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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Kombi-Pufferspeicher mit einer oberen Speicherzone zur Speicherung von Brauchwasser und einer unteren Speicherzone zur Speicherung von Heizwasser, wobei die Vorrichtung eine Trennscheibe mit einer Oberseite und einer Unterseite umfasst, wobei die Trennscheibe zur Trennung der oberen Speicherzone von der unteren Speicherzone vorgesehen ist und die Oberseite der oberen Speicherzone und die Unterseite der unteren Speicherzone zugewandt ist.
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Pufferspeicher sind allgemein bekannt. Pufferspeicher werden eingesetzt, um erwärmtes Speisewasser aus einem Heizkreis zwischen zu speichern. Auch Kombi-Pufferspeicher sind allgemein bekannt. Kombi-Pufferspeicher haben gegenüber Pufferspeichern den Vorteil, dass Kombi-Pufferspeicher eine obere und eine untere Speicherzone umfassen. In der oberen Speicherzone ist Brauchwasser gespeichert und in der unteren Speicherzone ist Heizwasser gespeichert. Die Temperatur des Brauchwassers ist höher als die Temperatur des Heizwassers. Im Kombi-Pufferspeicher ist eine Trennplatte angeordnet, die die obere Speicherzone von der unteren Speicherzone trennt, um eine Durchmischung von Heizwasser und Brauchwasser weitgehend zu verhindern. Allerdings dichtet die Trennplatte nicht vollkommen zwischen oberer und unterer Speicherzone ab, so dass insbesondere im Heizbetrieb Heizwasser aus der unteren Speicherzone in die obere Speicherzone fließen kann und sich dort mit dem Brauchwasser vermischt. Dieser Effekt wird besonders verstärkt, wenn ein hoher Speisewasservolumenstrom aus dem Heizkreis in die untere Speicherzone strömt, wodurch besonders viel Heizwasser aus der unteren Speicherzone in die obere Speicherzone fließt und sich dort mit dem Brauchwasser vermischt. Dadurch kühlt sich das Brauchwasser stark ab, was unerwünscht ist, denn dann muss das Brauchwasser wieder erwärmt werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für einen Kombi-Pufferspeicher mit einem möglichst einfachen Aufbau vorzuschlagen, welche eine Durchmischung von Heizwasser und Brauchwasser minimiert und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kombi-Pufferspeicher anzugeben, welcher einen möglichst einfachen Aufbau aufweist, bei welchem eine Durchmischung von Heizwasser mit Brauchwasser minimiert ist.
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Die Aufgabe bezüglich der Vorrichtung wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und die Aufgabe bezüglich des Kombi-Pufferspeichers wird durch einen Kombi-Pufferspeicher gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
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Dadurch, dass der Vorlauf des Heizkreises in den Verteiler mündet, und der Vorlauf des Heizkörperkreises in den Verteiler mündet und ein Verteilerspalt zwischen dem Innenraum des Verteilers und der unteren Speicherzone vorhanden ist, strömt Speisewasser besonders kontrolliert in die untere Speicherzone, und zwar so, dass dort nur geringe Verwirbelungen entstehen. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass auch dann nur geringe Verwirbelungen entstehen, wenn hohe Volumenströme, wie sie beispielsweise beim Wärmepumpenbetrieb auftreten, vorliegen. Durch das Ausströmen durch den Verteilerspalt hat sich überraschend gezeigt, dass eine Durchmischung von Brauchwasser und Heizwasser so gering wie möglich gehalten werden kann. Unter Brauchwasser im Sinne der Erfindung wird Brauchwasser im engeren Sinne verstanden, mit welchem direkt ein Verbraucher, beispielsweise eine Dusche oder dergleichen gespeist wird oder Brauchwasser im weiteren Sinne, das heißt heißes Wasser über einen Wärmetauscher im engeren Sinne erzeugt wird. Unter Wasser unter patentrechtlichem Sinne kann theoretisch auch Wasser verstanden werden, welches zusätzliche Bestandteile, beispielsweise Frostschutzmittel, Korrosionsschutz, oder dergleichen enthält. Bei dieser theoretischen Abstraktion enthält vorteilhaft Speisewasser, zweckmäßig Heizwasser und/oder insbesondere Brauchwasser einen zusätzlichen Bestandteil. Der große Nachteil von der Vermischung von Heizwasser mit Brauchwasser über die nicht vollkommen abgedichtete Trennplatte bei einem konventionellen Kombi-Pufferspeicher, bei welchem der Vorlauf der Wärmepumpe üblicherweise mehr oder weniger offen in die untere Speicherzone mündet und der Heizkreis üblicherweise knapp unterhalb der Trennplatte das Speisewasser abzieht, so dass besonders große Verwirbelungen entstehen, kann mit vorliegender Erfindung weitgehend unterbunden werden.
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Vorteilhaft umfasst der Verteiler mindestens eine Verteilerwand, wobei die mindestens eine Verteilerwand und die Trennscheibe den Innenraum des Verteilers begrenzen. Dadurch kann der Verteiler besonders einfach hergestellt und montiert werden.
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Zweckmäßig ist der Verteilerspalt zwischen der Verteilerwand und der Trennscheibe angeordnet. Dadurch ist der Verteilerspalt besonders weit oben, nämlich direkt an der Trennscheibe angeordnet. Dadurch strömt das aus dem Verteiler austretende Wasser im Wesentlichen parallel entlang der Trennscheibe, wodurch besonders wenige Verwirbelungen entstehen. Besonders zweckmäßig ist der Verteilerspalt zwischen Trennschreibe und Verteilerkasten zur Speicherbeladung nach Bernoulli ausgelegt. Insbesondere sind die Querschnitte der Anschlüsse für den Heizkreis und den Heizkörperkreis sowie der Verteilerspalt in einem bestimmten Verhältnis nach der Bernoulli-Gleichung bestimmt.
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Vorzugsweise ist der Verteiler quaderförmig. Dadurch dass der Verteiler quaderförmig ist und einen insbesondere quadratischen Verteilerboden umfasst, wobei der Anschluss für den Vorlauf vom Heizkreis an der Verteilerwand angeordnet ist, und wobei der Anschluss für den Vorlauf vom Heizkörperkreis am Verteilerboden angeordnet ist, erfolgt eine besonders verwirbelungsarme Ausströmung von Wasser aus dem Verteiler in die untere Speicherzone.
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Vorteilhaft sind an zwei benachbart angeordneten Verteilerwänden je ein Anschluss für j einen Vorlauf an den Heizkreis angeordnet und vorteilhaft sind am Verteilerboden zwei Anschlüsse für je einen Vorlauf für je einen Heizkörperkreises angeordnet. Dadurch wird die Durchmischung im Speicher noch weiter reduziert. Außerdem können mehrere Heizkörperkreise angeschlossen sein.
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Zweckmäßig ist der Verteiler an der Trennscheibe befestigt, und insbesondere ist der Verteiler mit der Trennscheibe verschweißt. Dadurch kann der Verteiler stabil im Kombi-Pufferspeicher gehalten werden, so dass über eine lange Betriebszeit gewährleistet ist, dass der Verteilerspalt - wie ausgelegt - im Kombi-Pufferspeicher eingebaut ist. Darüber hinaus ist die Montage besonders einfach.
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Vorzugsweise ist der Verteiler ein Blechbiegeteil. Dadurch ist die Herstellung besonders einfach und kann gegebenenfalls sogar vor Ort oder in einem Fachbetrieb erfolgen. Besonders aufwendige Herstellmaschinen sind nicht erforderlich. Darüber hinaus sind die Abmaße des Verteilers besonders einfach anpassbar, so dass der Verteiler mit geringen Änderungen leicht an einen Kombi-Pufferspeicher mit unterschiedlichen Abmaßen angepasst werden kann, insbesondere kann der Verteiler auch an andere Volumenströme leicht und einfach angepasst werden.
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Vorteilhaft ist an der Trennscheibe eine Öffnung angeordnet, insbesondere ein Trennscheibenspalt, insbesondere ein Ringspalt zur Verbindung der unteren Speicherzone mit der oberen Speicherzone angeordnet. Dadurch kann kontrolliert vorgegeben werden, an welche Stelle eine fluide Verbindung zwischen der unteren Speicherzone und der oberen Speicherzone entsteht. Diese Stelle ist zweckmäßig dort angeordnet, wo eine besonders verwirbelungsarme Strömung vorliegt, so dass eine möglichst geringe Durchmischung zwischen oberer und unterer Speicherzone stattfindet.
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Zweckmäßig umfasst der Heizkreis eine Wärmepumpe. Wärmepumpen werden mit einem relativ hohen Volumenstrom betrieben, um bei gegebener Leistung eine möglichst geringe Temperaturspreizung zu ermöglichen. Dabei variieren die Volumenströme des Speisewassers, welches in den Innenraum des Verteilers eintritt, im Betrieb zweckmäßigerweise üblicherweise zwischen mindestens etwa 2.700 l/h und insbesondere höchstens etwa 4.500 l/h. Vorzugsweise laufen die Wärmepumpe und die Pumpe des Heizkörperkreises während des Heizbetriebs simultan. Vorzugsweise tritt im Heizbetrieb Heizwasser mit einem Volumenstrom von etwa 1.500 l/h aus dem Innenraum des Verteilers aus, und zweckmäßig strömt das übrige Speisewasser, welches aus der Volumenstromdifferenz des in den Verteiler eintretenden Volumenstroms des Speisewassers und des aus dem Verteiler austretenden Volumenstroms resultiert, durch den Verteilerspalt in die untere Speicherzone. Damit können im Heizbetrieb zwischen mindestens etwa 1.200 l/h und bei ausgeschaltetem Heizbetrieb höchstens etwa 4.500 l/h Speisewasser über den Verteilerkasten in die untere Speicherzone fließen, ohne dass es zu großen Verwirbelungen kommt. Denn es hat sich insbesondere gezeigt, dass diese hohen Volumenströme im Heizbetrieb nur deswegen keine großen Verwirbelungen verursachen, weil der Volumenstrom zunächst in den Verteiler strömt und von diesem über den Verteilerspalt in die untere Speicherzone, wodurch das Brauchwasser nur minimal abgekühlt wird. Ein ständiges Nachheizen mit Takten der Wärmepumpe ist daher nicht erforderlich. Die Wärmepumpe kann in einem günstigen, insbesondere im optimalen Betriebspunkt dauerhaft effizient arbeiten.
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Vorteilhaft fördert die Wärmepumpe etwa den doppelten Volumenstrom im Vergleich zur Pumpe in Heizkörperkreislauf. Dadurch verbleibt die Differenz zwischen Volumenstrom Heizkreis und Wärmepumpe im Speicher. Als Faustformel gilt insbesondere, dass je höher der im Speicher verbleibende Volumenstrom ist, desto höher ist die Durchmischung im Speicher, wobei erfindungsgemäß aufgrund des Verteilers eine Durchmischung zwischen oberer und unterer Speicherzone so gering wie möglich zu halten ist. Insbesondere in einem Kombi-Pufferspeicher ohne Verteiler wird durch einen zu hohen Massenstrom im Heizbetrieb die obere Zone abgekühlt, wodurch die Wärmepumpe in den Warmwasserbetrieb geht und erst nach Erreichen der etwa 50 °C bis etwa 55 °C wieder in den Heizbetrieb zurück wechselt. Wird dann abermals durch die Durchmischung der obere Speicherteil abgekühlt, beginnt der Kreislauf von vorne und die Wärmepumpe kann im ungünstigen Fall in eine reine elektrische Betriebsweise schalten. Erfindungsgemäß jedoch bei einem Kombi-Pufferspeicher mit einem erfindungsgemäßen Verteiler, welcher letztlich über eine Art hydraulischer Weiche die beiden Vorläufe der Wärmepumpe und des Heizkörperkreises verbindet, wobei auch eine gleichzeitige Beladung des Speichers während des Betriebs der Wärmepumpe möglich ist, können höhere Volumenströme bei weniger Durchmischung ermöglicht werden.
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Zweckmäßig ist unter dem Heizkörperkreis ein Heizungskörperkreis für eine Heizung, insbesondere Wandheizung zu verstehen. Besonders zweckmäßig ist unter dem Heizkörperkreis ein Flächenheizungskreis für eine Fußbodenheizung zu verstehen.
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Der Kombi-Pufferspeicher umfasst eine obere Speicherzone und eine untere Speicherzone, wobei sich in der oberen Speicherzone Brauchwasser und in der unteren Speicherzone Heizwasser befindet, wobei die obere Speicherzone von der unteren Speicherzone durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 getrennt ist.
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Vorteilhaft umfasst der Kombi-Pufferspeicher einen Anschluss für einen Vorlauf vom Heizkreis zum Befüllen der oberen Speicherzone mit Brauchwasser. Dadurch kann die obere Speicherzone auf die gewünschte Temperatur geregelt werden. Im Heizbetrieb strömt zweckmäßig nur wenig oder insbesondere möglichst kein Speisewasser über den Anschluss für einen Vorlauf vom Heizkreis zum Befüllen der oberen Speicherzone mit Brauchwasser.
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Zweckmäßig beträgt im Betrieb die Temperatur des Brauchwassers in der oberen Speicherzone etwa 50 °C bis etwa 55 °C. Zweckmäßig beträgt im Betrieb die Temperatur des Heizwassers in der unteren Speicherzone etwa 35 °C bis etwa 38 °C. Das Brauchwasser wird insbesondere als Wasser für Duschen und dergleichen verwendet.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung der Funktionsweise eines Kombi-Pufferspeichers mit einer Wärmepumpe,
- 2 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Kombi-Pufferspeichers mit teilweise transparent dargestellten Wänden, um das Innenleben schematisch zu visualisieren,
- 3 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Vorrichtung,
- 4 eine perspektivische Darstellung eines Verteilers,
- 5 eine Abwicklung des Verteilers,
- 6 und 7 Seitenansichten des Verteilers,
- 8 Untenansicht des Verteilers.
- 9 eine schematische, perspektivische Ansicht des Kombi-Pufferspeichers,
- 10 eine Schnittzeichnung durch den Kombi-Pufferspeicher mit darin verbautem Verteiler.
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1 zeigt schematisch die Funktionsweise eines Kombi-Pufferspeichers 1 im Betrieb mit einer Wärmepumpe 2. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel den Kombi-Pufferspeicher 1 mit im Kombi-Pufferspeicher angeordneten Vorrichtung 3. Zum besseren Verständnis der Funktionsweise und des Aufbaus der Vorrichtung 3 und des Kombi-Pufferspeichers 1 werden im Nachfolgenden beide 1 und 2 zugleich beschrieben.
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Der Kombi-Pufferspeicher 1 umfasst eine obere Speicherzone 4 und eine untere Speicherzone 5. Die obere Speicherzone 5 ist mit Brauchwasser gefüllt, welches zur Warmwasserbereitung dient. Das Brauchwasser dient zur Speisung mindestens eines Brauchwasserkreises 6, 6', 6'', 6''', wobei ein solcher Brauchwasserkreis 6 beispielsweise Duschwasser oder dergleichen liefert. Das Brauchwasser besitzt typischerweise eine Temperatur von etwa 50 °C bis etwa 55 °C.
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Die untere Speicherzone 5 ist mit Heizwasser gefüllt, welches zur Speisung mindestens eines Heizkörperkreises 7, 7' dient. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Heizkörperkreise 7, 7' dargestellt. Das Heizwasser besitzt typischerweise eine Temperatur von etwa 35 °C bis etwa 38 °C.
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Damit sich das Brauchwasser mit dem Heizwasser nur wenig vermischt, umfasst der Verteiler 3 eine Trennscheibe 8, auch Trennplatte genannt. Die Trennscheibe 8 ist im Kombi-Pufferspeicher 1 derart befestigt, dass die Trennscheibe 8 die obere Speicherzone 4 von der unteren Speicherzone 5 trennt. Allerdings ist diese Trennung von oberer Speicherzone 4 und unterer Speicherzone 5 nicht vollkommen dicht ausgeführt. In der Trennscheibe 8 ist mindestens eine Öffnung 9 vorgesehen, welche eine fluidische Verbindung zwischen oberer Speicherzone 4 und unterer Speicherzone 5 herstellt. Im Ausführungsbeispiel nach 2 sind mehrere Öffnungen 9 vorgesehen. Zusätzlich oder anstelle der Öffnungen 9 kann auch ein in den Figuren nicht dargestellter Trennscheibenspalt und/oder ein in den Figuren nicht dargestellter Ringspalt zwischen Trennscheibe 8 und Kombi-Pufferspeicher 1 vorgesehen sein, welcher eine fluidische Verbindung zwischen oberer Speicherzone 4 und unterer Speicherzone 5 herstellt.
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In der oberen Speicherzone 4 ist eine Ausströmvorrichtung 11 vorgesehen. Die Ausströmvorrichtung 11 ist über eine Brauchwasservorlauflaufleitung 10 mit der Wärmepumpe 2 verbunden. Im Brauchwasserheizbetrieb liefert die Wärmepumpe 2 über die Brauchwasservorlaufleitung 10 Speisewasser in die obere Speicherzone 4. Das Speisewasser vermischt sich sodann mit dem in der oberen Speicherzone 4 befindlichen Brauchwasser und verbleibt dort als Brauchwasser. Der Brauchwasserheizbetrieb erfolgt solange, bis die Temperatur des oberen Brauchwassers etwa 50 °C bis etwa 55 °C beträgt. Zur Messung der Wassertemperatur ist ein Temperatursensor 12 vorgesehen. Sobald die gewünschte Temperatur erreicht ist, unterbindet ein in der Brauchwasservorlaufleitung 10 angeordnetes Ventil 13 die strömungsmechanische Verbindung zwischen der Wärmepumpe 2 und der oberen Speicherzone 4. Der Brauchwasserheizbetrieb ist dann beendet.
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In der unteren Speicherzone 5 ist ein Verteiler 13 vorgesehen, wobei die Vorrichtung 3 den Verteiler 13 und die Trennscheibe 8 umfasst. Der Verteiler 13 umfasst einem Innenraum 16 (vgl. 2 bis 4), der von Wänden 17, 17', 18, 18', auch Verteilerwände genannt, einem Boden 19, auch Verteilerboden genannt, und der Trennscheibe 8 begrenzt ist. Der Verteiler 13 umfasst mindestens einen, im Ausführungsbeispiel zwei Anschlüsse 20, 20' für einen Vorlauf von einem Heizkreis zum Befüllen des Verteilers 13 mit Speisewasser. Der Vorlauf ist über mindestens eine, im Ausführungsbeispiel über zwei Heizkreisleitungen 21, 21' mit der Wärmepumpe 2 verbunden. Der Verteiler 13 umfasst am Boden 19 mindestens einen, im Ausführungsbeispiel zwei Anschlüsse 22, 22' (vgl. 2 bis 5 und 8) für einen Vorlauf von mindestens einem, im Ausführungsbeispiel von zwei Heizkörperkreise 23, 23'. Der Verteiler 13 umfasst einen Verteilerspalt 24 (2 und 3). Der Verteilerspalt 24 ist zwischen dem Verteiler 13 und der Trennscheibe 8 angeordnet. Im Heizbetrieb liefert die Wärmepumpe Speisewasser mit einem Volumenstrom von mindestens etwa 2.700 l/h bis höchstens etwa 4.500 l/h in den Innenraum 16 des Verteilers 13. Dort vermischt sich das Speisewasser mit dem dort befindlichen Heizwasser zu Heizwasser. Im Heizbetrieb entnimmt der mindestens eine, im Ausführungsbeispiel beide Heizkörperkreise 23, 23' zusammen etwa 1.500 l/h Heizwasser. Das überschüssige Wasser, also zwischen etwa 1.200 l/h und etwa 3.000 l/h fließt über den Verteilerspalt 24 in die untere Speicherzone 5, welche als Energiespeicher dient. Der Verteilerspalt 24 sowie die Anschlüsse 20, 20', 22, 22' sind nach der Bernoulli-Gleichung ausgelegt. Der Verteilerspalt 24 ist insbesondere so ausgelegt, dass das überschüssige Wasser mit möglichst geringen Verwirbelungen in die untere Speicherzone 5 fließt. Verglichen mit konventionellen Pufferspeichern nach dem Stand der Technik, die keine Vorrichtung 3 und damit keinen Verteiler 13 mit Verteilerspalt 24 aufweisen und dort die Heizkreisleitung 21 mehr oder weniger offen in die untere Speicherzone 5 mündet und hohe Verwirbelungen verursacht, konnte in vorliegender Erfindung aufgrund des Verteilers 13 mit Verteilerspalt 24 ein solches Verhalten der starken Verwirbelungen nicht festgestellt werden. Dadurch ist auch eine Vermischung von Heizkreiswasser und Brauchwasser im erfindungsgemäßen Kombi-Pufferspeicher weitgehend unterbunden, denn das nur wenig verwirbelte Heizkreiswasser tendiert aufgrund der geringen Wirbeln nicht dazu, über die Öffnung 9 in die obere Speicherzone 4 zu fließen und sich dort mit Brauchwasser zu vermischen, sondern verbleibt weitgehend in der unteren Speicherzone 5. Der Verteilerspalt 24 kann auch als eine Bohrung aufgefasst werden. Weiter kann der Verteilerspalt 24 als eine Aneinanderreihung mehrerer Bohrungen aufgefasst werden. Unter Bohrung kann auch ein Langloch verstanden werden.
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Die Temperatur im erfindungsgemäßen Kombi-Pufferspeicher nach den 1 und 2 beträgt in der unteren Speicherzone 5 etwa 35 °C bis etwa 38 °C, insbesondere auch im Heizbetrieb.
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Der Kombi-Pufferspeicher 1 umfasst einen Anschluss 25 für einen nicht dargestellten E-Stab, der sich etwa im unteren Drittel der oberen Speicherzone 4 befindet. Der Kombi-Pufferspeicher 1 umfasst einen Vorlaufanschluss 26 für den Brauchwasserkreis 6, der sich etwa im unteren Drittel der oberen Speicherzone 4, insbesondere knapp oberhalb der Trennscheibe 8, insbesondere in einem Abstand von weniger als 50 mm von der Trennscheibe 8 befindet. Der Kombi-Pufferspeicher 1 umfasst einen Rücklaufanschluss 27 für den Brauchwasserkreis 6, der sich etwa im unteren Drittel der oberen Speicherzone 4, insbesondere knapp oberhalb der Trennscheibe 8, insbesondere in einem Abstand von weniger als 50 mm von der Trennscheibe 8 befindet. Der Kombi-Pufferspeicher 1 umfasst einen Vor-/Rücklaufanschluss 28 für einen Hoch- und Niedertemperaturheizungskreislauf, der sich etwa im unteren Drittel der unteren Speicherzone 5 befindet. Der Kombi-Pufferspeicher 1 umfasst einen Vor-/Rücklaufanschluss 29 für einen Niedertemperaturheizungskreislauf, der sich etwa im unteren Drittel der unteren Speicherzone 5 befindet. Der Kombi-Pufferspeicher 1 umfasst einen Rücklaufanschluss 30 für die Wärmepumpe 2, über den das Heizungs-/Warmwasser zurück zur Wärmepumpe 2 fließt, so dass ein Kreislauf gebildet ist. Der Rücklaufanschluss 30 befindet sich etwa im unteren Drittel der unteren Speicherzone 5.
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In 3 ist der Verteilerspalt 24 gezeigt, welcher im Wesentlichen parallel zur Trennscheibe 8 verläuft. Der Verteiler 13 ist über Laschen 31, 31' an der Trennscheibe 8 befestigt, insbesondere verschweißt. Der rechteckige Verteilerspalt 24 kann in einer weiteren Ausführungsform auch kreisförmig, z. B. durch eine Bohrung, oder in einer weiteren Ausführungsform auch als Langloch ausgebildet sein. Die Laschen 31, 31' unterbrechen den Verteilerspalt 24. Die Höhe der Laschen 31, 31' entspricht etwa der Höhe des Verteilerspalts 24. In 3 sind schematisch die Strömungsrichtungen 32, 32' Heizkreis 10 in den Verteiler 13, die Strömungsrichtungen 33, 33' Heizkörperkreis 23 aus dem Verteiler 13 und die Strömungsrichtungen 34, 34' Verteilerspalt 24 aus dem Verteiler 13 dargestellt, wie sie sich im Heizbetrieb einstellen.
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4 zeigt den Verteiler 13 in schematischer Ansicht. Am Verteilerboden 19 sind die Anschlüsse 22, 22' und an den Wänden 17, 18 die Anschlüsse 20, 20' angeordnet. Sämtliche Wände 17, 17', 18, 18' und der Boden 19 stehen jeweils benachbart etwa orthogonal zueinander. Damit stehen die Anschlüsse 20, 20' etwa orthogonal zueinander stehen und die Anschlüsse 22, 22' stehen etwa orthogonal zu den Anschlüssen 20, 20'. Damit erfolgt eine gute Durchmischung des Wassers im Verteiler 13. Außerdem wird die Strömung im Verteiler 13 beruhigt und zwar insbesondere die Strömung, die aus dem Verteilerspalt 24 austritt. So entstehen keine oder nur sehr wenige Verwirbelungen.
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Die Trennscheibe 8 besitzt eine der oberen Speicherzone 4 zugewandte Oberseite 14 und eine der unteren Speicherzone 5 zugewandte Unterseite 15. Der Verteiler ist an der Unterseite 15 angeordnet. Der Verteiler 13 ist insbesondere mit der Trennscheibe 8 verschweißt.
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Der Verteiler 13 ist als Blechbiegeteil ausgeführt. 5 zeigt den Verteiler 13 aufgewickelt. Die später entstehenden Kanten 35, 35', 36, 36', welche die Kanten 35, 35', 36, 36 zwischen Boden 19 und Wänden 17, 17', 18, 18' bilden, können von Hand oder maschinell auf etwa 90° gebogen werden. Im Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei gegenüberliegende Kanten 35, 35' von Hand gebogen und die anderen zwei gegenüberliegende Kanten 36, 36' sind mit einer Biegemaschine gebogen.
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Die 6 bis 8 zeigen verschiedene Ansichten auf den Verteiler 13. Die Gesamthöhe h1 des Verteilers 13 beträgt etwa 160 mm. Die Laschenhöhe h2 jeder der Laschen 31 beträgt etwa 20 mm. Dadurch beträgt die Spalthöhe etwa 20 mm. Jeder der Laschen 31 ist jeweils etwa mittig an der zugehörigen Seitenwand 17, 17', 18, 18' angeordnet. Die Breite b1 je einer Lasche 31 beträgt etwa 30 mm. Der Anschlussdurchmesser d1 des kreisförmigen Anschlusses 20, 20' der Heizkreisleitung 21 beträgt etwa 51 mm. Der Mittelpunkt des Anschlusses 20, 20' der Heizkreisleitung 21 ist etwa 70 mm oberhalb des Bodens 19, und etwa 135 mm von einer Wand entfernt angeordnet. Die Breite b2 je einer Wand 17, 17', 18, 18' beträgt etwa 200 mm. Demnach ist der Boden 19 quadratisch mit einer Seitenlänge von 200 mm. Der Anschlussdurchmesser d2 des kreisförmigen Anschlusses 22, 22' der Heizkörperkreisleitung 23 beträgt etwa 36, insbesondere etwa 35,7 mm, und etwa 31 mm bzw. 92 mm von einer Wand entfernt.
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Die Blechstärke beträgt etwa 1,5 mm.
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9 zeigt den Kombi-Pufferspeicher 1 in teilweiser transparenter, strichlinierter Darstellung. Die Ausströmvorrichtung 11 befindet sich etwa mittig in der oberen Speicherzone 4. Die Ausströmvorrichtung 11 umfasst mehrere Aussparungen 39, durch die Speisewasser im Brauchwasserheizbetrieb in die obere Speicherzone 4 ausströmen kann und sich dort mit dem Brauchwasser mischt. Im Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 39 etwa kreisförmig. Insbesondere sind die Aussparungen 37 Bohrungen.
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In 9 ist dargestellt, dass die Rohre 38, 38' (9 und 10) des Heizkörperkreises 7 bis fast zur Unterkante des Verteilerspaltes 24 in den Innenraum 16 des Verteilers 13 ragen. Der Abstand a vom Auslass eines Rohres 38, 38' zum Boden 19 des Verteilers 13 beträgt weniger als etwa 140 mm, bevorzugt weniger als etwa 130 mm und besonders bevorzugt weniger als etwa 120 mm.
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10 zeigt in einer schematischen Draufsicht den im Kombi-Pufferspeicher 1 eingebauten Verteiler 13. Am Verteiler 13 sind an den Anschlüssen 20, 20' Anschlussrohre 37, 37' angebracht. Die Anschlussrohre 37, 37' sind Teil der Heizkreisleitung 21, 21'. Die Anschlussrohre 37, 37' ragen in den Innenraum 16 des Verteilers 13 ein. Der Überstand u, u', also der Abstand zwischen dem Ende des Anschlussrohrs 37, 37' und der Wand 17, 18 beträgt etwa die Hälfte der Breite b2 je einer Wand 17, 17', 18, 18'.
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Im Ausführungsbeispiel beträgt der Überstand u, u' weniger als 100 mm, vorzugsweise weniger als 85 mm und besonders vorzugsweise weniger als 70 mm. Damit sind eine besonders gute Durchmischung und eine besonders turbulenzarme Strömung gewährleistet.
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Die Vorrichtung 3 kann auch als hydraulische Schichtbox bezeichnet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kombi-Pufferspeicher
- 2
- Wärmepumpe
- 3
- Vorrichtung
- 4
- Obere Speicherzone
- 5
- Untere Speicherzone
- 6
- Brauchwasserkreis
- 7
- Heizkörperkreis
- 8
- Trennscheibe
- 9
- Öffnung
- 10
- Brauchwasservorlaufleitung
- 11
- Ausströmvorrichtung
- 12
- Temperatursensor
- 13
- Verteiler
- 14
- Oberseite
- 15
- Unterseite
- 16
- Innenraum
- 17
- Wand
- 18
- Wand
- 19
- Boden
- 20
- Anschluss
- 21
- Heizkreisleitung
- 22
- Anschluss
- 23
- Heizkörperkreis
- 24
- Verteilerspalt
- 25
- Anschluss E-Stab
- 26
- Vorlaufanschluss
- 27
- Rücklaufanschluss
- 28
- Vor-/Rücklaufanschluss
- 29
- Vor-/Rücklaufanschluss
- 30
- Rücklaufanschluss
- 31
- Lasche
- 32
- Strömungsrichtung Heizkreis
- 33
- Strömungsrichtung Heizkörperkreis
- 34
- Strömungsrichtung Verteilerspalt
- 35
- Kante
- 36
- Kante
- 37
- Anschlussrohr
- 38
- Rohre
- 39
- Aussparungen
- h
- Höhe
- b
- Breite
- t
- Tiefe
- d
- Durchmesser
- u
- Überstand
- a
- Abstand
