DE20300658U1

DE20300658U1 - Wasserspeicher mit Innenmantel

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Publication number: DE20300658U1
Application number: DE20300658U
Authority: DE
Original assignee: Bruns Geb GmbH
Current assignee: Bruns Geb GmbH
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2003-06-05
Anticipated expiration: 2013-01-17

Description

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Firma Gebr. Bruns Gesellschaft mit beschränkter Haftung, Hauptstraße 200, 26683 Saterland

"Wasserspeicher mit Innenmantel"
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Die Neuerung betrifft einen Wasserspeicher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wasserspeicher sind aus der Praxis bekannt. Dabei sind insbesondere die Brauchwasserblasen mit nahezu quadratischen

Querschnittsabmessungen - also etwa gleich hoch wie breit sowie mit etwa birnenförmigen Querschnittsabmessungen und die gattungsbildend vorgesehenen länglichen Brauchwasserblasen bekannt.
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Der Wärmetauscher im unteren Bereich des Wasserspeichers wird üblicherweise nicht von einer Heizung, sondern von einer Zusatzeinrichtung beschickt, beispielsweise einer Solaranlage. Da sich das kälteste Wasser innerhalb des Speichers in dessen unterem Bereich befindet, kann diese Zusatzeinrichtung bereits

bei vergleichsweise geringer eigener Temperatur Wärmemengen in den Speicher einlagern.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Wasserspeicher dahingehend zu verbessern, dass ein

Wärmeaustausch zwischen dem im unteren Bereich des Wasserspeichers vorgesehenen Wärmetauscher und dem in der Brauchwasserblase befindlichen Wasser verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch einen Wasserspeicher mit den Merk

malen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, den ringförmigen Raum, der als Zwischenraum zwischen der Wasserblase und der Speicherwandung vorliegt, durch einen sogenannten In

nenmantel in zwei getrennte Ringräume aufzuteilen, sodass sich

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ein innerer Ringraum ergibt, welcher der Brauchwasserblase benachbart ist und ein äußerer Ringraum, welcher der Wandung des Wasserspeichers benachbart ist.

Der Wärmetauscher im unteren Bereich des Speichers ist in an

sich bekannter Weise als wendeiförmiger Rohrtauscher ausgestaltet, wobei die Rohrwindungen radial außerhalb des Innenmantels verlaufen. Das vom Wärmetauscher erwärmte Wasser steigt also innerhalb des Speichers außerhalb des Innenmantels auf. Wird heißes Brauchwasser aus der Brauchwasserblase

entnommen, so strömt kaltes Frischwasser in die Brauchwasserblase nach und kühlt diese ab. Hierdurch kühlt sich auch das Wasser im inneren Ringraum ab, sodass dieses nach unten absinkt. Hierdurch wird entlang der Oberkante des Innenmantels, wo entsprechende Verbindungen zwischen den beiden Ring

räumen vorgesehen sind, das am stärksten durch den Wärmetauscher erwärmte Wasser aus dem äußeren in den inneren Ringraum gezogen und an der Brauchwasserblase entlanggeführt.

Auf diese Weise wird stets das heißeste vom unteren Wärmetauscher bereitgestellte Wasser zur Beheizung der Brauchwasserblase verwendet und damit eine optimale Ausnutzung der durch den unteren Wärmetauscher gelieferten Wärmeenergie ermöglicht. Eine in der Wasserblase vorgesehene Heizungsan

ordnung kann daher vergleichsweise seltener benötigt werden, um das Brauchwasser auf die gewünschte Temperatur aufzuheizen, sodass durch die Zusatzeinrichtung, die den unteren Wärmetauscher mit Energie versorgt, Einsparungen in dem übrigen Heizbedarf besonders effektiv erzielbar sind.

Der Innenmantel kann grundsätzlich aus nahezu beliebigem, wasserundurchlässigem Material, vorzugsweise jedoch aus wärmeisolierendem Material wie Kunststoff bestehen. Auch wenn sich bei langen Verweilzeiten des Wassers innerhalb des

Speichers ein Temperaturausgleich zwischen dem inneren und

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dem äußeren Ringraum einstellen wird, so bewirkt doch eine möglichst gut isolierte Ausgestaltung des Innenmantels eine erhebliche zeitliche Dämpfung, bis es zu einem derartigen Temperaturausgleich kommt, sodass über einen möglichst langen Zeitraum die vorerwähnten Vorteile der unterschiedlichen Tempera

turverhältnisse ausgenutzt werden können.

Vorzugsweise kann der Strömungsweg des von oben nach unten geführten heißen Wassers innerhalb des inneren Ringraums verlängert werden und damit eine besonders intensive Wärme

ausnutzung sichergestellt werden, wenn das Wasser nicht nur beliebig von oben nach unten strömen kann, sondern rings um die Brauchwasserblase geführt wird. Hierzu können entsprechende Rippen vorgesehen sein, sodass sich ein insgesamt wendeiförmiger oder, besonders vorteilhaft, Serpentinen- bzw.

mäanderförmiger Strömungskanal ergibt. Insbesondere durch die mehrfache Richtungsumlenkung innerhalb eines serpentinen- bzw. mäanderförmigen Strömungskanals ergibt sich eine besonders lange Verweildauer des Wassers innerhalb dieses Strömungskanals, sodass ein besonders intensiver Wärme

übergang zwischen dem Wasser innerhalb dieses Strömungskanals und dem Wasser innerhalb der Brauchwasserblase erzielt wird.

Vorzugsweise kann der Innenmantel in seinem mittleren Höhen

bereich Durchtrittsöffnungen aufweisen, welche den inneren und den äußeren Ringraum miteinander verbinden. Auf diese Weise kann in Art einer Kurzschluss-Wasserführung bewirkt werden, dass bei einer geringen Brauchwasserentnahme mit einer entsprechend geringen nachströmenden Menge an kaltem Wasser

die Zuschaltung der Heizeinrichtung für das Brauchwasser vermieden wird:

Wenn die Wassertemperatur innerhalb der Brauchwasserblase in deren oberen Bereich ausreichend hoch ist, sodass an sich keine Aufheizung durch den dort vorgesehenen Temperatursen

sor veranlasst wird, so kann bei einer geringen zuströmenden

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Kaltwassermenge eine Temperaturschichtung innerhalb der Brauchwasserblase vorliegen mit kaltem Wasser in deren unteren Bereich und heißem Wasser in deren oberen Bereich. Falls das Wasser im äußeren Ringraum, welches durch die - gegebenenfalls solare - Zusatzeinrichtung aufgewärmt wurde, eine geringere Temperatur aufweist als das heiße Wasser im oberen Bereich der Brauchwasserblase, so würde die Brauchwasserblase durch dieses Wasser aus dem äußeren Ringraum abgekühlt, wenn dieses Wasser im Bereich der Oberkante des Innenmantels in den inneren Ringraum gelangt und an der

Brauchwasserblase entlang nach unten geführt wird.

Die Durchtrittsöffnungen im mittleren Höhenbereich des Innenmantels sind daher vorzugsweise in einer Höhe angeordnet, die höchstens etwa der Höhe der Unterkante der Heizeinrichtung

entspricht, welche in der Brauchwasserblase angeordnet ist.

Die vorerwähnte Erwärmung des Brauchwassers durch das Wasser aus dem äußeren Ringraum erfolgt also durch die Durchtrittsöffnungen auf eine Weise, die mit der eingangser

wähnten Erwärmung vergleichbar ist, wenn das Wasser aus dem äußeren Ringraum ganz oben im Bereich der Oberkante des Innenmantels in den inneren Ringraum gelangt und dann an der Brauchwasserblase entlanggeführt wird.

An Stelle der erwähnten Durchtrittsöffnungen kann auch vorgesehen sein, die gesamte Höhe des Innenmantels durch zwei Rohrabschnitte zu schaffen, die einen gewissen Abstand zueinander haben, wobei dieser Abstand die vorerwähnten Durchtrittsöffnungen bildet. Der Abstand kann bei zwei Rohrabschnit

ten gleichen Durchmessers geschaffen werden oder auch bei sich gegebenenfalls sogar überlappenden Höhen der beiden Rohrabschnitte, wenn diese beiden Rohrabschnitte unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

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Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der rein schematischen Zeichnung nachfolgend näher erläutert.

Dabei ist mit 1 allgemein ein Wasserspeicher bezeichnet, der eine zylindrische Wandung 2 aufweist und im unteren Bereich

einen Wärmetauscher 3, welcher einen Vorlauf 4 und einen Rücklauf 5 als Anschlüsse an eine Solaranlage aufweist.

Weiterhin weist der Wasserspeicher 1 eine längliche, hochformatige Brauchwasserblase 6 auf, die mittels eines Kaltwasserzulaufs 7 befüllbar ist und eine Entnahme von Warmwasser bei 8 ermöglicht, wobei im oberen Bereich dieser Brauchwasserblase 6 eine Heizwendel 9 vorgesehen ist, die beispielsweise an eine Heizungsanlage angeschlossen ist und Thermostat geregelt die Erwärmung des Brauchwassers in der Blase 6 ermög

licht.

Der Zwischenraum zwischen der Brauchwasserblase 6 und der Speicherwandung 2 ist durch einen Innenmantel 10 aus Kunststoff in einen inneren Ringraum 11 und einen äußeren Ringraum

12 geteilt. Die Oberkante des Innenmantels 10 ist von der Kopfhaube des Speichers 1 beabstandet und schafft dort eine Verbindung 14 zwischen den beiden Ringräumeni 1 und 12.

Da die Windungen des Wärmetauschers 3 im radial äußeren

Bereich, also radial in dem Bereich des äußeren Ringraumes verlaufen, steigt erwärmtes Speicherwasser innerhalb dieses äußeren Ringraumes 12 auf und kann dort im Bereich der Verbindung 14 in den inneren Ringraum 11 gelangen, wo es abkühlungsbedingt absinkt, wenn der Inhalt der Brauchwasserblase

entsprechend kalt ist.

Einen derartigen Strömungsverlauf des vom Wärmetauscher 3 aufgewärmten Wassers, jedoch mit einem niedriger angeordneten Übergang vom äußeren zum inneren Ringraum 11 ermögli

chen Durchtrittsöffnungen 15, sodass eine Schichtung innerhalb

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der Brauchwasserblase 6 begünstigt wird, bei der kaltes Wasser unterhalb der Heizwendel 9 zunächst vom Solarwasser des Wärmetauschers 3 erwärmt werden kann. Das Temperaturniveau dieses solarerwärmten Wassers kann dabei geringer sein als das Temperaturniveau des durch die Heizwendel 9 erwärmten Wassers, ohne dass das solarerwärmte Wasser das durch die Heizwendel 9 erwärmte Wasser abkühlt.

Claims

1. Wasserspeicher,
mit einer Brauchwasserblase innerhalb des Speichers, wobei die Brauchwasserblase länglich hochformatig ausgebildet ist,
und wobei im Speicher unterhalb der Brauchwasserblase ein Wärmetauscher angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Zwischenraum zwischen der Brauchwasserblase und der Speicherwand ein als Innenmantel bezeichnetes Rohr angeordnet ist, welches den Zwischenraum in einen blasennahen, radial inneren, und in einen wandungsnahen, radial äußeren Ringraum teilt,
wobei der Innenmantel im Bereich seiner Oberkante eine Verbindung zwischen diesen beiden Ringräumen schafft.

2. Wasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel aus Kunststoff besteht.

3. Wasserspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem inneren Ringraum sichelförmige Trennrippen versetzt zueinander angeordnet sind, derart, dass sich ein von oben nach unten serpentinenförmig oder mäanderförmig verlaufender Strömungskanal in diesem inneren Ringraum ergibt.

4. Wasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel in seinem mittleren Bereich Durchtrittsöffnungen vom äußeren zum inneren Ringraum aufweist.

5. Wasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Brauchwasserblase ein Wärmetauscher zum Beheizen des Brauchwassers angeordnet ist.