DE4418108A1 - Hot water storage tank with foam insulation jacket - Google Patents
Hot water storage tank with foam insulation jacketInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Warmwasserspeicher mit einem Wasserbehälter in einem aus geschäumtem Kunststoff hergestellten Dämmantel, der in einem Außenmantel sitzt.The invention relates to a hot water tank with a Water container in a foam plastic manufactured insulation jacket, which sits in an outer jacket.
Ein derartiger Warmwasserspeicher ist in dem DE-GM 71 07 082 beschrieben. Der Dämmantel besteht dort durchgehend aus expandiertem Polystyrol (EPS). Er ist aus zwei Formschalenhälften zusammengesetzt, die am Stoß nut- und federartig oder gestuft gestaltet sind.Such a hot water tank is in the DE-GM 71 07 082 described. The insulation is there made entirely of expanded polystyrene (EPS). He is out put together two mold shell halves that and are feathery or stepped.
Es hat sich gezeigt, daß die Dauertemperaturbeständigkeit von EPS nicht ausreichend ist. Insbesondere beim Trockengehen und bei Auskochtests, denen die Warmwasserspeicher aus Sicherheitsgründen unterworfen werden, erweicht und zerfällt die Dämmschicht.It has been shown that the permanent temperature resistance of EPS is not sufficient. Especially when Going dry and boiling tests, which the Hot water tank subject to security reasons become, the insulation layer softens and disintegrates.
Es ist auch bekannt, geschäumtes Polyurethan als Material für den Dämmantel zu verwenden. Dadurch erhöhen sich jedoch die Kosten. Außerdem ist ein so aufgebauter Warmwasserspeicher kaum recycelbar.It is also known to use foamed polyurethane as a material to use for the insulation jacket. This will increase however, the cost. In addition, one is constructed in this way Hot water tank hardly recyclable.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Warmwasserspeicher der eingangs genannten Art hinsichtlich des Dämmantels zu verbessern. The object of the invention is a hot water tank of the type mentioned above with regard to the insulation improve.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Warmwasserspeicher der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Dämmantel aus einer geschäumten Innenschicht und einer geschäumten Außenschicht besteht, daß die Temperaturbeständigkeit der Innenschicht größer als die der Außenschicht ist und daß die Wandstärke der Innenschicht so bemessen ist, daß die maximale Temperatur an der Außenschicht bei oder unter dem Wert der Temperaturbeständigkeit der Außenschicht bleibt.According to the invention, the above task is for one Hot water tank of the type mentioned above solved that the insulation jacket from a foamed Inner layer and a foamed outer layer, that the temperature resistance of the inner layer is larger than that of the outer layer and that the Wall thickness of the inner layer is such that the maximum temperature on the outer layer at or below the value of the temperature resistance of the The outer layer remains.
Durch diesen zweischichtigen Aufbau des Dämmantels ist dessen Temperaturbeständigkeit verbessert, weil die Innenschicht den am Wasserbehälter auftretenden Temperaturen, beispielsweise bis zu 120°C, standhält. In der Innenschicht entsteht zur Außenschicht hin ein Temperaturgefälle, so daß an der Außenschicht nur niedrigere Temperaturen, beispielsweise bis zu 75°C, auftreten. Die Außenschicht kann also aus einem billigeren Material bestehen als die Innenschicht.Due to this two-layer structure of the insulation jacket whose temperature resistance improves because the Inner layer of those occurring on the water tank Withstands temperatures, for example up to 120 ° C. In the inner layer emerges towards the outer layer Temperature gradients, so that only on the outer layer lower temperatures, for example up to 75 ° C, occur. The outer layer can therefore consist of one cheaper material than the inner layer.
Vorzugsweise besteht die Innenschicht aus mit Polyphenyloxid (PPO) modifiziertem expandiertem Polystyrol (EPS) und die Außenschicht besteht aus expandiertem Polystyrol. Vergleichsrechnungen haben gezeigt, daß ein solcher Dämmantel billiger ist, als ein Dämmantel aus Polyurethan.The inner layer preferably consists of Polyphenyl oxide (PPO) modified expanded Polystyrene (EPS) and the outer layer consists of expanded polystyrene. Have comparative calculations shown that such an insulation jacket is cheaper than one Insulation jacket made of polyurethane.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Dämmantel stofflich recycelbar ist. Der Dämmantel ist nicht an den Außenmantel und den Wasserbehälter angeschäumt oder mit diesem verklebt. Dadurch ist die dem Recyceln dienende Demontage problemlos möglich.Another advantage is that the insulation is recyclable. The insulation is not on the Outer jacket and the water tank foamed or with this glued. As a result, it is used for recycling Disassembly possible without any problems.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenschicht an die Innenschicht angeschäumt. Es ist jedoch auch möglich, die Außenschicht und die Innenschicht getrennt herzustellen.In an embodiment of the invention, the outer layer is on foamed the inner layer. However, it is also possible the outer layer and the inner layer separated to manufacture.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims and the following Description. The drawing shows:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Warmwasserspeichers, Fig. 1 is an exploded view of a hot water reservoir,
Fig. 2 die Montageweise der Verbindung des Außenmantels, Fig. 2 shows the mounting manner of the connection of the outer jacket,
Fig. 3 die hergestellte Verbindung nach Fig. 2 und Fig. 3 shows the connection according to Fig. 2 and
Fig. 4 einen gegenüber Fig. 1 vergrößerten Querschnitt. FIG. 4 shows a cross section enlarged compared to FIG. 1.
Ein Warmwasserspeicher weist einen Wasserbehälter (1) aus Stahl oder Kunststoff auf. Der Wasserbehälter (1) ist mit einem Flansch (2) versehen, an dem eine nicht dargestellte, einen elektrischen Heizkörper und sonstige Bauteile tragende Flanschplatte befestigbar ist. Außerdem sind am Wasserbehälter (1) ein Zulaufrohr (3) und ein Ablaufrohr (4) vorgesehen.A hot water tank has a water tank ( 1 ) made of steel or plastic. The water tank ( 1 ) is provided with a flange ( 2 ) to which a flange plate (not shown) carrying an electric heater and other components can be fastened. In addition, an inlet pipe ( 3 ) and an outlet pipe ( 4 ) are provided on the water tank ( 1 ).
Ein aus zwei Halbschalen (5, 6) bestehender Dämmantel dient der Wärmeisolation des Wasserbehälters (1).An insulating jacket consisting of two half-shells ( 5 , 6 ) is used for the thermal insulation of the water tank ( 1 ).
Der Warmwasserbehälter (1) weist einen Außenmantel (7) auf, der beispielsweise aus Blech gefertigt ist und in eine Vorderschale (8), eine Hinterschale (9), eine Oberkappe (10) und eine Unterkappe (11) geteilt ist.The hot water tank ( 1 ) has an outer jacket ( 7 ), which is made of sheet metal, for example, and is divided into a front shell ( 8 ), a rear shell ( 9 ), an upper cap ( 10 ) and a lower cap ( 11 ).
Jede der Halbschalen (5, 6) weist eine an den Wasserbehälter (1) angrenzende Innenschicht (12) und eine an den Außenmantel (7) angrenzende Außenschicht (13) auf. Die Innenschicht (12) weist eine am Umfang des Wasserbehälters (1) gleichmäßige Wandstärke (d) auf. Die Wandstärke (d) ist an den meisten Stellen kleiner als die Dicke der Außenschicht (13). Die Außenschicht (13) liegt direkt an der Innenschicht (12) an bzw. ist an diese angeschäumt und ist der Kontur des Außenmantels (7) angepaßt.Each of the half-shells ( 5 , 6 ) has an inner layer ( 12 ) adjoining the water tank ( 1 ) and an outer layer ( 13 ) adjoining the outer casing ( 7 ). The inner layer ( 12 ) has a uniform wall thickness (d) on the circumference of the water container ( 1 ). The wall thickness (d) is smaller in most places than the thickness of the outer layer ( 13 ). The outer layer ( 13 ) lies directly against the inner layer ( 12 ) or is foamed onto the latter and is adapted to the contour of the outer jacket ( 7 ).
Die Innenschicht (12) besteht aus expandiertem Polystyrol, das mit Polyphenyloxid modifiziert ist. Sie hält bei dieser Materialwahl Dauertemperaturen bis etwa 115°C stand. Die Außenschicht (12) besteht aus expandiertem Polystyrol. Das Material der Innenschicht (12) ist wesentlich teuerer als das Material der Außenschicht (13). Es ist deshalb angestrebt, die Wandstärke (d) der Innenschicht (12) möglichst klein zu halten. Die Wandstärke (d) der Innenschicht (12) ist so bemessen, daß in der Innenschicht (12) beim Trockengehen des Wasserbehälters (1) oder bei Auskochtests ein Temperaturgefälle entsteht, das an der Innenseite (14) der Außenschicht (13) zu einer Maximaltemperatur führt, die die Außenschicht (13) nicht schädigt, also bei oder unter dem Wert der Dauertemperaturbeständigkeit des Materials der Außenschicht (13) liegt. Dadurch ist es möglich, für die Außenschicht (13) ein Material zu verwenden, das eine niedrigere Dauertemperaturbeständigkeit aufweist als das Material der Innenschicht (12).The inner layer ( 12 ) consists of expanded polystyrene, which is modified with polyphenyl oxide. With this choice of material, it can withstand continuous temperatures of up to around 115 ° C. The outer layer ( 12 ) consists of expanded polystyrene. The material of the inner layer ( 12 ) is considerably more expensive than the material of the outer layer ( 13 ). The aim is therefore to keep the wall thickness (d) of the inner layer ( 12 ) as small as possible. The wall thickness (d) of the inner layer ( 12 ) is dimensioned such that a temperature gradient occurs in the inner layer ( 12 ) when the water container ( 1 ) dries out or during boil-out tests, which leads to a maximum temperature on the inside ( 14 ) of the outer layer ( 13 ) leads, which does not damage the outer layer ( 13 ), that is at or below the value of the permanent temperature resistance of the material of the outer layer ( 13 ). This makes it possible to use a material for the outer layer ( 13 ) that has a lower permanent temperature resistance than the material of the inner layer ( 12 ).
Fig. 4 zeigt, daß das Volumen der Außenschicht (13) wesentlich größer ist als das Volumen der Innenschicht (12), so daß das Volumen der - teueren - Innenschicht (12) sich entsprechend gering auf die Gesamtkalkulation der Halbschalen (5, 6) auswirkt. Fig. 4 shows that the volume of the outer layer (13) is substantially greater than the volume of the inner layer (12), so that the volume of - expensive - inner layer (12) is correspondingly small to the overall calculation of the half-shells (5, 6) affects.
In Fig. 4 ist gezeigt, daß an solchen Stellen, an denen die Außenschicht (13), wegen der Kontur des Außenmantels (7) vergleichsweise dünn ist, zusätzliche Wärmeisolationsplatten (15) vorgesehen sein können. Die Wärmeleitfähigkeit dieser Wärmeisolationsplatten (15) ist kleiner als die des Materials der Außenschicht (13), so daß sie in kritischen Stellen die Wärmeisolation verbessern. Solche Wärmeisolationsplatten sind beispielsweise Vakuum-Isolations-Panels (VIP). Die Wärmeisolationsplatten (15) sind in entsprechende äußere Ausnehmungen der Außenschicht (13) eingesetzt.In Fig. 4 it is shown that additional heat insulation plates ( 15 ) can be provided at those locations where the outer layer ( 13 ) is comparatively thin due to the contour of the outer jacket ( 7 ). The thermal conductivity of these heat insulation plates ( 15 ) is less than that of the material of the outer layer ( 13 ), so that they improve the heat insulation in critical areas. Such heat insulation panels are, for example, vacuum insulation panels (VIP). The heat insulation plates ( 15 ) are inserted into corresponding outer recesses in the outer layer ( 13 ).
Die Halbschalen (5, 6) lassen sich beispielsweise
folgendermaßen herstellen:
Zur Bildung der Innenschicht (12) wird vorgeschäumtes, mit
PPO modifiziertes EPS in eine warme Form eingeblasen,
mittels Dampf beaufschlagt und aufgeschäumt. Danach
öffnet diese Form und die vorgeschäumte Innenschicht (12)
wird in eine nächste warme Form eingesetzt. Nach dem
Schließen dieser Form wird aus einem Vorratsbehälter
normales EPS in diese Form eingeblasen und mit Dampf
beaufschlagt. Dabei erfolgt der Aufschäum- und
Verschweißungsprozeß zwischen der Innenschicht (12) und
der Außenschicht (13). Danach wird die so vorgefertigte
Halbschale (5, 6) zur Stabilisierung in eine dritte, kalte
Form eingelegt und dann ausgestoßen.The half-shells ( 5 , 6 ) can be produced, for example, as follows:
To form the inner layer ( 12 ), pre-expanded, PPO-modified EPS is blown into a warm mold, steam applied and foamed. Then this mold opens and the pre-expanded inner layer ( 12 ) is inserted into a next warm mold. After closing this mold, normal EPS is blown into this mold from a storage container and steam is applied to it. The foaming and welding process takes place between the inner layer ( 12 ) and the outer layer ( 13 ). Then the prefabricated half-shell ( 5 , 6 ) is inserted into a third, cold mold for stabilization and then ejected.
Nach dem Anlegen der Halbschalen (5, 6) an den Wasserbehälter (1) werden die Oberkappe (10) und die Unterkappe (11) axial auf den von den beiden Halbschalen (5, 6) gebildeten Dämmantel gedruckt. Dies ist in Fig. 1 und 2 durch den Pfeil (A) dargestellt. Die Oberkappe (10) bzw. die Unterkappe (11) drücken dabei eine an der Außenschicht (13) ausgebildete Nase (16) platt (vgl. Fig. 3). Dies führt zu einem axial festen Sitz des Dämmantels im Außenmantel (7). Anschließend werden die Vorderschale (8) und die Hinterschale (9) in Richtung der Pfeile (B) (vgl. Fig. 1, Fig. 2) auf die Halbschalen (5, 6) gepreßt. Die Vorderschale (8) und die Hinterschale (9) übergreifen dabei mittels eines abgewinkelten Randes (17) die Oberkappe (10) bzw. die Unterkappe (11) (vgl. Fig. 3).After placing the half-shells ( 5 , 6 ) on the water tank ( 1 ), the upper cap ( 10 ) and the lower cap ( 11 ) are axially printed on the insulating jacket formed by the two half-shells ( 5 , 6 ). This is shown in Fig. 1 and 2 by the arrow (A). The upper cap ( 10 ) or the lower cap ( 11 ) press a nose ( 16 ) formed on the outer layer ( 13 ) flat (cf. FIG. 3). This leads to an axially fixed seat of the insulation jacket in the outer jacket ( 7 ). The front shell ( 8 ) and the rear shell ( 9 ) are then pressed onto the half-shells ( 5 , 6 ) in the direction of the arrows (B) (cf. FIG. 1, FIG. 2). The front shell ( 8 ) and the rear shell ( 9 ) overlap the upper cap ( 10 ) and the lower cap ( 11 ) by means of an angled edge ( 17 ) (cf. FIG. 3).
Gleichzeitig schnappen die Vorderschale (8) und die Hinterschale (9) zusammen und es verhaken sich dabei ein Randfalz (18) der Vorderschale (8) und ein Randfalz (19) der Hinterschale (9).Simultaneously, the front shell (8) and the rear shell (9) snap together and thereby snag an edge fold (18) of the front shell (8) and an edge fold (19) of the rear shell (9).
Im Bereich der Randfalze (18, 19) können Biegungen vorgesehen sein, die die Dehnung des Dämmantels (5, 6) auffangen.Bends can be provided in the area of the edge folds ( 18 , 19 ), which absorb the expansion of the insulating jacket ( 5 , 6 ).
An der der Wandmontage dienenden Hinterschale (9) ist eine Leiterstruktur (20) ausgeformt. Durch diese wird die unter Vermittlung der Halbschale (6) erfolgende Übertragung des Gewichts des Wasserbehälters (1) auf die Hinterschale (9) verbessert.A conductor structure ( 20 ) is formed on the rear shell ( 9 ) used for wall mounting. This improves the transmission of the weight of the water container ( 1 ) to the rear shell ( 9 ) by means of the half-shell ( 6 ).
Durch den beschriebenen Aufbau ist nach der Lebensdauer des Warmwasserspeichers ein Recyceln vor Ort durch einen Installateur auf einfache Weise möglich. Es werden hierfür die Randfalze (18, 19) reißverschlußartig geöffnet, dann werden die Vorderschale (8) und die Hinterschale (9) abgenommen, wodurch die Oberkappe (10) und die Unterkappe (11) freiwerden. Danach lassen sich die Halbschalen (5, 6) vom Wasserbehälter (1) abnehmen.Due to the structure described, recycling can be carried out on site by an installer in a simple manner after the service life of the hot water tank. For this purpose, the edge folds ( 18 , 19 ) are opened like a zipper, then the front shell ( 8 ) and the rear shell ( 9 ) are removed, whereby the upper cap ( 10 ) and the lower cap ( 11 ) are released. Then the half-shells ( 5 , 6 ) can be removed from the water tank ( 1 ).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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