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AT18587U1 - Combined hot water and heating storage tank - Google Patents

Combined hot water and heating storage tank

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Publication number
AT18587U1
AT18587U1 ATGM50010/2025U AT500102025U AT18587U1 AT 18587 U1 AT18587 U1 AT 18587U1 AT 500102025 U AT500102025 U AT 500102025U AT 18587 U1 AT18587 U1 AT 18587U1
Authority
AT
Austria
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storage
heating
connection
water
flow
Prior art date
Application number
ATGM50010/2025U
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German (de)
Original Assignee
Henrich Schroeder Gmbh
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Publication date
Application filed by Henrich Schroeder Gmbh filed Critical Henrich Schroeder Gmbh
Publication of AT18587U1 publication Critical patent/AT18587U1/en

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen kombinierten Warmwasser- und Heizungsspeicher (21), umfassend einen unteren Speicherteil (2) und einen oberen Speicherteil (1), wobei beide Speicherteile (1, 2) jeweils einen Speicherraum zur Bevorratung von Heizungswasser aufweisen, wobei die Speicherräume der beiden Speicherteile (1, 2) hydraulisch voneinander getrennt sind, wobei die Speicherteile (1, 2) jeweils einen Vorlaufanschluss (9, 12) und jeweils einen Rücklaufanschluss (10, 13) aufweisen, wobei der untere Speicherteil (2) einen Heizkreisvorlaufanschluss (11) und einen Heizkreisrücklaufanschluss (14, 16) aufweist, wobei der obere Speicherteil (1) und der untere Speicherteil (2) übereinander angeordnet und als eine bauliche Einheit miteinander verbunden sind, wobei zwischen beiden Speicherteilen (1, 2) eine thermische Zwischendämmung (7) angeordnet ist, die die beiden Speicherteile (1, 2) thermisch voneinander isoliert, wobei beide Speicherteile (1, 2) mittels einer gemeinsamen thermischen Außendämmung (6) eingefasst sind, die die beiden Speicherteile (1, 2) zu einer Umgebung hin thermisch isoliert, wobei in dem Speicherraum des oberen Speicherteils (1) ein oberer Wärmetauscher (4) und in dem Speicherraum des unteren Speicherteils (2) ein unterer Wärmetauscher (3) angeordnet sind, die jeweils für die Erwärmung des Trinkwassers vorgesehen und eingerichtet sind, wobei der untere Wärmetauscher (3) einen Kaltwasseranschluss (15) zur Zuleitung von untemperiertem Trinkwasser und der obere Wärmetauscher (4) einen Warmwasseranschluss (8) zur Ableitung von erwärmtem Trinkwasser aufweisen, wobei die beiden Wärmetauscher (3, 4) hydraulisch miteinander verbunden und in Reihe geschaltet sind.The present invention relates to a combined hot water and heating storage tank (21) comprising a lower storage part (2) and an upper storage part (1), wherein both storage parts (1, 2) each have a storage chamber for storing heating water, wherein the storage chambers of the two storage parts (1, 2) are hydraulically separated from each other, wherein the storage parts (1, 2) each have a flow connection (9, 12) and each have a return connection (10, 13), wherein the lower storage part (2) has a heating circuit flow connection (11) and a heating circuit return connection (14, 16), wherein the upper storage part (1) and the lower storage part (2) are arranged one above the other and connected to each other as a single structural unit, wherein a thermal intermediate insulation (7) is arranged between the two storage parts (1, 2) which thermally insulates the two storage parts (1, 2) from each other, wherein both storage parts (1, 2) are connected by means of a common thermal external insulation (6) are enclosed, which thermally insulate the two storage parts (1, 2) from an environment, wherein an upper heat exchanger (4) is arranged in the storage space of the upper storage part (1) and a lower heat exchanger (3) is arranged in the storage space of the lower storage part (2), each being provided and equipped for heating the drinking water, wherein the lower heat exchanger (3) has a cold water connection (15) for supplying untempered drinking water and the upper heat exchanger (4) has a hot water connection (8) for discharging heated drinking water, wherein the two heat exchangers (3, 4) are hydraulically connected to each other and connected in series.

Description

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BeschreibungDescription

KOMBINIERTER WARMWASSER- UND HEIZUNGSSPEICHER COMBINED HOT WATER AND HEATING STORAGE TANK

[0001] Die vorliegende Anmeldung betrifft einen kombinierten Warmwasser- und Heizungsspeicher gemäß Anspruch 1. Der kombinierte Warmwasser- und Heizungsspeicher dient für die Warmwasserbereitung und Beheizung von Gebäuden in Verbindung mit einer Heizeinrichtung, beispielsweise und vorzugsweise mit mindestens einer Wärmepumpe. [0001] The present application relates to a combined hot water and heating storage tank according to claim 1. The combined hot water and heating storage tank serves for the preparation of hot water and heating of buildings in conjunction with a heating device, for example and preferably with at least one heat pump.

[0002] Wärmepumpen für die Raumheizung von Gebäuden sowie für die Erwärmung von Trinkwasser weisen eine erheblich bessere Effizienz auf, je niedriger die von der Wärmepumpe bereitgestellte Vorlauftemperatur ist. Ziel ist es bei Wärmepumpen also immer, dass diese möglichst einen Großteil ihrer Laufzeit mit niedrigen Vorlauftemperaturen betrieben werden. [0002] Heat pumps for space heating of buildings and for heating domestic hot water exhibit significantly better efficiency the lower the flow temperature supplied by the heat pump. The aim with heat pumps is therefore always to operate them with low flow temperatures for as much of their operating time as possible.

[0003] Wärmepumpen versorgen in der Regel das Gebäude mit warmem Trinkwasser, etwa zum Duschen, und mit warmem Heizungswasser zur Deckung des Heizwärmebedarfs, das heißt für die Raumheizung. In der Regel sind dabei die erforderlichen Temperaturen für die Bereitstellung des warmen Trinkwassers deutlich höher als die Temperaturen des Heizungswassers für die Raumheizung. Die Wärmepumpe schaltet je nach Anforderung regelmäßig zwischen den Betriebszuständen „Warmwasser“ und „Heizung“ um. Die Umschaltung zur Speicherbeladung für warmes Heizungswasser für die Erwärmung von Trinkwasser oder für warmes Heizungswasser für die Raumheizung erfolgt dabei beispielsweise mittels eines Umschaltventils oder mittels zweier Umwälzpumpen im Vorlauf der Wärmepumpe. [0003] Heat pumps typically supply the building with hot drinking water, for example for showering, and with hot heating water to meet the heating demand, i.e., for space heating. As a rule, the temperatures required for providing hot drinking water are significantly higher than the temperatures of the heating water for space heating. Depending on the demand, the heat pump regularly switches between the operating states of "hot water" and "heating". The switchover for charging the storage tank for hot heating water for domestic hot water or for hot heating water for space heating is carried out, for example, by means of a diverter valve or by means of two circulation pumps in the flow line of the heat pump.

[0004] Der oder die Heizkreise des jeweiligen Heizungsverteilsystems (z.B. ein statischer Heizkreis mit Heizkörpern und/oder ein Heizkreis mit einer Fußbodenheizung) werden in der Regel mit einer oder mehreren weiteren Umwälzpumpen (Heizkreispumpe) versorgt, welche das Heizungswasser von dem jeweiligen Heizungsspeicher in ein Heizungsverteilsystem fördern, das über entsprechende Rohrleitungen für eine Unterverteilung zu den jeweiligen Heizeinrichtungen (Heizkörper oder FuRbodenheizung) verfügt. [0004] The heating circuit(s) of the respective heating distribution system (e.g. a static heating circuit with radiators and/or a heating circuit with underfloor heating) are generally supplied with one or more additional circulation pumps (heating circuit pump), which pump the heating water from the respective heating storage tank into a heating distribution system that has appropriate pipes for sub-distribution to the respective heating devices (radiators or underfloor heating).

[0005] Der überwiegende Anteil der Jahresheizarbeit entfällt bei normalen Wohngebäuden auf die Raumheizung (etwa 75%), sodass die Wärmepumpe in den meisten Betriebszuständen mit den niedrigeren Temperaturen für die Raumheizung betrieben werden kann. [0005] In normal residential buildings, the majority of the annual heating work is for space heating (about 75%), so the heat pump can be operated at the lower temperatures for space heating in most operating conditions.

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

[0006] In Verbindung mit Wärmepumpen werden üblicherweise zwei Varianten von Speicherlösungen installiert: [0006] Two types of storage solutions are typically installed in conjunction with heat pumps:

[0007] Variante 1: getrennte Warmwasser- und Heizungsspeicher. Bei dieser Variante werden zwei Speicher installiert: [0007] Variant 1: separate hot water and heating storage tanks. In this variant, two storage tanks are installed:

ij) Ein Warmwasserspeicher für die Bereitstellung von warmem Trinkwasser, welcher üblicherweise mit 50°C bis 60°C betrieben wird. ij) A hot water storage tank for the provision of hot drinking water, which is usually operated at 50°C to 60°C.

ii) Ein Heizungsspeicher für die Raumheizung, welcher mit zumeist niedrigeren Temperaturen von 30°C bis 50°C betrieben wird (je nach Wärmeverteilsystem, also Heizkörper oder Fußbodenheizung). Heizungsspeicher werden in erster Linie eingesetzt, um die Mindestlaufzeit von Wärmepumpen zu gewährleisten, wenn im Heizbetrieb der Volumenstrom der Wärmepumpe höher ist als der Volumenstrom, welcher vom Heizkreis abgenommen wird. Die überschüssige Wärmeenergie wird dann im Heizungsspeicher zwischengespeichert. Des Weiteren werden Heizungsspeicher eingesetzt, um Wärmeenergie zwischenspeichern zu können, etwa wenn die Wärmepumpe mit günstigem Strom der eigenen Photovoltaikanlage betrieben wird. ii) A storage tank for space heating, which typically operates at lower temperatures of 30°C to 50°C (depending on the heat distribution system, i.e., radiators or underfloor heating). Storage tanks are primarily used to ensure the minimum operating time of heat pumps when, during heating operation, the heat pump's flow rate exceeds the flow rate drawn from the heating circuit. The excess heat energy is then temporarily stored in the storage tank. Furthermore, storage tanks are used to store heat energy, for example, when the heat pump is powered by inexpensive electricity from a home photovoltaic system.

[0008] Nachteile der Aufstellung von zwei getrennten Speichern sind ein erhöhter Platzbedarf durch die größere Aufstellfläche und ein erhöhter Wärmeverlust durch die insgesamt größere Außenoberfläche der zwei Speicher. [0008] Disadvantages of setting up two separate storage tanks include an increased space requirement due to the larger installation area and an increased heat loss due to the overall larger external surface area of the two storage tanks.

[0009] Variante 2: Schichtenspeicher. Eine weitere übliche Speicherlösung sind sogenannte [0009] Variant 2: Layered storage. Another common storage solution is so-called

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Schichtenspeicher, auch „Schichtspeicher“ genannt. Bei Schichtenspeichern wird nur ein gemeinsamer Speicher für die Erwärmung des Trinkwassers sowie für die Raumheizung verwendet. Die Wärmeverluste sind durch die geringere Außenoberfläche geringer als bei der zuvor beschriebenen Variante 1. Ebenso ist der Platzbedarf in Summe geringer, wenngleich der Schichtenspeicher als solcher größer ist als ein einzelner Warmwasserspeicher oder ein einzelner Heizungsspeicher aus Variante 1. Stratified storage tanks, also called "stratified storage tanks," use a single, shared storage tank for both domestic hot water and space heating. Due to the smaller external surface area, heat losses are lower than in the previously described variant 1. The overall space requirement is also smaller, although the stratified storage tank itself is larger than a single domestic hot water tank or a single heating storage tank from variant 1.

[0010] Der gesamte Schichtenspeicher ist mit Heizungswasser gefüllt. Die Erwärmung des Trinkwassers erfolgt entweder durch einen innenliegenden Wärmetauscher (beispielsweise und vorzugsweise aus Edelstahl), durch welchen das Trinkwasser strömt, oder durch einen externen Wärmetauscher. Ein innenliegender Wärmetauscher ist typischerweise von einem wendelförmig geformten Rohrkörper gebildet, der in einen Speicherraum des Schichtenspeichers eingesetzt ist und von dem Heizungswasser umgeben ist, sodass Wärmeenergie durch eine Rohrwandung des Wärmetauschers mit dem innerhalb des Wärmetauschers geführten Trinkwasser ausgetauscht werden kann. [0010] The entire stratified storage tank is filled with heating water. The domestic hot water is heated either by an internal heat exchanger (for example, and preferably made of stainless steel), through which the domestic hot water flows, or by an external heat exchanger. An internal heat exchanger is typically formed by a helically shaped tube body that is inserted into a storage chamber of the stratified storage tank and is surrounded by the heating water, so that thermal energy can be exchanged through a tube wall of the heat exchanger with the domestic hot water flowing within the heat exchanger.

[0011] Der obere Bereich eines Schichtenspeichers wird ausschließlich für die Erwärmung des Trinkwassers genutzt, der untere Bereich für die Versorgung der Raumheizung und die Vorwärmung des Trinkwassers. Der obere Bereich des Schichtenspeichers wird dabei von der Wärmepumpe mit höheren Temperaturen beladen (z.B. 50°C bis 60°C), der untere Bereich mit niedrigeren Temperaturen (z.B. 30°C bis 50°C). Durch die temperaturabhängige Dichte des Wassers und die Schwerkraft bleibt diese Temperaturschichtung für eine gewisse Zeit erhalten. [0011] The upper section of a stratified storage tank is used exclusively for heating domestic hot water, while the lower section is used for supplying space heating and preheating domestic hot water. The upper section of the stratified storage tank is heated by the heat pump to higher temperatures (e.g., 50°C to 60°C), and the lower section to lower temperatures (e.g., 30°C to 50°C). Due to the temperature-dependent density of water and gravity, this temperature stratification is maintained for a certain period of time.

[0012] Der Temperaturschichtung wirken jedoch Wärmeleitung, mitreißende Strömungen und kinetische Energie bei der Beladung entgegen. Dadurch kommt es immer wieder zu einer teilweisen Durchmischung der Temperaturen im Schichtenspeicher, wodurch der obere Teil des Schichtenspeichers abkühlt und so häufiger mit höheren Temperaturen von der Wärmepumpe nachgeladen werden muss. Der dadurch größer werdende Anteil der hohen Temperaturen an der Gesamtheizarbeit der Wärmepumpe verringert somit die Effizienz der Wärmepumpe. [0012] However, thermal conduction, entrained currents, and kinetic energy during charging counteract temperature stratification. This results in a partial mixing of temperatures within the stratified storage tank, causing the upper part of the tank to cool down and thus requiring more frequent recharging with higher temperatures by the heat pump. The resulting increase in the proportion of high temperatures in the overall heating work of the heat pump reduces the heat pump's efficiency.

[0013] Auch eine Zirkulation für das warme Trinkwasser, welche in vielen Häusern über ein Zirkulationsleitungssystem vorhanden ist und dafür sorgt, dass das warme Trinkwasser schnell an den Zapfstellen anliegt, kann dafür sorgen, dass sich der obere Teil des Schichtenspeichers deutlich schneller abkühlt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn das durch den Wärmetauscher zirkulierende Trinkwasser zunächst durch den unteren, kühleren Bereich des Schichtenspeichers und danach durch den oberen, wärmeren Bereich des Schichtenspeichers strömt. [0013] A circulation system for hot drinking water, which is present in many houses via a circulation pipe system and ensures that hot drinking water is quickly available at the taps, can also cause the upper part of the stratified storage tank to cool down significantly faster. This is particularly the case if the drinking water circulating through the heat exchanger first flows through the lower, cooler area of the stratified storage tank and then through the upper, warmer area of the stratified storage tank.

[0014] Die auf dem Prüfstand maximal erreichbare Schichtungseffizienz von sehr guten Schichtenspeichern liegt bei 80 % bis maximal 90%. Im Praxisbetrieb liegt die Schichtungseffizienz jedoch durch sich ändernde Volumenströme oft deutlich darunter. Eine Schichtungseffizienz von 100% beschreibt dabei eine perfekte Temperaturschichtung des Heizungswassers im Speicher ohne Störungen, eine Schichtungseffizienz von 0% beschreibt eine vollständige Durchmischung des Speichers. Ein Vorteil eines Schichtenspeichers mit innenliegendem Wärmetauscher ist, dass der untere Bereich des Schichtenspeichers, der für die Rauheizung vorgesehen ist, das Trinkwasser bereits vorwärmen kann, wenn das Trinkwasser den Schichtenspeicher durch den Wärmetauscher von unten nach oben durchströmt. Hierbei ist ein Kaltwasseranschluss an einem unteren Ende des Schichtenspeichers vorgesehen und ein Warmwasseranschluss an einem oberen Ende. [0014] The maximum stratification efficiency achievable on the test bench for very good stratified storage tanks is between 80% and a maximum of 90%. In practical operation, however, the stratification efficiency is often significantly lower due to changing flow rates. A stratification efficiency of 100% describes perfect temperature stratification of the heating water in the storage tank without disturbances, while a stratification efficiency of 0% describes complete mixing of the storage tank. One advantage of a stratified storage tank with an internal heat exchanger is that the lower section of the storage tank, which is intended for room heating, can preheat the domestic hot water as the domestic hot water flows through the heat exchanger from bottom to top. In this case, a cold water connection is provided at one lower end of the stratified storage tank and a hot water connection at one upper end.

[0015] Beide genannten Varianten der Speicherlösungen, die heute für den Betrieb mit Wärmepumpen üblich sind, haben also ihre eigenen Vor- und Nachteile. [0015] Both of the aforementioned variants of storage solutions that are common today for operation with heat pumps have their own advantages and disadvantages.

[0016] Ein weiterer Nachteil ergibt sich bei beiden Varianten bei der hydraulischen Einbindung von Heizungsspeichern bzw. Schichtenspeichern als Trennspeicher. Heizungsspeicher und Schichtenspeicher werden in Verbindung mit Wärmepumpen für den Heizungsbereich sehr häufig als sog. „Trennspeicher“ eingebaut. Diese hydraulische Einbindung beschreibt, dass die Wärmepumpe für die Beladung des Heizungsspeichers bzw. Schichtenspeichers einen eigenen Vorlaufanschluss für den wärmeren Vorlauf der Wärmepumpe im oberen Bereich des Heizungsspei-[0016] A further disadvantage arises with both variants in the hydraulic integration of heating storage tanks or stratified storage tanks as buffer tanks. Heating storage tanks and stratified storage tanks are very frequently installed as so-called "buffer tanks" in conjunction with heat pumps for the heating system. This hydraulic integration describes the situation that the heat pump has its own flow connection for the warmer flow of the heat pump in the upper part of the heating storage tank for charging the heating storage tank or stratified storage tank.

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chers (bei Schichtenspeichern im mittleren Bereich) sowie einen eigenen Rücklaufanschluss für den kühleren Rücklauf der Wärmepumpe im unteren Bereich des Heizungsspeichers bzw. des Schichtenspeichers nutzt, um den jeweiligen Speicher zu beladen. chers (in the middle area of stratified storage tanks) and a separate return connection for the cooler return of the heat pump in the lower area of the heating storage tank or the stratified storage tank to charge the respective storage tank.

[0017] Das Heizungsverteilsystem, welches z.B. für die Versorgung von Heizkörpern Wärmeenergie aus dem jeweiligen Speicher entnimmt, nutzt ebenfalls jeweils einen eigenen Heizkreisvorlaufanschluss, der sich bei normalen Heizungsspeichern im oberen Bereich und bei Schichtenspeichern im mittleren Bereich befindet. Ferner weist der jeweilige Speicher einen eigenen Heizkreisrücklaufanschluss im unteren Bereich des Speichers auf. Der Heizkreisvorlauf ist bei Wärmepumpen beispielsweise ca. 5 K bis 10 K wärmer als der Heizkreisrücklauf. Die Einbindung als Trennspeicher ist vorteilhaft, da der Volumenstrom der Wärmepumpe für die Wärmeversorgung des Speichers und der Volumenstrom des Heizungsverteilsystems für die Entnahme der Wärmeenergie für die Raumheizung teils stark schwanken und voneinander abweichen. Beide Volumenströme werden mit Hilfe von jeweils eigenen Umwälzpumpen gefördert. Dadurch kommt es auch innerhalb eines Heizungsspeichers bzw. im unteren Bereich eines Schichtenspeichers zu einer Durchmischung der Temperaturen, nämlich in diesem beschriebenen Fall nicht zwischen dem Bereich zur Erwärmung des Trinkwassers und dem Bereich für die Raumheizung, sondern durch die unterschiedlichen Vor- und Rücklauftemperaturen des Heizungsverteilsystems nur im Heizungsspeicher bzw. im unteren Bereich des Schichtenspeichers. [0017] The heating distribution system, which, for example, extracts thermal energy from the respective storage tank to supply radiators, also uses its own heating circuit supply connection. This connection is located in the upper section of standard heating storage tanks and in the middle section of stratified storage tanks. Furthermore, each storage tank has its own heating circuit return connection in the lower section. For example, the heating circuit supply is approximately 5 K to 10 K warmer than the heating circuit return in the case of heat pumps. Integration as a buffer storage tank is advantageous because the flow rate of the heat pump for supplying heat to the storage tank and the flow rate of the heating distribution system for extracting thermal energy for space heating can fluctuate considerably and differ from each other. Both flow rates are conveyed by their own separate circulation pumps. This also leads to a mixing of temperatures within a heating storage tank or in the lower area of a stratified storage tank, namely in this described case not between the area for heating the domestic hot water and the area for space heating, but due to the different flow and return temperatures of the heating distribution system only in the heating storage tank or in the lower area of the stratified storage tank.

[0018] Wenn die Wärmepumpe den Speicher z.B. mit einer Vorlauftemperatur von 40°C belädt, kann es durch die Durchmischung passieren, dass das Heizungsverteilsystem z.B. nur mit 38°C Vorlauftemperatur versorgt wird, was wiederum einen Effizienzverlust für die Wärmepumpe bedeutet. [0018] If the heat pump charges the storage tank, for example with a flow temperature of 40°C, the mixing may result in the heating distribution system being supplied with a flow temperature of, for example, only 38°C, which in turn means a loss of efficiency for the heat pump.

AUFGABE TASK

[0019] Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgabe zu Grunde, einen Warmwasser- und Heizungsspeicher bereitzustellen, der in Verbindung mit einer als Wärmepumpe ausgebildeten Heizeinrichtung die Nachteile der bekannten Varianten vermeidet, welche sich negativ auf die Effizienz der Wärmepumpe auswirken. [0019] The present invention is therefore based on the objective of providing a hot water and heating storage tank which, in conjunction with a heating device designed as a heat pump, avoids the disadvantages of the known variants, which have a negative impact on the efficiency of the heat pump.

LÖSUNG SOLUTION

[0020] Die zugrunde liegende Aufgabe wird mittels eines kombinierten Warmwasser- und Heizungsspeichers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und dem Ausführungsbeispiel. [0020] The underlying problem is solved by means of a combined hot water and heating storage tank with the features of claim 1. Advantageous embodiments are described in the dependent claims, the description, and the exemplary embodiment.

[0021] Der erfindungsgemäße Warmwasser- und Heizungsspeicher umfasst einen unteren Speicherteil und einen oberen Speicherteil. Beide Speicherteile weisen jeweils einen Speicherraum zur Bevorratung von Heizungswasser auf, das von der Wärmepumpe temperiert wurde. Die Speicherteile können beispielsweise jeweils von Stahlbehältern gebildet sein, wobei beide Speicherteile gleich groß oder unterschiedlich groß sein können. Vorzugsweise können beide Speicherteile rotationssymmetrisch geformt sein und zumindest im Wesentlichen denselben Durchmesser aufweisen. [0021] The hot water and heating storage tank according to the invention comprises a lower storage part and an upper storage part. Both storage parts each have a storage chamber for storing heating water that has been tempered by the heat pump. The storage parts can, for example, each be formed by steel tanks, and both storage parts can be the same size or of different sizes. Preferably, both storage parts can be rotationally symmetrical and have at least substantially the same diameter.

[0022] Von den Speicherteilen bereitgestellte Speicherräume, in denen jeweils ein Volumen von Heizungswasser vorhaltbar ist, sind hydraulisch voneinander getrennt. Auf diese Weise kann eine Durchmischung der in den Speicherräumen der Speicherteile vorgehaltenen Volumina des Heizungswassers nicht auftreten. [0022] The storage chambers provided by the storage components, each of which can hold a volume of heating water, are hydraulically separated from one another. In this way, the volumes of heating water held in the storage chambers of the storage components cannot mix.

[0023] Die beiden Speicherteile weisen jeweils einen Vorlaufanschluss zum Anschluss des jeweiligen Speicherraums an einen Vorlauf der Wärmepumpe und jeweils einen Rücklaufanschluss zum Anschluss des jeweiligen Speicherraums an einen Rücklauf der Wärmepumpe auf. Zur Bereitstellung unterschiedlicher Temperaturen können die Vorlaufanschlüsse mit unterschiedlichen Vorläufen der Wärmepumpe zusammenwirken. Die Vorlaufanschlüsse können jedoch auch mit demselben Vorlauf der Wärmepumpe verbunden sein. Dasselbe gilt für die Rücklaufanschlüsse. [0023] The two storage compartments each have a flow connection for connecting the respective storage compartment to a flow line of the heat pump and each have a return connection for connecting the respective storage compartment to a return line of the heat pump. To provide different temperatures, the flow connections can be connected to different flow lines of the heat pump. However, the flow connections can also be connected to the same flow line of the heat pump. The same applies to the return connections.

[0024] Der untere Speicherteil weist einen Heizkreisvorlaufanschluss zum Anschluss des Spei-[0024] The lower storage part has a heating circuit supply connection for connecting the storage tank.

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cherraums des unteren Speicherteils an einen Vorlauf eines Heizungsverteilsystems des Gebäudes und einen Heizkreisrücklaufanschluss zum Anschluss des Speicherraums des unteren Speicherteils an einen Rücklauf des Heizungsverteilsystems des Gebäudes auf. Damit dient der untere Speicherteil der Raumheizung. Mit anderen Worten wird von dem unteren Speicherteil das Heizungsverteilsystem mit erwärmtem Heizungswasser beschickt. Das Temperaturniveau des Heizungswassers in dem Speicherraum des unteren Speicherteils ist geringer als in dem oberen Speicherteil, beispielsweise im Bereich zwischen 30°C und 50°C. In dem Speicherraum des oberen Speicherteil beträgt die Temperatur des Heizungswasser beispielsweise und vorzugsweise zwischen 50°C und 60°C. The lower storage compartment is connected to a flow pipe of the building's heating distribution system and to a return pipe of the heating circuit. Thus, the lower storage compartment serves for space heating. In other words, the heating distribution system is supplied with heated water from the lower storage compartment. The temperature of the heating water in the lower storage compartment is lower than in the upper storage compartment, for example, in the range between 30°C and 50°C. In the upper storage compartment, the temperature of the heating water is, for example, and preferably, between 50°C and 60°C.

[0025] Der obere Speicherteil und der untere Speicherteil sind übereinander angeordnet und als eine bauliche Einheit miteinander verbunden. Beispielsweise und vorzugsweise können die beiden Speicherteile mechanisch fest miteinander verschraubt, verschweißt oder verklebt sein oder eine Kombination davon. Vorzugsweise ist der obere Speicherteil mittels Verbindungsfüßen auf dem unteren Speicherteil abgestützt. Der untere Speicherteil kann beispielsweise und vorzugsweise mit Standfüßen zusammenwirken, mittels der der untere Speicherteil auf einem Untergrund aufstellbar ist. [0025] The upper storage part and the lower storage part are arranged one above the other and connected to each other as a single structural unit. For example, and preferably, the two storage parts can be mechanically screwed, welded, or glued together, or a combination thereof. Preferably, the upper storage part is supported on the lower storage part by means of connecting feet. The lower storage part can, for example, and preferably, interact with feet by means of which the lower storage part can be placed on a surface.

[0026] Zwischen beiden Speicherteilen ist vorzugsweise eine thermische Zwischendämmung angeordnet, die die beiden Speicherteile thermisch voneinander isoliert. Bei dieser Zwischendämmung kann es sich beispielsweise und vorzugsweise um in der Technik bekannte Wärmedämmung handeln, die für die Dämmung von Wasserspeichern verwendet wird. Die Zwischendämmung vermindert einen Austausch von Wärmeenergie zwischen den beiden Speicherteilen. [0026] Preferably, thermal insulation is arranged between the two storage parts, which thermally isolates the two storage parts from each other. This insulation can, for example, and preferably, be thermal insulation known in the art for insulating water storage tanks. The insulation reduces the exchange of heat energy between the two storage parts.

[0027] Zudem sind beide Speicherteile mittels einer gemeinsamen thermischen Außendämmung eingefasst, die die beiden Speicherteile zu einer Umgebung hin thermisch isoliert. Auf diese Weise ist ein Verlust von Wärmeenergie an die Umgebung bzw. nach außen vermindert. Die Außendämmung kann von an sich bekannter Wärmedämmung gebildet sein, die üblicherweise für die Dämmung von Wasserspeichern verwendet wird. Insbesondere können die Zwischendämmung und die Außendämmung von demselben Material gebildet sein. [0027] Furthermore, both storage components are enclosed by a common external thermal insulation, which thermally insulates the two storage components from the environment. In this way, the loss of heat energy to the environment or to the outside is reduced. The external insulation can be made of thermal insulation material known per se, which is commonly used for insulating water storage tanks. In particular, the intermediate insulation and the external insulation can be made of the same material.

[0028] In dem Speicherraum des oberen Speicherteils ist ein oberer Wärmetauscher und in dem Speicherraum des unteren Speicherteils ein unterer Wärmetauscher angeordnet. Die beiden Wärmetauscher sind beispielsweise und vorzugsweise jeweils von Edelstahl gebildet. Beispielsweise können die Wärmetauscher jeweils in Form einer gewendelten Rohrleitung ausgebildet sein. Die Wärmetauscher sind jeweils für die Erwärmung des Trinkwassers vorgesehen und eingerichtet. Insbesondere kann Wärmeenergie von dem Heizungswasser durch eine Wandung (insbesondere Rohrwandung) des jeweiligen Wärmetauschers hindurch in das innerhalb des Wärmetauschers geführte Trinkwasser übergehen und dieses dadurch im Zuge der Durchströmung der Wärmetauscher sukzessiv erwärmen. [0028] An upper heat exchanger is arranged in the storage space of the upper storage section, and a lower heat exchanger is arranged in the storage space of the lower storage section. Both heat exchangers are, for example, and preferably, made of stainless steel. For example, the heat exchangers can each be designed in the form of a coiled pipe. The heat exchangers are each designed and configured for heating the drinking water. In particular, thermal energy from the heating water can pass through a wall (especially a pipe wall) of the respective heat exchanger into the drinking water flowing within the heat exchanger, thereby successively heating the drinking water as it flows through the heat exchangers.

[0029] Der untere Wärmetauscher weist einen Kaltwasseranschluss zur Zuleitung von untemperiertem Trinkwasser und der obere Wärmetauscher einen Warmwasseranschluss zur Ableitung von erwärmtem Trinkwasser auf. Hierbei sind die beiden Wärmetauscher hydraulisch miteinander verbunden und strömungstechnisch in Reihe geschaltet, sodass untemperiertes Trinkwasser ausgehend von dem Kaltwasseranschluss zunächst den unteren Wärmetauscher durchströmen und dabei von dem in dem Speicherraum des unteren Speicherteils befindlichen Heizungswasser erwärmt werden kann. Das so (vor-)erwärmte Trinkwasser kann sodann von dem unteren Wärmetauscher in den oberen Wärmetauscher überströmen und diesen in Richtung des Warmwasseranschlusses durchströmen. Hierbei wird das Trinkwasser von dem in dem Speicherraum des oberen Speicherteils befindlichen Heizungswasser weiter erwärmt. Schließlich kann das (fertig) erwärmte Trinkwasser an dem Warmwasseranschluss aus dem oberen Wärmetauscher austreten. [0029] The lower heat exchanger has a cold water connection for supplying unheated drinking water, and the upper heat exchanger has a hot water connection for discharging heated drinking water. The two heat exchangers are hydraulically connected and flow-wise arranged in series, so that unheated drinking water from the cold water connection first flows through the lower heat exchanger and is heated by the heating water located in the storage chamber of the lower storage unit. The (pre-)heated drinking water can then flow from the lower heat exchanger into the upper heat exchanger and through it towards the hot water connection. Here, the drinking water is further heated by the heating water located in the storage chamber of the upper storage unit. Finally, the (fully) heated drinking water can exit the upper heat exchanger at the hot water connection.

[0030] Der in Anspruch 1 angegebene kombinierte Warmwasser- und Heizungsspeicher hat viele Vorteile. Insbesondere nutzt er den Vorteil einer kleineren Speicherhülle (geringer Wärmeverlust und kleinere Aufstellfläche) bei einer vollständigen thermischen Trennung beider Temperaturbereiche, das heißt der beiden Speicherbauteile (Erwärmung Trinkwasser im oberen Speicherteil [0030] The combined hot water and heating storage tank specified in claim 1 has many advantages. In particular, it utilizes the advantage of a smaller storage shell (low heat loss and smaller footprint) with complete thermal separation of both temperature ranges, i.e., of the two storage components (heating of domestic hot water in the upper storage part).

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und Entnahme Heizungswasser für die Raumheizung im unteren Speicherteil). Es kommt zu keiner Durchmischung der Volumina des in den Speicherräumen der beiden Speicherteile vorgehaltenen Heizungswassers und entsprechend zu keinen damit einhergehenden Effizienzverlusten. Zudem wird das Trinkwasser bei der Durchströmung des unteren Wärmetauschers in dem unteren Speicherteil vorgewärmt, wodurch der Anteil der hohen Temperaturen, die für den oberen Speicherteil für die Erwärmung des Trinkwassers auf ein gewünschtes Endtemperaturniveau (beispielsweise 50°C) benötigt werden, an der Gesamtheizarbeit der Wärmepumpe gesenkt wird. Die Wärmepumpe kann durch die Erfindung deutlich effizienter betrieben werden und verbraucht so insgesamt weniger Strom. (and extraction of heating water for space heating in the lower storage section). There is no mixing of the volumes of heating water held in the storage chambers of the two storage sections, and consequently, no associated efficiency losses. Furthermore, the potable water is preheated in the lower storage section as it flows through the lower heat exchanger, thus reducing the proportion of high temperatures required for heating the potable water to a desired final temperature level (e.g., 50°C) in the upper storage section, relative to the overall heating work of the heat pump. The invention allows the heat pump to be operated significantly more efficiently, resulting in lower overall electricity consumption.

[0031] In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der kombinierte Warmwasser- und Heizungsspeicher eine Überströmlanze, mittels der der Vorlaufanschluss des unteren Speicherteils und der Heizkreisvorlaufanschluss strömungstechnisch direkt miteinander verbunden sind. Durch die Überströmlanze kann das Heizungswasser mithin unmittelbar von dem Vorlauf der Wärmepumpe in den Vorlauf des Heizkreises überströmen, ohne zunächst in den Speicherraum des unteren Speichers eintreten zu müssen. Die Überströmlanze erstreckt sich durch den Speicherraum des unteren Speicherteils, wobei die Überströmlanze einen Ringspalt aufweist, durch den hindurch sowohl Heizungswasser in den Speicherraum des unteren Speicherteils als auch Heizungswasser von dem Speicherraum des unteren Speicherteils in die Überströmlanze übertreten kann. Mit anderen Worten ist es sowohl möglich, von dem Vorlauf der Wärmepumpe stammendes Wasser durch den Ringspalt in den Speicherraum des unteren Speicherteils einzuleiten und diesen dadurch zu „laden“ (mit Wärmeenergie) als auch Wärmeenergie aus dem Speicherraum zu entnehmen, wobei das Heizungswasser durch den Ringspalt und durch die Überströmlanze zu dem Heizkreisvorlaufanschluss strömt. Folglich ist mittels der Überströmlanze ein Überströmen unterschiedlicher Volumenströme von dem Vorlaufanschluss des unteren Speicherteils zu dem Heizkreisvorlaufanschluss einerseits und von dem Vorlaufanschluss des unteren Speicherteils in den Speicherraum des unteren Speicherteils andererseits möglich. [0031] In an advantageous embodiment, the combined hot water and heating storage tank includes a bypass lance by means of which the flow connection of the lower storage section and the heating circuit flow connection are directly connected to each other in terms of flow flow. The bypass lance thus allows the heating water to flow directly from the heat pump flow into the heating circuit flow without first having to enter the storage space of the lower storage tank. The bypass lance extends through the storage space of the lower storage section and has an annular gap through which heating water can flow into the storage space of the lower storage section and heating water can flow from the storage space of the lower storage section into the bypass lance. In other words, it is possible both to introduce water from the heat pump's flow pipe through the annular gap into the storage chamber of the lower storage tank section, thereby "charging" it (with thermal energy), and to extract thermal energy from the storage chamber, with the heating water flowing through the annular gap and the overflow lance to the heating circuit flow connection. Consequently, the overflow lance allows for the transfer of different flow rates from the flow connection of the lower storage tank section to the heating circuit flow connection on the one hand, and from the flow connection of the lower storage tank section into the storage chamber of the lower storage tank section on the other.

[0032] Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die von der Wärmepumpe erzeugte Vorlauftemperatur immer dann unmittelbar und ohne Temperaturdurchmischungen in den Heizkreisvorlauf strömen kann, wenn der von der Wärmepumpe bereitgestellte Volumenstrom von erwärmtem Heizungswasser (das heißt der Volumenstrom im Wärmepumpenkreis) größer ist als der Volumenstrom im Heizkreis, was der Mehrheit der Betriebszustände während der Heizsaison entspricht. Es gibt in diesem Zusammenhang in der Heizsaison 2 Betriebszustände. 1. Betriebszustand: die Wärmepumpe ist in Betrieb, warmes Vorlaufwasser strömt einerseits direkt in den Heizkreisvorlauf und ein Volumenstromüberschuss strömt über den Ringspalt in den unteren Speicherteil. 2. Betriebszustand: die Wärmepumpe ist nicht in Betrieb, in diesem Fall wird der Heizkreis nur mit der gespeicherten Wärme aus dem unteren Speicherteil versorgt, das Heizungswasser wird dem Heizkreis über den Ringspalt der Überströmlanze zugeführt. [0032] This design has the advantage that the flow temperature generated by the heat pump can always flow directly into the heating circuit flow without temperature mixing whenever the volume flow of heated heating water provided by the heat pump (i.e., the volume flow in the heat pump circuit) is greater than the volume flow in the heating circuit, which corresponds to the majority of operating conditions during the heating season. In this context, there are two operating conditions during the heating season. 1. Operating condition: the heat pump is in operation; warm flow water flows directly into the heating circuit flow, and an excess volume flow flows through the annular gap into the lower part of the storage tank. 2. Operating condition: the heat pump is not in operation; in this case, the heating circuit is supplied only with the stored heat from the lower part of the storage tank, and the heating water is supplied to the heating circuit via the annular gap of the overflow lance.

[0033] Weiterhin kann eine solche Ausgestaltung des kombinierten Warmwasser- und Heizungsspeichers vorteilhaft sein, bei der dieser einen Zirkulationsanschluss zum Anschluss an ein Zirkulationsleitungssystem des Gebäudes aufweist, wobei der Zirkulationsanschluss an einer Verbindungsleitung zwischen dem oberen Wärmetauscher und dem unteren Wärmetauscher angeordnet und hydraulisch mit beiden Wärmetauschern verbunden ist. Beispielsweise und vorzugsweise kann der Zirkulationsanschluss im Bereich der Zwischendämmung zwischen den beiden Speicherteilen angeordnet sein, wobei die Verbindungsleitung der beiden Wärmetauscher sich durch die Zwischendämmung hindurch erstreckt, um die beiden Wärmetauscher hydraulisch miteinander zu verbinden. Die Anordnung des Zirkulationsanschlusses hat den Vorteil, dass das rezirkulierte Trinkwasser, das noch eine recht hohe Temperatur aufweist, direkt in den oberen Wärmetauscher eingeleitet werden kann, das heißt unter Umgehung des unteren Wärmetauschers. Auf diese Weise wird ein indirekter Austausch von Wärmeenergie zwischen den beiden Speicherteilen, der ansonsten durch das in dem Zirkulationssystem zirkulierende Trinkwasser entstünde, vermieden. Mit anderen Worten wird durch die Position des Anschlusses vermieden, dass das rezirkulierte Trinkwasser, welches noch eine recht hohe Temperatur aufweist, im unteren Wärmetauscher durch die niedrigere Speichertemperatur zunächst abkühlt und dann dadurch [0033] Furthermore, such a configuration of the combined hot water and heating storage tank can be advantageous in which it has a circulation connection for connection to a building circulation system, wherein the circulation connection is arranged on a connecting pipe between the upper heat exchanger and the lower heat exchanger and is hydraulically connected to both heat exchangers. For example, and preferably, the circulation connection can be arranged in the area of the intermediate insulation between the two storage parts, with the connecting pipe of the two heat exchangers extending through the intermediate insulation to hydraulically connect the two heat exchangers. The arrangement of the circulation connection has the advantage that the recirculated drinking water, which still has a relatively high temperature, can be introduced directly into the upper heat exchanger, i.e., bypassing the lower heat exchanger. In this way, an indirect exchange of heat energy between the two storage parts, which would otherwise occur through the drinking water circulating in the circulation system, is avoided. In other words, the position of the connection prevents the recirculated drinking water, which still has a fairly high temperature, from first cooling down in the lower heat exchanger due to the lower storage temperature and then from becoming hotter.

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den oberen Speicher zusätzlich abkühlt. additionally cools the upper storage area.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE EXAMPLES OF EXECUTION

[0034] Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt: [0034] The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment illustrated in the figures. It shows:

Fig. 1: Schnittzeichnung des kombinierten Warmwasser- und Heizungsspeichers von der Seite, Fig. 1: Sectional drawing of the combined hot water and heating storage tank from the side,

Fig. 2: Schnitt des kombinierten Warmwasser- und Heizungsspeichers von oben. Fig. 2: Section of the combined hot water and heating storage tank from above.

[0035] Das Ausführungsbeispiel umfasst einen kombinierten Warmwasser- und Heizungsspeicher 21. Dieser umfasst zwei Speicherteile 1, 2, nämlich einen oberen Speicherteil 1 und einen unteren Speicherteil 2. Die beiden Speicherteile 1, 2 sind übereinander angeordnet, wobei der obere Speicherteil 1 mittels Verbindungsfüßen 19 an dem unteren Speicherteil 2 gelagert ist. Der untere Speicherteil 2 ist mittels Standfüßen auf einem Untergrund aufgestellt. Beide Speicherteile 1, 2 sind bei Vorliegen des Warmwasser- und Heizungsspeichers 21 in einem Betriebszustand mit Heizungswasser gefüllt. [0035] The exemplary embodiment comprises a combined hot water and heating storage tank 21. This comprises two storage parts 1, 2, namely an upper storage part 1 and a lower storage part 2. The two storage parts 1, 2 are arranged one above the other, with the upper storage part 1 being mounted on the lower storage part 2 by means of connecting feet 19. The lower storage part 2 is placed on a base by means of feet. When the hot water and heating storage tank 21 is in an operating state, both storage parts 1, 2 are filled with heating water.

[0036] Der obere Speicherteil 1 verfügt über einen Vorlaufanschluss 9 für den Anschluss des oberen Speicherteils 1 bzw. dessen Speicherraums an einen Vorlauf einer in den Figuren nicht dargestellten Wärmepumpe. Der Vorlaufanschluss 9 ist in einem oberen Bereich des oberen Speicherteils 1 angeordnet. Ferner verfügt der obere Speicherteil 1 über einen entsprechenden Rücklaufanschluss 10, der in einem unteren Bereich des oberen Speicherteils 1 angeordnet ist. Über den Rücklaufanschluss 10 wird Heizungswasser zurück zur Wärmepumpe zirkuliert. Mit anderen Worten ist der Speicherraum des oberen Speicherteils 1 mittels des Rücklaufanschlusses 10 an einen Rücklauf der Wärmepumpe angeschlossen. Analog hierzu verfügt auch der untere Speicherteil 2 über einen Vorlaufanschluss 12 für einen Vorlauf der Wärmepumpe und über einen Rücklaufanschluss 13 für den Rücklauf der Wärmepumpe. [0036] The upper storage section 1 has a flow connection 9 for connecting the upper storage section 1, or its storage space, to a flow line of a heat pump (not shown in the figures). The flow connection 9 is located in an upper region of the upper storage section 1. Furthermore, the upper storage section 1 has a corresponding return connection 10, which is located in a lower region of the upper storage section 1. Heating water is circulated back to the heat pump via the return connection 10. In other words, the storage space of the upper storage section 1 is connected to a return line of the heat pump by means of the return connection 10. Similarly, the lower storage section 2 also has a flow connection 12 for a flow line of the heat pump and a return connection 13 for the return line of the heat pump.

[0037] Beide Speicherteile 1, 2 sind zudem jeweils mit einer Entlüftung 17, 18 ausgestattet. [0037] Both storage parts 1, 2 are also each equipped with a vent 17, 18.

[0038] Der untere Speicherteil 2 versorgt mindestens einen Heizkreis (beispielsweise zwei Heizkreise, einen für Heizkörper und einen für eine FuRbodenheizung) und dient der Vorwärmung des Trinkwassers. Er wird von der Wärmepumpe mit einem niedrigen Temperaturniveau beladen (z.B. 30°C bis 50°C). Der obere Speicherteil 1 wird für die Erwärmung des Trinkwassers genutzt und wird von der Wärmepumpe mit höheren Temperaturen beladen (z.B. 50°C bis 60°C). [0038] The lower storage section 2 supplies at least one heating circuit (for example, two heating circuits, one for radiators and one for underfloor heating) and serves to preheat the domestic hot water. It is charged by the heat pump with a low temperature level (e.g., 30°C to 50°C). The upper storage section 1 is used for heating the domestic hot water and is charged by the heat pump with higher temperatures (e.g., 50°C to 60°C).

[0039] Beide Speicherteile 1, 2 sind aber, anders als bei Schichtenspeichern, welche aus einem Behälter bestehen, nicht direkt über das Heizungswasser verbunden, sondern hydraulisch voneinander getrennt. Mit anderen Worten besteht keine unmittelbare hydraulische Verbindung zwischen den Speicherräumen der beiden Speicherteile 1, 2, in denen die Speicherteile 1, 2 das Heizungswasser vorhalten. Eine Durchmischung der Volumina des Heizungswassers, das in den Speicherräumen der Speicherteile 1, 2 gelagert ist, ist damit unterbunden. Mit anderen Worten findet keine Durchmischung der Wassermassen zwischen dem Warmwasserteil (oberer Speicherteil 1) und dem Heizungsteil (unterer Speicherteil 2) statt. [0039] However, unlike stratified storage tanks, which consist of a single container, the two storage sections 1 and 2 are not directly connected via the heating water, but are hydraulically separated from each other. In other words, there is no direct hydraulic connection between the storage chambers of the two storage sections 1 and 2, in which the storage sections 1 and 2 hold the heating water. Mixing of the volumes of heating water stored in the storage chambers of the storage sections 1 and 2 is thus prevented. In other words, no mixing of the water masses takes place between the hot water section (upper storage section 1) and the heating section (lower storage section 2).

[0040] Zwischen den Speicherteilen 1, 2 ist eine Zwischendämmung 7 installiert, sodass auch der Effekt der Wärmeübertragung zwischen den beiden Speicherteilen 1, 2 durch Wärmeleitung minimiert wird. [0040] An intermediate insulation 7 is installed between the storage parts 1, 2, so that the effect of heat transfer between the two storage parts 1, 2 by heat conduction is also minimized.

[0041] Für die Erwärmung des Trinkwassers ist in beiden Speicherteilen 1, 2 jeweils ein Wärmetauscher 3, 4 angeordnet. Die Wärmetauscher 3, 4 sind hier und vorzugsweise zumindest im Wesentlichen baugleich. Die Wärmetauscher 3, 4 sind jeweils von Edelstahl gebildet, wobei sie hier von jeweils von einem Edelstahlwellrohr gebildet sind. Mit anderen Worten umfassen die Wärmetauscher 3, 4 jeweils ein in einer Wendel gelegtes Edelstahlrohr. Die Wärmetauscher 3, 4 sind derart in den Speicherräumen der Speicherteile 1, 2 angeordnet, dass sie innerhalb der Speicherräume von dem darin gelagerten Heizungswasser umgeben sind. [0041] For heating the drinking water, a heat exchanger 3, 4 is arranged in each of the two storage sections 1, 2. The heat exchangers 3, 4 are, and preferably, at least substantially identical in construction. The heat exchangers 3, 4 are each made of stainless steel, specifically each of a stainless steel corrugated tube. In other words, the heat exchangers 3, 4 each comprise a stainless steel tube arranged in a coil. The heat exchangers 3, 4 are arranged in the storage chambers of the storage sections 1, 2 such that they are surrounded by the heating water stored therein.

[0042] Das kalte Trinkwasser strömt zuerst durch einen Kaltwasseranschluss 15 in den unteren [0042] The cold drinking water first flows through a cold water connection 15 into the lower

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Wärmetauscher 3 des unteren Speicherteils 2 ein und wird dort im Zuge der Durchströmung des unteren Wärmetauschers 3 bereits vorgewärmt. Hierbei geht Wärmeenergie des Heizungswassers, das in dem Speicherraum des unteren Speicherteils 2 vorgehalten ist, durch eine Rohrwandung des Wärmetauschers 3 auf das den Wärmetauscher 3 durchströmende Trinkwasser über. The water enters the heat exchanger 3 of the lower storage section 2 and is preheated there as it flows through the lower heat exchanger 3. In this process, thermal energy from the heating water, which is stored in the storage space of the lower storage section 2, is transferred through a pipe wall of the heat exchanger 3 to the potable water flowing through the heat exchanger 3.

[0043] Danach strömt das vorgewärmte Trinkwasser durch eine Verbindungsleitung von dem unteren Wärmetauscher 3 zu dem oberen Wärmetauscher 4 über, der in dem oberen Speicherteil 1 angeordnet ist. Mittels des oberen Wärmetauschers 4 wird das Trinkwasser aufgrund der h6öheren Temperatur des Heizungswassers im oberen Speicherteil 1 auf die endgültige Temperatur nacherwärmt. Das erwärmte Trinkwasser kann sodann an einem Warmwasseranschluss 8 entnommen und den Zapfstellen des jeweiligen Gebäudes zugeleitet werden. Durch die Vorwärmung im unteren Speicherteil 2 reduziert sich die erforderliche Wärmemenge für den oberen Speicherteil 1 mit den höheren Temperaturen. [0043] The preheated drinking water then flows through a connecting line from the lower heat exchanger 3 to the upper heat exchanger 4, which is located in the upper storage section 1. The upper heat exchanger 4 reheats the drinking water to its final temperature due to the higher temperature of the heating water in the upper storage section 1. The heated drinking water can then be drawn off at a hot water connection 8 and supplied to the taps in the respective building. The preheating in the lower storage section 2 reduces the amount of heat required for the upper storage section 1 with its higher temperatures.

[0044] Beide übereinander angeordneten Speicherteile 1, 2 sind mittels einer gemeinsamen AuBendämmung 6 gegen Wärmeverluste nach außen geschützt. Die Aufstellfläche des kombinierten Warmwasser- und Heizungsspeichers 21 ist geringer als bei einer getrennten Aufstellung von zwei separaten Speichern und die Wärmeverluste sind durch die geringere Oberfläche ebenfalls geringer. [0044] Both storage components 1, 2, arranged one above the other, are protected against heat loss to the outside by means of a common external insulation 6. The footprint of the combined hot water and heating storage tank 21 is smaller than with a separate installation of two separate storage tanks, and the heat losses are also lower due to the smaller surface area.

[0045] Der kombiniere Warmwasser -und Heizungsspeicher 21 weist in dem unteren Speicherteil 2, der zur Speisung des mindestens einen Heizkreises mit Heizungswasser verwendet wird, hier und vorzugsweise eine Überströmlanze 5 auf. Diese ist derart verbaut, dass sie sich durch den Speicherraum des unteren Speicherteils 2 erstreckt. Durch die Überströmlanze 5 wird im Heizbetrieb erreicht, dass die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe über den Vorlaufanschluss 12 des unteren Speicherteils 2 direkt in einen Heizkreisvorlaufanschluss 11 für ein Heizungsverteilsystem des Heizkreises strömen kann. [0045] The combined hot water and heating storage tank 21 has, in the lower storage section 2, which is used to supply the at least one heating circuit with heating water, here and preferably an overflow lance 5. This is installed in such a way that it extends through the storage space of the lower storage section 2. During heating operation, the overflow lance 5 ensures that the flow temperature of the heat pump can flow directly into a heating circuit flow connection 11 for a heating distribution system of the heating circuit via the flow connection 12 of the lower storage section 2.

[0046] Die Überströmlanze 5 umfasst ein inneres Rohr mit kleinerem Durchmesser, durch welches das Heizungswasser von der Wärmepumpe über den Vorlaufanschluss 12 der Wärmepumpe einströmt. Ferner umfasst die Überströmlanze 5 ein äußeres Rohr, das im Vergleich zu dem inneren Rohr einen größeren Durchmesser aufweist. Der Innendurchmesser des äußeren Rohres ist hier und vorzugsweise einige Millimeter, beispielsweise 3 mm, größer als der Außendurchmesser des inneren Rohres. Dadurch ergibt sich zwischen dem äußeren und dem inneren Rohr ein Ringspalt. Das innere Rohr ist einige Zentimeter, beispielsweise 4 cm, in das äußere Rohr eingeführt. [0046] The overflow lance 5 comprises an inner pipe with a smaller diameter through which the heating water flows from the heat pump via the flow connection 12 of the heat pump. Furthermore, the overflow lance 5 comprises an outer pipe which has a larger diameter compared to the inner pipe. The inner diameter of the outer pipe is preferably a few millimeters, for example 3 mm, larger than the outer diameter of the inner pipe. This creates an annular gap between the outer and inner pipes. The inner pipe is inserted a few centimeters, for example 4 cm, into the outer pipe.

[0047] Ist nun ein Volumenstrom des Heizungswassers, der von der Wärmepumpe stammt und durch den Vorlaufanschluss 12 des unteren Speicherteils 2 den unteren Speicherteil 2 mit Wärmeenergie versorgt, nicht identisch zu einem Volumenstrom des Heizungswassers, der durch den Heizkreisvorlaufanschluss 11 in den mindestens einen Heizkreis eintritt und dem unteren Speicherteil 2 somit Wärmeenergie entnimmt, nicht identisch, kann die Differenz der Volumenströme durch den offenen Ringspalt der Überströmlanze 5 ausgeglichen werden. Dabei ist in den meisten Betriebszuständen der von der Wärmepumpe stammende Volumenstrom größer als der Volumenstrom, welcher - beispielsweise angetrieben über eine Heizkreispumpe - dem Heizkreis zugeführt wird. Die von der Wärmepumpe produzierte Temperatur, das heißt der Anteil des von der Wärmepumpe zur Verfügung gestellten Volumenstroms des erwärmten Heizungswassers, der von dem Heizkreis abgerufen wird, strömt dann durch die Überströmlanze 5 ungehindert in den Heizkreisvorlaufanschluss 11. Ein Volumenstrom-Überschuss, der nicht von dem Heizkreis abgerufen wird, strömt derweil in den oberen Bereich des Speicherraums des unteren Speicherteils 2, der folglich die überschüssige Wärmeenergie speichert. Im Heizkreis kommt damit eine höhere Temperatur an als bei der üblichen Einbindung eines Heizungsspeichers als Trennspeicher. Dadurch kann die Vorlauftemperatur der Wärmepumpe abgesenkt werden. [0047] If the flow rate of the heating water originating from the heat pump and supplying the lower storage section 2 with heat energy via the supply connection 12 of the lower storage section 2 is not identical to the flow rate of the heating water entering the at least one heating circuit via the heating circuit supply connection 11 and thus extracting heat energy from the lower storage section 2, the difference in flow rates can be compensated for by the open annular gap of the overflow lance 5. In most operating conditions, the flow rate originating from the heat pump is greater than the flow rate supplied to the heating circuit – for example, driven by a heating circuit pump. The temperature produced by the heat pump, that is, the portion of the heated water flow supplied by the heat pump that is drawn by the heating circuit, then flows unimpeded through the bypass lance 5 into the heating circuit supply connection 11. Any excess flow not drawn by the heating circuit flows into the upper section of the storage chamber of the lower storage tank 2, which consequently stores the excess heat energy. This results in a higher temperature reaching the heating circuit than with the conventional integration of a heating storage tank as a buffer tank. Consequently, the heat pump's supply temperature can be reduced.

[0048] Im Sommer, also außerhalb der Heizsaison, ist nur der obere Speicherteil 1 aktiv, was die Wärmeverluste minimiert. Verfügt die Wärmepumpe über eine Kühlfunktion, so kühlt das kalte Trinkwasser, welches auch im Sommer durch den unteren Wärmetauscher 3 des unteren Speicherteils 2 strömt, das Heizungswasser im unteren Speicherteil 2 ab und unterstützt damit auf [0048] In summer, i.e., outside the heating season, only the upper storage section 1 is active, which minimizes heat losses. If the heat pump has a cooling function, the cold drinking water, which also flows through the lower heat exchanger 3 of the lower storage section 2 in summer, cools the heating water in the lower storage section 2 and thus assists in

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natürliche Weise die Kühlfunktion. Das Trinkwasser wird auch im Kühlfall von etwa 10°C auf 15°C vorgewärmt, was in den Sommermonaten den Wärmebedarf für das Warmwasser reduziert. The cooling function is naturally integrated. Even when cooling, the drinking water is preheated from approximately 10°C to 15°C, which reduces the heating requirement for hot water during the summer months.

[0049] Für den Rücklauf des Heizungsverteilsystems weist der untere Speicherteil 2 mindestens einen Heizkreisrücklaufanschluss 14, 16 auf. In dem gezeigten Beispiel sind zwei Heizkreisrücklaufanschlüsse 14, 16 vorhanden, die auf unterschiedlichen Höhenniveaus an dem unteren Speicherteil 2 ausgebildet sind, um verschiedene Hydraulikvarianten zu ermöglichen. Beispielsweise kann es je nach Volumenstrom des Heizkreises auch vorteilhaft sein, den heizkreisrücklauf nicht im unteren Bereich des unteren Speicherteils 2, sondern im mittleren Bereich des Speicherteils 2 einzubinden. [0049] For the return flow of the heating distribution system, the lower storage section 2 has at least one heating circuit return connection 14, 16. In the example shown, two heating circuit return connections 14, 16 are provided, which are formed at different height levels on the lower storage section 2 in order to allow for different hydraulic configurations. For example, depending on the flow rate of the heating circuit, it may also be advantageous to connect the heating circuit return not in the lower area of the lower storage section 2, but in the middle area of the storage section 2.

[0050] In dem gezeigten Beispiel ist in dem Haus, zu dem der kombinierte Warmwasser- und Heizungsspeicher 21 gehört, eine Zirkulationssystem für die Zirkulation von warmem Trinkwasser installiert. Dieses Zirkulationssystem ist mittels eines Zirkulationsanschlusses 20 an die Wärmetauscher 3, 4 angeschlossen. Der Zirkulationsanschluss 20 ist hier und vorzugsweise an der Verbindungsleitung positioniert, die den oberen Wärmetauscher 3 und den unteren Wärmetauscher 4 miteinander verbindet. Hierdurch wird bewirkt, dass das warme Trinkwasser nur durch den oberen Wärmetauscher 4 im oberen Speicherteil 1 zirkuliert. Damit wird auch bei einem vorhandenen Zirkulationssystem für das Trinkwasser verhindert, dass sich die Temperaturen des unteren Speicherteils 2 und des oberen Speicherteils 1 aneinander angleichen. [0050] In the example shown, a circulation system for hot drinking water is installed in the house to which the combined hot water and heating storage tank 21 belongs. This circulation system is connected to the heat exchangers 3, 4 by means of a circulation connection 20. The circulation connection 20 is positioned here, and preferably on the connecting pipe that links the upper heat exchanger 3 and the lower heat exchanger 4. This ensures that the hot drinking water circulates only through the upper heat exchanger 4 in the upper storage section 1. This prevents the temperatures of the lower storage section 2 and the upper storage section 1 from equalizing, even with a circulation system for the drinking water present.

A hes AT 18 587 U1 2025-12-15 A hes AT 18 587 U1 2025-12-15

Ss N Ss N

BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE MARK LIST

1 oberer Speicherteil 1 upper storage section

2 unterer Speicherteil 2 lower storage part

3 unterer Wärmetauscher 3 lower heat exchangers

4 oberer Wärmetauscher 4 upper heat exchanger

5 Überströmlanze 5 Overflow lance

6 Außendämmung 6 External insulation

7 Zwischendämmung 7 Intermediate insulation

8 Warmwasseranschluss 8 Hot water connection

9 Vorlaufanschluss des oberen Speicherteils 10 Rücklaufanschluss des oberen Speicherteils 11 Heizkreisvorlaufanschluss 9 Flow connection of the upper storage section 10 Return connection of the upper storage section 11 Heating circuit flow connection

12 Vorlaufanschluss des unteren Speicherteils 13 Rücklaufanschluss des unteren Speicherteils 14 Heizkreisrücklaufanschluss 12 Flow connection of the lower storage section 13 Return connection of the lower storage section 14 Heating circuit return connection

15 Kaltwasseranschluss 15 Cold water connection

16 zweiter Heizkreisrücklaufanschluss 16 second heating circuit return connection

17 Entlüftung des oberen Speicherteils 17. Venting of the upper storage section

18 Entlüftung des unteren Speicherteils 18. Venting the lower part of the storage tank

19 Verbindungsfüße 19 connecting feet

20 Zirkulationsanschluss 20 Circulation connection

21 kombinierter Warmwasser- und Heizungsspeicher 21 combined hot water and heating storage tank

Claims (3)

A hes AT 18 587 U1 2025-12-15 Ss N AnsprücheA hes AT 18 587 U1 2025-12-15 Ss N Claims 1. Kombinierter Warmwasser- und Heizungsspeicher (21) für die Erwärmung von Trinkwasser und für die Erwärmung von Heizungswasser zur Beheizung eines Gebäudes in Verbindung mit einer Wärmepumpe, umfassend 1. Combined hot water and heating storage tank (21) for heating domestic hot water and for heating water for heating a building in conjunction with a heat pump, comprising - einen unteren Speicherteil (2), - einen oberen Speicherteil (1), - a lower memory section (2), - an upper memory section (1), wobei beide Speicherteile (1, 2) jeweils einen Speicherraum zur Bevorratung von von der Wärmepumpe temperiertem Heizungswasser aufweisen, wherein both storage parts (1, 2) each have a storage space for storing heating water tempered by the heat pump, wobei die Speicherräume der beiden Speicherteile (1, 2) hydraulisch voneinander getrennt sind, wherein the storage spaces of the two storage parts (1, 2) are hydraulically separated from each other, wobei die Speicherteile (1, 2) jeweils einen Vorlaufanschluss (9, 12) zum Anschluss des jeweiligen Speicherraums an einen Vorlauf der Wärmepumpe und jeweils einen Rücklaufanschluss (10, 13) zum Anschluss des jeweiligen Speicherraums an einen Rücklauf der Wärmepumpe aufweisen, wherein the storage parts (1, 2) each have a flow connection (9, 12) for connecting the respective storage space to a flow of the heat pump and each have a return connection (10, 13) for connecting the respective storage space to a return of the heat pump, wobei der untere Speicherteil (2) einen Heizkreisvorlaufanschluss (11) zum Anschluss des Speicherraums des unteren Speicherteils (2) an einen Vorlauf eines Heizungsverteilsystems des Gebäudes und einen Heizkreisrücklaufanschluss (14, 16) zum Anschluss des Speicherraums des unteren Speicherteils (2) an einen Rücklauf des Heizungsverteilsystems des Gebäudes aufweist, wherein the lower storage part (2) has a heating circuit flow connection (11) for connecting the storage space of the lower storage part (2) to a flow of a heating distribution system of the building and a heating circuit return connection (14, 16) for connecting the storage space of the lower storage part (2) to a return of the heating distribution system of the building, wobei der obere Speicherteil (1) und der untere Speicherteil (2) übereinander angeordnet und als eine bauliche Einheit miteinander verbunden sind, wherein the upper storage part (1) and the lower storage part (2) are arranged one above the other and connected to each other as a single structural unit, wobei zwischen beiden Speicherteilen (1, 2) eine thermische Zwischendämmung (7) angeordnet ist, die die beiden Speicherteile (1, 2) thermisch voneinander isoliert, wherein a thermal intermediate insulation (7) is arranged between the two storage parts (1, 2), which thermally insulates the two storage parts (1, 2) from each other, wobei beide Speicherteile (1, 2) mittels einer gemeinsamen thermischen Außendämmung (6) eingefasst sind, die die beiden Speicherteile (1, 2) zu einer Umgebung hin thermisch isoliert, wherein both storage parts (1, 2) are enclosed by means of a common thermal external insulation (6) which thermally insulates the two storage parts (1, 2) from the environment, wobei in dem Speicherraum des oberen Speicherteils (1) ein oberer Wärmetauscher (4) und in dem Speicherraum des unteren Speicherteils (2) ein unterer Wärmetauscher (3) angeordnet sind, die jeweils für die Erwärmung des Trinkwassers vorgesehen und eingerichtet sind, wherein an upper heat exchanger (4) is arranged in the storage space of the upper storage part (1) and a lower heat exchanger (3) is arranged in the storage space of the lower storage part (2), each of which is provided and equipped for heating the drinking water, wobei der untere Wärmetauscher (3) einen Kaltwasseranschluss (15) zur Zuleitung von untemperiertem Trinkwasser und der obere Wärmetauscher (4) einen Warmwasseranschluss (8) zur Ableitung von erwärmtem Trinkwasser aufweisen, wherein the lower heat exchanger (3) has a cold water connection (15) for the supply of unheated drinking water and the upper heat exchanger (4) has a hot water connection (8) for the discharge of heated drinking water, wobei die beiden Wärmetauscher (3, 4) hydraulisch miteinander verbunden und in Reihe geschaltet sind, sodass untemperiertes Trinkwasser ausgehend von dem Kaltwasseranschluss (15) zunächst den unteren Wärmetauscher (3) durchströmen und dabei von dem in dem Speicherraum des unteren Speicherteils (2) befindlichen Heizungswasser erwärmt werden kann, das so erwärmte Trinkwasser sodann von dem unteren Wärmetauscher (3) in den oberen Wärmetauscher (4) überströmen, diesen in Richtung des Warmwasseranschlusses (8) durchströmen und dabei von dem in dem Speicherraum des oberen Speicherteils (1) befindlichen Heizungswasser weiter erwärmt werden kann und das erwärmte Trinkwasser an dem Warmwasseranschluss (8) aus dem oberen Wärmetauscher (4) austreten kann. wherein the two heat exchangers (3, 4) are hydraulically connected and connected in series, so that unheated drinking water from the cold water connection (15) can first flow through the lower heat exchanger (3) and be heated by the heating water located in the storage space of the lower storage part (2), the drinking water thus heated can then flow from the lower heat exchanger (3) into the upper heat exchanger (4), flow through this in the direction of the hot water connection (8) and be further heated by the heating water located in the storage space of the upper storage part (1) and the heated drinking water can exit the upper heat exchanger (4) at the hot water connection (8). 2. Kombinierter Warmwasser- und Heizungsspeicher (21) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Überströmlanze (5), mittels der der Vorlaufanschluss (12) des unteren Speicherteils (2) und der Heizkreisvorlaufanschluss (11) strömungstechnisch miteinander verbunden sind, wobei sich die Überströmlanze (5) durch den Speicherraum des unteren Speicherteils (2) erstreckt, wobei die Überströmlanze (5) einen Ringspalt aufweist, durch den hindurch sowohl Heizungswasser in den Speicherraum des unteren Speicherteils (2) als auch Heizungswasser von dem Speicherraum des unteren Speicherteils (2) in die Überströmlanze (5) übertreten kann, sodass mittels der Überströmlanze (5) ein Überströmen unterschiedlicher Volumenströme von dem Vorlaufanschluss (12) des unteren Speicherteils (2) zu dem Heizkreisvorlaufanschluss (11) einerseits und von dem Vorlaufanschluss (12) des unteren Speicherteils (2) in den Speicherraum des unteren Speicherteils (2) andererseits möglich ist. 2. Combined hot water and heating storage tank (21) according to claim 1, characterized by an overflow lance (5) by means of which the flow connection (12) of the lower storage part (2) and the heating circuit flow connection (11) are fluidically connected to each other, wherein the overflow lance (5) extends through the storage space of the lower storage part (2), wherein the overflow lance (5) has an annular gap through which both heating water can flow into the storage space of the lower storage part (2) and heating water can flow from the storage space of the lower storage part (2) into the overflow lance (5), so that by means of the overflow lance (5) different volume flows are possible from the flow connection (12) of the lower storage part (2) to the heating circuit flow connection (11) on the one hand and from the flow connection (12) of the lower storage part (2) into the storage space of the lower storage part (2) on the other hand. 10 / 13 10 / 13 3. Kombinierter Warmwasser- und Heizungsspeicher (21) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Zirkulationsanschluss (20) zum Anschluss an ein Zirkulationsleitungssystem des Gebäudes, wobei der Zirkulationsanschluss (20) an einer Verbindungsleitung zwischen dem oberen Wärmetauscher (4) und dem unteren Wärmetauscher (3) angeordnet und hydraulisch mit beiden Wärmetauschern (3, 4) verbunden ist. 3. Combined hot water and heating storage tank (21) according to claim 1 or 2, characterized by a circulation connection (20) for connection to a circulation piping system of the building, wherein the circulation connection (20) is arranged on a connecting pipe between the upper heat exchanger (4) and the lower heat exchanger (3) and is hydraulically connected to both heat exchangers (3, 4). Hierzu 2 Blatt Zeichnungen This includes 2 sheets of drawings
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DE102021001627A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-29 Consolar Solare Energiesysteme Gmbh Combined heat storage tank with mixing-free zone separation

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