EP4239258A1 - Verfahren zum auffüllen eines internen ausdehnungsbereiches eines warmwasserspeichers, computerprogramm, regel- und steuergerät, warmwasserspeicher und verwendung von druckluft - Google Patents

Verfahren zum auffüllen eines internen ausdehnungsbereiches eines warmwasserspeichers, computerprogramm, regel- und steuergerät, warmwasserspeicher und verwendung von druckluft Download PDF

Info

Publication number
EP4239258A1
EP4239258A1 EP23158919.3A EP23158919A EP4239258A1 EP 4239258 A1 EP4239258 A1 EP 4239258A1 EP 23158919 A EP23158919 A EP 23158919A EP 4239258 A1 EP4239258 A1 EP 4239258A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hot water
water tank
expansion area
separating element
filling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP23158919.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4239258C0 (de
EP4239258B1 (de
Inventor
Thomas Knoop
Alexander Wegner
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaillant GmbH filed Critical Vaillant GmbH
Publication of EP4239258A1 publication Critical patent/EP4239258A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4239258C0 publication Critical patent/EP4239258C0/de
Publication of EP4239258B1 publication Critical patent/EP4239258B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/246—Water level
    • F24H15/248—Water level of water storage tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1008—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system expansion tanks
    • F24D3/1025—Compressor controlled pressure heads
    • 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
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/305—Control of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1008—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system expansion tanks
    • 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
    • F24H1/188—Water-storage heaters with means for compensating water expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • F28D20/0039—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material with stratification of the heat storage material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
    • F28D2020/0069—Distributing arrangements; Fluid deflecting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
    • F28D2020/0086—Partitions
    • F28D2020/0095—Partitions movable or floating

Definitions

  • the invention relates to a method for filling up an internal expansion area of a hot water tank, a hot water tank and a computer program.
  • Systems for providing hot water or drinking water usually have a hot water tank for storing the heated water.
  • the systems In order to absorb temperature fluctuations and the associated changes in volume of the stored hot water, the systems usually have an expansion tank.
  • Such external expansion vessels such as in the DE 10 2017125 672 A1 described, are usually wearing parts and are therefore replaced if they no longer function (in particular due to leaks or diaphragm failure).
  • a fresh water supply to the hot water tank is closed and a hot water extraction point located geodetically below the hot water tank is opened in order to generate a negative pressure in the hot water tank, which can build up an air cushion.
  • a problem with this method is the need for a tapping point for hot water that is geodetically below the hot water tank, for example in hot water tanks that are located in a basement.
  • the comparatively complex process must be carried out regularly.
  • the object of the invention to propose a method for filling an internal air cushion of a hot water storage tank, a computer program, and a hot water storage tank which at least partially overcome the problems of the prior art described.
  • the method for filling an internal air cushion of a hot water storage tank should be simple and location-independent, and should enable automated implementation. In particular, this is intended to reliably compensate for the dissolving of air in the hot water during operation of the hot water storage tank.
  • the invention should at least not significantly increase the complexity of a hot water storage tank and only require minor structural changes.
  • a gaseous fluid subjected to (above atmospheric) pressure is supplied via the opening of the hot water storage tank.
  • the pressurized gaseous fluid can in particular be supplied to the (internal) expansion area of the hot water storage tank.
  • the hot water tank is a known hot water tank for hot water supply, for example that of a building.
  • the hot water tank can be designed as a buffer store and/or stratified store. It can include a heat exchanger for absorbing a heat flow, for example for exchanging heat with a heating circuit of a heating system.
  • Hot water tanks usually have a circular-cylindrical receiving area for water, which can be surrounded by thermal insulation.
  • the hot water storage tank can have (at least) one internal expansion area that can be filled with a gaseous fluid.
  • a gaseous fluid can be filled with a gaseous fluid.
  • the compensation area which is not a separate unit, is essentially (only) delimited by the wall of the hot water tank and a movable partition.
  • the preferably single compensation area is provided adjacent to the reservoir for the water to be stored.
  • the gaseous fluid can in particular be (ambient) air. Other gases, such as nitrogen, can also be used for this purpose.
  • the expansion area is used to compensate for volume fluctuations in the water absorbed by the hot water tank based on temperature-related fluctuations in the density of water. For example, heating of the water absorbed by the heat exchanger can lead to an increase in the volume of the water contained.
  • hot water storage tanks In order to top up hot water that has been drawn off, hot water storage tanks generally have a fresh water supply, often connected to a domestic water system or a water network. The hot water tank is therefore subjected to water pressure. In order to provide a sufficient volume of the expansion area in the hot water tank for volume fluctuations of the water contained, the expansion area must have a minimum volume of gaseous fluid.
  • Overfilling the expansion area of the hot water tank could also lead to a loss of function of the hot water tank, characterized by leakage of the gaseous Fluids from a hot water tap at a withdrawal.
  • the volume of the expansion area should therefore be between a minimum volume and a target volume, as a result of which perfect functionality of the hot water storage tank can be guaranteed with high utilization of the capacity of the hot water storage tank.
  • At least one (movable and/or deformable) separating element is provided for dividing the receiving area and the expansion area.
  • the separating element cannot ensure a gas-tight separation of the expansion area and water, so that gas contained in the expansion area can dissolve in the water and the amount of gas contained in the expansion area is reduced.
  • the separating element can be a flat three-dimensional structure.
  • the separating element can have a cylindrical shape with a low height, in which case the base area can largely correspond to the cross-sectional area of the receiving area and thus ensure a largely full-area separation of the water surface and expansion area, and have a lower density than water, and are therefore mounted floating on the water contained be.
  • the separating element can in particular be designed as a floating body and rest on the surface of the hot water.
  • the separating element can be designed in such a way that it follows the position or shape of the water surface.
  • the separating element can be designed in several parts, for example with several floating bodies.
  • at least one guide element can be provided in the hot water tank that guides the separating element when the (geodetic) position and/or shape of the water surface in the hot water tank changes.
  • the guide element can be designed as a central rod which is arranged in a guide opening of the separating element.
  • the guide element can be provided on the wall of the hot water tank, and run over the circumference of the support member during movement.
  • the separating element (vertically) can be moved (guided) in the hot water tank, in particular due to a change (which occurs during operation) in the gas volume in the expansion area and/or a change in the water volume in the reservoir.
  • the hot water tank can have an opening in a wall of the hot water tank for topping up the gaseous fluid, which can be arranged in particular in a geodetically upper area of the hot water tank in the set-up position in order to prevent the water contained in it from escaping.
  • the at least one (openable and closable) opening can be provided in the area of the expansion area and penetrate the wall of the hot water storage tank. You can be associated with a pressure and liquid-tight fluid line.
  • the opening can include a valve.
  • the valve can be arranged in the wall in particular in such a way that gaseous fluid can be fed into the expansion area, but gaseous fluid is prevented from escaping through the valve.
  • the valve can be a Schrader, Sclaverand or Dunlop valve.
  • the valve types mentioned can be connected to known air pumps for inflating motor vehicle or bicycle tires.
  • the geodetic altitude of the Separating element or as a change in position a measure and / or a speed of a change in the geodetic altitude detected. It is therefore particularly important to monitor the movement of the separating element in the hot water tank. It is possible to record the position and/or change in position of the movable separating element in the hot water storage tank by analyzing other operating parameters of the hot water storage tank (temperature, pressure, water flows, etc.) and using them in a calculation to record and/or adapt the measured value be included.
  • the limit value can relate to a change in position, for example.
  • the first limit position can be a predetermined upper geodetic altitude of the separating element in the hot water storage tank.
  • the reaching of a predetermined second limit value or a predetermined second limit position of the separating element can be detected, the filling of the expansion area being carried out until the second limit value or the second limit position is reached.
  • the second limit value can relate to a change in position, for example.
  • the second limit position can be a predetermined lower geodetic altitude of the separating element in the hot water storage tank. If the second limit is reached, the filling can (automatically) be stopped.
  • a simple implementation of a method proposed here can be realized by connecting an air pump, for example for bicycle or motor vehicle tires, to the opening and by controlled Operating the air pump (always) creates a sufficiently large volume of the expansion area.
  • a position of the separating element can be detected relative to the hot water tank.
  • this could characterize a (specified) minimum volume of the expansion area.
  • Reaching the first limit position can thus be recognized or defined as a point in time in order to initiate a filling of the expansion area.
  • a pump when the need to fill up the expansion area is recognized, ie when the first limit position is detected, a pump can be automatically put into operation, which fills the expansion area with the gaseous fluid.
  • the pump can be put into operation for a defined filling period.
  • the filling period characterized a previously determined period of time in which the pump, starting from the minimum volume of the expansion area, filled it to the target volume.
  • the separating element can also be detected when the separating element reaches a second limit position within the expansion area, which can correspond to a (specified) target volume.
  • the pump could now be put into operation automatically when it is detected that the minimum volume has been reached and switched off again when it is detected that the target volume has been reached.
  • the fluid can also be/are stored by means of a pressurized gas container, for example a carbon dioxide or nitrogen container.
  • a pressurized gas container for example a carbon dioxide or nitrogen container.
  • the compressed gas tank can for example be arranged interchangeably and regularly be exchanged as required.
  • the pressurized gas tank can also be filled with compressed air and optionally filled with an (external) compressor.
  • the detection of the position or change in position of the movable separating element in the hot water storage tank can be detected in particular by its closed wall. In particular, this means that contactless detection is possible. In particular, no viewing glasses are required for (optical) observation of the movement of the separating element in the wall.
  • proximity sensors or switches selected from the following group can be used here: magnetic proximity sensors/switches, inductive proximity sensors/switches, capacitive proximity sensors/switches, ultrasonic proximity sensors/switches.
  • At least one proximity sensor or one proximity switch in particular a magnetic switch (such as a reed switch, reed relay and/or Hall sensor ), are used, which can be arranged in the wall of the hot water tank.
  • the separating element can have a sensor-detectable component (for example a magnet) in a corresponding (outer) area near the proximity switch.
  • the proximity switch can also be arranged on the separating element and a recognizable component can also be arranged in or on the wall.
  • a computer program is also proposed which is set up to (at least partially) carry out a method presented here is.
  • this relates in particular to a computer program (product) comprising instructions which, when the program is executed by the device, cause the device to carry out a method proposed here.
  • a machine-readable storage medium is also proposed, on which the computer program is stored.
  • the machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.
  • a regulation and control device for example a heater connected to the hot water storage tank, is (also) proposed, set up to carry out a method proposed here.
  • the regulating and control device can have a processor, for example, and/or have it at its disposal.
  • the processor can, for example, execute the method stored in a memory (of the regulation and control unit).
  • operating data and reference values for example an ignition volume flow and/or a setpoint power
  • the regulating and control device can in particular include an electrical connection with a device for detecting when a lower and/or upper limit position of the separating element has been reached in the receiving area of the hot water storage tank and with a pump.
  • an electrical connection characterizes a wired or wireless connection for the transmission of data.
  • a hot water storage tank having a separating element which separates an internal expansion area filled with gaseous fluid and stored water. Furthermore, an opening is provided in a wall of the hot water storage tank in the area of the expansion area, comprising a valve.
  • the hot water storage tank has a sensor system for detecting a position of the separating element through the closed wall of the hot water storage tank.
  • the hot water tank can include a device for detecting a position of the separating element relative to the hot water tank.
  • the compressed air can be provided in particular by means of a pump or a pressure accumulator.
  • first primarily (only) serve to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or sequence of these objects, sizes or make processes mandatory for each other. Should a dependency and/or order be necessary, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. If a component can occur several times (“at least one"), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.
  • a method for filling up an internal expansion area of a hot water storage tank, a hot water storage tank and a computer program are thus specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the method and the hot water tank contribute at least to create a simple and location-independent way to fill an internal expansion area of a hot water tank.
  • the invention allows the internal expansion area to be filled up fully automatically, as a result of which the convenience of use can be increased considerably and costs for possible maintenance appointments for filling up the expansion area can also be eliminated.
  • the receiving area 2 can include an expansion area 9 in the upper area (in the erected position) of the receiving area 2, in which a pressurized gas, in particular air, can be contained.
  • the receiving area 2 can use a separating element 11 to separate the expansion area 9 from the water it contains.
  • the separating element 11 can, in particular, have a density that is lower than the density of water and can therefore float on the water it contains.
  • the hot water tank 1 can have an opening 4 with a valve 5 in the wall 3 in the expansion area 9 , which opening can be connected to a pump 6 .
  • the pump can pressurize a gaseous fluid, air in the present example, and supply it to the expansion area 9 via the opening 4 .
  • the hot water tank 1 can also be connected to a heater 8, for example with a heating circuit, which can heat the hot water contained in the hot water tank 1 via a heat exchanger (not shown here).
  • Hot water can be removed from the hot water storage tank 1 via a removal pipe 10, the removal pipe 10 opening in an upper region to take account of temperature stratification in the hot water storage tank 1 and the associated removal of hot water at the highest possible temperature.
  • Overfilling of the expansion area 9 can mean an expansion of the (air-filled) expansion area 9 up to the mouth of the removal tube 10, as a result of which air (from the expansion area 9) escapes from the removal tube 10.
  • proximity switches 15 can be arranged in the area of a first limit position 12 and a second limit position 13 in the wall 3 of the hot water tank 1 .
  • the separating element 11 can also have a position indicator 14 in an outer area near the wall 3 .
  • the first limit position 12 can identify a minimum volume and the second limit position can identify a target volume of the expansion area 9 .
  • the proximity switches 15 can be designed as magnetic switches and the position indicator 14 as a magnet.
  • a regulation and control unit 7 can be set up to carry out a method proposed here and can be electrically connected to the proximity switches 15 and the pump 6 for this purpose. In this way, a fully automated implementation of a method proposed here can be implemented. So the regulation and control unit 7 at a detecting that the separating element 11 has reached the first limit position 12 by means of a proximity switch 15, the pump 6 can be put into operation and the expansion area 9 can be filled with compressed air, as a result of which the separating element 11 can move in the direction of the second limit position 13. When the second limit position 13 is reached, the regulation and control unit 7 can turn off the pump 6 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Auffüllen eines internen Ausdehnungsbereiches (9) eines Warmwasserspeichers (1), bei dem über eine Öffnung (4) des Warmwasserspeichers (1) ein mit Druck beaufschlagtes gasförmiges Fluid zugeführt wird. Das mit Druck beaufschlagte gasförmige Fluid kann dabei insbesondere dem Ausdehnungsbereich (9) des Warmwasserspeichers (1) zugeführt werden. Eine vollautomatisierte Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens kann durch ein Erfassen einer ersten und/ oder zweiten Grenzposition (12, 13) eines Trennelementes (11) des Warmwasserspeichers (1) und einer Inbetriebnahme einer Pumpe (6) bei einem Erreichen der ersten Grenzposition (12), die ein Mindestvolumen des Ausdehnungsbereiches (9) kennzeichnen kann, und einem Ausschalten der Pumpe (6) bei einem Erreichen der zweiten Grenzposition (13), die ein Sollvolumen des Ausdehnungsbereiches (9) kennzeichnen kann, erreicht werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffüllen eines internen Ausdehnungsbereiches eines Warmwasserspeichers, einen Warmwasserspeicher sowie ein Computerprogramm.
  • Anlagen zur Bereitstellung von Warmwasser bzw. Trinkwasser weisen in der Regel einen Warmwasserspeicher zur Speicherung des erwärmten Wassers auf. Um Temperaturschwankungen und damit verbundene Volumenänderungen des gespeicherten Warmwassers abzufangen, weisen die Anlagen zumeist ein Ausdehnungsgefäß auf. Dies können beispielsweise externe Membranausdehnungsgefäße sein, aufweisend eine Membran, die einen Bereich zur Aufnahme von Wasser von einem Bereich zur Aufnahme von einem Gas, häufig Stickstoff trennen. Die Membran ist daher besonders gasdicht in dem Ausdehnungsgefäß befestigt. Derartige externe Ausdehnungsgefäße, wie beispielsweise auch in der DE 10 2017125 672 A1 beschrieben, sind in der Regel Verschleißteile und werden demnach ausgetauscht, wenn die Funktionalität (insbesondere wegen Undichtigkeit oder Membranversagen) nicht mehr gegeben ist.
  • Zudem sind interne Ausdehnungsabschnitte bekannt, die ein im oberen Teil des Warmwasserspeichers angeordnetes Luftpolster, welches durch eine auf dem Wasserspiegel im Warmwasserspeicher schwimmend gelagerte Trennplatte (vergleiche z.B. DE 6 93 13 798 U1 ) oder eine elastische Blase (vergleiche z. B. DE 201 09 610 U1 ) vom gespeicherten Wasser getrennt sein kann. Im Fall der im Warmwasserspeicher sich auf- und ab bewegenden Trennplatte liegt keine Gasdichtheit vor, so dass Gas aus dem Luftpolster im Wasser gelöst und/oder Gas aus dem Wasser in das Luftpolster ausgasen kann. Aufgrund fehlender Gasdichtheit der Trennplatte ändert, insbesondere verbraucht, sich das Luftpolster durch den Gasaustausch mit dem gespeicherten Wasser und muss regelmäßig angepasst, insbesondere aufgefüllt, werden.
  • Hierzu ist nach dem Stand der Technik eine Frischwasserzuführung zum Warmwasserspeicher geschlossen und eine geodätisch unterhalb des Warmwasserspeichers angeordnete Warmwasserentnahmestelle geöffnet, um einen Unterdruck im Warmwasserspeicher zu erzeugen, der ein Luftpolster aufbauen kann. Problematisch an diesem Verfahren ist die Notwendigkeit einer Entnahmestelle für Warmwasser, die geodätisch unterhalb des Warmwasserspeichers liegt, beispielsweise bei Warmwasserspeichern, die in einem Keller angeordnet sind. Zudem muss das vergleichsweise aufwändige Verfahren regelmäßig durchgeführt werden.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Auffüllen eines internen Luftpolsters eines Warmwasserspeichers, ein Computerprogramm, und einen Warmwasserspeicher vorzuschlagen, die die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwinden. Insbesondere soll das Verfahren zum Auffüllen eines internen Luftpolsters eines Warmwasserspeichers einfach und standortunabhängig durchführbar sein, sowie eine automatisierte Durchführung ermöglichen. Damit soll insbesondere das Auflösen von Luft in dem Warmwasser während des Betriebs des Warmwasserspeichers sicher kompensiert werden.
  • Zudem soll die Erfindung die Komplexität eines Warmwasserspeichers zumindest nicht wesentlich erhöhen und nur geringe bauliche Veränderungen erfordern.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Hierzu trägt ein Verfahren zum Auffüllen bzw. Wiederauffüllen eines internen Ausdehnungsbereiches eines Warmwasserspeichers bei, wobei im Warmwasserspeicher ein bewegliches Trennelement angeordnet ist, das den Ausdehnungsbereich und das Wasser trennt, und das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
    • Erfassen einer Position oder Positionsänderung des beweglichen Trennelementes im Warmwasserspeicher,
    • Initiieren eines Auffüllens des Ausdehnungsbereiches bei Erreichen eines vorgegebenen ersten Grenzwertes oder einer vorbestimmten ersten Grenzposition, wobei über eine Öffnung des Warmwasserspeichers ein mit Druck beaufschlagtes gasförmiges Fluid zugeführt wird.
  • Insbesondere wird über die Öffnung des Warmwasserspeichers ein mit (über-atmosphärischem) Druck beaufschlagtes gasförmiges Fluid zugeführt wird. Das mit Druck beaufschlagte gasförmige Fluid kann dabei insbesondere dem (internen) Ausdehnungsbereich des Warmwasserspeichers zugeführt werden.
  • Bei dem Warmwasserspeicher handelt es sich um einen bekannten Warmwasserspeicher zur Warmwasserversorgung, beispielsweise den eines Gebäudes. Der Warmwasserspeicher kann als Pufferspeicher und/ oder Schichtspeicher ausgebildet sein. Er kann einen Wärmetauscher zur Aufnahme eines Wärmestromes umfassen, beispielsweise zum Wärmeaustausch mit einem Heizkreislauf einer Heizungsanlage. Warmwasserspeicher haben in der Regel einen kreiszylinderförmigen Aufnahmebereich für Wasser der von einer thermischen Isolierung umgeben sein kann.
  • Der Warmwasserspeicher kann als Teil des Aufnahmebereiches (mindestens) einen internen Ausdehnungsbereich aufweisen, der mit einem gasförmigen Fluid befüllbar ist. Mit anderen Worten kann das bedeuten, dass der Warmwasserspeicher einen inneren Hohlraum bildet, wobei ein Teil davon als Ausgleichsbereich ausgeführt ist. Der Ausgleichbereich, der keine separate Geräteeinheit ist, ist im Wesentlichen (nur) von der Wandung des Warmwasserspeichers und einem beweglichen Trennelement begrenzt. Der bevorzugt einzelne Ausgleichsbereich ist angrenzend zu dem Reservoir für das zu speichernde Wasser vorgesehen. Bei dem gasförmigen Fluid kann es sich insbesondere um (Umgebungs-)Luft handeln. Andere Gase, wie beispielweise Stickstoff, können hierfür auch eingesetzt werden.
  • Der Ausdehnungsbereich dient einem Ausgleich von Volumenschwankungen des vom Warmwasserspeicher aufgenommenen Wassers basierend auf temperaturbedingten Schwankungen der Dichte von Wasser. So kann eine Erwärmung des aufgenommenen Wassers durch den Wärmetauscher zu einer Vergrößerung des Volumens des enthaltenen Wassers führen. Um entnommenes Warmwasser nachzufüllen, weisen Warmwasserspeicher in der Regel eine Zuführung von Frischwasser auf, häufig verbunden mit einer Hauswasseranlage oder einem Wassernetz. Der Warmwasserspeicher wird daher mit einem Wasserdruck beaufschlagt. Um ein ausreichendes Volumen des Ausdehnungsbereiches im Warmwasserspeicher für auftretende Volumenschwankungen des enthaltenen Wassers bereitzustellen, muss der Ausdehnungsbereich ein Mindestvolumen gasförmiges Fluid aufweisen. Ein Überfüllen des Ausdehnungsbereiches des Warmwasserspeichers könnte gleichfalls zu einem Funktionsverlust des Warmwasserspeichers führen, gekennzeichnet durch ein Austreten des gasförmigen Fluids aus einer Warmwasserzapfstelle bei einer Entnahme. Zudem besteht der Wunsch, einer hohen Kapazität des Warmwasserspeichers, welche durch den Ausdehnungsbereich gemindert wird. Daher sollte das Volumen des Ausdehnungsbereiches zwischen einem Mindestvolumen und einem Sollvolumen betragen, wodurch eine einwandfreie Funktionalität des Warmwasserspeichers bei hoher Ausnutzung der Kapazität des Warmwasserspeichers gewährleistet werden kann.
  • Zur Unterteilung von Aufnahmebereich und Ausdehnungsbereich ist mindestens ein (bewegliches und/oder verformbares) Trennelement vorgesehen sein. Das Trennelement kann in der Regel keine gasdichte Trennung von Ausdehnungsbereich und Wasser gewährleisten, so dass im Ausdehnungsbereich enthaltenes Gas sich im Wasser lösen kann und die im Ausdehnungsbereich enthaltene Gasmenge gemindert wird.
  • Insbesondere kann das Trennelement ein flaches dreidimensionales Gebilde sein. Anders beschrieben kann das Trennelement eine Zylinderform mit geringer Höhe aufweisen, wobei die Grundfläche weitestgehend der Querschnittsfläche des Aufnahmebereiches entsprechen kann und so eine weitestgehend vollflächige Trennung von Wasseroberfläche und Ausdehnungsbereich gewährleisten, und eine geringere Dichte als Wasser aufweisen, und somit auf dem enthaltenen Wasser schwimmend gelagert sein.
  • Das Trennelement kann insbesondere als Schwimmkörper ausgebildet sein und auf der Oberfläche des Warmwassers aufliegen. Das Trennelement kann insbesondere so gestaltet sein, dass es der Lage oder Form der Wasseroberfläche folgt. Das Trennelement kann mehrteilig ausgeführt sein, also z.B. mit mehreren Schwimmkörpern. Insbesondere kann mindestens ein Führungselement im Warmwasserspeicher vorgesehen sein, dass das Trennelement führt, wenn sich die (geodätische) Lage und/oder Form der Wasseroberfläche im Warmwasserspeicher ändert. Das Führungselement kann als zentraler Stab ausgeführt sein, welcher in einer Führungsöffnung des Trennelements angeordnet ist. Das Führungselement kann an der Wandung des Warmwasserspeichers vorgesehen sein, und über den Umfang des Tragelements während der Bewegung führen. Bevorzugt ist das Trennelement (vertikal) in dem Warmwasserspeicher (geführt) verfahrbar, insbesondere aufgrund einer (im Betrieb sich einstellenden) Veränderung des Gasvolumens im Ausdehnungsbereich und/oder Veränderung des Wasservolumens im Reservoir.
  • Der Warmwasserspeicher kann zum Nachfüllen des gasförmigen Fluids eine Öffnung in einer Wandung des Warmwasserspeichers aufweisen, welche insbesondere in einem in Aufstellposition geodätisch oberen Bereich des Warmwasserspeichers angeordnet sein kann, um ein Austreten enthaltenen Wassers zu vermeiden.
  • Die mindestens eine (öffenbare und verschließbare) Öffnung kann im Bereich des Ausdehnungsbereichs vorgesehen sein und die Wand des Warmwasserspeichers durchdringen. Ihr kann eine druck- und flüssigkeitsdichte Fluidleitung zugeordnet sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Öffnung ein Ventil umfassen. Das Ventil kann dabei insbesondere derart in der Wandung angeordnet sein, dass ein Zuführen von gasförmigen Fluid in den Ausdehnungsbereich möglich ist, jedoch ein Austreten von gasförmigen Fluid durch das Ventil verhindert wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Ventil ein Schrader-, Sclaverand-, oder ein Dunlopventil sein. In vorteilhafter Weise können die genannten Ventilarten mit bekannten Luftpumpen zum Befüllen von Kraftfahrzeug- oder Fahrradreifen verbunden werden bzw. sein.
  • Es ist vorgesehen, dass die Position und/oder Positionsänderung des beweglichen Trennelementes im Warmwasserspeicher erfasst wird. Dies erfolgt insbesondere über eine Sensorik bzw. automatisch. Insbesondere wird als Position die geodätische Höhenlage des Trennelements bzw. als Positionsänderung ein Maß und/oder eine Geschwindigkeit einer Änderung der geodätischen Höhenlage erfasst. Es also insbesondere die Bewegung des Trennelements in dem Warmwasserspeicher zu überwachen. Es ist möglich, die Position und/oder Positionsänderung des beweglichen Trennelementes im Warmwasserspeicher dadurch zu erfassen, dass ggf. andere Betriebsparameter des Warmwasserspeichers (Temperatur, Druck, Wasserströme, etc.) analysiert und zur Erfassung und/oder Adaption des Messwertes in eine Berechnung mit einbezogen werden.
  • Ergibt sich aus der Erfassung, dass das Trennelement ein vorbestimmter erster Grenzwert bzw. eine vorbestimmte erste Grenzposition erreicht hat, wird (automatisch und/oder unmittelbar) ein (automatisches) Auffüllens des Ausdehnungsbereiches initiiert bzw. gestartet. Hierbei kann der Grenzwert z.B. eine Positionsänderung betreffen. Die erste Grenzposition kann eine vorbestimmte obere geodätische Höhenlage des Trennelements im Warmwasserspeicher sein.
  • Zusätzlich kann das Erreichen eines vorbestimmten zweiten Grenzwerts oder einer vorbestimmten zweiten Grenzposition des Trennelementes (nach dem Initiieren des Auffüllens bzw. während des Auffüllens) erfasst werden, wobei das Auffüllen des Ausdehnungsbereiches bis zum Erreichen des zweiten Grenzwertes oder der zweiten Grenzposition ausgeführt wird. Hierbei kann der zweite Grenzwert z.B. eine Positionsänderung betreffen. Die zweite Grenzposition kann eine vorbestimmte untere geodätische Höhenlage des Trennelements im Warmwasserspeicher sein. Wird der zweite Grenzwert erreicht, kann das Auffüllen (automatisch) gestoppt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine einfache Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens realisiert werden, indem eine Luftpumpe, beispielsweise für Fahrrad- oder Kraftfahrzeugreifen, mit der Öffnung verbunden wird und durch kontrolliertes Betätigen der Luftpumpe ein (stets) ausreichend großes Volumen des Ausdehnungsbereiches hergestellt wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Position des Trennelementes relativ zum Warmwasserspeicher erfasst werden. Wenn das Trennelement eine (vorgegebene) erste Grenzposition innerhalb des Aufnahmebereiches erreicht hat, könnte diese ein (vorgegebenes) Mindestvolumen des Ausdehnungsbereiches kennzeichnen. Das Erreichen der ersten Grenzposition kann somit als Zeitpunkt erkannt bzw. festgelegt werden, um ein Auffüllen des Ausdehnungsbereiches einzuleiten.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann bei einem Erkennen der Notwendigkeit eines Auffüllens des Ausdehnungsbereiches, also bei Erfassen der ersten Grenzposition, automatisiert eine Pumpe in Betrieb genommen werden, die den Ausdehnungsbereich mit dem gasförmigen Fluid auffüllt. Im Rahmen einer einfachen Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens kann die Pumpe für einen definierten Füllzeitraum in Betrieb genommen werden. Der Füllzeitraum kennzeichnete dabei eine im Vorfeld ermittelte Zeitdauer, in der die Pumpe ausgehend vom Mindestvolumen des Ausdehnungsbereiches diesen auf das Sollvolumen gefüllt hat.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann zusätzlich erfasst werden, wenn das Trennelement eine zweite Grenzposition innerhalb des Ausdehnungsbereiches erreicht, die einem (vorgegebenen) Sollvolumen entsprechen kann. Die Pumpe könnte nun bei einem Erkennen des Erreichens des Mindestvolumens automatisiert in Betrieb genommen werden und bei einem Erkennen des Erreichens des Sollvolumens wieder ausgeschaltet werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Fluid auch mittels einem Druckgasbehälter, beispielsweise einem Kohlendioxid- oder Stickstoffbehälter, bevorratet sein / werden. Der Druckgasbehälter kann beispielsweise austauschbar angeordnet sein und regelmäßig nach Bedarf ausgetauscht werden. Der Druckgasbehälter kann auch mit Druckluft gefüllt sein, und gegebenenfalls mit einem (externen) Kompressor befüllt werden.
  • Die Erfassung der Position bzw. Positionsänderung des beweglichen Trennelementes im Warmwasserspeicher kann insbesondere durch dessen geschlossene Wandung erfasst wird. Das bedeutet insbesondere, dass eine berührungslose Erfassung möglich ist. Insbesondere bedarf es keiner Sichtgläser zur (optischen) Beobachtung der Bewegung des Trennelements in der Wandung. Insbesondere sind hier Näherungssensoren oder -schalter ausgewählt aus der folgenden Gruppe einsetzbar: magnetische Näherungssensoren/-schalter, induktive Näherungssensoren/-schalter, kapazitive Näherungssensoren/-schalter, Ultraschall- Näherungssensoren/-schalter.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann zum Erfassen einer Position des Trennelementes relativ zum Warmwasserspeicher, insbesondere der ersten und/ oder zweiten Grenzposition, mindestens einen Näherungssensor oder ein Näherungsschalter, insbesondere ein Magnetschalter (wie z. B. ein Reedschalter, Reed-Relais und/oder Hallsensor), eingesetzt werden, der im Bereich der Wandung des Warmwasserspeichers angeordnet sein kann. Das Trennelement kann in einem korrespondierenden (äußeren) Bereich nahe des Näherungsschalters ein sensorisch erkennbares Bauteil (beispielsweise ein Magnet) aufweisen. Dabei versteht sich, dass der Näherungsschalter auch am Trennelement und ein erkennbares Bauteil auch in oder an der Wandung angeordnet sein kann.
  • In vorteilhafter Weise kann so eine vollautomatisierte Ausführung eines vorgeschlagenen Verfahrens realisiert werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches zur (zumindest teilweisen) Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet ist. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm (-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch die Vorrichtung, diese veranlasst, ein hier vorgeschlagenes Verfahren auszuführen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.
  • Insbesondere wird (auch) ein Regel- und Steuergerät, beispielsweise eines mit dem Warmwasserspeicher verbundenen Heizgerätes, vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Regel- und Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen, und/ oder über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen. In vorteilhafter Weise können auf dem Speicher des Regel- und Steuergeräts auch Betriebsdaten und Referenzwerte (beispielsweise ein Zündvolumenstrom und/ oder eine Sollleistung) zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens hinterlegt werden oder sein. Das Regel- und Steuergerät kann insbesondere eine elektrische Verbindung mit einer Einrichtung zur Erkennung des Erreichens einer unteren und/ oder oberen Grenzposition des Trennelementes im Aufnahmebereich des Warmwasserspeichers und mit einer Pumpe umfassen. Eine elektrische Verbindung kennzeichnet hierbei eine kabel- oder kabellose Verbindung zur Übertragung von Daten.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Warmwasserspeicher vorgeschlagen, aufweisend ein Trennelement, das einen internen mit gasförmigen Fluid gefüllten Ausdehnungsbereich und gespeichertes Wasser trennt. Weiter ist eine Öffnung in einer Wandung des Warmwasserspeichers im Bereich des Ausdehnungsbereiches umfassend ein Ventil vorgesehen. Zudem weist der Warmwasserspeicher eine Sensorik zur Erfassung einer Position des Trennelement durch die geschlossene Wandung des Warmwasserspeichers auf.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Warmwasserspeicher eine Einrichtung zur Erkennung einer Position des Trennelementes relativ zum Warmwasserspeicher umfassen.
  • Insbesondere wird eine Verwendung von Druckluft zum Auffüllen eines internen Ausdehnungsbereiches vorgeschlagen. Die Druckluft kann dabei insbesondere mittels einer Pumpe oder eines Druckspeichers bereitgestellt werden.
  • Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogramm, dem Regel- und Steuergerät und/oder dem Warmwasserspeicher auftreten und umgekehrt. Insoweit können die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale der anderen Aspekte vollumfänglich herangezogen werden.
  • Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter ("erste", "zweite", ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann ("mindestens ein"), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
  • Hier werden somit ein Verfahren zum Auffüllen eines internen Ausdehnungsbereiches eines Warmwasserspeichers, ein Warmwasserspeicher und ein Computerprogramm angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren und der Warmwasserspeicher zumindest dazu bei, eine einfache und standortunabhängige Möglichkeit zum Auffüllen eines internen Ausdehnungsbereiches eines Warmwasserspeichers zu schaffen.
  • Zudem erlaubt die Erfindung ein vollautomatisiertes Auffüllen des internen Ausdehnungsbereiches, wodurch der Nutzungskomfort erheblich gesteigert werden kann und auch Kosten für mögliche Wartungstermine zum Auffüllen des Ausdehnungsbereiches können entfallen.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigt:
    • Fig. 1:
    einen hier vorgeschlagenen Warmwasserspeicher.
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen hier vorgeschlagenen Warmwasserspeicher 1. Dieser kann einen Aufnahmebereich 2 aufweisen, die von einer Wandung 3 umschlossen wird. Der Aufnahmebereich 2 kann einen Ausdehnungsbereich 9 im (in Aufstellposition) oberen Bereich des Aufnahmebereiches 2 umfassen, in dem ein mit Druck beaufschlagtes Gas, insbesondere Luft, enthalten sein kann.
  • Der Aufnahmebereich 2 kann durch ein Trennelement 11 den Ausdehnungsbereich 9 von dem enthaltenen Wasser separieren. Das Trennelement 11 kann insbesondere eine Dichte aufweisen, die geringer als die Dichte von Wasser ist und somit auf dem enthaltenen Wasser schwimmen.
  • Der Warmwasserspeicher 1 kann im Ausdehnungsbereich 9 eine Öffnung 4 mit einem Ventil 5 in der Wandung 3 aufweisen, die mit einer Pumpe 6 verbunden sein kann. Die Pumpe kann ein gasförmiges Fluid, im vorliegenden Beispiel Luft, mit Druck beaufschlagen und dem Ausdehnungsbereich 9 über die Öffnung 4 zuführen.
  • Der Warmwasserspeicher 1 kann zudem mit einem Heizgerät 8 verbunden sein, beispielsweise mit einem Heizkreislauf, der über einen (hier nicht gezeigten) Wärmetauscher das im Warmwasserspeicher 1 enthaltene Warmwasser erwärmen kann. Über ein Entnahmerohr 10 kann dem Warmwasserspeicher 1 Warmwasser entnommen werden, wobei das Entnahmerohr 10 für eine Berücksichtigung einer Temperaturschichtung im Warmwasserspeicher 1 und eine damit verbundene Entnahme von Warmwasser möglichst hoher Temperatur in einem oberen Bereich mündet. Eine Überfüllung des Ausdehnungsbereiches 9 kann eine Ausdehnung des (luftgefüllten) Ausdehnungsbereiches 9 bis zur Mündung des Entnahmerohres 10 bedeuten, wodurch aus dem Entnahmerohr 10 Luft (aus dem Ausdehnungsbereich 9) austritt.
  • In der Wandung 3 des Warmwasserspeichers 1 können zudem Näherungsschalter 15 im Bereich einer ersten Grenzposition 12 und einer zweiten Grenzposition 13 angeordnet sein. Das Trennelement 11 kann zudem in einem äußeren Bereich nahe der Wandung 3 einen Positionsindikator 14 aufweisen. Die erste Grenzposition 12 kann dabei ein Mindestvolumen und die zweite Grenzposition ein Sollvolumen des Ausdehnungsbereiches 9 kennzeichnen. Beispielsweise können die Näherungsschalter 15 als Magnetschalter und der Positionsindikator 14 als Magnet ausgeführt sein.
  • Ein Regel- und Steuergerät 7 kann zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens eingerichtet sein und hierfür mit den Näherungsschaltern 15 und der Pumpe 6 elektrisch verbunden sein. So kann eine vollautomatisierte Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens realisiert werden. So kann das Regel- und Steuergerät 7 bei einem Erfassen eines Erreichens der ersten Grenzposition 12 durch das Trennelement 11 mittels eines Näherungsschalters 15 durch eine Ansteuerung die Pumpe 6 in Betrieb genommen werden und so der Ausdehnungsbereich 9 durch Druckluft aufgefüllt werden, wodurch sich das Trennelement 11 in Richtung der zweiten Grenzposition 13 bewegen kann. Bei einem Erreichen der zweiten Grenzposition 13 kann das Regel- und Steuergerät 7 die Pumpe 6 ausschalten.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Warmwasserspeicher
    2
    Aufnahmebereich
    3
    Wandung
    4
    Öffnung
    5
    Ventil
    6
    Pumpe
    7
    Regel- und Steuergerät
    8
    Heizgerät
    9
    Ausdehnungsbereich
    10
    Entnahmerohr
    11
    Trennelement
    12
    erste Grenzposition
    13
    zweite Grenzposition
    14
    Positionsindikator
    15
    Näherungsschalter

Claims (11)

  1. Verfahren zum Auffüllen eines internen Ausdehnungsbereiches (9) eines Warmwasserspeichers (1), wobei im Warmwasserspeicher (1) ein bewegliches Trennelement (11) angeordnet ist, das den Ausdehnungsbereich (9) und das Wasser trennt, und das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
    - Erfassen einer Position oder Positionsänderung des beweglichen Trennelementes (11) im Warmwasserspeicher,
    - Initiieren eines Auffüllens des Ausdehnungsbereiches (9) bei Erreichen eines vorbestimmten ersten Grenzwertes oder einer vorbestimmten Grenzposition (12), wobei über eine Öffnung (4) des Warmwasserspeichers (1) ein mit Druck beaufschlagtes gasförmiges Fluid zugeführt wird.
  2. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Zuführen des gasförmigen Fluids durch ein in der Öffnung (4) angeordnetes Ventil (5) erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Position des beweglichen Trennelementes (11) im Warmwasserspeicher (1) durch dessen geschlossene Wandung (3) erfasst wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich das Erreichen eines vorbestimmten zweiten Grenzwerts oder einer vorbestimmten zweiten Grenzposition (13) des Trennelementes (11) erfasst wird und das Auffüllen des Ausdehnungsbereiches (9) bis zum Erreichen des zweiten Grenzwertes oder der zweiten Grenzposition (13) ausgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das gasförmige Fluid durch eine motorisch betriebene und ansteuerbare Pumpe (6) und/ oder einen Druckspeicher mit Druck beaufschlagt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein Auffüllvorgang durch eine Inbetriebnahme der motorisch betriebenen Pumpe (6) und/ oder ein Öffnen einer Verbindung mit dem Druckspeicher für eine definierte Zeitdauer erfolgt.
  7. Warmwasserspeicher (1), aufweisend ein im Warmwasserspeicher (1) beweglich angeordnetes Trennelement (11), das einen internen mit gasförmigen Fluid gefüllten Ausdehnungsbereich (9) und gespeichertes Wasser trennt, und eine Öffnung (4) in einer Wandung (3) des Warmwasserspeichers (1) im Bereich des Ausdehnungsbereiches (9) umfassend ein Ventil (5) sowie eine Sensorik zur Erfassung einer Position des Trennelement (11) durch die geschlossene Wandung (3) des Warmwasserspeichers (1) erfasst wird.
  8. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 7, umfassend eine Einrichtung zur Erkennung einer Position des Trennelementes (11) relativ zum Warmwasserspeicher (1).
  9. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Einrichtung zur Erkennung der Position des Trennelementes (11) mindestens einen Näherungssensor oder Näherungsschalter (15) ist.
  10. Warmwasserspeicher (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 und Mitteln, die so angepasst sind, dass sie die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausführen.
  11. Computerprogramm umfassend Befehle, die bewirken, dass eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausführt.
EP23158919.3A 2022-03-04 2023-02-28 Verfahren zum auffüllen eines internen ausdehnungsbereiches eines warmwasserspeichers, computerprogramm, regel- und steuergerät, warmwasserspeicher und verwendung von druckluft Active EP4239258B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022105114.5A DE102022105114A1 (de) 2022-03-04 2022-03-04 Verfahren zum Auffüllen eines internen Ausdehnungsbereiches eines Warmwasserspeichers, Computerprogramm, Regel- und Steuergerät, Warmwasserspeicher und Verwendung von Druckluft

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP4239258A1 true EP4239258A1 (de) 2023-09-06
EP4239258C0 EP4239258C0 (de) 2026-03-18
EP4239258B1 EP4239258B1 (de) 2026-03-18

Family

ID=85384436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23158919.3A Active EP4239258B1 (de) 2022-03-04 2023-02-28 Verfahren zum auffüllen eines internen ausdehnungsbereiches eines warmwasserspeichers, computerprogramm, regel- und steuergerät, warmwasserspeicher und verwendung von druckluft

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4239258B1 (de)
DE (1) DE102022105114A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0117389A2 (de) * 1983-02-23 1984-09-05 FÜTÖBER Epületgépészeti Termékeket Gyárto Vállalat Ausdehnungsbehälter
DE69313798T2 (de) 1992-12-14 1998-04-09 Tomita Pharma Dialysatkomponente für die Bicarbonatdialyse und Methode zu seiner Herstellung
DE20109610U1 (de) 2000-07-07 2001-09-06 Laukner, André, Dipl.-Ing., 08340 Schwarzenberg Vorrichtung zur Aufnahme der Wasserausdehnung
NL1016219C1 (nl) * 2000-09-19 2002-03-21 Jan Henk Cnossen Expansievoorziening voor vloeistofverwarming.
WO2010097566A1 (en) * 2009-02-24 2010-09-02 David Luke Pringle Improved fluid container
DE102017125672A1 (de) 2017-11-03 2019-05-09 Klaus-Dieter Will Ausdehnungsgefäß für ein Leitungssystem eines unter Druck stehenden Mediums und Verfahren zum Testen eines solchen
WO2020122483A1 (ko) * 2018-12-12 2020-06-18 중앙엔지니어링 주식회사 압축기 부착형 밀폐식 팽창탱크

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATA182892A (de) 1992-09-14 1996-07-15 Vaillant Gmbh Warmwasserspeicher

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0117389A2 (de) * 1983-02-23 1984-09-05 FÜTÖBER Epületgépészeti Termékeket Gyárto Vállalat Ausdehnungsbehälter
DE69313798T2 (de) 1992-12-14 1998-04-09 Tomita Pharma Dialysatkomponente für die Bicarbonatdialyse und Methode zu seiner Herstellung
DE20109610U1 (de) 2000-07-07 2001-09-06 Laukner, André, Dipl.-Ing., 08340 Schwarzenberg Vorrichtung zur Aufnahme der Wasserausdehnung
NL1016219C1 (nl) * 2000-09-19 2002-03-21 Jan Henk Cnossen Expansievoorziening voor vloeistofverwarming.
WO2010097566A1 (en) * 2009-02-24 2010-09-02 David Luke Pringle Improved fluid container
DE102017125672A1 (de) 2017-11-03 2019-05-09 Klaus-Dieter Will Ausdehnungsgefäß für ein Leitungssystem eines unter Druck stehenden Mediums und Verfahren zum Testen eines solchen
WO2020122483A1 (ko) * 2018-12-12 2020-06-18 중앙엔지니어링 주식회사 압축기 부착형 밀폐식 팽창탱크

Also Published As

Publication number Publication date
EP4239258C0 (de) 2026-03-18
DE102022105114A1 (de) 2023-09-07
EP4239258B1 (de) 2026-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2909524B1 (de) Verfahren zum befüllen einer kraftstoffspeicheranlage eines kraftfahrzeugs
DE102016206070A1 (de) Brennstoffbetankungssystem und Brennstoffbetankungsverfahren davon
DE112010003103T5 (de) Gasfüllsystem und Gasfüllvorrichtung
DE102018121267A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug
EP2035739B1 (de) Verfahren zum betrieb einer vorrichtung zur befüllung eines behälters mit kryogen gespeichertem kraftstoff
DE102015218235A1 (de) Servicevorrichtung für ein Druckbehältersystem
WO2013143775A1 (de) Fahrzeug-tanksystem zur speicherung eines betriebsstoffes in tiefkaltem zustand
DE102017124891A1 (de) System und Verfahren für das Management von Gaskraftstoff für Fahrzeuge
DE102007011742A1 (de) Verfahren zum Befüllen eines für ein tiefkaltes Speichermedium, insbesondere Wasserstoff, vorgesehenen Druckspeichers
DE102016206106A1 (de) Speichervorrichtung für Wasserstoffträgermedium, Anlage umfassend eine derartige Speichervorrichtung und Verfahren zum Speichern von Wasserstoffträgermedium
WO2021116251A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum befüllen eines hydrauliksystems mit einer hydraulikflüssigkeit
DE102014216416B4 (de) Brenngas-einfüllvorrichtung
DE102013002431A1 (de) Befüllung von Speicherbehältern mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbesondere Wasserstoff
DE4427645C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Vordrucküberwachung von Ausdehnungsgefäßen
WO2015024765A2 (de) Druckloser wärmespeicher für wassertemperaturen über 100°c
EP4239258A1 (de) Verfahren zum auffüllen eines internen ausdehnungsbereiches eines warmwasserspeichers, computerprogramm, regel- und steuergerät, warmwasserspeicher und verwendung von druckluft
DE102015206782A1 (de) Verfahren zum Betanken eines kryogenen Druckbehälters eines Kraftfahrzeuges
DE102007003827B4 (de) Verfahren zum betreiben eines Flüssigwasserstoffspeichertanks
DE102015219984A1 (de) Verfahren zum Erhöhen der Temperatur von Gas in einem kryogenen Druckbehälter
WO2017148604A1 (de) Verfahren zum abkühlen eines ersten kryogenen druckbehälters
EP4310411A1 (de) Verfahren zum betrieb eines warmwasserspeichers, computerprogramm, regel- und steuergerät, warmwasserspeicher und verwendung eines mit druck beaufschlagten gasförmigen fluids
DE102008001710A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung der Korrosionsneigung in einem Flüssigkeitskreislauf
DE4320333C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Sicherung der Systemdrücke in einem geschlossenen Wasserkreislauf
DE102013213431B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Füllvolumens an Anlagen mit Doppelmembran-Tragluftdächern
WO2019233676A1 (de) Vorrichtung zur temperaturdruckentlastung eines brennstofftanks

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240229

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20250314

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20251016

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: F10

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: U-0-0-F10-F00 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Effective date: 20260318

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502023003383

Country of ref document: DE

U01 Request for unitary effect filed

Effective date: 20260318

U07 Unitary effect registered

Designated state(s): AT BE BG DE DK EE FI FR IT LT LU LV MT NL PT RO SE SI

Effective date: 20260325