DE102021131773A1 - Arrangement for hot water preparation, heating system and use of a heat exchanger and a stratification storage tank - Google Patents

Arrangement for hot water preparation, heating system and use of a heat exchanger and a stratification storage tank Download PDF

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Emmanuel Pelloquin
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Abstract

Es wird eine Anordnung (17) zur Warmwasserbereitung für eine Heizungsanlage (12) vorgeschlagen, umfassend zumindest:- einen Wasserkreislauf (15) umfassend mindestens einen Schichtladespeicher (10),- einen ersten Wärmetauscher (11) eingerichtet zur Anordnung in einem Abgasweg eines Wärmeerzeugers (1) der Heizungsanlage,- einen zweiten Wärmetauscher (3) eingerichtet zum Wärmeaustausch mit einem Heizkreislauf (14) der Heizungsanlage (12), wobei der Wasserkreislauf (15) dazu eingerichtet ist, Wasser im ersten Wärmetauscher (11) vorzuwärmen und im zweiten Wärmetauscher (3) auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen und anschließend dem Schichtladespeicher (10) zuzuführen.Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können auch zwei in Reihe angeordnete Schichtladespeicher (9,10) vorgesehen sein.An arrangement (17) for heating water for a heating system (12) is proposed, comprising at least: - a water circuit (15) comprising at least one stratified storage tank (10), - a first heat exchanger (11) set up for arrangement in an exhaust gas path of a heat generator ( 1) the heating system, - a second heat exchanger (3) set up for heat exchange with a heating circuit (14) of the heating system (12), wherein the water circuit (15) is set up to preheat water in the first heat exchanger (11) and in the second heat exchanger ( 3) heating to the desired temperature and then feeding it to the stratified storage tank (10). According to an advantageous embodiment, two stratified storage tanks (9, 10) arranged in series can also be provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage und eine Verwendung eines Wärmetauschers und eines Schichtladespeichers.The invention relates to a heating system and the use of a heat exchanger and a stratification storage tank.

Bei modernen Heizungsanlagen ist in der Regel eine Warmwasserversorgung integriert. Hierfür ist häufig ein Wärmetauscher vorgesehen, der das zu erwärmende Trink- oder Brauchwasser auf die gewünschte Temperatur erwärmt und in einem Speicher zur Entnahme vorhält. Hierbei spielen Aspekte des Nutzerkomforts eine Rolle, insbesondere sollten auch größere Mengen Warmwasser, beispielsweise für mehrere Dusch- oder Badenutzungen, entnehmbar sein. Weiter sind die Effizienz der Warmwasserbereitstellung vor dem Hintergrund steigernder Brennstoffkosten und ökologischer Probleme eine große Herausforderung.In modern heating systems, a hot water supply is usually integrated. A heat exchanger is often provided for this purpose, which heats the drinking or service water to be heated to the desired temperature and stores it in a storage tank for removal. Aspects of user comfort play a role here, in particular larger amounts of hot water, for example for several showers or baths, should be available. Furthermore, the efficiency of hot water supply is a major challenge against the background of increasing fuel costs and ecological problems.

Die EP 0 288 695 A2 offenbart einen Brennwert-Heizkessel, aufweisend zwei Wärmetauscher, die aufeinanderfolgend von Rauchgasen des Heizkessels beaufschlagt werden und unterschiedliche Schichten eines Schichtenspeichers erwärmen. Vorteilhaft kann so eine verbesserte Effizienz des Systems erreicht werden. Nachteilig ist die Anordnung der Wärmetauscher im Rauchgas, die mit einer geringen Wärmetauschleistung verbunden ist und somit nur eine geringe Geschwindigkeit der Erwärmung ermöglichen, einhergehend mit Komforteinbußen für den Nutzer. Zudem ist das System aufgrund mehrerer Wasserkreisläufe sehr komplex und damit kostenaufwendig.The EP 0 288 695 A2 discloses a condensing boiler having two heat exchangers which are successively exposed to flue gases from the boiler and heat different layers of a layered storage tank. An improved efficiency of the system can advantageously be achieved in this way. A disadvantage is the arrangement of the heat exchangers in the flue gas, which is associated with a low heat exchange capacity and thus only allows a low speed of heating, accompanied by a loss of comfort for the user. In addition, the system is very complex due to several water circuits and is therefore expensive.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Warmwasserbereitung für eine Heizungsanlage vorzuschlagen, die die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwindet. Insbesondere soll die Anordnung mit einem hohen Nutzerkomfort verbunden sein und eine hohe Effizienz aufweisen.Proceeding from this, it is the object of the invention to propose an arrangement for heating water for a heating system which at least partially overcomes the problems of the prior art described. In particular, the arrangement should be associated with a high level of user comfort and have a high level of efficiency.

Zudem soll die Erfindung die Komplexität einer Heizungsanlage zumindest nicht wesentlich erhöhen und nur geringe bauliche Veränderungen gegenüber einer Heizungsanlage nach dem Stand der Technik erfordern.In addition, the invention should at least not significantly increase the complexity of a heating system and only require minor structural changes compared to a heating system according to the prior art.

Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.These objects are solved by the features of the independent patent claims. Further advantageous refinements of the solution proposed here are specified in the independent patent claims. It is pointed out that the features listed in the dependent patent claims can be combined with one another in any technologically meaningful manner and define further refinements of the invention. In addition, the features specified in the patent claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred configurations of the invention being presented.

Hierzu trägt eine Anordnung zur Warmwasserbereitung für eine Heizungsanlage bei, zumindest umfassend

  • - einem Wasserkreislauf mit mindestens einem Schichtladespeicher,
  • - einen ersten Wärmetauscher, eingerichtet zur Anordnung in einem Abgasweg eines Wärmeerzeugers der Heizungsanlage,
  • - einen zweiten Wärmetauscher, eingerichtet zum Wärmeaustausch mit einem Heizkreislauf der Heizungsanlage,
wobei der Wasserkreislauf dazu eingerichtet ist, Wasser im ersten Wärmetauscher vorzuwärmen und im zweiten Wärmetauscher auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen und anschließend dem Schichtladespeicher zuzuführen.An arrangement for hot water preparation for a heating system contributes to this, at least extensively
  • - a water circuit with at least one stratified storage tank,
  • - a first heat exchanger, set up for arrangement in an exhaust gas path of a heat generator of the heating system,
  • - a second heat exchanger, set up for heat exchange with a heating circuit of the heating system,
wherein the water circuit is set up to preheat water in the first heat exchanger and to heat it to the desired temperature in the second heat exchanger and then to feed it to the stratified charge storage tank.

Ein Schichtladespeicher ermöglicht durch Ausbildung einer (vertikalen bzw. geodätischen) Temperaturschichtung des enthaltenen Trink- oder Brauchwassers eine Zuführung und Entnahme von Wasser verschiedener Temperaturen in Abhängigkeit der Entnahmehöhe im Schichtladespeicher. Der Schichtladespeicher kann ein beliebiger Schichtladespeicher nach dem Stand der Technik sein, insoweit ggf. kann insbesondere auf die konstruktiven, strukturellen und/oder funktionalen Erläuterungen der EP 0 288 695 A2 zum Schichtenspeicher vollumfänglich Bezug genommen werden. Der Schichtladespeicher kann zudem eine thermisch isolierende Umhüllung aufweisen, um Wärmeverluste an die Umgebung zu mindern.By forming a (vertical or geodetic) temperature stratification of the drinking or process water contained, a stratified storage tank enables water to be supplied and withdrawn at different temperatures depending on the extraction level in the stratified storage tank. The stratified store can be any stratified store according to the state of the art; EP 0 288 695 A2 to the stratified storage tank can be referred to in full. The stratified storage tank can also have a thermally insulating casing in order to reduce heat losses to the environment.

Die Heizungsanlage umfasst zumindest einen Wärmeerzeuger, insbesondere einen Gas-Brennwertkessel, der durch Verbrennung eines Brennstoffes Wärmeenergie freisetzt und über mindestens einen Wärmetauscher auf einen Heizkreislauf übertragen kann. Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase können über einen Abgaskanal einer Abgasanlage zugeführt werden. Im Heizkreislauf kann eine Umwälzpumpe aufweisen, welche dazu eingerichtet sein kann, ein Wärmeträgermedium (Heizungswasser) umzuwälzen, wobei über einen Heizungsvorlauf erwärmtes Wärmeträgermedium Verbrauchern, wie beispielsweise Konvektoren oder Flächenheizungen, zugeführt und über einen Heizungsrücklauf zum Wärmeerzeuger bzw. dem mindestens einen Wärmetauscher rückgeführt werden kann.The heating system comprises at least one heat generator, in particular a gas condensing boiler, which releases heat energy by burning a fuel and can transfer it to a heating circuit via at least one heat exchanger. The exhaust gases produced during combustion can be fed to an exhaust system via an exhaust duct. The heating circuit can have a circulating pump, which can be set up to circulate a heat transfer medium (heating water), with heat transfer medium heated via a heating flow being fed to consumers, such as convectors or surface heating systems, and being returned to the heat generator or the at least one heat exchanger via a heating return .

Die vorgeschlagene Anordnung zur Warmwasserbereitung für die Heizungsanlage kann zumindest einen Wasserkreislauf mit einem ersten Wärmetauscher aufweisen, angeordnet im Abgasweg des Wärmeerzeugers. Der erste Wärmetauscher kann insbesondere dazu eingerichtet sein, das Abgas des Wärmeerzeugers unter den Taupunkt abzukühlen und somit die Kondensationswärme des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes aufzunehmen. Vorteilhaft kann so eine hohe energetische Effizienz der vorgeschlagenen Anordnung erreicht werden.The proposed arrangement for water heating for the heating system can at least have a water circuit with a first Have heat exchangers, arranged in the exhaust gas path of the heat generator. The first heat exchanger can be set up in particular to cool the exhaust gas from the heat generator below the dew point and thus absorb the heat of condensation of the water vapor contained in the exhaust gas. In this way, a high energy efficiency of the proposed arrangement can advantageously be achieved.

Dem ersten Wärmetauscher kann ein zweiter Wärmetauscher nachgeordnet sein, der zum Wärmeaustausch mit dem Heizkreislauf der Heizungsanlage eingerichtet sein kann. Hierzu kann der zweite Wärmetauscher insbesondere in einem Bypass zwischen dem Heizungsvorlauf und Heizungsrücklauf des Heizkreislaufes eingebunden sein.A second heat exchanger, which can be set up for heat exchange with the heating circuit of the heating system, can be arranged downstream of the first heat exchanger. For this purpose, the second heat exchanger can be integrated in particular in a bypass between the heating flow and heating return of the heating circuit.

Besonders vorteilhaft kann es sich bei dem zweiten Wärmetauscher um einen Plattenwärmetauscher handeln, der insbesondere eine besonders hohe Wärmeübertragungsleistung ermöglicht. Eine Wärmeübertragung vom Wärmeträgermedium des Heizkreiskreislaufes auf den Wasserkreislauf kann erheblich höhere Wärmeströme im Vergleich zu einem im Abgasweg angeordneten Wärmetauscher verwirklichen und so eine hohe Erwärmungsgeschwindigkeit verbunden mit einem hohen Nutzerkomfort ermöglichen.In a particularly advantageous manner, the second heat exchanger can be a plate heat exchanger, which in particular enables a particularly high heat transfer capacity. A heat transfer from the heat transfer medium of the heating circuit to the water circuit can realize significantly higher heat flows compared to a heat exchanger arranged in the exhaust gas path and thus enable a high heating rate combined with a high level of user comfort.

Der Wasserkreislauf kann zudem derart ausgestaltet sein, dass aus dem zweiten Wärmetauscher austretendes und auf die gewünschte Temperatur erwärmtes Wasser dem Schichtladespeicher zugeführt wird, insbesondere einem oberen Heißbereich des Schichtladespeichers.The water circuit can also be designed in such a way that water that emerges from the second heat exchanger and is heated to the desired temperature is supplied to the stratified storage tank, in particular to an upper hot area of the stratified storage tank.

Die gewünschte Warmwassertemperatur, insbesondere im oberen Heißbereich, kann zwischen 50°C [Grad Celsius] und 80 °C, insbesondere etwa 60°C, betragen.The desired hot water temperature, particularly in the upper hot range, can be between 50°C [degrees Celsius] and 80°C, particularly around 60°C.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Anordnung zwei Schichtladespeicher umfassen. In einer Zirkulationsrichtung des Wasserkreislaufes kann hierbei einem zweiten Schichtladespeicher, aus dessen oberen Heißbereich Warmwasser zur Entnahme bereitgestellt wird, ein erster Schichtladespeicher nachgeordnet sein, aus dessen unterem Kaltbereich Wasser dem ersten Wärmetauscher zugeführt werden kann. Diese Reihenschaltung von Schichtladespeichern kann die Ausbildung einer Temperaturschichtung begünstigen. Zudem kann eine Ausgestaltung mit mehreren Schichtspeichern Vorteile hinsichtlich einer bauraumoptimierten Integration in ein Heizgerät eröffnen.According to an advantageous embodiment, the arrangement can include two layered loading storage. In a circulation direction of the water circuit, a second stratified storage tank, from whose upper hot area hot water is provided for extraction, can be followed by a first stratified storage tank, from whose lower cold area water can be fed to the first heat exchanger. This series connection of stratified charge stores can promote the formation of temperature stratification. In addition, an embodiment with a plurality of stratified storage tanks can open up advantages in terms of space-optimized integration into a heating device.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Wasserkreislauf eine Wasserpumpe umfassen, die das Wasser im Wasserkreislauf in einer Zirkulationsrichtung umwälzen kann. Durch eine gezielte Steuerung der Wasserpumpe, beispielsweise in Abhängigkeit der vorhandenen Warmwassermenge im Schichtladespeicher, kann die Energieeffizienz weiter gesteigert werden.According to an advantageous embodiment, the water circuit can include a water pump that can circulate the water in the water circuit in a circulation direction. Energy efficiency can be further increased through targeted control of the water pump, for example depending on the amount of hot water available in the stratified storage tank.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Anordnung zumindest teilweise in einem Gehäuse angeordnet sein, wobei sich der Schichtladespeicher auch außerhalb des Gehäuses befinden kann. Das Gehäuse kann beispielsweise das Gehäuse eines Heizgerätes der Heizungsanlage sein. Vorteilhaft kann so die Abgabe von Wärmeenergie an die Umgebung sowie der erforderliche Bauraum für die vorgeschlagene Anordnung bzw. die Heizungsanlage gemindert werden. Das Heizgerät kann beispielsweise ein wandhängendes Heizgerät sein.According to a further advantageous embodiment, the arrangement can be arranged at least partially in a housing, in which case the layered charging store can also be located outside of the housing. The housing can be, for example, the housing of a heater of the heating system. Advantageously, the release of heat energy to the environment and the space required for the proposed arrangement or the heating system can be reduced. The heater may be a wall mounted heater, for example.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch eine Heizungsanlage vorgeschlagen, aufweisend eine hier vorgestellte Anordnung zur Warmwasserbereitung.According to a further aspect, a heating system is also proposed, having an arrangement for hot water preparation presented here.

Nach einem weiteren Aspekt wird auch eine Verwendung eines (ersten) Wärmetauschers in einem Abgasweg eines Wärmeerzeugers und eines Schichtladespeichers zur Warmwasserbereitstellung einer Heizungsanlage vorgeschlagen.According to a further aspect, the use of a (first) heat exchanger in an exhaust gas path of a heat generator and a stratified charge storage tank to provide hot water for a heating system is also proposed.

Die im Zusammenhang mit der Anordnung zur Warmwasserbereitstellung erörterten Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können auch bei der hier vorgestellten Heizungsanlage und der Verwendung auftreten und umgekehrt. Insofern wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale und Ausgestaltungen vollumfänglich Bezug genommen.The features and advantageous configurations discussed in connection with the arrangement for providing hot water can also occur in the heating system and use presented here and vice versa. In this respect, full reference is made to the statements there for a more detailed characterization of the features and configurations.

Hier werden somit eine Anordnung zur Warmwasserbereitung, eine Heizungsanlage und eine Verwendung angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere trägt die Anordnung zur Warmwasserbereitung, die Heizungsanlage sowie die Verwendung zumindest dazu bei, eine besonders energieeffiziente Warmwasserbereitstellung verbunden mit einem hohen Nutzerkomfort zu verwirklichen.An arrangement for water heating, a heating system and a use are thus specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art. In particular, the arrangement for hot water preparation, the heating system and the use at least contributes to realizing a particularly energy-efficient hot water supply combined with a high level of user comfort.

Besonders vorteilhaft benötigt die Erfindung keine oder nur geringen bauliche Veränderungen im Vergleich zu Lösungen nach dem Stand der Technik und weist eine geringe Komplexität auf.In a particularly advantageous manner, the invention requires no or only minor structural changes compared to solutions according to the prior art and has a low level of complexity.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.As a precaution, it should be noted that the numerals used here (“first”, “second”,...) primarily (only) serve to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or series sequence of these objects, sizes or processes to one another. Should a dependency and/or order be necessary, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. If a component can occur several times (“at least one”), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigt:

  • 1: eine hier vorgeschlagene Heizungsanlage.
The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the attached figures. It should be pointed out that the invention should not be restricted by the exemplary embodiments given. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description. In particular, it should be pointed out that the figures and in particular the proportions shown are only schematic. It shows:
  • 1 : a heating system proposed here.

1 zeigt beispielhaft und schematisch eine hier vorgeschlagene Heizungsanlage 12 umfassend eine hier vorgeschlagene Anordnung zur Warmwasserbereitung 17. Die Heizungsanlage 12 kann einen Wärmeerzeuger 1 umfassen, beispielsweise ausgeführt als Gas-Brennwertkessel. Ein Heizkreislauf 14 kann mit dem Wärmeerzeuger 1 über mindestens einen (dritten) Wärmetauscher 13 verbunden sein, so dass ein im Heizkreislauf 14 durch eine Umwälzpumpe 2 zirkulierendes Wärmeträgermedium (Heizungswasser) erwärmt werden kann. Über einen Heizungsvorlauf 6 und einen Heizungsrücklauf 5 können Verbraucher, wie Konvektoren oder eine Flächenheizung, mit dem Heizkreislauf 14 verbunden sein. 1 shows a schematic example of a heating system 12 proposed here, including a proposed arrangement for hot water preparation 17. The heating system 12 can include a heat generator 1, for example designed as a gas condensing boiler. A heating circuit 14 can be connected to the heat generator 1 via at least one (third) heat exchanger 13, so that a heat transfer medium (heating water) circulating in the heating circuit 14 by a circulating pump 2 can be heated. Consumers such as convectors or surface heating can be connected to the heating circuit 14 via a heating flow 6 and a heating return 5 .

Zwischen Heizungsvorlauf 6 und Heizungsrücklauf 5 kann ein zweiter Wärmetauscher 3 zur Wärmeübertragung aus dem Heizkreislauf 14 auf einen Wasserkreislauf 15 angeordnet sein. Der zweite Wärmetauscher 3 kann insbesondere als Plattenwärmetauscher ausgebildet sein, um eine hohe Wärmeübertragungsleistung zu ermöglichen. Im Wasserkreislauf 15 kann eine Wasserpumpe 4 angeordnet sein, um das Trink- oder Brauchwasser im Wasserkreislauf 15 umzuwälzen. Zudem kann der Wasserkreislauf 15 einen ersten Schichtladespeicher 9, einen zweiten Schichtladespeicher 10 und einen ersten Wärmetauscher 11 umfassen.A second heat exchanger 3 for heat transfer from the heating circuit 14 to a water circuit 15 can be arranged between the heating flow 6 and the heating return 5 . The second heat exchanger 3 can in particular be designed as a plate heat exchanger in order to enable a high heat transfer capacity. A water pump 4 can be arranged in the water circuit 15 in order to circulate the drinking or industrial water in the water circuit 15 . In addition, the water circuit 15 can include a first stratified storage tank 9 , a second stratified storage tank 10 and a first heat exchanger 11 .

Der erste Wärmetauscher 11 des Wasserkreislaufes 15 kann im Abgasweg des Wärmeerzeugers 1 angeordnet und dazu eingerichtet sein, Abgas des Wärmeerzeugers 1 unter den Taupunkt abzukühlen und somit Brennwerttechnik zu nutzen.The first heat exchanger 11 of the water circuit 15 can be arranged in the exhaust gas path of the heat generator 1 and set up to cool the exhaust gas of the heat generator 1 below the dew point and thus use condensing technology.

Vom unteren, also dem Kaltbereich, des zweiten Schichtladespeichers 10 kann eine Leitung in den oberen (Heißbereich) des ersten Schichtladespeichers 9 führen. Der untere (Kaltbereich) des ersten Schichtladespeichers 9 kann mit dem ersten Wärmetauscher 11 im Abgasweg des Wärmeerzeugers 1 verbunden sein, der wiederum mit dem zweiten Wärmetauscher 3 zum Wärmeaustausch mit dem Heizkreislauf 14 verbunden sein kann. Vom zweiten Wärmetauscher 3 kann eine Leitung in den oberen Bereich (Heißbereich) des zweiten Schichtladespeichers 10 führen. Eine Wasserpumpe 4 kann beispielweise zwischen dem zweiten Wärmetauscher 3 zum Wärmeaustausch mit dem Heizkreislauf 14 und dem ersten Wärmetauscher 11 im Abgasweg des Wärmeerzeugers 1 angeordnet sein und das Wasser im Heizkreislauf 14 in einer Zirkulationsrichtung 16 umwälzen. Vom oberen Heißbereich des zweiten Schichtladespeichers 10 kann über einen Wasserauslauf 8 Warmwasser zur Entnahme bereitgestellt werden. Über einen Wasserzulauf 7 kann Kaltwasser einer Entnahmestelle, wie einem Versorgungsnetz oder einem Brunnen, dem Wasserkreislauf 15, beispielsweise in die Leitung zwischen erstem Schichtladespeicher 9 und dem ersten Wärmetauscher 11 im Abgasweg des Wärmeerzeugers 1, zugeführt werden.A line can lead from the lower, ie the cold area, of the second stratified storage tank 10 to the upper (hot area) of the first stratified storage tank 9 . The lower (cold area) of the first stratified storage tank 9 can be connected to the first heat exchanger 11 in the exhaust gas path of the heat generator 1, which in turn can be connected to the second heat exchanger 3 for heat exchange with the heating circuit 14. A line can lead from the second heat exchanger 3 to the upper area (hot area) of the second stratified storage tank 10 . A water pump 4 can be arranged, for example, between the second heat exchanger 3 for heat exchange with the heating circuit 14 and the first heat exchanger 11 in the exhaust gas path of the heat generator 1 and circulate the water in the heating circuit 14 in a circulation direction 16 . From the upper hot area of the second stratified storage tank 10, hot water can be provided for removal via a water outlet 8. A water inlet 7 can be used to supply cold water to an extraction point, such as a supply network or a well, to the water circuit 15, for example in the line between the first stratified storage tank 9 and the first heat exchanger 11 in the exhaust path of the heat generator 1.

Die Funktionsweise der in 1 dargestellten Heizungsanlage 12, insbesondere des Wasserkreislaufes 15 zur Warmwasserbereitstellung könnte wir folgt sein: Über den Wasserzulauf 7 zugeführtes Kaltwasser kann im dem Wärmetauscher 11 im Abgasweg des Wärmeerzeugers 1 erwärmt werden. Die Restwärmenutzung, also eine Abkühlung des Abgases unter den Taupunkt, des ersten Wärmetauschers 11 im Abgasweg des Wärmeerzeugers 1 kann das Wasser jedoch nicht auf die benötigte Warmwassertemperatur von ca. 60 °C [Grad Celsius] erwärmen, bei ausgeschaltetem Wärmeerzeuger 1 kann die Erwärmung auch nur wenige Kelvin betragen.The functioning of the in 1 The heating system 12 shown, in particular the water circuit 15 for the preparation of hot water, could be as follows: Cold water supplied via the water inlet 7 can be heated in the heat exchanger 11 in the exhaust gas path of the heat generator 1. However, the use of residual heat, i.e. cooling the exhaust gas below the dew point, of the first heat exchanger 11 in the exhaust gas path of the heat generator 1 cannot heat the water to the required hot water temperature of approx. 60 °C [degrees Celsius]. When the heat generator 1 is switched off, the heating can also are only a few Kelvin.

Vom ersten Wärmetauscher 11 im Abgasweg des Wärmeerzeugers 1 wird das vorgewärmte Wasser dem zweiten Wärmetauscher 3 zugeführt und dort auf die gewünschte Temperatur von ca. 60 °C erwärmt und dem oberen Heißbereich des zweiten Schichtladespeichers 10 zugeführt. Im zweiten Schichtladespeicher 10, insbesondere in dessen Heißbereich, steht somit immer ausreichend Warmwasser zur Entnahme bereit, welches dann durch Kaltwasser aus dem Wasserzulauf 7 dem Wasserkreislauf 15 als Ersatz zugeführt werden kann.From the first heat exchanger 11 in the exhaust gas path of the heat generator 1, the preheated water is fed to the second heat exchanger 3, where it is heated to the desired temperature of approx. In the second stratified storage tank 10, in particular in its hot area, there is always sufficient hot water available for withdrawal, which can then be supplied to the water circuit 15 as a replacement by cold water from the water inlet 7.

Die Wasserpumpe 4 kann über eine Temperatursteuerung betrieben werden, die dafür sorgt, dass im oberen Heißbereich des zweiten Schichtladespeichers 10 immer ausreichend Warmwasser zu Entnahme bereitsteht.The water pump 4 can be operated via a temperature control that ensures that in the upper hot area of the second stratified storage tank 10 there is always sufficient hot water available for withdrawal.

Der erste und zweite Schichtladespeicher 9,10 sowie insbesondere die das erwärmte Wasser transportierenden Leitungen können eine thermisch isolierende Umhüllung aufweisen, um den Wärmeverlust an die Umgebung zu mindern.The first and second stratified storage tanks 9, 10 and in particular the lines transporting the heated water can have a thermally insulating casing in order to reduce heat loss to the environment.

BezugszeichenlisteReference List

11
Wärmeerzeugerheat generator
22
Umwälzpumpecirculation pump
33
zweiter Wärmetauschersecond heat exchanger
44
Wasserpumpewater pump
55
Heizungsrücklaufheating return
66
Heizungsvorlaufheating flow
77
Wasserzulaufwater inlet
88th
Wasserauslaufwater spout
99
erster Schichtladespeicherfirst stratified storage tank
1010
zweiter Schichtladespeichersecond stratified storage tank
1111
erster Wärmetauscherfirst heat exchanger
1212
Heizungsanlageheating system
1313
dritter Wärmetauscherthird heat exchanger
1414
Heizkreislaufheating circuit
1515
Wasserkreislaufwater cycle
1616
Zirkulationsrichtungcirculation direction
1717
Anordnung zur WarmwasserbereitungArrangement for water heating

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • EP 0288695 A2 [0003, 0008]EP 0288695 A2 [0003, 0008]

Claims (8)

Anordnung (17) zur Warmwasserbereitung für eine Heizungsanlage (12), zumindest umfassend - einen Wasserkreislauf (15), umfassend mindestens einen Schichtladespeicher (10), - einen ersten Wärmetauscher (11), eingerichtet zur Anordnung in einem Abgasweg eines Wärmeerzeugers (1) der Heizungsanlage (12), - einen zweiten Wärmetauscher (3), eingerichtet zum Wärmeaustausch mit einem Heizkreislauf (14) der Heizungsanlage (12), wobei der Wasserkreislauf (15) dazu eingerichtet ist, Wasser im ersten Wärmetauscher (11) vorzuwärmen und im zweiten Wärmetauscher (3) auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen und anschließend dem Schichtladespeicher (10) zuzuführen.Arrangement (17) for heating water for a heating system (12), at least comprising - A water circuit (15), comprising at least one stratified storage tank (10), - a first heat exchanger (11), designed to be arranged in an exhaust gas path of a heat generator (1) of the heating system (12), - a second heat exchanger (3) set up for heat exchange with a heating circuit (14) of the heating system (12), the water circuit (15) being set up to preheat water in the first heat exchanger (11) and in the second heat exchanger (3) to the to heat the desired temperature and then to feed the stratified storage tank (10). Anordnung (17) nach Anspruch 1, wobei zwei Schichtladespeicher (9,10) vorgesehen sind und in einer Zirkulationsrichtung (16) des Wasserkreislaufes (15) einem zweiten Schichtladespeicher (10), aus dessen oberem Heißbereich Warmwasser zur Entnahme bereitgestellt wird, ein erster Schichtladespeicher (9) nachgeordnet ist, aus dessen unterem Kaltbereich Wasser dem ersten Wärmetauscher (11) zugeführt werden kann.Arrangement (17) after claim 1 , wherein two stratified storage tanks (9, 10) are provided and in a circulation direction (16) of the water circuit (15) a second stratified storage tank (10), from the upper hot area of which hot water is provided for removal, is followed by a first stratified storage tank (9). whose lower cold area water can be supplied to the first heat exchanger (11). Anordnung (17) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Wärmetauscher (11) in einem Abgasweg eines Wärmeerzeugers (1) dazu eingerichtet ist, das Abgas unter den Taupunkt abzukühlen.Arrangement (17) according to one of the preceding claims, wherein the first heat exchanger (11) in an exhaust gas path of a heat generator (1) is set up to cool the exhaust gas below the dew point. Anordnung (17) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Wärmetauscher (3) zum Wärmeaustausch mit einem Heizkreislauf (14) ein Plattenwärmetauscher ist.Arrangement (17) according to any one of the preceding claims, wherein the second heat exchanger (3) for heat exchange with a heating circuit (14) is a plate heat exchanger. Anordnung (17) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Wasserkreislauf (15) eine Wasserpumpe (4) angeordnet ist, dazu eingerichtet, das Wasser in einer Zirkulationsrichtung (16) umzuwälzen.Arrangement (17) according to one of the preceding claims, in which a water pump (4) is arranged in the water circuit (15) and is set up to circulate the water in a circulation direction (16). Anordnung (17) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wärmeerzeuger (1) ein Gas-Brennwertkessel ist.Arrangement (17) according to any one of the preceding claims, wherein the heat generator (1) is a gas condensing boiler. Heizungsanlage (12) umfassend eine Anordnung (17) zur Warmwasserbereitung nach einem der vorangehenden Ansprüche.Heating system (12) comprising an arrangement (17) for heating water according to one of the preceding claims. Verwendung eines Wärmetauschers (11) in einem Abgasweg eines Wärmeerzeugers (1) und eines Schichtladespeichers (10) zur Warmwasserbereitstellung einer Heizungsanlage (12).Use of a heat exchanger (11) in an exhaust gas path of a heat generator (1) and a stratified storage tank (10) for providing hot water for a heating system (12).
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