DE19825045A1 - Schichtenspeicher - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schichtenspeicher mit einem Wasserbe­ hälter gemäß dem einleitenden Teil des unabhängigen Anspruchs.

Solche Schichtenspeicher sind marktgängig, sie dienen, wenn sie mit einem Heizelement versehen sind, zur Aufheizung eingrenzbarer Wassermengen im Inneren des Speicherbe­ hälters, und zwar vorzugsweise in dessen oberen Teil.

Zudem werden solche Speicher aber auch als Pufferspeicher eingesetzt. Bei diesen Pufferspeichern wird Heizungswasser gespeichert, um damit die Heizanlage eines Hauses oder kaltes Wasser in einem Brauchwasserspeicher zu beheizen. Der Sinn eines Puffer­ speichers liegt im wesentlichen darin, Wärmeenergie zu speichern in Zeiten, in denen diese Energie nicht erzeugt werden kann beziehungsweise zugeführt werden kann, zum Beispiel bei Solaranlagen während der Nachtstunden oder während Stunden schwachen Sonnenscheins. Darüber hinaus haben Pufferspeicher bei mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen oder mit elektrischem Strom beheizten Wärmeerzeugern den Vorteil, daß sie die Schalthäufigkeit der Wärmequelle, also des Brenners oder des Heizelementes, wesentlich verringern. Der Wärmeerzeuger arbeitet somit eine relativ lange Zeit, manchmal ½ bis 1 Stunde ununterbrochen und lädt den Pufferspeicher auf. Danach kommt es zu ebenfalls langen Stillstandszeiten des Wärmeerzeugers, weil die Heizungsanlage mit Wärme aus dem Wasser und Energieanhalt des Pufferspeichers versorgt wird. Erst wenn dieser entladen ist, wird der Wärmeerzeuger wieder eingeschaltet.

Werden Pufferspeicher mit verschiedenen Möglichkeiten der Aufladung kombiniert, zum Beispiel mit Heizkesseln oder ähnlichen Wärmeerzeugern und zusätzlich mit Solarkollekto­ ren und/oder Wärmepumpen, so wird das Wasser mit verschiedenen Temperaturniveaus in den Pufferspeicher eingespeist. Hierbei muß darauf geachtet werden, daß die im Pufferspeicher vorhandene Schichtung zwischen wärmeren und kälteren Wasserschichten nicht gestört wird. Geschieht dies, ist die Wirkung des Schichtenspeichers nicht mehr vorhanden.

Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schichtenspeicher der eingangs näher bezeichneten Art vorzusehen, bei dem die Möglichkeit besteht, das in den Schich­ tenspeicher eingespeiste Wasser in den Höhenbereich des Schichtenspeichers einzuspei­ sen, daß der mit seiner Temperatur der Temperatur des zufließenden Wassers entspricht.

Diese Aufgabe wird bei einem Schichtenspeicher der eingangs näher bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.

Auf diese Weise ist es möglich, Wasserströme aus einem Heizkessel oder Umlaufwasser­ heizer im oberen Bereich des Schichtenspeichers einzuspeisen, da hier üblicherweise mit einer hohen Temperatur gerechnet werden kann. Von einer Wärmepumpe eingespeiste Wasserströme befinden sich in aller Regel auf einem etwas niedrigeren Temperaturniveau und Wasserströme, die aus einem Solarkollektor stammen, können in Zeiten schwacher Sonneneinstrahlung nur auf einem noch niedrigeren Temperaturniveau liegen. Diese Wasserströme werden also in niedrigere Höhenniveaus des Schichtenspeichers einge­ speist.

Um den Effekt einer sauberen Schichtung im Schichtenspeicher zu erreichen, ist es bekannt, in unterschiedlichen Höhen des Speicherbehälters angebrachte Wärmetauscher vorzusehen, die an die verschiedenen Aufheizelemente des Schichtenspeichers ange­ schlossen werden.

Durch die Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, mittels einer einzigen Wassereinlaß­ leitung unterschiedlichste Wärmelieferanten in den Speicherbehälter Wasser einspeisen zu lassen, und die Einspeisehöhe stellt sich automatisch ein.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Anhand der Fig. 1 und 2 der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Schichtenspeichers und

Fig. 2 eine Variante hierzu.

In beiden Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Der Schichtenspeicher gemäß Fig. 1 weist einen von einer nicht dargestellten Isolierung und einem Außengehäuse umgebenen Speicherbehälter 1 auf, dessen Innenraum 2 mit Wasser gefüllt ist. Eine Oberseite 3 des Wasserbehälters ist von einer Entnahmeleitung 4 durchsetzt, die im obersten Bereich 5 des Speicherbehälters mit ihrem Einlaß 6 beginnt. Die Entnahmeleitung 4 führt entweder zu einer Heizungsanlage eines Hauses, bestehend aus Radiatoren oder einer Fußbodenheizungsanlage und/oder zu einem Brauchwasser­ speicher.

Ein Boden 7 des Speicherbehälters 1 ist von einer Wassereinlaßleitung 8 durchsetzt, die sich im Inneren 2 des Speicherbehälters 1 als bewegliches Einspeiserohr 9 fortsetzt. Es weist ein Mündungsende 10 auf. Die Wassereinlaßleitung 8 ist entweder an ein speisendes Kaltwassernetz oder an einen Solarkollektor, eine Wärmepumpe oder einen Heizkessel oder Umlaufwasserheizer angeschlossen. Es kann ein Umschaltventil vorgesehen sein, so daß auch mehrerer dieser Wärmequellen alternativ oder gemeinsam angeschlossen werden können.

Am Mündungsende 10 des Einspeiserohres 9 ist ein Temperaturfühler 11 angeordnet, der über eine elektrische Leitung 12 mit einem Steuerglied 13 verbunden ist, das seinerseits auf einen Stellmotor 14 arbeitet. Der Stellmotor 14 ist über ein Seil 15 mit dem Mündungs­ ende 10 verbunden, das bevorzugt so ausgerichtet ist, daß es in waagerechter Richtung Wasser aus dem Einspeiserohr 9 in das Innere 2 des Behälters 1 ausläßt. Das Einspeise­ rohr 9 ist im Bereich des Inneren 2 des Schichtenspeichers 1 als Schlauch, als Wellrohr oder als Schieberohr ausgebildet. Dadurch ist es möglich, das Höhenniveau des Mün­ dungsendes 10 im Inneren 2 durch Betätigen des Stellmotors 14 zu ändern.

Der Temperaturfühler 11 signalisiert die Temperatur, die das Wasser am Ort der Lage des Temperaturfühlers 11 beziehungsweise des Mündungsendes 10 aufweist. Ein zweiter Temperaturfühler 17 ist im Wassereinlaßrohr 8 angeordnet und mit einer Leitung 18 gleichfalls mit dem Steuerglied 13 verbunden. Besteht zwischen den beiden von den Temperaturfühlern 17 und 11 geführten Temperaturen eine Differenz, so beaufschlagt das Steuerglied 13 den Stellmotor 14 in der Weise, daß das Mündungsende 10 des bewegli­ chen Einspeiserohres 9 derart im Höhenniveau 16 verfahren wird, daß die Temperaturen gleich sind. Dadurch ist gewährleistet, daß das aus dem Einspeiserohr 8 das Innere 2 des Behälters 1 gelangende Wasser stets auf dem Höhenniveau eingespeist wird, was in seiner Temperatur der Temperatur des zufließenden Wassers entspricht. Damit wird die Schichtung im Inneren des Schichtenspeichers in einem Minimum gestört.

Das Stellglied 15 kann als Seil oder als Gestänge ausgebildet sein. Der Stellmotor 14 kann außen im Bereich der Isolierung oder des Außengehäuses des Schichtenspeichers angeordnet sein, es kann sich auch um einen Unterwassermotor handeln, der im Inneren 2 des Speicherbehälters angeordnet ist. Man erspart sich dann eine Dichtung des Stellglie­ des.

Gemäß Fig. 2 ist es darüber hinaus zusätzlich möglich, auch den Einlaß 6 der Warmwas­ serentnahmeleitung 4 höhenverstellbar auszugestalten. Somit wird einem zweiten Steuer­ glied 13' eine Soll-Temperatur für das Wasser in der Entnahmeleitung 4 vorgegeben, und der Stellmotor 14' bewegt diesen Einlaß 6 auf das Höhenniveau 16', das der gewünschten Soll-Temperatur entspricht.

Claims (7)

1. Schichtenspeicher mit einem Wasserbehälter (1) und einer in diesen einmündenden Wassereinlaßleitung (8) und einer Warmwasserentnah­ meleitung (4), dadurch gekennzeichnet, daß ein Mündungsende (10) der Wassereinlaßleitung (8) höhenverstellbar im Wasserbehälter (1) angeordnet ist.

2. Schichtenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellmotor (14) vorgesehen ist, der mittel eines Stellgliedes (15) mit dem Mündungsende (10) verbunden ist.

3. Schichtenspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (15) als Seil oder als Gestänge ausgebildet wird.

4. Schichtenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Mündungsende (10) der Wassereinlaßleitung (8) einen Temperaturfühler (11) angeordnet ist, der über eine Leitung (12) mit einem Steuerglied (13) für den Stellmotor (14) verbunden ist.

5. Schichtenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wassereinlaßleitung (8) in ihrem im Inneren (2) des Speicherbehälter (1) liegenden Bereich beweglich ausgebildet ist.

6. Schichtenspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassereinlaßleitung (8) aus einem Wellrohr, einem Schlauch- oder ei­ nem Schieberohr besteht.

7. Schichtenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Einlaß (6) der Warmwasserentnahmeleitung (4) gleichfalls höhenverstellbar im Inneren (2) des Speicherbehälters (1) angeordnet ist.