DE9315307U1 - Behälter zur Erzeugung und Speicherung für Brauchwasser und Heizung - Google Patents

Behälter zur Erzeugung und Speicherung für Brauchwasser und Heizung

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/48—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
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    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F24H1/28—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes
    • F24H1/287—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes with the fire tubes arranged in line with the combustion chamber

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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft die Vereinigung von Brauchwasserbereitung und Heizung in einer einzigen Brennwert-Doppelfunktionsfeuerstätte, ohne zusätzlichen externen Brauchwasserspeicher oder Wärmetauscher.
Zur Zeit befinden sich auf dem Heizkesselmarkt Feuerstätten, die den Brennwert bzw. oberen Heizwert Ho ausnutzen, nur als reine Warmwassererzeuger ohne Anschlußmöglichkeit einer Heizungsanlage, oder als Heizkessel, bei denen eine Warmwasserbereitung über Wärmetauscher nach dem Durchlauferhitzerprinzip oder in Verbindung mit Warmwasserspeichern erfolgt. Hierbei sind Feuerstätte und Warmwasserspeicher getrennt oder sie befinden sich hydraulisch fest zusammengeschlossen in einer Verkleidung. D.h., man benötigt zur gleichzeitigen Erledigung von Heizungs- und Brauchwasseranforderung zwei Kessel, einen für Heizung und einen für Brauchwasser. Die andere Möglichkeit ist, man nimmt einen Kessel und muß diesen entsprechend des Wärmebedarfs im Auslegungspunkt (Außentemperatur -150C) plus des Warmwasserwärmebedarfs dimensionieren. Das führt zu einer Überdimensionierung des Kessels im Teillastbereich, der zu 80% des Jahres gegeben ist.
Hier liegt der Heizleistungsbedarf zwischen 10% und 50% des Heizleistungsbedarfs im Auslegungspunkt. Hierin sind hohe Energieverluste der Kesselanlage begründet.
Bei den Feuerstätten, die den oberen Heizwert nicht ausnutzen, sind ebenfalls solche Systeme leider immer noch Stand der Technik.
Desweiteren benötigen die heutigen Niedrigenergiehäuser und Wohnungen nach der novellierten Wärmeschutz-Verordnung im Altbau oder Neubau nur einen ganz geringen Energieaufwand für die Heizung und hohe energetische Leistung für die Warmwasserbereitung. Bei Außentemperaturen von -15° werden 2 bis 6kW und im Teillastbereich unterhalb von +20C Außentemperatur werden 1 bis 3kW, oder weniger Heiz-leistung in der Stunde benötigt. Für die Warmwasser-Versorgung wird jedoch ständig ein Energiebedarf von 20 bis 4OkW benötigt.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die hohen investiven Kosten (ökonomisch und ökologisch gesehen), verursacht durch den Einsatz von zwei Energiequellen(eine für Heizung und eine für Brauchwasser), zu senken. Durch die größere Dimensionierung der Heizungszentrale-(Energiezentrale) und, gegebenenfalls, durch den schlechteren Wirkungsgrad von Nicht-Brennwertfeuerstätten sind evtl. hohe energetische Verluste gegeben.
Diese Probleme werden durch die in den Schutzansprüchen 1 bis 6 aufgeführten Erfindung gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es durch die besondere Konstruktion der Feuerstätte gelungen ist, Warmwasserbereitung, -speicherung, Heizwasserbereitung und -speicherung in einem einzigen Behälter zu vereinen, bei Verwendung nur eines Wärmeerzeugers (Brenner).
daß aufgrund des hohen Speichervolumens und des vergleichsweise geringen Wärmebedarfs für die Heizung, der Brenner nur sehr selten in einer Stunde in Betrieb geht (Schalthäufigkeit). Dies bedeutet eine besonders umweltfreundliche und eine energiewirtschaftlich positive Betriebsweise der Anlage.
daß durch ständige(während des gesamten Jahres) Betriebsbereitschaft der Feuerstätte zur Brauchwasserbereitung, ebenfalls auch die Heizungsanlage betriebsbereit ist. Dieses ist interessant an kühlen Sommertagen und zur Beheizung des Bades, es ist keine Aufheizung einer Kesselanlage erforderlich.
daß durch Schichtung des Speichers, Anordnung des Abgaswärmetauschers (antithermische Siphonwirkung) und des Heizungswärmetauschers, der Isolierung, der Stillstandsverlust weit unter 1% liegt. Außerdem ermöglicht die sehr niedrige Heizflächen-Belastung des Abgaswärmetauschers (Kondensationswärmetauschers) keine Ablagerungen von Kalk, die Nennwärmeleistung bleibt daher auf Dauer erhalten.
daß durch die Einbringung der Heizungswärmetauscher, Warmwasserzapfung und Heizung gleichzeitig erfolgen können. Nicht wie bei herkömmlichen Kesseln, wo für gleichzeitigen Bedarf beider Anwendungen zwei Kessel benötigt werden, einer für Warmwasser und einer für Heizung oder bei einem Kessel(Brenner), entweder die Heizenergie über einen 3-Wegeventil oder zwei Umwälzpumpen alternativ Heizung bzw. Warmwasservorrang betrieben wird.
daß durch die besondere Anordnung der Brennkammer, des Heizungswärmetauschers und des Abgaswärmetauschers eine optimale Schichtung und somit Kondensationsbetrieb ständig für Warmwasserbereitung und die Heizung sichergestellt wird.
daß durch die Benutzung einer zentrischen Abgasführung und einer konzentrischen Zuluftführung, die im Abgas enthaltene Restwärme zur Erwärmung der Zuluft genutzt wird.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 1 bis 4 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 den Behälter von vorne und oben
Fig. 2 den Behälter von der Seite
Fig. 3 die Einbindung des Behälters in ein Heizsystem
Fig. 4 die Einbindung des Behälters in ein Heizsystem,daß zwei Kreise besitzt wobei der zweite über einen Mischer geregelt wird.
Die Erfindung besteht aus einem Behälter (4) zur Speicherung von Warmwasser, mit einem Kaltwasseranschluß (7) unten und einem Warmwasseranschluß (8) oben. Ebenfalls unten befindet sich der Abgasanschluß (3). Die horizontale Brennraum(l) ist seitlich in den Behälter(4) eingebracht. Der Brennraum (1) besitzt ein leichtes Gefälle, zum besseren Abfluß des anfallenden Kondensates. Im hinteren Teil der Brennkammer(l) befindet sich der Anschluß zum spiralförmigen Abgaswärmetauscher (2). Dieser Abgaswärmetausch (2) fuhrt das Abgas senkrecht, in Spiralen nach unten zum Abgasanschluß (3). Die Anschlüsse fur Heizungsrücklauf (6) und Heizungsvorlauf (5) führen ebenfalls seitlich in den Behälter (4). Durch den unten liegenden Heizungsrücklauf (6) tritt das Heizungswasser in den Heizungswärmetauscher (10), dieser läuft innerhalb des Kreises, den der Abgaswärmetauscher (2) beschreibt, in Spiralen nach oben. In Höhe des Eintritts des Abgaswärmetauschers (2) in den Brennraum (1), wird der Heizungswärmetauscher (10) nach außen und dann wieder als Spirale, neben dem Brennraum (1), nach oben geführt. Zusätzlich hat der Behälter (4) einen Zirkulationsanschluß (9).
Bezugszeichenliste:
Brermerraum(Brennkammer) 1
Abgaswärmetauscher 2
Abgasanschluß 3
Warmwasser-Behälter für Trinkwasser bzw. Heizungswasser 4
Heizungsvorlauf bzw. Warmwasseranschluß 5
Heizungsrücklauf bzw. Kaltwasseranschluß 6
Kaltwasseranschluß bzw. Heizungsrücklauf 7
Warmwasseranschluß bzw. Heizungsvorlauf 8
Zirkulationsleitung 9
Wärmetauscher-Heizung oder -Brauchwasser 10
Dreiwegemischer mit Stellmotor 11
Umwälzpumpe, leistungsabhängig gesteuert 12
Heizsystem 13 Heizsystem, z.B. Heizkörper bzw. Wärmetauscher für Lüftung 14
geregeltes Heizsystem über Mischer 14a

Claims (8)

Schutzansprüche
1. Behälter zur Gewinnung und Speicherung für Brauchwasser und Heizung, dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner unteren Seite einen Kaltwasseranschluß(7) sowie einen Abgasanschluß(3) und an seiner oberen Seite einen Warmwasseranschluß(8) besitzt.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Brennraum, der seitlich in den Behälter eingebracht ist, ein leichtes Gefälle zum besseren Abfluß des anfallenden Kondensates besitzt, bzw. daß die horizontale Brennkammer gleich von oben vertikal angeordnet wird.
3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaswärmetauscher^) in einer weiten Spirale das Abgas gegen die Schichtung des Behälters, zur stärkeren Abkühlung des Abgases, zum Abgasanschluß(3) führt.
4. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizungsvorlauf(5), oberhalb des Brennraumes, und der Heizungsrücklauf(6), in Höhe des Abknickens des Abgaswärmetauschers zum Abgasanschluß(3), seitlich aus dem Behälter herausgeführt sind.
5. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizungswärmetauscher(lO), der unterhalb des Brennraumes(l) innerhalb der Abgaswärmetauscherspirale spiralförmig nach oben verläuft, seine Energie dem Brauchwasser entzieht.
6. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizungswärmetauscher(lO) zur schnelleren Energieverteilung der Brennraumtemperatur in Höhe des Brennraumes(l) seitlich an diesem in einer Spirale nach oben zum über dem Brennraum liegenden Heizungsvorlauf(5) führt.
7. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für den Behälter und die Wärmetauscher Kunststoff gewählt werden.
8. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für den Behälter, die Brennkammer, den Abgaswärmetauscher und den Heizungswärmetauscher Metallegierungen gewählt werden.
DE9315307U 1993-09-01 1993-09-01 Behälter zur Erzeugung und Speicherung für Brauchwasser und Heizung Expired - Lifetime DE9315307U1 (de)

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