DE19548816A1

DE19548816A1 - Heat exchanger for heat accumulator

Info

Publication number: DE19548816A1
Application number: DE19548816A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Leibfried
Original assignee: CONSOLAR ENERGIESPEICHER und R
Current assignee: CONSOLAR SOLARE ENERGIESYSTEME GMBH, 60489 FRANKFU
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1997-07-03

Abstract

The heat exchanger has two parts, the first one (1) being arranged in the inlet area for a storage liquid (4) and the second one (2) in the outlet area. A primary liquid, which is not the storage liquid, first flows through the heat exchanger at the outlet area and then through the heat exchanger at the inlet. In this way, all the heat is displaced between the inlet and the outlet in a primary circuit. The thermosiphon flow of storage liquid also flows back due to the low flow of the primary circuit. The outlet heat exchanger is arranged inside a flow guide pipe (3) which leads directly to the inlet heat exchanger. A branch from the pipe connecting inlet and outlet leads to the cold water connection of a thermostatic mixing valve (6). The hot water connection of the valve is connected to the outlet (7) of the inlet heat exchanger so that the lower heat exchanger (2) is always being filled with cold water.

Description

Die Erfindung betrifft Wärmespeicher, in denen Wärmeenergie unter Ausbildung einer thermischen Schichtung in flüssigem Speichermedium eingespeichert und entnommen werden kann.The invention relates to heat storage, in which thermal energy to form a thermal stratification can be stored and removed in liquid storage medium can.

Von der P 42 21 668.0-16 sind Wärmetauscher bekannt, die eine geschichtete Be- und Entladung von Warmwasser-Schichtenspeichern ermöglichen. Diese Wärmetauscher sind in dem Speicher eingebaut und bestehen aus Rippenrohrspiralen, die innerhalb von Strömungsleitstrukturen so angeordnet sind, daß das abgekühlte bzw. erwärmte Speicherwasser die Rippenrohre aufgrund von Dichteunterschieden im Kreuzgegenstrom umströmt.From the P 42 21 668.0-16 heat exchangers are known, the stratified loading and Allow unloading of hot water stratified tanks. These heat exchangers are in built into the accumulator and consist of finned tube spirals that within Flow guide structures are arranged so that the cooled or heated Storage water the finned tubes due to differences in density in cross countercurrent flows around.

Der Entladewärmtauscher (meist zur Erwärmung von Brauchwasser) ist im oberen Bereich des Speichers angeordnet, und das abgekühlte Speicherwasser wird durch ein Abströmrohr in den unteren Bereich des Speichers geleitet. Der Beladewärmetauscher befindet sich im unteren Speicherbereich, und das durch ihn erwärmte Speicherwasser strömt durch ein Rohr nach oben. Der Vorteil dieses Wärmetauscheraufbaus ist, daß sie eine geschichtete Be- und Entladung des Wärmespeichers ohne Einsatz einer Pumpe zur Umwälzung des Speicherwassers ermöglichen.The discharge heat exchanger (mostly for heating domestic water) is in the upper area of the Arranged storage, and the cooled storage water is through a discharge pipe in the headed lower area of the memory. The loading heat exchanger is in the lower one Storage area, and the storage water heated by it flows up through a pipe. The advantage of this heat exchanger structure is that it stratified loading and unloading of the Enable heat storage without using a pump to circulate the storage water.

Andere Ausgestaltungen von Wärmetauschern, bei denen die Umwälzung des Speicherwassers durch thermosiphonische Kräfte erfolgt, sind mittlerweile Stand der Technik, z. B. auch Wärmetauscher, die außerhalb des Speichers angebracht sind.Other designs of heat exchangers in which the circulation of the storage water done by thermosiphonic forces are now state of the art, for. Belly Heat exchangers that are installed outside the storage tank.

Ein thermodynamisch günstiger Wärmetaustausch wird dann erreicht, wenn der durch den Wärmetauscher fließende Speicherwasserstrom und der zu erwärmende bzw. abzukühlende Strom sich entsprechen. Dies kann bei obigen Wärmetauschern nur näherungsweise erreicht werden. Der sich einstellende Speicherwasserstrom hängt vom Ladezustand des Speichers ab, was im folgenden für den oberen Wärmetauscher erläutert wird: Je größer die kalte Schicht des Speichers ist, desto geringer sind die antreibenden Dichteunterschiede, wenn Kaltwasser in dem Tauscher erwärmt wird und Speicherwasser abgekühlt durch das Abströmrohr sinkt. Auch paßt sich der Speicherwasserstrom nur in geringem Maße an den Entnahmedurchfluß an: bei großer Zapfrate wird zwar das Kaltwasser weniger warm, und das Speicherwasser wird stärker abgekühlt und strömt dadurch auch schneller ab. Dieser Effekt ist jedoch viel zu schwach, um eine annähernde Proportionalität der Wasserströme zu erreichen.A thermodynamically favorable heat exchange is achieved when the through the Heat exchanger flowing storage water flow and the one to be heated or cooled Current correspond. With the above heat exchangers, this can only be achieved approximately will. The water flow in the storage tank depends on the state of charge of the storage tank, which is explained below for the upper heat exchanger: The larger the cold layer of the Storage, the smaller the driving density differences when cold water is in the Exchanger is heated and storage water cools down through the discharge pipe. Also fits the storage water flow only adapts to a small extent to the withdrawal flow: with a large one The cold water becomes less warm and the storage water becomes stronger cooled down and therefore flows out faster. However, this effect is far too weak to to achieve an approximate proportionality of the water flows.

Die Folge dieses Sachverhaltes ist, daß bei geringem Entnahmedurchfluß das Speicherwasser nur relativ schwach abgekühlt in den unteren Speicherbereich gelangt und so die Wärmekapazität des Speichers nur schlecht ausgenutzt ist. Außerdem treten erhöhte Wärmeverluste im unteren Speicherbereich auf. Falls eine Solaranlage zum Beheizen des Speichers eingesetzt wird, so wirken sich tiefe Speichertemperaturen unten ungünstig auf den Wirkungsgrad aus.The consequence of this fact is that the storage water with a low withdrawal flow only relatively weakly cooled and reaches the lower storage area Thermal capacity of the storage is poorly used. They also occur elevated Heat losses in the lower storage area. If a solar system for heating the Storage is used, so low storage temperatures have an unfavorable effect on the bottom Efficiency.

Eine weitere Folge ist, daß auch die Wärmetauscheraustrittstemperaturen des Primärkreises und nicht nur des Speicherwassers vom Ladezustand des Speichers und von dem Durchfluß abhängen. Beim oberen Entnahmewärmetauscher beispielsweise stellt sich bei geringem Durchfluß oder vollständig heißem Speicher eine hohe Austrittstemperatur ein, bei hohem Durchfluß oder teilweise abgekühltem Speicher dagegen eine geringere. Wenn die Temperatur des austretenden erwärmten Wassers einen bestimmten Wert nicht unterschreiten darf, so muß der Wärmetauscher so dimensioniert sein, daß der Durchfluß des Speicherwassers im schlechtesten Fall genügend groß ist. Bei geringeren Entnahmeleistungen oder weiter durchgeladenem Speicher liegen die Austrittstemperaturen des zu erwärmenden Wassers dann über der benötigten Temperatur. Das erwärmte Wasser muß gegebenenfalls mit Kaltwasser wieder auf die Solltemperatur gemischt werden.Another consequence is that the heat exchanger outlet temperatures of the primary circuit and not just the storage water, the state of charge of the storage and the flow depend. With the upper extraction heat exchanger, for example, it turns out to be low Flow or completely hot storage a high outlet temperature, at high Flow or partially cooled storage, however, a lower. If the temperature of the escaping heated water must not fall below a certain value, so must the heat exchanger must be dimensioned so that the flow of the storage water in worst case is big enough. With lower withdrawal rates or further The outlet temperature of the water to be heated is then when the storage tank is fully charged above the required temperature. The heated water may need cold water be mixed again to the target temperature.

Zur Erzielung eines geregelten Speicherwasserstroms können Regelelemente eingesetzt werden. Dies können beispielsweise durch thermische Dehnkörper bewegte Drosselorgane (Klappen) in dem Ab- bzw. Aufströmrohr sein. Hiermit kann beispielsweise das abströmende Speicherwasser thermostatisiert werden. Falls ein Regelelement mit Kapillarrohr o. ä. eingesetzt wird, kann auch die Temperatur des gezapften Warmwassers thermostatisiert werden.Control elements can be used to achieve a regulated storage water flow. This can be done, for example, by throttle bodies (flaps) moved by thermal expansion bodies the outflow pipe. This can be used, for example, for the outflow Storage water can be thermostatted. If a control element with a capillary tube or similar is used the temperature of the tap water can be thermostatted.

Ein anderes mögliches Regelelement ist ein durch den Zapfstrom bewegtes Drosselorgan. Hierdurch werden allerdings nicht die Temperaturunterschiede beim abströmenden Speicherwasser, die durch unterschiedliche Speicherladezustände hervorgerufen werden, ausgeglichen.Another possible control element is a throttle element moved by the tapping flow. However, this does not reduce the temperature differences in the outflow Storage water caused by different storage charge states, balanced.

Nachteilhaft bei all diesen Regelelementen ist, daß diese bewegten mechanischen Teile grundsätzlich störanfällig sind. Da sie in dem Warmwasserspeicher eingebaut sein müßten, ist eine eventuelle Wartung nur unter großem Aufwand möglich.A disadvantage of all these control elements is that these moving mechanical parts are generally prone to failure. Since they should be installed in the hot water tank, is possible maintenance is only possible with great effort.

Ein weiteres Problem der beschriebenen Wärmetauscher stellt ihr Anlaufverhalten dar. Je weniger sich die Wärmetauscher in der Speicherhöhe erstrecken, sondern flach im unteren bzw. oberen Speicherbereich angeordnet sind, desto länger sind die Thermosiphonkräfte bei der Be- bzw. Entladung wirksam. Andererseits ist die antreibende Wassersäule leichteren bzw. schwereren Wassers zu Beginn des Wärmetauschvorgangs noch sehr klein, so daß eine Durchströmung der Wärmetauscher speicherseitig nur langsam in Gang kommt. Während diesem Anlaufvorgang wird beispielsweise bei dem Entladewärmtauscher das Zapfwasser nur schwach erwärmt.Another problem with the heat exchangers described is their start-up behavior the heat exchangers do not extend as far as the storage tank, but rather flat in the lower or the upper storage area, the longer the thermosiphon forces when loading or discharge effective. On the other hand, the driving water column is lighter or heavier water very small at the beginning of the heat exchange process, so that a Flow through the heat exchanger on the storage side only starts slowly. While this start-up process is only the tap water in the discharge heat exchanger, for example slightly warmed.

Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist die Darstellung einer Vorrichtung für die geregelte Durchströmung von Thermosiphonwärmetauschern, bei der keine bewegten Regelorgane innerhalb des Speicherbehälters eingesetzt werden. Die Aufgabenstellung ist weiterhin die Darstellung einer Vorrichtung, die ein schnelles Anlaufverhalten insbesondere von flachen Thermosiphonwärmetauschern ermöglicht.The object of the present invention is the representation of a device for the regulated flow of thermosiphon heat exchangers with no moving ones Control elements are used within the storage container. The task is further the representation of a device that has a quick start-up behavior in particular of flat thermosiphon heat exchangers.

Die Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß folgendermaßen gelöst (im folgenden als Beispiel für den Entnahmetauscher beschrieben, siehe Fig. 1): Neben dem im oberen Speicherbereich angeordneten Wärmetauscher 1 wird ein Wärmetauscher 2 im unteren Speicherbereich angebracht. Er wird vorzugsweise innerhalb einer Strömungsführung 3 so angeordnet, daß er von dem abströmenden Speicherwasser 4 gut umströmt wird. Hierdurch stellt sich folgender Effekt ein:The task is solved according to the invention as follows (described below as an example for the removal exchanger, see FIG. 1): In addition to the heat exchanger 1 arranged in the upper storage area, a heat exchanger 2 is attached in the lower storage area. It is preferably arranged within a flow guide 3 so that the outflowing storage water 4 flows around it. This has the following effect:

Bei geringem Entnahmedurchfluß wird das zu erwärmende Wasser bereits in dem unteren Teil des Wärmetauschers vorgewärmt und tritt so in den oberen Teil ein, wo die restliche Erwärmung stattfindet. Durch die höhere mittlere Tauschertemperatur oben wird das Speicherwasser oben schwächer abgekühlt und sinkt mit erhöhter Temperatur ab. Der Speicherwasserfluß ist aufgrund der erhöhten Temperatur (und damit der kleineren Dichteunterschiede) kleiner als bei der Anordnung ohne zusätzlichen Wärmetauscher unten. Das vergleichsweise warme Speicherwasser wird in dem unteren Teil des Wärmetauschers abgekühlt und tritt kalt in den Speicher 5 unten ein.With a low withdrawal flow rate, the water to be heated is already preheated in the lower part of the heat exchanger and thus enters the upper part, where the remaining heating takes place. Due to the higher average exchanger temperature at the top, the storage water is cooled down more weakly and drops with an increased temperature. The storage water flow is smaller due to the increased temperature (and thus the smaller density differences) than with the arrangement without an additional heat exchanger below. The comparatively warm storage water is cooled in the lower part of the heat exchanger and cold enters the storage 5 below.

Dieser passive Regeleffekt kann erfindungsgemäß aktiv verstärkt werden (siehe Fig. 2): Der untere Wärmetauscher wird wie bisher an das zuströmende Kaltwasser angeschlossen. Das in dem Tauscher vorgewärmte Wasser wird in den oberen Wärmetauscher geleitet, über eine Abzweigung ist es jedoch ebenfalls an den Kaltwasseranschluß eines (außerhalb des Speichers montierten) thermostatischen Mischventils 6 angeschlossen. An den Warmwasseranschluß des Ventils ist der Warmwasserausgang 7 des oberen Wärmetauschers angeschlossen Hierdurch wird folgender Effekt erzielt: This passive control effect can be actively enhanced according to the invention (see FIG. 2): The lower heat exchanger is connected to the incoming cold water as before. The water preheated in the exchanger is passed into the upper heat exchanger, but is also connected via a branch to the cold water connection of a thermostatic mixing valve 6 (mounted outside the storage tank). The hot water outlet 7 of the upper heat exchanger is connected to the hot water connection of the valve. This has the following effect:

Bei geringem Entnahmestrom kommt das zu erwärmende Wasser wie oben beschrieben bereits vorgewärmt aus dem unteren Wärmetauscher. Wird das Thermostat-Mischventil auf eine Temperatur eingestellt, die das Wasser auch bei großer Entnahmeleistung und teilweise kaltem Speicher erreicht, so liegt die Austrittstemperatur des oberen Wärmetauschers bei geringer Entnahme über diesem Wert. Das Mischventil läßt daher nur einen Teil des im unteren Wärmetauscher vorgewärmten Wassers durch den oberen Tauscher, der andere Teil wird direkt im Mischventil zugemischt. Auf diese Weise wird das Speicherwasser im oberen Wärmetauscher noch weniger abgekühlt und sinkt daher nur langsam ab.With a low withdrawal flow, the water to be heated already comes as described above preheated from the lower heat exchanger. If the thermostatic mixing valve on a Temperature set, which the water even with large extraction and sometimes cold Storage reached, the outlet temperature of the upper heat exchanger is lower Withdrawal above this value. The mixing valve therefore leaves only a part of the bottom Heat exchanger preheated water through the top exchanger, the other part is direct mixed in the mixing valve. This way the storage water in the upper Heat exchanger cooled even less and therefore sinks only slowly.

Eine andere mögliche Verschaltung der Wärmetauscher mit dem Mischventil ist in Fig. 3 dargestellt. Hier sind sowohl der untere als auch der obere Wärmetauscher direkt an das Kaltwasser angeschlossen. Der Ausgang des unteren Wärmetauschers ist mit dem Kaltwasseranschluß des Mischventils verbunden, der Ausgang des oberen Tauschers mit dem Warmwassereingang des Mischventils. Auf diese Weise wird eine noch stärkere Veschiebung der Wärmeübertragung zwischen dem oberen und unteren Bereich in Abhängigkeit von der Entnahmeleistung erreicht. Der Nachteil dieser Verschalung ist, daß der untere Wärmetauscher nur teilweise genutzt wird, gerade bei großer Entnahmeleistung wird der Durchfluß unten mehr oder weniger abgesperrt.Another possible connection of the heat exchangers to the mixing valve is shown in FIG. 3. Here, both the lower and the upper heat exchanger are connected directly to the cold water. The output of the lower heat exchanger is connected to the cold water connection of the mixing valve, the output of the upper exchanger to the hot water input of the mixing valve. In this way, an even greater shift in the heat transfer between the upper and lower areas is achieved depending on the extraction capacity. The disadvantage of this formwork is that the lower heat exchanger is only partially used, especially when the withdrawal rate is high, the flow is shut off more or less at the bottom.

Diese aktiven Regelmechanismen sind - im Gegensatz zu dem oben beschriebenen passiven Regeleffekt - auch bezüglich unterschiedlicher Speicherladezustände wirksam: Ist der Speicher vollständig durchgeladen, ergeben sich aufgrund der Dichteverhältnisse hohe Temperaturen des abströmenden Wassers und hohe Austrittstemperaturen des zu erwärmenden Wassers. Das Ventil drosselt auch in diesem Fall den Durchfluß des zu erwärmenden Wassers durch den oberen Wärmetauscher und das Speicherwasser wird anteilmäßig im unteren Wärmetauscher stärker gekühlt als im oberen. Hierdurch wird, wie gewünscht, die antreibende Wassersäule durch das im Abströmrohr nur gering gekühlte Speicherwasser reduziert und der Durchfluß ist kleiner als ohne Regelvorrichtung.These active control mechanisms are - in contrast to the passive ones described above Control effect - also effective with regard to different storage charge states: is the storage fully charged, high temperatures of the result due to the density ratio outflowing water and high outlet temperatures of the water to be heated. The In this case too, the valve throttles the flow of the water to be heated through the upper heat exchanger and the storage water is proportionately in the lower heat exchanger more chilled than in the upper one. This will, as desired, become the driving water column due to the only slightly cooled storage water in the discharge pipe and the flow is smaller than without a control device.

Die beschriebenen Vorgänge werden im folgenden anhand von Zahlen erläutert:The processes described are explained below using numbers:

Es wird jeweils ausgegangen von einem Speicher, dessen obere Hälfte mit 55grädigem Wasser und dessen untere Hälfte mit 25grädigem Wasser gefüllt ist. Der Wärmetauscher ist nun so dimensioniert, daß bei einem Durchfluß von beispielsweise 10 l/min mit 15°C zuströmendes Kaltwasser auf 45°C erwärmt wird. Das Speicherwasser wird dabei im oberen Wärmetauscher von 55°C auf 25°C abgekühlt. Die Abkühlung im unteren Wärmetauscher sei bei diesem Durchfluß gering.It is assumed that there is a storage tank, the upper half of which is filled with 55 degrees water and the lower half of which is filled with 25 degree water. The heat exchanger is now like this dimensioned that flowing in at a flow of, for example, 10 l / min at 15 ° C. Cold water is heated to 45 ° C. The storage water is in the upper heat exchanger cooled from 55 ° C to 25 ° C. The cooling in the lower heat exchanger is with this Flow low.

Da die Durchströmung durch den Wärmetauscher in den untersuchten Ausführungen laminar ist, wird bei halbem Volumenstrom der Durchfluß ebenfalls halbiert. Ein halber Speicherwasserstrom stellt sich somit dann ein, wenn die über die Höhe des Abströmrohres integrierten Dichteunterschiede halb so groß sind. Dies ist bei einer Abströmtemperatur von ca. 32,5°C der Fall. Um das mit dieser Temperatur abströmende Speicherwasser ebenfalls auf 25°C abzukühlen, muß das Kaltwasser im unteren Wärmetauscher auf 22,5°C erwärmt werden. Durch den oberen Wärmetauscher wird ein Teil des vorgewärmten Wassers geleitet, so daß sich hinter dem Mischer wieder 45°C einstellen. Das Verhältnis der übertragenen Leistung zwischen oberem und unterem Wärmetauscher beträgt in diesem Beispiel ca. 3 : 1. Entsprechend müssen die Wärmetauscher dimensioniert werden.Because the flow through the heat exchanger is laminar in the examined versions is, the flow is also halved at half the volume flow. Half a year Storage water flow thus occurs when the above the height of the discharge pipe integrated density differences are half as large. This is at an outflow temperature of approx. 32.5 ° C the case. Around the storage water flowing out at this temperature also on To cool 25 ° C, the cold water in the lower heat exchanger must be heated to 22.5 ° C will. Part of the preheated water is passed through the upper heat exchanger, so that 45 ° C is set behind the mixer. The ratio of the transmitted power between the upper and lower heat exchanger is approx. 3: 1 in this example the heat exchangers must be dimensioned.

Die beschriebenen Verschaltungen des Wärmetauschers mit einem Thermostatmischer bringen auch für das oben beschriebene schlechte Anlaufverhalten der Thermosiphonwärmetauscher eine Lösung. Für diesen Fall kann der untere Wärmetauscher wesentlich kleiner sein und ist innerhalb des Abströmrohres angeordnet. Beim Beginn einer Warmwassererwärmung kommt zunächst heißes Wasser aus der oberen Spirale, denn während des Stillstands davor konnte sich die Temperatur des Wassers innerhalb der Wärmetauscherspirale an die des Speichers oben angleichen. Da diese Temperatur normalerweise über der gewünschten und an dem Thermostatmischer eingestellten Temperatur liegt, wird nur ein Teil des Entnahmestroms durch den oberen Wärmetauscher gelassen. Der gesamte Kaltwasserstrom (bzw. bei Verschaltung nach Fig. 3 der zugemischte Kaltwasserstrom) geht dagegen durch den im Abströmrohr angebrachten Wärmetauscher und kühlt dabei das Speicherwasser, das sich dort befindet, ab. Das hierdurch vorgewärmte Kaltwasser wird dem direkt aus der Spirale strömenden Heißwasser zugemischt. Somit wird das in der Spirale sich befindende Heißwasser über einen längeren Zeitraum allmählich entnommen, und gleichzeitig kann das im Abströmrohr sich befindende Speicherwasser abgekühlt werden, so daß dann die Thermosiphonströmung voll einsetzen kann.The described connections of the heat exchanger with a thermostatic mixer also provide a solution for the poor starting behavior of the thermosiphon heat exchanger described above. In this case, the lower heat exchanger can be significantly smaller and is arranged within the outflow pipe. At the beginning of hot water heating, hot water first comes out of the upper spiral, because during the standstill before that, the temperature of the water inside the heat exchanger spiral could adjust to that of the storage tank above. Since this temperature is normally above the desired temperature set on the thermostatic mixer, only a part of the extraction flow is let through the upper heat exchanger. The entire cold water flow (or the admixed cold water flow when connected according to FIG. 3), on the other hand, passes through the heat exchanger installed in the outflow pipe and thereby cools the storage water located there. The cold water preheated in this way is mixed with the hot water flowing directly from the spiral. Thus, the hot water in the spiral is gradually removed over a longer period of time, and at the same time the storage water in the outflow pipe can be cooled down, so that the thermosiphon flow can then start fully.

Sämtliche beschriebenen erfindungsgemäßen Verschalungsvarianten sind auch für extern angebrachte Thermosiphonwärmeaustauscher möglich (siehe Fig. 4, dort ist nur die Variante ohne Ventil dargestellt).All described shuttering variants according to the invention are also possible for externally attached thermosiphon heat exchangers (see FIG. 4, only the variant without a valve is shown there).

Im folgenden wird anhand Fig. 5 eine konkrete Ausgestaltung der Erfindung beschrieben. Die Wärmetauscher sind entsprechend der P 42 21 668.0-16 als Rippenrohrspiralen 8, die innerhalb von Kunststoffkegeln 9 eingeschlossen sind, ausgebildet. An das Abströmrohr 10 schließt sich ein Diffusorkegel 11 an, der dazu dient, das abströmende Speicherwasser verwirbelungsarm unten einzuschichten. Innerhalb des Diffusors ist der untere Wärmetauscher 12 ebenfalls als Rippenrohrspirale ausgebildet.A specific embodiment of the invention is described below with reference to FIG. 5. The heat exchangers are designed according to P 42 21 668.0-16 as finned tube spirals 8 , which are enclosed within plastic cones 9 . The outflow pipe 10 is followed by a diffuser cone 11 , which serves to layer the outflowing storage water with little swirling at the bottom. The lower heat exchanger 12 is likewise designed as a finned tube spiral within the diffuser.

Statt der beschriebenen Ausführung sind erfindungsgemäß eine Vielzahl anderer Ausführungen möglich: z. B. können Glattrohre statt Rippenrohre eingesetzt werden oder der untere Wärmetauscher kann lediglich im unteren Bereich des Speichers, nicht aber direkt innerhalb der Strömungsführung sitzen.Instead of the embodiment described, a large number of other embodiments are according to the invention possible: B. smooth tubes can be used instead of finned tubes or the lower one The heat exchanger can only be in the lower area of the storage tank, but not directly inside the Flow guidance sit.

Claims

1. Heat exchanger of a heat accumulator, consisting of the actual heat exchanger and a flow guide, which is arranged so that storage fluid flows through the heat exchanger due to thermosiphon forces and thereby enables stratified loading or unloading of the memory, characterized in that the heat exchanger is constructed from two parts of which one ( 1 ) is arranged in the area of the inlet for the storage liquid and the other ( 2 ) in the area of the outlet, the heat exchanger in the area of the outlet being flowed through first by the primary medium (not the storage liquid) and then by the Inlet heat exchanger in order to be able to shift the proportion of the total heat transferred between the inlet and outlet areas depending on the primary circuit so that the thermosiphon flow also decreases with a low flow through the primary circuit.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the outlet heat exchanger is arranged within a flow guide ( 3 ) which is directly connected to the flow guide of the inlet heat exchanger.

3. Heat exchanger according to claim 1 or 2 for stratified discharge of a heat accumulator, wherein the inlet heat exchanger sits at the level of the upper storage area and the outlet heat exchanger at the level of the lower storage area and the inlet temperature of the primary circuit is at least lower than the storage temperature above, characterized in that in the Connection line of the primary circuit between the outlet and inlet heat exchanger has a branch to the cold water connection of a thermostatic mixing valve ( 6 ), and that the outlet ( 7 ) of the inlet heat exchanger is connected to the hot water connection of the valve, so that the lower outlet heat exchanger ( 2 ) is always from the cold water is fully flowed through, the upper one only to the extent that the mixing temperature set on the thermostatic valve is reached, which means that the temperature of the outflowing storage water is achieved with low extraction rates or with a fully loaded storage tank s increased and thus the flow rate is reduced.

4. Heat exchanger according to claim 1 or 2 for stratified discharge of a heat accumulator, characterized in that inlet and outlet heat exchangers are each connected to the cold water and the outlet of the outlet heat exchanger ( 2 ) is attached to the cold water connection of a thermostatic mixing valve ( 6 ) while the outlet of Inlet heat exchanger ( 1 ) is connected to the hot water connection of the valve, so that the flow of the primary circuit between the inlet and outlet heat exchangers is divided in such a way that the mixing temperature set on the thermostatic valve is reached, which increases the temperature of the inflowing storage water at low extraction rates or when the storage tank is full and thus the flow rate is reduced.

5. Heat exchanger according to claim 3 or 4, characterized in that at least part of the outlet heat exchanger within the Flow guide extending from the upper storage area into the lower area is arranged and due to the circuit a rapid cooling of the storage water in the flow control during the start of hot water withdrawal and thus triggering a rapid onset of the thermosiphon flow and at the same time during this start-up phase the hot water stored in the inlet heat exchanger uses as possible.

6. Heat exchanger according to claim 1 or 2 for the loading of a heat accumulator, the inlet heat exchanger sits at the level of the lower storage area and the Outlet heat exchanger at the level of the upper storage area and the inlet temperature of the Primary circuit is at least higher than the storage tank temperature below, characterized in that in the connecting line of the primary circuit between Outlet and inlet heat exchanger a branch to the hot water connection of a thermostatic mixing valve is attached, and that to the cold water connection of the Valve the outlet of the inlet heat exchanger is connected, so that the upper The hot water always flows through the outlet heat exchanger, but only the lower one to the extent that the mixing temperature set on the thermostatic valve is reached, whereby with low loading capacities or with cold storage the temperature of the inflowing storage water and thus the flow rate can be reduced.

7. Heat exchanger according to claim 1 or 2 for stratified loading of a heat store, characterized in that the inlet and outlet heat exchangers are each on the hot Cable of the primary circuit are connected and the output of the Outlet heat exchanger at the hot water connection of a thermostatic mixing valve is attached, while the outlet of the inlet heat exchanger at the cold water connection of the valve is connected so that the flow of the primary circuit between the inlet and outlet heat exchanger is divided such that the at the thermostatic valve set mixing temperature is reached, whereby at low loading capacities or at cold storage the temperature of the outflowing storage water and thus the flow be humiliated.

8. Heat exchanger according to claim 6 or 7, characterized in that at least part of the outlet heat exchanger within the Flow guide extending from the upper storage area into the lower area is arranged and due to the circuit a rapid heating of the storage water in the flow control during the start of loading and thus a rapid onset of the thermosiphon flow triggers and simultaneously during this Start-up phase the cold water stored in the inlet heat exchanger for as long as possible uses.

9. Heat exchanger according to one of claims 1-8, characterized in that the outlet heat exchanger is designed as a smooth or finned tube spiral ( 12 ) which is arranged within a diffuser-widening outlet channel ( 11 ) of the flow guide of the entire heat exchanger unit.

10. Heat exchanger according to one of claims 1-9, characterized in that the heat exchangers ( 1 , 2 ) are each arranged as a countercurrent heat exchanger.