EP2700886A2 - Warmwasserspeicher - Google Patents

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EP2700886A2
EP2700886A2 EP13180275.3A EP13180275A EP2700886A2 EP 2700886 A2 EP2700886 A2 EP 2700886A2 EP 13180275 A EP13180275 A EP 13180275A EP 2700886 A2 EP2700886 A2 EP 2700886A2
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EP
European Patent Office
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hot water
water tank
vacuum
panel
insulating panel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13180275.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2700886A3 (de
Inventor
Marian Kämpchen
Gunnar Ellinghaus
Michael Martin
Jens-Ole Goldberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2700886A3 publication Critical patent/EP2700886A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F24H1/181—Construction of the tank
    • F24H1/182—Insulation

Definitions

  • the invention relates to a hot water tank.
  • the invention has for its object to minimize the heat losses in hot water tanks.
  • a hot water tank 1 consists of a central, approximately cylindrical storage container 2 for the storage of warm water.
  • the jacket of the storage container 2 is mostly metallic.
  • the storage container 2 has at least two connection lines for inlet and outlet as well as frequently an integrated heat exchanger 5 for the transmission of heat from a heat source (usually a fuel-operated heater and / or a solar collector).
  • the storage container 2 is surrounded on its cylindrical surface by a vacuum insulating panel 3.
  • a conventional insulating jacket 4 made of rigid polyurethane foam with a heat conduction of about 0.02 W / mK.
  • At the bottom 6 and head 7 of the storage container 2 insulation made of expanded polystyrene with a heat conduction of about 0.035 W / mK are attached.
  • FIG. 2 shows the vacuum insulation panel 3 before mounting on the hot water tank 1.
  • the panel core consists mainly of microporous silica.
  • the panel core is wrapped with a gas and water vapor-tight multi-layer composite film, then evacuated and finally sealed.
  • An infrared opacifier is used to minimize the Heat radiation passage.
  • the vacuum insulation panel 3 thereby achieves a heat conduction of about 0.005W / mK.
  • the vacuum insulating panel 3 consists of a plate with notches 8, so that when winding the cylindrical hot water tank 1, a good fit can be achieved.
  • the vacuum insulating panel 3 is applied for mounting on the cylindrical surface of the storage container 2.
  • an external form can be used.
  • an additional nonwoven to protect the vacuum insulation panel 3 may optionally be applied between the storage tank 2 and the vacuum insulation panel 3, an additional nonwoven. Cavities between the vacuum insulating panel 3 and the cylindrical surface of the storage container 2 can be filled with conventional foam. Also around the vacuum insulation panel 3 around is injected into a mold of the insulating jacket 4 made of rigid polyurethane foam. The insulating jacket 4 thus assumes the dual function of thermal insulation and the attachment of the vacuum insulation panel 3. The vacuum insulation panel 3 is also protected by the foaming against mechanical influences from the outside.
  • the vacuum insulating panel 3 can optionally be mounted only on the lateral surface of the storage container 2, as well as in addition to the bottom 6 and head 7 of the storage container 2.
  • the layer thicknesses of the vacuum insulating panel 3 and the insulating jacket 4 can be varied and coordinated.
  • the area covered by the vacuum insulation panel 3 can be varied.
  • the vacuum insulating panel 3 does not have to extend over the entire cylindrical surface. Since the upper part of the memory is warmer than the lower part, especially in the case of stratified storage tanks, the vacuum insulation panel 3 can optionally be arranged only around the upper area.
  • the vacuum insulating panel 3 may also be arranged around the insulating jacket 4. This makes it possible to retrofit a hot water tank 1.
  • an insulating jacket 4 made of rigid polyurethane foam also expanded polystyrene, Neopor or nonwovens can be used.
  • the vacuum insulation panel 3 can optionally be composed of several layers.

Abstract

Bei einem Warmwasserspeicher (1) ist der Speicherbehälter (2) sowohl von einem konventionellen Dämmmantel (4), als auch einem Vakuum-Isolier-Paneel (3) umgeben.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Warmwasserspeicher.
  • Mittels Warmwasserspeicher kann bei relativ kleiner Heizleistung genügend Wärme für große Entnahme von Wärmemengen bevorratet werden. So kann beispielsweise bei einem Niedrigenergiehaus mit einem Heizgerät kleiner Heizleistung auch die Wärmeanforderung für Brauchwasserbereitung befriedigt werden. Nachteilig ist, dass die Warmwasserspeicher über Wärmeverluste verfügen; das Wasser also nicht unbegrenzt ohne Nachheizung warm bleibt. Wärmeverluste entstehen durch die Verluste über den Speicherkopf, den Speicherboden, den in der Regel zylindrischen Mantel und die Anschlussleitungen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmeverluste bei Warmwasserspeichern zu minimieren.
  • Erfindungsgemäß wird dies mittels eines erfindungsgemäßen Warmwasserspeichers sowie einem Verfahren zur Wärmedämmung eines solchen gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Figur detailliert erläutert. Hierbei zeigen
    • Figur 1 einen erfindungsgemäßen Warmwasserspeicher von oben im Schnitt,
    • Figur 2 das Vakuum-Isolier-Paneel alleine sowie
    • Figur 3 den erfindungsgemäßen Warmwasserspeicher in der Perspektive im Teilschnitt.
  • Ein Warmwasserspeicher 1 gemäß der Figuren 1 und 3 besteht aus einem zentralen, annähernd zylindrischen Speicherbehälter 2 für die Bevorratung von warmem Wasser. Der Mantel des Speicherbehälters 2 ist zumeist metallisch. Ferner verfügt der Speicherbehälter 2 zumindest über zwei Anschlussleitungen für Zu- und Ablauf sowie häufig einen integrierten Wärmetauscher 5 zur Übertragung von Wärme einer Wärmequelle (zumeist ein brennstoffbetriebenes Heizgerät und / oder ein Solarkollektor). Der Speicherbehälter 2 ist an seiner Zylinderfläche von einem Vakuum-Isolier-Paneel 3 umgeben. Um das Vakuum-Isolier-Paneel 3 herum befindet sich ein konventioneller Dämmmantel 4 aus Polyurethan-Hartschaum mit einer Wärmeleitung von etwa 0,02 W/mK. Am Boden 6 und Kopf 7 des Speicherbehälters 2 sind Dämmungen aus expandiertem Polystyrol mit einer Wärmeleitung von etwa 0,035 W/mK angebracht.
  • Figur 2 zeigt das Vakuum-Isolier-Paneel 3 vor der Montage am Warmwasserspeicher 1. Der Paneelkern besteht vorwiegend aus mikroporöser Kieselsäure. Der Paneelkern wird mit einer gas- und wasserdampfdichten Mehrschichtverbundfolie umhüllt, anschließend evakuiert und letztendlich verschlossen. Ein Infrarottrübungsmittel dient zur Minimierung des Wärmestrahlungsdurchgangs. Zur Verbesserung der mechanischen Stabilität ist ein geringer Anteil organischer Zellulose-Fasern beigefügt. Das Vakuum-Isolier-Paneel 3 erreicht hierdurch eine Wärmeleitung von etwa 0,005W/mK. Im vorliegenden Fall besteht das Vakuum-Isolier-Paneel 3 aus einer Platte mit Einkerbungen 8, damit bei der Umwicklung des zylindrischen Warmwasserspeichers 1 ein guter Formschluss erreicht werden kann.
  • Das Vakuum-Isolier-Paneel 3 wird zur Montage auf die Zylinderfläche des Speicherbehälters 2 aufgebracht. Hierzu kann eine äußere Form zu Hilfe genommen werden. Zum Schutz des Vakuum-Isolier-Paneels 3 kann optional zwischen dem Speicherbehälter 2 und dem Vakuum-Isolier-Paneel 3 ein zusätzliches Vlies aufgebracht werden. Hohlräume zwischen dem Vakuum-Isolier-Paneel 3 und der Zylinderfläche des Speicherbehälters 2 können konventionell ausgeschäumt werden. Auch um das Vakuum-Isolier-Paneel 3 herum wird in eine Form der Dämmmantel 4 aus Polyurethan-Hartschaum gespritzt. Der Dämmmantel 4 übernimmt somit die Doppelfunktion der Wärmedämmung und der Befestigung des Vakuum-Isolier-Paneels 3. Das Vakuum-Isolier-Paneel 3 ist durch das Einschäumen zudem vor mechanischen Einflüssen von außen geschützt.
  • Das Vakuum-Isolier-Paneel 3 kann optional nur auf der Mantelfläche des Speicherbehälters 2, als auch zusätzlich am Boden 6 und Kopf 7 des Speicherbehälters 2 angebracht werden.
  • Je nach gewünschter Wärmeleitfähigkeit können zum einen die Schichtdicken des Vakuum-Isolier-Paneel 3 und des Dämmmantels 4 variiert und aufeinander abgestimmt werden. Zum anderen kann die vom Vakuum-Isolier-Paneel 3 bedeckte Fläche variiert werden. Das Vakuum-Isolier-Paneel 3 muss sich nicht über die gesamte Zylinderfläche erstrecken. Da der obere Teil des Speichers insbesondere bei Schichtenspeichern wärmer ist als der untere Teil, kann das Vakuum-Isolier-Paneel 3 optional nur um den oberen Bereich angeordnet sein.
  • Zwar ist es am zweckmäßigsten, das Vakuum-Isolier-Paneel 3 innen am Speicherbehälter 2 anzubringen und außen vom Dämmmantel 4 zu halten, doch kann das Vakuum-Isolier-Paneel 3 auch um den Dämmmantel 4 angeordnet sein. Hierdurch lässt sich ein Warmwasserspeicher 1 nachrüsten.
  • Weiterhin ist auch der Einsatz vorgeschäumter Formteile für den Dämmmantel 4 möglich. Das Vakuum-Isolier-Paneel 3 wird dann nicht eingeschäumt.
  • Alternativ zu einem Dämmmantel 4 aus Polyurethan-Hartschaum können auch expandiertem Polystyrol, Neopor oder Vliese verwendet werden.
  • Das Vakuum-Isolier-Paneel 3 kann optional aus mehreren Lagen zusammengesetzt werden.

Claims (10)

  1. Warmwasserspeicher (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (2) sowohl von einem konventionellen Dämmmantel (4), als auch einem Vakuum-Isolier-Paneel (3) umgeben ist.
  2. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum-Isolier-Paneel (3) aus einem mikroporösen Material, vorzugsweise Kieselsäure, besteht, welches in einer Folie, vorzugsweise einer gas- und wasserdampfdichten Mehrschichtverbundfolie umhüllt, evakuiert und verschlossen ist.
  3. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem mikroporösen Material ein Infrarottrübungsmittel beigefügt ist.
  4. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem mikroporösen Material ein geringer Anteil organischer Zellulose-Fasern beigefügt ist.
  5. Warmwasserspeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum-Isolier-Paneel (3) aus Platten mit Einkerbungen (8) besteht.
  6. Warmwasserspeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der konventionelle Dämmmantel (4) aus Polyurethan-Hartschaum besteht.
  7. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der konventionelle Dämmmantel (4) aus Formteilen besteht.
  8. Verfahren zur Wärmedämmung eines Warmwasserspeichers (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (2) zunächst von einem Vakuum-Isolier-Paneel (3) umgeben wird und anschließend der Speicherbehälter (2) mit dem Vakuum-Isolier-Paneel (3) mittels eines Dämmmantel (4) ummantelt wird.
  9. Verfahren zur Wärmedämmung eines Warmwasserspeichers (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämmmantel (4) um das Vakuum-Isolier-Paneel (3) gespritzt wird.
  10. Verfahren zur Wärmedämmung eines Warmwasserspeichers (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämmmantel (4) aus vorgefertigten Formteilen um das Vakuum-Isolier-Paneel (3) angeordnet wird.
EP13180275.3A 2012-08-23 2013-08-13 Warmwasserspeicher Withdrawn EP2700886A3 (de)

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