DE10158148A1

DE10158148A1 - Warmwasserbereiter für Brauch- und Heizungswasser

Info

Publication number: DE10158148A1
Application number: DE10158148A
Authority: DE
Inventors: Mario Adam
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EOn Ruhrgas AG
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-02-27

Abstract

Die Erfindung betrifft Warmwasserbereiter für Brauch- und Heizungswasser, mit einem Speicherbehälter (1), in dem sich ein Brenner (2) befindet, dem eine Brennkammer (3) zugeordnet ist, mit einem Abgasrohr (4), das von der Brennkammer abgeht und den Speicherbehälter durchsetzt und mit einem im Speicherbehälter angeordneten Wärmetauscher (5), der von Wasser durchströmt wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß umgibt der Wärmetauscher (5, 5a) die Brennkammer (3) und/oder das Abgasrohr (4) konzentrisch.

Description

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserbereiter für Brauch- und Heizungswasser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bekannt sind Warmwasserbereiter, die Wasser für einen Heizkreis im Speicherbehälter direkt erhitzen. Das Brauchwasser strömt durch den Wärmetauscher und wird dabei erwärmt.
Gebräuchlich sind weiterhin Warmwasserbereiter mit einem Speicherbehälter, in dem sich das Brauchwasser befindet. Das Brauchwasser gibt Wärme an den Wärmetauscher ab, der einen Heizkreislauf speist. Der Wärmetauscher ist üblicherweise als wendelförmiger Glatt- oder Rippenrohrwärmetauscher ausgebildet. Derartige Warmwasserbereiter können auch mit einem Wärmetauscher kombiniert werden, der an eine Solarkollektoranlage angeschlossen ist. Damit kann mit einer Anlage Brauchwasser und Heizungswasser erzeugt werden und dabei auch Solarenergie genutzt werden. Allerdings hat sich bei den bekannten Warmwasserbereitern gezeigt, dass die Brauchwassertemperatur je nach Auslegung des Heizungswärmetauschers 65°C bis 70°C betragen muss, um eine Vorlauftemperatur von 55°C zu erreichen. Ein gravierender Nachteil ist, das die Brauchwassertemperatur nicht weiter erhöht werden kann, weil die Verkalkungsgefahr stark ansteigen würde. Somit ist die maximale Temperatur des Wassers, das durch den Wärmetauscher strömt, d. h. die maximale Vorlauftemperatur des Heizkreises nicht steigerbar, was eine große Nutzungseinschränkung bedeutet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher so zu optimieren, dass die maximale Temperatur des Wassers, das durch den Wärmetauscher strömt, möglichst hoch ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Warmwasserbereiter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Wärmetauscher umgibt konzentrisch die Brennkammer und/oder das Abgasrohr. Die Verbrennungswärme wird an das den Wärmetauscher durchströmende Wasser abgegeben, während die Abgabe von Verbrennungswärme an das Wasser im Speicherbehälter verringert wird.
Die maximale Temperatur des Wassers, welches durch den Wärmetauscher strömt, kann somit von ca. 55°C auf 65° bis 70°C gesteigert werden, und zwar ohne dass die Temperatur des Wassers im Speicherbehälter erhöht werden muss.
Vorzugsweise weist der Wärmetauscher ein Teilstück auf, das die Brennkammer im Wesentlichen konzentrisch umgibt. Damit die Temperatur des Wassers weiter erhöht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wärmetauscher derart in eine Leitung eingebunden, dass das Wasser im Gegenstrom zum Abgas strömt. Durch die Gegenstromführung lassen sich hohe Wirkungsgrade beim Wärmetausch erreichen.
Vorzugsweise ist die Leitung als Vorlauf- und als Rücklaufleitung eines Heizkreises ausgebildet.
Eine Bypassleitung, in der sich eine Zirkulationspumpe befindet, verbindet die Vorlauf- und die Rücklaufleitung. In ihr zirkuliert das Wasser, wenn bei Brennerbetrieb nur dem Speicherwasser und nicht dem Wasser im Wärmetauscher Energie zugeführt werden soll. Das zirkulierende Wasser unterstützt den Wärmetausch und vermeidet das Sieden des Wassers im Wärmetauscher.
Eine wesentliche Weiterbildung des Warmwassererzeugers nach der Erfindung besteht darin, dass an dem Speicherbehälter im oberen Bereich eine Entnahmeleitung für Warmwasser und dem unteren Bereich eine Zuführungsleitung für Kaltwasser angeschlossen sind, wobei die Leitungen durch eine Bypassleitung verbunden werden, in der sich ein Ventil befindet, das die Wassertemperatur mittels eines selbsttätigen Thermostatventils auf einen Maximalwert begrenzt. Durch die Temperaturkonstanz werden ein guter Warmwasserkomfort und ein Verbrühungsschutz erreicht.
Erfindungsgemäß besteht das Abgasrohr und/oder der Wärmetauscher aus Edelstahl, so dass eine Trinkwassertauglichkeit gegeben ist und außerdem eine Brennwertnutzung der Abgase, bei der Kondensat entsteht, möglich ist.
Alternativ kann der Wärmetauscher aus einem kohlenstoffarmen Stahl bestehen und außenseitig emailliert sein, um die Trinkwassertauglichkeit zu gewährleisten. Durch diese Ausgestaltung können Kosten eingespart werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher und das Abgasrohr gewendelt ausgeführt sind.
Vorteilhafterweise ist der Wärmetauscher als glattes Rohr ausgebildet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Warmwasserbereiters im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung eines Warmwasserbereiters.
Der erfindungsgemäße Warmwasserbereiter weist einen Speicherbehälter 1 auf. Ein Brenner 2, der sich im Inneren des Speicherbehälters 1 befindet, ist als Strahlungsbrenner in seitlicher Anordnung ausgebildet. Der Brenner 2 ist von einer Brennkammer 3 umgeben. An die Brennkammer 3 schließt sich ein Abgasrohr 4 an, das den Speicherbehälter 1 durchsetzt. Das Abgasrohr 4 ist konzentrisch von einem Wärmetauscher 5 umgeben. Dieser weist ein Teilstück auf, das die Brennkammer konzentrisch umgibt. Das Abgasrohr 4 und der Wärmetauscher 5, der das Abgasrohr 4 konzentrisch umgibt, sind wendelförmig ausgebildet.
Eine Vorlaufleitung 6 eines Heizkreislaufs 7 ist an das Wärmetauscher-Teilstück 5a angeschlossen. Eine Rücklaufleitung 8 des Heizkreislaufs 7 ist an das Ende des Wärmetauschers 5 angeschlossen. Der Heizkreislauf 7 versorgt eine Heizkörperanordnung 9 oder eine Fußbodenheizung mit Wärme. Die Vorlauf- und die Rücklaufleitungen 6, 8 sind durch eine Bypassleitung 10 verbunden, in der sich eine Zirkulationspumpe 11 befindet. Bei Erwärmung des Wassers im Speicherbehälter kann mittels der Bypassleitung eine Zirkulation in einem kleinen Kreis erreicht werden. Handelsübliche Konvektionsbremsen 12 in der Bypassleitung 10 und der Rücklaufleitung 8 verhindern das unerwünschte Zirkulationen stattfinden.
Das Heizungswasser strömt im Wärmetauscher 5, 5a im Gegenstrom zum Abgas, wobei dieses so weit abkühlt, dass Kondensat entsteht. Daher bestehen das Abgasrohr 4 und der Wärmetauscher 5, 5a aus brennwerttauglichem Edelstahl.
An dem Speicherbehälter 1 sind im oberen Bereich eine Entnahmeleitung 13 für Warmwasser und im unteren Bereich eine Zuführungsleitung 14 für Kaltwasser angeschlossen, wobei beide Leitungen 13, 14 durch eine zweite Bypassleitung 15 verbunden werden, in der sich ein selbsttätiges Thermostatventil 16 befindet, das die Wassertemperatur auf einen Maximalwert begrenzt. Durch die Temperaturkonstanz werden ein guter Warmwasserkomfort und ein Verbrühungsschutz erreicht.
Im unteren Bereich des Speicherbehälters 1 befindet sich ein zweiter Wärmetauscher 17, der an eine nicht dargestellte Solar-Kollektoranlage angeschlossen ist.
Im Rahmen der Erfindung sind ohne Weiteres Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So kann der Wärmetauscher aus einem kohlenstoffarmen Stahl bestehen und außenseitig emailliert sein.
Der Brenner kann als Sturzbrenner ausgebildet sein.

Claims

1. Warmwasserbereiter für Brauch- und Heizungswasser,
mit einem Speicherbehälter (1) in dem sich ein Brenner (2) befindet, dem eine Brennkammer (3) zugeordnet ist,
mit einem Abgasrohr (4), das von der Brennkammer abgeht und den Speicherbehälter durchsetzt und
mit einem im Speicherbehälter angeordneten Wärmetauscher (5), der von Wasser durchströmt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmetauscher (5, 5a) die Brennkammer (3) und/oder das Abgasrohr (4) konzentrisch umgibt.

2. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (5) derart in eine Leitung (7) eingebunden ist, dass das Wasser im Wärmetauscher (5) im Gegenstrom zum Abgas strömt.

3. Warmwasserbereiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung als Vorlauf- und Rücklaufleitung (6, 8) eines Heizkreislaufs (7) ausgebildet ist.

4. Warmwasserbereiter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bypassleitung (10) die Vorlauf- und die Rücklaufleitung (6, 8) verbindet, wobei sich in der Bypassleitung (10) eine Zirkulationspumpe (11) befindet.

5. Warmwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Speicherbehälter (1) im oberen Bereich eine Entnahmeleitung (13) für Warmwasser und im unteren Bereich eine Zuführungsleitung (14) für Kaltwasser angeschlossen sind, wobei die Leitungen durch eine Bypassleitung (15) verbunden sind, in der sich ein Ventil (16) befindet, das die Wassertemperatur auf einen Maximalwert begrenzt.

6. Warmwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrohr (4) und/oder der Wärmetauscher (5, 5a) aus Edelstahl bestehen.

7. Warmwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (5, 5a) aus einem kohlenstoffarmen Stahl besteht und außenseitig emailliert ist.

8. Warmwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (5) und das Abgasrohr (4) gewendelt ausgeführt sind.

9. Warmwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (5) als glattes Rohr ausgebildet ist.