DE9421058U1 - Flow heat exchangers, especially hot water tanks - Google Patents

Flow heat exchangers, especially hot water tanks

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Description

(17 098) Durchflußwärmetauscher, insbesondere Brauchwasserspeicher (17 098) Flow-through heat exchangers, in particular domestic water storage tanks

Die Erfindung betrifft einen Durchflußwärmetauscher, insbesondere Brauchwasserspeicher, bestehend aus einem Behälter mit Sekundärmediumsanschlüssen und mit mindestens einem Anschluß für das wärmeführende Primärmedium.The invention relates to a flow heat exchanger, in particular a domestic water storage tank, consisting of a container with secondary medium connections and with at least one connection for the heat-carrying primary medium.

Durchflußwärmetauscher bzw. Brauchwasserspeicher der genannten Art sind allgemein bekannt und in Benutzung. Sofern der Durchflußwärmetauscher als Brauchwasserspeicher genutzt wird, handelt es sich beim Sekundärmedium um das zu erwärmende Brauchwasser, und beim wärmezuführenden Primärmedium kann es sich um das zugeleitete heiße Vorlaufwasser eines Heizkessels, aber auch bspw. um ein elektrisch betriebenes Heizelement handeln.Flow heat exchangers or domestic water storage tanks of the type mentioned are generally known and in use. If the flow heat exchanger is used as a domestic water storage tank, the secondary medium is the domestic water to be heated, and the primary medium that supplies heat can be the hot feed water from a heating boiler, but also, for example, an electrically operated heating element.

Trotz Wärmeisolation von als Brauchwasserspeicher ausgebildeten Durchflußwärmetauschern ist es unvermeidbar, daß diese im Laufe der Zeit Wärme verlieren, d.h., diese sind nicht in der Lage, im wesentlichen Umfang Wärme zu speichern, im Gegensatz zu sogenannten Latent-Wärmespeichern, bei denen, soweit bekannt, die Benutzung des Sekundärmediums indirekt über das direkt beheizbare Latentspeichermedium erfolgt.Despite thermal insulation of flow heat exchangers designed as domestic water storage tanks, it is unavoidable that they lose heat over time, i.e. they are not able to store heat to any significant extent, in contrast to so-called latent heat storage tanks, in which, as far as is known, the use of the secondary medium takes place indirectly via the directly heatable latent storage medium.

Bei normalen Durchflußwarmetauschern bzw. Brauchwasserspeichern tritt mangels Wärmespeichervermögen eine Verzö-With normal flow heat exchangers or domestic hot water storage tanks, a delay occurs due to the lack of heat storage capacity.

gerung der Aufheiz- bzw. Abkühlvorgänge auf, was zur Folge hat, daß beim Zapfen erhebliche Mengen von Brauchwasser verloren gehen, bis die geforderte Brauchwassertemperatur erreicht ist.The heating and cooling processes are slowed down, which means that considerable quantities of domestic water are lost during tapping until the required domestic water temperature is reached.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußwarmetauscher der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß mit diesem die Vorteile der bekannten Latentwärmespeicher genutzt werden können.The invention is therefore based on the object of improving a flow heat exchanger of the generic type so that the advantages of the known latent heat storage devices can be used with it.

Diese Aufgabe ist mit einem Durchflußwarmetauscher der gattungsgemäßen Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Innenraum des Behälters mindestens ein weiterer, zu- und ablaufanschlußloser Raum angeordnet, in diesem Raum ein Latent-Wärmespeichermedium enthalten und im sekundärmediumsführenden Raum das wärmezuführende Primärmediumselement angeordnet ist.This object is achieved with a flow heat exchanger of the generic type according to the invention in that at least one further space without inlet and outlet connections is arranged in the interior of the container, a latent heat storage medium is contained in this space and the heat-supplying primary medium element is arranged in the secondary medium-carrying space.

Als Latent-Wärmespeichermedium kommt bspw. Natriumacetat-Trihydrat zur Verwendung, das eine Schmelztemperatur von etwa 580C hat.Sodium acetate trihydrate, which has a melting point of about 58 ° C, is used as a latent heat storage medium.

Wird ein erfindungsgemäß ausgebildeter Durchflußwärmetauscher im kalten Zustand von Heizwasser {Primärmedium) mit einer Vorlauftemperatur von 70° durchflossen, so wird das Sekundärmedium erwärmt und indirekt von diesem das zunächst kristallisierte Latent-Wärmespeichermedium, das durch die Erwärmung zum Schmelzen gebracht wird.If a flow heat exchanger designed according to the invention is flowed through by heating water (primary medium) with a flow temperature of 70° in the cold state, the secondary medium is heated and indirectly by this the initially crystallized latent heat storage medium, which is melted by the heating.

Wird nun nach einem längeren Stillstand Brauchwasser benötigt, öffnet der Benutzer ein entsprechendes Absperrorgan, kaltes Wasser dringt in den Wärmetauscher ein, das eingelagerte Natriumacetat-Trihydrat kristalliseirt und die freiwerdende Energie erwärmt das Brauchwasser. In der Zwischenzeit hat der angegliederte Wärmeerzeuger seine Betriebstemperatur erreicht und übernimmt die Erwärmung des Brauchwassers. Gleichzeitig wird das bereits kristallisierte Natriumacetat-Trihydrat wieder aufgeschmolzen. Dieser Vorgang läßt sich beliebig oft wiederholen.If domestic water is required after a longer period of downtime, the user opens a corresponding shut-off device, cold water enters the heat exchanger, the stored sodium acetate trihydrate crystallizes and the energy released heats the domestic water. In the meantime, the connected heat generator has reached its operating temperature and takes over heating the domestic water. At the same time, the already crystallized sodium acetate trihydrate is melted again. This process can be repeated as often as required.

Eine vorteilhafte und praktische Ausführungsform besteht darin, daß der Behälter als Doppelmantelbehälter ausgebildet und der das Latent-Wärmespeichermedium enthaltende Doppelmantel mit Durchgriffen zum Innenraum des Behälters für die Anschlüsse versehen ist. Bei dieser Ausführungsform ändert sich an der bisher üblichen äußeren Form von Brauchwasserspeichern praktisch nichts.An advantageous and practical embodiment consists in the fact that the tank is designed as a double-jacket tank and the double jacket containing the latent heat storage medium is provided with openings to the interior of the tank for the connections. In this embodiment, practically nothing changes in the external shape of domestic water tanks that have been customary up to now.

Um die Wärmetauschflächen zwischen den beteiligten Medien möglichst groß zu gestalten, besteht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß der das Latent-Wärmespeichermedium enthaltende Raum in mehrere Einzelräume gegliedert und jedem Einzelraum benachbart jeweils ein sekundärmediumsführender Raum und ein Heizraum zugeordnet ist. Zweckmäßig wird dabei der Behälter mit seinen Räumen in Form eines Plattenwarmetauschers augebildet.In order to make the heat exchange surfaces between the media involved as large as possible, a further advantageous design consists in the space containing the latent heat storage medium being divided into several individual spaces and each individual space being assigned a space containing the secondary medium and a heating space. The container and its spaces are expediently designed in the form of a plate heat exchanger.

Der erfindungsgemäße Durchflußwärmetauscher wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The flow-through heat exchanger according to the invention is explained in more detail below using the drawings of exemplary embodiments.

Es zeigt schematischIt shows schematically

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Durchlaufwärmetauscher in Form eines Brauchwasserspeichers;Fig. 1 a longitudinal section through a flow-through heat exchanger in the form of a domestic water storage tank;

Fig. 2-4 einen Durchlaufwärmetauscher in Form eines Plattenwärmetauschers, und zwar im Längsschnitt, in Draufsicht und im Querschnitt;Fig. 2-4 a continuous flow heat exchanger in the form of a plate heat exchanger, in longitudinal section, in plan view and in cross section;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Plattenwärmetauscher in besonderer Ausführungsform undFig. 5 a longitudinal section through a plate heat exchanger in a special embodiment and

Fig. 6 vergrößert einen Viertelkreisquerschnitt durch die Ausführungsform gemäß Fig. 5.Fig. 6 shows an enlarged quarter-circle cross-section through the embodiment according to Fig. 5.

Der Durchflußwärmetauscher besteht grundsätzlich und in bekannter Weise aus einem Behälter 1 mit Sekundärmediumsanschlüssen 2, 3 und mit mindestens einem Anschluß 4 für das wärmezuführende Primärmedium.The flow heat exchanger basically consists, in a known manner, of a container 1 with secondary medium connections 2, 3 and with at least one connection 4 for the heat-supplying primary medium.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der Behälter 1 mit einer Wärmeisolation 1" umgeben, und beim Sekundärmediumsanschluß 2 handelt es sich um die Kaltwasserzufuhr und beim Sekundärmediums anschluß 3 um die Warmwasserabfuhr. Als wärmezuführendes Primärmedium ist ein im Innenraum 8 angeordneter, vom Wärmeträgermedium (bspw. Heizkesselvorlauf) durchströmbarer Innenheizer H mit entsprechend zwei Anschlüssen 4, 41 vorgesehen, wobei dessenIn the embodiment according to Fig. 1, the container 1 is surrounded by a thermal insulation 1", and the secondary medium connection 2 is the cold water supply and the secondary medium connection 3 is the hot water discharge. The primary heat-supplying medium is an internal heater H arranged in the interior 8 through which the heat transfer medium (e.g. boiler flow) can flow, with two connections 4, 4 1 , whereby the

dargestellte Form nur beispielhaft zu verstehen ist. Für diese Aus führungs form, aber auch die nach den anderen Darstellungen in den Fig. 2 bis 6, ist nun wesentlich, daß im Innenraum 8 des Behälters 1 mindestens ein weiterer, zu- und ablaufanschlußloser Raum 5 angeordnet, in diesem Raum 5 ein Latent-Wärmespeichermedium 6 enthalten und im sekundarmediums führenden Raum 8' das wärmezuführende Primärmediumselement {in Fig. 1 also der Innenheizer H) angeordnet ist.The form shown is to be understood as an example only. For this embodiment, but also the one according to the other representations in Figs. 2 to 6, it is now essential that at least one further chamber 5 without inlet and outlet connections is arranged in the interior 8 of the container 1, that a latent heat storage medium 6 is contained in this chamber 5, and that the heat-supplying primary medium element (in Fig. 1 the internal heater H) is arranged in the chamber 8' carrying the secondary medium.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist dabei der Behälter 1 als Doppelmantelbehälter ausgebildet, und der das Latent-Wärmespeichermedium 6 enthaltende Doppelmantel 1' ist mit Durchgriffen 7 zum Innenraum 8' des Behälters 1 für die Anschlüsse 2 bis 4 versehen.As can be seen from Fig. 1, the container 1 is designed as a double-jacket container, and the double jacket 1' containing the latent heat storage medium 6 is provided with passages 7 to the interior 8' of the container 1 for the connections 2 to 4.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bis 6 handelt es sich um einen als Plattenwärmetauscher ausgebildeten Durchflußwärmetauscher, wobei der das Latent-Wärmespeichermedium 6 enthaltende Raum in mehrere Einzelräume 5' gegliedert und jedem Einzelraum 5' benachbart jeweils ein sekundarmediums führender Raum 5" und ein Heizraum 5'11 zugeordnet ist. Die dafür erforderlichen Anschlüsse sind mit 2, 3, 4 und 4' sinngemäß zu den Bezugszeichen in Fig. 1 bezeichnet.The embodiment according to Fig. 2 to 6 is a flow heat exchanger designed as a plate heat exchanger, wherein the space containing the latent heat storage medium 6 is divided into several individual spaces 5' and adjacent to each individual space 5' there is a space 5" carrying secondary medium and a heating space 5' 11. The connections required for this are designated 2, 3, 4 and 4' in accordance with the reference numerals in Fig. 1.

Aus Stabilitätsgründen und aus Gründen der Wärmeübertragungsflächenvergrößerung sind die die Räume 5', 5" und 511' trennenden Wände 9, wie dargestellt, bspw. gewelltFor reasons of stability and to increase the heat transfer surface, the walls 9 separating the rooms 5', 5" and 5 11 ' are, as shown, corrugated, for example

ausgebildet, was in Fig. 6 nochmals vergrößert dargestellt ist. Aus dieser Fig. 6 ist außerdem ersichtlich, daß jedem das Latent-Wärmespeichermedium 6 enthaltenden Einzelraum 5' auf der einen Seite ein das Primärmedium {Heizmedium) führender Raum 5'11 und auf der anderen Seite ein das Sekundärmedium (Brauchwasser) führender Raum 5" zugeordnet ist.formed, which is shown again enlarged in Fig. 6. From this Fig. 6 it is also apparent that each individual space 5' containing the latent heat storage medium 6 is assigned on one side a space 5' 11 carrying the primary medium (heating medium) and on the other side a space 5" carrying the secondary medium (service water).

Claims (5)

(17 098) Schutzansprüciie:(17 098) Protection claims: 1. Durchflußwärmetauscher, insbesondere Brauchwasserspeicher, bestehend aus einem Behälter (1) mit Sekundärmediumsanschlüssen (2, 3) und mit mindestens einem Anschluß (4) für das wärmezuführende Primärme-· dium,1. Flow heat exchanger, in particular domestic water storage tank, consisting of a container (1) with secondary medium connections (2, 3) and with at least one connection (4) for the heat-supplying primary medium, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Behälters (1) mindestens ein weiterer, zu- und ablaufanschlußloser Raum (5) angeordnet, in diesem Raum (5) ein Latent-Wärmespeichermedium (6) enthalten und im sekundärmediumsführenden Raum (5") das wärmezuführende Primärmediumselement angeordnet ist.characterized in that at least one further chamber (5) without inlet and outlet connections is arranged in the interior of the container (1), a latent heat storage medium (6) is contained in this chamber (5) and the heat-supplying primary medium element is arranged in the secondary medium-carrying chamber (5"). 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) als Doppelmantelbehälter ausgebildet und der das Latent-Wärmespeichermedium (6) enthaltende Doppelmantel (I1) mit Durchgriffen (7) zum Innenraum (8) des Behälters (1) für die Anschlüsse (2 bis 4) versehen ist.2. Heat exchanger according to claim 1,
characterized in that the container (1) is designed as a double-jacket container and the double jacket (I 1 ) containing the latent heat storage medium (6) is provided with passages (7) to the interior (8) of the container (1) for the connections (2 to 4). 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der das Latent-Wärmespeichermedium (6) enthaltende Raum (5) in mehrere Einzelräume (5') geglie-3. Heat exchanger according to claim 1,
characterized in that the space (5) containing the latent heat storage medium (6) is divided into several individual spaces (5') dert und jedem Einzelraum (51) benachbart jeweils ein sekundarmediumsführender Raum (5") und ein Heizraum (5''') zugeordnet ist.and each individual room (5 1 ) is adjacent to a secondary medium-carrying room (5") and a heating room (5'''). 4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet,4. Heat exchanger according to claim 1 and 3,
characterized, daß der Behälter (1) mit seinen Räumen (51, 5", 5' ' ') in Form eines Plattenwarmetauschers ausgebildet ist.that the container (1) with its chambers (5 1 , 5", 5''') is designed in the form of a plate heat exchanger. 5. Wärmetauscher nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,5. Heat exchanger according to claim 3 and 4,
characterized, daß die die Räume (5 ' , 5" , 5 ' ' ' ) trennenden Wände (9) wellenförmig ausgebildet sind.that the walls (9) separating the rooms (5 ', 5" , 5 ' ' ') are wave-shaped.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1026467A3 (en) * 1999-02-05 2000-12-13 Patente Rehberg Lauer Plate-like heat exchanger for hot water production and storage
GB2494181A (en) * 2011-09-02 2013-03-06 Dublin Inst Of Technology Modular phase change material system for fitting to a hot water cylinder

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