Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser mit
Hilfe eines Heizmediums, bestehend aus einem Gegenstromwärmetauscher mit zwei
Strömungskanälen einerseits für das Heizmedium und anderseits für das über eine
Kaltwasserleitung zugeführte und über eine Warmwasserleitung entnehmbare Brauch
wasser, wobei ein Strömungskanal als schraubenförmig auf einem Innenmantel
aufgewickelte Rohrschlange ausgebildet ist, deren von einem Außenmantel um
schlossene Windungen zwischen sich und den beiden Mänteln den anderen Strö
mungskanal einschließen.The invention relates to a device for heating domestic water
Using a heating medium consisting of a counterflow heat exchanger with two
Flow channels on the one hand for the heating medium and on the other hand for the one
Cold water pipe supplied and can be removed via a hot water pipe
water, with a flow channel being helical on an inner jacket
coiled pipe coil is formed, the order of an outer jacket
closed turns between themselves and the two coats the other currents
Include duct.
Um mit Hilfe der fühlbaren Wärme des Heizmediums einer Fernheizanlage Brauch
wasser vorteilhaft erwärmen zu können, ist es bekannt, den Wärmetauscher als
Durchlauferhitzer auszubilden, so daß zufolge des Wärmeaustausches zwischen
strömenden Medien die jeweils günstigsten Verhältnisse hinsichtlich des Wärmeüber
ganges eingehalten werden können. Einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich
dabei, wenn der Wärmetauscher einen Innen- und einen Außenmantel und wenig
stens eine schraubenlinienförmig verlaufende Rohrschlange aufweist, deren Windun
gen zwischen dem Innen- und dem Außenmantel eingeschlossen sind und die
zwischen sich und dem Innen- und dem Außenmantel einen zusätzlichen Strömungs
kanal bilden, so daß beispielsweise das Brauchwasser durch die Rohrschlange und
im Gegenstrom dazu das Heizmedium in dem sich zwischen den Windungen der
Rohrschlange ergebenden Strömungskanal geführt werden. Nachteilig bei solchen
Gegenstromwärmetauschern ist im Vergleich zu Warmwasserspeichern allerdings,
daß sich aufgrund des begrenzten Wärmeangebotes durch das Heizmedium eine
Beschränkung für die in der Zeiteinheit entnehmbare Warmwassermenge ergibt.
Warmwasserspeicher bedingen unabhängig davon, ob sie über einen solchen Gegen
stromwärmetauscher gespeist werden oder zur Erwärmung des Wassers im Wärme
austausch mit einem Heizmedium eine Rohrschlange für das Heizmedium aufweisen,
insbesondere bei einer im allgemeinen geforderten Begrenzung der Rücklauftempera
tur des Heizmediums eine Temperaturschichtung des Brauchwassers, die die Gefahr
einer Legionellenbildung mit sich bringt.To custom use the sensible heat of the heating medium of a district heating system
To be able to heat water advantageously, it is known as the heat exchanger
Water heater to train, so that due to the heat exchange between
flowing media the most favorable conditions in terms of heat transfer
ganges can be complied with. Simple design relationships result
doing so when the heat exchanger has an inner and an outer jacket and little
least has a helical pipe coil, the windun
are enclosed between the inner and outer shells and the
an additional flow between itself and the inner and outer sheath
form channel so that, for example, the process water through the coil and
in countercurrent to the heating medium in which between the turns of the
The resulting flow channel can be guided. A disadvantage of such
Counterflow heat exchangers is, however, compared to hot water storage tanks,
that due to the limited supply of heat by the heating medium
Restriction for the amount of hot water that can be drawn in the time unit.
Hot water storage tanks are independent of whether they have such a counter
electricity heat exchangers are fed or to heat the water in the heat
exchange a heating medium with a coil for the heating medium,
especially when the return temperature is generally required to be limited
ture of the heating medium is a temperature stratification of the hot water, which the danger
Legionella formation.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Erwärmen von
Brauchwasser mit Hilfe eines Heizmediums zu schaffen, die die Vorteile eines
Gegenstromwärmetauschers mit den Vorteilen eines Warmwasserspeichers verbindet,
ohne die jeweiligen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.The invention is therefore based on the object of a device for heating
To create domestic water with the help of a heating medium, which has the advantages of a
Countercurrent heat exchanger combines with the advantages of a hot water tank,
without having to accept the respective disadvantages.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung
die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Windungen der Rohrschlange die den Innen
mantel bildende Umfangswand eines Warmwasserspeichers umschließen, daß der
Strömungskanal für das Brauchwasser mit seinem warmen Ende im Warmwasser
speicher mündet und daß die Warmwasserleitung an den Warmwasserspeicher
angeschlossen ist.Starting from a device of the type described above, the invention solves
the task posed by the fact that the coils of the pipe coil the inside
enclose peripheral wall forming a hot water tank that the
Flow channel for the domestic water with its warm end in the hot water
memory opens and that the hot water pipe to the hot water tank
connected.
Aufgrund dieser Maßnahmen wird zunächst das aus der Kaltwasserleitung dem
Gegenstromwärmetauscher zuströmende Brauchwasser durch das Heizmedium
erwärmt, bevor es in den Warmwasserspeicher fließt. Da die Umfangswand des
Warmwasserspeichers außerdem eine Wärmetauscherfläche zwischen dem Brauch
wasser im Warmwasserspeicher und dem Heizmedium bildet, das zwischen der
Umfangswand des Warmwasserspeichers und dem Außenmantel des Gegenstrom
wärmetauschers strömt, kann das Brauchwasser im Wärmespeicher unabhängig von
einer Wasserentnahme über die an den Warmwasserspeicher angeschlossene Warm
wasserleitung erwärmt werden. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung dafür, daß
das Brauchwasser im Warmwasserspeicher ein vorgegebenes Temperaturniveau
nicht unterschreitet. Damit ist eine wirtschaftliche Ausnützung des Wärmeangebotes
durch das Heizmedium gewährleistet, und zwar unter Berücksichtigung einer gegebe
nenfalls geforderten Temperaturbegrenzung für den Rücklauf des Heizmediums. Dazu
kommt, daß der vom Heizmedium erwärmte Ringraum zwischen der Umfangswand
des Warmwasserspeichers und der Außenwand des Gegenstromwärmetauschers
Wärmeverluste des Warmwasserspeichers verhindert, so daß mit einer üblichen den
Gegenstromwärmetauscher außen umschließenden Wärmedämmung die Wärmever
luste sehr niedrig gehalten werden können.Due to these measures, the cold water pipe will first
Hot water flowing in counterflow heat exchanger through the heating medium
warmed up before it flows into the hot water tank. Since the peripheral wall of the
Hot water tank also has a heat exchanger surface between the custom
water in the hot water tank and the heating medium that forms between the
Circumferential wall of the hot water tank and the outer jacket of the counterflow
flows heat exchanger, the hot water in the heat storage tank can be independent of
a water withdrawal via the warm connected to the hot water tank
water pipe to be heated. This is an essential prerequisite for the fact that
the hot water in the hot water tank has a predetermined temperature level
not less. This is an economic use of the heat supply
guaranteed by the heating medium, taking into account a given
If necessary, the temperature limit for the return of the heating medium. To
comes that the heated by the heating medium annulus between the peripheral wall
of the hot water tank and the outer wall of the counterflow heat exchanger
Prevents heat loss from the hot water tank, so that with a usual the
Countercurrent heat exchanger enclosing external heat insulation
can be kept very low.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar
wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser mit Hilfe
eines Heizmediums in einem schematischen Axialschnitt gezeigt.The subject matter of the invention is shown in the drawing, for example
is an inventive device for heating domestic water with the help
of a heating medium shown in a schematic axial section.
Die dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Warmwasserspeicher
1, auf dessen Umfangswand 2 eine Rohrschlange 3 schraubenförmig so aufgewickelt
ist, daß zwischen den einzelnen Windungen 4 ein axialer Abstand verbleibt. Da die
Windungen 4 der Rohrschlange 3 von einem Außenmantel 5 umschlossen sind, ergibt
sich zwischen den Windungen 4 der Rohrschlange 3 und den beiden Mänteln 2 und
5 ein zusätzlicher Strömungskanal 6, der den Warmwasserspeicher 1 ebenfalls
schraubenlinienförmig umschließt. Der durch die Rohrschlange 3 gebildete Strö
mungskanal 7 und der zwischen den Windungen 4 der Rohrschlange 3 erhaltene
Strömungskanal 6 ergeben einen Gegenstromwärmetauscher 8. Zu diesem Zweck ist
die Rohrschlange 3 an ihrem unteren Ende an eine Kaltwasserleitung 9 angeschlos
sen und mündet im Bereich des oberen Endes über eine Speiseleitung 10 im Warm
wasserbehälter 1, aus dem das Warmwasser durch eine Warmwasserleitung 11
entnommen werden kann, die über ein Mischventil 12 mit der Kaltwasserleitung 9 zur
Temperaturregelung des entnommenen Warmwassers verbunden ist. Das Heizmedi
um einer Fernheizung, üblicherweise Heißwasser, wird über eine Vorlaufleitung 13
oben dem Strömungskanal 6 zugeführt und fließt im Gegenstrom zum Brauchwasser
in der Rohrschlange 6 zwischen den Windungen 4 der Rohrschlange 3 schraubenför
mig um den Warmwasserspeicher 1 nach unten wo es über die Rücklaufleitung 14
wieder abgeführt wird. Die Rücklaufleitung 14 ist mit einem Temperaturbegrenzungs
ventil 15 versehen, das den Rücklauf sperrt, wenn die Rücklauftemperatur des
Heizmediums über einem voreingestellten Wert liegt.The device shown consists essentially of a hot water tank 1 , on the circumferential wall 2 a coil 3 is wound helically so that an axial distance remains between the individual turns 4 . Since the windings 4 of the coil 3 are enclosed by an outer jacket 5 , there is an additional flow channel 6 between the windings 4 of the coil 3 and the two jackets 2 and 5 , which also encloses the hot water tank 1 in a helical shape. The flow channel 7 formed by the coil 3 and the flow channel 6 obtained between the windings 4 of the coil 3 result in a countercurrent heat exchanger 8 . For this purpose, the coil 3 is at its lower end to a cold water line 9 ruled out and opens in the area of the upper end via a feed line 10 in the hot water tank 1 , from which the hot water can be removed through a hot water line 11 , which has a mixing valve 12th is connected to the cold water line 9 for temperature control of the hot water withdrawn. The heating medium around a district heating system, usually hot water, is fed via a flow line 13 above the flow channel 6 and flows in countercurrent to the process water in the coil 6 between the windings 4 of the coil 3 screw-shaped around the hot water tank 1 downwards where it is via the return line 14 is discharged again. The return line 14 is provided with a temperature limiting valve 15 , which blocks the return if the return temperature of the heating medium is above a preset value.
Wird dem Warmwasserspeicher 1 über die Warmwasserleitung 11 Warmwasser
entnommen, so fließt Brauchwasser über den Gegenstromwärmetauscher 8 in den
Warmwasserspeicher 1 nach. Das aus der Kaltwasserleitung 9 nachfließende Brauch
wasser wird im Gegenstrom mit dem Heizmedium durch Wärmeaustausch erwärmt,
wobei sich aufgrund der vergleichsweise großen Wärmetauscherflächen zwischen den
Strömungskanälen 6 und 7 ein vorteilhafter Wärmeübergang ergibt. Das Sperren der
Warmwasserleitung 11 ist jedoch nicht zwangsläufig mit dem Ende der Warmwasser
erwärmung verbunden. Liegt nämlich die Rücklauftemperatur des Heizmediums unter
dem Ansprechwert des Temperaturbegrenzungsventils 15, so durchströmt das
Heizmedium auch nach der Warmwasserentnahme dem Gegenstromwärmetauscher
8, um nunmehr über die Umfangswand 2 des Warmwasserspeichers 1 das Brauch
wasser im Warmwasserspeicher zu erwärmen, bis aufgrund der steigenden Brauch
wassertemperatur die Rücklauftemperatur des Heizmediums die Ansprechtemperatur
des Temperaturbegrenzungsventils 15 erreicht. Die Brauchwassererwärmung kann
erst wieder einsetzen, wenn zufolge einer Brauchwasserentnahme oder einer Ab
kühlung des gespeicherten Brauchwassers die Rücklauftemperatur des Heizmediums
unter den Ansprechwert des Temperaturbegrenzungsventiles 15 fällt.If hot water is withdrawn from the hot water tank 1 via the hot water line 11 , service water flows into the hot water tank 1 via the counterflow heat exchanger 8 . The flowing from the cold water pipe 9 custom water is heated in countercurrent with the heating medium by heat exchange, resulting in an advantageous heat transfer due to the relatively large heat exchanger surfaces between the flow channels 6 and 7 . Locking the hot water pipe 11 is not necessarily associated with the end of the warm water heating. If the return temperature of the heating medium is below the response value of the temperature limiting valve 15 , the heating medium flows through the countercurrent heat exchanger 8 even after the hot water has been drawn off, in order to heat the service water in the hot water tank 1 via the peripheral wall 2 of the hot water tank 1 until the return temperature due to the increasing use of water temperature of the heating medium reaches the response temperature of the temperature limiting valve 15 . The domestic water heating can reinstate only when, according to a water extraction or cooling from the stored domestic hot water return temperature of the heating medium below the threshold of the temperature relief valve 15 falls.
Durch die konstruktive Maßnahme, die Rohrschlange 3 des Gegenstromwärmetau
schers 8 auf die Umfangswand des Warmwasserspeichers 1 aufzuwickeln, wird somit
ein zusätzlicher Wärmeaustausch zwischen dem Heizmedium und dem Brauchwasser
im Warmwasserspeicher 1 ermöglicht, wodurch die Vorteile eines Durchlauferhitzers
mit den Vorteilen eines Warmwasserspeichers verbunden werden können. Dazu
kommen geringe Wärmeverluste, weil der vom Heizmedium erwärmte Gegenstrom
wärmetauscher 8, der in üblicher Weise von einer lediglich strichpunktiert angedeute
ten Wärmedämmung 16 umschlossen ist, größere Wärmeverluste verhindern hilft.Due to the constructive measure, the coil 3 of the Gegenstromwärmetau shear 8 on the circumferential wall of the hot water tank 1 , an additional heat exchange between the heating medium and the hot water in the hot water tank 1 is made possible, whereby the advantages of a water heater can be combined with the advantages of a hot water tank. In addition, there are low heat losses, because the countercurrent heated by the heating medium heat exchanger 8 , which is enclosed in the usual way by a dash-dotted th insulation 16 , helps prevent larger heat losses.