EP4502490A1 - Warmwasserspeicher und verwendung eines beheizbaren leitungsabschnittes - Google Patents

Warmwasserspeicher und verwendung eines beheizbaren leitungsabschnittes Download PDF

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EP4502490A1
EP4502490A1 EP24191408.4A EP24191408A EP4502490A1 EP 4502490 A1 EP4502490 A1 EP 4502490A1 EP 24191408 A EP24191408 A EP 24191408A EP 4502490 A1 EP4502490 A1 EP 4502490A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hot water
water tank
section
line
line section
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.)
Pending
Application number
EP24191408.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Ruthenberg
Niklas Steinhaus
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 EP4502490A1 publication Critical patent/EP4502490A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F24H1/201—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply
    • F24H1/202—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply with resistances
    • 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
    • F24H9/1818—Arrangement or mounting of electric heating means

Definitions

  • the invention relates to a hot water storage tank and a use of a heatable pipe section.
  • Systems for providing hot water can include a hot water tank for storing the heated water. Particularly when using renewable energies such as solar thermal energy or heat pumps, good conditions for generating heat and requiring hot water can exist at different times. In order to be able to deliver the amount or temperature of water heated by solar thermal energy requested by a user, hot water tanks are used to store the heated water until it is needed.
  • hot water storage tanks can have electric heaters.
  • a hot water tank which has a heating flange device which can be inserted into the hot water tank on a flange.
  • the heating flange device can comprise the cold water inlet, a hot water outlet and at least one electric heating element.
  • a mixing limiter is provided which can be designed as an impact protection or deflection plate and can maintain the temperature stratification in the hot water tank even when cold water flows in.
  • the heating flange device can improve the insulation of the hot water tank, as it has fewer perforations due to the combination of various connections in the heating flange.
  • this heating flange device cannot be used on existing hot water tanks because a corresponding flange for the heating flange device is not provided or is not available.
  • the hot water to be extracted is cooled down again with cold water during transport through the lower temperature layers, which limits user comfort and also disrupts the temperature layers.
  • the heating flange device also protrudes into the hot water tank, which reduces the available height for layer formation.
  • the object of the invention is to propose a hot water tank and a use of a heatable pipe section that at least partially overcome the problems of the prior art described.
  • the hot water tank should be of simple construction, offer a high level of user comfort and high energy efficiency and can also be created by converting an existing hot water tank.
  • the accumulation of suspended matter or lime on a heating device of the hot water tank should not reduce the heating output or should only reduce it slightly.
  • a hot water tank which comprises a cold water inlet with a pipe section within the hot water tank which can be heated by means of at least one heating element.
  • the hot water tank is a hot water tank for supplying hot water, for example to a building.
  • the hot water tank can be designed as a buffer tank and/or a stratified tank. It can include a heat exchanger for transferring a heat flow, for example for heat exchange with a heating circuit of a heating system.
  • the heat exchanger can be designed as a pipe coil, for example, which (when assembled or set up) can usually be arranged in a (geodetically) lower area of the hot water tank.
  • the hot water tank can be set up to hold heated drinking water or domestic water in a holding area.
  • the hot water contained in the hot water tank can be heated, for example, by means of heat exchange with a heating circuit.
  • a heat pump or a solar thermal system can also be provided to heat the hot water contained in the hot water tank.
  • the hot water tank can have or contain a gas volume as an expansion area, in particular to compensate for volume fluctuations of the water held by the hot water tank caused by temperature-related fluctuations in the density of water. Heating of the water contained in the water volume can lead to an increase in its volume, which can be compensated for by the gas volume.
  • At least one (movable and/or deformable) separating element can be provided to divide the water volume and the gas volume.
  • the hot water tank can comprise a hot water outlet, which can be arranged in particular in a geodetically upper area of the hot water tank. If a temperature stratification is formed in the hot water tank, water can advantageously be extracted from a temperature stratification with a high or the highest temperature in the hot water tank in the upper area.
  • the hot water tank has (at least) one cold water inlet, i.e. a supply of fresh water, often connected to a domestic water system or a water network.
  • the hot water tank has a (activatable and deactivatable) heating device with at least one heating element with which water contained in the hot water tank or within the hot water tank can be heated.
  • the heating device can, for example, heat water in the hot water tank (supplementarily and/or additionally) if heat is not provided or available through renewable energies.
  • the heating device is in particular an electrical heating device, for example comprising a resistance-based electrical heating element.
  • the heating element can thus (also) be operated with renewable energies, in particular electrical energy from a photovoltaic system. In this way, for example, sensible use can be ensured if the electrical energy generated is not consumed.
  • a flow direction of the pipe section here refers to a direction from a passage through a wall of the hot water tank to the end (outlet) of the pipe section, or as a direction in which cold water is supplied to the hot water tank.
  • the pipe section is located in the receiving area of the hot water tank and thus leads through the water contained in the hot water tank.
  • the at least one heating element can heat the water contained in the hot water tank as well as the water flowing through the pipe section. The heat generated by the at least one heating element is advantageously transferred to the hot water tank without loss.
  • the pipe section can end geodetically in a lower area of the hot water tank.
  • the lower area can refer to the lower 20 percent [%] or 10% based on the height of the receiving area of the hot water tank in the installation position.
  • the cold water inlet and a power supply of the at least one heating element can be guided through a common passage through the wall of the hot water tank.
  • the insulation of the hot water tank only needs to be penetrated once and a heat loss from the hot water tank can be reduced.
  • the common passage of the cold water inlet and power supply of the at least one heating element can also be used by other lines, for example connections of measuring devices such as temperature sensors.
  • the common feedthrough can be arranged in a middle or upper area of the hot water tank.
  • the feedthrough could also be on the top of the hot water tank and the pipe section could lead downwards in a lower area.
  • the middle or upper area can refer to the upper 30%, 40% or 50% based on the height of the receiving area of the hot water tank in the installation position.
  • the joint feedthrough can also be arranged in a lower area or geodetically on the underside of the hot water tank. This can be structurally useful, for example, in the case of wall-mounted hot water tanks.
  • the at least one heating element can be a heating wire that is arranged on the line section in the form of a winding such that cold water flowing through the line section is heated or can be heated.
  • the heating wire can be designed to convert electrical current into heat.
  • the heating wire can in particular be integrated into a wall of the line section.
  • the at least one heating wire can be integrated into the wall of the line section in the form of a winding.
  • the heating wire can be introduced into the wall during the production of the line section using an injection molding process, for example.
  • the at least one heating element can be arranged on or in the line section in such a way that heat generated by the heating element is essentially only transferred to the water flowing through the line section.
  • heat generated by the at least one heating element can thus be transferred largely exclusively to the cold water flowing through the line section and not to the water surrounding the line section in the receiving area of the hot water tank, which advantageously does not disrupt a developed temperature stratification in the hot water tank.
  • the heating element can be introduced, for example, in the area of the inner wall of the line section.
  • the line section can also have additional heat-insulating material arranged between the at least one heating element and an outer wall (which is in contact with the water in the hot water tank).
  • the at least one heating element can be arranged in the line section in such a way that it is heated by the cold water flowing through the line section can be completely surrounded by the water. This can also advantageously ensure that heat is transferred almost exclusively to the cold water flowing through the pipe section.
  • a pipe cross-section (i.e. the flow cross-section available for the flow of cold water) of the pipe section can increase in a flow direction.
  • the cross-sectional area of the pipe section available for the flow of cold water can increase with increasing length of the pipe section starting from the passage through the wall of the hot water tank.
  • the flow speed of the cold water in the pipe section thus decreases in the flow direction of the pipe section and the water exits at a lower flow speed, whereby a disruption of the temperature stratification caused by the water flow exiting the pipe section can be reduced.
  • the pipe cross-section of the pipe section can increase by a factor of 2, 3 or 4 from the point where it passes through the wall of the hot water tank to the end.
  • a temperature of the hot water contained in the hot water tank can be recorded.
  • several temperatures can be recorded at different heights of the water volume in order to enable temperature recording of the temperature stratification. Recording the temperature of the water in the hot water tank can facilitate automated implementation of a method proposed here.
  • a heatable pipe section as a cold water inlet within a hot water tank.
  • the heatable pipe section can extend in particular from a passage through a wall of the hot water tank to an end, in particular in a lower
  • the heatable line section can in particular comprise at least one heating element, which can in particular be arranged inside the line section or in the wall of the line section.
  • the passage through the wall of the hot water tank can be carried out by a flange or a jointly used sleeve that is used by the cold water inlet and lines for supplying energy to the at least one heating element. In this way, penetration points can advantageously be reduced by thermal insulation of the hot water tank and thus also the loss of heat flow from it.
  • a flow cross-section of the line section can increase in a flow direction of the line section.
  • a hot water tank and a use are therefore specified here which at least partially solve the problems described with reference to the state of the art.
  • the hot water tank and the use at least contribute to specifying a simply constructed and very robust hot water tank.
  • a large surface for heat transfer of the at least one heating element can effectively prevent a restriction of the heat transport due to lime deposits.
  • Another advantage is that an existing hot water tank can also be easily converted into a hot water tank presented here.
  • Fig. 1 shows, by way of example and schematically, a hot water tank 1 proposed here.
  • This can have a receiving area 12 which is enclosed by a wall 2.
  • the receiving area 12 can comprise an expansion area 14 in the upper area of the receiving area 12 (in the set-up position), in which a pressurized gas, in particular air, can be contained.
  • the expansion area 14 can also represent an expansion area 14 for compensating for changes in the volume of water received in a water volume 15 due to temperature fluctuations.
  • the receiving area 12 can separate the gas volume from the water volume 15 by means of a separating element 13 in the expansion area 14.
  • the separating element 13 can in particular have a density that is lower than the density of water and can therefore float on the water contained therein or on the water volume 15.
  • the hot water tank 1 can have a cold water inlet 16 for supplying cold water from a water network or a well and a hot water outlet 7 for drawing off hot water.
  • the hot water outlet 7 can be arranged in the upper area of the hot water tank 1 and thus enable easy drawing off of hot water from an upper layer with a high water temperature.
  • the cold water inlet 16 can lead through a passage 3 through the wall 2 of the hot water tank 1 and in the receiving area 12 lead via a line section 4 into a lower area 6 of the hot water tank 1.
  • the line section 4 can be wrapped with a heating element 5, designed to convert electrical energy into heat and to transfer it to the cold water flowing through the line section 4.
  • Fig.2 shows, by way of example and schematically, a line section 4 of a hot water tank 1 presented here.
  • the line section 4 can have a first line cross-section 9 which increases in a flow direction 10 of the line section 4.
  • the line cross-section can be increased to a second line cross-section 8.
  • the second line cross-section 8 can correspond to twice the first line cross-section 9.
  • At least one heating element 5 in the form of a resistance-based heating wire can be wound around the line section.
  • An energy supply 11 as an electrical line can be guided with the line section 4 through the feedthrough 3.
  • first primarily serve (only) to distinguish between several similar objects, sizes or processes, and in particular do not necessarily specify a dependency and/or sequence of these objects, sizes or processes. Should a dependency and/or sequence be required, this is explicitly stated here or it is obvious to the expert when studying the specifically described design. As far as a component can occur multiple 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.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Warmwasserspeicher (1) umfassend einen Kaltwassereinlass (16) mit einem, mittels mindestens einem Heizelement (5), beheizbaren Leitungsabschnitt (4) innerhalb des Warmwasserspeichers (1). Gemäß einer Ausgestaltung kann sich dabei ein Leitungsquerschnitt (8,9) des Leitungsabschnittes (4) in einer Durchströmungsrichtung (10) des Leitungsabschnitts (4) von einem ersten Leitungsquerschnitt (9) auf einen zweiten Leitungsquerschnitt (8) vergrößern. Zudem wird eine Verwendung eines beheizbaren Leitungsabschnittes (4) als Kaltwassereinlass (16) innerhalb eines Warmwasserspeichers (1) vorgeschlagen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Warmwasserspeicher und eine Verwendung eines beheizbaren Leitungsabschnittes.
  • Anlagen zur Bereitstellung von Warmwasser können einen Warmwasserspeicher zur Speicherung des erwärmten Wassers umfassen. Insbesondere bei der Nutzung erneuerbarer Energien wie Solarthermie oder Wärmepumpen können zu unterschiedlichen Zeitpunkten gute Bedingungen für eine Wärmegewinnung und eine Anforderung von Warmwasser vorliegen. Um hier, gleichwohl die seitens eines Nutzers angeforderte Menge bzw. Temperatur mittels Solarthermie erwärmten Wasser abgeben zu können, finden Warmwasserspeicher Anwendung, mit denen das erwärmte Wasser bis zur Nutzung gespeichert werden kann.
  • Für den Fall, dass nicht ausreichend Wärme durch erneuerbare Energien zur Verfügung steht oder auch zur Nutzung von mittels Photovoltaik erzeugtem elektrischen Strom können Warmwasserspeicher elektrische Heizer aufweisen.
  • Beispielsweise wird in der DE 10 2016 012 921 A1 ein Warmwasserspeicher vorgeschlagen, der eine Heizflanschvorrichtung aufweist, die an einem Flansch in den Warmwasserspeicher eingebracht werden kann. Die Heizflanschvorrichtung kann den Kaltwassereinlass, einen Warmwasserauslauf und mindestens ein elektrisches Heizelement umfassen. Zur Erhaltung einer (Temperatur-)Schichtbildung im Warmwasserspeicher ist ein Vermischungsbegrenzer vorgesehen, der als Prallschutz oder Ablenkplatte ausgebildet sein kann und die Temperaturschichtung im Warmwasserspeicher auch bei einströmendem Kaltwasser erhalten soll. Die Heizflanschvorrichtung kann dabei die Isolierung des Warmwasserspeichers verbessern, da diese durch eine Zusammenfassung verschiedener Anschlüsse im Heizflansch weniger Durchbrechungen aufweist.
  • Nachteilig ist diese Heizflanschvorrichtung an bestehenden Warmwasserspeichern nicht einsetzbar, weil ein entsprechender Flansch für die Heizflanschvorrichtung nicht vorgesehen oder vorhanden ist. Zudem wird zu entnehmendes Warmwasser beim Transport durch die unteren Temperaturschichtungen mit kaltem Wasser wieder abgekühlt, wodurch der Nutzerkomfort eingeschränkt und auch die Temperaturschichtungen gestört werden. Auch ragt die Heizflanschvorrichtung in den Warmwasserspeicher hinein, wodurch die zur Verfügung stehende Bauhöhe für eine Schichtenbildung gemindert wird.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Warmwasserspeicher und eine Verwendung eines beheizbaren Leitungsabschnittes vorzuschlagen, die die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwinden. Insbesondere soll der Warmwasserspeicher einfach aufgebaut sein, einen hohen Nutzerkomfort und eine hohe Energieeffizienz bieten und auch durch Umrüstung eines bestehenden Warmwasserspeichers gebildet werden können. Nicht zuletzt soll eine Anlagerung von Schwebstoffen oder Kalk an einer Heizeinrichtung des Warmwasserspeichers nicht oder nur geringfügig die Heizleistung mindern.
  • 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 Warmwasserspeicher bei, der einen Kaltwassereinlass mit einem, mittels mindestens einem Heizelement beheizbaren Leitungsabschnitt innerhalb des Warmwasserspeichers umfasst.
  • Bei dem Warmwasserspeicher handelt es sich um einen Warmwasserspeicher zur Warmwasserversorgung, beispielsweise eines Gebäudes. Der Warmwasserspeicher kann als Pufferspeicher und/ oder Schichtspeicher ausgebildet sein. Er kann einen Wärmetauscher zur Übertragung eines Wärmestromes umfassen, beispielsweise zum Wärmeaustausch mit einem Heizkreis einer Heizungsanlage. Der Wärmetauscher kann beispielsweise als Rohrschlange ausgeführt sein, die (im montierten bzw. aufgebauten Zustand) in der Regel in einem (geodätisch) unteren Bereich des Warmwasserspeichers angeordnet sein kann.
  • Der Warmwasserspeicher kann zur Aufnahme von erwärmtem oder zu erwärmendem Trink- oder Brauchwasser in einem Aufnahmebereich eingerichtet sein. Dabei kann das im Warmwasserspeicher enthaltene Warmwasser beispielsweise mittels Wärmeaustauschs mit einem Heizkreis erwärmt werden. Alternativ oder kumulativ kann auch eine Wärmepumpe oder eine Solarthermieanlage zur Erwärmung des im Warmwasserspeicher enthaltenen Warmwassers vorgesehen sein.
  • Der Warmwasserspeicher kann ein Gasvolumen als Ausdehnungsbereich aufweisen bzw. enthalten, insbesondere zum Ausgleich von Volumenschwankungen des vom Warmwasserspeicher aufgenommenen Wassers ausgelöst durch temperaturbedingte Schwankungen der Dichte von Wasser. So kann eine Erwärmung des im Wasservolumen enthaltenen Wassers zu einer Vergrößerung dessen Volumens führen, die vom Gasvolumen kompensiert werden kann. Zur Unterteilung von Wasservolumen und Gasvolumen kann mindestens ein (bewegliches und/oder verformbares) Trennelement vorgesehen sein.
  • Zur Entnahme von Warmwasser kann der Warmwasserspeicher einen Warmwasserauslauf umfassen, der insbesondere in einem geodätisch oberen Bereich des Warmwasserspeichers angeordnet sein kann. Vorteilhaft kann so bei Ausbildung einer Temperaturschichtung im Warmwasserspeicher im oberen Bereich Wasser aus einer Temperaturschichtung mit hoher bzw. der höchsten Temperatur im Warmwasserspeicher entnommen werden.
  • Um entnommenes Warmwasser nachzufüllen, weist der Warmwasserspeicher (mindestens) einen Kaltwassereinlass auf, also eine Zuführung von Frischwasser, häufig verbunden mit einer Hauswasseranlage oder einem Wassernetz.
  • Zudem weist der Warmwasserspeicher eine (aktivierbare und deaktivierbare) Heizeinrichtung mit mindestens einem Heizelement auf, mit dem im Warmwasserspeicher bzw. innerhalb des Warmwasserspeichers enthaltenes Wasser erwärmt werden kann. Die Heizeinrichtung kann z. B. bei fehlender Bereitstellung bzw. Verfügbarkeit von Wärme durch erneuerbare Energien im Warmwasserspeicher befindliches Wasser (ergänzend und/oder zusätzlich) erwärmen. Hierfür ist die Heizeinrichtung insbesondere eine elektrische Heizeinrichtung, beispielhaft umfassend ein widerstandsbasiertes elektrisches Heizelement. Somit kann das Heizelement (auch) mit erneuerbaren Energien betrieben werden, insbesondere elektrischer Energie einer Photovoltaik- Anlage. So kann beispielsweise eine sinnvolle Nutzung bei fehlender Abnahme der erzeugten elektrischen Energie gewährleistet werden.
  • Es wird vorgeschlagen, das zufließendes Kaltwasser im Inneren des Warmwasserspeichers durch einen Leitungsabschnitt geführt wird, in dem mindestens ein Heizelement angeordnet ist. Eine Durchströmungsrichtung des Leitungsabschnittes bezeichnet hier eine Richtung von einer Durchführung durch eine Wandung des Warmwasserspeichers zum Ende (Auslass) des Leitungsabschnittes, bzw. als eine Richtung, in der kaltes Wasser dem Warmwasserspeicher zugeführt wird. Der Leitungsabschnitt befindet sich dabei im Aufnahmebereich des Warmwasserspeichers und führt somit durch im Warmwasserspeicher enthaltenes Wasser. Das mindestens eine Heizelement kann bei Inbetriebnahme das im Warmwasserspeicher enthaltene Wasser als auch das durch den Leitungsabschnitt strömende Wasser erwärmen. Vorteilhaft wird die von dem mindestens einen Heizelemente erzeugte Wärme verlustfrei an in den Warmwasserspeicher abgegeben.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann der Leitungsabschnitt geodätisch in einem unteren Bereich des Warmwasserspeichers enden. Der untere Bereich kann dabei die unteren 20 Prozent [%] oder 10 % bezogen auf die Höhe des Aufnahmebereiches des Warmwasserspeichers in der Aufstellposition bezeichnen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung können der Kaltwassereinlass und eine Energieversorgung des mindestens einen Heizelementes durch eine gemeinsame Durchführung durch die Wandung des Warmwasserspeichers geleitet werden. Vorteilhaft muss eine Isolation des Warmwasserspeichers somit nur einmal durchbrochen und ein Verlustwärmestrom des Warmwasserspeichers kann reduziert werden. Dabei versteht sich, dass die gemeinsame Durchführung von Kaltwassereinlass und Energieversorgung des mindestens einen Heizelementes auch durch andere Leitungen genutzt werden kann, beispielsweise Anschlüsse von Messeinrichtungen, wie Temperatursensoren.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann die gemeinsame Durchführung in einem mittleren oder oberen Bereich des Warmwasserspeichers angeordnet sein. Beispielhaft könnte die Durchführung auch an der Oberseite des Warmwasserspeichers erfolgen und der Leitungsabschnitt nach unten in einem unteren Bereich führen. Der mittlere bzw. obere Bereich kann dabei die oberen 30 %, 40 % oder 50% bezogen auf die Höhe des Aufnahmebereiches des Warmwasserspeichers in der Aufstellposition bezeichnen.
  • Alternativ kann die gemeinsame Durchführung auch in einem unteren Bereich oder geodätisch an der Unterseite des Warmwasserspeichers angeordnet sein. Dies kann beispielsweise bei wandhängenden Warmwasserspeichern konstruktiv sinnvoll sein.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann das mindestens eine Heizelement ein Heizdraht sein, der am Leitungsabschnitt in Form einer Wicklung derart angeordnet ist, dass den Leitungsabschnitt durchströmendes Kaltwasser erwärmt wird bzw. erwärmbar ist. Der Heizdraht kann dazu eingerichtet sein, elektrischen Strom in Wärme umzuwandeln. Der Heizdraht kann insbesondere in eine Wandung des Leitungsabschnittes integriert sein. Beispielhaft kann der mindestens eine Heizdraht in Form einer Wicklung in die Wandung des Leitungsabschnittes integriert sein. Hierzu kann der Heizdraht beispielsweise bei der Herstellung des Leitungsabschnittes mit einem Spritzgussverfahren in die Wandung eingebracht werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann das mindestens eine Heizungselement derart am bzw. im Leitungsabschnitt angeordnet sein, dass vom Heizelement erzeugte Wärme im Wesentlichen nur an das den Leitungsabschnitt durchströmende Wasser abgegeben wird. In vorteilhafter Weise kann so von dem mindestens einen Heizelement erzeugte Wärme weitestgehend ausschließlich auf das den Leitungsabschnitt durchströmende Kaltwasser übertragen werden und nicht auf das den Leitungsabschnitt umgebende Wasser im Aufnahmebereich des Warmwasserspeichers, wodurch vorteilhaft eine ausgebildete Temperaturschichtung im Warmwasserspeicher nicht gestört wird. Hierzu kann das Heizelement beispielsweise im Bereich der inneren Wandung des Leitungsabschnittes eingebracht werden. Alternativ oder kumulativ kann der Leitungsabschnitt auch zusätzlich wärmedämmendes Material zwischen dem mindestens einen Heizelement und einer äußeren Wandung (die mit dem im Warmwasserspeicher befindlichen Wasser in Kontakt ist) angeordnet sein.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann das mindestens eine Heizelement derart im Leitungsabschnitt angeordnet sein, dass es vom den Leitungsabschnitt durchströmenden Kaltwasser vollständig umströmt werden kann. Vorteilhaft kann so auch eine fast ausschließliche Wärmeübertragung auf das den Leitungsabschnitt durchströmende Kaltwasser gewährleistet werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann sich ein Leitungsquerschnitt (also der für die Strömung des Kaltwassers zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt) des Leitungsabschnittes in einer Durchströmungsrichtung vergrößern. Mit anderen Worten kann die für die Durchströmung mit dem Kaltwasser zur Verfügung stehende Querschnittsfläche des Leitungsabschnittes mit zunehmender Länge desselben ausgehend von der Durchführung durch die Wandung des Warmwasserspeichers ansteigen. Vorteilhaft sinkt somit die Strömungsgeschwindigkeit des Kaltwassers im Leitungsabschnitt in Durchströmungsrichtung desselben und das Wasser tritt mit geringer Strömungsgeschwindigkeit aus, wodurch eine Störung der Temperaturschichtung durch den aus dem Leitungsabschnitt austretenden Wasserstrom gemindert werden kann.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann der Leitungsquerschnitt des Leitungsabschnittes sich von der Durchführung durch die Wandung des Warmwasserspeichers bis zum Ende um den Faktor 2, 3 oder 4 vergrößern.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann eine Temperatur des im Warmwasserspeicher enthaltenen Warmwassers erfasst werden. Insbesondere können mehrere Temperaturen in verschiedenen Höhen des Wasservolumens erfasst werden, um eine Temperaturerfassung der Temperaturschichtung zu ermöglichen. Ein Erfassen der Temperatur des Wassers im Warmwasserspeicher kann eine automatisierte Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens begünstigen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines beheizbaren Leitungsabschnittes als Kaltwassereinlass innerhalb eines Warmwasserspeichers vorgeschlagen. Der beheizbare Leitungsabschnitt kann sich dabei insbesondere von einer Durchführung durch eine Wandung des Warmwasserspeichers bis zu einem Ende, insbesondere in einem unteren Bereich des Warmwasserspeichers angeordnet, erstrecken. Der beheizbare Leitungsabschnitt kann insbesondere mindestens ein Heizelement umfassen, das insbesondere im Inneren des Leitungsabschnittes oder in der Wandung des Leitungsabschnittes angeordnet sein kann. Die Durchführung durch die Wandung des Warmwasserspeichers kann durch eine, vom Kaltwassereinlass und Leitungen zur Energieversorgung des mindestens einen Heizelementes gemeinsam genutzten Flansch oder eine gemeinsam genutzte Muffe, erfolgen. Vorteilhaft können so Durchstoßpunkte durch eine Wärmeisolation des Warmwasserspeichers und damit auch ein Verlustwärmestrom desselben gemindert werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Verwendung kann ein Strömungsquerschnitt des Leitungsabschnittes sich in einer Durchströmungsrichtung des Leitungsabschnittes vergrößern.
  • Die im Zusammenhang mit dem Warmwasserspeicher erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der Verwendung auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
  • Hier werden somit ein Warmwasserspeicher und eine Verwendung angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen der Warmwasserspeicher sowie die Verwendung zumindest dazu bei, einen einfach aufgebauten und sehr robusten Warmwasserspeicher anzugeben. Zudem kann eine große Oberfläche zur Wärmeübertragung des mindestens einen Heizelementes eine Einschränkung des Wärmetransportes aufgrund von Kalkanlagerungen wirkungsvoll verhindern. Weiter vorteilhaft kann auch ein bestehender Warmwasserspeicher einfach zu einem hier vorgestellten Warmwasserspeicher umgerüstet werden.
  • 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 und
    Fig. 2:
    einen Leitungsabschnitt eines hier vorgeschlagenen Warmwasserspeichers.
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen hier vorgeschlagenen Warmwasserspeicher 1. Dieser kann einen Aufnahmebereich 12 aufweisen, der von einer Wandung 2 umschlossen wird. Der Aufnahmebereich 12 kann einen Ausdehnungsbereich 14 im (in Aufstellposition) oberen Bereich des Aufnahmebereiches 12 umfassen, in dem ein mit Druck beaufschlagtes Gas, insbesondere Luft, enthalten sein kann. Der Ausdehnungsbereich 14 kann auch ein Ausdehnungsbereich 14 zur Kompensation von Änderungen des Volumens von in einem Wasservolumen 15 aufgenommenen Wassers aufgrund von Temperaturschwankungen darstellen.
  • Der Aufnahmebereich 12 kann durch ein Trennelement 13 im Ausdehnungsbereich 14 das Gasvolumen vom Wasservolumen 15 trennen. Das Trennelement 13 kann insbesondere eine Dichte aufweisen, die geringer als die Dichte von Wasser ist und somit auf dem enthaltenen Wasser bzw. dem Wasservolumen 15 schwimmen.
  • Der Warmwasserspeicher 1 kann einen Kaltwassereinlass 16 zum Zuführen von kaltem Wasser aus einem Wassernetz oder einem Brunnen sowie einen Warmwasserauslauf 7 zur Entnahme von Warmwasser umfassen. Der Warmwasserauslauf 7 kann dabei im oberen Bereich des Warmwasserspeichers 1 angeordnet sein und so eine einfache Entnahme von Warmwasser aus einer oberen Schicht mit hoher Wassertemperatur ermöglichen. Der Kaltwassereinlass 16 kann durch eine Durchführung 3 durch die Wandung 2 des Warmwasserspeichers 1 führen und im Aufnahmebereich 12 über einen Leitungsabschnitt 4 in einen unteren Bereich 6 des Warmwasserspeichers 1 führen. Der Leitungsabschnitt 4 kann mit einem Heizelement 5 umwickelt sein, dazu eingerichtet elektrische Energie in Wärme umzuwandeln und an das den Leitungsabschnitt 4 durchströmende Kaltwasser zu übertragen.
  • Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch einen Leitungsabschnitt 4 eines hier vorgestellten Warmwasserspeichers 1. In einem Bereich nahe der Durchführung 3 kann der Leitungsabschnitt 4 einen ersten Leitungsquerschnitt 9 aufweisen, der sich in einer Durchströmungsrichtung 10 des Leitungsabschnittes 4 vergrößert. An einem Ende des Leitungsabschnittes 4 im unteren Bereich 6 des Warmwasserspeichers 1 kann der Leitungsquerschnitt auf einen zweiten Leitungsquerschnitt 8 vergrößert sein. Der zweite Leitungsquerschnitt 8 kann dabei dem doppelten ersten Leitungsquerschnitt 9 entsprechen. Um den Leitungsabschnitt kann mindestens ein Heizelement 5 in Form eines widerstandsbasierten Heizdrahtes gewickelt sein. Eine Energiezuführung 11 als elektrische Leitung kann mit dem Leitungsabschnitt 4 durch die Durchführung 3 geführt 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.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Warmwasserspeicher
    2
    Wandung
    3
    Durchführung
    4
    Leitungsabschnitt
    5
    Heizelement
    6
    unterer Bereich
    7
    Warmwasserauslauf
    8
    zweiter Leitungsquerschnitt
    9
    erster Leitungsquerschnitt
    10
    Durchströmungsrichtung
    11
    Energiezuführung
    12
    Aufnahmebereich
    13
    Trennelement
    14
    Ausdehnungsbereich
    15
    Wasservolumen
    16
    Kaltwassereinlass

Claims (8)

  1. Warmwasserspeicher (1), zumindest umfassend einen Kaltwassereinlass (16) mit einem, mittels mindestens einem Heizelement (5) beheizbaren Leitungsabschnitt (4) innerhalb des Warmwasserspeichers (1).
  2. Warnwasserspeicher (1) nach Anspruch 1, wobei der Leitungsabschnitt (4) im geodätisch unteren Bereich (6) des Warmwasserspeichers (1) endet.
  3. Warmwasserspeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kaltwassereinlass (16) und eine Energiezuführung (11) des mindestens einen Heizelementes (5) durch eine gemeinsame Durchführung (3) durch die Wandung (2) des Warmwasserspeichers (1) geführt sind.
  4. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 3, wobei die gemeinsame Durchführung (3) in einem mittleren oder oberen Bereich des Warmwasserspeichers (1) angeordnet ist.
  5. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Heizelement (5) ein Heizdraht ist, der am Leitungsabschnitt (4) in Form einer Wicklung angeordnet ist.
  6. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich ein Leitungsquerschnitt (8,9) des Leitungsabschnitts (4) in einer Durchströmungsrichtung (10) des Leitungsabschnitts (4) von einem ersten Leitungsquerschnitt (9) auf einen zweiten Leitungsquerschnitt (9) vergrößert.
  7. Verwendung eines beheizbaren Leitungsabschnittes (4) als Kaltwassereinlass (16) innerhalb eines Warmwasserspeichers (1).
  8. Verwendung nach Anspruch 7, wobei ein Leitungsquerschnitt (8,9) des Leitungsabschnittes (4) sich in einer Durchströmungsrichtung (10) des Leitungsabschnittes (4) vergrößert.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2721216A1 (de) * 1977-05-11 1978-11-16 Bosch Siemens Hausgeraete Heisswasserbereiter
JPS6146844A (ja) * 1984-08-10 1986-03-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温水タンク
DE4306684A1 (de) * 1993-03-04 1994-09-08 Thema Gmbh Ges Fuer En Und Umw Speicherbehälter
EP1290381B1 (de) * 2000-06-08 2006-03-29 THERMOWATT S.p.A. Rohrförmiges heizelement
DE102016012921A1 (de) 2016-10-27 2018-05-03 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Heizflanschvorrichtung für einen Warmwasserspeicher und Warmwasserspeicher

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2721216A1 (de) * 1977-05-11 1978-11-16 Bosch Siemens Hausgeraete Heisswasserbereiter
JPS6146844A (ja) * 1984-08-10 1986-03-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温水タンク
DE4306684A1 (de) * 1993-03-04 1994-09-08 Thema Gmbh Ges Fuer En Und Umw Speicherbehälter
EP1290381B1 (de) * 2000-06-08 2006-03-29 THERMOWATT S.p.A. Rohrförmiges heizelement
DE102016012921A1 (de) 2016-10-27 2018-05-03 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Heizflanschvorrichtung für einen Warmwasserspeicher und Warmwasserspeicher

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