WO2002045560A1 - Wassererwärmer - Google Patents

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WO2002045560A1
WO2002045560A1 PCT/EP2001/014071 EP0114071W WO0245560A1 WO 2002045560 A1 WO2002045560 A1 WO 2002045560A1 EP 0114071 W EP0114071 W EP 0114071W WO 0245560 A1 WO0245560 A1 WO 0245560A1
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WO
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water
chambers
outlet
chamber
storage container
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PCT/EP2001/014071
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English (en)
French (fr)
Inventor
Burkhard Sandt
Ronald Karger
Original Assignee
Aqua Butzke-Werke Ag
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
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F24H1/20—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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J27/00—Cooking-vessels
    • A47J27/21—Water-boiling vessels, e.g. kettles
    • A47J27/21008—Water-boiling vessels, e.g. kettles electrically heated
    • A47J27/21041—Water-boiling vessels, e.g. kettles electrically heated with heating elements arranged outside the water vessel
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/44—Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/54—Water boiling vessels in beverage making machines
    • A47J31/542—Continuous-flow heaters

Definitions

  • Heater essentially consist of a tube which connectedness along its length with an accompanying, inner or outer heating element is the *.
  • the heating element is controlled depending on the water withdrawal. On its way through the pipe, the water is heated from the present inlet temperature to the desired outlet temperature.
  • water is at the desired temperature available without delay and in any desired quantity. If no water is required, there is no energy consumption.
  • Hot water storage tanks basically consist of a container, inside or on the outside
  • a heating element Surface of a heating element is arranged.
  • An inlet ensures that the container is constantly filled with water.
  • the water in the tank is heated to the desired temperature within a certain time.
  • the desired temperature is then kept constant by means of a control device by constant reheating to compensate for losses.
  • cold water is added, which leads to a constant cooling of the container volume during the withdrawals.
  • the temperature difference to the desired temperature is compensated for within a certain time by supplying heat from the heating element.
  • the performance of the heating element can be much lower than with instantaneous water heaters, since the heating of a certain volume over a certain one
  • Desired temperature only available after a heating up period.
  • the temperature does not remain constant, but decreases depending on the amount withdrawn due to the cold water supply.
  • the invention consists of a container 1, which is divided by a partition 2 into a larger 3 and a smaller container part 4.
  • the larger part of the container contains an inlet 5 for cold water, the smaller one an outlet 6 for the heated water.
  • the partition contains an opening 7, so that water can flow from the inlet through the larger container part and the smaller container part to the outlet.
  • a heating element 8 is introduced into the smaller container part or applied to the outer wall, which ches is suitable to heat the water volume in the smaller part of the container to a desired temperature within a short time.
  • the temperature in the smaller part of the container is dimensioned such that the required minimum amount of water with the desired temperature can be removed over a desired minimum period of time.
  • the output of the heating element is dimensioned so that the temperature loss is compensated for as quickly as possible after the minimum amount of water has been removed.
  • the partition 2 is designed so that a rapid temperature exchange between the smaller and the larger container part is prevented by convection.
  • the larger part of the container is also heated up to the set desired temperature by heat conduction or heat radiation, so that a larger amount of hot water is then available.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Erwärmung von Wasser und Bereithaltung von erwärmten Wasser in einem Speicherbehälter (1) ist mit einem Zulauf (5) für kaltes Wasser, einem Ablauf (6) für erwärmtes Wasser und einer Heizvorrichtung (8) für das im Speicherbehälter (1) befindliche Wasser versehen. Der Innenraum des Speicherbehälters in zwei Kammern (3, 4) unterteilt ist, die durch eine Trennwand (2) mit einem Wasserdurchla? (7) so voneinander getrennt sind, da? ein Wärmeaustausch zwischen den beiden Kammern durch Konvektion weitgehend unterbunden ist. Die erste (3) der zwei Kammern enthält den Zulauf für kaltes Wasser und die zweite (4) der zwei Kammern enthält den Ablauf für erwärmtes Wasser. Die Heizvorrichtung ist so ausgebildet, da? sie das in der zweiten Kammer befindliche Wasser erwärmt.

Description

Wassererwärmer
1. Stand der Technik
Aus der Technik sind zwei unterschiedliche Prinzipien zur dezentralen entnahmeortnahen Wassererwärmung bekannt .
1.1 Durchlauferhitzer
Durchlauferhitzer bestehen prinzipiell aus einem Rohr, welches auf seiner Länge mit einem begleitenden, innen- oder außen liegenden Heizelement verbun- * den ist. Das Heizelement wird in Abhängigkeit von der Wasserentnahme gesteuert. Auf seinem Weg durch das Rohr wird das Wasser von der vorliegenden Eintrittstemperatur auf die gewünschte Austrittstemperatur erwärmt .
Vorteile: Wasser mit gewünschter Temperatur steht quasi verzögerungsfrei und in jeder gewünschten Menge zur Verfügung. Wird kein Wasser benötigt, erfolgt auch kein Energieverbrauch.
Nachteil: Es muß, für die Zeiten der Wasserentnahme, eine sehr hohe Heizleistung zur Verfügung gestellt werden. Die Energieversorgung des Systems muß für diese Spit- zenlast ausgelegt sein.
1.2 Warmwasserspeicher
Warmwasserspeicher bestehen prinzipiell aus einem Be- hälter, in dessen Innerem oder an dessen äußerer
Oberfläche ein Heizelement angeordnet ist. Über einen Zulauf wird dafür gesorgt, daß der Behälter ständig mit Wasser gefüllt ist. Innerhalb einer bestimmten Zeit wird das im Behälter befindliche Wasser auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt. Danach wird die gewünschte Temperatur mit Hilfe einer Regeleinrichtung durch ständiges Nachheizen zum Ausgleich von Verlusten konstant gehalten.
Entsprechend der Menge entnommenen warmen Wassers erfolgt Nachschub mit kaltem Wasser, was zu einer stetigen Abkühlung des Behältervolumens während der Entnahmen führt. Die Temperaturdifferenz zur Wunschtemperatur wird innerhalb einer bestimmten Zeit durch Wärmezufuhr vom Heizelement wieder ausgeglichen.
Vorteil: Die Leistung des Heizelementes kann wesentlich kleiner ausfallen als bei Durchlauferhitzern, da die Aufheizung eines bestimmten Volumens über eine bestimmte
Zeit erfolgt, welche nicht identisch mit der Entnahmedauer sein muß .
Nachteil: Nach Inbetriebnahme steht Wasser mit
Wunschtemperatur erst nach Ablauf einer Aufheizzeit zur Verfügung.
Auch in Zeiten keiner Entnahme müssen Wärmeverluste durch ständiges Nachheizen ausgeglichen werden.
Während der Entnahme bleibt die Tempera- tur nicht konstant, sondern sinkt abhängig von der Entnahmemenge durch den Zulauf kalten Wassers.
2. Beschreibung der Erfindung
Bei bestimmten Anwendungen ist es nötig, mit geringer Heizleistung warmes Wasser in kleinen Mengen möglichst kurzfristig nach der Inbetriebnahme eines Warmwassergerätes zur Verfügung zu stellen, während für die Bereitung größerer Mengen bei gleicher Heizleistung eine größere Zeitspanne akzeptiert wird.
Die im Folgenden beschriebene Erfindung erfüllt diese Anforderungen:
Die Erfindung besteht aus einem Behälter 1, der durch eine Trennwand 2 in einen größeren 3 und einen kleineren Behälterteil 4 geteilt ist. Der größere Behälterteil enthält einen Zulauf 5 für kaltes Wasser, der kleiner einen Ablauf 6 für das erwärmte Wasser. Die Trennwand enthält einen Durchbruch 7, so daß Wasser vom Zulauf über den größeren Behälterteil und den kleineren Behälterteil zum Ablauf fließen kann.
In den kleineren Behälterteil ist ein Heizelement 8 eingebracht oder an der Außenwand aufgebracht, wel- ches dazu geeignet ist, das Wasservolumen im kleineren Behälterteil innerhalb kurzer Zeit auf eine gewünschte Temperatur aufzuheizen.
Mittels eines ebenfalls am kleineren Behälterteil angebrachten Temperaturfühlers 9 und einer Regeleinrichtung 10 wird nach erreichen der Wunschtemperatur die Temperatur im kleineren Behälterteil so bemessen, daß die benötigte Mindestwassermenge mit Wunschtempe- ratur über eine gewünschte Mindestzeitspanne entnommen werden kann.
Die Leistung des Heizelementes ist so bemessen, daß nach Entnahme der Mindestwassermenge der Temperatur- verlust möglichst kurzfristig wieder ausgeglichen wird.
Die Trennwand 2 ist so ausgebildet, daß ein schneller Temperaturaustausch zwischen dem kleineren und dem größeren Behälterteil durch Konvektion verhindert wird.
Wird über eine größere Zeitspanne kein Wasser entnommen, so wird durch Wärmeleitung bzw. Wärmestrahlung vom kleineren Behälterteil auch der größere Behälterteil bis auf die eingestellte Wunschtemperatur aufgeheizt, wodurch dann eine größere Warmwassermenge zur Verfügung steht.

Claims

AQÜA BUTZKE-WERKE AGPatentansprüche
1. Vorrichtung zur Erwärmung von Wasser und Bereithaltung von erwärmtem Wasser in einem Speicherbehälter (1) mit einem Zulauf (5) für kaltes Wasser und einem Ablauf (6) für erwärmtes Wasser und einer Heizvorrichtung (8) für das im Spei- cherbehälter (1) befindliche Wasser, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Innenraum des Speicherbehälters (1) in zwei Kammern (3, 4) unterteilt ist, die durch eine Trennwand (2) mit einem Wasserdurchlaß (7) so voneinander getrennt sind, daß ein Wärmeaustausch zwischen den beiden Kammern (3, 4) durch Konvektion weitgehend unterbunden ist, daß die erste (3) der zwei Kammern den Zulauf (5) für kaltes Wasser und die zweite (4) der zwei Ka - mern den Ablauf (6) für erwärmtes Wasser enthalten, und daß die Heizvorrichtung (8) so ausgebildet ist, daß sie das in der den Ablauf (6) für erwärmtes Wasser aufweisenden zweiten Kammer (4) befindliche Wasser erwärmt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Wassers in der den Ablauf (6) für erwärmtes Wasser aufweisenden zweiten Kammer (4) regelbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge~ kennzeichnet, daß das Volumen der den Zulauf (5) für kaltes Wasser aufweisenden ersten Kammer (3) ein Mehrfaches des Volumens der den Ablauf (6) für erwärmtes Wasser aufweisenden zweiten Kammer (4) beträgt. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kammern (3, 4) übereinander angeordnet sind und die den Zulauf (5) für kaltes Wasser aufweisende erste Kammer (3) sich oberhalb der den Ablauf (6) für erwärmtes Wasser aufweisenden zweiten Kammer (4) befindet.
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