DE3120118C2

DE3120118C2 - Heiz- und Brauchwasserspeicheranordnung

Info

Publication number: DE3120118C2
Application number: DE3120118A
Authority: DE
Inventors: Paul Chur Schmid
Original assignee: PROENERGIE WAERMETECHNIK AG CHUR CH
Current assignee: PROENERGIE WAERMETECHNIK AG CHUR CH
Priority date: 1980-05-20
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1985-10-10
Also published as: CH647858A5; AT382011B; DE3120118A1; ATA224381A

Abstract

Der Wärmewasserbereiter besteht im wesentlichen aus einem Brauchwasserspeicher (10) und einem Heizwasserspeicher (11). Der Brauchwasserspeicher (10) ist teilweise in dem Heizwasserspeicher (11) angeordnet. Die Erwärmung der Heizflüssigkeit im Heizwasserspeicher (11) erfolgt über eine oder mehrere Wärmequellen (16, 17, 18), die die Heizflüssigkeit auf unterschiedlichem Niveau aus dem Heiz wasserkessel (11) entnehmen und mit einer erhöhten Temperatur wieder an den Heizwasserspeicher (11) abgeben, so daß eine Temperaturschichtung im Heizwasserspeicher (11) entsteht. Das Brauchwasser im Brauchwasserspeicher (10) wird somit nach dem Wärmeaustauscherbetrieb erwärmt.

Description

im wesentlichen aus einem Brauchwasserspeicher 10 und einem Heizwasserspeicher 11. Der Heizwasserspeicher 11 ist ein aufrechtsiehender Behälter in dem im oberen Abschnitt ein Teil des Brauchwasserypeichers 10 so angeordnet ist, daß der Brauchwasserspeicher 10 zu ²Λ vom Heizwasserspeicher 11 umschlossen wird und zu ¹Aj außerhalb des Heizwasserspeichers 11 liegt Der Brauchwasserspeicher hat einen Einlaßstutzen für das Kaltwasser, der im unteren Bereich des Brauchwasserspeichers endet, und einen Auslaßstutzen für das Brauchwasser, der im oberen Abschnitt des Brauchwasserspeichers endet

Im außerhalb des Heizwasserspeichers 11 liegenden Teil des Brauchwasserspeichers 10 ist ein elektrisches Heizelement 12 angeordnet, um eine kleinere Brauchwassermenge zusätzlich erwärmen zu können.

Unterhalb des Brauchwasserspeichers 10 kann eine Wärmepumpe 13 direkt in den Heizwasserspeicher 11 eingebaut sein.

In F i g. 2 ist ferner ein Einlaß- und Auslaßstutzen mit einer Glocke 26 dargestellt, die mit Bezug auf die F i g. 3 und 4 im Detail beschrieben werden.

Wie Fig.4 zeigt, weist die Heizungsanlage neben dem Warmwasserbereiter als Verbraucher eine Einrichtung 15 für die Raumheizung und als Wärmequellen einen Heizkessel 16, eine Wärmepumpe 17 und eine Wärmerückgewinnungseinrichtung 18 auf, die durch ein Rohrleitungsnetz mit dem Heizwasserkessel 11 des Warmwasserbereiters verbunden sind. Zur Speisung des Verbrauchers und der Wärmequellen mit Heizflüssigkeit sind Pumpen vorgesehen.

Am Heizwasserspeicher 11 sind Einlaß- und Auslaßstutzen vorgesehen, die jeweils paarweise dem Verbraucher und den Wärmequellen zugeordnet sind. Der Einlaß- und Auslaßstutzen jedes Paares sind so angeordnet, daß sie auf einem anderen Niveau im Heizwasserspeicher 11 enden.

Wie aus der F i g. 4 ersichtlich ist, sind der Einlaß- und Auslaßstutzen 21 22 für den Verbraucher 15, der Einlaß- und Auslaßstutzen 23,24 für die Wärmerückgewinnungseinrichtung 18 und der Einlaßstutzen 25 für die Wärmepumpe 17 an dem im Heizwasserspeicher 11 liegenden Ende mit einer Glocke 26 versehen, während der Einlaß- und Auslaßstutzen 27, 28 und der Auslaßstutzen 29 für die Wärmepumpe 17 am Ende keine Glocke aufweisen.

Wie F i g. 4 ferner zeigt, ragt das Ende des Einlaßstutzen 27 für den Heizkessel 16 in die Glocke 26 am Anlaßstutzen 22 für den Verbraucher 15, das Ende des Auslaßstutzens 28 für den Heizkessel 16 in die Glocke 26 am Einlaßstutzen 25 für die Wärmepumpe 17 und das Ende des Auslaßstutzen 29 für die Wärmepumpe 17 in die Glocke 26 am Einlaßstutzen 21 für den Verbraucher 15.

In F i g. 3 ist eine Anordnung der Glocke 26 mit einem darin hineinragenden Ende eines Stutzens dargestellt. Die Glocke 26 ist zylinderförmig und am Ende des Stutzens angeschweißt. Das in die Glocke 26 ragende Ende des Stutzen ist schief geschnitten und in einem Abstand vom Boden der Glocke 26 angeordnet um einen Spalt für den Oberlauf der Heizflüssigkeit zu bilden. Die Glocke 26 kann auch konisch bezüglich dem Wassereintritt ausgebildet sein.

Das Brauchwasser ini Brauchwasserspeicher 10 wird nach dem Wärmeaustatfscherpinzip durch die Heizflüssigkeit, im vorliegenden Fall Wasser im Heizwasserspeieher 11 erwärmt. Die Wassertemperatur im Heizwasserspeicher 11 wird durch eine Regeleinrichtung gesteuert. Um die Wassertemperatur im Heizwasserspeicher 11 aufrecht zu erhalten, kann die Heizungsanlage gemäß F i g. 4 wie folgt gesteuert werden.

Das einer in der Einrichtung 15 für die Raumheizung vorgesehenen Pumpe 30 über den Auslaßstutzen 22 aus dem oberen Bereich des Heizwasserspeichers 11 abgesaugte Wasser mit einer Temperatur von ca. 50°C wird nach dem Durchlauf durch den Verbraucher 15 über den Einlaßstutzen 21 in den unteren Bereich des Heizwasserspeichers 11 zurückgeleitet Fällt die Wassertemperatur im Heizwasserspeicher 11 dadurch ab, wird die Wärmepumpe 17 in Betrieb gesetzt Das in die Glocke 26 am Einlaßstutzen 21 ausströmende Wasser mit 30°C wird von einer Pumpe 31 über den in die Glocke 26 hineinragenden Auslaßstutzen 29 der Wärmepumpe 17 zugeführt Durch die Anordnung aus Glocke 26 und den in diese hineinragenden Stutzen 29 wird das Ansaugen von Wasser aus dem Heizwasserspeicher 11 durch die Pumpe 31 vermieden. Die Wärmepumpe 17 erhöht die Wassertemperatur auf mindestens 45° C und gibt das Wasser über einen Einlaßstutzen 25 an den Heizwasserspeicher 11 ab. Da dieser Einlaßstutzen 25 etwa in der Mitte des aufrechtstehenden Heizwasserspeichers 11 mündet tritt im Heizwasserspeicher 11 eine Temperaturschichtung auf.

Wird die erforderliche Temperatur im Heizwasserspeicher 11 nicht erreicht, so wird der Heizkessel 16 in Betrieb gesetzt. Durch eine Pumpe 32 wird das in der Glocke 26 am Einlaßstutzen 25 ausströmende Wasser von 45°C über den in die Glocke 26 ragenden Auslaßstutzen 28 dem Heizkessel 16 zugeführt Dadurch kann ein Heizkessel eingesetzt werden, der nicht für Niedertemperatur ausgelegt ist (Schwitzwasserbildung). Der Heizkessel 16 steigert die Wassertemperatur auf z. B. 50°C und gibt das Wasser über einen Einlaßstutzen 27 in dem oberen Bereich des Heizwasserspeichers 11 ab.

Dadurch, daß das durch die Wärmepumpe 17 und den Heizkessel 16 erwärmte Wasser jeweils auf einem anderen Niveau in den Heizwasserspeicher 11 eintritt, wird ausgehend vom unteren Abschnitt des Heizwasserspeichers nach oben eine Temperaturschichtung im Wasser erzeugt

Durch die Anwendung der Wärmepumpe 17 kann während der Übergangszeit auf die Inbetriebsetzung des Heizkessels 16 verzichtet und während der Winterzeit der Einschaltzyklus des Brenners herabgesetzt werden, um Energie zu sparen, wobei Brauchwasser in ausreichender Menge billig erwärmt werden kann. Da durch die Wärmepumpe 17 die Temperatur auf 55° C gesteigert werden kann, ist es möglich die Heizungsanlage ohne Heizkessel 16 zu betreiben.

Durch die Verwendung einer Wärmerückgewinnungseinrichtung 18, mit der z. B. aus dem Abgas des Heizkessels 16 Wärme rückgewonnen werden kann, kann eine zusätzliche Maßnahme zur Erwärmung des Wassers im Heizwasserspeicher 11 getroffen werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Wasser im Heizwasserspeicher über einen getrennten Kreislauf, z. B. einen Solarkreis zusätzlich zu erwärmen.

Durch die vorstehend genannten Maßnahmen kann der Energieverbrauch gesenkt werden.

Wie Fig.4 zeigt, können die bei bekannten Heizungsanlagen erforderlichen Dreiwegventile entfallen, was ein wesentlicher Vorteil ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Ein- und Auslaßstutzen für einen Verbraucher und für Patentansprüche: eine Wärmequelle zum Erwärmen des Heizwassers aufweist, und mit einem Brauchwasserspeicher, der teilwci-

1. Heiz- und Brauchwasserspeicheranordnung mit se im Heizwasserspeicher angeordnet ist.

einem Heizwasserspeicher (It), der Ein- und Auslaß- 5 Eine derartige Heiz- und Brauchwasserspeicheranstutzen (21, 22; 27, 28) für einen Verbraucher (35) Ordnung ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrifi und für eine Wärmequelle (16) zum Erwärmen des 19 65 924 bekannt. Sie weist an dem Heizwasserspei-Heizwassers aufweist, und mit einem Brauchwasser- eher einen Einlaßstutzen und einen Auslaßstutzcn zum speicher (10), der teilweise im Heizwasserspeicher Anschluß eines Zentralheizungssystems sowie durch (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeich- 10 den Heizwasserspeicher geführte Siederohre einer net, daß zusätzlich weitere, paarweise einander zu- Feuerungseinrichtung als Wärmequelle auf. Die Zuordgeordnete Ein- und Auslaßstutzen (23,24,25,29) für nung weiterer Wärmequellen und weilerer Verbraucher mindestens eine weitere Wärmequelle (17, 18) vor- zur Heiz- und Brauchwasserspeicheranordnung ist bei gesehen sind und daß die Ein- und Auslaßstutzen (21, der bekannten Konstruktion nicht möglich.
22, 23, 24,25,27,28,29) im Heizwasserspeicher (11) 15 Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, auf unterschiedlichem Niveau in Überströmvorrich- eine Heiz- und Brauchwasserspeichcranordnung der tungen (26) solcher Art enden, daß der Verbraucher eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß mil (15) und die mindestens eine weitere Wärmequelle vergleichsweise einfachem Aufbau, insbesondere ohne (17, 18) unter Einbezug des Heizwasserspeicherin- die Verwendung komplizierter Ventilmittel, der Speihaltes einen Wärmeträgerkreislauf bilden, durch den 20 cheranordnung weitere Wärmequellen zugeordnet wersich in Abhängigkeit der von den Wärmequellen (16, den können, welche auf unterschiedlichem Temperatur-17,18) zugeführten Wärmemengen verschiedene, in niveau arbeiten.

ihrem Wärmegehalt von unten nach oben ansteigen- Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden

de, definierte Temperaturschichten im Heizwasser- Merkmale von Anspruch 1 gelöst,

speicher(ll)ausbilden. 25 Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.

zeichnet, daß die Überströmvorrichtungen (26) je- Es zeigt sich, daß eine Übergabe der jeweiligen Wärweils am Einlaß- oder Auslaßstutzen vorgesehen meenerg!:;n im Heizwasserspeicher mit gutem Wirsind, kungsgrad erfolgt, wobei sich innerhalb des Heizwas-

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 30 serspeichers Temperaturschichten ausbilden und vergekennzeichnet, daß die Überströmvorrichtungen schiedenartige Wärmequellen und Verbraucher in Rei-(26) die Gestalt von Glocken haben. he geschaltet werden können, ohne daß zur Trennung

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, einzelner Kreisläufe Ventilmittel erforderlich sind,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einige Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der einem Einlaß- oder Auslaßstutzen zugeordneten 35 der Zeichnung näher erläutert Es stellt dar
Überströmvorrichtungen (26) ein jeweils anderer F i g. 1 ein Schema eines Ausführungsbeispiels einer Einlaß- bzw. Auslaßstutzen hineinragt und daß das bekannten Heizungsanlage mit Warmwasserbereiter,
Ende des in die Überströmvorrichtung (26) hineinra- F i g. 2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der genden Einlaß- bzw. Auslaßstutzen schief ange- hier angegebenen Heiz- und Brauchwasserspeicheranschnitten ist. 40 Ordnung,

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, F i g. 3 eine im Schnitt dargestellte Einzelheit »A« von dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Einlaß- F i g. 2 und

und Auslaßstutzen (21,22) einer Raumheizungsanla- Fig. 4 ein Schema einer Heizungsanlage mit einer

ge (15), ein weiteres Paar von Einlaß- und Auslaß- Heiz- und Brauchwasserspeicheranordnung gemäß

stutzen (27,28) einem Heizkessel (16) und wiederum 45 Fig. 2.

ein Paar von Einlaß-und Auslaßstutzen (25,29) einer Fig. 1 zeigt ein Schema eines Beispiels einer Hei-

Wärmepumpe (17) zugeordnet sind und daß der zungsanlage bekannter Ausführung mit einem Warm-

Auslaßstutzen (29) für die Wärmepumpe (17) in eine wasserbereiter mit Doppelmantel. Die Anlage weist ne-

am Einlaßstutzen (21) für den Heizkessel vorgesehe- ben dem Warmwasserbereiter 1 und der Einrichtung 2

ne Überströmvorrichtung (26) hineinragt, der Aus- 50 für die Raumheizung einen separaten Heizwasserspei-

laßstutzen (25) für die Wärmepumpe (17) mit einer eher 3, einen Heizkessel 4, eine Wärmepumpe 5 und eine

Überströmvorrichtung (26) versehen ist, in welche Wärmerückgewinnungseinrichtung 6 auf, die über ein

der Auslaßstutzen (28) für den Heizkessel (11) hin- Rohrleitungsnetz miteinander verbunden sind. Zur För-

einragt und daß der Einlaßstutzen (27) für den Heiz- derung der Heizflüssigkeit sind mehrere Pumpen 7 vor-

kessel (16) in eine am Auslaßstutzen (22) für die 55 gesehen. Zur Steuerung des Wärmeträgerkreislamfes ist

Raumheizung (15) vorgesehene Überströmvorrich- eine Anzahl von Dreiwegeventilen 8 vorgesehen, die

tung (26) hineinragt. von einer nicht dargestellten Steuervorrichtung für die

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Heizungsanlage gesteuert werden, so daß die dem dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwasserspei- Warmwasserbereiter 1 aus den verschiedenen Wärmecher (11) ein aufrecht stehender Behälter ist und daß 60 quellen zugeführte Heizflüssigkeit im wesentlichen die der Brauchwasserspeicher (10) im oberen Abschnitt gleiche Temperatur hat. Eine wichtige Voraussetzung des Heizwasserspeichers angeordnet ist. hierfür ist, daß die Dreiwegeventile 8 in beiden Flußrichtungen einwandfrei schließen. Da die Dreiwegevehtile 8

bei kürzeren Schaltzyklen in dieser Hinsicht sehr stör-

65 anfällig sind, muß eine ständige Wartung vorgesehen werden, wenn ein wirtschaftlicher Betrieb gewährleistet

Die Erfindung betrifft eine Heiz- Und Brauchwasser- werden soll,

speicheranordnung mit einem Heizwasserspeicher, der Der in F i g. 2 gezeigte Warmwasserbereiter besteht