DE60116473T2 - Schnellansprechender warmwasserspeicher - Google Patents

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Merloni Termosanitari SpA
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    • F24D3/00Hot-water central heating systems
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    • F24H1/20Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
    • F24H1/201Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply
    • F24H1/202Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply with resistances
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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Erwärmung und die Speicherung von Wasser für Sanitärzwecke und eine Vorrichtung zum Implementieren dieses Verfahrens, wobei die Erfindung besonders praktisch für die Erzeugung von heißem Wasser für Sanitärzwecke in kleinen Mengen ist, wie beispielsweise für den Haushaltsgebrauch. Ein Beispiel eines solchen Wasserspeichers ist in der EP-A-0 870 993 gegeben.
  • Hintergrund
  • Die aktuellen, allgemein bekannten Techniken, die viele Arten zum Erzeugen von heißem Wasser umfassen, werden nun in zusammengefasster Form beschrieben werden, wobei die Vorteile und die Nachteile hervorgehoben werden.
  • Alle Wasserspeichererhitzer haben die folgenden Merkmale gemeinsam: ein niedriges Niveau an installierter Wärmeleistung, einen relativ großen Wasservorrat und eine Speichertemperatur, die viel höher als die Verbrauchstemperatur ist.
  • Die Hauptvorteile der Wasserspeichererhitzer sind wie folgt:
    • – Das niedrige erforderliche Wärmeleistungsniveau, ein besonders wichtiges Merkmal für elektrische Wassererhitzer, die in Ländern mit beschränkten verfügbaren Elektrizitätsmengen für den Haushaltsgebrauch verwendet werden;
    • – Das Potential für eine extrem reichliche Wasserflussrate, was bedeutet, dass das Wasser von etlichen angeschlossenen Verbrauchern zur selben Zeit verwendet werden kann, ohne Probleme wie beispielsweise eine Verringerung der Flussrate oder der Temperatur zu verursachen;
    • – Die Leichtigkeit, mit der die Verbrauchstemperatur des Wassers eingestellt werden kann, entweder per Hand oder mit einem thermostatischen Mischer, da die Temperatur und die Flussrate des abgegebenen Wassers unabhängig voneinander sind, was bei Durchlauferhitzer-Heizkesseln nicht der Fall ist.
  • Auf der anderen Seite haben Wasserspeichererhitzer die folgenden Nachteile:
    • – Die Menge an heißem Wasser ist auf das Volumen des Speichertanks begrenzt, so dass der Verbrauch nicht kontinuierlich sein kann, wenn das Verbrauchsniveau hoch ist;
    • – Die erforderliche Aufheizzeit zum Wiederherstellen des Wasservorrats beträgt einige Stunden, im Allgemeinen ungefähr 5–7 Stunden für einen elektrischen Wassererhitzer, und im Allgemeinen die Hälfte davon für Gaswasserspeichererhitzer;
    • – Während Wasser aus dem Speichertank entnommen wird, mischt sich das kalte Wasser mit dem heißen Wasser, das sich noch im Tank befindet, was seine Temperatur unter die Verbrauchstemperatur senkt, im Allgemeinen gleich 35–40°C; als Ergebnis ist nicht all das Wasser sofort für den Verbrauch verfügbar, das auf eine beträchtlich höhere Temperatur als die für die angeschlossenen Verbraucher erforderliche aufgeheizt worden ist.
  • Tatsächlich wird das Wasservolumen, das vor der Entnahme des Wassers aus dem Speichertank ausreichend heiß war, das aber aufgrund der Einmischung des kalten Wassers während des Bezugsvorgangs abgekühlt ist, wieder erwärmt werden müssen, bevor es wenigstens auf die Verbrauchstemperatur gebracht werden kann.
  • Das Phänomen ist den Technikern auf diesem Gebiet allgemein bekannt, und wird deshalb unter Verwendung von speziellen Verfahren gemessen, die Standard geworden sind, und wird hier dementsprechend nur in zusammengefasster Form beschrieben. Wenn die Temperatur des Wassers aus dem Wassersystem t.h20 ist, und wenn das gespeicherte Wasser V.sp auf eine Durchschnittstemperatur t.sp von ungefähr 70°C geheizt ist, die aber höher als die Verbrauchstemperatur t.verbr ist, ist die maximale Menge von heißem Wasser, die theoretisch für die angeschlossenen Verbraucher zu der Verbrauchstemperatur t.verbr verfügbar ist, V.verbr = V.sp × (t.sp – t.h20)/(t.verbr – t.h20), aber das tatsächlich verfügbare Volumen V.verbr.eff kann erhalten werden, indem das Wasser aus dem gespeicherten Wasser mit der gewünschten Temperatur t.verbr bezogen wird und per Hand oder mit einem thermostatischen Mischer mit dem kalten Wasser aus dem Leitungsnetz mit einer Temperatur t.h20 gemischt wird, wodurch die Temperatur schrittweise gesenkt wird. Jedoch hört das Beziehen des Wassers auf diese Weise auf, sobald das Wasser aus dem gespeicherten Vorrat zwar heiß, aber mit einer Temperatur unter der t.verbr kommt.
  • Das Verhältnis von V.verbr.eff zu V.verbr wird als "Mischfaktor" bezeichnet und ist immer kleiner als l. In der Praxis ist es, als ob eigentlich ein Speichertank verfügbar wäre, der kleiner als das tatsächliche Volumen V.sp ist. Dieser Nachteil wird aktuell beschränkt, aber nicht ausgeräumt, durch geeignetes Gestalten der Kaltwasserzugangsverfahren für den Speicherraum, so dass die Mischung des zugegangenen Wassers mit dem schon erwärmten Wasser begrenzt ist. Je kleiner der Speichertank ist, desto anspruchsvoller wird das Phänomen, wie es bei Wassererhitzern mit einer Kapazität von 15–30 Litern, die für Duschen verwendet werden, der Fall ist.
  • Von dem Mischphänomen abgesehen, ist das gespeicherte Wasser geschichtet, wobei sich die höheren t.sp-Temperaturen oben befinden, und somit ist die Ausgabetemperatur nicht konstant, was bedeutet, dass es bei Fehlen eines thermostatischen Mischers notwendig wird, die Temperatur mit der Wasserhahneinstellung zu regulieren, um das Wasser auf einer konstanten Verbrauchstemperatur t.verbr zu halten. Der Fachmann auf dem Gebiet weiß auch, dass bei gleichen Durchschnittstemperaturen der Heizverlust umso größer ist, je weniger einheitlich die Temperaturverteilung in einem Speichertank ist.
  • Die Wasserdurchlauferhitzer (instant water heaters) haben im Allgemeinen die entgegengesetzten Merkmale von Speichererhitzern: Ein hohes Niveau an installierter Wärmeleistung, keine Wasserreserve und Erwärmung auf die Verbrauchstemperatur.
  • Die Hauptvorteile der Wasserdurchlauferhitzer sind wie folgt:
    • – Ein unbegrenzte Menge von heißem Wasser, da die abgegebene Energie das Wasser erwärmt, das kontinuierlich über die Vorrichtung läuft;
    • – Heißes Wasser zu jeder Zeit sofort verfügbar.
  • Ein Nachteil, der allen Arten von Durchlauferhitzern gemeinsam ist, ist die Tatsache, dass die Flussrate des erwärmten Wassers durch den Umfang der installierten Leistung beschränkt ist, dementsprechend ist es für den Erhitzer schwierig, mehrere angeschlossene Verbraucher auf einmal zu bedienen. Es gibt auch andere, vom beteiligten Vorrichtungstyp abhängige Nachteile.
  • Elektrische Durchlauferhitzer:
    • – Um eine ausreichende Wasserflussrate zu haben, sind 10 bis 30 kW an Leistung erforderlich, was bedeutet, dass der Markt auf die wenigen Länder eingeschränkt ist, in denen die Haushaltselektrizitätsversorgung entsprechend ist;
    • – Die Leistung wird in Schritten reguliert, durch Einsetzen oder Nichteinsetzen der Widerstandseinheiten: Es ist unmöglich, oder extrem schwierig, die Temperatur und die Flussrate getrennt einzustellen, daher ist die Temperatur t.verbr nur bei bestimmten Flussraten angenehm.
  • Die Gasdurchlauferhitzer mit der in Abhängigkeit von der Wasserkapazität oder der Temperatur des Ausgabewassers eingestellten Gaskapazität:
    • – Die Temperatur sollte ungeachtet der Flussraten konstant sein, aber in der Realität erzeugen geringere Flussraten Wasser mit einer zu hohen Temperatur, oder das Ausgehen der Flamme. Tatsächlich hält der Brenner die Verbrennung bei einer Leistung, die viel niedriger als das Maximum ist, nicht aus. Wenn die Steuerung auf die Ausgabetemperatur ausgeführt wird, werden bei extrem niedrigen, aber normalen Flussraten Regelungsschwankungen beobachtet.
  • Bei Gaswassererhitzern, die für das Erzeugenten von heißem Wasser für Sanitärzwecke verwendet werden, wird Wasser im allgemeinen indirekt durch den primären Heizkreis erwärmt. Wenn die Erwärmung Speicherung umfasst, kann die Einstellung der Flammenleistung von einem An-Aus-Typ sein. Auf der anderen Seite ist Durchlauferhitzung nur für Heizkessel mit einer regulierenden Flamme möglich, so dass die Verbrauchstemperatur t.verbr ungeachtet der Flussrate konstant bleibt. Tatsächlich ist die Erwärmung nicht wirklich sofortig: Die Existenz eines Primärkreises zwischen der Flamme und den Wasserversorgungsleitungen kann zu einer Zeit von 20–40 Sekunden führen, um die angeforderte Temperatur zu erreichen. Ansonsten haben die beiden Alternativen dieselben Vorteile und Fehler wie die eben für die Wassererhitzer beschriebenen.
  • Es gibt auch Heizkesselmodelle mit einer Durchlauferhitzungsoption für Wasser für Sanitärzwecke, die einen Tauscher mit geeigneter Leistung verwenden, bei denen aber zusätzlich entweder stromaufwärts oder stromabwärts vom Austauscher ein kleiner Speichertank (4–5 Liter) vorhanden ist, der zum sofortigen Bereitstellen von heißem Wasser ausgelegt ist, bis der Durchlauftauscher auf die Temperatur gebracht ist. Obwohl dies eine Verbesserung darstellt, bleibt es schwierig, die Verbrauchstemperatur t.verbr zu regulieren.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das Ziel dieser Erfindung ist das Darstellen eines Verfahrens für die Erwärmung von Wasser für Sanitärzwecke und eine Vorrichtung zum Implementieren dieses Verfahrens, um die zuvor sowohl in Bezug auf die Speichererhitzungsvorrichtungen und -verfahren als auch die Durchlauferhitzungsvorrichtungen und -verfahren beschriebenen Probleme bei Erhalt der Vorzüge beider Arten zu beheben.
  • Im Besonderen ist das Hauptziel der vorliegenden Erfindung das Bereitstellen eines Wasserspeichererhitzers, dessen Mischfaktor, wie oben beschrieben, Eins ist.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist das kontinuierliche Beziehen einer unbegrenzten Wassermenge aus einem Wasserspeichererhitzer.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Gewährleisten einer Genauigkeit bei der Regulierung der Temperatur des abgegebenen Wassers, die wenigstens gleichwertig zu der von Speichererhitzern ist.
  • Diese und andere Ziele werden durch ein Erwärmungsverfahren für das in einem Speichertank enthaltene Wasser unter Verwendung eines Heizgenerators mit identischer Leistung wie die von Durchlaufwassererhitzern und in Entsprechung zu den in der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen dargelegten Verfahren erreicht.
  • Diese Ziele und Vorteile der Erfindung werden besser aus der Beschreibung des Erwärmungsverfahrens für Wasser für Sanitärzwecke gemäß der Erfindung und einer gewissen Vorrichtung, die die Anwendung dieses Verfahrens ermöglicht und die in Form eines nicht beschränkenden Beispiels dargestellt ist, hervorgehen.
  • 1 zeigt schematisch einen Gasheizkessel für den Haushaltsgebrauch, der mit einem Speichertank für heißes Wasser für Sanitärzwecke ausgerüstet ist.
  • 2 zeigt schematisch den zuvor genannten Speichertank im Heizmodus, wenn kein Wasser bezogen wird.
  • 3 zeigt schematisch den Speichertank aus 2 im Durchlauferhitzermodus während der Heiß-Wasser-Abgabephase.
  • 4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Teil des Heizkessels aus 1.
  • 5 zeigt einen lateralen Querschnitt des Speichertanks aus der vorhergehenden Figur.
  • 6 zeigt schematisch einen elektrischen Wassererhitzer gemäß der Erfindung.
  • In Bezug auf 1 bezeichnet die Ziffer 1 den Wärmetauscher zwischen der Flamme und dem Primärkreis der Raumheizung; 2 bezeichnet den Brenner, 3 das Regulierungsventil für das Gas an dem Punkt, an dem es den Brenner erreicht; 4 bezeichnet den Primärkreis der Raumheizung; 5 ist der Speichertank für Wasser für Sanitärzwecke, wobei der Tank wiederum in zwei Bereiche geteilt ist: 5a Auslauf und 5b Einlauf; 6 bezeichnet den Temperaturüberprüfungsfühler für das gespeicherte Wasser; 7 bezeichnet das Ventil zum Schalten des Primärkreises 4 zwischen der Raumerwärmungsfunktion und der Heizfunktion für das Wasser für Sanitärzwecke; 8 bezeichnet den thermostatischen Mischer zum Regulieren der Temperatur des Wassers für Sanitärzwecke; 9 bezeichnet den Bereich für die Sammlung im Speichertank 5 für das Wasser für Sanitärzwecke, das zu den angeschlossenen Verbrauchern geleitet wird; 10 bezeichnet den Verteilungsbereich im Speichertank 5 für das Wasser für Sanitärzwecke, das aus der Hauptwasserleitung kommt; 11 bezeichnet den Flussschalter, der detektiert, wann Wasser für Sanitärzwecke aus dem Tank bezogen wird; 12 bezeichnet die Zirkulationspumpe für den Primärkreis 4; 13 bezeichnet einen Ablenker in einer vertikalen Position, der den Speichertank 5 teilweise in einen ersten und einen zweiten Bereich 5a bzw. 5b teilt; 14 bezeichnet andere Teiltrennablenker in einer vertikalen Position; 15 ist der Wärmetauscher; 15a bezeichnet einen ersten Teil des Tauschers 15 über dem Bereich 9 für die Sammlung des Wassers für Sanitärzwecke, das zu den angeschlossenen Verbrauchern gehen wird; 15b einen zweiten Teil des Wärmetauschers 15 über der Verteilungszone 10 für das Wasser, das aus der Hauptwasserleitung kommt; 16 bezeichnet den Einlaufpunkt des Primärkreises 4 in den Wärmetauscher 15; 17 bezeichnet den Auslaufpunkt des Primärkreises 4 für den Wärmetauscher 15; 18 bezeichnet eine Öffnung für den Primärkreis 4 zum Durchtreten vom ersten Teil 15a zum zweiten Teil 15b des Wärmetauschers 15. MR bezeichnet den Zuführfluss des Heizkreises; RR den Rückfluss des Heizkreises; IS bezeichnet den Wassereinlauf von der Hauptwasserleitung zum Speichertank 5; US bezeichnet den Auslauf für heißes Wasser für Sanitärzwecke vom Heizkessel, der zu den angeschlossenen Verbrauchern führt; GAS bezeichnet die Verbindung zum Gasversorgungssystem.
  • In Bezug auf 2 sind zusätzlich zu den bereits in der vorigen Figur bezeichneten Bereichen oder Elementen auch Pfeile dargestellt, welche die Konvektionsbewegungen des Wassers durch die natürliche Zirkulation im gespeicherten Wasser repräsentieren.
  • In Bezug auf 3 sind zusätzlich zu den bereits in den vorangehenden Figuren bezeichneten Bereichen oder Elementen Pfeile dargestllt, welche die Richtung des Wasserflusses anzeigen, während heißes Wasser aus dem Tank bezogen wird.
  • 4 zeigt nur Elemente, die bereits beschrieben worden sind.
  • 5 zeigt nur Elemente, die bereits beschrieben worden sind.
  • 6 zeigt zusätzlich zu den bereits in den vorhergehenden Figuren beschriebenen Elementen den Querschnitt eines Wärmetauschers 15.1 als eine Alternative zum Tauscher 15. Der Tauscher 15.1 könnte aus einem Bündel von Leitungen oder einer Batterie von geschützten elektrischen Widerständen hergestellt sein.
  • Nun wird eine detaillierte Beschreibung der Funktionsmodi und der Vorteile des Erwärmungsverfahrens und eines Beispiels einer für die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegten Vorrichtung folgen.
  • Als Beispiel werden nun die Wassererwärmungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, wie sie auf einen mit einem Speichertank ausgerüsteten Heizkessel für Raumerwärmung und die Erzeugung von heißem Wasser für Sanitärzwecke gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung angewendet werden.
  • Wie vor allem in 4 gezeigt, ist der Speichertank 5 im ersten untersuchten Beispiel eine Art Rucksack, im Wesentlichen von prismatischer Form, und von Ablenkern 13 und 14 durchquert, deren strukturelle Funktionen bekannt sind: Der Ablenker 13 ist auch ein Element der nun beschriebenen Ausführungsform der Erfindung.
  • In Bezug auf 1, unter der Annahme, dass ein Zeitraum vorliegt, in dem kein heißes Wasser bezogen wird: Unter Verwendung des Fühlers 6 wird die Wassertemperatur im Speichertank 5 überprüft. Wenn diese Temperatur geringer als ein vorgegebener Wert t.sp, beispielsweise 70°C, ist, schaltet das Ablenkventil 7 seine Position so, dass der Primärkreis 4 sich durch den Wärmetauscher 15 schließt. Dann tritt die Flüssigkeit im Primärkreis 4 in den Wärmetauscher 15 durch den Einlauf 16 ein, durchläuft den ersten Teil 15a, strömt über den Teiltrennablenker 13 des Wärmetauschers, durch die Öffnung 18, durch den zweiten Teil 15b des Tauschers 15, den es durch den Auslauf 17 verläßt, um zum Wärmetauscher 1 zurückzukehren. Natürlich kann die Erwärmung der Flüssigkeit, die im Primärkreis 4 zirkuliert, durch jedes bekannte Verfahren erreicht werden.
  • Im Tauscher 15 ist das Behältnis (containment sleeve) für die Sekundärflüssigkeit, das heißt, das Behältnis für das Wasser für Sanitärzwecke, aus der Speichertankabdeckung 5 gebildet; in anderen Worten muss es dem Wasser für Sanitärzwecke möglich sein, frei um alle Oberflächen des Wärmetauschers 15 zu zirkulieren, die in Kontakt mit der Primärflüssigkeit sind. Was die Dimensionen und den minimalen Leistungsaustausch des Tauschers 15 betrifft, werden diese später angegeben werden.
  • In Bezug auf 2 ist es leicht zu sehen, wie in diesem Funktionsmodus die von den Pfeilen angedeuteten Konvektionsbewegungen aktiviert werden, wobei die Bewegungen das Erwärmen des im Speichertank 5 enthaltenen Wassers auf eine im Wesentlichen gleichförmige Weise ermöglichen, bis es die geforderte Temperatur t.sp erreicht, die, wenn sie überschritten wird, eine Deaktivierung der Erwärmung des Primärkreises 4 verursachen wird.
  • In Bezug auf 3 wird nun eine Beschreibung des Funktionsmodus folgen, während das Wasser für Sanitärzwecke bezogen wird. In dieser Situation tritt Wasser aus der Hauptwasserleitung durch den Einlauf IS in den Tank 5 ein, wird dann durch den Bereich 10 verteilt, durchläuft den zweiten Teil 15b des Tauschers 15 und steigt entlang des zweiten Bereichs 5b in den Tank 5 auf. Dann bewegt es sich über die Oberseite des Ablenkers 13, kehrt entlang des ersten Bereichs 5a zurück nach unten in den Tank 5, durch den ersten Teil 15a des Tauschers 15, und wird dann im Bereich 9 gesammelt, von wo aus es über den Heißwasserauslauf US zu den angeschlossenen Verbrauchern geht, wo es nach einer geeigneten Mischung im Mischer 8 mit kaltem Wasser auf die Verbrauchstemperatur t.verbr gebracht wird.
  • Während das Wasser bezogen wird, detektiert der Flussschalter 11 den Wasserdurchlauf und stellt dementsprechend mit bekannten Methoden sicher, dass die Primärheizflüssigkeit durch den Tauscher 15 und gemäß den oben beschriebenen Verfahren zirkuliert.
  • Der Tauscher 15 muss den ganzen Durchgangsabschnitt von Bereich 10 zu 5b und von Bereich 5a zu 9 einnehmen. Dies verhindert, dass ein Teil des Wassers für Sanitärzwecke den ersten und den zweiten Teil 15a und 15b des Tauschers 15 umgeht, während es bezogen wird.
  • Der Ablenker 13 ist dazu ausgelegt, das Entlanglaufen des Wassers für Sanitärzwecke am ganzen Tank 5 zu erzwingen, so dass es weder stillstehende Bereiche im Wasser im höheren Bereich des Tanks noch Lufttaschen gibt, die von der Strömung des Wassers beim Durchlauf nicht beseitigt werden können.
  • Es ist klar, dass die Wärmeleistung des Wärmetauschers 15 in ihrer Gänze zur Gewährleistung der Abgabe der Wärmeenergie ausreichend sein muss, die zur Sicherstellung erforderlich ist, dass das heiße Wasser für Sanitärzwecke die ange schlossenen Verbraucher für eine unbegrenzte Zeit und mit der vorgesehenen maximalen Verbrauchstemperatur t.verbr erreicht, gleichgültig, ob sich genug Wasser mit der Temperatur t.sp im Speichertank befindet oder nicht. Aber die minimale Voraussetzung für den Wärmetauscher 15 in der Ausführungsform dieser Erfindung ist, dass sein zweiter Teil 15b alleine genug Tauschleistung aufweist, um zu gewährleisten, dass das Wasser von der Hauptwasserleitung, das während der Bezugsphasen über ihn fließt, auf eine Temperatur erwärmt werden kann, die nicht kleiner als die Verbrauchstemperatur t.verbr ist.
  • Das eben beschriebene Wassererhitzungsverfahren erreicht offensichtlich die zuvor beschriebenen Ziele mit den folgenden Vorteilen.
  • Während der Heizphase, wenn kein Wasser bezogen wird, ist, da der Tauscher 15 die für Durchlauferhitzer für den Haushaltsgebrauch typische Wärmeleistung aufweist, d.h. wenigstens 10–11 kW, die natürliche Zirkulation aufgrund des konvektiven Wärmeaustauschs extrem aktiv, in einem solchen Maß, dass es eine sehr geringe Schichtung des Wassers verursacht, in anderen Worten, dass die Temperatur sich sehr gleichförmig überall im ganzen Tank 5 erhöht. Ein erster Vorteil ist, dass sich ein geringerer Wärmeverlust als für Speichertanks mit derselben Durchschnittstemperatur ergibt, jedoch ist die Verteilung des Wärmeverlusts weniger gleichförmig. Da das kalte Wasser, das in den Tank 5 eintritt, gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bereits wenigstens auf die Verbrauchstemperatur t.verbr vorgeheizt wurde, kann der Mischfaktor während der Bezugsphasen nicht geringer als 1 sein, d.h. das gesamte im Tank 5 enthaltene Wasser kann verwendet werden, da es vom zweiten Teil 15b des Tauschers 15 vorgeheizt worden ist, ungeachtet jedes weiteren Erwärmens des ausströmenden Wassers durch den ersten Teil 15a des Tauschers 15. Um genau zu sein und unter Verwendung der oben definierten Symbole, ist die sofort verfügbare Wassermenge V.verbr.eff gleich V.sp × (t.sp – t.h20)/(t.verbr – t.h20). Wenn das im Speichertank 5 enthaltene Wasser aufgebraucht ist, fährt der Wassererhitzer gemäß den für einen Durchlauferhitzer typischen Verfahren zu arbeiten fort, wobei er für einen unbegrenzten Zeitraum und mit der Verbrauchstemperatur t.verbr den von der verfügbaren Leistung zugelassenen Fluss bereitstellt.
  • Sogar wenn das eben beschriebene Erwärmungsverfahren einen Heizgenerator mit einer mäßigen Leistung, d.h. nicht genug, um das mit der Temperatur der Hauptwasserleitung einströmende Wasser auf die Verbrauchstemperatur t.verbr bringen zu können, verwenden würde, würden seine Vorteile in Bezug auf den Mischfaktor trotzdem gleichermaßen bemerkbar sein: In diesem Fall würde der erzeugte Wassererhitzer nicht auch zum Arbeiten als ein Durchlauferhitzer fähig sein, jedoch würde er immer noch einen exzellenten Mischfaktor haben.
  • Das niedrige Schichtungsniveau und die Vorheizung des einströmenden Wassers stellen sicher, dass die Temperatur des ausströmenden heißen Wassers für Sanitärzwecke gleichmäßiger ist als in Speichertanks, die nicht der Lehre der vorliegenden Erfindung folgen. Dementsprechend ist es viel einfacher, die Temperatur des von den angeschlossenen Verbrauchern zu verwendende heißen Wassers mittels eines thermostatischen Mischers oder, sogar noch mehr, mittels manueller Mischung konstant zu halten.
  • Das Erwärmungsverfahren, das eben in einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, in der das Verfahren auf einen Heizkessel angewendet wird, der heißes Wasser erzeugt und speichert, kann einer Anzahl von Anwendungsvariationen unterzogen werden, von denen nun einige Beispiele folgen: Gemäß den wesentlichen Merkmalen der Erfindung könnte der Wärmetauscher 15 eine andere Art von Wärmegenerator als den oben beschriebenen umfassen, und der Speichertank könnte auch eine traditionellere Form aufweisen.
  • Vor allem ist es nicht wesentlich, dass der Speichertank 5 mit zwei Zonen 5a (Auslauf) und 5b (Einlauf) sowie dem ersten Teil 15a des Tauschers 15 ausgebildet ist; der erste Teil 15a ist für die Heizphase notwendig, in der kein Wasser bezogen wird, in der eben beschriebenen, speziellen Ausführungsform von Tank 5 ist es besonders vorteilhaft, wenn er in einem Heizkessel installiert ist, aber andernfalls könnte der Heizer 15 gemäß dem Wesen der vorliegenden Erfindung genauso gut nur ein Teil, d.h. den in diesem Bericht als der zweite Teil 15b definierte Teil, umfassen, während der Heißwasserauslauf US vom Speichertank 5, wie eben erwähnt, gemäß der schematisch in 6 dargestellten traditionellen Form darüber positioniert sein könnte.
  • Tatsächlich könnte ein Gaswasserspeichererhitzer mit großen Vorteilen mit einer Brennkammer und einer Abgasleitung ausgebildet werden, die in Bezug auf den unteren Teil des Speichertanks 5 horizontal positioniert ist. Die Konstruktionsverfahren für diese Brennkammer mit der relativen Leitung sind ausreichend in den italienischen Patenten Nr. 1 182 951, das am 05.10.1987 erteilt wurde, und Nr. 1 178 296, das am 09.09.1987 erteilt wurde, beschrieben. Gleichermaßen vorteilhaft ist ein elektrischer kombinierter Durchlauf-Speicherwassererhitzer mit einem hohen Leistungsniveau (wenigstens 10–11 kW), in dem sich in Bezug auf 6 ein Bündel von elektrischen Widerständen 15.1 in einer Position beim Einlauf für das Wasser von der Hauptwasserleitung befindet. Die Implementierung der erfindungsgemäßen Erwärmungsverfahren in dieser Art von Heißwassergenerator beseitigt die Einstellschwierigkeiten für das ausströmende Wasser tatsächlich vollständig, da, wie jedem Fachmann auf diesem Gebiet klar ist, der Speichertank 5 als ein thermaler Stabilisierer fungiert und dadurch ein einfaches Einstellen der Temperatur des ausströmenden Wassers US mittels eines thermostatischen Mischers ermöglicht, obwohl die Regulierung der bereitgestellten elektrischen Leistung gestuft bleibt.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Erwärmung von Wasser für Sanitärzwecke und zur Speicherung in einem Speichertank (5) mit einer bestimmten Speichertemperatur (t.sp) und zur Verteilung an angeschlossene Verbraucher mit einer bestimmten Verbrauchstemperatur (t.verbr) unterhalb der Speichertemperatur (t.sp), welches die folgenden Schritte umfasst: – während des Beziehens von Wasser wird das gesamte von der Hauptwasserleitung einfließende Wasser durch einen Wärmetauscher (15, 15.b) geführt, um auf eine Temperatur erwärmt zu werden, die oberhalb der der Hauptwasserleitung (t.H2O) liegt; und – während der Heizphase, wenn kein Wasser zugeführt wird, wird das auslaufende Wasser eines Wärmetauschers (1), positioniert zwischen einem Brenner (2) und einem Primärkreis (4) der Raumheizung, durch den Wärmetauscher (15) im Inneren des Speichertanks (5) geführt und anschließend nach dem vorgenannten Durchlauf zurück zum Wärmetauscher (1); wobei dieser Durchlauf des Wassers des Primärkreises (4) durch den Wärmetauscher (15) die im Speichertank enthaltene Wassermasse durch Konvektionsbewegungen erwärmt, gekennzeichnet durch die Tatsache, daß der Wärmetauscher (15, 15.b) eine Energiemenge an das Wasser abgibt, die den gesamten geforderten Fluss auf eine Temperatur erwärmt, die höher oder gleich der Verbrauchstemperatur (t.verbr) ist.
  2. Verfahren zur Erwärmung von Wasser für Sanitärzwecke gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Beziehens von Wasser eine zusätzliche Energiemenge über den Wärmetauscher (15, 15.b) an das Wasser aus dem Speichertank (5) abgegeben wird.
  3. Verfahren zur Erwärmung von Wasser für Sanitärzwecke gemäß einem der vorausgehenden Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser vor der Weiterleitung an die angeschlossenen Verbraucher mit geeigneten automatischen Mitteln (8) auf die Verbrauchstemperatur (t.verbr) gemischt wird.
  4. Vorrichtung zur Erwärmung von Wasser für Sanitärzwecke, einschließlich: – eines Speichertanks (5), ausgestattet mit einem Einlauf für Wasser von der Hauptwasserleitung (IS); – eines Wärmetauschers (15), positioniert über dem Bereich der Verteilung (10), wobei dieser Wärmetauscher dazu geeignet ist, von dem Wasser durchflossen zu werden, das durch einen Einlauf (IS) in den Speichertank (5) läuft, um zu einem Auslauf (US) zu gelangen, wenn Wasser bezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ablenker (13) vertikal über dem Wärmetauscher positioniert ist, wobei der Ablenker den Speichertank (5) teilweise in einen ersten bzw. einen zweiten Bereich (5a bzw. 5b) unterteilt, wobei die Bereiche über dem Wärmetauscher (15, 15.a, 15.b) positioniert sind; und wobei der Ablenker (13) dazu geeignet ist, den Durchlauf des Sanitärwassers im ganzen Speichertank so zu ermöglichen, dass keine Bereiche vorhanden sind, in denen das Wasser steht, sowie dass keine Luftblasen im Wasser im oberen Teil des Gefäßes vorhanden sind.
  5. Vorrichtung zur Erwärmung von Wasser für Sanitärzwecke gemäß dem vorausgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem umfasst: – einen so genannten ersten Bereich (5.a), positioniert über dem Wärmetauscher (15, 15.a), – einen Wärmetauscher (15, 15.a), positioniert unter dem ersten Bereich (5.a), – einen Bereich für die Sammlung des Wassers (9) positioniert unter dem Wärmetauscher (15, 15.a), wobei der Wärmetauscher (15, 15.a) so ausgebildet ist, dass das auslaufende Wasser beim Beziehen durch ihn geführt wird, bevor es zum Auslauf (US) gelangt, – sowie einen Ablenker (13), der den Speichertank (5) in den so genannten ersten und den so genannten zweiten Bereich (5.a, 5.b) unterteilt, wobei die Bereiche so ausgebildet sind, dass sie das Wasser beim Beziehen von Wasser zur Umwälzung in den oberen Bereich des Speichertanks (5) einleiten.
  6. Vorrichtung zur Erwärmung von Wasser für Sanitärzwecke gemäß dem vorausgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Einlauf (IS) als auch der Auslauf (US) für das Wasser für Sanitärzwecke im unteren Teil des Gefäßes (5) positioniert sind.
  7. Vorrichtung zur Erwärmung von Wasser für Sanitärzwecke gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass: – der Wärmetauscher (15, 15.a, 15.b) einen Heizkörper umfasst, durch den eine primäre Heizflüssigkeit fließt, – Mittel (4, 7, 16, 18, 17, 12) vorgesehen sind, die es der primären Heizflüssigkeit gestatten, im Inneren des genannten Wärmetauschers (15, 15.a, 15.b) zu zirkulieren.
  8. Vorrichtung zur Erwärmung von Wasser für Sanitärzwecke gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Kontrollmittel (6, 12) vorgesehen sind, die dazu geeignet sind, zu bestimmen, welche Wärmeenergie in den Heizphasen mit oder ohne Beziehen von Wasser an das Wasser für Sanitärzwecke abgegeben wird.
  9. Vorrichtung zur Erwärmung von Wasser für Sanitärzwecke gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (8) für die automatische Mischung des Wassers für Sanitärzwecke mit Wasser aus der Hauptwasserleitung vorgesehen sind, bevor es an die angeschlossenen Verbraucher geleitet wird.
  10. Vorrichtung zur Erwärmung von Wasser für Sanitärzwecke gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Speichertank (5) im Wesentlichen eine Prismaform aufweist, sowie, dass Ablenker (13, 14) vorgesehen sind, die die doppelte Funktion der Verstärkung der Struktur sowie der Leitung des Wasserflusses aufweisen.
  11. Heizkessel zur Raumheizung mit der Erzeugung von heißem Wasser für Sanitärzwecke gemäß dem vorausgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Vorrichtungen der Ansprüche 4 bis 10 vorgesehen ist.
  12. Gaswasserspeichererhitzer gemäß dem vorausgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Vorrichtungen der Ansprüche 4 bis 10 vorgesehen ist.
  13. Gaswasserspeichererhitzer gemäß Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass der Wärmetauscher (15, 15.a, 15.b) eine Brennkammer und eine Abgasleitung umfasst, die im Wesentlichen horizontal verläuft.
  14. Elektrischer Wasserspeichererhitzer, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass eine der Vorrichtungen der Ansprüche 4 bis 10 vorgesehen ist, wobei der Wärmetauscher (15.1) ein Bündel von elektrischen Widerständen umfasst.
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