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DE3403859A1 - Vorrichtung zur energiesparenden warmwasserversorgung - Google Patents

Vorrichtung zur energiesparenden warmwasserversorgung

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DE3403859A1
DE3403859A1 DE19843403859 DE3403859A DE3403859A1 DE 3403859 A1 DE3403859 A1 DE 3403859A1 DE 19843403859 DE19843403859 DE 19843403859 DE 3403859 A DE3403859 A DE 3403859A DE 3403859 A1 DE3403859 A1 DE 3403859A1
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DE
Germany
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hot water
water boiler
boiler
circulation
line
Prior art date
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DE19843403859
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English (en)
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DE3403859C2 (de
Inventor
Friedrich 7180 Crailsheim Müller
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MUELLER, FRIEDRICH, 74589 SATTELDORF, DE
Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • F24H9/12—Arrangements for connecting heaters to circulation pipes
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur energiesparenden Warmwasserversorgung mit zumindest einem Heißwasser-Boiler, welcher mit einer Wasser-Eingangsleitung sowie einer -Ausgangsleitung verbunden ist, wobei die Ausgangsleitung ζ. Β. in einem Gebäude zu einer oder mehreren Verbrauchsstellen führt.
Bei derartigen herkömmlichen Warmwasserversorgungsanlagen wird Heißwasser in einem Boiler üblicherweise mittels eines Wärmetauschers erhitzt und gespeichert. Dabei wird das Wasser im Heißwasser-Boiler nicht permanent geheizt, sondern vielmehr wird der Boiler - Inhalt einmal auf die maximale Temperatur aufgeheizt, wonach die Energiequelle abgeschaltet wird. Bei der Energiequelle kann es sich um einen Ölbrenner, einen Gasbrenner, eine Elektroanlage, Solarenergie, eine Wärmepumpe oder auch Festbrennstoffe usw. handeln.
Das Wasser wird dann aus dem Heißwasser-Boiler (oder auch mehreren Heißwasser-Boilern) über Ausgangsleitungen zu den Verbrauchsstellen, also Wasserhähnen u. dgl., geführt. Wird an den Verbrauchsstellen kein Wasser abgezapft, so steht das Wasser in der Ausgangsleitung und kühlt sich somit auf die Umgebungstemperatur im Gemäuer ab. Dies hat zur Folge, daß der Verbraucher nach dem Öffnen des Wasserhahnes zunächst kaltes Wasser erhält und sich erst dann Heißwasser einstellt, wenn das kalte Wasser aus der Ausgangsleitung vollständig ausgelaufen ist.
Bei herkömmlichen Warmwasserversorgungsanlagen ist insbesondere in größeren Hotels o. dgl. vorgesehen, daß die Ausgangsleitungen des Heißwasser-Boilers über eine am Ende der Ausgangsleitung angeordnete Rückleitung mit demi < Heißwasser-Boiler verbunden sind, wobei ständig ein Kreislauf mit heißem Wasser langsam durch das Leitungssystem
zirkuliert. Diese herkömmliche Anordnung hat eine Reihe von Nachteilen: Das ständig zirkulierende Wasser hat eine sehr hohe Temperatur (die Maximal-Temperatur im Heißwasser-Boiler), so daß eine schnelle Verkalkung des Leitungssystems erfolgt. Durch die hohe Temperatur des zirkulierenden Wassers ist aber auch ein hoher Energieverlust bedingt, da ständig Wärme an das die Leitungen umgebende Gemäuer abgegeben wird. Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Warmwasserversorgungsanlagen dieser Art ist darin zu sehen, daß durch das rücklaufende Wasser im Heißwasser-Boiler die Temperatur-Schichtung des Wassers gestört wird. Eine solche Störung der Temperatur-Schichtung hat aber wiederum einen erhöhten Energieverbrauch zur Folge. Durch das rücklaufende Wasser nämlich wird der Inhalt des Boilers durchmischt, so daß ein Nachheizen erforderlich ist. Bei Aufrechterhaltung einer sauberen Temperatur-Schichtung aber wird jeweils der gesamte Inhalt des Heißwasser-Boilers sukzessive entnommen, wobei das heißere Wasser jeweils im Boiler oben ansteht, wo auch die Ausgangsleitung ansetzt. Bei Zerstörung der Temperatur-Schichtung ist ein oftmaliges Nachheizen erforderlich, wobei bei jedem Anspringen der Heizquelle Energieverluste entstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Warmwasserversorgung zu schaffen, welche die genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll also permanent an der Verbrauchsstelle Warmwasser abzapfbar sein, ohne das hohe Energieverluste auftreten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Wasser-Kreislauf vorgesehen ist, in dem Wasser auf im Vergleich zur Maximal-Temperatur im Heißwasser-Boiler geringerer Temperatur gehalten wird und der die Ausgangsleitung des Heißwasser-Boilers zumindest teilweise enthält.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Wasser-Kreislauf enthält vorzugsweise einen Zirkulationsspeicher, dessen Volumen wesentlich kleiner ist als das des Heißwasser-Boilers.
Der Zirkulationsspeicher kann eine eigene Einrichtung zur Erwärmung des in ihm enthaltenen Wassers, wie beispielsweise einen eigenen Wärmetauscher, aufweisen, oder aber auch mittels des Heißwasser-Boilers erwärmt werden.
Die Temperatur im Zirkulationsspeicher und im Wasser-Kreislauf beträgt vorzugsweise etwa 35° C, was beispi« weise für das Waschen der Hände völlig ausreicht.
Gemäß einer besonderen Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß ein weiterer Wasser-Kreislauf den Heißwasser-Boiler mit dem Zirkulationsspeicher verbindet. Dieser weitere Wasser-Kreislauf kann in einer besonders kostensparenden Ausgestaltung der Erfindung durch den im Heißwasser-Boiler vorhandenen Dichte-Gradienten gespeist werden. Dabei kann am Zirkulationsspeicher ein Temperatur-Fühler angeordnet sein, welcher eine Steuerung beaufschlagt, welche ihrerseits wiederum ein Ventil steuert, welches in der Zuleitung zwischen dem Heißwasser-Boiler und dem Zirkulationsspeicher angeordnet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das Wasser im Zirkulationsspeicher eine vorgegebene Temperatur nicht überschreitet.
Damit die Temperatur-Schichtung im Heißwasser-Boiler nicht gestört wird, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die in den Heißwasser-Boiler mündende Leitung des weiteren Wasser-Kreislaufes in einem sich vertikal im Heißwasser-Boiler erstreckenden Rohr ausläuft, dessen Wandung Öffnungen aufweist. Das Wasser wird in diesem Falle an denjenigen Stellen durch die Öffnungen austreten, an denen die Dichte des Wassers im Rohr derjenigen im Boiler entspricht und somit auch die Temperaturen gleich sind.
■Η-
Das sich in dem Heißwasser-Boiler vertikal erstreckende Rohr istden besonderen Gegebenheiten des Einzelfalles angepaßt und kann sich vom Bereich der in den Heißwasser-Boiler führenden Leitung sowohl aufwärts als auch abwärts erstrecken.
Anstelle des sich vertikal erstreckenden Rohres kann auch ein horizontal verlaufendes Rohr im Anschluß an die in den Heißwasser-Boiler mündende Leitung vorgesehen sein, wobei sich von dem Rohr mehrere Nebenrohre vertikal nach oben erstrecken, deren Länge in Strömungsrichtung des Wassers entlang dem Horizontal-Rohr abnimmt.
Eine besonders vielseitige Einsatzmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich dann, wenn der Zirkulationsspeicher einen eigenen Wärmetauscher aufweist, der beispielsweise von derselben Heizeinrichtung gespeist wird wie der Heißwasser-Boiler. Auch kann der Zirkulationsspeicher zusätzlich noch eine elektrische Heizeinrichtung aufweisen. In diesem Falle ist es möglich, mittels einer Steuerung die oder eine der Heizquellen des Zirkulationsspeichers dann in Betrieb zu setzen, wenn die Wassertemperatur im Heißwasser-Boiler unter einen vorgegebenen Wert sinkt.
Anstelle des mit Öffnungen versehenen, sich vertikal im Heißwasser-Boiler erstreckenden Rohres kann auch ein Rohr verschwenkbar am in den Heißwasser-Boiler mündenden Endabschnitt der Leitung vom Zirkulationsspeicher angeordnet werden, welches das Wasser ebenfalls in diejenige Schicht des Heißwasser-Boilers abgibt, deren Temperatur derjenigen des Wasser in den Zirkulationsspeicher entspricht. Dies kann gemäß zweier Varianten der Erfindung einmal dadurch erfolgen, daß eine Bi-Metallschicht-Einrichtung vorgesehen ist, mittels welcher das Rohr in der erwünschten Weise verschwenkt wird, während gemäß einer anderen Variante der
Erfindung· das spezifische Gewicht des Materials des Rohres so gewählt wird, daß es demjenigen von Wasser mit der Temperatur im Zirkulationsspeicher entspricht.
Auch ist es gemäß der Erfindung möglich, die vom Zirkulationsspeicher zum Heißwasser-Boiler führende Leitung in eine Mehrzahl von Ventilen enden zu lassen, welche die Leitung auf jeweils unterschiedlichen Höhen mit dem Heißwasser-Boiler verbinden, wobei auf jeder der Höhen im Heißwasser-Boiler jeweils ein Temperatur-Meßfühler vorgesehen ist, welcher mit einer Steuerung verbunden ist, welche dasjenige der Ventile öffnet, in dessen Höhe die Wassertemperatur im Heißwasser-Boiler derjenigen im Zirkulationsspeicher am nächsten kommt.
Auch können in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mehrere Heißwasser-Boiler vorgesehen sein, die mittels einer Steuerung in Abhängigkeit von gemessenen Wassertemperaturen und/oder Betriebszuständen wahlweise mit dem auf geringere Temperatur gehaltenen Wasser-Kreislauf verbindbar sind.
Die vorliegende Erfindung läßt sich nicht nur bei Neubauten einsetzen, sondern ermöglicht auch die nachträgliche Verbesserung von Altbauten, wozu ein biegsames Rohr aus beispielsweise Kunststoff in die bereits vorhandene Ausgangsleitung des Heißwasser-Boilers eingeschoben wird.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Dabei zeigt bzw. zeigen:
Fig. 1 eine Warmwasserversorgungsanlage gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur energiesparenden Warmwasserversorgung;
Fig. 3 bis 8 Ausgestaltungen des sich im Heißwasser-Boiler erstreckenden Rohres;
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig.10 eine besondere Heizvorrichtung für den erfindungsgemäßen Zirkulationsspeicher;
Fig.11 ein im Heißwasser-Boiler verschwenkbar angeordnetes Rohr;
Fig.12 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig.13 eine Anwendung der Erfindung zur nachträglichen Umrüstung von Altbauten; und
Fig.14 und 15 Schnitt-Darstellungen unterschiedlicher Ausgestaltungen des sich vertikal im Heißwasser-Boiler erstreckenden Rohres.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Warmwasserversorgungsanlage gemäß dem Stand der Technik ist ein Heißwasser-Boiler 10 vorgesehen, der über eine Leitung 21 mit Kaltwasser versorgt wird und der eine Ausgangsleitung 16 aufweist, welche zu den Verbrauchsstellen 15 führt. Die Leitung 16 verläuft im Gemäuer, so daß sich das in der Leitung befindliche Heißwasser abkühlt, sobald keine Verbrauchsstelle angezapft wird Um das Abkühlen des Wassers in der Leitung 16 zu verhindern ist eine Rückleitung 17 vorgesehen, welche zum Heißwasser-Boiler 10 führt, so daß ein geschlossener Kreislauf entsteht Eine Pumpe 19 hält den Kreislauf 10, 16, 17 in Gang, so daß ständig Heißwasser in der Leitung 16 ansteht. Im Heißwasser-Boiler, welcher beispielsweise mittels eines Wärmetauschers einmal am Tage aufgeheizt wird, bildet sich eine Wasser-Schichtung entsprechend den unterschiedlichen Temperaturen
des Wassers. Da sich Wasser mit höheren Temperaturen ausdehnt, hat heißeres Wasser einen größeren Auftrieb in dem Heißwasser-Boiler 10 als kälteres Wasser. Demzufolge sammeln sich im Heißwasser-Boiler Ί0 oben heißere Wasserschichten als unten. Der das Wasser im Heißwasser-Boiler 10 erhitzende Wärmetauscher ist im einzelnen nicht dargestellt.
Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Erfindung ist zusätzlich zum Heißwasser-Boiler 10 ein weiterer Zirkulations-Speicher 12 vorgesehen, welcher in einem gesonderten Wasser-Kreislauf 12, 14, 16, 18 angeordnet ist. Dieser Wasser-Kreislauf wird mit einer Temperatur betrieben, die geringer ist als die Wassertemperatur im Heißwasser-Boiler 10.
Der Wasser-Kreislauf 12, 14, 16, 18 erfaßt auch die Ausgangsleitung 16 des Heißwasser-Boilers 10, so daß in der Ausgangsleitung 16 dauernd Warmwasser ansteht. Das Wasser im Kreislauf 12, 14, 16, 18 weist beispielsweise eine Temperatur von etwa 35 C auf, welche für das Händewaschen völlig ausreicht.
Die Warmwasser-Temperatur im Zirkulationsspeicher 12 wird entweder über eine eigene Wärmequelle im Zirkulationsspeicher 12 (siehe Fig. 10) oder aber durch Wärmeübertragung vom Heißwasser-Boiler 10 erreicht. Gemäß Fig. 2 ist der Zirkulationsspeicher 12 über zwei Leitungen 22, 24 mit dem Heißwasser-Boiler 10 verbunden, so daß ein geschlossener Kreislauf zwischen dem Heißwasser-Boiler 10 und dem Zirkulationsspeicher 12 möglich ist. Wie oben bereits beschrieben, bilden sich im Heißwasser-Boiler 10 Wasserschichten mit unterschiedlicher Temperatur aus, wobei sich die heißeren Wasserschichten mit etwa 70° C im oberen Abschnitt des Heißwasser-Boilers 10 sammeln. Im Heißwasser-Boiler 10 bildet sich also ein Temperatur- und Dichte-Gradient derart aus, daß mit zunehmender Höhe im Boiler die Temperatur des Wassers zunimmt und seine Dichte abnimmt. Demzufolge haben die oberen Wasser-
schichten im Boiler 10 einen größeren Auftrieb als die unteren, Dieses Phänomen bewirkt im in Fig. 2 gezeigten Leitungssystem einen Wasser-Kreislauf aus dem Heißwasser-Boiler 10 über die Leitung 22 in den Zirkulationsspeicher 12 und über die Leitung 24 in den Heißwasser-Boiler 10 zurück. Da die Temperatur im Zirkulationsspeicher 12 geringer gehalten werden soll als die Temperatur der oberen Wasserschichten im Heißwasser-Boiler 10, ist ein Ventil 30 in der Zuleitung 22 zum Zirkulationsspeicher 12 angeordnet, welches derart beaufschlagt wird, daß es nur dann öffnet, wenn die Temperatur im Zirkulationsspeicher 12 unter den vorgegebenen Wert von beispielsweise 35 C abfällt. Hierzu wird die Temperatur des Wassers im Zirkulationsspeicher 12 mittels eines Temperaturfühlers 26 gemessen, welcher mit der Steuerung des Ventils 30 verbunden ist. In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist also für den Zirkulationsspeicher 12 keine eigene Energieversorgung erforderlich .. Auch im Zirkulationsspeicher 12 wird sich eine Schichtenbildung des Wassers entsprechend unterschiedlichen Temperaturen und Dichten ausbilden, welche grundsätzlich auch den Wasser-Kreislauf 12, 14, 16, 18 speisen könnte. Um jedoch eine sichere Zirkulation des Wassers durch diesen Kreislauf zu gewährleisten, ist eine Pumpe 34 im Kreislauf angeordnet.
Fig. 3 zeigt die bereits erwähnte Temperatur-Schichtung im Heißwasser-Boiler 10, welche durch die Temperaturen T1, T2, T3, T-, T5 und T6 angedeutet ist. Diese Temperatur-Schichtung im Heißwasser-Boiler 10 sollte möglichst durch das aus dem Zirkulationsspeicher 12 durch die Leitung 24 rückströmende Wasser nicht gestört werden. Deshalb muß das etwa 35 C heiße Wasser aus dem Zirkulationsspeicher 12 wieder in diejenige Schicht im Heißwasser-Boiler 10 rückgeführt werden, welche Ihrerseits etwa 35° C warm ist. Um ein derartiges Rückführen des Wassers in den Heißwasser-Boiler 10 zu ermöglichen, folgt an die in den Heißwasser-Boiler mündende Leitung 24 ein sich vertikal
im Heißwasser-Boiler 10 erstreckendes Rohr 40, dessen Wandung 42 Öffnungen 44 aufweist. Das aus dem Zirkulationsspeicher 12 mit beispielsweise 35 C durch die Leitung 24 abwärts strömende Wasser wird durch die oberen Löcher 44 im Rohr 40 nicht austreten, da dort die Temperaturen T. und T1- größer sind als 35 C, so daß dort das Wasser einen größeren Auftrieb aufweist, als das Wasser im Rohr 40. Bei T.. allerdings hat das Wasser im Heißwasser-Boiler 10 die gleiche Temperatur von 35 C wie das Wasser im Rohr 40, so daß dieses gemäß den Pfeilen 41 aus dem Rohr 40 in den Heißwasser-Boiler austritt. Somit wird die Schichtung des Wassers im Heißwasser-Boiler nicht gestört.
In den Fig. 4, 5, 6 und 7 sind weitere Ausgestaltungen des Rohres 40 in dem Heißwasser-Boiler 10 dargestellt, die unmittelbar aus der Zeichnung verständlich sind und somit keiner weiteren Erläuterung bedürfen. Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch den in Fig. 7 dargestellten Heißwasser-Boiler 10 mit dem Rohr 40, woraus sich ergibt, daß dort das Rohr 40 innenseitig an der Wandung 50 des Heißwasser-Boilers angeschweißt ist, was vorzugsweise im Bereich der Schweißnaht des Heißwasser-Boilers 10 erfolgt.
In Fig. 9 ist eine Variante der Erfindung derart dargestellt, daß die Leitung 24 vom Zirkulationsspeicher 12 in den Heißwasser-Boiler 10 in einem sich horizontal erstreckenden Rohr 60 endet, welches im Boiler 10 mit aufwärts gerichteten Nebenrohren 62, 64, 66, 68 versehen ist, deren End-Öffnungen 69 auf unterschiedlichen Niveaus im Boiler 10 liegen. Dabei ragt das in Strömungsrichtung 65 des Wassers zuerst angeordnete Nebenrohr 62 am höchsten in den Heißwasser-Boiler 10, während die nachfolgenden Rohre jeweils geringere Länge aufweisen. Auch hier wird das aus dem Zirkulationsspeicher 12 stammende Wasser so in den Heißwasser-Boiler 10 fließen, daß dessen Temperatur-Schichtung nicht gestört wird.
Hat das aus dem Zirkulationsspeicher 12 strömende Wasser beispielsweise eine Temperatur von 35 C und das Wasser im Heißwasser-Boiler 10 im Bereich der Öffnung des Rohres 62 einer Temperatur von 70 , so wird das in Richtung 65 strömende Wasser nicht durch das Rohr 62 austreten, da die Dichte des Wassers im Bereich der Öffnung des Rohres 62 kleiner ist als die Dichte des 35 C heißen Wassers. Vielmehr wird das Wasser aus dem Rohr 60 und einem der Rohre 62-68 dort austreten, wo die Öffnung eines der Rohre in eine Wasser-Schicht im Heißwasser-Boiler 10 reicht, deren Temperatur derjenigen des aus dem Zirkulationsspeicher strömenden Wassers entspricht, so daß auch hier die Schichtung des Wassers im Heißwasser-Boiler 10 nicht gestört wird.
Fig. 10 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der der Zirkulationsspeicher 12 mit eigenen Wärmequellen 20, 72 versehen ist. Eine elektrisch gespeiste Wärmequelle 20 wird von der zentralen Steuerung 80 dann in Betrieb gesetzt, wenn die mittels der Temperatur-Meßfühler 26 gemessenen Werte dies erforderlich machen. Auch kann das Wasser im Zirkulationsspeicher 12 durch die gleiche Wärmequelle 73 gespeist werden, welche auch den Heißwasser-Boiler beaufschlagt. Im übrigen sind in Fig. 10 die Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorangehenden Figuren, d.h. mit 15 sind die Wasser-Verbrauchsstellen bezeichnet, während mit dem Bezugszeichen 21 die Kaltwasser-Zuleitung in den Boiler 10 bezeichnet ist.
In Fig. 11 ist eine weitere Variante der Erfindung dargestellt, welche ebenfalls gewährleisten soll, daß die Temperatur-Schichtung des Wassers im Heißwasser-Boiler 10 beim Eintritt des Wassers aus dem Zirkulationsspeicher 12 nicht gestört wird. Zu diesem Zweck ist ein Rohr 84 an der Mündung 46 der Leitung 24 in den Heißwasser-Boiler
10 derart angelenkt, daß es gemäß Fig. 11 auf- und abwärts schwenkbar ist. Die Öffnung 86 des Rohres 84 soll dabei derart ausgerichtet werden, daß das aus dem Zirkulationsspeicher 12 stammende Wasser dort in den Heizwasser-Boiler eintritt, wo dessen Wasser-Temperatur derjenigen des Zirkulationsspeichers 12 entspricht. Die entsprechende Einstellung des Rohres 84 kann entweder derart erfolgen, daß im Mündungs-Bereich eine Bi-Metall-Einrichtung vorgesehen ist, oder aber daß das Material des Rohres 84 derart gewählt wird, daß sein spezifisches Gewicht demjenigen des Wassers entspricht, welches die Temperatur des Zirkulationsspeichers 12 aufweist.
In Fig. 12 ist eine etwas aufwendigere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei der die vom Zirkulationsspeicher zum Heißwasser-Boiler 10 führende Leitung 24 in eine Mehrzahl von Ventilen 90 mündet, welche die Leitung 24 auf jeweils unterschiedlichen Höhen mit dem Heizwasser-Boiler 10 verbinden, wobei auf jeder der Höhen im Heißwasser-Boiler 10 jeweils ein Temperatur-Meßfühler 92 vorgesehen ist, welcher jeweils mit der Steuerung 94 verbunden ist, welche dasjenige der Ventile 90 öffnet, in dessen Höhe die Wassertemperatur im Heißwasser-Boiler 10 derjenigen im Zirkulationsspeicher 12 am nächsten kommt.
Eine Anordnung gemäß Fig. 12 wird entsprechend auch bei größeren Anlagen Verwendung finden, bei denen mehrere Heißwasser-Boiler 10 vorgesehen sind, welche dann jeweils durch ein oder mehrere Ventile mit dem Zirkulationsspeicher 12 verbindbar sind.
Fig. 13 zeigt, wie beispielsweise ein Altbau auf die erfindungsgemäße Warmwasserversorgung umgestellt werden kann. Da in Altbauten die Rückleitungen 18 nicht vorgesehen sind, werden sie gemäß Fig. 13 aus biegbarem Rohr gestaltet, welches in die Ausgangsleitung 16 des Heißwasser-Boilers
10 bis zum Ende der Ausgangsleitung 16 geschoben wird. Eine Pumpe 34 sauqt das Wasser aus der Ausgangsleitung 16 in die Rückleitung 18 und in den Zirkulationsspeicher 12, so daß auch hier der vorgesehene Kreislauf mit der geringeren Temperatur als derjenigen im Heißwasser-Boiler 10 aufrechterhalten werden kann.
In den Fig. 14 und 15 sind besondere Ausgestaltungen des sich im Heißwasser-Boiler 10 erstreckenden Rohres 40 dargestellt. Die Rohre sind jeweils im Schnitt gezeigt, wobei aus der Fig. 14 deutlich wird, daß am Rohr 40 jeweils unterschiedlich gestaltete Vorsprünge 104 angeordnet sind, welche sowohl auf- als auch abwärts geneigt sein können. Am Ende der Vorsprünge 104 sind die Öffnungen 44 des Rohres 40 angeordnet, durch welche das Wasser in den Heißwasser-Boiler 10 eintritt. Fig. 15 zeigt, daß sich das Rohr 40 entlang seiner Vertikal-Erstreckung verjüngen kann, was die Strömungs-Eigenschaften des Wassers im Rohr 40 beeinflußt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung zum Ausdruck kommenden Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Claims (37)

  1. Patentansprüche
    [1J Vorrichtung zur energiesparenden Warmwasserversorgung mit zumindest einem Heißwasser-Boiler, welcher mit einer Wasser-Eingangsleitung sowie einer Ausgangsleitung verbunden ist, wobei die Ausgangsleitung z.B. in einem Gebäude zu einer oder mehreren Verbrauchsstellen führt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wasser-Kreislauf (14, 16, 18) vorgesehen ist, in dem Wasser auf im Vergleich zur Maximaltemperatur im Heißwasser-Boiler (10) geringerer Temperatur gehalten wird und der die Ausgangsleitung (16) des Heißwasser-Boilers (10) im wesentlichen enthält.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasser-Kreislauf (14, 16, 18) einen Zirkulations-Speicher (12) aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zirkulations-Speicher (12) eine eigene Energieguelle (20) zur Erwärmung des in ihm enthaltenen Wassers aufweist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle zur Erwärmung des im Zirkulations-Speicher enthaltenen Wassers der Heißwasser-Boiler (10) vorgesehen ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübergang vom Heißwasser-Boiler (10) zum Zirkulations-Speicher (12) durch Wärmeleitung erfolgt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübergang von dem Heißwasser-Boiler (10) zum Zirkulationsspeicher (12) durch Strömung von Wasser (Konvektion) erfolgt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Wasser-Kreislauf (10, 22, 12, 24) vorgesehen ist, welcher den Heißwasser-Boiler (10) und den Zirkulationsspeicher (12) enthält.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Zirkulationsspeicher (12) ein Temperaturfühler (26) angeordnet ist; daß in der Zuleitung (22) des weiteren Wasser-Kreislaufes (10, 22, 12, 24) ein Ventil (30) vorgesehen ist und daß eine Ventil-Steuerung vom Temperaturfühler (26) derart beaufschlagt wird, daß das Ventil (30) bei Unterschreiten einer vorgebbaren Temperatur im Zirkulationsspeicher (12) öffnet oder/und daß eine Zeitschaltuhr das Öffnen des Ventils (30) zu bestimmten Zeiten verhindert.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare Temperatur im Zirkulationsspeicher (12) etwa 35° C ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im weiteren Wasser-Kreislauf (10, 22, 12, 24) eine Pumpe vorgesehen ist„ und der Temperaturfühler (26) in Abhängigkeit der Temperatur im Zirkulationsspeicher (12) die Pumpe ein- und ausschaltet.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißwasser-Boiler (10) als Speicher mit einer Temperatur-Schichtung des Wassers ausgebildet ist und daß der den Heißwasser-Boiler (10) und den Zirkulationsspeicher (12) enthaltende weitere Kreislauf durch den Dichte-Gradienten im Heißwasser-Boiler (10) gespeist wird.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zirkulationsspeicher (12) in Bezug auf den Heißwasser-Boiler (10) so angeordnet ist, daß sein oberes Wasser-Niveau oberhalb oder gleich hoch in Bezug auf das obere Wasser-Niveau des Heißwasser-Boilers (10) liegt.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (22) vom Heißwasser-Boiler (10) zum Zirkulationsspeicher (12) aufwärts geneigt ist.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Ausgangsleitung (16) des Heißwasser-Boilers (10) enthaltenden Wasser-Kreislauf (14, 16, 18) eine Pumpe (34) vorgesehen ist.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Zirkulationsspeicher (12) ein Wärmetauscherrohr vorgesehen ist, das die Leitungen (22, 24) vom Heißwasser-Boiler (10) verbindet und/oder ein Wärmetauscherrohr, das die Leitungen (14, 18) des Wasser-Kreislaufes verbindet.
  16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Heißwasser-Boiler (10) mündende Leitung (24) des den Heißwasser-Boiler (10) und den Zirkulationsspeicher (12) enthaltenden Wasser-Kreislaufes (10, 22, 12, 24) in einem sich vertikal im Heißwasser-Boiler (10) erstreckenden Rohr (40) ausläuft, dessen Wandung (42) Öffnungen (44) aufweist.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rohr (40) beiderseits des Mündungsbereiches (46) der Leitung (24) erstreckt.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η -
    ζ e i c h η e.t, daß sich das Rohr (40) einerseits des Mündungsbereiches (46) der Leitung (24) abwärts erstreckt
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rohr (40) einerseits des Mündungsbereiches (46) der Leitung (24) aufwärts erstreckt.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rohr (40) zwischen der Zuleitung (22) und der Ableitung (24) des weiteren Wasser-Kreislaufes (10, 22, 12, 24) erstreckt.
  21. . Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (40) mit der Wandung (50) des Heißwasser-Boilers (10), vorzugsweise an dessen Schweißnaht, verschweißt ist.
  22. 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Heißwasser-Boiler (10) mündende Leitung (24) des weiteren Wasser-Kreislaufes (10, 22, 12, 24) in ein sich etwa horizontal erstreckendes Rohr (60) ausläuft, von dem sich mehrere Nebenrohre (62, 64, 66, 68) etwa vertikal nach oben erstrecken, wobei die Länge der Nebenrohre (62, 64, 66, 68) in Strömungsrichtung (65) des weiteren Wasser-Kreislaufes (10, 22, 12, 24) abnimmt.
  23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest ein weiteres Nebenrohr (70) vom Horizontal-Rohr (60) nach unten erstreckt,
  24. 24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zirkulationsspeicher (12) einen Wärmetauscher (72) aufweist, der von derselben Heizeinrichtung (73) gespeist wird wie der Heißwasser-Boiler (10).
  25. 25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zirkulationsspeicher (12) eine elektrisch gespeiste Heizeinrichtung (74) aufweist.
  26. 26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung (80) vorgesehen ist, welche die Heizquelle (72; 74) des Zirkulationsspeichers (12) wahlweise in Abhängigkeit der im Heißwasser-Boiler (10) und/oder dem Zirkulationsspeicher (12) gemessenen Temperatur in Gang setzt.
  27. 27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Heißwasser-Boiler (10) mündende Leitung (24) des den Heißwasser-Boiler (10) und den Zirkulationsspeicher (12) enthaltenden weiteren Wasser-Kreislaufes (10, 22, 12, 24) in ein verschwenkbares Rohr (84) mündet.
  28. 28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (84) mittels einer Bi-Metall-Einrichtung derart in der Höhe seiner Ausgangs-Öffnung (86) verschwenkbar ist, daß die Temperatur-des aus dem Rohr (84) austretenden Wassers derjenigen des Heißwasser-Boilers (10) in dieser Höhe entspricht.
  29. 29. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht des Materials des verschwenkbaren Rohres (84) so gewählt ist, daß es demjenigen von Wasser mit der Temperatur im Zirkulationsspeicher (12) entspricht.
  30. 30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Zirkulationsspeicher (12) zum Heißwasser-Boiler (10) führende Leitung (24) in einer Mehrzahl von Ventilen (90) endet, welche die Leitung (24) auf jeweils unterschiedlichen Höhen mit dem Heißwasser-Boiler (10) verbinden und daß auf jeder der Höhen im Heißwasser-Boiler (10) jeweils ein Temperatur-Meßfühler (92) vorgesehen ist, welche jeweils mit einer Steuerung (94) verbunden sind, die dasjenige der Ventile (90) öffnet, in dessen Höhe die Wassertemperatur im Heißwasser-Boiler (10) derjenigen im Zirkulationsspeicher (12) am nächsten kommt.
  31. 31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Heißwasser-Boiler (10) vorgesehen sind, die mittels einer Steuerung (94) in Abhängigkeit von gemessenen Wassertemperaturen und /oder Betriebszuständen wahlweise mit dem auf geringerer Temperatur gehaltenen Wasser-Kreislauf (14, 16, 18) verbindbar sind.und das vom Zirkulationsspeicher (12) rücklaufende Wasser in denjenigen Boiler (10) läuft, dessen Wassertemperatur der Wassertemperatur im Zirkulationsspeicher (12) am nächsten liegt,
  32. 32. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Rückleitung (18) des auf geringerer Temperatur gehaltenen Wasser-Kreislaufes (14, 16, 18) ein in die Ausgangsleitung (16) des Heißwasser-Boilers (10) eingeschobenes, biegsames Rohr (96), insbesondere aus Kunststoff, vorgesehen ist.
  33. 33. Heißwasser-Boiler, dadurch gekennzeichnet, daß an der Wandung (50) Anschluß-Muffen für einen separaten Zirkulationsspeicher (12) und/oder eine Öffnung für ein einschiebbares Rohr (40) vorgesehen sind.
  34. 34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das sich vertikal erstreckende Rohr (40) Vorsprünge (104) aufweist, in denen die Öffnungen (44) vorgesehen sind.
  35. 35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (104) am sich vertikal erstreckenden Rohr (40) schräg nach oben vom Rohr (40) abstehen.
  36. 36. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (104) schräg nach unten vom Rohr (40) abstehen.
  37. 37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des sich vertikal erstreckenden Rohres (40) über dessen Längserstreckung veränderlich ist.
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