EP0076497A1 - Speicher für zu erwärmende oder abzukühlende flüssige Medien - Google Patents

Speicher für zu erwärmende oder abzukühlende flüssige Medien Download PDF

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EP0076497A1 EP82109105A EP82109105A EP0076497A1 EP 0076497 A1 EP0076497 A1 EP 0076497A1 EP 82109105 A EP82109105 A EP 82109105A EP 82109105 A EP82109105 A EP 82109105A EP 0076497 A1 EP0076497 A1 EP 0076497A1
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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
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F24H1/20—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
    • 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
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters

Definitions

  • the invention relates to storage for liquid media to be heated or cooled, in particular hot water storage tanks, with bushings for connecting exchangeable heat exchangers and / or electric heating elements and / or other heat or cold generators.
  • Storage tanks of this type are installed in almost every house and in those industrial plants in which hot process water or cool liquids have to be kept available.
  • the heat exchangers are either permanently installed in the tank or they are subsequently inserted into the tank through flange openings and held there in the position of use.
  • All known storage systems have the disadvantage that - if they can be retrofitted to different types of heat or cold generation (gas, oil, solid fuels, electric heating elements, solar heat, heat pump, refrigeration machine) - for each of these possible thermal energy or cold dispensers are provided with a separately arranged flange welded to the wall of the store, which can be closed with a cover, through which the respective heat or cold supplier is introduced into the interior of the store and there in the immediate vicinity of the flange connection by attaching it to the bushings provided lid is held in the position of use.
  • heat or cold generation gas, oil, solid fuels, electric heating elements, solar heat, heat pump, refrigeration machine
  • the bottom line is that the storage, which is still functional per se, must be taken out of operation or scrapped due to its small number of flange connections, and instead a new storage device with a sufficient number of flange connections must be purchased.
  • the storage which is still functional per se, must be taken out of operation or scrapped due to its small number of flange connections, and instead a new storage device with a sufficient number of flange connections must be purchased.
  • this represents a huge financial burden, not to mention the associated under total economic aspects hardly justifiable expenditure of precious raw materials and energy, the new production causes a memory.
  • the leadthroughs through the wall of the store are sleeves passing through this wall, distributed over the entire store surface and attached to the wall, on which the inlets and / or outlets of the heat exchangers and / or the connections the electric heating elements and / or the other thermal or K are älteer Weger connected, and in that for introduction of the heat exchanger and / or the electric heating elements and / or any other heating or cooling source in the memory and for assembly or maintenance of these parts a single opening which can be closed with a cover is provided within the store on the wall of the store.
  • a store 1 has a flange connection 3 arranged on its wall 2 at approximately half the height, which serves as a mounting opening for heat exchangers 9, 10, 11 or 12 or electric heating elements 8, 13 to be installed inside the store 1 serves and which can be closed by means of a screw-on cover 4 after completion of the assembly.
  • the cover 4 itself has either several, one or no sleeves 5 for connecting the heat exchangers 9, 10, 11 or 12 or an electric heating element 8, 13 along the wall 2 of the memory 1, preferably lying in alignment and arranged in a fixed grid dimension A, preferably soldered, welded or glued into this. A - 200 mm has emerged as a favorable grid dimension. Of course, other grid dimensions could also be introduced, should this prove useful.
  • the memory 1 also has, as usual, an inlet 6 and an outlet 7. 1 comprises only an electric heating element 8 provided with a connection 16.
  • the memory 1 according to FIG. 2 comprises a heat exchanger 9 operated by oil or gas, the inlet 14 and outlet 15 of which are attached to the wall 2 of the memory 1 at a grid spacing 2A, jumping over a sleeve 5.
  • the memory 1 according to FIG. 3 is equipped with a heat exchanger 10, which can be heated with oil / gas in winter, and an electric heating element 8 for summer operation.
  • Fig. 5 shows a memory 1 with a heat exchanger 11 (solar heat pump) with an electric heating element 8 for post-heating if the heat output of the heat exchanger 11 should not be sufficient.
  • a heat exchanger 11 solar heat pump
  • De L memory 1 according to Fig. 6 shows an extremely large heat exchanger 12 with a larger heating surface, as are usual for heat pumps operated heat exchanger.
  • a too small heat exchanger can be replaced later by a larger one, which has not been possible until now, since the heat exchangers are either permanently installed in the memory or only in a certain size due to the flange provided openings are feasible.
  • Fig. 7 shows a memory with two electric heating elements 8, 13, the heating element 13 being heated with night current, while the heating element 8 is heated with day current.
  • FIG. 8 shows a store 1 with four heat exchangers, which are offset from one another and are arranged and mounted spatially one behind the other in the store 1.
  • FIGS. 5 and 6 show the memory 1 according to FIGS. 5 and 6 after corresponding conversions, as already indicated above.
  • the store 1 according to the invention has the decisive advantage over the known stores of this type, that it has a large number of simple connection sleeves 5, to which different heat suppliers of different sizes and heating output are used in various combinations over time in accordance with requirements can be retrofitted, the installation taking place exclusively through a single installation opening 3.
  • This is an extremely inexpensive memory design in comparison to the known memory systems.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Speicher (1) für zu erwärmende oder abzukühlende flüssige Medien, insbesondere Heißwasserspeicher, mit Durchführungen (5) zum Anschluß von auswechselbaren Wärmetauschern (9, 10, 11, 12) und/oder Elektro-Heizstäben (8), wobei die Durchführungen (5) durch die Wand (2) des Speichers (1) diese Wand (2) durchsetzende, über die gesamte Speicheroberfläche verteilt angeordnete und in einem bestimmten Raster voneinander an der Wand (2) angebrachte Muffen (5) sind, an denen die Zuläufe (14) und/oder Abläufe (15) der Wärmetauscher (9) und/oder die Anschlüsse (16) der Elektro-Heizstäbe (8) anschließbar sind, und wobei zur Einbringung der Wärmetauscher (9) und/oder der Elektro-Heizstäbe (8) in den Speicher (1) und zur Montage bzw. Wartung dieser Teile (8,9) innerhalb des Speichers (1) an der Wand (2) des Speichers (1) eine einzige mit einem Deckel (4) abschließbare Öffnung (3) vorgesehen ist. Ein derartiger Speicher (1) ist einfach und kostengünstig herstellbar, in Bezug auf die Anzahl und Art der verwendeten Heiz- oder Kältesysteme flexibel einsetzbar und kann jederzeit ohne größere Umbauten der Speicheranlage umgerüstet und ohne Schwierigkeiten gewartet werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Speicher für zu erwärmende oder abzukühlende flüssige Medien, insbesondere Heißwasserspeicher, mit Durchführungen zum Anschluß von auswechselbaren Wärmetauschern und/oder Elektro-Heizstäbeu und/oder sonstigen Wärme- oder Kälterzeugern.
  • Speicher dieser Art sind beinahe in jedem Wohnhaus sowie in jenen Industriebetrieben, in welchen warmes Brauchwasser oder kühle Flüssigkeiten bereitgehalten werden müssen, installiert. Dabei sind die Wärmetauscher entweder fest im Speicher eingebaut oder sie werden durch Flanschöffnungen nachträglich in den Speicher eingeführt und dort in Gebrauchslage gehaltert.
  • Alle bekannten Speicher-Systeme weisen den Nachteil auf, daß sie - falls sie auf verschiedene Wärme- bzw. Kälteerzeugungsarten (Gas, öl, Festbrennstoffe, Elektro-Heizstäbe, Solarwärme, Wärmepumpe, Kältemaschine) hin nachrüstbar ausgebildet sind - für jede dieser möglichen Wärmeenergie- oder Kältespender mit einem separat angeordneten und an der Wand des Speichers angeschweißten, mit einem Deckel verschließbaren Flanschstutzen versehen sind, durch den hindurch der jeweilige Wärme-oder Kältelieferant in das Innere des Speichers eingeführt und dort in unmittelbarer Nähe des Flanschstutzens durch Anbringung an dessen mit Durchführungen versehenen Deckel in Gebrauchslage gehaltert wird.
  • Diese bisher allgemein übliche Ausbildung von Speichern wird insofern als nachteilig empfunden, als sie bei Anordnung mehrerer Flanschstutzen von Haus aus zwar beliebig auf verschiedene Wärme- oder Kältespender umrüstbar, aber damit auch teuer sind. Andererseits ist die Flexibilität in Bezug auf nachträgliche Umbauten oder Erweiterungen des Speichers auf mehrere verschiedene oder gleiche voneinander unabhängige Wärme- oder Kältespender dann sehr eingeschränkt, wenn der vorhandene Speicher von Haus aus nur mit einem oder zwei Flanschstutzen versehen ist. Will man beispielsweise einen Speicher, der bisher nur einen Flanschstutzen für einen gasbetriebenen Wärmetauscher aufweist, nachträglich mit einer Ersatz-, Reserve- oder Zusatzheizung (beispielsweise Beheizung mittels Festbrennstoffen, Elektro- oder Solarwärme) versehen, so ist dies hier nicht möglich. Es sei denn, man schweißt nachträglich die entsprechende Anzahl weiterer Flanschstutzen in die Wand des Speichers ein, wobei allerdings deren in der Regel emaillierte Innenhaut zerstört wird, von den zusätzlichen Kosten für die Schweißarbeiten ganz zu schweigen.
  • In diesem Falle läuft es im Endeffekt darauf hinaus, daß der an sich noch funktionstüchtige Speicher wegen seiner geringen Anzahl von Flanschstutzen außer Betrieb gesetzt oder verschrottet und stattdessen ein neuer Speicher mit einer ausreichenden Anzahl von Flanschstutzen angeschafft werden muß. Für den Privatmann stellt dies eine große finanzielle Belastung dar, ganz zu schweigen von dem damit verbundenen, unter gesamtvolkswirtschaftlichen Aspekten kaum vertretbaren Aufwand an kostbaren Rohstoffen und Energien, den die Neuherstellung eines Speichers verursacht.
  • Es ist daher Ziel und Zweck der Erfindung, einen Speicher der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach und kostengünstig herstellbar, in Bezug auf die Anzahl und Art der einzusetzenden Heiz- oder Kältesysteme flexibel handhabbar, jederzeit ohne größere Umbauten der Speicheranlage umrüstbar ist und ohne Schwierigkeiten gewartet werden kann, in den man die bei reinem Wärmepumpenbetrieb erforderlichen großen Wärmetauscherflächen problemlos einbringen kann.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Durchführungen durch die Wand des Speichers diese Wand durchsetzende, über die gesamte Speicheroberfläche verteilt angeordnete und an der Wand angebrachte Muffen sind, an denen die Zuläufe und/oder Abläufe der Wärmetauscher und/oder die Anschlüsse der Elektro-Heizstäbe und/oder der sonstigen Wärme- oder Kälteerzeuger anschließbar sind, und daß zur Einbringung der Wärmetauscher und/oder der Elektro-Heizstäbe und/oder der sonstigen Wärme- oder Kälteerzeuger in den Speicher und zur Montage bzw. Wartung dieser Teile innerhalb des Speichers an der Wand des Speichers eine einzige mit einem Deckel abschließbare öffnung vorgesehen ist.
  • Erfinderische Weiterbildungen oder Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Vorteile und weitere Einzelheiten ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung bevorzugter Ausführungeformen des Erfindungsgegenstandes sowie aus der in der Anlage beigefügten Zeichnung. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Heißwasserspeicher gemäß der Erfindung mit einer Montageöffnung mit einer Anschlußmuffe an deren Abschlußdeckel und sieben weiteren Anschlußmuffen für Wärmetauscher, Elektro-Heizstäben u. dgl., wobei hier nur ein Elektro-Heizstab installiert ist;
    • Fig. 2 einen Heißwasserspeicher nach Fig. 1 mit einem mit Festbrennstoffen betriebenen Wärmetauscher;
    • Fig. 3 einen Heißwasserspeicher nach Fig. 1 mit einem mit Öl/Gas betriebenen Wärmetauscher und einem Elektro-Heizstab;
    • Fig. 4 einen Heißwasserspeicher nach Fig. 1 mit einem mit Öl/Gas betriebenen Wärmetauscher, einem Elektro-heizstab und einem von einer Solar-Wärmepumpe gespeisten Wärmetauscher;
    • Fig. 5 einen Heißwasserspeicher nach Fig. 1 mit einem von einer Solar-Wärmepumpe gespeisten Wärmetauscher und einem im Bedarfsfall einschaltbaren Elektro-Heizstab zur Nach, heizung;
    • Fig. 6 einen Heißwasserspeicher nach Fig. 1 mit einem extrem großen Wärmetauscher (der beispielsweise von einer Wärmepumpe betrieben wird);
    • Fig. 7 einen Heißwasserspeicher nach Fig. 1 mit einem durch billigeren Nachtstrom betriebenen Elektro-Heizstab (unten) und einem tagsüber zur Nachheizung bei stärkerer Brauchwasserentnahme durch Normalstrom betriebenen Elektro-Heizstab;
    • Fig. 8 einen Heißwasserspeicher nach Fig. 1 mit fünf Wärmetauschern oder vier Wärmetauschern und einem Elektro-Heizstab;
    • Fig. 9 einen Heißwasserspeicher nach Fig. 5, wobei der dort abgebildete Heißwasserspeicher durch Versetzung des Elektro-Heizstabes nach oben und Hinzunahme eines zusätzlichen,Wärmetauschers zur Erhöhung der Heizleistung umgerüstet wurde;
    • Fig. 10 einen Heißwasserspeicher nach Fig. 6, wobei der dort abgebildete Heißwasserspeicher durch Hinzunahme eines Elektro-Heizstabes in seiner Heizleistung aufgerüstet wurde;
    • Fig. 11 eine schematische Darstellung von Rastern, in denen die Muffen zum Anschluß der Wärmelieferanten (Wärmepumpen, Wärmetauscher u. dgl.) angeordnet werden könnten, mit feststehendem Rastermaß, und
    • Fig. 12 eine schematische Darstellung von Rastern, in denen die Muffen zum Anschluß der Wärmelieferanten angeordnet werden könnten, mit feststehendem Rastermaß.
  • Gemäß Fig. 1 weist ein Speicher 1 gemäß der Erfindung einen an seiner Wand 2 etwa in halber Höhe angeordneten Flanschstutzen 3 auf, der als Montageöffnung für innerhalb des Speichers 1 zu installierende Wärmetauscher 9,10,11 oder 12 oder Elektro-Heizstäbe 8,13 dient und der mittels eines an ihm anschraubbaren Deckels 4 nach Beendigung der Montage verschließbar ist. Der Deckel 4 selbst weist entweder mehrere, eine oder garkeine Muffen 5 zum Anschluß der Wärmetauscher 9,10,11 oder 12 oder eines Elektro-Heizstabes 8,13 auf, die längs der Wand 2 des Speichers 1, vorzugsweise in einer Flucht liegend und in einem festen Rastermaß A angeordnet, angebracht, vorzugsweise in dieser eingelötet, eingeschweißt oder eingeklebt sind. Als günstiges Rastermaß hat sich A - 200 mm herauskristallisiert. Selbstverständlich könnten auch andere Rastermaße eingeführt werden, sofern sich dies als nützlich erweisen sollte. Der Speicher 1 weist darüber hinaus, wie üblich, einen Zulauf 6 und einen Ablauf 7 auf. Die Ausrüstung des Speichers 1 gemäß Fig. 1 umfaßt lediglich einen mit einem Anschluß 16 versehenen Elektro-Heizstab 8.
  • Der Speicher 1 gemäß Fig. 2 umfaßt einen durch öl oder Gas betriebenen Wärmetauscher 9, dessen Zulauf 14 und Ablauf 15 im Rasterabstand 2A, eine Muffe 5 überspringend, an der Wand 2 des Speichers 1 angebracht sind.
  • Der Speicher 1 gemäß Fig. 3 ist mit einem Wärmetauscher 10, der im Winter mit Öl/Gas beheizbar ist, sowie einem Elektro-Heizstab 8 für den Sommerbetrieb ausgerüstet.
  • Der Speicher 1 gemäß Fig. 4 umfaßt zwei Wärmetauscher 10,11 (öl/Gas sowie Solar-Wärmepumpe) sowie einen Elektro-Heizstab 8 für den Sommerbetrieb.
  • Fig. 5 zeigt einen Speicher 1 mit einem Wärmetauscher 11 (Solar-Wärmepumpe) mit einem Elektro-Heizstab 8 zur Nachheizung, falls die Heizleistung des Wärmetauschers 11 nicht ausreichen sollte.
  • DeL Speicher 1 gemäß Fig. 6 zeigt einen extrem großen Wärmetauscher 12 mit großer Heizfläche, wie sie für Wärmepumpenbetriebene Wärmetauscher üblich sind. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Montageöffnung 3 kann eben auch einmal ein zu kleiner Wärmetauscher nachträglich durch einen größeren ersetzt werden, was bisher nicht möglich ist, da die Wärmetauscher entweder fest im Speicher eingebaut sind oder nur in einer bestimmten Größe durch die vorgesehenen Flanschöffnungen durchführbar sind.
  • Fig. 7 zeigt einen Speicher mit zwei Elektro-Heizstäben 8,13, wobei der Heizstab 13 mit Nachtstrom, der Heizstab 8 dagegen mit Tagstrom beheizt wird.
  • Fig. 8 zeigt einen Speicher 1 mit vier Wärmetauschern, die zueinander versetzt und räumlich hintereinander im Speicher 1 angeordnet und montiert sind.
  • Die Fig. 9 und 10 zeigen die Speicher 1 nach den Fig. 5 und 6 nach entsprechenden Umrüstungen, wie vorstehend schon angedeutet.
  • Zusammenfassend kann man festhalten, daß der erfindungsgemäße Speicher 1 den entscheidenden Vorteil gegenüber den bekannten Speichern dieser Art aufweist, daß er eine Vielzahl von einfachen Anschlußmuffen 5 besitzt, an die im Laufe der Zeit in verschiedenen Kombinationen je nach Bedarf unterschiedliche Wärmelieferanten in unterschiedlicher Größe und Heizleistung nachträglich anschließbar sind, wobei die Montage jeweils ausschließlich durch eine einzige Montageöffnung 3 erfolgt. Dies ist eine äußerst kostengünstige Speicherausbildung im Vergleich zu den bekannten Speichersystemen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1 Speicher
    • 2 Wand (von 1)
    • 3 öffnung (in 2)
    • 4 Deckel (für 3)
    • 5 Muffe (in 2)
    • 6 Zulauf (von 1)
    • 7 Ablauf (von 1)
    • 8 Elektro-Heizstab (für Tagstrombeheizung)
    • 9 Wärmetauscher (betrieben mit Festbrennstoffen)
    • 10 Wärmetauscher (betrieben mit Öl/Gas)
    • 11 Wärmetauscher (betrieben mit Solar-Wärmepumpe)
    • 12 Wärmetauscher (betrieben mit Wärmepumpe)
    • 13 Elektro-Heizstab (für Nachtstrombeheizung)
    • 14 Zulauf (von 9)
    • 15 Ablauf (von 9)
    • 16 Anschluß (für 8)
    • A Rasterabstand (zwischen zwei Muffen 5)

Claims (11)

1. Speicher für zu erwärmende oder abzukühlende flüssige Medien, insbesondere Heißwasserspeicher, mit Durchführungen zum Anschluß von auswechselbaren Wärmetauschern und/oder Elektro-Heizstäben und/oder sonstigen Wärme-oder Kälteerzeugern, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungen durch die Wand (2) des Speichers (1) diese Wand (2) durchsetzende, über die gesamte Speicheroberfläche verteilt angeordnete und an der Wand (2) angebrachte Muffen (5) sind, an denen die Zuläufe (14) und/oder Abläufe (15) der Wärmetauscher (9) und/oder die Anschlüsse (16) der Elektro-Heizstäbe (8) und/oder der sonstigen Wärme- oder Kälteerzeuger anschließbar sind, und daß zur Einbringung der Wärmetauscher (9) und/oder der Elektro-Heizstäbe (8) und/oder der sonstigen Wärme- oder Kälteerzeuger in den Speicher (1) und zur Montage bzw. Wartung dieser Teile (8,9) innerhalb des Speichers (1) an der Wand (2) des Speichers (1) eine einzige mit einem Deckel (4) abschließbare öffnung (3) vorgesehen ist.
2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffen (5) mit einem Innengewinde versehene Körper sind.
3. Speicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde der Muffen (5) einen Durchmesser von 1 1/2 Zoll aufweist.
4. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffen (5) mit einer Schnellanschluß-Vorrichtung, insbesondere einer Bajonettanschluß-Vorrichtung, versehene Körper sind.
5. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (4) für die Öffnung (3) mit Muffen (5) versehbar ist.
6. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (3) etwa in halber Höhe des Speichers (1) in dessen Wand (2) angeordnet ist.
7. Speicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffen (5) oberhalb und/oder unterhalb der öffnung (3) in der Wand (2) angebracht sind.
8. Speicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß' die Muffen (5) nahe der Öffnung (3) seitlich derselben und/oder an der der Öffnung (3) diametral gegenüberliegenden Seite in der Wand (2) angebracht sind.
9. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffen (5) in einer Flucht und/oder reihenweise untereinander und/oder nebeneinander in einem bestimmten Raster mit gleichbleibendem Rasterabstand (A) voneinander an der Wand (2) angeordnet sind.
10. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rasterabstand (A) 200 mm beträgt.
11. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (3) von einem die Wand (2) des Speichers (1) durchsetzenden und an dieser befestigten Flanschstutzen gebildet ist, an dessen Flansch der Deckel (4) lösbar anbringbar, insbesondere mittels Schrauben od. dgl. anschraubbar ist.
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EP0076497A1 true EP0076497A1 (de) 1983-04-13
EP0076497B1 EP0076497B1 (de) 1986-02-05
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