EP4592611A1

EP4592611A1 - Anlage zur warmwasserbereitung für gebäude

Info

Publication number: EP4592611A1
Application number: EP25290003.0A
Authority: EP
Inventors: Samuel Mitaine
Original assignee: Gyack Sas
Current assignee: Gyack Sas
Priority date: 2024-01-24
Filing date: 2025-01-22
Publication date: 2025-07-30
Also published as: DE102024101990A1

Abstract

Bei einer Anlage (1) zur Warmwasserbereitung für Gebäude, Insbesondere für Haushalte, mit einem Wassertank (2), der einen ersten Bereich (6) zur Speicherung von Warmwasser mit einem Warmwasser-Entnahmeanschluss (7) und einen zweiten Bereich (8) zur Speicherung von Kaltwasser mit einem Kaltwasser-Zulaufanschluss (9) aufweist, wobei der erste und der zweite Bereich (6, 8) miteinander in Strömungsverbindung stehen und der Wassertank (2) für einen Wasserdruck von mindestens 7 bar und für eine Wassertemperatur von mindestens 70° C ausgelegt ist, und mit einer Heizvorrichtung (3) zum Aufheizen des Kaltwassers, ist der Wassertank (2) aus Kunststoff gebildet und ist die Heizvorrichtung (3) lösbar mit dem Wassertank (2) verbunden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Warmwasserbereitung für Gebäude, insbesondere für Haushalte, mit einem Wassertank, der einen ersten Bereich zur Speicherung von Warmwasser mit einem Warmwasser-Entnahmeanschluss und einen zweiten Bereich zur Speicherung von Kaltwasser mit einem Kaltwasser-Zulaufanschluss aufweist, wobei der erste und der zweite Bereich miteinander in Strömungsverbindung stehen und der Wassertank für einen Wasserdruck von mindestens 7 bar und für eine Wassertemperatur von mindestens 70° C ausgelegt ist, und mit einer Heizvorrichtung zum Aufheizen des Kaltwassers.
Bei solchen Anlagen ist es bekannt, die Heizenergie auf die Außenfläche des Wassertanks aufzubringen und das Kaltwasser durch die Wassertankwand hindurch aufzuheizen. So wird ein spiralförmiger Wärmeträgerkanal auf die Metallwand des Wassertanks montiert und Wärmeträger durch den Wärmeträgerkanal geleitet. Da Metall ein guter Wärmeleiter ist, kann von dem Wärmeträger im Wärmeträgerkanal die Wärme auf das Kaltwasser im Wassertank übertragen werden.
Demgegenüber liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine gattungsgemäße Anlage so zu verbessern, dass ihre Montage sowie Wartung und Reparatur vereinfacht wird und zudem ihre Betriebskosten gesenkt werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Gemeinsamkeit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden der Aufwand für die Installation, die Kontrollen und etwaige Instandhaltungen sowie die Betriebskosten einer Anlage zur Warmwasserbereitung für Gebäude beträchtlich gesenkt. Da der Wassertank aus Kunststoff gefertigt ist und die Heizvorrichtung lösbar an ihm befestigt ist, ist es möglich, die Heizvorrichtung erst dann am Wassertank zu befestigen, wenn er an seinem endgültigen Bestimmungsort ist. Sein Montagegewicht ist gegenüber einem Wassertank aus Metall mit integrierter Heizeinrichtung erheblich reduziert, so dass er leichter, insbesondere von Hand, an seinen Bestimmungsort in einer Wohnung oder in einem Gebäude gebracht und dort auch korrekt positioniert und ausgerichtet werden kann. Ferner ist ein Wassertank aus Kunststoff wesentlich langlebiger als ein Wassertank aus Metall und fallen daher Kosten für seinen Austausch in wesentlich größeren Zeitabständen an. Die Heizvorrichtung kann zudem im Fall, dass sie beschädigt ist, vom Wassertank wieder gelöst und separat ausgetauscht oder repariert werden. Es muss somit nicht auch der Wassertank mit ausgetauscht werden, wenn die Heizvorrichtung irreparabel defekt ist.
Bevorzugt ist der Kunststoff faserverstärkt, insbesondere glasfaserverstärkt. Die Festigkeit des Kunststoffs wird auf diese Weise erhöht, so dass bei Beibehaltung der Wandstärke die Druckfestigkeit des Wassertanks sich erhöht oder für eine vorgegebene Druckfestigkeit des Wassertanks dessen Wandstärke reduziert werden kann. Eine weitere Gewichtsreduktion des Wassertanks ist dadurch möglich.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Heizvorrichtung einen Wärmetauscher auf, der innerhalb des Wassertanks in dessen zweiten Bereich angeordnet ist. Der Wärmetauscher ist hierbei in unmittelbarem Kontakt mit dem aufzuheizenden Kaltwasser, so dass das Kaltwasser äußerst effektiv aufgeheizt wird. Aufgrund des effektiven Wärmeaustausches des in dem Wassertank angeordneten Wärmeaustauschers mit dem Kaltwasser kann die erforderliche Menge an Wärmeträger, die den Wärmetauscher durchläuft, relativ geringgehalten werden.
Dabei ist der Wärmetauscher vorzugsweise ein doppelwandiger Wärmetauscher. Auf diese Weise werden Gesundheitsvorschriften erfüllt, die es ermöglichen, Kühlmittel als Wärmeträger einzusetzen, um das Wasser im Wassertank zu erwärmen. Mit einem im Wassertank angeordneten doppelwandigen Wärmetauscher kann dadurch beispielsweise eine erfindungsgemäße Anlage in einem Haus oder in einer Wohnung mit dem natürlichen Fluid R290-Propan als Wärmeträger dort betrieben werden, wo nach EN378 nicht mehr als 150g Propan erlaubt sind. Als wärmeübertragendes Kühlmittel kann zum Beispiel auch ein fluorhaltiges Fluid, wie zum Beispiel R134a, oder ein natürliches Fluid, wie zum Beispiel R744, verwendet werden.
In einer günstigen Weiterbildung der Erfindung weist der Wassertank in seiner Wand, die den zweiten Bereich umgibt, eine Öffnung zum Hindurchführen des Wärmetauschers auf, wobei die Öffnung von einem Öffnungsrand umschlossen ist, der als auf die Außenseite des Wassertanks vorragender und die Öffnung umschließender Flansch ausgebildet ist, und wobei der Wärmetauscher mittels einer Klemmverbindung wasserdicht mit dem Flansch verbunden ist. Mit diesen Maßnahmen kann der Wärmetauscher auf einfache Weise in den Wassertank hinein- und aus diesem auch wieder herausgeführt werden. Mit Hilfe des Flansches und der Klemmverbindung kann der Wärmetauscher schnell an dem Wassertank druckfest und wasserdicht befestigt werden.
Vorzugsweise ist der Flansch ein Abschnitt eines ringförmigen Kunststoffeinsatzes, der einen umlaufenden Befestigungsabschnitt aufweist, der die Wassertankwand im Randbereich der Öffnung hintergreift und dort an der Innenfläche der Wassertankwand befestigt ist. Der Flansch kann so mit relativ geringem technischem Aufwand an dem Wassertank druckfest und wasserdicht befestigt werden.
Bevorzugt weist dabei der Kunststoffeinsatz auf seiner der Öffnung abgewandten Außenumfangsfläche eine umlaufende Stahlummantelung auf, die sich rechtwinklig zur Umfangsrichtung längs der Flanschunterseite und in den Wassertank hinein zwischen der Wassertankwand und dem hintergreifenden Befestigungsabschnitt über eine vorgegebene Teillänge des Befestigungsabschnitts erstreckt. Eine solche Stahlummantelung dient der Verstärkung des Kunststoffeinsatzes und erhöht die Biege- und Scherfestigkeit für Horizontallasten, beispielsweise bei seitlichen Stößen gegen den Flansch, und auch die Druckfestigkeit der Unterseite des Flansches für das Aufbringen der Klemmkraft durch die Klemmverbindung.
Vorteilhafterweise weist die Klemmverbindung einen Deckel auf, der die Öffnung abdeckt und auf dem Flansch aufliegt und mit diesem wasserdicht verklemmt ist, wobei der Wärmetauscher einen Wärmeträgerzulauf und einen Wärmeträgerablauf aufweist, die sich durch den Deckel hindurcherstrecken und mit diesem lösbar und wasserdicht, beispielsweise mittels einer Mutter/Kontermutter-Verbindung mit Dichtungen, verbunden sind. Auf diese Weise kann der im Wassertank angeordnete Wärmetauscher ohne großen technischen Aufwand einschließlich Wärmeträgerzulauf und Wärmeträgerablauf an dem Wassertank befestigt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Deckel aus zwei übereinanderliegenden Platten gebildet, mit einer dem Wassertank zugewandten Kunststoffplatte und einer dem Wassertank abgewandten Metallplatte. Mit der Kunststoffplatte besteht die mit dem Wasser in Berührung kommende Innenfläche des Wassertanks zu 100% aus Kunststoff, Die Metallplatte hat dagegen mit dem Wasser im Wassertank keinen Kontakt. Der Werkstoff und die Dicke der Metallplatte werden so festgelegt, dass der Deckel eine ausreichende Festigkeit gegen den im Wassertank herrschenden Druck aufweist, beispielsweise gegen einen Wasserdruck von mindestens 7 bar.
Dabei weist die Klemmverbindung vorteilhafterweise einen offenen Klemmring auf, der längs seines Umfangs eine Öffnung vorgegebener Weite aufweist, wobei die Öffnung von einer Spannvorrichtung überbrückt ist, die beidseits der Öffnung an dem Klemmring befestigt ist und durch deren Anspannen die Öffnungsweite und damit der Innendurchmesser des Klemmrings verringerbar ist, wobei der Klemmring senkrecht zur Umfangsrichtung einen Querschnitt mit einem Abschnitt in Form eines zum Ringinneren hin offenen V aufweist, der bzw. das dazu ausgebildet ist, die äußeren Randbereiche von Deckel und Flansch gemeinsam zu umgreifen und beim Anspannen der Spannvorrichtung aufeinander zu pressen. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Klemmverbindung hergestellt werden, die wasserdicht und druckfest ist.
Der V-förmige Querschnittsabschnitt weist dabei bevorzugt zwei Seitenwände mit einander zugewandten Innenflächen auf, die so geneigt sind, dass der V-förmige Querschnittsabschnitt sich zum Ringinneren hin aufweitet, und verlaufen die dem Wassertank zugewandte Unterseite des Flansches und die dem Wassertank abgewandte Oberseite des Deckels zu ihren Außenrändern hin geneigt aufeinanderzu und liegen sie an den Innenflächen der Seitenwände des V-förmigen Querschnittsabschnitts an. Mit dieser konstruktiven Ausgestaltung der Klemmverbindung wird der technische Aufwand sowohl für deren Herstellung als auch für die (mithilfe der Dichtungen) wasserdichte Befestigung des Wärmetauschers an dem Wassertank äußerst geringgehalten.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Heizvorrichtung als Wärmeträgerkreislauf ausgebildet, der in Strömungsrichtung des Wärmeträgers nach dem Wärmetauscher ein Ausdehnungsventil, einen Verdampfer und einen Verdichter aufweist,
Als Wärmeträger wird dabei bevorzugt ein Kühlmittel eingesetzt, beispielsweise Propan R290.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Anlage einen ersten Wärmeträgerkreislauf mit einem ersten Wärmeträger und einen zweiten Wärmeträgerkreislauf mit einem zweiten Wärmeträger auf, wobei der erste Wärmeträgerkreislauf den Wärmetauscher aufweist und der zweite Wärmeträgerkreislauf in Strömungsrichtung des zweiten Wärmeträgers außerhalb des Wassertanks nacheinander ein Ausdehnungsventil, einen Verdampfer und einen Verdichter aufweist und beide Wärmeträgerkreisläufe an einen zweiten, ebenfalls außerhalb des Wassertanks angeordneten Wärmetauscher angeschlossen sind zum Übertragen von Wärme vom zweiten Wärmeträger auf den ersten Wärmeträger.
Bei dieser Ausführungsform wird bevorzugt Wasser als erster Wärmeträger und ein Kühlmittel, beispielsweise ein Glykol-Wasser-Gemisch, als zweiter Wärmeträger verwendet.
Ferner ist in der Ablaufleitung vom ersten, im zweiten Bereich -dem Kaltwasserbereich- des Wassertanks angeordneten Wärmetauscher zum zweiten Wärmetauscher eine Pumpe zwischengeschaltet.
In einer noch weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Anlage einen Wasserkreislauf und einen Wärmeträgerkreislauf mit einem Wärmeträger auf, wobei der Wasserkreislauf den Wassertank und eine Kaltwasser-Entnahmeleitung zur Entnahme von Kaltwasser aus dem Wassertank sowie eine Warmwasser-Zuführleitung zum Zuführen von Warmwasser in den Wassertank aufweist und der Wärmeträgerkreislauf in Strömungsrichtung des Wärmeträgers nacheinander außerhalb des Wassertanks ein Ausdehnungsventil, einen Verdampfer und einen Verdichter aufweist und beide Kreisläufe an einen ebenfalls außerhalb des Wassertanks angeordneten Wärmetauscher angeschlossen sind zum Übertragen von Wärme vom Wärmeträger auf das Wasser.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage;
Figur 2: in einer ähnlichen Darstellung wie Figur 1 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage;
Figur 3: in einer ähnlichen Darstellung wie Figur 1 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage;
Figur 4: in einer ähnlichen Darstellung wie Figur 1 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage;
Figur 5: in einer ähnlichen Darstellung wie Figur 1 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage;
Figur 6: einen Vertikalschnitt längs Linie A-A in Figur 7 durch einen Ausschnitt des Wassertanks, mit einem im Wassertank angeordneten Wärmetauscher der Heizvorrichtung und mit der Öffnung zum Hindurchführen und Befestigen dieses Wärmetauschers; und
Figur 7: eine Untersicht des Wassertanks aus Figur 6, im verkleinerten Maßstab.

Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Anlagen 1 zur Bereitstellung von Warmwasser für Gebäude, insbesondere für Haushalte, weisen einen Wassertank 2 und eine Heizvorrichtung 3 zum Aufheizen von Kaltwasser auf.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Wassertank 2 ein vertikal angeordneter Zylinder mit einer kalottenförmigen oberen Abschlusshaube 4 und einer kalottenförmigen unteren Abschlusshaube 5, Der Wassertank 2 ist aus glasfaserverstärktem Kunststoff gebildet und für einen Wasserdruck von mindestens 7 bar und für eine Wassertemperatur von mindestens 70° C ausgelegt Er weist einen ersten, oberen Bereich 6 zur Speicherung von Warmwasser mit einem Warmwasser-Entnahmeanschluss 7 in der oberen Abschlusshaube 4 und einen zweiten, unteren Bereich 8 zur Speicherung von Kaltwasser mit einem Kaltwasser-Zulaufanschluss 9 in der unteren Abschlusshaube 5 auf. Der erste und der zweite Bereich stehen miteinander in Strömungsverbindung.
Bei den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ist ferner in der unteren Abschlusshaube 5 eine Öffnung 10 ausgebildet, durch die hindurch ein erster Wärmetauscher 11, 11a der Heizvorrichtung 3 zur Montage in den Wassertank 2 hineingeführt und zur Demontage auch wieder herausgeführt werden kann. Der erste Wärmetauscher 11, 11a ist im montierten Zustand im zweiten Bereich 8, d. h. in dem Kaltwasserbereich, angeordnet. Im Fall der Figuren 1 und 2 ist er 11 aus Sicherheitsgründen als doppelwandiger Kondensator ausgeführt, da in diesen Fällen der Kondensator von einem Kühlmittel als Wärmeträger durchströmt wird. Im Fall der Figur 3 ist er 11a als einwandiger Kondensator ausgeführt, da in diesem Fall der Kondensator von Wasser als (erstem) Wärmeträger durchströmt wird. In allen drei Fällen weist der Wärmetauscher bzw. Kondensator 11, 11a einen Wärmeträgerzulauf 12 und einen Wärmeträgerablauf 13 auf (siehe Figur 6), die sich durch die Öffnung 10 hindurch nach außerhalb des Wassertanks 2 erstrecken. Dabei ist es auch möglich, den Wärmeträgerzulauf und den Wärmeträgerablauf gegeneinander auszutauschen.
Wie aus Figur 6 ersichtlich ist, ist diese Öffnung 10 von einem Öffnungsrand 14 umschlossen, der als auf die Außenseite des Wassertanks 2 vorragender und die Öffnung 10 umschließender Flansch 15 ausgebildet ist. Der Flansch 15 ist ein Abschnitt eines ringförmigen Kunststoffeinsatzes 16, der einen umlaufenden Befestigungsabschnitt 17 aufweist, der die Wassertankwand 18 im Randbereich der Öffnung 10 hintergreift und dort an der Innenfläche 19 der Wassertankwand 18 wasserdicht und druckfest befestigt ist. Die Befestigung kann beispielsweise mittels Verklebung oder mittels Aufschmelzen der aneinander anliegenden Oberflächen von Wassertankwand 18 und Befestigungsabschnitt 17 erfolgen.
Der Kunststoffeinsatz 16 weist auf seiner der Öffnung 10 abgewandten Außenumfangsfläche 21 eine umlaufende Stahlummantelung 22 auf. Rechtwinklig zur Umfangsrichtung erstreckt sich diese längs der Flanschunterseite 23 und dann weiter in den Wassertank 2 hinein zwischen der Wassertankwand 18 und dem hintergreifenden Befestigungsabschnitt 17 über eine vorgegebene Teillänge des Befestigungsabschnitts 17 und endet vor der Befestigung des Befestigungsabschnitts 17 an der Wassertankwand 18.
Die Öffnung 10 ist durch einen Deckel 24 abgedeckt, der auf dem Flansch 15 aufliegt und mit diesem wasserdicht verklemmt ist. Der Wärmeträgerzulauf 12 und der Wärmeträgerablauf 13 des im Wassertank 2 angeordneten Wärmetauschers 11, 11a erstrecken sich durch den Deckel 24 hindurch und sind mit diesem lösbar verbunden, beispielsweise jeweils mittels einer Mutter/Kontermutter-Verbindung 20 einschließlich Dichtungen zur wasserdichten Abdichtung. Auf diese Weise ist der im Wassertank 2 angeordnete Wärmetauscher 11, 11a mittels der Mutter/Kontermutter-Verbindungen 20 lösbar mit dem Deckel 24 verbunden. Der Deckel 24 wiederum ist mittels einer Klemmverbindung 25 lösbar mit dem Flansch 15 verbunden.
Wie aus den Figuren 1-3 (und auch 4 bis 7) ersichtlich ist, kann sich auch der Kaltwasser-Zulaufanschluss 9 durch den Deckel 24 hindurcherstrecken. Dies kann mittels einer herkömmlichen Wanddurchführung erfolgen.
Der Deckel 24 ist aus zwei übereinanderliegenden Platten gebildet Eine Kunststoffplatte 26 ist dem Wassertank 2 zugewandt, so dass die gesamte, mit dem Wasser im Wassertank 2 in Kontakt kommende Innenfläche 19 des Wassertanks 2 aus Kunststoff gebildet ist und sanitären gesundheitlichen Anforderungen entspricht. Die dem Wassertank 2 abgewandte Seite des Deckels 24 bildet eine Metallplatte 27. Sie sorgt für die ausreichende Festigkeit des Deckels 24 und ist zur Aufnahme des im Wassertank 2 herrschenden Wasserdrucks ausgelegt.
Der Deckel 24 ist mit dem Flansch 15 mittels einer Klemmverbindung 25 verklemmt, die bei dem im Wassertank 2 vorliegenden Druck und der dort vorliegenden Temperatur eine wasserdichte Verbindung zwischen Deckel 24 und Flansch 15 gewährleistet.
In den Figuren 6 und 7 ist eine solche Klemmverbindung 25 dargestellt. Sie weist einen offenen Klemmring 28 auf, der längs seines Umfangs eine Öffnung vorgegebener Weite aufweist. Diese Öffnung wird von einer Spannvorrichtung 29 überbrückt, die beidseits der Öffnung an dem Klemmring 28 befestigt ist. Die Spannvorrichtung 29 kann zum Beispiel in Form einer Schraube 30 ausgebildet sein, die auf einer Seite der Öffnung in einer Schraubenmutter drehbar gelagert ist und auf der anderen, gegenüberliegenden Seite der Öffnung mit der Unterseite des Schraubenkopfes an einem Anschlag anliegt, der am Klemmring 28 schub- und biegefest befestigt ist. Wird die Schraube 30 zum Anspannen der Spannvorrichtung 29 in die Schraubenmutter hineingedreht, verkürzt sich der Abstand zwischen Schraubenkopf und Schraubenmutter, wobei der Schraubenkopf gegen den Anschlag drückt und so die Öffnungsweite und damit der Innendurchmesser des Klemmrings 28 verringert wird.
Senkrecht zur Umfangsrichtung weist der Klemmring 28 einen Querschnitt mit einem Abschnitt 31 in Form eines zum Ringinneren hin offenen V auf, der bzw. das dazu ausgebildet ist, die äußeren Randbereiche 32, 33 von Deckel 24 und Flansch 15 gemeinsam zu umgreifen und beim Anspannen der Spannvorrichtung 29 aufeinander zu pressen.
Der V-förmige Querschnittsabschnitt 31 weist zwei Seitenwände mit einander zugewandten Innenflächen 34, 35 auf, die so geneigt sind, dass der V-förmige Querschnittsabschnitt 31 sich zum Ringinneren hin aufweitet
Die dem Wassertank 2 abgewandte Oberseite des Deckels 24, im dargestellten Ausführungsbeispiel also die Oberseite der Metallplatte 27, und die dem Wassertank 2 zugewandte Unterseite 23 des Flansches 15 mit ihrer Stahlummantelung 22 verlaufen zu ihren Außenrändern 36, 37 hin geneigt aufeinander zu und liegen an den Innenflächen 34, 35 der Seitenwände an.
Wenn die Spannvorrichtung 29 wie oben beschrieben angespannt wird, gleiten die geneigten Flächen 34, 35 des V-förmigen Querschnittsabschnitts 31 entlang der geneigten Flächen des Deckels 24, d. h. der Metallplatte 27, und der Unterseite des Flansches 15 bzw. der dort vorhandenen Stahlummantelung 22, und pressen so den Deckel 24 auf den Flansch 15.
Bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Anlagen 1 ist die Heizungsvorrichtung 3 aus einem Wärmeträgerkreislauf gebildet, der den im zweiten Bereich 8, d. h. im Kaltwasserbereich, des Wassertanks 2 angeordneten doppelwandigen Wärmetauscher 11 und außerhalb des Wassertanks 2 in Strömungsrichtung des Wärmeträgers nach diesem Wärmetauscher 11 ein Ausdehnungsventil E, einen Verdampfer 38 und einen Verdichter C aufweist. Der im Wärmetauscher 11 abgekühlte Wärmeträger strömt also über eine Ablaufleitung 13, 39 aus dem Wassertank 2 heraus zum Ausdehnungsventil E, und vom Verdichter C strömt der wieder aufgeheizte Wärmeträger über eine Rücklaufleitung 12, 40 zurück zum im Wassertank 2 angeordneten Wärmetauscher 11.
In Figur 1 ist ein Beispiel für eine sogenannte Monobloc-Anlage dargestellt, bei der das Ausdehnungsventil E, der Verdampfer 38 und der Verdichter C oberhalb des Wassertanks 2 angeordnet und gemeinsam mit dem Wassertank 2 in einem (nicht dargestellten) Gehäuse untergebracht sind.
In Figur 2 ist eine sogenannte Split-Anlage dargestellt, bei der das Ausdehnungsventil E, der Verdampfer 38 und der Verdichter C getrennt vom Gehäuse 45 des Wassertanks 2 in einem separaten Gehäuse 41 untergebracht sind, das beispielsweise seitlich neben dem Wassertank 2 angeordnet ist.
Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Anlagen 1 ist die Heizungsvorrichtung 3 aus einem ersten Wärmeträgerkreislauf 42 mit einem ersten Wärmeträger und einem zweiten Wärmeträgerkreislauf 43 mit einem zweiten Wärmeträger gebildet. Der erste Wärmeträgerkreislauf 42 weist den im zweiten Bereich 8, d. h. im Kaltwasserbereich, des Wassertanks 2 angeordneten einwandigen Wärmetauscher 11a auf. Der zweite Wärmeträgerkreislauf 43 ist komplett außerhalb des Wassertanks 2 angeordnet und weist in Strömungsrichtung des zweiten Wärmeträgers nacheinander ein Ausdehnungsventil E, einen Verdampfer 38 und einen Verdichter C auf. Beide Wärmeträgerkreisläufe 42, 43 sind an einen zweiten, außerhalb des Wassertanks 2 angeordneten Wärmetauscher 44a angeschlossen zum Übertragen von Wärme vom zweiten Wärmeträger auf den ersten Wärmeträger. Der zweite Wärmetauscher 44a kann einwandig ausgeführt sein, da zwischen ihm 44a und dem Wassertank 2 noch der erste Wärmeträgerkreislauf 42 mit dem ersten Wärmetauscher 11a zwischengeschaltet ist. Im ersten Wärmeträgerkreislauf 42 ist in der Ablaufleitung 13, 39 vom ersten 11a zum zweiten Wärmetauscher 44a ist eine Pumpe P angeordnet.
Dieses Ausführungsbeispiel ist in Figur 3 als Split-Anlage dargestellt, mit einem seitlich neben einem Gehäuse 45 für den Wassertank 2 angeordneten zweiten Gehäuse 46 für den zweiten Wärmetauscher 44a, die Pumpe P und den zweiten Wärmeträgerreislauf 43, Ebenso möglich ist eine Ausführung als Monobloc-Anlage.
Bei den in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Anlagen 1 weist die Heizungsvorrichtung 3 jeweils einen Wasserkreislauf 47 und einen Wärmeträgerkreislauf 48 mit einem Wärmeträger auf. Zum Wasserkreislauf 47 gehören der Wassertank 2 und eine Kaltwasser-Entnahmeleitung 49 zur Entnahme von Kaltwasser aus dem Wassertank 2 sowie eine Warmwasser-Zuführleitung 50 zum Zuführen von Warmwasser in den Wassertank 2. Zum Wärmeträgerkreislauf 48 gehören in Strömungsrichtung des Wärmeträgers außerhalb des Wassertanks 2 nacheinander ein Ausdehnungsventil E, ein Verdampfer 38 und ein Verdichter C. Beide Kreisläufe 47, 48 sind an einen ebenfalls außerhalb des Wassertanks 2 angeordneten, aus Sicherheitsgründen doppelwandigen Wärmetauscher 44 angeschlossen zum Übertragen von Wärme vom Wärmeträger auf das Wasser. In der Kaltwasser-Entnahmeleitung 49 ist außerhalb des Wassertanks 2 eine Pumpe P angeordnet.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Wärmeträgerkreislauf 48 seitlich neben dem Wassertank 2 angeordnet ist und die Kaltwasser-Entnahmeleitung 49 einen Deckel 24 durchläuft, der eine Öffnung 10 in der unteren Abschlusshaube 5 abdeckt. Der Deckel 24 kann so ausgeführt sein wie der im Zusammenhang mit der Figur 6 beschriebene Deckel 24 (ohne den im Wassertank angeordneten Wärmetauscher). Die Warmwasser-Zuführleitung 50 durchläuft direkt die obere Abschlusshaube.
Diese Ausführungsform kann, wie in Figur 4 dargestellt, als Split-Anlage - ähnlich wie die Ausführungsform gemäß Figur 3 - mit separaten Gehäusen 45, 46 eingesetzt werden.
Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform ist der Wärmeträgerkreislauf 48 oberhalb des Wassertanks 2 angeordnet und durchlaufen sowohl die Warmwasser-Zuführleitung 50 als auch die Kaltwasser-Entnahmeleitung 49 die obere Abschlusshaube 4. Die Kaltwasser-Entnahmeleitung 49 durchquert den ersten Bereich 6, d. h. den Warmwasserbereich, des Wassertanks 2 und mündet in den zweiten Bereich 8 des Wassertanks 2, d. h. in den Kaltwasserbereich.
Diese Ausführungsform ist als Monobloc-Anlage geeignet.

Bezugszeichenliste

1: Anlage zur Bereitstellung von Warmwasser für Gebäude
2: Wassertank
3: Heizvorrichtung
4: obere Abschlusshaube
5: untere Abschlusshaube
6: erster, oberer Bereich zur Speicherung von Warmwasser
7: Warmwasser-Entnahmeanschluss
8: zweiter, unterer Bereich zur Speicherung von Kaltwasser
9: Kaltwasser-Zulaufanschluss
10: Öffnung in der unteren Abschlusshaube
11, 11a: erster Wärmetauscher
12: Wärmeträgerzulauf des ersten Wärmetauschers
13: Wärmeträgerablauf des ersten Wärmetauschers
14: Öffnungsrand von Öffnung 10
15: Flansch
6: Kunststoffeinsatz
17: Befestigungsabschnitt
18: Wassertankwand
19: Innenfläche der Wassertankwand
20: Mutter/Kontermutter-Verbindung
21: Außenumfangsfläche des Kunststoffeinsatzes
22: Stahlummantelung
23: Flanschunterseite
24: Deckel
25: Klemmverbindung
26: Kunststoffplatte
27: Metallplatte
28: Klemmring
29: Spannvorrichtung
30: Schraube
31: V-förmiger Querschnittsabschnitt
32: äußerer Randbereich des Deckels
33: äußerer Randbereich des Flansches
34, 35: geneigten Flächen des V-förmigen Querschnittsabschnitts
36: Außenrand der Metallplatte des Deckels
37: Außenrand der Flanschunterseite
38: Verdampfer
39: Ablaufleitung (mit Wärmeträgerablauf 13 des ersten Wärmetauschers)
40: Rücklaufleitung (mit Wärmeträgerzulauf 12 des ersten Wärmetauschers)
41: Gehäuse für Ausdehnungsventil E, Verdampfer 38 und Verdichter C
42: erster Wärmeträgerkreislauf
43: zweiter Wärmeträgerkreislauf
44, 44a: zweiter Wärmetauscher
45: Gehäuse für den Wassertank
46: Gehäuse für den zweiten Wärmetauscher 44a/44, die Pumpe P und den zweiten Wärmeträgerkreislauf 43/den Wärmeträgerkreislauf 48
47: Wasserkreislauf
48: Wärmeträgerkreislauf
49: Kaltwasser-Entnahmeleitung
50: Warmwasser-Zuführleitung

C: Verdichter
E: Ausdehnungsventil
P: Pumpe

Claims

Anlage (1) zur Warmwasserbereitung für Gebäude, insbesondere für Haushalte, mit
- einem Wassertank (2), der einen ersten Bereich (6) zur Speicherung von Warmwasser mit einem Warmwasser-Entnahmeanschluss (7) und einen zweiten Bereich (8) zur Speicherung von Kaltwasser mit einem Kaltwasser-Zulaufanschluss (9) aufweist, wobei der erste und der zweite Bereich (6, 8) miteinander in Strömungsverbindung stehen und der Wassertank (2) für einen Wasserdruck von mindestens 7 bar und für eine Wassertemperatur von mindestens 70° C ausgelegt ist, und mit

- einer Heizvorrichtung (3) zum Aufheizen des Kaltwassers,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wassertank (2) aus Kunststoff gebildet ist und

die Heizvorrichtung (3) lösbar mit dem Wassertank (2) verbunden ist.
Anlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kunststoff faserverstärkt, insbesondere glasfaserverstärkt, ist.
Anlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Heizvorrichtung (3) einen Wärmetauscher (11, 11a) aufweist, der innerhalb des Wassertanks (2) in dessen zweiten Bereich (8) angeordnet ist.
Anlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der Wärmetauscher (11) ein doppelwandiger Wärmetauscher ist.
Anlage (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Wassertank (2) in seiner Wand (18), die den zweiten Bereich (8) umgibt, eine Öffnung (10) zum Hindurchführen des Wärmetauschers (11, 11a) aufweist, wobei die Öffnung (10) von einem Öffnungsrand (14) umschlossen ist, der als auf die Außenseite des Wassertanks (2) vorragender und die Öffnung (10) umschließender Flansch (15) ausgebildet ist, und der Wärmetauscher (11, 11a) mittels einer Klemmverbindung (25) wasserdicht mit dem Flansch (15) verbunden ist.
Anlage (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (15) ein Abschnitt eines ringförmigen Kunststoffeinsatzes (16) ist, der einen umlaufenden Befestigungsabschnitt (17) aufweist, der die Wassertankwand (18) im Randbereich der Öffnung (10) hintergreift und dort an der Innenfläche (19) der Wassertankwand (18) befestigt ist.
Anlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kunststoffeinsatz (16) auf seiner der Öffnung (10) abgewandten Außenumfangsfläche (21) eine umlaufende Stahlummantelung (22) aufweist, die sich rechtwinklig zur Umfangsrichtung längs der Flanschunterseite (23) und in den Wassertank (2) hinein zwischen der Wassertankwand (18) und dem hintergreifenden Befestigungsabschnitt (17) über eine vorgegebene Teillänge des Befestigungsabschnitts (17) erstreckt.
Anlage (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Klemmverbindung (25) einen Deckel (24) aufweist, der die Öffnung (10) abdeckt und auf dem Flansch (15) aufliegt und mit diesem (15) wasserdicht verklemmt ist, wobei der Wärmetauscher (11, 11a) einen Wärmeträgerzulauf (12) und einen Wärmeträgerablauf (13) aufweist, die sich durch den Deckel (24) hindurcherstrecken und mit diesem (24) lösbar verbunden sind.
Anlage (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
der Deckel (24) aus zwei übereinanderliegenden Platten (26, 27) gebildet ist, mit einer dem Wassertank (2) zugewandten Kunststoffplatte (26) und einer dem Wassertank (2) abgewandten Metallplatte (27).
Anlage (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Klemmverbindung (25) einen offenen Klemmring (28) aufweist, der längs seines Umfangs eine Öffnung vorgegebener Weite aufweist,

wobei die Öffnung von einer Spannvorrichtung (29) überbrückt ist, die beidseits der Öffnung an dem Klemmring (28) befestigt ist und durch deren (29) Anspannen die Öffnungsweite und damit der Innendurchmesser des Klemmrings (28) verringerbar ist,

wobei der Klemmring (28) senkrecht zur Umfangsrichtung einen Querschnitt mit einem Abschnitt (31) in Form eines zum Ringinneren hin offenen V aufweist, der dazu ausgebildet ist, die äußeren Randbereiche von Deckel (24) und Flansch (15) gemeinsam zu umgreifen und beim Anspannen der Spannvorrichtung (29) aufeinander zu pressen.
Anlage (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
der V-förmige Querschnittsabschnitt (31) zwei Seitenwände mit einander zugewandten Innenflächen aufweist, die so geneigt (34, 35) sind, dass der V-förmige Querschnittsabschnitt (31) sich zum Ringinneren hin aufweitet, und dass

die dem Wassertank (2) zugewandte Unterseite (23) des Flansches (15) und die dem Wassertank (2) abgewandte Oberseite des Deckels (24) zu ihren Außenrändern (37, 36) hin geneigt aufeinanderzu verlaufen und an den Innenflächen der Seitenwände des V-förmigen Querschnittsabschnitts (31) anliegen.
Anlage (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
die Heizvorrichtung (3) als Wärmeträgerkreislauf ausgebildet ist, der in Strömungsrichtung des Wärmeträgers nach dem Wärmetauscher (11) außerhalb des Wassertanks (2) ein Ausdehnungsventil (E), einen Verdampfer (38) und einen Verdichter (C) aufweist.
Anlage (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 11, gekennzeichnet durch
einen ersten Wärmeträgerkreislauf (42) mit einem ersten Wärmeträger und einen zweiten Wärmeträgerkreislauf (43) mit einem zweiten Wärmeträger, wobei der erste Wärmeträgerkreislauf (42) den Wärmetauscher (11a) aufweist und der zweite Wärmeträgerkreislauf (43) in Strömungsrichtung des zweiten Wärmeträgers außerhalb des Wassertanks (2) nacheinander ein Ausdehnungsventil (E), einen Verdampfer (38) und einen Verdichter (C) aufweist und beide Wärmeträgerkreisläufe (42, 43) an einen zweiten, ebenfalls außerhalb des Wassertanks (2) angeordneten Wärmetauscher (44a) angeschlossen sind zum Übertragen von Wärme vom zweiten Wärmeträger auf den ersten Wärmeträger,
Anlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
einen Wasserkreislauf (47) und einen Wärmeträgerkreislauf (48) mit einem Wärmeträger, wobei der Wasserkreislauf (47) den Wassertank (2) und eine Kaltwasser-Entnahmeleitung (49) zur Entnahme von Kaltwasser aus dem Wassertank (2) sowie eine Warmwasser-Zuführleitung (50) zum Zuführen von Warmwasser in den Wassertank (2) aufweist und der Wärmeträgerkreislauf (48) in Strömungsrichtung des Wärmeträgers außerhalb des Wassertanks (2) nacheinander ein Ausdehnungsventil (E), einen Verdampfer (38) und einen Verdichter (C) aufweist und beide Kreisläufe (47, 48) an einen ebenfalls außerhalb des Wassertanks (2) angeordneten Wärmetauscher (44) angeschlossen sind zum Übertragen von Wärme vom Wärmeträger auf das Wasser.