DE20211569U1 - Geschlossener Wärmekreislauf - Google Patents
Geschlossener WärmekreislaufInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem geschlossenen Warmwasserkreislauf, insbesondere von einem Kollektorkreislauf einer thermischen Solaranlage, von welchem zumindest ein Teil einen Warmwasserspeicher durchläuft, beinhaltend ein Membranausdehnungsgefäß mit einer innerhalb eines Gefäßkörpers gehaltenen, mit Druckmedium gefüllten Membran, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein solcher Kreislauf ist beispielsweise aus der DE 100 01 542 A1 bekannt. Membranausdehnungsgefäße dienen zum Ausgleich temperaturbedingter Volumenänderungen von beispielsweise in einem Kollektorkreislauf einer thermischen Solaranlage geführter Wärmeträgerflüssigkeit. Hierdurch wird der Druck im Kollektorkreislauf innerhalb gewisser Toleranzen konstant gehalten. Innerhalb der Membran befindet sich ein Druckmedium, beispielsweise Stickstoff, welches sich unter einem bestimmten Vordruck befindet. Wenn sich das Volumen im Kollektorkreislauf beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen ändert, dehnt sich das Druckmedium aus oder es wird komprimiert, wobei die das Druckmedium und die Wärmeträgerflüssigkeit trennende Membran ihre Form entsprechend verändert. Solche Membranausdehnungsgefäße, werden üblicherweise in einer Rücklaufleitung außerhalb des Warmwasserspeichers installiert.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geschlossenen Warmwasserkreislauf der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß er mit weniger Aufwand und Kosten installierbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, daß das Membranausdehnungsgefäß innerhalb des Warmwasserspeichers angeordnet ist.
Vorteile der Erfindung
Aufgrund der Integration des Membranausdehnungsgefäßes in den Warmwasserspeicher ergibt sich bei der Montage des Warmwasserkreislaufs ein geringerer Aufwand, wodurch der Warmwasserspeicher ein komplettes Modul bildet. Weiterhin ist diese Anordnung äußerst kompakt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.
Gemäß einer besonders zu bevorzugenden Maßnahme beinhaltet der Warmwasserkreislauf einen innerhalb des Warmwasserspeichers gehaltenen Wärmetauscher, insbesondere einen Glattrohrwärmetauscher. Der Glattrohrwärmetauscher dient beispielsweise zur Wärmeübertragung zwischen dem Kollektorkreislauf einer thermischen Solaranlage und dem Speicherwasser des Warmwasserspeichers. Aus konstruktiven Gründen befindet sich zwischen dem Glattrohrwärmetauscher und dem Boden des Warmwasserspeichers, dem sog. „Sumpf", ein für die Wärmeübertragung nicht nutzbares Totvolumen. In besonders vorteilhafter Weise ist das Membranausdehnungsgefäß im Bereich dieses ansonsten nicht nutzbaren Totvolumens am Boden des Warmwasserspeichers angeordnet, so daß das für die Wärmeübertragung nutzbare Volumen des Warmwasserspeichers nicht eingeschränkt wird. Insbesondere wird der Gefäßkörper des Membranaus-
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dehnungsgefäßes durch einen doppelten Boden des Warmwasserspeichers gebildet, so daß sich die Fertigung des Gefäßkörpers stark vereinfacht.
Gemäß einer Weiterbildung bildet der doppelte Warmwasserspeicherboden einen vorzugsweise bikonvexen oder auch konkav-konvexen Raum als druckstabile Kammer. Hierbei ist ein oberer Boden mit einer Zulauföffnung und ein unterer Boden mit einer Ablauföffnung versehen, wobei ein bodenseitiger Rücklauf des Wärmetauschers mit der Zulauföffnung und die Ablauföffnung der Kammer mit einem bodenseitigen Rücklaufanschluß des Warmwasserspeichers in Verbindung steht.
In besonders zu bevorzugender Weise ist die Kammer mit einem Zugang in Form einer in der Wandung des Warmwasserspeichers geformten Öffnung versehen, welche als Flansch ausgebildet ist. In dieser Öffnung ist auch ein Füllventil der Membran gehalten. Durch die Öffnung hindurch kann die Membran in die Kammer eingesetzt bzw. gewartet werden.
Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine schematische Querschnittsdarstellung durch einen Warmwasserspeieher gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Der in Figur mit 1 bezeichnete Warmwasserspeicher, beispielsweise ein Heizungspufferspeicher oder ein Brauchwasserspeicher, wird von einem Warmwasserkreislauf durchlaufen, insbesondere von einem Kollektorkreislauf einer thermischen Solaranlage. Dabei ist der Warmwasserspeicher 1 in Gebrauchslage dar-
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gestellt, d.h., daß in der Figur unten dargestellte Bauelemente auch unten eingebaut sind. Von dem Kollektorkreislauf ist aus Maßstabsgründen lediglich ein innerhalb des Warmwasserspeichers 1, in dessen unterer Hälfte gehaltener Wärmetauscher 2 gezeigt. Der Wärmetauscher ist vorzugsweise als spiralförmiger Glattrohrwärmetauscher 2 ausgebildet und wird durch einen oberen Vorlaufanschluß 4 in einer Wandung 6 des Warmwasserspeichers 1 mit einer von einem Solarkollektor erwärmten Wärmeträgerflüssigkeit versorgt, um Wärme an ein Speicherwasser 8 innerhalb des Warmwasserspeichers 1 zu übertragen. In der oberen Hälfte des Warmwasserspeichers 1 ist ein weiterer Wärmetauscher 10 aufgenommen, der beispielsweise zur konventionellen Nachheizung genutzt wird.
Der Kollektorkreislauf beinhaltet ein Membranausdehnungsgefäß 12 mit einer innerhalb eines Gefäßkörpers 14 gehaltenen, mit Druckmedium, insbesondere mit Stickstoff gefüllten Membran 16. Die Membran 16 trennt einen äußeren Kreislaufwasserraum 18 von einem inneren Gasraum 20. Erfindungsgemäß ist das Membranausdehnungsgefäß 12 innerhalb des Warmwasserspeichers 1 angeordnet, insbesondere im Bereich dessen Bodens 22.
Der Gefäßkörper 14 des Membranausdehnungsgefäßes 12 wird vorzugsweise durch einen doppelten Boden 22 des Warmwasserspeichers 1 gebildet, welcher einen vorzugsweise bikonvexen oder konkav-konvexen Raum als druckstabile Kammer 28 bildet. Der doppelte Boden 22 beinhaltet einen oberen konvexen Boden 24 und einen unteren konvexen Boden 26. Die beiden Böden 24, 26 sind randseitig miteinander verbunden und bilden zwischen sich die Kammer 28, innerhalb welcher die Membran 16 gehalten ist. Der obere Boden 24 ist mit einer mittigen Zulauföffnung 30 und der untere Boden 26 mit einer mittigen Ablauföffnung 32 versehen, wobei ein bodenseitiger Rücklauf 34 des Wärmetauschers 2 mit der Zulauföffnung 30 und die Ablauföffnung 32 mit einem bodenseitigen Rücklaufanschluß 36 des Warmwasserspeichers 1 mittels eines horizontalen Verbindungsrohres 38 in Verbindung steht. Folglich wird die Kammer 28 von der
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Wärmeträgerflüssigkeit des Kollektorkreislaufs durchströmt und ist durch den oberen Boden 24 vom Speicherwasser 8 getrennt. Das Verbindungsrohr 38 ist in einem nicht mit Speicherwasser 8 oder mit Wärmeträgerflüssigkeit gefüllten Bereich zwischen dem unteren Boden 26 und einem Klepperboden 40 des Warmwasserspeichers 1 geführt.
Die Kammer 28 hat einen randseitigen Hals 42, welcher in einer Öffnung 44 in der Wandung 6 des Warmwasserspeichers 1 in Form eines Flansches mündet, um einen Zugang zur Kammer 28 zu ermöglichen, beispielsweise zur Montage und Wartung der Membran 16. Weiterhin erstreckt sich ein innerhalb des Halses 42 der Kammer 28 geführter Verbindungsschlauch 46 der Membran 16 in die Öffnung 44 hinein, an dessen Ende ein in der Figur nicht sichtbares Füllventil 48 der Membran 16 angeordnet ist, um Stickstoff ein- bzw. nachzufüllen bzw. um den Druck innerhalb der Membran 16 einzustellen.
Die Erfindung ist nicht auf einen Kollektorkreislauf einer thermischen Solaranlage beschränkt, sondern kann bei jeglicher Art von Warmwasserkreislauf mit Membranausdehnungsgefäß 12 und Warmwasserspeicher 1 angewendet werden.
Claims (10)
1. Geschlossener Warmwasserkreislauf, insbesondere Kollektorkreislauf einer thermischen Solaranlage, von welchem zumindest ein Teil einen Warmwasserspeicher durchläuft, beinhaltend ein Membranausdehnungsgefäß mit einer innerhalb eines Gefäßkörpers gehaltenen, mit Druckmedium gefüllten Membran, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranausdehnungsgefäß (12) innerhalb des Warmwasserspeichers (1) angeordnet ist.
2. Warmwasserkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Membranausdehnungsgefäß (12) im Bereich eines Bodens (22) des Warmwasserspeichers (1) angeordnet ist.
3. Warmwasserkreislauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gefäßkörper (14) des Membranausdehnungsgefäßes (12) durch einen doppelten Boden (24, 26) des Warmwasserspeichers (1) gebildet wird.
4. Warmwasserkreislauf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der doppelte Boden (24; 26) einen bikonvexen oder konkavkonvexen Raum als druckstabile Kammer (28) bildet, beinhaltend einen oberen Boden (24) und einen unteren Boden (26).
5. Warmwasserkreislauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Boden (24) mit einer Zulauföffnung (30) und der untere Boden (26) mit einer Ablauföffnung (32) versehen ist.
6. Warmwasserkreislauf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens einen innerhalb des Warmwasserspeichers (1) gehaltenen Wärmetauscher (2, 10) beinhaltet.
7. Warmwasserkreislauf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher durch einen Glattrohrwärmetauscher (2) gebildet wird.
8. Warmwasserkreislauf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein bodenseitiger Rücklauf (34) des Glattrohrwärmetauschers (2) mit der Zulauföffnung (30) und die Ablauföffnung (32) der Kammer (28) mit einem bodenseitigen Rücklaufanschluß (36) des Warmwasserspeichers (1) in Verbindung steht.
9. Warmwasserkreislauf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (28) mit einem Zugang in Form einer in der Wandung (6) des Warmwasserspeichers (1) geformten Öffnung (44) versehen ist.
10. Warmwasserkreislauf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Füllventil (48) der Membran (16) in der Öffnung (44) gehalten ist.
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