DE4223070C2 - Brauchwasserspeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brauchwasserspeicher, beste­ hend aus einem Behälter mit Kaltwasserzufuhr- und Warm­ wasserabfuhranschlüssen und mit mehreren im Innenraum an­ geordneten Wärmetauschern für die Durchleitung flüssiger Wärmeträgermedien zur Erwärmung des Brauchwassers.

Derartige Brauchwasserspeicher sind bspw. nach der DE 30 24 652 A1 bekannt, bei dem es sich allerdings um einen Speicher besonderer Art handelt, nämlich für Fernheiz­ zwecke bestimmt und mit getrennten Vor- und Nachwärmkam­ mern, in denen Durchlaufelemente angeordnet sind. Bekannt ist auch, derartige Brauchwasserspeicher bezüglich ihrer Längsachse vertikal oder horizontal anzuordnen. Sofern mehrere Wärmetauscher für die Zufuhr von Heizenergie im Behälter angeordnet sind, ist es unvermeidbar, daß sich diese je nach ihrer Anordnung im Behälter bezüglich des jeweils an ihrer Plazierung verfügbaren Δ T′s mehr oder weniger negativ beeinflussen. Dies ist insbesondere dann nachteilig, wenn das zugeführte Heizmedium eine relativ niedrige Temperatur hat, wie dies bspw. dann der Fall ist, wenn mit dem Heizmedium die Abwärme von Kälteaggre­ gaten transportiert wird und zur Erwärmung von Brauchwas­ ser ausgenutzt werden soll.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Brauchwasserspeicher der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß sich die Wärmetauscher nicht gegensei­ tig im obigen Sinne beeinflussen können und an jedem Wär­ metauscher die für ihn optimal erreichbare Temperaturdif­ ferenz vorliegen soll.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Brauchwasserspeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung ergeben sich nach den Unteransprüchen. Derartige Aufströmschächte sind zwar an einer Vorrichtung zur Warmwasserbereitung nach der DE 39 01 781 A1 bekannt, diese dienen daher dort dazu, das im Behälter befindliche Heizmedium via äußerer Leitungsführungen und Pumpen umzuwälzen und dabei an das zu erwärmende Brauchwasser führenden Durchlauferhitzer vorbeizuführen. Es liegen also gerade umgekehrte Verhält­ nisse vor und, abgesehen vom Leitungs- und Pumpenaufwand, wäre eine solche Vorrichtung für den vorliegenden Zweck denkbar ungeeignet, wobei zu beachten ist, daß es sich hierbei gewissermaßen um einen Heizwasserbehälter und nicht um einen Brauchwasserspeicher handelt, und es bei einem Heizwasserbehälter nicht darauf ankommt, gegensei­ tige Beeinflussungen des das Brauchwasser führenden Durchlauferhitzers auszuschließen.

Durch die Anordnung der Aufströmschächte mit ihren unte­ ren Einströmöffnungen strömt also jedem darin angeordne­ ten Wärmetauscher gezielt aus dem unteren Innenraum noch relativ kaltes Brauchwasser zu, das dann ebenso gezielt, ohne den bzw. die benachbarten Wärmetauscher beeinflussen zu können, im betreffenden Schacht in den oberen Innen­ raum aufströmt, d. h., für jeden Wärmetauscher ist ein für einen optimalen Wärmeübergang wesentliches ΔT gewährlei­ stet.

Sofern dadurch das sich oben sammelnde Brauchwasser noch nicht ausreichend aufwärmbar sein sollte, ist vorgesehen, in der oberen Hälfte des Innenraumes ein sich horizontal erstreckendes, zusätzliches, elektrisches Heizelement oder einen mit flüssigem Heizmedium durchströmbaren Wärmetau­ scher anzuordnen.

Da Brauchwasserspeicher in der Regel eine schlank-zy­ lindrische Form haben und beidseitig mit gewölbten Böden verschlossen und davon abweichende Formen (bspw. in bezug auf ihre Höhe wesentlich größerer Durchmesser), die die Nebeneinanderanordnung von Schächten und Wärmetauschern im obigen Sinne ebenfalls zuließen, tunlichst zu vermei­ den sind, ist vorgesehen, Speicherbehälter bekannter Form und Art für den vorliegenden Fall mit ih­ rer Längsachse gezielt horizontal anzuordnen, um ausrei­ chend Platz für eine solche Nebeneinanderanordnung zur Verfügung zu haben.

Um sowohl die Aufströmschächte als auch die zugehörigen Wärmetauscher auf einfache Weise in den Behälter einbin­ den zu können, ist der Brauchwasserspeicher derart ausgestaltet, daß die Brauchwasseraufströmschächte mit ihren Wandungen die Behälterwand unter Ausbildung von äußeren Hälsen durchgreifen, in deren Verschlüssen die Wärmetauscher mit ihren Vor- und Rücklaufanschlüssen ein­ gebunden sind, und daß ferner dabei die Verschlüsse als Flanschdeckel ausgebildet und diese mit Flanschen an den Hälsen lösbar und abgedichtet verbunden sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen bestehen in Folgen­ dem:
Um das erwärmte Brauchwasser aus den Aufströmschächten so weit wie möglich nach oben zu bringen, sind die Aufström­ schächte kurz unterhalb der oberen Behälterwand oder kurz unterhalb des zusätzlichen Wärmetauschers endend angeord­ net und ausgebildet. Noch günstiger ist jedoch eine Aus­ bildung derart, daß die Brauchwasseraufströmschächte jeweils mit einem Deckel verschlossen und an einer Deckel­ öffnung ein durchmesserkleineres, nach oben offenes, bis kurz unterhalb des zusätzlichen Wärmetauschers endendes Steigrohr angeordnet ist. Hierdurch wird die Ansammlung erwärmten Brauchwassers im oberen Abzugsbereich für das warme Brauchwasser ganz wesentlich beschleunigt, und es steht sehr schnell nach Heizbeaufschlagung des zunächst kalten Brauchwasserspeichers heißes Brauchwasser zur Ver­ fügung.

Der erfindungsgemäße Brauchwasserspeicher wird nachfol­ gend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausfüh­ rungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Brauchwasserspei­ cher;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Speicher gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 im Schnitt eine bevorzugte Ausführungsform der Brauchwasseraufströmschächte.

Der Brauchwasserspeicher besteht aus einem Behälter 1 mit unterem Kaltwasserzufuhr- und oberem Warmwasserabfuhran­ schluß 2, 3 und mit mehreren im Innenraum 4 angeordneten Wärmetauschern 5 für die Durchleitung flüssiger Wärmeträ­ germedien zur Erwärmung des Brauchwassers.

Um für jeden Wärmetauscher gezielt einen begrenzten Wär­ meübergangs- und -aufströmbereich zu schaffen, ist nun für einen solchen Brauchwasserspeicher wesentlich und wie aus Fig. 1 ersichtlich, daß im Innenraum 4 des Behälters 1 nebeneinander und senkrecht mindestens zwei Brauchwas­ seraufströmschächte 6 angeordnet und diese benachbart zur Behälterwand 7 mit Einströmöffnungen 8 versehen sind, wo­ bei in jedem Brauchwasseraufströmschacht 6 einer der Wär­ metauscher 5 angeordnet ist, der vom jeweiligen Brauch­ wasseraufströmschacht 6 überragt wird, und zwar vorteil­ haft bis kurz unterhalb der oberen Behälterwand bzw., wie gestrichelt angedeutet, bis kurz unterhalb eines zusätz­ lichen Wärmetauschers 9.

Dargestellt sind im Ausführungsbeispiel drei solcher Auf­ strömschächte 6, wobei lediglich im linken Aufström­ schacht ein Wärmetauscher 5 mit dafür typischer Form ein­ gezeichnet ist, d. h. auch in den anderen Aufströmschäch­ ten 6 sind entsprechende Wärmetauscher 5 angeordnet. Ebenfalls typisch für den Behälter 1 ist die in Fig. 1 dargestellte Form. Um bei dieser Form bleiben, bzw. diese verwenden zu können, ist der Behälter 1 mit seiner Längsachse 1′ horizontal gelagert.

Aus den dargelegten Gründen durchgreifen beim Ausfüh­ rungsbeispiel die Brauchwasseraufströmschächte 6 mit ih­ ren Wandungen 6′ die Behälterwand 7 unter Ausbildung von äußeren Hälsen 10, in deren Verschlüssen 11 die Wärmetau­ scher 9 mit ihren Vor- und Rücklaufanschlüssen 12 einge­ bunden und die Verschlüsse 11 als Flanschdeckel 13 ausge­ bildet und diese mit Flanschen 14 an den Hälsen 10 lösbar und abgedichtet verbunden sind.

Für den Fall eines Restwärmebedarfes des Brauchwassers in der oberen Hälfte des Innenraumes 4 ist in dieser ein sich horizontal erstreckendes, zusätzliches elektrisches Heizelement (bestrombarer WT) oder ein mit flüssigem Heizmedium durchströmbarer Wärmetauscher 9 angeordnet, der aus einer anderen Wärmequelle mit einem höheren Tem­ peraturniveau beschickt wird.

Bei dem gemäß Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, das bevorzugt wird, sind die Brauchwasseraufströmschächte 6 jeweils mit einem Deckel 15 verschlossen, und an einer Deckelöffnung 16 ist ein durchmesserkleineres, nach oben offenes, bis kurz unterhalb der oberen Behälterwand bzw. kurz unterhalb des zusätzlichen Wärmetauschers 9 endendes Steigrohr 17 angeordnet.

Insbesondere ist ein derart ausgebildeter Brauchwasser­ speicher für solche Fälle bestimmt, bei denen es um die Verwertung der in Kältekreisläufen anfallenden Abwärme für die Brauchwassererwärmung geht. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel können also drei Kälteaggregate ange­ schlossen werden, für die die Wärmetauscher 5 die Konden­ satoren bilden.

Claims (7)

1. Brauchwasserspeicher, bestehend aus einem Behälter (1) mit unteren Kaltwasserzufuhr- und oberem Warm­ wasserabfuhranschluß (2, 3) und mit mehreren im In­ nenraum (4) angeordneten Wärmetauschern (5) für die Durchleitung flüssiger Wärmeträgermedien zur Erwär­ mung des Brauchwassers, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraume (4) des Behälters (1) nebeneinander und senkrecht mindestens zwei nach oben offene Brauchwasseraufströmschächte (6) angeordnet und diese benachbart zur unteren Behälterwand (7) mit Einström­ öffnungen (8) versehen sind, wobei in jedem Brauch­ wasseraufströmschacht (6) einer der Wärmetauscher (5) angeordnet ist, der vom jeweiligen Brauchwasserauf­ strömschacht (6) überragt wird.

2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) mit seiner Längsachse (1′) hori­ zontal angeordnet ist.

3. Speicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über den oberen Enden der Aufströmschächte (6) ein sich horizontal erstreckender, zusätzlicher, be­ strombarer oder mit flüssigem Heizmedium durch­ strömbarer Wärmetauscher (9) angeordnet ist.

4. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brauchwasseraufströmschächte (6) kurz unter­ halb der oberen Behälterwand (7) oder kurz unterhalb des zusätzlichen Wärmetauschers (9) endend angeordnet und ausgebildet sind.

5. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brauchwasseraufströmschächte (6) mit ihren Wandungen (6′) die Behälterwand (7) unter Ausbildung von äußeren Hälsen (10) durchgreifen, in deren Ver­ schlüssen (11) die Wärmetauscher (5) mit ihren Vor- und Rücklaufanschlüssen (12) eingebunden sind.

6. Speicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlüsse (11) als Flanschdeckel (13) aus­ gebildet und diese mit Flanschen (14) an den Hälsen (10) lösbar und abgedichtet verbunden sind.

7. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brauchwasseraufströmschächte (6) jeweils mit einem Deckel (15) verschlossen und an einer Deckel­ öffnung (16) ein durchmesserkleineres, nach oben of­ fenes, bis kurz unterhalb der oberen Behälterwand (7) oder kurz unterhalb des zusätzlichen Wärmetauschers (9) endendes Steigrohr (17) angeordnet ist.