DE3041982A1

DE3041982A1 - Brauchwasserspeicher fuer fernheizanlagen

Info

Publication number: DE3041982A1
Application number: DE19803041982
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr.-Ing. 6330 Wetzlar Noack
Original assignee: Buderus AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1980-11-07
Filing date: 1980-11-07
Publication date: 1982-06-09

Description

Brauchwasserspeicher
Die Erfindung bezieht sich auf einen Brauchwasserspeicher nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Ein Brauchwasserspeicher dieser Art, der vorzugsweise als Speicher in Fernheizanlagen einzusetzen ist, ist beispielsweise in der DE-PS 20 29 895 dargestellt und beschrieben.
Bei der entnahme von heißem Brauchwasser aus dem oberen Teil des Behälters strömt kaltes Leitungswasser von unten in den Behälter nach. Dieses Wasser wird durch die Wärmeaustauscher bei gleichzeitigem Abkühlen des Heizungswassers aufgeheizt.
Ein Nachteil besteht darin, daß die Rücklauftemperatur des Heizungswassers in dem gleichen Maße ansteigt wie die Temperatur des Brauchwassers,xdaß die Ausnutzung der fühlbaren Wärme im Heizungswasser allmählich abnimmt. Nach dem Aufheizen des Brauchwassers strömt das Heizungswasser mit nahezu der gleichen Temperatur wieder zurUck mit der es in die Wärmeaustauscher eingetreten ist.
Der beschriebene Nachteil fUhrt zu Schwierigkeiten dem Einsatz des Brauchwasserspeichers in einer Fernheizungsanlage.
In diesem Fall kommt es darauf an, daß das Eernheizungswasser mit einer möglichst niedrigen Temperatur in das Fernheizwerk zurückströmt. Diese Forderung wird aus den genannten Gründen nicht immer erfüllt. Auch bei anderen Heizungssystemen als der Fernheizung ist eine möglichst niedrige Rücklauftemperatur des Heizungswassers wünschenswert, um einen hohen Wirkungsgrad der Anlage zu erzielen.
Die Forderung läßt sich dadurch erfUllen, daß das Brauchwasser und das Heizungswasser in einem separaten Gegenstrom-Wärmeaustauscher zum Wärmeaustausch gebracht werden, worauf das aufgeheizte Brauchwasser in den Speicher geleitet wird.
Hierfür sind Jedoch zwei getrennte Apparate erforderlich, die durch Rohrleitungen miteinander zu verbinden sind.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine möglichst starke Absenkung der Temperatur des Heizungswassers zu erzielen. Auf einen neben dem Speicher angeordneten Gegenstrom-Wärmeaustau scher sollte dabei verzichtet werden.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Lösung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Maßnahmen.
Durch die spezielle Konstruktion ist es möglich, das kalte Leitungswasser von oben nach unten an den aufwärts durchströmten Wärmeaustauschern vorbeizufUhren. Diese Aufheizung im reinen Gegenstrom führt zu dem gewünschten Effekt, so daß das Heizungswasser mit der nidrigst w glichen Temperatur zurUckströmen kann.
Ein Thermostat oberhalb der Einmündung des Einlaufs bewirkt das Einschalten der Umwälzpumpe in der Zirkulationsleitung und eines Strömungsorgans in der Zuflußleitung des Wärmeaustauschers. Sobald eine eingesteXtO Temperatur am Thermostaten unterschritten wird, beginnt die Zirkulation, was zwangsweise das Abwärtsströmen des kalten Leitungswassers von der höher liegenden Mündung des Einlaufs zum Anschlußstutzen der Zirkulationsleitung am Boden des Behälters zur Folge hat. Auf diese Weise wird die entgegengerichtete Strömung des Brauch- und Heizungswassers bewirkt.
Bei dem Einsatz von zwei Wärmeaustauschern übereinander, von denen einer mit teilweise gekühltem Heizungswasser aus Zentralheizungskörpern und der andere mit voll aufgeheiztem Heizungswasser durchströmt wird, muß der niedriger liegende Wärmeaustauscher vom heißeren Wasser durchströmt werden. Nur diese Umkehrung der bisher üblichen Zuordnung der Wärmeaustauscher entspricht der erfindungsgemäßen Gegenstromeinrichtung.
Es ist zweckmäßig, den Einlauf durch ein Standrohr vom Boden des Behälters bis über die Wärmeaustauscher zu führen, um die benötigte Einmündung oberhalb der Wärmeaustauscher zu erreichen. Damit sich das eintretende Frischwasser gut verteilt, sollten über und unter der Mündung des Einlaufs Strömungsbremsen in Form von Lochblechen angeordnet sein.
Die beigefügte Zeichnung zeigt in einer einzigen Figur ein Ausführungabeispiel der Erfindung.
Der Brauchwasserspeicher besteht aus einem korrosionsfesten Behälter 1 mit einem unteren Einlauf 2, der durch ein Standrohr 3 in einen Bereich zwischen zwei Lochblechen 4 einmündet, und einem oberen Auslauf 5, dem eine Rohrleitung 6 zu einem Verbraucher 7 folgt. An einen Zirkulationsstutzen 8 am Boden 9 des Behälters 1 schließt sich eine Zirkulationsleitung 10 zum Auslauf 5 mit einem eingebauten Regelventil 11 und einer Umwälzpumpe 12 an. Ein Wärmeaustauscher 13 mit unterem Zulauf 14, einschließlich einer Umwälzpumpe 15, und oberem Auslauf 16 sitzt im unteren Behälterteil. Darunter ist ein weiterer Wärmeaustauscher 17 mit unterem Zulauf 18 und oberem Auslauf 19 angeordnet, der von höher erhitzte Heizungswasser durchströmt wird. Die Umwälzpumpen 12 und 15 werden von einvThermostaten 20 oberhalb der Lochbleche 4 betätigt. Infolge einer Wasserschichtung im stehenden Behälter entsteht eine Trennschicht 21 zwischen dem kalten und dem aufgeheizten Brauchwasser.
Bei der Wasserentnahme am Verbraucher 7 strömt durch den Einlauf 2 und das Standrohr 3 kaltes Wasser in den Behälter 1 ein und gelangt dort in den Zwischenraum zwischen den Lochblechen 4.
Das nach oben durch das Lochblechsxltretende kalte Wasser verdas darüber befindliche heiße Wasser, so daß die Trennschicht zwischen dem kalten und dem heißen Wasser höher steigt.
Sobald der Thermostat (20) eine bestimmte Temperaturunterschreitung mißt, schaltet er die Umwälzpumpe 12 und 15 ein.
Ein Teilstrom des kalten Wassers strömt Jetzt durch die untere Lochplatte an den Wärmeaustauschern 13 und 17 vorbei, die von Heizungswasser durchströmt werden. Der Teilstrom erwärmt sich und gelangt durch die Zirkulationsleitung 10 zum Hauptstrom des heißen Brauchwassers im Auslauf 5, wo er beigemischt wird. Das thermostatisch gesteuerte Regelventil 11 sorgt dafür, daß die gewünschte Temperatur auch tatsächlich erreicht wird, indem Je nach der vorhandenen Wassertemperatur der Durchflußquerschnitt mehr oder weniger gedrosselt wird.
Nach der Wasserentnahme läuft die Umwälzpumpe 12 weiter, wobei jetzt das aufgeheizte Brauchwasser durch den Auslauf 5 von oben in den Behälter 1 einströmt. Die Trennschicht 21 sinkt dadurch ab. Sobald sie den Thermostaten 20 erreicht, schaltet dieser die Umwälzpumpe 12 und die Umwälzpwnpe 15, bzw. ein an deren Stelle sitzendes Magnetventil, ah. Steigt die Trennschicht 21 infolge Auskühlung wieder nach oben, dann schaltet der Thermostat 20 die Umwälzpumpe 12 und 15 wieder ein.
Die Aufrechterhaltung der Brauchwassertemperatur im gesamten Speicher oberhalb des Thermostaten ist dadurch gesichert.
Infolge der Gegenstromeinrichtung strömt das Heizungswasser mit niedrigster Temperatur zum Heizwerk zurück. Die volle Brauchwassertemperatur ist Sederzeit garantiert. Es ist eine gute Volumenausnutzung des Behälters vorhanden, da auch das Wasser im unteren Behälterbereich noch aufgeheizt wird. Ein besonderer Vorteil ergibt sich bei Niedertemperaturheizungen, insbesondere beim Einsatz von Wärmepumpen. Bei dieser Speicherart können die höchstmöglichen Brauchwassertemperaturen erreicht werden.
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Claims

Patentanspruche 1. Brauchwasserspeicher, bestehend aus einem korrosionsfesten Behälter mit unterem Einlauf und oberem Auslauf und einem oder mehreren, von Heizungswasser durchströmten Wärmeaustauschern, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf (2) oberhalb des oder der von unten nach oben durchströmten Wärmeaustauscher (13,17) in den Behälter (1) einmündet und daß vom Boden (9) des Behälters (1) eine mit einer Umwälzpumpe (12) versehene Zirkulationsleitung (10) zum oberen Auslauf (5) führt.
2. Brauchwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (12) und ein in der Zuflußleitung (14) des Wärmeaustauschers (13) angeordnetes Strömungsorgan (15) durch einen oberhalb der Mündung des Einlaufs (2) angeordneten Thermostaten (20) betätigt werden.
3. Brauchwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der niedriger liegende Wärmeaustauscher (17) von heißerem Wasser durchströmt wird als der darUber angeordnete Wärmeaustauscher (13).
4. Brauchwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf (2) durch ein Standrohr (3) vom Boden (9) des Behälters (1) bis über den oberen Wärmeaustauscher (13) geführt ist und zwischen zwei Lochblechen (4) mUndet.
5. Brauchwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zirkulationsleitung (10) ein thermostatisch gesteuertes Regelventil (11) angeordnet ist.