DE19516837A1 - Behälter mit einer Flüssigkeit zur Wärme- oder Kältespeicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter mit einer Flüssigkeit zur Wärme- oder Kältespeicherung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Behälter ist bekannt (Prospekt der Firma Solar Diamant-Systemtechnik und Metallbau GmbH, Wettringen). Er dient als Warmwasserspeicher einer Solaranlage.

Dabei ist in dem aufrecht stehenden Behälter am Boden ein Wärmetauscher angeordnet, durch den die von der Solaranlage erwärmte Sole strömt. An den Behälter ist einerseits im oberen Bereich die Rücklaufleitung des Nutzwasser- Warmwasserkreislaufs des Gebäudes und andererseits unten im Behälter ein Kaltwasserzulauf angeschlossen, um das entnommene Warmwasser zu ersetzen. Letzteres wird dem Speicher mit einer Leitung entnommen, die sich zum oberen Bereich des Behälters erstreckt, in dem sich das von der Solaranlage erwärmte Wasser zuerst mit der höchsten Temperatur ansammelt.

Damit die Nachheizung mit der Öl-/Gasheizung auf ein Minimum reduziert werden kann, ist es notwendig, daß eine solche Solaranlage bereits kurz nach dem ersten Sonnenschein eine gewisse Menge auf Nutztemperatur erwärmtes Wasser liefert. Mit zunehmender Dauer der Sonneneinstrahlung soll sich der Speicher tagsüber möglichst ganz auf Nutzungstemperatur aufheizen.

Dazu ist bei dem bekannten Behälter der Wärmetauscher am Boden des Behälters in einem Hüllrohr angeordnet, das sich in der Längsmittelachse des Behälters bis zum oberen Bereich des Behälters erstreckt.

Da das erwärmte Wasser von dem an die Solaranlage angeschlossenen Wärmetauscher durch das Hüllrohr in den oberen Bereich des Behälters strömt, an den die Warmwasserleitung angeschlossen ist, ist sichergestellt, daß bereits nach kurzer Sonneneinstrahlung auf Nutztemperatur erwärmtes Wasser zur Verfügung steht.

Entlang dem Hüllrohr sind Ventilklappen angebracht, die so ausgebildet sind, daß sie geschlossen sind, wenn das Wasser im Hüllrohr eine höhere Temperatur aufweist als das das Hüllrohr umgebende Wasser des Speichers. Die Klappen werden also nacheinander geöffnet, so daß sich das Wasser im Speicher von oben nach unten erwärmen kann.

Die Ventilklappen stellen eine wesentliche Schwachstelle des bekannten Behälters dar. Auch kann durch Kalkablagerungen, Verschleiß und dergleichen ihre Funktion beeinträchtigt werden. Darüberhinaus läßt sich das Aufheizverhalten des bekannten Behälters noch verbessern.

Aufgabe der Erfindung ist es, einerseits einen einfach aufgebauten Wärmespeicherbehälter mit verbessertem Aufheizverhalten zur Verfügung zu stellen, und andererseits einen einfach aufgebauten Kältespeicherbehälter mit verbessertem Abkühlverhalten.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Behälter erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Behälter strömt durch die Düse des in der Behälterlängsachse angeordneten Hohlkörpers bzw. die Düsen an dem konzentrischen ringförmigen Hohlkörper aufgrund der Bernoulli-Gleichung die erwärmte Flüssigkeit von unten mit hoher Geschwindigkeit nach oben und von oben abgekühlte Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit nach unten. Dabei strömt die eine, z. B. erwärmte Flüssigkeit in der Behältermittellängsachse nach oben und die andere, also abgekühlte Flüssigkeit am Innenumfang des Behälters nach unten. Beide Strömungen sind also räumlich voneinander getrennt. Durch diese räumliche Trennung und die hohe Geschwindigkeit der nach oben strömenden erwärmten Flüssigkeit und der nach unten strömenden abgekühlten Flüssigkeit wird eine Vermischung weitgehend verhindert und damit eine optimale Aufheizung der Flüssigkeit im Behälter sichergestellt. Gleiches gilt für Abkühlung der Flüssigkeit bei einem Kältespeicherbehälter. Auch weist der erfindungsgemäße Behälter keine Ventilklappen oder dergleichen wartungs- und reparaturanfällige Teile auf.

Um die in der Mittellängsachse des Behälters angeordnete Düse können weitere Düsen an dem in der Behälterlängsachse angeordnete Hohlkörper angeordnet sein, die ebenfalls in Behälterlängsrichtung verlaufen.

Die Düsen an dem in der Behälterlängsachse angeordneten Hohlkörper und dem konzentrischen ringförmigen Hohlkörper weisen eine geringe Länge auf. So erstreckt sich die Düse an dem in der Behälterlängsachse angeordneten Hohlkörper, wenn er als Glocke ausgebildet ist, im allgemeinen nicht über die Hälfte des Behälters hinaus, in der die Glocke angeordnet ist. Jedenfalls brauchen die Düsen nur so lang zu sein, damit die Flüssigkeit entsprechend der Bernoulli- Gleichung durch die Düsen beschleunigt wird.

Die Düse oder Düsen können eine spiralförmige Führung oder Wendel aufweisen. Dadurch bekommt die aus der Düse austretende Flüssigkeit einen Drall, bildet also einen Wirbel. Dies führt zu einer Erhöhung der Stabilität der Strömung, also einer weiteren Verringerung der Vermischung mit der umgebenden Flüssigkeit. Die spiralförmige Führung sollte dabei zu einem Drall führen, der dem Dove′schen Gesetz entspricht, also zu einem Drall mit einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn auf der Nordhalbkugel der Erde.

Der Behälter kann als Druckbehälter ausgebildet oder drucklos sein.

Nach der Erfindung strömt die Flüssigkeit, die dem Behälter zugeführt wird, in die Glocke im unteren oder oberen Bereich des Behälters. Die die Glocke umgebende Flüssigkeit weist dabei eine andere Temperatur auf als die Temperatur der zugeführten Flüssigkeit. Aufgrund des durch die unterschiedliche Temperatur bedingten Dichteunterschieds strömt die Flüssigkeit in der Glocke nach oben bzw. nach unten zu der Düse, mit der die Glocke versehen ist. Durch die Düse wird sie nach der Bernoulli-Gleichung beschleunigt und damit ohne größere Vermischung mit der umgebenden Flüssigkeit im Behälter nach oben bzw. nach unten geführt, und zwar bis zu dem Niveau, an dem die Flüssigkeit im Behälter die gleiche Temperatur aufweist. Auf diese Weise wird die zugeführte Flüssigkeit entsprechend ihrer Temperatur im Behälter abgelegt.

Die Glocke kann dabei ein beliebiger symmetrischer, insbesondere rotationssymmetrischer Hohlkörper mit der Behälterlängsachse als Rotationsachse sein, der sich zur Düse hin verjüngt. Beispielsweise kann sie einen parabel-, ogiven- oder halbkreisförmigen oder einen konischen Querschnitt aufweisen. Sie kann beispielsweise aber auch pyramidenförmig sein. Statt als Glocke kann der in der Behälterlängsachse angeordnete Hohlkörper auch als geschlossener rotationssymmetrischer Hohlkörper ausgebildet sein, der sich nach oben und unten zu der in der Behälterlängsachse angeordneten Düse verjüngt, also z. B. ein Zylinder, der sich nach oben und unten z. B. konisch verjüngt oder eine Kugel.

Der konzentrische ringförmige Hohlkörper ist ebenfalls so ausgebildet, daß er sich im Querschnitt zu der Seite verjüngt, an der sich die Düsen befinden. D. h., der ringförmige Hohlkörper weist einen Querschnitt auf, der sich zur einen und/oder anderen Seite in Behälterlängsrichtung verjüngt. Die Düsen sind dabei vorzugsweise um den Ringumfang des ringförmigen Hohlkörpers mit gleichem Abstand angeordnet.

Der ringförmige Hohlkörper kann dabei als Rinne ausgebildet sein, also nur an einer Seite Du-sen aufweisen, oder als Ringrohr, das sowohl nach oben wie nach unten gerichtete Düsen besitzt. Im letzteren Fall strömt die dem ringförmigen Körper zugeführte Flüssigkeit in tangentialer Richtung, sofern sie kälter als die den ringförmigen Hohlkörper umgebende Flüssigkeit ist, durch die unteren Düsen nach unten, und, sofern sie wärmer als die den ringförmigen umgebende Flüssigkeit ist, durch die oberen Düsen nach oben, um sie entsprechend ihrer Dichte bzw. Temperatur im Behälter abzulegen.

Nachstehend sind mehrere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Behälters anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen, jeweils schematisch und im Querschnitt:

Fig. 1 einen an eine Solaranlage angeschlossenen Wärmespeicherbehälter;

Fig. 2 und 3 jeweils einen Wärmespeicherbehälter mit einem Wärmetauscher zur Erwärmung einer von der Behälterflüssigkeit unterschiedlichen Flüssigkeit;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Wärmespeicherbehälters;

Fig. 5 eine Ausführungsform eines Kältespeicherbehälters, und

Fig. 6 noch eine andere Ausführungsform eines Wärmespeicherbehälters.

Gemäß Fig. 1 ist der Solarkollektor 1 einer Solaranlage mit einer Vor- und einer Rücklaufleitung 2 bzw. 3 versehen, durch die über einen Wärmetauscher 4, angetrieben durch eine Pumpe 5, im Kreislauf die Sole der Solaranlage strömt.

An den anderen Teil des Wärmetauschers 4 ist eine Vorlaufleitung 6 und eine Rücklaufleitung 7 mit einer Pumpe 8 angeschlossen. Mit ihrem anderen Ende sind die Vorlaufleitung 6 und die Rücklaufleitung 7 an einen wärmeisolierten, drucklosen oder unter Druck stehenden Behälter 9 zur Wärmespeicherung angeschlossen.

Der Behälter 9 ist mit Wasser 10 gefüllt. Am Boden des Behälters 9 ist ein Hohlkörper in Form einer konisch ausgebildeten Glocke 11 vorgesehen, an deren verjüngtem oberen Ende ein Düsenrohr 12 vorgesehen ist, das in der Behälterlängsachse 13 nach oben ragt.

Die Glocke 11 stützt sich am Boden des Behälters 9 mit Stützen 14 ab. Jedenfalls ist sie zum Einströmen von Flüssigkeit 10 nach unten hin offen ausgebildet.

Die Vorlaufleitung 6 ragt in das Innere der Glocke 11. Das dem Inneren der Glocke 11 über die Vorlaufleitung 6 zugeführte Wasser weist eine höhere Temperatur auf als das Wasser im unteren Bereich des Behälters 9, also das Wasser, das die Glocke 11 umgibt. Das erwärmte Wasser in der Glocke 11 steigt damit aufgrund seiner geringeren Dichte nach oben und wird durch die Querschnittsverengung auf den Querschnitt der Düse 12 nach der Bernoulli-Gleichung entsprechend beschleunigt, so daß es aus der Düse 12 mit hoher Geschwindigkeit austritt und, wie durch die Pfeile 15 verdeutlicht, nach oben strömt.

Die Flüssigkeit strömt aus der Leitung 6 in tangentialer Richtung in die Glocke 11. Sie erhält dadurch einen Drall, wie durch den Pfeil 16 veranschaulicht. Dadurch tritt die Flüssigkeit mit einem entsprechenden Drall aus der Düse 12 aus. Der Drall soll dabei dem Dove′schen Gesetz entsprechen.

Der Wärmespeicherbehälter 9 dient zur Warmwasserversorgung eines Gebäudes. Dazu ragt in das Wasser 10 am oberen Ende des Behälters eine Warmwasserauslaufleitung 17, und über eine Rücklaufleitung 18 strömt das Wasser aus dem Nutzwarmwasserkreislauf in den Behälter 9 zurück.

Die Leitung 18 mündet in ein zur Behälterlängsachse 13 konzentrisch angeordnetes Ringrohr 19 im mittleren Bereich des Behälters 9. Das Ringrohr 19 ist an seiner Unterseite und an seiner Oberseite jeweils mit mehreren Düsen und Düsenrohren 20, 21 versehen, die nach unten bzw. oben gerichtet und um den Umfang des Ringrohrs 19 gleichmäßig verteilt sind.

Damit das Wasser nach der Bernoulli-Gleichung mit hoher Geschwindigkeit an dem seiner Temperatur entsprechenden Niveau im Behälter 9 abgelegt wird, ist das Verhältnis des Durchmessers A der Basis der Glocke 11 (oder sonstigen in der Behälterlängsachse 13 angeordneten Hohlkörpers) zum Durchmesser a des Düsenrohrs 12 der Glocke bzw. Hohlkörpers mindestens 5 : 1. Gleiches gilt für das Verhältnis des maximalen Durchmessers B des Querschnitts des ringförmigen Hohlkörpers 19 zum Durchmesser b seiner Düsenrohre 20, 21.

Wenn die Temperatur des Wassers der Rücklaufleitung 18 höher ist als die Temperatur des Wassers 10, das das Ringrohr 19 umgibt, strömt das Wasser aus dem Ringrohr 19 entsprechend dem Pfeil 22 aus den oberen Düsen 21 nach oben. Wenn umgekehrt, die Temperatur des Wassers der Rücklaufleitung 18 niedriger ist als die Temperatur des Wassers 10, welches das Ringrohr 19 umgibt, strömt das Wasser aus dem Ringrohr 19 entsprechend dem Pfeil 23 durch die unteren Düsen 20 nach unten. Die gegenläufige Strömung 15 des aus der Glocke 11 austretenden erwärmten Wassers nach oben und die Strömung 23 des aus dem Ringrohr 19 austretenden kälteren Wassers sind also räumlich so getrennt, daß eine Vermischung weitgehend verhindert ist.

Die Temperatur des Wassers in der Rücklaufleitung 18 kann relativ stark schwanken, beispielsweise deshalb, weil ein solcher Nutzwarmwasserkreislauf im allgemeinen eine Zirkulationspumpe aufweist, die in mehr oder weniger großen Zeitabständen in Betrieb gesetzt wird. Wenn die Zirkulationspumpe außer Betrieb ist, kann sich das Wasser in der Kreislaufleitung jedoch relativ stark abkühlen.

Um das dem Warmwasserversorgungskreislauf des Gebäudes entnommene warme Wasser zu ersetzen, ist im unteren Bereich des Behälters 9 eine Kaltwasserzufuhrleitung 24 vorgesehen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Solaranlage ist der Wärmeaustauscher 4 außerhalb des Behälters 9 angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß der aufwendige Solekreislauf kurz ausgebildet werden kann. Es ist jedoch auch möglich, innerhalb der Glocke 11 einen Wärmetauscher, z. B. in Form eines Spiralrohres, anzuordnen, an den die Leitungen 2 und 3 des Solekreislaufes angeschlossen sind.

Gemäß Fig. 1 und 2 strömt vom Wärmetauscher 4 über die Leitung 6 erwärmtes Wasser in die Glocke 11 und das abgekühlte Wasser über die Leitung 7 zum Wärmetauscher 4 zurück. Es ist jedoch auch möglich, den Solarkollektor 1 an einen Wärmetauscher anzuschließen, der innerhalb der Glocke 11 angeordnet ist. Dieser Wärmetauscher kann zusätzlich zu dem Wärmetauscher 4 vorgesehen sein. Der in der Glocke 11 angeordnete Wärmetauscher kann dabei durch eine Rohrspirale oder ein Doppelmantelrohr gebildet sein. Die Längsmittelachse des Spiralrohrs bzw. des Doppelmantelrohrs kann dabei mit der Längsmittelachse 13 des Behälters zusammenfallen, oder das Spiralrohr bzw. das Doppelmantelrohr kann liegend angeordnet sein also so, daß seine Längsmittelachse senkrecht zur Behälterlängsmittelachse 13 verläuft.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 strömt gleichfalls über der Leitung 6 erwärmtes Wasser von einer Solaranlage oder einer anderen Wärmequelle in die Glocke 11, und kaltes Wasser am Boden des Behälters 9 strömt über die Leitung 7 im Kreislauf zurück.

Im oberen Bereich des Behälters 9 ist ein zur Behälterlängsachse 13 konzentrischer Wärmetauscher 25 angeordnet, der als Rohrspirale oder doppelwandiger Zylinder ausgebildet ist. Dem Wärmetauscher 25 wird über eine Zufuhrleitung 26 eine Flüssigkeit zu- und über eine Ablaufleitung 27 abgeführt. Diese Flüssigkeit kann eine Flüssigkeit sein, die erwärmt werden soll, aber mit der Flüssigkeit im Behälter nicht vermischt werden darf, also z. B. Milch, die pasteurisiert werden soll.

Die in den Wärmetauscher 25 strömende, zu erwärmende Flüssigkeit kühlt die Flüssigkeit 10 im Bereich des Wärmetauschers 25 ab, so daß die umgebende Flüssigkeit 10 entsprechend den Pfeilen 28 nach unten strömt.

Unterhalb des konzentrischen Wärmetauschers 25 ist eine zur Behälterlängsachse 13 konzentrische Rinne 29 mit nach unten gerichteten Düsen 30 angeordnet.

Die durch den Wärmetauscher 25 abgekühlte Flüssigkeit 10 strömt entsprechend den Pfeilen 28 in die Rinne 29, die sich im Querschnitt nach unten verjüngt. Die abgekühlte Flüssigkeit wird dadurch beschleunigt und strömt entsprechend den Pfeilen 31 von den Düsen 30 zum Boden des Behälters 9.

Zum Nachfüllen der Flüssigkeit 10 im Behälter 9 ist eine Zufuhrleitung 32 vorgesehen, die in die Rinne 29 mündet.

Natürlich kann statt Milch auch Brauchwasser so erwärmt werden, wenn sich im Behälter 9 beispielsweise das Heizwasser befindet. Der dargestellte Wärmetauscher 25 kann aber auch zur Erwärmung der Flüssigkeit im Behälter aus einer anderen Quelle benutzt werden (z. B. Kamin- oder Gaszusatzheizung). Dann sind die Zuleitung 26 und die Ablaufleitung 27 gegeneinander auszutauschen. Die Rohrspirale 25 kann auch ein doppelwandiger Zylinder sein.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß der rinnenförmige Hohlkörper 29 im oberen Bereich des Behälters 9 durch eine Glocke 11 mit nach unten gerichteter Düse 12 ersetzt ist und die Glocke 11 in Fig. 2 durch die Rinne 29 mit nach oben gerichteten Düsen 30, wobei unterhalb der Rinne 29 ein zur Behälterlängsachse 13 konzentrischer Wärmetauscher 35 mit einem der Rinne entsprechenden Durchmesser angeordnet ist. Die Glocke 11 ist mit einer Aufhängung 36 am Behälter 9 befestigt. Die Rinne 29 kann in Fig. 3 auch durch ein Ringrohr 19 ersetzt sein, wie es z. B. in Fig. 1 dargestellt ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 strömt die von einer Solaranlage oder einer anderen Wärmequelle stammende erwärmte Flüssigkeit über die Zufuhrleitung 6 in den oberen Bereich des Behälters 9. Die Flüssigkeit 10 im Behälter 9, die eine niedrigere Temperatur aufweist als die über die Leitung 6 zugeführte erwärmte Flüssigkeit, wird nach unten verdrängt und strömt über die Ablaufleitung 7 am Boden des Behälters 9 im Kreislauf zur Solaranlage oder dergleichen Wärmequelle zurück.

Die erwärmte Flüssigkeit 10 wird über eine Ablaufleitung 17 entnommen und beispielsweise einem Kreislauf zugeführt, von dem sie über die Rücklaufleitung 18 in das zur Behälterlängsachse 13 konzentrisch angeordnete Ringrohr 19 strömt, aus dem sie, wie im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Fig. 1 vorstehend geschildert, entweder über die Düsen 20 nach unten oder über die Düsen 21 nach oben strömt.

An das Ringrohr 19 ist eine weitere Leitung 33 angeschlossen, über die dem Behälter 9 Flüssigkeit von einer Wärmequelle zugeführt werden kann, deren Temperatur schwankt. Auch kann die Leitung 33 die Leitung 6 ersetzen.

Um die Flüssigkeit 10 im Behälter 9 nachzufüllen, ist eine Zufuhrleitung 34 vorgesehen, die in die Glocke 11 im unteren Bereich des Behälters 9 mündet. Die Flüssigkeit, die über die Leitung 34 zugeführt wird, weist eine höhere Temperatur auf als die Flüssigkeit 10, die die Glocke 11 umgibt. Die über die Leitung 34 in die Glocke 11 strömende Flüssigkeit, die in der sich nach oben verjüngenden Glocke 11 beschleunigt wird, tritt über die Düse 12 nach oben aus.

Bei dem Behälter 9 nach Fig. 1, 2 und 4 ist die Glocke 11 im unteren Bereich des Behälters 9 angeordnet und der ringförmige Hohlkörper,also das Ringrohr 19 oder die Rinne 29 im mittleren oder oberen Behälterbereich.

Bei dem Behälter 9, 9′ nach Fig. 3 und 5 ist das umgekehrt. D. h., die Glocke 11, 11′ ist im oberen Bereich des Behälters 9′ angeordnet und die Rinne 29 bzw. das Ringrohr 19′ im mittleren oder unteren Bereich.

Die kalte Flüssigkeit, die beispielsweise von dem zwar erwärmten, aber noch kalten Rücklauf einer Klimaanlage gebildet sein oder von einer anderen Kältequelle stammen kann, strömt in die Glocke 11′ über eine Leitung 6′ und tritt nach entsprechender Beschleunigung in der sich nach unten verjüngenden Glocke 11′ über die Düse 12′ nach unten entsprechend den Pfeilen 15′ aus. Über die Auslaufleitung 17′ wird die kalte Nutzflüssigkeit entnommen. Wenn sie einem Nutzflüssigkeitskreislauf zugeführt wird, strömt sie über die Leitung 18′ in das Ringrohr 19′ im Behälter 9′ zurück. Je nachdem, ob die Temperatur der über die Leitung 18′ zugeführten Flüssigkeit über der Temperatur der das Ringrohr 19′ umgebenden Flüssigkeit 10′ im Behälter 9′ liegt oder darunter, strömt die Flüssigkeit aus dem Ringrohr 19′ durch die Düsen 21′ entsprechend den Pfeilen 22 nach oben oder durch die Düsen 20′ entsprechend den Pfeilen 23′ nach unten.

Die erwärmte Flüssigkeit strömt über die Leitung 7′ aus dem oberen Bereich des Behälters 9′ im Kreislauf zurück zur Klimaanlage bzw. Kältequelle.

An das Ringrohr 19′ ist eine weitere Leitung 33′ angeschlossen, über die beispielsweise Flüssigkeit von einer Kältequelle zugeführt werden kann, deren Temperatur schwankt. Auch kann die Leitung 33′ die Leitung 6′ ersetzen.

Über eine weitere Leitung 36 am Boden des Behälters kann kalte Flüssigkeit von einer Kältequelle zugeführt werden, beispielsweise einer Wärmepumpe. Selbstverständlich kann auch über die Leitungen 33′ und 6′ die von einer Wärmepumpe abgekühlte Flüssigkeit dem Behälter 91 zugeführt werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 3 im unteren Bereich des Behälters 9 unterhalb der ringförmigen Rinne 29 ein zur Behälterlängsachse 13 konzentrischer ringförmiger Wärmetauscher 35 angeordnet, der über die Leitungen 2 und 3 an einen Solarkollektor angeschlossen ist.

Über der ringförmigen Rinne 29, die den gleichen Durchmesser wie der ringförmige Wärmetauscher 35 aufweist, ist ein Hohlkörper 37 angeordnet, der sich nach unten und nach oben zu einer in der Behälterlängsachse 13 angeordneten Düse 12 bzw. 38 verjüngt. Durch den Hohlkörper 37 geht also die Behälterlängsachse 13 hindurch. Er ist mit der Behälterlängsachse 13 als Rotationsachse rotationssymmetrisch ausgebildet. D. h., er besteht aus einem mittleren zylindrischen Abschnitt 39 und sich vom zylindrischen Abschnitt 39 nach unten und oben zu den Düsen 12 und 38 verjüngenden konischen Abschnitten 40 und 41. Bis auf die Düsen 12 und 38 ist der Hohlkörper 37 geschlossen.

In den zylindrischen Abschnitt 39 des Hohlkörpers 37 führt eine Leitung 42, die den Rücklauf eines Heizungskreislaufs bildet, dessen Vorlauf durch die Leitung 43 gebildet wird, die von oben in den Behälter 9 ragt und in die Flüssigkeit 10 im Behälter 9 oberhalb des Hohlkörpers 37 mündet. Der Heizungskreislauf ist mit einem nicht dargestellten Mischerventil versehen. Im Bereich des Wärmetauschers 35 unterhalb der Rinne 29 ist an dem Behälter 9 eine Leitung 44 angeschlossen, die zu dem nicht dargestellten Wärmetauscher einer Wärmepumpe führt, während eine Leitung 45 oberhalb des Hohlkörpers 37 in den Behälter 9 mündet, die vom Wärmetauscher der Wärmepumpe zurückführt.

Ein Kaltwasserzufluß 24 ist im unteren Bereich des Behälters 9 vorgesehen, wenn der Speicher als Brauchwasserspeicher verwendet wird. Die Warmwasserentnahme erfolgt dann über die Leitung 43 und der Rücklauf der Brauchwasserzirkulation über die Leitung 42.

Claims (13)

1. Behälter mit einer Flüssigkeit zur Wärme- oder Kältespeicherung, dem die Wärme oder Kälte entweder durch die Flüssigkeit selbst oder mittels Wärmetauscher zugeführt oder entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ablage der warmen Flüssigkeit von oben nach unten und der kalten Flüssigkeit von unten nach oben ein in der Behälterlängsachse (13, 13′) angeordneter Hohlkörper (11, 11′, 37), der sich nach oben und/oder unten zu einer in der Behälterlängsachse (13, 13′) angeordneten Düse (12, 12′, 38) verjüngt, und/oder ein zur Behälterlängsachse (13, 13′) konzentrisch angeordneter ringförmiger Hohlkörper (19, 19′, 29) mit sich in Behälterlängsrichtung erstreckenden Düsen (20, 20′, 21, 21′, 30) im Behälter (9, 9′) vorgesehen ist, wobei der in der Behälterlängsachse (13, 13′) angeordnete Hohlkörper (11, 11′; 37) bzw. der ringförmige Hohlkörper (19, 19′, 29) derart ausgebildet ist, daß eine darin enthaltene Flüssigkeit, die eine andere Temperatur als die den in der Behälterlängsachse (13, 13′) angeordneten Hohlkörper (11, 11′, 37) bzw. den ringförmigen Hohlkörper (19, 19′, 29) umgebende Flüssigkeit (10, 10′) aufweist, in dem in der Behälterlängsachse (13, 13′) angeordneten, sich nach oben und/oder unten verjüngenden Hohlkörper (11, 11′, 37) bzw. in dem sich im Querschnitt in Behälterlängsrichtung verjüngenden ringförmigen Hohlkörper (19, 19′, 29) beschleunigt wird und aus der oder den Düsen (12, 12′, 38) des in der Behälterlängsachse (13, 13′) angeordneten Hohlkörpers (11, 11′, 37) bzw. den Düsen (20, 20′, 21, 21′, 30) des ringförmigen Hohlkörpers (19, 19′, 29) austritt.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Behälterlängsachse (13, 13′) angeordnete Hohlkörper (11, 11′, 37) und/oder der ringförmige Hohlkörper (19, 19′, 29) mit wenigstens einer Flüssigkeitszufuhrleitung (6, 6′, 34 bzw. 18, 18′, 32, 33, 33′) versehen ist.

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem in der Behälterlängsachse (13, 13′) angeordneten Hohlkörper (11, 11′, 37) oder dem ringförmigen Hohlkörper (19, 19′, 29) zugeführte Flüssigkeit tangential in den in der Behälterlängsachse (13, 13′) angeordneten Hohlkörper (11, 11′, 37) oder den ringförmigen Hohlkörper (19, 19′, 29) einströmt.

4. Behälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse oder Düsen (12, 12′, 20, 20′, 21, 21′, 30) eine spiralförmige Führung zur Drallerzeugung aufweisen.

5. Behälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einen ersten, in der Behälterlängsachse (13, 13′) angeordneten Hohlkörper (11, 11′, 37) sowie einen in Behälterlängsrichtung im Abstand vom ersten Hohlkörper (11, 11′, 37), angeordneten zweiten, ringförmigen Hohlkörper (19, 19′, 29) aufweist, wobei der erste und der zweite Hohlkörper (11, 11′, 37 und 19, 19′, 29) einander entgegengesetzte Düsen (12, 12′, 20, 20′, 21, 21′, 30) aufweisen.

6. Behälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Hohlkörper als Ringrohr (19, 19′) ausgebildet ist, das an seiner Unterseite und seiner Oberseite mit in Behälterlängsrichtung nach unten bzw. oben weisenden Düsen (20, 20′ bzw. 21, 21′) versehen ist.

7. Behälter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Behälterlängsachse (13) angeordnete Hohlkörper ein geschlossener Hohlkörper (37) ist, der sich oben und unten zu einer in der Behälterlängsachse (13) angeordneten Düse (12, 38) verjüngt.

8. Behälter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringrohr (19, 19′) oder der in der Behälterlängsachse (13) angeordnete geschlossene Hohlkörper (37) im mittleren Bereich des Behälters (9, 9′) angeordnet ist.

9. Behälter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Behälter (9, 9′) entnommene Flüssigkeit im Kreislauf geführt ist und der Rücklauf (18, 18′) des Flüssigkeitskreislaufes an das Ringrohr (19, 19′) oder den in der Behälterlängsachse (13) angeordneten geschlossenen Hohlkörper (37) angeschlossen ist.

10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Hohlkörper als Rinne (29) ausgebildet ist.

11. Behälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (29′) mit ihrer Basis an einer Seite eines zur Behälterlängsachse (13) konzentrisch angeordneten ringförmigen Wärmetauschers (25, 35) angeordnet ist, der einen der Rinne (29) entsprechenden Durchmesser aufweist.

12. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Behälterlängsachse (13, 13′) angeordnete Hohlkörper als Glocke (11, 11′) ausgebildet ist.

13. Behälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Glocke (11) ein Wärmetauscher (25) angeordnet ist.