DE9001520U1 - Device for hot water preparation - Google Patents
Device for hot water preparationInfo
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Description
Vo}^_ "htung ; jr Warmwasserbereitunc Vo}^_ "htu ng ; jr hot water via eitunc
Di Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Warmwasserbereitung, mit einem aus meiii- .en ü er Verbindungsleiti'igen miteinander verbundenen Einzelbehältern bestehenden Spticheibehälter und mit wenigstens einer Heizeinrichtung zur Erwärmung des Behälterinhalts.The invention relates to a device for preparing hot water, with a storage tank consisting of several individual tanks connected to one another via connecting lines and with at least one heating device for heating the tank contents.
Aus der DE-OS 26 41 601 ist eine Vorrichtung zur Wannwasserbereitung bekannt, deren Speicherbehälter aus mehreren ballonförmigen Einzelbehältern besteht. Die Heizeinrichtung ist außerhalb des Speicherbehälters angeordnet. Eine Umwälzpumpe läßt temperaturgesteuert den Behälterinhalt durch die Heizeinrichtung zirkulieren. Bei der bekannten Vorrichtung kann die Größe des Speicherbehälters und unabhängig davon die Heizleistung der Heizeinrichtung dem Bedarf angepaßt werden. Die bekannte Vorrichtung benötigt jedoch vergleichsweise viel Bauraum und bedingt vergleichsweise hohen Herstellungsaufwand .From DE-OS 26 41 601 a device for hot water preparation is known, the storage tank of which consists of several balloon-shaped individual containers. The heating device is arranged outside the storage tank. A circulation pump circulates the tank contents through the heating device in a temperature-controlled manner. With the known device, the size of the storage tank and, independently of this, the heating output of the heating device can be adapted to requirements. However, the known device requires a comparatively large amount of installation space and involves a comparatively high manufacturing outlay.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Warmwasserbereitung anzugeben, die sich bei. günstig verteiltem Platzbedarf mit geringem HorstellungsaufwandThe object of the invention is to provide a device for preparing hot water which, with a favourably distributed space requirement and low installation costs,
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- 2 -
&lgr; herstellen läßt.- 2 -
&lgr; can be produced.
Ausgehend von der eingangs erläuterten Vorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einzelbehälter als schlanke Speicherrohre ausgebildet sii-d. Die Speicherrohre sind bezogen auf ihren Durchmesser, um wenigstens eine Größenordnung langer, d.h. sie haben bei. einem Durchmesser von vorzugsweise einigen Zentimetern eine Länge von mehreren Dezimetern. DieBased on the device explained at the beginning, this object is achieved according to the invention in that the individual containers are designed as slim storage tubes. The storage tubes are at least an order of magnitude longer in relation to their diameter, i.e. they have a length of several decimetres with a diameter of preferably a few centimetres. The
IQ Speicherrohre können damit in einem Gebäude nc. izontal IQ storage pipes can therefore be installed in a building nc. izontal
oder vertikal an parallel nebeneinander an einer Wand * angebracht werden und stehen nur wenig von der Wand ab. Sie können insbesondere auch ?.um Beispiel in Verbindung mit Verblendungen oder dergleichen Bestandteil der Wandor vertically on a wall * parallel to each other and protrude only slightly from the wall. They can also be used in particular, for example in conjunction with cladding or similar, as part of the wall
,c selbst sein, vorzugsweise in Form von Wand-Fertigbauteilen. ,c itself, preferably in the form of prefabricated wall components.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung stehen die nebeneinander verlaufenden Speicherrohre zumindest über 2Q einen Teil ihrer Länge, vorzugsweise jedoch im wesentlichen über ihre gesamte Länge, über Wärmeleitvorrichtungen, zum Beispiel Wärmeleitbleche oder dergleichen in Wärmeleitkontakt miteinander. Die Wärmeleitvorrichtungen sorgen für eine Angleichung der Temperatur der V 25 Rohre untereinander. In diesem Zusammenhang hat es sich auch als günstig erwiesen, wenn zwischen benachbarten Speicherrohren Wärmespeichermaterial, beispielsweise Wärmespeichersteine oder dergleichen, angeordnet ist, welches insbesondere bei Betrieb der Vorrichtung mit OQ verbilligtem Nachtstrom mitaufgeheizt wird und eine Nacherwärmung des Wassers bei Wasserentnahme während der Hochtarifzeit ermöglicht.In a practical design, the storage pipes running next to each other are in thermal contact with each other over at least part of their length, but preferably essentially over their entire length, via heat conducting devices, for example heat conducting plates or the like. The heat conducting devices ensure that the temperature of the pipes is equalized with each other. In this context, it has also proven to be advantageous if heat storage material, for example heat storage stones or the like, is arranged between adjacent storage pipes, which is heated up in particular when the device is operated with OQ cheaper night-time electricity and enables the water to be reheated when water is drawn off during peak tariff periods.
.Jedes dor Speicherröhre faßt in typischen Ausführungen (li lediglich ein vergleichsweise kleines Wasservo lumen von.Each storage tube in typical designs (li) only holds a comparatively small volume of water of
— &idiagr; ——&idiag;—
j li'M.sp i C 1 sw i.5H--! 1') )>L.r; 3(J 1. Um tu jt/dciti ein /in.-droiche.id'-·- Gesamt: v> 1 mnen zu ürziclon, sind Ln girier hevorzughfin Ausqo.s ta I. Ut.inq &igr;&igr;&idiagr;'&Iacgr;&igr;&igr; (-&tgr;&ogr; Speicherroh rf bezogen nuf die Wat; se t du rch f ] uij ri ch tunq in Reihe fjo.sch-i I to '■ , und Ln Wasserdurchflußrichtung verteilt sind mehrere Hei/einrichtungen vorgesehen. Diese Ausgestaltung bietet mehrere Vorteile. Zum einen lassen sich mit geringem Herstellungsaufwand mehrere Heizquellen bereitstellen, insbesondere wpnn rli&rgr; Heizeinrichtuncjen zv.'i scher; zv/ci in Wassordurchflußri':htung aufeinanderfolgenden Speicherrohren angeordnet sind. Zum anderen lassen sich über geeignete Ventile Nebenschlußwege einzelner Speicherrohre zu einer gemeinsamen Kaltwasserzuflußleitunq und/oder einer gemeinsamen Warmwasserabflußleitung vorsehen, so daß das Gesamtvolumen bedarfsgerecht angepaßt werden kann. Es werden nur so viele Speicherrohre für die Warmwasserbereitung freigegeben, als im Bedarfsfall tatsächlich benötigt werden. Hierdurch lassen sich die Betriebskosten erheblich senken. Vorteilhaft ist auch, daß sich unterschiedlichste Wärmequellen zur Warmwasserbereitung ausnutzen lassen. Während als Hauptwärmequelle wenigstens eine elektrische Heizeinrichtung oder wenigstens ein aus einer Gebäudeheizanlage betriebener Wärmetauscher vorgesehen ist, können problem- ( 25 l°s zusätzliche Wärmetauscher vorgesehen sein, die ohnehin anfallende Wärmeenergien rückgewinnen. Diese zusätzlichen Wärmetauscher sind auf der Kaltwasserzuflnßseite der Reihenschaltung der Speicherrohre vorgesehen und ermöglichen eine Vorerwärmung des Wassers,j li'M.sp i C 1 sw i.5H--! 1') )>L. r ; 3(J 1. In order to avoid a heat loss, the heating elements are preferably designed in such a way that the storage pipes are arranged in series with respect to the water flow and several heating devices are provided distributed in the direction of water flow. This design offers several advantages. On the one hand , several heat sources can be provided with little manufacturing effort, in particular when the heating devices are arranged in successive storage pipes in the direction of water flow. are. On the other hand, suitable valves can be used to provide shunts between individual storage pipes and a common cold water inlet and/or a common hot water outlet, so that the total volume can be adjusted as required. Only as many storage pipes are released for hot water preparation as are actually needed. This can significantly reduce operating costs. Another advantage is that a wide variety of heat sources can be used to prepare hot water. While at least one electric heating device or at least one heat exchanger operated by a building heating system is provided as the main heat source, additional heat exchangers can easily be provided to recover heat energy that is generated anyway. These additional heat exchangers are provided on the cold water inlet side of the series connection of the storage pipes and enable the water to be preheated.
nn. Vnrznaswei.QP kann der zusätzliche Wärmetauscher an einen die Rauchgasabwärme beispielsweise der Gebäudeheizanlage rückgewinnenden Wärmetauscherkreis oder an einen Solar-Wärmetauscherkreis angeschlossen sein. Es läßt sich aber auch die Abwärme von Kühlanlagen oder dergleichen ausnutzen. Die schmale Bauweise der Speicherrohre nn. Vnrznaswei.QP the additional heat exchanger can be connected to a heat exchanger circuit that recovers the flue gas waste heat, for example from the building heating system, or to a solar heat exchanger circuit. However, the waste heat from cooling systems or the like can also be used. The narrow design of the storage pipes
j erlaubt; es, für geringe Warmemnnyun sogar die Speiche rrohre in de t Nähe des Kondensators derartiger Kühleinr i.chturvien, wie zum Beispiel Kühlschränke oder Gefriertruhen anzuordnen, um geringe für Waschbecken undj allows; for low heat levels, even the storage pipes to be arranged near the condenser of such cooling devices, such as refrigerators or freezers, in order to achieve low heat levels for washbasins and
dergleichen ausreichende Wassermengen vorzuerwärmen.to preheat sufficient quantities of water.
Die Erfindung erlaubt es, das Wasser bedarfsgerecht auf ^The invention allows the water to be heated to the required level ^
Temperaturen insbesondere über 65°C zu erwärmen, um so $Temperatures especially above 65°C to heat $
einer Bildung von Krankheitskeimen fint-gfigemzuwi rk<=n . jsja formation of pathogenic germs fint-gfigemzuwi rk<=n . jsj
An den Aisgang des durch die Speicherrohre gebildeten ^At the outlet of the ^ formed by the storage pipes
, Speicherbehälters kann, falls erforderlich, ein zusatz- f;, storage tank can, if necessary, be an additional f;
licher, herkömmlicher Speicherbehälter angeschlossen '■conventional storage tank connected '■
sein. Im Einzelfall genügt es zur Erhöhung des Speicheret^
volumens jedoch, wenn zumindest dem in Wasserdurchflußrichtung
letzten Speicherrohr wenigstens ein weiteres
Speicherrohr parallel geschaltet ist. -iIn individual cases, however, it is sufficient to increase the storage volume if at least one additional storage pipe is connected to the last storage pipe in the direction of water flow.
Storage tube is connected in parallel. -i
Zur Minderung des Kalkansatzes sowie zur VerbesserungTo reduce limescale build-up and improve
der Wärmeleiteigenschaften des Wassers kann in die ■.:the thermal conductivity properties of water can be found in the ■.:
gemeinsame Wasserzuflußleitung der Speicherrohre und/oder
die gemeinsame Abflußleitung eine Magnetanordnung
geschaltet sein, die das Wasser einem magnetischen
Gleich- oder Wechselfeld aussetzt.common water supply line of the storage pipes and/or
the common drain line a magnet arrangement
which exposes the water to a magnetic
exposed to direct or alternating fields.
C 25 :.: C25 :.:
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung .'In the following, embodiments of the invention are described.'
anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt: r-explained in more detail using a drawing. Here: r -
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Warmwasserbereitung vonFig. 1 a device for hot water preparation of
Brauchwasser und
Fig. 2 eine Variante der Vorrichtung nach Fig. 1,Domestic water and
Fig. 2 shows a variant of the device according to Fig. 1,
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt einen
allgemein mit 1 bezeichneten Speicherbehälter, dem über
eine Kaltwasserzuleitung 3 zu erwärmendes BrauchwasserThe device shown in Fig. 1 comprises a
storage tank generally designated 1, which is connected to
a cold water supply line 3 domestic water to be heated
Y zuqeführt wird. Das erwärmte Wasser wird über eine Wii rmwasserabf lußlPitung 4 abgczoyen. Der SpeicherbehnL-ts;r 1 besteht i\>\-, einer Vielzahl, nebeneinander angeordneter, paralleler, langgestreckter bzw. schlanker Speicherrohre 3, von denen einige, hier drei Speicherrohre, in Wasserdurchflußrichtung in Reihe geschaltet sind, während zumindest eines der Speicherrohre dem in Durchflußrichtung letzten Speicherrohr zur Volumenvergrößerung parallel geschaltet ist. Die in Reihe geschal- ig teten Speicherrohre sind meanderförmig über Durchflußgehäuse 5 von Heizeinrichtungen miteinander verbunden, von denen die der Warnwasserabflußleitung 5 in Durchflußrichtung nächste Heizeinrichtung 7 als Wärmetauscher einer Gebäudeheizanlage oder gegebenenfalls elektrische Heizeinrichtung ausgebildet ist und das Wasser auf die Y. The heated water is discharged via a hot water drain pipe 4. The storage tank 1 consists of a large number of parallel, elongated or slim storage pipes 3 arranged next to one another, some of which, here three storage pipes, are connected in series in the direction of water flow, while at least one of the storage pipes is connected in parallel to the last storage pipe in the flow direction to increase the volume. The storage pipes connected in series are connected to one another in a meandering manner via flow housings 5 of heating devices, of which the heating device 7 closest to the hot water drain pipe 5 in the flow direction is designed as a heat exchanger of a building heating system or, if necessary, an electric heating device and the water is transferred to the
gewünschte Endtemperatur heizt. Die der Kaltwasserzuflußleitung 3 nähergelegenen Durchflußgehäuse 5 enthalten Heizeinrichtungsn für eine bedarfsgerechte Beheizung des Wasservolumens oder für eine Vorerwärmung. Während das in Fig. 1 dargestellte, in Durchflußrichtung mittlere Durchflußgehüuse 5 einen weiteren, an die Gebäudeheizanlage angeschlossenen Wärmetauscher oder eine elektrische Heizeinrichtung 9 enthält, ist in demdesired final temperature. The flow housings 5 closer to the cold water inlet line 3 contain heating devices for heating the water volume as required or for preheating. While the middle flow housing 5 shown in Fig. 1 in the flow direction contains another heat exchanger or an electric heating device 9 connected to the building heating system, the
kaltwasserseitigen Durchflußgehäuse 5 ein Wärmetauscher "> 25 H vorgesehen, der über einen Wärmetauschkreis an eineA heat exchanger is provided in the cold water side flow housing 5 "> 25 H, which is connected via a heat exchange circuit to a
für die Vorerwärmung geeignete Wärmequelle angeschlossen ist. Insbesondere kann der Wärmetauschkreis die Rauchgasabwärme der Gebäudeheizungsanlage rückgewinnen und/oder für die Gewinnung von Solarenergie geeignet sein. Die Heizleistung der Heizeinrichtung 9 und 11 ist kleiner bemessen als die der Heizej.nrichtung 7.a heat source suitable for preheating is connected. In particular, the heat exchange circuit can recover the flue gas waste heat from the building heating system and/or be suitable for generating solar energy. The heating output of the heating devices 9 and 11 is smaller than that of the heating device 7.
Es versteht sich, daß Wärmeerzeuger, wie zum Beispiel Solar-Wärmetauscher oder Wärmerückgewinnungseinrichtungen, auch unmittelbar im Kreislauf von dem zu erwärmen-It is understood that heat generators, such as solar heat exchangers or heat recovery systems, can also be installed directly in the circuit of the heat to be heated.
&igr; don Brauchwasser durchflossen sein können. &Ggr;&eegr; "ineip solchen IAiIl s i nd ti i.oso K i &eegr; r tch tiingr &eegr; über niinplo Anrieh 1 ußmu ; f f &tgr;&igr; direkt an Hi" Durch 1. I ufUfohäuse r> angeschlossen. Über Vent i. le kann die Anzahl der wirksamen Speicherrohre J gesteuert werden.&igr; through which domestic water can flow. &Ggr;&eegr;"In such systems, the heating pipes are connected directly to the heating system via a connection pipe; ff &tgr;&igr; through which domestic water can flow. The number of effective storage pipes J can be controlled using valves.
Eine zwischen Eingang und Ausgang der Reihenschaltung der Speicherröhre 3 geschaltete Umwälzpumpe 13 sorgt für eine Zirkulation des zu erwärmenden Wassers in demA circulation pump 13 connected between the input and output of the series connection of the storage tube 3 ensures circulation of the water to be heated in the
jQ Speicherrohrsystem und für eine gleichmäßige Erwärmung. Um bedarfsgerecht auch lediglich einen Teil des gesamten Speichervolumens des Speicherbehälters erwärmen zu können, kann ein Teil der dem Warmwaäserausgang nächsten Speicherrohre durch eine von einem Ventil 15 schaltbarejQ storage pipe system and for uniform heating. In order to be able to heat only a part of the total storage volume of the storage tank as required, a part of the storage pipes closest to the hot water outlet can be switched by a valve 15.
J5 Nebenschlußleitung 17 überbrückt werden. Ein Ventil 19 schaltet die überbrückten Speicherrohre 3 ab. Die Heizeinrichtung 9 ist so bemessen, daß sie zumindest für die Enderwärmung des verbleibenden Speichervolumens ausreicht.J5 shunt line 17 can be bridged. A valve 19 switches off the bridged storage pipes 3. The heating device 9 is dimensioned so that it is at least sufficient for the final heating of the remaining storage volume.
Zwischen einem Teil der paarweise benachbarten Speicherrohre 3 sind beispielsweise zickzackförmig angeordnete Wärmeleitbleche 21 angeordnet, die für einen Temperaturausgleich zwischen den Speicherrohren 3 sorgen. Zusät^- lieh oder alternativ zu den Wärmeleitblechen 21 können zwischen benachbarten Speicherrohren 3 auch Blöcke 23 aus einem wärmespeichernden Material angeordnet sein, vorzugsweise dann, wenn die Vorrichtung elektrisch über kostengünstige Nachttarife beheizt wird.For example, heat conducting plates 21 arranged in a zigzag shape are arranged between some of the storage tubes 3, which are arranged in pairs and ensure temperature equalization between the storage tubes 3. In addition to or as an alternative to the heat conducting plates 21, blocks 23 made of a heat-storing material can also be arranged between adjacent storage tubes 3, preferably when the device is heated electrically using low-cost night tariffs.
In die Kaltwasserzuleitung 3 und die Warmwasserabflußleitung 4 sind an sich bekannte.Magnetgeräte 25 geschaltet, die das in einer Durchflußkammer 27 durchströmende Wasser dem Magnetfeld eines Magnets 29, beispielsweise eines Permanentmagnets oder eines Elektromagnets ausset-Magnetic devices 25 known per se are connected to the cold water supply line 3 and the hot water discharge line 4, which expose the water flowing through a flow chamber 27 to the magnetic field of a magnet 29, for example a permanent magnet or an electromagnet.
zen. Das Magnetfeld mindert den Kalkansatz wasserführender Systeme und verbessert die Wärmeleiteigenschaften des Wassers.The magnetic field reduces the build-up of limescale in water-carrying systems and improves the thermal conductivity properties of the water.
Durch Verkleidungsplatten 31 lassen sich die Speicherrohre 3 "sandwichartig" zu Wand-Fertigbauteilen ergänzen, die als Gebäudewände, insbesondere Trennwände, eingesetzt werden können.By means of cladding panels 31, the storage pipes 3 can be supplemented in a "sandwich-like" manner to form prefabricated wall components, which can be used as building walls, in particular partition walls.
JO Fig. 2 zeigt eine Variante der Vorrichtung nach Fig. 1, die sich im wesentlichen nur durch die Anordnung der die Heizeinrichtungen aufnehmenden Durchflußgehäuse ^- unterscheidet. Gleichwirkende Komponenten sind in Fig.JO Fig. 2 shows a variant of the device according to Fig. 1, which essentially only differs in the arrangement of the flow housings accommodating the heating devices. ^- Components with the same effect are shown in Fig.
2 mit den Bezugszahlen der Fig. 1 und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a bezeichnet. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise wird auf die Beschreibung der Fig. 1 Bezug genommen.2 is designated with the reference numbers of Fig. 1 and, to distinguish it, with the letter a. For an explanation of the structure and the mode of operation, reference is made to the description of Fig. 1.
Während bei der Vorrichtung der Fig. 1 die Speicherrohre 3 beidseitig mit Anschlüssen für die Durchflußgehäuse 5 versehen sind, haben die Speicherrohre 3a aus Fig. 2 lediglich an einem Ende Anschlüsse für Durchflußgehäuse 5a. An den gegenüberliegenden Enden der Speicherrohre 3a sind Rohranschlüsse oder dergleichen vorgesehen. Die r 2>=i Speicherrohre 3a können mit Hilfe der Durchflußgehäuse 5a paarweise zu Baueinheiten zusammengefaßt werden, die eine bedarfsgerechte Bemessung der Vorrichtung erlauben. In den Durchflußgehäusen 5a können wiederum Heizeinrichtungen 7a, 9a, 11a unterschiedlicher Art angeordnet op werden, so daß eine bedarfsgerechte Erwärmung des Wassers in den Speicherrohren 3a möglich wird. Insbesondere können einzelne der Baueinheiten nuch ohne Heizein-While in the device of Fig. 1 the storage pipes 3 are provided with connections for the flow housings 5 on both sides, the storage pipes 3a from Fig. 2 have connections for the flow housings 5a only at one end. Pipe connections or the like are provided at the opposite ends of the storage pipes 3a. The r 2>=i storage pipes 3a can be combined in pairs with the help of the flow housings 5a to form structural units that allow the device to be dimensioned according to requirements. Heating devices 7a, 9a, 11a of different types can in turn be arranged in the flow housings 5a, so that the water in the storage pipes 3a can be heated according to requirements. In particular, some of the structural units can also be operated without heating elements.
richtung angeschlossen werden, so daß üaren Speicherrohredirection so that the storage pipes
3n aus.qr-hl &iacgr; eß 1 &iacgr; rh als Zusatzbehälter zur Vo lumen vergrößü- -ir rune) -lusqerui t7, t worden. Temperaturgos teiiorte Ventile3n aus.qr-hl Î eß 1 Î rh as an additional tank to increase the volume -ir rune) -lusqerui t7, t been. Temperature gos teiiort valves
19a sorgen dafür, daß diese zusätzlichen Speicherrohre 3a lediglich bei ausreichender Heizleistung miterwärmt werden. Hier, wie auch bei der Vorrichtung nach Fig. 1, können als Zusatzbehalter aber auch andere, herkömmliche Behälter angeschlossen sein. Auch die Vorrichtung nach Fig. 2 kann mit Magnetgeräten der vorstehend erläuterten Art ausgerüstet sein, und es können Wärmeieit- und Speicherainrichtungen zwischen den Speicherrohren 3a vorgesehen sein und gegebenenfalls zu Wandelementen er "inzt sein.19a ensure that these additional storage tubes 3a are only heated when the heating power is sufficient. Here, as with the device according to Fig. 1, other conventional containers can also be connected as additional containers. The device according to Fig. 2 can also be equipped with magnetic devices of the type explained above, and heat conduction and storage devices can be provided between the storage tubes 3a and, if necessary, integrated into wall elements.
F-: ti F-: ti
JiJ
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