CH692823A5 - Schichtenspeicheranordnung. - Google Patents

Description

  



  Die Erfindung bezieht sich auf eine Schichtenspeicheranordnung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. 



  Solche Schichtenspeicheranordnungen weisen einen einzigen Speicherbehälter auf, der meist einen runden Querschnitt besitzt. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, dass solche Schichtenspeicheranordnungen einen erheblichen Durchmesser aufweisen, wodurch sich in vielen Fällen sehr erhebliche Platzprobleme ergeben. 



  Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Schichtenspeicheranordnung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die sich auch in beengten Räumen leicht unterbringen lässt. 



  Erfindungsgemäss wird dies bei einer Schichtenspeicheranordnung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht. 



  Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ergibt sich der Vorteil, dass für das gleiche Speichervolumen die Tiefe der Schichtenspeicheranordnung nach der Erfindung erheb lich geringer als der Durchmesser einer Schichtenspeicheranordnung nach dem Stand der Technik ist. So kann bei gleicher Höhe der Durchmesser der Speicherbehälter auf ca. 7/10 des Durchmessers eines einzigen Speicherbehälters mit einem im Wesentlichen dem Volumen beider Speicherbehälter entsprechenden Volumen reduziert werden. Dadurch kann eine erfindungsgemässe Schichtenspeicheranordnung leichter in beengten Räumen oder bei einem nur geringen Platzangebot untergebracht werden. Jedenfalls ragt eine erfindungsgemässe Schichtenspeicheranordnung erheblich weniger weit in einen Aufstellungsraum hinein als eine herkömmliche Schichtenspeicheranordnung mit lediglich einem Speicherbehälter gleichen Volumens. 



  Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil einer sehr kompakten Bauweise. 



  Durch die Merkmale des Anspruches 3 können die für einen Betrieb der Schichtenspeicheranordnung wesentlichen Temperaturen problemlos erfasst werden, wobei ein die Temperatur des zulaufenden Warmwassers erfassender Temperaturfühler zweckmässigerweise in der Warmwasserzulaufleitung angeordnet ist. 



  Durch die Merkmale des Anspruches 4 ist sichergestellt, dass sich die durch das tangential austretende Wasser entstehenden Wirbel sich an der Aussenwand des Speicherbehälters anlegen und sich durch die dabei entstehende Reibung beruhigen. Dadurch wird eine Vermischung des Wassers sehr weitgehend vermieden. 



  Durch die Merkmale des Anspruches 5 ergibt sich eine besonders gleichmässige Ausströmung des Warmwassers und nur kleine Wirbel, die sich sehr rasch beruhigen. Dadurch kommt es praktisch zu keiner nennenswerten Vermischung des warmen Wassers mit kühlerem Wasser. 



  Bei einer erfindungsgemässen Schichtenspeicheranordnung wird davon ausgegangen, dass das erwärmte Wasser in die Schichtenspeicheranordnung eingespeist wird, wobei die Heizeinrichtung meist durch einen brennerbeheizten Wasserheizer gebildet ist, die meist von der Schichtenspeicheranordnung entfernt angeordnet ist. Dadurch ergibt sich ein erheblicher Verrohrungsaufwand und ein relativ hoher Platzbedarf. 



  Um diesen Nachteil zu vermeiden und einen besonders kompakten Aufbau zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, die Merkmale des Anspruches 6 vorzusehen. 



  Durch diese Merkmale ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau, bei dem sich nur sehr kurze Verrohrungen ergeben. Ausserdem ergibt sich auch der Vorteil, dass durch den Rahmen die druckbelasteten Speicherbehälter nicht durch äussere Kräfte belastet und akustisch von dem umgebenden Gerätesystem entkoppelt sind. 



  Weiter ergibt sich auch der Vorteil, dass die Brennkammer nach der Abnahme der Verkleidung von vorne sehr gut zugänglich ist. 



  Durch die Merkmale des Anspruches 7 ergibt sich der Vorteil, dass mit einem Minimum an Einzelteilen das Auslangen gefunden wird und keine separate Verkleidung für den Rahmen erforderlich ist. 



  Durch die Merkmale des Anspruches 8 ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau der Schichtenspeicheranordnung mit einer Wasserheizanlage, wobei vorzugsweise auch die Merkmale des Anspruches 9 vorgesehen sind. 



  Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: 
 
   Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemässe Schichtenspeicheranordnung, 
   Fig. 2a schematisch eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Schichtenspeicheranordnung und 
   Fig. 2b schematisch zum Vergleich eine herkömmliche Schichtenspeicheranordnung in Draufsicht, 
   Fig. 3 schematisch die Warmwasserzulaufleitung in Draufsicht, 
   Fig. 4 eine Ansicht der Warmwasserzulaufleitung, 
   Fig. 5 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Schichtenspeicheranordnung, 
   Fig. 6 eine Vorderansicht der Schichtenspeicheranordnung nach der Fig. 5, 
   Fig. 7 eine Ansicht von unten der beiden Speicherbehälter und 
   Fig. 8 einen Schnitt durch die beiden Speicherbehälter. 
 



  Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelheiten. 



  Eine erfindungsgemässe Schichtenspeicheranordnung 1 weist zwei oder mehrere mit einer zylindrischen Behälterwand 54 versehenen Speicherbehälter 2, 3 auf, die miteinander hydraulisch verbunden sind. Dabei mündet in den oberen Endbereich 5 des Speicherbehälters 2 eine Warmwasserzulaufleitung 4. Aus diesem oberen Endbereich 5 führt eine Brauchwasserleitung 6 weg. 



  Die Warmwasserzulaufleitung 4 ist als Vorlaufleitung an einen Wärmetauscher 7 angeschlossen. 



  Im unteren Endbereich 8 des Speicherbehälters 2 ist ein Temperaturfühler 20 angeordnet, der zur Erfassung der mittleren Temperatur der Schichtenspeicheranordnung dient. Weiter führt aus dem unteren Endbereich 8 des Speicherbehälters 2 eine Verbindungsleitung 9 weg, die in den oberen Endbereich 10 des Speicherbehälters 3 mündet. Bei weiteren Speicherbehältern ist jeweils der untere Endbereich mit dem oberen Endbereich des jeweils vorigen Speichers mit einer solchen Verbindungsleitung verbunden. 



  Aus dem unteren Endbereich 11 des Speicherbehälters 3 führt eine Kaltwasserabzugleitung 12 weg, die mit einer Umwälzpumpe 13 verbunden ist, die an eine Rücklaufleitung 14 angeschlossen ist, die mit dem Wärmetauscher 7 verbunden ist. 



  In den unteren Endbereich 11 des Speicherbehälters 3 mündet eine Kaltwasserzulaufleitung 15. Weiter ist im unteren Endbereich 11 des Speicherbehälters 3 ein Temperaturfühler 16 angeordnet. 



  Zur Überwachung der Temperatur des in den oberen Endbereich 5 des Speicherbehälters 2 einströmenden Warmwassers ist ein Temperaturfühler 17 in der Warmwasserzulaufleitung 4 angeordnet. 



  Wie aus der Fig. 2a zu ersehen ist, sind die beiden Speicherbehälter 2 und 3 oder die weiteren dicht nebeneinander angeordnet, wobei in den zwischen den beiden Speicherbehältern 2, 3 verbleibenden Freiräumen 18, die im Wesentlichen durch die äusseren Konturen der beiden Speicherbehälter 2, 3 und den Tangenten an beide Speicher behälter 2, 3 enthaltenden Ebenen begrenzt sind, Hilfsaggregate angeordnet sind, wie z.B. der Wärmetauscher 7 und eine Steuerung oder Regelung. 



  Wie ein Vergleich mit einer herkömmlichen Schichtenspeicheranordnung 19 nach der Fig. 2b, die ein im Wesentlichen gleiches Volumen wie die beiden Speicherbehälter 2 und 3 aufweist, zeigt, kann durch die erfindungsgemässen Massnahmen, die im Wesentlichen durch die Durchmesser der Speicherbehälter 2, 3 bestimmte Tiefe der Schichtenspeicheranordnung 1 erheblich geringer gehalten werden, als dies bei einer Anordnung 19 nach der Fig. 2b möglich ist. 



  Bei einer Aufheizung der Schichtenspeicheranordnung 1 wird mittels der Umwälzpumpe 13 kühles Wasser aus dem unteren Endbereich 11 des Speicherbehälters 3 abgezogen und im Wärmetauscher 7 aufgeheizt, dem von einem Wasserheizer Fremdwärme zugeführt wird, wonach das erwärmte Wasser in den oberen Endbereich 5 des Speicherbehälters 2 einströmt. Gleichzeitig strömt Wasser aus dem unteren Endbereich 8 des Speicherbehälters 2 über die Verbindungsleitung 9 in den oberen Endbereich 10 des Speicherbehälters 3 über. 



  Wird warmes Brauchwasser über die Brauchwasserleitung 6 abgezogen, so strömt Kaltwasser über die Kaltwasserzulaufleitung 15 in den unteren Endbereich 11 des Speicherbehälters 3 nach. 



  Eine Nachladung der Schichtenspeicheranordnung 1 erfolgt über eine Steuerung, sobald die Temperatur im unteren Endbereich 8 des Speicherbehälters 2 unter einen vorbestimmten Wert abgesunken ist. Beendet wird die Nachladung, wenn die Temperatur im unteren Endbereich 11 des Speicherbehälters 3 einen vorbestimmten Wert überschreitet. 



  Durch die Erfassung der Temperatur des in den oberen Endbereich 5 des Speicherbehälters 2 zuströmenden Warmwassers durch den Temperaturfühler 17 ist es möglich, eine Überhitzung des Wassers zu vermeiden, wobei eine Steuerung der Temperatur durch Veränderung der Drehzahl der Umwälzpumpe 13 erfolgen kann. 



  Wie aus der Fig. 3 und 4 zu ersehen ist, ist die Warmwasserzulaufleitung 4 mit einem Ausströmrohr 51 versehen, das sich im Wesentlichen horizontal erstreckt. Dabei befinden sich die Ausströmöffnungen 52 an den Stirnseiten von Abwinkelungen 53 des Ausströmrohres 51, aus denen Wasser in gleicher Umfangsrichtung ausströmt. 



  Wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist, erstreckt sich in der konkreten Ausführung die Warmwasserzufuhrleitung von unten nach oben. 



  Durch das Ausströmen des Warmwassers aus den Ausströmöffnungen 52 und damit in tangentialer Richtung legen sich die entstehenden Wirbel an die Wand des Speicherbehälters 2 an und beruhigen sich durch die Reibung sehr rasch, sodass es zu keiner nennenswerten Vermischung des austretenden warmen Wassers mit kühlerem Wasser kommt. 



  Wie aus der Fig. 5 zu ersehen ist, weist eine erfindungsgemässe Schichtenspeicheranordnung zwei Speicherbehälter 21, 22 auf, die von einer gemeinsamen Isolierung 23 umgeben sind. 



  Die beiden Speicherbehälter 21, 22 sind samt deren Isolierung 23 von einem Rahmen 24 gehalten, der an einer Gebäudewand 25 befestigbar ist. Dabei ist der Rahmen im Wesentlichen u-förmig ausgebildet, wobei die freien Enden der Schenkel 26 gegenein ander abgewinkelt sind, wobei diese Abwinkelungen 27 zur Befestigung an der Wand 25 dienen. 



  Dabei sind die Schenkel 26 als durchgehende Wände ausgebildet, die gleichzeitig als Verkleidung dienen. 



  An der Vorderseite des Steges 28 des Rahmens 24 ist eine Brennkammer 29 befestigt. Weiter ist an dem Rahmen 24 eine die Brennkammer 29 umgebende Verkleidung 30 befestigt. 



  Der Steg 28 des Rahmens 24 weist eine Länge auf, die die Breite der Isolierung 23 übersteigt, wobei in dem verbliebenen Raum zwei Ausdehnungsgefässe 31, 32 untergebracht sind, die für einen Heizwasserkreis und einen Brauchwasserkreis vorgesehen sind, die beide nicht näher dargestellt sind. 



  Wie aus der Fig. 6 zu ersehen ist, ist die Brennkammer 29 im oberen Endbereich des Rahmens 24 gehalten, wobei unterhalb der Brennkammer 29 eine Steuerung 33, die auch Hydraulik-Hilfsaggregate umfasst, angeordnet ist. 



  Wie aus der Fig. 7 zu ersehen ist, sind die beiden Speicherbehälter 21, 22 in ihrem unteren Endbereich über ein Verbindungsrohr 34 hydraulisch miteinander verbunden, wobei das Verbindungsrohr 34 im Speicherbehälter 22 in dessen oberen Endbereich hineinragt. Dabei führt aus dem unteren Endbereich des Speicherbehälters 22 eine Kaltwasserabzugsleitung 35 weg, der zu einem unter der Brennkammer 29 angeordneten Wärmetauscher führt. 



  Das Verbindungsrohr 34 mündet in den unteren Endbereich des Speicherbehälters 21 und ist von einem Prallblech 36 überdeckt. In den Speicherbehälter 21 mündet weiter eine Warmwasserzulaufleitung 37 über die Warmwasser von einem unter der Brennkammer 29 angeordneten Wärmetauscher in den oberen Endbereich des Speicherbehälters 21 zufliesst. Eine Warmwasserabzugleitung 38 führt aus dem oberen Endbereich des Speicherbehälters 21 weg und eine Kaltwasserzulaufleitung 39 mündet in den unteren Endbereich des Speicherbehälters 22, wobei die Einmündung der Kaltwasserzulaufleitung 39 von einem Prallblech 43 überdeckt ist. 



  In der Warmwasserzulaufleitung 37 und in der Kaltwasserabzugleitung 35 sind Temperaturfühler 40, 41 angeordnet, die mit der Steuerung 33 verbunden sind. Weiters ist im mittleren Bereich des Speicherbehälters 22 ein weiterer Temperaturfühler 42 angeordnet, der ebenfalls mit der Steuerung 33 verbunden ist. 



  Beim Betrieb der Schichtenspeicheranordnung strömt bei einer Brauchwasserzapfung kaltes Wasser über die Kaltwasserzulaufleitung 39 in den unteren Endbereich des Speicherbehälters 22 ein. Sinkt dadurch die Temperatur im Bereich des Temperaturfühlers 42 unter einen vorbestimmten Wert ab, so wird der Wärmetauscher unter der Brennkammer 29 und eine in der Steuerung 33 angeordnete Brauchwasserpumpe in Betrieb gesetzt, und es wird kühles Wasser über die Kaltwasserabzugleitung 35 zum Wärmetauscher gefördert und dort erwärmt. Danach strömt das erwärmte Wasser über die Warmwasserzulaufleitung 37 in den oberen Endbereich des Speicherbehälters 21 ein.

   Erreicht die Temperatur im Bereich der Kaltwasserabzugleitung 35 und damit im Bereich des Temperaturfühlers 41 einen vorbestimmten Wert, so wird die Aufladung der Schichtenspeicheranordnung beendet und die Umwälzpumpe und der Wärmetauscher stillgesetzt.

Claims (9)

1. Schichtenspeicheranordnung mit mindestens zwei hydraulisch miteinander verbundenen Speicherbehältern (2, 3), bei der im unteren Endbereich (11) des ersten Speicherbehälters (3) eine Kaltwasserzulaufleitung (15) einmündet und eine Kaltwasserabzugleitung (12) vorgesehen ist und im oberen Endbereich (5) des zweiten resp. des letzten Speicherbehälters eine Warmwasserzulaufleitung (4) mündet und aus diesem Bereich eine Brauchwasserleitung (6) wegführt, und in den Speicherbehältern (2, 3) Temperaturfühler (16, 20) angeordnet sind, wobei der zweite resp. die weiteren Speicherbehälter (2) mit jeweils einer aus dessen unteren Endbereich (8) wegführenden Verbindungsleitung (9) mit dem oberen Endbereich (10) des ersten resp. des jeweils vorigen Speicherbehälters (3) verbunden ist.

2.

Schichtenspeicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherbehälter (2, 3) nebeneinander angeordnet sind, wobei im Falle von im Querschnitt runden Speicherbehältern (2, 3) in den Freiräumen (18) zwischen den Speicherbehältern (2, 3) Hilfsaggregate angeordnet sind.

3. Schichtenspeicheranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturfühler (16, 20) in den unteren Endbereichen (8, 11) der Speicherbehälter (2, 3) angeordnet sind.

4. Schichtenspeicheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Warmwasserzulaufleitung (4) mit einem im Wesentlichen horizontal verlaufenden Ausströmrohr (51) versehen ist, das mindestens eine Ausströmöffnung (52) aufweist, deren Achse im Wesentlichen tangential zur Behälterwand (54) des zweiten resp. des letzten Speicherbehälters (2) verläuft.

5.

Schichtenspeicheranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Ausströmrohr (51) zu beiden Seiten der zentral angeordneten Warmwasserzulaufleitung (4) erstreckt und zwei genannte Ausströmöffnungen (52) aufweist, aus denen warmes Wasser in gleicher Umfangsrichtung ausströmt.

6. Schichtenspeicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherbehälter (21, 22) in einem an einer Gehäusewand (25) befestigbaren Rahmen (24) befestigt sind, der teilweise an der von der Gehäusewand (25) abgekehrten Seite zu den Speicherbehältern (21, 22) verläuft und an dem eine Brennkammer (29) und eine Verkleidung (30) gehalten sind.

7.

Schichtenspeicheranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmen (24) zumindest in den im Wesentlichen senk recht zur Gehäusewand (25) verlaufenden Bereichen eine geschlossene Wände aufweisende Verkleidung (26) befestigt ist.

8. Schichtenspeicheranordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Rahmens (24) mindestens ein seitlich der Speicherbehälter (21, 22) angeordnetes Ausdehnungsgefäss (31, 32) angeordnet ist.

9. Schichtenspeicheranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (29) im oberen Endbereich des Rahmens (24) gehalten ist und die Speicherbehälter (21, 22) überdeckt und unterhalb der Brennkammer (29) Hilfseinrichtungen, wie Hydraulikbaugruppen und eine, gegebenenfalls elektronische, Steuerung (33) angeordnet sind.