichtungsdruck aufgehoben, so daß das in die Ladewechselvorrichtung eingespeiste erwärmte Wasser durch seine kinetische Energie die Klappe öffnen und durch das Ventil in den Speicher einströmen kann. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das Wasser in einer Ebene des Warmwasser­ speichers eingeladen wird, in der im wesentlichen das Temperatur­ niveau des eingespeisten Wassers vorhanden ist.

Die Auslässe der Ladewechselvorrichtung können, wie in der Zeich­ nung dargestellt, in einer Richtung angeordnet sein. Sie können aber auch über den Umfang der Ladewechselvorrichtung jeweils im Winkel versetzt zueinander liegen. Es ist auch möglich, für jede Auslaßebene jeweils zwei entgegengesetzt gerichtete Auslaßöffnun­ gen vorzusehen, die jeweils mit einem Klappenventil abgeschlossen sind. Bei Behältern mit großen Querschnitten kann es weiter ange­ zeigt sein, mit zwei und mehr Ladewechselvorrichtungen zu arbei­ ten. Der Behälter kann auch ein natürlicher Speicher sein, wie beispielsweise ein sogenannter Jahresspeichersee.

Die Klappenventile sind einfach in ihrem Aufbau und preisgünstig herzustellen. Ihre Arbeitsweise wird auch durch sich etwa nieder­ schlagende Luftblasen nicht gestört. Sie arbeiten ausschließlich in Abhängigkeit von den über die Klappe wirkenden Dichteunter­ schieden des Wassers. Sie kommen daher ohne zusätzliche Steuer- oder Regelorgane aus. Alle Ventile, über denen eine ausreichende von der Dichtedifferenz abhängige Druckdifferenz vorhanden ist, schließen dicht, so daß das Auftreten unerwünschter Leckströmungen vermieden ist.

Warmwasserbereiter mit beheizbaren Warmwasserspeichern mit einer Solarheizung und einer Nachwärmeheizung, die beispielsweise an einen ölbefeuerten Heizkessel angeschlossen werden kann, erfordern für den sicheren Betrieb eine Vielzahl von Bauelementen, die in die Heizkreise einzuschalten sind. Auch der Brauchwasserkreis kann im allgemeinen nicht unmittelbar an den Verbraucher angeschlossen werden. Es bedeutet daher für den Installateur einen erheblichen Aufwand, eine solche Anlage zu installieren.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Warmwasserspeicher in einer Weise anschlußfertig auszugestalten, daß nur noch die Rohr­ leitungen des Heizelementes einer Primärheizung, eines Nachheiz­ kreises und des Brauchwasserkreises sowie eine Stromversorgung angeschlossen werden müssen. Dieses weitere Problem ist unabhängig von der Art der im Warmwasserspeicher angeordneten Organe zur Ab­ gabe der Wärmeenergie des Solarkreises.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Speicher 2 wie oben beschrieben mit einem unten liegenden Deckel 5 versehen, der die Öffnung 3 in seinem Boden abschließt. Durch den Deckel sind die Vor- und Rück­ läufe alle wasserführenden Kreise sowie die Frischwasserzuführlei­ tung geführt. Die hierzu gehörenden Leitungen sind mit dem Deckel fest verbunden. Auf diese Weise befinden sich die durch die Rohr­ leitungen gebildeten Wärmebrücken am Punkt der niedrigsten Tempe­ ratur, so daß die hier auftretenden Wärmeverluste minimiert wer­ den. Mit dem Deckel sind die bereits oben angesprochenen Stützen 17 fest verbunden, die beispielsweise horizontal unter dem Behäl­ ter und anschließend senkrecht nach oben geführt sind, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt. Am oberen Ende der Stützen 17 ist eine Quertraverse 46 befestigt. Alle Rohrleitungen der drei wasserfüh­ renden Kreise sind vor dem Behälterrumpf nach oben geführt und in einer Höhe oberhalb der Quertraverse 46 mit Anschlüssen, bei­ spielsweise Rohrkupplungen mit Löt- oder Schraubanschlüssen, ver­ sehen. Die Rohrenden sind über in der Zeichnung nicht dargestellte Schellen an der Quertraverse befestigt, und zwar so, daß eine me­ tallische Verbindung zwischen den üblicherweise aus Metall beste­ henden Rohren und der Quertraverse 46 hergestellt wird. Auf diese Weise wird ein gemeinsamer Potentialpunkt hergestellt, an den bei der Montage eine Erdleitung angelegt werden kann. An den tiefsten Stellen der Rohrleitungen sind jeweils Entwässerungsventile 48 vorgesehen.

Die einzelnen für den Betrieb notwendigen Bauelemente sind in Fig. 4 schematisch dargestellt, und die Rohrleitungen sind so gezeich­ net, daß ihr Verlauf erkennbar ist, d.h. in senkrechter Abstufung der horizontal verlaufenden Leitungen. In der Praxis sind alle ho­ rizontal verlaufenden Leitungen, die von den Vor- und Rücklaufan­ schlüssen im Deckel 5 ausgehen, im wesentlichen in einer Ebene an­ geordnet. In der Kaltwasserzufuhrleitung 13 des Brauchwasserkrei­ ses sind ein Sicherheitsventil 48 und ein Schmutzfänger 50 einge­ schaltet. In die Warmwasserleitung 52 ist ein Mischventil 54 ein­ geschaltet, das mit der Kaltwasserleitung 13 in Verbindung steht, und dem Mischventil ist ein Temperaturfühler oder -anzeiger 56 nachgeschaltet. Der Mischer wird zur Einstellung eines gewünschten Temperaturniveaus benötigt, da bei solarbeheizten Anlagen die Tem­ peratur im Entnahmebereich des Speichers sehr hoch liegen und bis 90°C betragen kann.

Im Kreis der Primärheizung ist im Rücklauf SR ein Rückschlagventil 58 der Umwälzpumpe 9 nachgeschaltet, die vom Speicher über einen Luftabscheider 60 mit Entlüftungsventil 62 gespeist wird. An den Luftabscheider 60 ist ein Ausdehnungsgefäß 64 und ein Sicherheits­ ventil 66 angeschlossen. Die Anschlüsse SV und SR sind dann die Anschlüsse für Vor- und Rücklauf des beispielsweise solar und/oder durch eine Wärmepumpe und/oder durch Abwärme beheizten externen primären Heizelementes. Im Anschlußbereich des Vor- und Rücklaufes sind weiter Temperaturfühler 68, 70 vorgesehen. Für den Betrieb des Solarheizkreises ist ein Regler 72 vorgesehen, der auf oder an der Quertraverse 46 befestigt ist, von dem die Umwälzpumpe 9 ge­ steuert wird in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur des Solar­ kreises. Der Regler ist weiter mit einem Temperaturfühler 74 ver­ bunden. Für den Regler ist schließlich ein Netzanschluß 76 vorge­ sehen.

Die einzelnen Bauelemente sind, wie erwähnt, in der Zeichnung mit ihren Schaltsymbolen dargestellt. In der praktischen Ausführung sind an der dem Vor- und Rücklauf des Solarkreises benachbarten Stütze 17 Halterungen für das Wärmeausdehnungsgefäß 64 und gege­ benenfalls den erwähnten Wärmetauscher vorgesehen. Das Wärmeaus­ dehnungsgefäß 64 kann damit die vorgeschalteten Bauelemente, ins­ besondere den Luftabscheider 60 und die Umwälzpumpe 9 tragen, so­ weit dieses Gewicht nicht durch die Verbindung des Rücklaufan­ schlusses SR mit der Quertraverse 46 aufgenommen wird.

Wenn als Wärmeträger für den Heizkreis andere Flüssigkeiten ver­ wendet werden müssen als das Brauchwasser, beispielsweise frost­ sichere Flüssigkeiten, ist der Heizkreis zu unterteilen in einen Primärheizkreis 75 mit dem primären Heizelement und einen Sekun­ därheizkreis 76, in dem das Brauchwasser zirkuliert, wie in Fig. 4 dargestellt. Der Sekundärheizkreis 76 ist mit einem Wärmetauscher 78 und einer Umwälzpumpe 80 dargestellt.

Wenn das primäre Heizelement des Heizkreises unterhalb der Ebene des Bodens des Speichers angeordnet ist, kann die Anlage auch mit natürlicher Zirkulation betrieben und auf eine Umwälzpumpe ver­ zichtet werden. Bei solarbetriebenen Anlagen kann der Solarkollek­ tor bei einer solchen Anordnung auch mit dem Speicher zu einer baulichen Einheit mit entsprechend vorgefertigten Verbindungen zusammengefaßt sein.

Bei der dargestellten Anlage mit einem Sekundärheizkreis 76 im Heizkreis sollte der Wärmetauscher 78 unterhalb der Deckelebene des Speichers angebracht sein, damit der Sekundärheizkreis mit natürlicher Zirkulation arbeitet, so daß auf die Umwälzpumpe 80 verzichtet werden kann.

Um die Wartung des Speichers zu erleichtern, können die vorgefer­ tigten Rohrverbindungen im Bereich der Deckelebene, beispielsweise an den Entwässerungsventilen 48 lösbar ausgebildet sein. Die er­ wähnten fest verschalteten Bauelemente mit den Rohren können dann zu einer gesonderten Baueinheit zusammengefaß sein. So kann im unteren Bereich eine zweite Quertraverse als Halterung angeordnet sein. Die Quertraversen können dabei auch mit den aufrechten Ab­ schnitten der Stützen 17, mit denen sie dann einen Rahmen bilden, im unteren Bereich der Stützen von den am Deckel befestigten Ab­ schnitten der Stützen lösbar sein. Die horizontalen Rohrabschnitte können dabei an diesen Sützenabschnitten gehaltert werden. Zur Wartung müssen dann lediglich die unten liegenden Rohrverbindungen und die Befestigung des Rahmens an den Stützen gelöst werden. Der Behälter ist dann vollständig frei und kann dann zum Öffnen und zur Entnahme des Deckels mit den daran befestigten Rohrabschnitten einschließlich der Ladewechselvorrichtung gekippt oder abtrans­ portiert werden.

Der beschriebene Brauchwasserspeicher mit seiner alternativen Be­ heizung wird vom Hersteller voll verschaltet geliefert. Der In­ stallateur braucht lediglich die Vor- und Rückläufe des Brauch­ wasserkreise und der beiden Heizkreise anzuschließen und für eine Stromversorgung, beispielsweise eine Steckdose, sorgen. Es ist ferner ein Erdanschluß herzustellen, über den bei der beschrie­ benen Ausgestaltung des Warmwasserspeichers alle metallischen Teile auf gleichem, nämlich dem Erdpotential gehalten werden.

Claims (21)

1. Warmwasserspeicher mit einem von Brauchwasser durchströmten Heizkreis mit außen liegendem Heizelement und einer Ladewech­ selvorrichtung mit einem im Speicher angeordneten Warmwasser­ zuführrohr im Vorlauf des Heizkreises, das mit in Abständen übereinander angeordneten Auslässen versehen ist, in/an denen Klappenventile angeordnet sind, die in den Speicherraum öff­ nen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (24) des Klappen­ ventils (18) als Platte mit einem hochflexiblen Dichtungs­ bereich mit hoher Flächenpressung ausgebildet und mit einer einseitigen Aufhängung versehen ist, die senkrecht zum Ven­ tilsitz eine hohe Elastizität aufweist.

2. Warmwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe aus einem Elastomer ausgebildet ist und an ihrem Rand wenigstens eine mit der Platte aus einem Stück bestehende schmale Gelenkzunge (26) aufweist, die außerhalb des Gelenkbereiches mit Haltemitteln (30) für die Platte versehen ist.

3. Warmwasserspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (24) über die Gelenkzunge(n) (26) mit einem die Klappe schließenden Haltering (30) verbunden ist.

4. Warmwasserspeicher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klappe (24), die Gelenkzunge(n) (26) und der Haltering (30) aus einem Stück bestehen und der Haltering die Klappe mit einem radialen Abstand (d) umschließt.

5. Warmwasserspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkzunge (26) mit einer eine Halteschraube auf­ nehmenden Öffnung versehen ist.

6. Warmwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Klappe eine scharfkantige Dichtungskante (36) vorgesehen ist.

7. Warmwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts vom Dichtungssitz (36) eine Abstützung (44) für die Ventilklappe vorgesehen ist.

8. Warmwasserspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (44) siebartig ausgebildet ist.

9. Warmwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (24) aus einem Silikongummi besteht.

10. Warmwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (24) eine Dicke kleiner als 1,5 mm hat.

11. Warmwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (24) radial einwärts vom Dichtungssitz (36) mit einer die Steifigkeit erhöhenden Verstärkung versehen ist.

12. Warmwasserspeicher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventilgehäuse (20) eine radiale Schulter (32) als Boden einer Einsenkung des Ventilgehäuses aufweist, auf der die Ventilklappe (24) mit einem geringen Überstand und der Haltering (30) vollflächig aufliegen, und daß für den Haltering ein Andruckring (40) vorgesehen ist, der mit einer Überwurfmutter (42) zusammenwirkt.

13. Warmwasserspeicher mit einem Kreis einer insbesondere durch Solarenergie gespeisten Primärheizung, einem Brauchwasser­ kreis und einem Nachheizkreis mit einem Wärmetauscher im Speicher, insbesondere nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher mit einem eine Öffnung (3) in seinem Boden abschließenden lösbaren Deckel (5) versehen ist, daß die Vor- und Rückläufe (WW-KW, HR-HV, SR-SV) aller wasserführenden Kreise durch den Deckel geführt und mit dem Deckel fest verbunden sind, daß mit dem Deckel Stützen (17) fest verbunden sind, die vor dem Rumpf des Speichers aufrecht verlaufen und mit einer Quertraverse (46) versehen sind, an der die mit Anschlüssen versehenen Enden der Rohrleitungen für alle Vor- und Rückläufe gehaltert sind, die mit den Vor- und Rückläufen am Deckel verbunden sind, worin die für den Betrieb erforderlichen Bauelemente, wie Sicherheitsventil (48), Mischventil (54) sowie Schmutz­ fänger (50) und Temperaturfühler (56) des Brauchwasserkreises (13) und Ausdehnungsgefäß (64), Luftabscheider (60) mit Ent­ lüfter (62), Sicherheitsventil (66), Rückschlagventil (58) und Temperaturfühler (68, 70) des Kreises (8) der Primär­ heizung eingefügt sind.

14. Warmwasserspeicher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis (8) mit der Primärheizung mit einem Primär­ heizkreis (75) und einem Sekundärheizkreis (76) mit dazwi­ schen liegendem Wärmetauscher ausgebildet ist.

15. Warmwasserspeicher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (8) unterhalb der Deckelebene (77) an­ geordnet ist.

16. Warmwasserspeicher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der vorverrohrten Anordnung eine Umwälzpumpe des Pri­ märheizkreises geschaltet ist.

17. Warmwasserspeicher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der Quertraverse (46) der Regler (72) für den Kreis (8) der Primärheizung befestigt ist.

18. Warmwasserspeicher nach einem der Ansprüche 13 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß alle Vor- und Rückläufe an der tiefsten Stelle jeweils mit einem Entwässerungsventil (48) versehen sind.

19. Warmwasserspeicher nach einem der Ansprüche 13 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß die Quertraverse (46) Teil eines von den am Deckel befestigten Stützen lösbaren Rahmens ist und daß alle an diesem Rahmen befestigten Vor- und Rückläufe im unteren Bereich von den zum Deckel (5) führenden Rohrab­ schnitten lösbar sind.

20. Warmwasserspeicher nach einem der Ansprüche 13 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß an den Stützen (17) eine Halterung für das Ausdehnungsgefäß (64) angeordnet ist.

21. Warmwasserspeicher nach einem der Ansprüche 13 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß der anschlußfertige Speicher mit einem unterhalb der Ebene des unten liegenden Deckels des Speichers angeordneten Solarkollektor zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt ist.