DE6923344U - Brauchwasserbereiter - Google Patents

Description

Gustav Ospelt Hovalwerk AG·., Vaduz/Liechtenstein

Brauchwasserbereiter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brauchwasserbereiter, J

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mit Brauchwasser gefüllter Innenbehälter von einem im wesent-§ liehen zylindrischen Außenbehälter umgeben und der ringzylindrische Zwischenraum zwischen beiden Behältern von
Heizwasser durchflossen ist.

Derartige Brauchwasserbereiter nach dem Speicherprinzip
finden beispielsweise in Verbindung mit Heizkesseln für

Samme!heizungsanlageη Anwendung, deren heißes Kesselwasser
auch zum Aufheizen des Brauchwassers herangezogen wird.
Die bisher üblichen, bekannten Brauchwasserbereiter dieser
Art sind so ausgebildet, daß ihr Innenbehälter die gesamte,

so groß herzustellen, daß ihr Speicherinhalt dem vom Benutzer j des Brauchwasserbereiters gewünschten Vorrat an aufgeheiztem I

Brauchwasser entspricht. Derartige Brauehwasserbereiter sind |

I deshalb für eine wirtschaftliche Serienfabrikation wenig f i geeignet. Bei großem Speicherinhalt ergeben sich darüber— \

hinaus'große Außenabmessungen und hohe Gewichte des Brauch- Γ

wasserbereiters, die den Transport und den Einbau des Brauch— f

wasserbereiters in ein Gebäude erschweren. Ferner ist es |

I bei sehr großem Speicherinhalt schwierig, das große Brauch- 1

wasservolumen des Innenbehälters genügend rasch aufzuheizen, |

IfI₁₉₆₈ ¹ 6923344 I

31.5.1968 I

Kn 1

so daß eine aufwendige Kanalisierung des Heizwassers und des zufließenden kalten Brauchwassers im Brauchwasserbereiter erforderlich wird, um den Wärmeaustausch zwischen Heizwasser und Brauchwasser zu beschleunigen. Dadurch ergeben sich jedoch Druckverluste sowohl im Heizwasserstrom als auch im Brauchwasserstrom, die für die Praxis zu hoch werden und starke Umwälzpumpen notwendig machen. Um die Wärmeaustauschfläche zwischen Heizwasser und Brauchwasser zu steigern und um den Innenbehälter mit geringerer Wandstärke und daher mit erträglichen Kosten aus rostfreiem Stahl herstellen zu können, hat man bei einer anderen bekannten Bauweise den Brauchwasserbereiter derart ausgebildet, daß der Brauchwasserspeicherraum auf eine Mehrzahl von einzelnen kleineren Innenbehältern aufgeteilt ist_s die in einem gemeinsamen* äen 1.5 Heizwasserraum einschließenden Außenbehälter angeordnet sind. Auch derartige Brauchwasserbereiter stellen eine geschlossene und komplett hergestellte, einen bestimmten und festliegenden Speicherinhalt aufweisende Einheit dar, die gleichfalls aufgrund großer Gewichte und äußerer Abmessungen bei sehr großem Speicherinhalt erhebliche Schwierigkeiten beim Einbringen in ein Gebäude bereitet sowie zwecks Anpassung an die Vielfalt der in der Praxis gewünschten Brauchwasservolumina mit verschiedener Anzahl von Innenbehältern und jeweils entsprechend groß bemessenem, gesondertem Außenbehälter herzustellen ist, was sich auf die Herstellungskosten und eine rationelle Herstellung in großen Stückzahlen nachteilig auswirkt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Brauchwasserbereiter der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach und "billig und in Serienfabrikation herstellbar ist und leicht transportiert werden kann und mit dem alle in der Praxis vorkommenden Bedürfnisse und Erfordernisse erfüllt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in erster Linie dadurch gelöst, daß der Brauchwasserbereiter an jedem Ende einen in den Innenbehälter führendei^radialen Brauchwasser-Anschluß-

To stutzen und einen in den ringzylindrischen Zwischenraum führenden radialen Heizwasser-Anschlußstutzen besitzt und daß die Anschlußstutzen in einer gemeinsamen, durch die längsachse des Brauehwasserbereiters gelegten Ebene liegen und die beiden Anschlußstutzen an dem einen Ende denjenigen an dem anderen Ende diametral gegenüberstehen, wobei die Heizwasser-Anschlußstutzen auf dem Mantel des Außenbehälters angeordnet sind und die Enden des Innenbehälters aus den Enden des Außenbehälters herausragen und die Brauchwasser-Anschlußstutzen auf dem Mantel des Innenbehälters angeordnet sind.

Auf diese Weise werden folgende wesentliche Vorteile erreicht. Innenbehälter, Außenbehälter und Ansehlußstutzen bilden ein Brauehwasserbereiter-Slement, das für sich allein -voll funktionsfähig ist xind aufgrund seiner besonderen Ausbildung in. denkbar einfachster Weise baukastenartig mit weiteren, ■völlig identischen Elementen zu einem Block aus mehreren,

übereinander oder nebeneinander gestapelten, in Serienschaltung oder Parallelschaltung wasserführend miteinander verbundenen Elementen vereinigt werden kann, so daß mit diesem einzigen Brauchwasserbereiter-Element beliebige Brauchwasserbereiter-Systeme geschaffen werden können, die den jeweiligen Praxiserfordernissen, wie zum Beispiel dem gewünschten Speicherinhalt, unterschiedlichen Druckzonen oder verschiedenen Temperaturniveaus des Brauchwassers angepaßt sind. Infolgedessen kann der erfindungsgemäße Brauchwasserbereiter einerseits in einer einzigen Standardgröße

und Standardausführung hergestellt und daher in wirtschaftlicher Serienfertigung fabriziert werden und braucht er andererseits nur mit kleinem Volumen und kleinen äußeren Abmessungen ausgeführt zu werden, so daß geringe Wandstärken

15 angewendet werden können und das Gewicht niedrig ist und

der Brauchwasserbereiter bequem zum Ort seiner Aufstellung transportierbar ist, wo er erst mit weiteren übereinstimmenden Elementen zu dem benötigten, vollständigen Brauchwasserbereiter-System vereinigt wird. Hierbei braucht beim Auf-

einanderstapeln zweier Brauchwasserbereiter-Elemente, die zweckmäßigerweise so aufgestellt werden, daß zwecks Vermeidung von Lufteinsehlüssen in ihren Wasserräumen die Anschlußstutzen senkrecht nach oben respektive senkrecht nach unten gerichtet sind, jeweils nur eines der beiden Braucnwasserbereiter—Elemente um seine Längsachse um I8o° gedreht zu

werden, so daß die miteinander zu verbindenden AnsckluS— stutzen beidszr Elemente einander gegenüberstehen und

! "bar zusammengeschweißt oder durch. Süanschen zusammengeschraubt

werden können. wobei die Elemente in Serie geschaltet sind.

ferner "wird durch die Verdrehmöglichkeit "um die Iiangsach.se |

I ■erreicht, daß, wenn, die Innenbehälter der Brauchwasser- f bereiter-Slemente an einem Ende mit einer Reinigungsöffnung \ versehen sind, die Heinigungsöffnungen aller Elemente auf
der gleichen Seite äes fertig montierten, hloekförmigen

Brauchwasserbereiter-Systems liegen. Nebeneinander gestapelte
Brauchwasserbereiter-Elemente können durch einfache und
gradlinige, quer zur Längsrichtung der Elemente angeordnete \

gemeinsame Sammler in Parallelschaltung miteinander j

verbunden werden. Dadurch, daß der Innenbehälter langer I

!bemessen i3t als der Außenbehälfcer und die Innenbehälterenden J

aus den Außenbehälterenden herausragen, brauchen die Brauch- ]

wasser-Anschlußstutzen nicht durch aufwendige Durchdringungen I

ι des Außenbehälters hindurchgeführt werden, sondern können ]

die Brauchwasser-Anschlußstutzen direkt und bequem von außen ]

her mit dem zylindrischen Mantel des Innenbehälters verschweißt; werden, wodurch die Fabrikation und Serienfertigung des ]

Brauchwasserbereiters wesentlich erleichtert und vereinfacht j wird. ]

Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltungsform besteht darin,
daß derjenige Brauchwasser-Anschlußstutzen, durch den das
Brauchwasser in den Innenbehälter einfließt, eine Einlaufdüse aufweist, deren Austrittsöffnung neben dem Mantel des
Innenbehälters liegt und in dessen Umfangsrichtung gerichtet

ist. Hierdurch wird erreicht, daß bei einer Brauchwasserentnahme, bei der das Brauchwasser den Innenbehälter in
Längsrichtung durchströmt, der gesamte Inhalt des Innenbehälters von einem zum anderen Brauchwasser-Anschlußstutzen

in. Rotation versetzt wird und dadurch eine be deutende Steigerung des Wärmeüberganges vom Heizwasser an das Brauchwasser eintritt;,, ferner iann is desi ringzyHndrisehen Zwischenraum zwischen beiden Behältern vor der Mündung des— jenigen Heizwasser-Anschlußstutzens., durch den aas Heizwasser in den Zwischsnraum einfließt, eine Einlaufschikane angeordnet werden, die das Heizwasser in Umfangsriehtung des Zwischenraumes lenkt, vorzugsweise in entgegengesetzter Umfangsriehtung zu der durch die Eiralaufdüse gelenkten tStrömung des Brauchwassers. Hierdurch wird eise Verbesserung des Wärmeüberganges erzielt.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltimgsform besteht darin, daß der Mantel des Außenbehälters an seinen Enden mit dem Mantel des Innenbehälters verschweißt ist und daß der Innenbehältermantel auf dem vom Äußenbehältermantel überdeckten Teil wellenförmig ausgebildet ist. JDurch die wellenförmige Ausbildung erhält der Innenbehältermantel eine hohe Festigkeit, so daß der Innenbehälter mit sehr geringer Wandstärke und daher preisgünstig aus korrosions-.

festem Stahl hergestellt werden kann und trotzdem einer vom Heizwasser ausgeübten Druckbelastung standhält. Der an seinen Enden mit dem Innenbehälter verschweißte Außenbehälter, dessen Mantel ein gewöhnlicher glatter Zylinder sein kann, wirkt hierbei als Zuganker für den wellenförmig ausgebildeten Teil des Innenbehältermantels und verhindert, daß sich dieser wellenförmige Teil des Innenbehältermantels aufgrund des im Innenbehälter herrschenden Wasserdruckes ziehharmonikaartig dehnt.

• · · C.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ^: eines Brauchwasserbereiters nach der Erfiiidung dargestellt, und zwar zeigt

I¹Ig. 1 einen Brauchwasserbereiter in der Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 2, 3 und 4 verschiedene Kombinationen mehrerer gleicher

Brauchwasserbereiter der Pig. 1; J¹Ig. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-Y der Fig. 1 in anderem Maßstab;
Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie YI-VI-der Fig. 1 *

in anderem Maßstab.

Der Brauchwasserbereiter 1 der Fig. 1 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen und horizontalen, mit Brauchwasser gefüllten Innenbehälter 2 und einem den Innenbehälter umgebenden, im wesentlichen zylindrischen Außenbehälter 3-Der Zwischenraum 4 zwischen beiden Behältern ist von Heizwasser durchflossen. An seinen beiden Enden besitzt der Brauchwasserbereiter 1 je einen in den Innenbehälter 2 führenden Brauchwasser-Anschlußstutzen 5 beziehungsweise 6 und je einen in den ringzylindrischen Zwischenraum 4 führenden Heizwasser-Anschlußstutzen 7 beziehungsweise 8. Alle vier Anschlußstutzen sind radial auf dem Umfang des Brauchwasserbereiters angeordnet und liegen in einer gemeinsamen, durch die Längsachse des Brauchwasserbereiters gelegten Ebene, wobei die Anschlußstutzen 6 und 8 an dem einen Ende des Brauchwasserbereiters den Anschlußstutzen 5 und 7 am anderen Ende diametral gegenüber^tehen. Die Heizwasser-Anschlußstutzen 7 und

sind auf dem zylindrischen Mantel des AuBenbehälters 3 befestigt. Die Enden des Innenbehälters 2 ragen aus den Enden des'ÄuSenbeaälters 3 heraus, und dis Brauehwasser-AnsehiuS-stutzen 5 "und 6 sind, ohne den Außenbehälter 3 zu durehdringSB, direkt auf dem aus dem Außenbehälter 3 herausragenden Mantel— teil des Innenbehälterä 2 befestigt und somit von außen iher anschweißbar- Der Innenbeiäälter 2 besitzt an einem Ende eine d^rch einen Deckel abdichtend verschlossene Heinigungsöffnung 9. Hex TTom Mantel des Außenbehälters 3 "überdeckte Teil '1o des Mantels des Innenbehalte rs 2 ist aus Steifijgkeitsgründen § wellemförn-ig ausgebildet, und der AußenbehälterniantBl ist an seinen Enden, das iaeißt an seinen einwärts gebördelten Stirnrändern, mit den ungeteilten Enden des Innenbehältermantels verschweißt und verankert dadurch den wellenförmig ausgebildeten Teil des Innenbehältermantels gegen Ausdehnen in Iängsrichtung. Der durch die wellenförmige Ausbildung versteifte Innenbehälter 2 besitzt eine geringe Wandstärke und besteht aus einem rostfreien Stahl- Der Außeribehälter 3 besitzt einen gewöhnlichen glatten Mantel, der aus gewöhnlichem Stahlblech bestehen kann. Der Innenbehälter 2 kann mit kleinem Speicherinhalt ausgebildet sein, so daß der Brauchwasserbereiter 1 als solcher kleinen Durchmesser und kleine länge und niedriges Gewicht besitzt.

Fig. 2 veranschaulicht den Zusammenbau von völlig identischen Brauchwasserbereitern gemäß Pig. 1 zu einem beispielsweise aus drei Brauchwasserber^iter-Elementen bestehenden vertikalen Verband. Der mittlere Brauchwasserbereiter 1 ist um

I8o° um seine Längsachse gedreht, so daß seine Anschluß- f stutzen mit denjenigen des unteren und des oberen Brauch- \

wasserbereiters 1 zusammenfassen. Die einzelnen Brauchwasser- ' bereiter-Elemente "befinden sich dadurch sowohl im Heizwasserstrom als auch im Brauchwasserstrom in Serienschaltung. Die
Reinigungsöffnungen 9 aller Elemente liegen auf der gleichen
Seite des kompletten Brauchwasserbereiter-Systems. Fig. 3
veranschaulicht den Zusammenbau mehrerer identischer Brauch- I wasserbereiter der J¹Ig. 1 zu einem horizontalen "Verband. ■

Die zusammengehörigen Anschlußstutzen der Brauchwasserbereiter\

i 1 sind durch Sammler 1o, von denen insgesamt vier vorhanden j sind, miteinander verbunden, wodurch die einzelnen Brauch- I wasserhereiter-Elemente heizwasserseitig und "brauchwasser- | s-eitig in Parallelsehaltung liegen. Fig. 4- veranschaulicht ] den Zusammenbau von Brauchwassertereitern der Fig. 1 zu einem
"blociartigen Brauchwassertereiter-System aus vertikal übereinander und horizontal nebeneinander gestapelten Brauchwasser-* hereiter-Elementen. Die Brauchwasserhereiter 1 jedes senkrechten S-fcapels sind untereinander in Eeihe geschaltet, währen!

die senkrechten Stapel an den untersten und öftersten Anschlußstutzen durch Sammler 1o parallel geschaltet sind.
Pig. 4 läßt ohne weiteres erkennen, daß man "beispielsweise
auch nur zwei senkrechte Stapel durch die Sammler Io miteinander verbinden kann und der dritte senkrechte Stapel für
einen getrennten Brauchwasserkreis vorgesehen werden kann,
so daß mit einem solchen Brauehwasserbereiter—System zwei
unterschiedliche Druekzonen oder zwei verschiedene !Tempera—
.. turniveaus geschaffen werden können. An Stelle der Beispiels—

weise in Pig. 4 mit 11 "bezeichneten Planschverschraubungen der Anschlußstutzen zweier übereinanderliegender Brauchwasserbereiter 1 kann selbstverständlich auch eine Sehweiß-

ver/bindung angewendet werden. |

Z weckmäßiger weise "bilden die nach unten gerichteten Ansehlußstutzen 5 und 7 den Brauchwassereinlauf beziehungsweise \

Heiswassereinlauf und die nach oben gerichteten Anschluß- ; stutzen 6 und 8 den Brauchwasserauslauf beziehungsweise : Heizwasserauslauf. Wie I*ig. 5 zeigt, weist der Brauchwasser-Anschlußstutzen 5, durch den das Brauchwasser in den Innenbehälter 2 einfließt, eine Einlaufdüse 12X^keren Austrittsöffnung nahe neben dem Mantel des Innenbehälters liegt und in ümfangsrichtung des Innenbehältermantels gerichtet ist. Dadurch wird das einfließende Brauchwasser in TJmfangsrichtung des Innenbehälters gelenkt und bei einer Brauchwasserentnahme der gesamte Wasserinhalt des Innenbehälters 2 in Rotation versetzt, so daß das Brauchwasser nicht nur gradlinig den Innenbehälter 2 in "Längsrichtung durchfließt sondern vom Anschlußstutzen 5 bis zum Anschlußstutzen 6 auf einem schraubenlinienförmigen Weg strömt und am Innenbehältermantel entlang kreis"t. !Dadurch wird der Wärmeübergang vom Heizwasser an das Brauchwasser wesentlich gesteigert. Wie Fig. 6 zeigt, ist in dem ringzylindrischen Zwischenraum 4 vor der Mündung des Heizwasser-Ansehlußstutzens 7_S durch den das Heizwasser in den Zwischenraum 4 einfließt, eine Einlauf schikane 13 angeordnet, die das einfließende Heizwasser in ümfangsrichirung des Zwischenraumes 4 lenkt, so daß der gesamte Wasserinhalt

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des Zwischenraumes 4 in Rotation versetzt wird und dadurch eine weitere Steigerung des Wärmeüberganges vom Heizwasser an das Brauchwasser bewirkt werden kann. Vorzugsweise ist die Einlaufschikane 13 so angeordnet, daß sie das einfließende Heizwasser in entgegengesetzter Umfangsrichtung zu der durch die Einlaufdüse 5 gelenkten Strömung des Brauchwassers lenkt. Von einem Einbau der Einlaufschikane 13 kann abgesehen werden, wenn der ringzylindrische Zwischenraum 4 mit kleinem lichten Querschnitt bemessen wird und dadurch das Heizwasser ohnehin eine genügend hohe Strömungsgeschwindigkeit erhält. Es empfiehlt sich hingegen, die Einlaufdüse 12 stets einzubauen, da der Innenbehälter 2 in aller Regel einen verhältnismäßig großen lichten Querschnitt hat und dementsprechend die Strömungsgeschwindigkeit des Brauchwassers in Längsrichtung des Innenbehälters langsam ist. Aus diesem Grunde ist, wie Fig. 5 erkennen läßt, die Einlaufdüse 12 als gesonderter rohrartiger Teil ausgebildet, der nachträglich in denjenigen Brauchwasser-Anschlußstutzen 5 oder 6, der jeweils als Brauchwasser-Einläiif dient, einschiebbar ist und in dem Anschlußstutzen beispielsweise durch einen Schweißpunkt festgehalten werden kann.

In bestimmten Anwendungsfällen, -wie zum Beispiel bei industriellem Warmwasserbedarf, ist das Erfordernis, daß das Brauchwasserbereiter-System einen großen gespeicherten Brauchwasser— vorrat für intermittierende Brauchwasserentnahme enthält, weniger wichtig, sondern eine hohe Dauerleistung ausschlaggebend. Auch diese Anforderung ist mit dem erfindungsgemäßen

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Brauchwasserbereiter durch Anwendung der beschriebenen, denkbar einfachen Serienschaltung mit besonders großem Vorteil erfüllbar. Während ein einzelnes Brauchwasserbereiter-Element gemäß der Erfindung bei üblicher Heizwasser-Vorlauftemperatur und Brauchwasser-Auslauftemperatur eine bestimmte Wärmemenge vom Heizwasser an das Brauchwasser übertragen kann, tritt durch die Serienschaltung mit weiteren Elementen eine Steigerung der Einzelleistung aller in Serie geschalteter Elemente ein, so daß zum Beispiel, wie gefunden wurde, drei in Serie geschaltete Elemente praktisch so viel leisten wie vier parallel geschaltete Elemente und mithin durch die Serienschaltung ein Element eingespart werden kann.

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Claims (4)

S ο h. u t ζ a η s -ρ r ü c h e

1. Brauchwasserbereiter, bei dem ein im wesentlichen zylindrischer und horizontaler, mit Brauchwasser gefüllter Innenbehälter von einem im wesentlichen zylindrischen Außenbehälter umgeben und der ringzylindrische Zwischenraum zwischen beiden ,.Behältern von Heizwasser durchflossen ist, dadurch gekenn- ^; "Zeichnet, daß der Brauchwasserbereiter (1) an jedem Ende einen in den Innenbehälter (2) führenden radialen Brauchwasser-Anschlußstutzen (5,6) und einen in den ringzylindrischen Zwischenraum (4) führenden radialen Heizwasser-Anschlußstutzen (7,8) besitzt und daß die Anschlußstutzen in einer gemeinsamen, durch die Längsachse des Brauchwasserbereitera gelegten Ebene liegen und die beiden Anschlußstutzen an dem einen Ende denjenigen an dem anderen Ende diametral gegenüberstehen, wobei die Heizwasser-Anschlußstutzen auf dem Mantel des Außenbehälters (3) angeordnet sind und die Enden des Innenbehälters aus den Enden des Außenbehälterö herausragen und die Brauchwasser-Anschlußstutzen auf dem Mantel des Innenbehälters angeordnet sind.

2. Brauchwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Brauchwasser-Aaschlußstutzen (5), durch den das Brauchwasser in den Innenbehälter (2) einfließt, eine Einlaufdüse (12) aufweist, deren Austrittsöffnung neben dem Mantel des Innenbehälters liegt und in dessen Umfangsrichtung gerichtet ist.

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3. Brauehwasserbereiter nach Anspruch 2, dadtircli gekennzeiclixiei;, äaß in dem ringzylindrischen Zwischenraum (4-) vor der Mündung desjenigen Heizwasser-Ansehlußsiartzens (7), durch den das Heizwasser in den Zwischenraum einfließt, eine Einlaufsehikane (13) angeordnet ist, die das Heizwasser in Umfangsrichtung des Zwischenraumes lenkt, vorzugsweise in entgegengesetzter ümfangsrichtung zu der durch die Einlaufdüse (12) gelenkten Strömung des Brauchwassers.

4. SrauciBvasserhereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, j daß der Mantel des Außenbehälters (3.) an seinen Enden mit dem Mantel des Inneribehälters (2) verschweißt ist und daß der Innenbehältermante.1 auf dem vom Außenbehältermantel überdeckten Teil wellenförmig ausgebildet ist.