DE3339712A1

DE3339712A1 - Vorrichtung zum waermeaustausch

Info

Publication number: DE3339712A1
Application number: DE19833339712
Authority: DE
Inventors: Hainer 6305 Buseck Kuhl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-11-03
Filing date: 1983-11-03
Publication date: 1985-05-15

Description

:DR. SOLE & ZAPF

Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt ^ Wuppertal - München O ό O O / \ /L,

European Patent Attorneys β

+II/mj/3001 Hainer Kühl, Tannenweg_f 6305 Buseck 1

Vorrichtung zum Wärmeaustausch

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch, insbesondere bei Fernwärme-Heizungssystemen o.dgl., im wesentlichen bestehend aus einem von einem aufzuheizenden Sekundärfluid durchströmten Behälter und einem im Behälterinneren angeordneten, vom Wärme abgebenden Primärfluid nach dem Gegenstromprinzip durchströmten Heizelement sowie mit einer oberhalb des Heizelementes angeordneten Sekundärf luid-Entnahmestelle und mit einer unterhalb der Entnahmestelle angeordneten Sekundärfluid-Zulaufstelle.

Vorrichtungen zum Wärmeaustauschen werden vielfältig in der Technik eingesetzt. Unter ihnen ist ein Rohrbündelaustauscher in Haarnadelbauart bekannt, der insbesondere in Heizungssystemen eingesetzt wdird, die mit Fernwärme versorgt werden. Dieser bekannte Wärmetauscher weist einen liegend angeordneten Behälter auf, in den einendig ein Rohrboden eingezogen ist, um eine Kammer für das Primär-

Schlossbleiche 20 · Postfach 130113 ■ D-5600 Wuppertal 1 Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl.-Ing. A. SoIf (München)

Telefon (0202) 445096/451226 · Telefax (0202) 451226 Patentanwalt Dipl.-Ing. Chr. Zapf (Wuppertal)

Telex: 8591273 soza Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl.-Ing. W. Hasse (München)

fluid abzutrennen. Die Kammer ist mittig von einer horizontalen Trennwand durchsetzt, so daß eine obere Speisewasserkammer für das auf etwa 100° Celsius erhitzte, von dem Fernwärmelieferanten stammende Speisewasser und eine untere Rücklaufkammer für das Primärwasser gebildet wird. Speisewasserkammer und Rücklaufkammer sind über ein haarnadelförmig im Behälter verlaufendes Rohrbündel miteinander verbunden. Im Kopfbereich des Behälters,oberhalb des Rohrbündels,befindet sich eine Entnahmestelle für das Heizungsvorlaufwasser und im Fußbereich des Behälters, unterhalb des Rohrbündels, ist eine Zulaufstelle für das Heizungsrücklaufwasser angeordnet. Innerhalb des Haarnadelbogens ist ein horizontal verlaufendes Leitblech angeordnet, das das Sekundärwasser (Heizungskreislaufwasser) derart leitet, daß es zwischen Zulauf - und Entnahmestelle - möglichst lange mit dem Rohrbündel in Kontakt bleibt. Dieser bekannte Wärmetauscher besitzt jedoch aufgrund seines konstruktiven Aufbaues den Nachteil, daß das rücklaufende Primärwasser relativ zum zu-

laufenden Speise- bzw. Primärwasser nur unzureichend abgekühlt ist, wobei letzteres eine Temperatur besitzt, die sehr viel größer als 40° Celsius ist. Dieses gilt insbesondere dann, wenn der sekundärseitige Wärmebedarf groß ist. Um das rücklaufende Primärwasser bis unter 40° Celsius abzukühlen, was den Gesamtwirkungsgrad der Heizungsanlage erhöht und vor allem von den Fernwärmelieferanten als verbrauchsseitig einzuhaltende Bedingung vorgegeben ist, hat man an dem Primärwasserablauf einen Schieber installiert, der nur öffnet, wenn das ihn durchströmende Wasser eine Temperatur ä 40° besitzt.

Die Temperaturmessung erfolgt dabei ebenfalls am Primärwasserablauf. Dieses hat jedoch den Nachteil,

/W -s-

daß zunächst bei in den Behälter einströmendem Speisewasser sehr stark aufgeheiztes Sekundärwasser entnommen werden kann, wobei jedoch nach kurzer Betriebszeit das rücklaufende Primärwasser eine Temperatur besitzt, die relativ groß (viel größer als 40° Celsius) ist.

Hierdurch wird der Schieber geschlossen, der erst dann wieder öffnet, wenn das Primärwasser im Behälter bis auf etwa 40° Celsius durch den Wärmeaustausch mit dem Sekundärwasser abgekühlt ist, wodurch bedingt ist, daß eine relativ lange Zeit Sekundärwasser entnommen werden muß, das nur eine unzureichende Vorlauftemperatür besitzt. Insgesamt ist somit festzustellen, daß die Vorlauftemperatur sehr stark schwankt, wodurch sich ein schlechter Wirkungsgrad der Heizungsanlage ergibt und auch ein behagliches, kontinuierliches Beheizen unmöglich ist. Nachteilig ist ferner, daß im Speisenetz des Fernwärmelieferanten starke Drucksprünge durch das ständige Auf- und Zufahren des Schiebers auftreten.

Aus der DE-OS 30 37 637 ist eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch bekannt, bei der im Kopfbereich eines Gefäßes ein Kondensator einer Wärmepumpe angeordnet ist, der zur Aufheizung des durch den Behälter strömenden Sekundärwassers (Heizungswasser) dient. Der Anschluß für den Heizungsvorlauf ist an der Kopfplatte des Behälters angeordnet und der Anschluß für den Heizungsrücklauf ist so an dem Behälter angeordnet und ausgebildet, daß das Wasser des Heizungsrücklaufes derart in den Behälter eingeleitet wird, daß dieses praktisch verwirbelungsfrei 0 in das im Behälter befindliche Wasser eintritt, wobei dieses z.B. durch eine entsprechende große Auslaßöffnung erreicht wird. Hierdurch wird eine Verwirbelung von kaltem und warmem Medium im Behälter vermieden, so daß sich eine Wärmeschichtung aufbauen kann.

-A-

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch der eingangs genannten Art anzugeben, die unabhängig vom angeschlossenen Sekundärwärmeverbrauch eine kontinuierliche Wärmetauschung mit optimalem Wirkungsgrad ermöglicht, und bei der die Rückführung des Primärfluids mit sehr niedriger Temperatur , vorzugsweise £ 40° Celsius, erfolgt. Ferner soll diese Vorrichtung zur Abgabe von aufgeheiztem Brauchwasser dienen und die Möglichkeit des Anschlusses verschiedener Primärwärmequellen bieten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Heizelement aus mindestens zwei miteinander verbundenen Elementen besteht, wobei ein erstes Element zwischen der Entnahmestelle und der Zulaufstelle sowie ein zweites Element unterhalb der Zulaufstelle angeordnet ist, und die Zulaufstelle derart zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet ist, daß sich unterhalb der Zulaufstelle eine vom Sekundärfluid-Kreislauf im wesentlichen nicht erfaßte, strömungsberuhigte, eine Temperaturschichtung aufweisende Zone des Sekundärfluids ausbildet, in der sich das zweite Element befindet. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Temperatur des rücklaufenden Primärfluids gegenüber der des zugeführten Primärfluids erheblich abgesenkt wird (und vorzugsweise £ 40° Celsius beträgt). Der Grund hierfür ist folgender: Durch die oben beschriebene Anordnung der Zulaufstelle wird im unteren Teil des Behälters die Ausbildung der strömungsberuhigten Zone ermöglicht. In dieser Zone befindet sich nur dasjenige Sekundärfluid, das eine Temperatur besitzt, die niedriger als die des am Kreislauf teilnehmenden Sekundärfluids ist, denn die Schichtung des Sekundärfluids in dem unteren Teil des Behälters erfolgt nach der Fluidtemperatur, wobei wärmeres Sekundärf luid nach oben steigt und kälteres nach unten

-B-

sinkt. Das Heizgefäß besteht aus mindestens zwei Elementen, von denen das erste im oberen, von der Sekündärfluid-Kreislaufströmung erfaßten Bereich des Behälters angeordnet und speiseseitig an das Primärfluid angeschlossen ist und von denen das zweite Element innerhalb der strömungsberuhigten Zone installiert ist. Das in das erste Element mit hoher Temperatur einströmende Primärfluid gibt nun einen Großteil seiner Wärme durch Wärmeaustausch an das Sekündärfluid ab. Das aus dem ersten Element austretende, schon relativ stark abgekühlte Primärfluid wird anschliessend in das zweite Element eingeleitet. Da dieses jedoch von relativ kaltem Sekündärfluid der strömungsberuhigten Zone umgeben ist, erfolgt eine kräftige Nachkühlung des Primärfluids, so daß dieses das zweite Element mit einer Temperatur verläßt (vorzugsweise <£ 40° Celsius), die sehr viel niedriger als die Zulauftemperatur des Primärfluids ist. wird die erfindungsgemäße Vorrichtung z.B. bei Fernwärme-Heizungssystemen eingesetzt, so .gewährt der Fernwärmelieferant Rabatte auf den Wärmeabnahmepreis, wenn der Rückfluß des Primärfluids mit besonders niedrigen Temperaturen erfolgt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich somit schon allein aus diesem Grunde die Energiekosten senken.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zulaufsteile derart angeordnet ist, daß die direkte Sekündärfluid-Kreislaufströmung etwa das untere Drittel des Behältervolumens nicht erfaßt. Hierzu kann vorgesehen sein, '.daß das Sekündärf luid im

³^ wesentlichen horizontal in den Behälter eingeleitet wird und daß die Eintrittsgeschwindigkeit durch einen großen Eintrittsquerschnitt relativ gering ist, so daß das im unteren Teil des Behälters befindliche Sekündärfluid nicht verwirbelt wird. Diese strömungsberuhigte Zone weist daher eine Temperaturschichtung auf und besitzt eine Funktion, die mit der eines Warmwasserspeichers (Boiler) vergleichbar ist.

-9-

Es ist vorgesehen, daß das erste Element eine für die Heizleistung des Behälters ausreichende Wärmetauschkapazität besitzt. Dieses hat zur Folge, daß entweder nur eine sehr kurze Zeit hocherhitztes Primärfluid entnommen wird oder nur eine geringe Menge des Primärfluids entnommen wird, um das Sekundärfluid ausreichend aufzuheizen. Die Folge davon ist, daß das sehr heiße Primärfluid unter Umständen gar nicht bei einem Entnahmevorgang aus der Primärquelle bis in das zweite Element gelangt, da eine noch näher zu beschreibende Absperreinrichtung, die die Temperatur des Sekundärfluids kontrolliert, anspricht, da aufgrund der ausreichend großen Wärmetauschkapazität des ersten Elementes sehr schnell die gewünschte Vor1auftemperatur des Sekundärfluids erreicht wird. Insofern werden aufgrund dieser Ausbildung keine sehr hohen Temperaturen in den unteren Bereich des Behälters "verschleppt". Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß die neben dem ersten Element noch weiterhin vorhandenen, vom Primärfluid durchströmten Elemente ebenfalls eine derart große Wärmetauschkapazität besitzen.

Zweckmäßig ist, daß der Behälter die Form eines vertikal stehenden, geraden Zylinders mit einer Kopf- und einer Fußplatte aufweist. Vorzugsweise ist der Zylinder als Kreiszylinder ausgeführt, wobei dessen Vertikalabmessung größer als sein Durchmesser ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß das erste und das zweite Element im

-Tf-

wesentlichen in jeweils einer horizontal verlaufenden Ebene angeordnet ist, die senkrecht zur innerhalb des Behälters vorliegenden Strömungsrichtung des Sekundärfluids verläuft. Hierdurch wird erreicht, daß das das erste und das zweite Element umgebende Sekundärfluid relativ großflächig mit diesen Elementen in Kontakt gelangt, so daß ein intensiver Wärmeaustausch stattfinden kann. Vorteilhaft ist dabei, wenn das erste und das zweite Element jeweils als ein- oder mehrlagige Rohrspirale ausgebildet'ist. Hierbei ist vorteilhaft, wenn die Rohrspirale eine erste Rohrlage aufweist, die aus einem von außen nach innen spiralförmig aufgewickelten Rohr besteht, dessen im Zentrum der Spirale gelegener Endbereich um den Durchmesser des Rohres versetzt zur ersten RohrLage verläuft und im gleichen Drehsinn wie die erste Rohrlage in eine zweite, von innen nach außen spiralförmig aufgewickelte Rohrlage der Rohrspirale einmündet. Das Sekundärfluid durchströmt dann die Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen der Rohrspirale, wodurch gute Wärmeaustauscheigenschaften gegeben sind.

Um die Wärmeaustauschung noch zu intensivieren, ist vorgesehen, daß ein zwischen der Innenwandung des Behälters und dem ersten Element verlaufender Ringspalt mittels eines Leitbleches verschlossen ist. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, daß im Bereich des Zentrums der Rohrspirale ein Abdeckblech angeordnet ist. Diese beiden Mäßnahmen verhindern, daß ein Teil des Sekundärfluids an den Wärmetauschflächen des ersten Elementes vorbeiströmt, ohne daß ein Wärmeaustausch zwischen dem Primärfluid und dem Sekundärfluid erfolgt.

Vorteilhaft ist, wenn das erste Element mit dem zweiten Element über ein außerhalb des Behälters verlaufendes Verbindungsrohr verbunden ist. Hierdurch wird es möglich,

daß auch ein Laie auf einfache Weise die Wärmetauschvorrichtung installieren kann. Dieses ist insbesondere auch deshalb gegeben, weil die Anschlüsse des ersten und des zweiten Elementes, sowie alle anderen Anschlüsse der Wärmetauschvorrichtung derart ausgeführt sind, daß an diese nur noch das Primär- sowie das Sekundärsystem angeschlossen werden braucht, wobei weitere Rohrverlegungsarbeiten nicht erforderlich sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Behälterinneren zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ein Brauchwassergefäß angeordnet ist, das relativ zum Sekundärfluid-Kreislauf im Gleichstrom von aufzuheizendem Wasser durchströmt wird. Hiermit ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur für den Betrieb eines einzigen Sekundärsystems zu nutzen, was beispielsweise eine Heizkörperanlage sein kann, sondern auch noch ein weiteres System anzuschließen, das - wie im vorliegenden Fall - aufgeheiztes Brauchwasser liefert. Hierbei ist die Anordnung so getroffen, daß das Brauchwassergefäß aus einem Heizgefäß und einem mit diesem verbundenen Vorwärmgefäß besteht, wobei das Heizgefäß zwischen dem ersten Element und der Zulaufstelle und das Vorwärmgefäß zwischen der Zulaufstelle und dem zweiten Element, insbesondere unmittelbar unterhalb der Zulaufstelle, angeordnet ist. Durch die Anordnung des Heizgefäßes zwischen dem ersten Element und der Zulaufstelle wird erreicht, daß das vom Vorwärmgefäß -stammende Brauchwasser kräftig erhitzt wird, da sich in diesem Teil des Behälters relativ heißes Sekundärfluid befindet. Durch die Verwendung eines Vorwärmgefäßes und

-r-

dessen Anordnung zwischen der Zulaufstelle und dem zweiten Element werden zwei Ziele erreicht, 1., das kalte zuströmende Brauchwasser wird in dem Vorwärmgefäß angewärmt, so daß es dann, wenn es in das Heizgefäß einmündet, schon eine Temperaturerhöhung gegenüber seiner ZuIauftemperatur aufweist, und 2. bildet das Vorwärmgefäß eine Sperre zwischen dem oberen Bereich des Behälters, in dem der Sekundärkreislauf zirkuliert und dem unteren Bereich des Behälters, der die strömungsberuhigte Zone mit der Temperaturschichtung aufweist. Darüber hinaus ist es besonders vorteilhaft, daß durch das einströmende kalte Brauchwasser in das Vorwärmgefäß das in der beruhigten Zone befindliche Sekundärfluid kräftig abgekühlt wird und damit auch das in dieser Zone befindliche zweite Element von relativ kaltem Sekundärfluid umgeben wird, was dazu führt, daß die gewünschte Abkühlung des im zweiten Element befindlichen Primärfluids verstärkt wird, so daß letzteres das zweite Element mit einer sehr niedrigen Temperatur verläßt. Durch diese Nachkühlung geht jedoch dem System keine Wärme verloren, denn das sich durch den Kühleffekt erwärmende Sekundärfluid wird je nach seiner Temperatur aufsteigen und ggf. in den oberen Bereich des Behälters eintreten, um dort an dem Sekundärfluidkreislauf teilzunehmen und zur Wärmeabgabe im Sekundärkreis beitragen. Weiterhin ist von Vorteil, daß der erfindungsgemäße Wärmetauscher die Brauchwassererwärmung in dem gleichen Behälter vornimmt, der auch für die Erwärmung des Sekundärfluids benutzt wird. Ein zusätzlicher, aus dem Stand der Technik bekannter Brauchwasserkessel incl. einer Umwälzpumpe kann damit entfallen, was eine Raumersparnis und Kostenersparnis bewirkt sowie die abgestrahlte Verlustwärme klein hält.

Es kann zweckmäßig sein, wenn das Heizßgefäß und/oder das Vorwärmgefäß als ein- oder mehrlagige, horizontal im Behälterinneren angeordnete Heizrohrspirale(n) ausgebildet ist bzw. sind.

BAD ORIGINAL

/R
■■&-

Für eine vielfältige Verwendung der Wärmetauschvorrichtung ist es zweckmäßig, wenn der Behälter einen Einlauf und mindestens einen Ablauf für denAnschluß des Sekundärf luids an eine externe Wärmequelle aufweist. Hierdurch können in Kombination oder alternativ verschiedene Wärmequellen, wie z.B. Öl- oder Gasbrenner bzw. mit Holz betriebene Einrichtungen (Kamin od.dgl.), eingesetzt werden; auch ist es möglich, beispielsweise während der Übergangsheizperioden, auf die Abnahme von Fernwärme zu verzichten.

Beispielsweise kann während der Übergangszeit der relativ große Wärmeanfall eines Kamins dadurch genutzt werden, daß mit ihm das Sekundärfluid aufgeheizt wird, wodurch der geringe Wirkungsgrad einer Kaminfeuerung erheblich erhöht wird. Es ist vorgesehen, daß der Einlauf im Kopfbereich des Behälters, vorzugsweise an der Kopfplatte, angeordnet ist. Bei Verwendung einer Öl- oder Gaswärmequelle ist die Anordnung des Ablaufes dann so getroffen, daß dieser sich etwa in gleicher vertikaler Höhe wie die Zulaufstelle, vorzugsweise unmittelbar oberhalb der Zulaufstelle, befindet. Wird jedoch eine mit Holz betriebene Wärmequelle verwendet, so ist der Ablauf im Fußbereich des Behälters, vorzugsweise an der Fußplatte, angeordnet. Das mittels einer externen Wärmequelle aufgeheizte Sekundärfluid wird somit in den oberen Bereich des Behälters eingeleitet, so daß es von dort direkt in den Sekundärkreislauf des Heizungssystems einmünden kann. Das rückgeführte, abgekühlte Sekundärfluid wird dann durch die Zulaufstelle wieder in das Behälterinnere eingeleitet und dort teilweise über den Ablauf zur erneuten Aufheizung mittels der externen Wärmequelle entnommen.

33397Ί2 Af

-TA-

Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß das Heizelement ein drittes Element für das Primärfluid aufweist, das strömungsmäßig zwischen das erste und das zweite Element geschaltet und zwischen dem Heizgefäß und der . Zulaufstelle, vorzugsweise unmittelbar unterhalb des Heizgefäßes, angeordnet ist. Dieses dritte Element dient im wesentlichen dazu, dem das Heizelement durchströmenden Brauchwasser eine ausreichend hohe Temperatur zu vermitteln; denn das in dieses dritte Element eintretende Primärfluid besitzt eine Temperatur, die ausreichend hoch ist, um das Brauchwasser entsprechend aufzuheizen. Darüber hinaus hat dieses dritte Element den Vorteil, daß die Primärfluidtemperatur im oberen Bereich des Behälters noch stärker abgesenkt wird, so daß das in das zweite Element eintretende Primärfluid schon relativ stark abgekühlt ist, wodurch sich die Bedingung einer sehr niedrigen Primärfluid-Rücklauftemperatur noch einfacher verwirklichen läßt. Wie bei dem ersten und dem zweiten Element ist vorgesehen, daß auch das dritte Element als ein- oder mehrlagige, horizontal im Behälterinneren angeordnete Heizrohrspirale ausgebildet ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß etwa in gleicher vertikaler Höhe wie die Zulaufstelle im Behälter ein Kondensator einer als Wärmequelle dienenden Wärmepumpe angeordnet ist, der vorzugsweise als Koaxialzylinder ausgeführt ist und einerseits vom Sekundärfluid und andererseits von dem Kältemittel der Wärmepumpe durchströmt wird, wobei die Entnahmeöffnung für das den Kondensator sekundärmäßig durchströmende Sekundärfluid direkt

-M-

oberhalb des zweiten Elementes und die zugehörige Ausströmöffnung des Sekundärfluids im oberen Bereich des Kondensators angeordnet ist. Die Wärmepumpe stellt noch eine weitere externe Wärmequelle dar, die an die erfindungsgemäße Vorrichtung angeschlossen werden kann, wobei diese im Kombination mit anderen Wärmequellen oder auch alternativ das Aufheizen des Sekundärfluids vornimmt.

Ferner ist es zweckmäßig, daß der stromabseitige Ausgang des zweiten Elementes an einen die Durchflußmenge des Primärfluids regelnden Sperrschieber angeschlossen ist, dessen Öffnungsquerschnitt von einem Temperaturfühler, der die Temperatur an der Entnahmestelle erfaßt, geregelt wird. Hierdurch wird eine optimale Steuerung der Sekundärfluid-Vorlauftemperatur erreicht, da die Zuführung von hocherhitztem Primärfluid von der Temperatur des dem Behälter entnommenen Sekundärfluids abhängig ist. Hierdurch kommt es nicht - wie eingangs bei den bekannten Vorrichtungen - zu derart großen Zeitkonstanten, durch die dem Sekundärfluxdkreislauf zeitweise ein in der Temperatur zu niedriges Sekundärfluid zugeführt wird. Auch ist es hiermit möglich, den Schieber derart zu fahren, daß kontinuierlich eine Primärfluidströmung in das Fernwärmesystem zurückgeführt wird, die eine Temperatur ^L 40° aufweist. Das kontinuierliche Zurückführen führt nicht - wie bei den bekannten Vorrichtungen - zu den nachteiligen Drucksprüngen im Primärfluidsystem.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Primärfluid und/oder das Sekundärfluid Wasser ist bzw. sind.

to

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß unterhalb der Zulaufstelle eine horizontale Prallplatte im Behälterinneren angeordnet ist. Die Prallplatte hat die Aufgabe, die in das Behälterinnere einströmende Sekundärfluidströmung derart zu leiten, daß diese nicht in die strömungsberuhigte Zone eintritt und diese verwirbeln kann.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die Öffnung eines vertikal in dem Behälter verlaufenden Rohres die Zulaufstelle bilden.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen zwei Fluidakreisen , insbesondere bei Fernwärme-Heizungssystemen o.dgl., im wesentlichen bestehend aus einem von einem Wärme aufnehmenden Fluid durchströmten Behälter, in dessen oberen Bereich eine Entnahmestelle und unterhalb der Entnahmestelle eine Zulaufstelle für den Wärme aufnehmenden Fluidkreis angeordnet ist, und mit einem im oberen Bereich des Behälters angeordneten Einlauf und einem im unteren Bereich des Behälters angeordneten Ablauf für den Wärme abgebenden Fluidkreis, wobei das Fluid des Wärme abgebenden Fluidkreises außerhalb des Behälters erhitzt wird und die Zulaufstelle derart zwischen dem Einlauf und dem Ablauf angeordnet ist, daß sich unterhalb der Zulaufstelle eine vom Wärme aufnehmenden Fluidkreislauf im wesentlichen nicht erfaßte, strömungsberuhigte, eine Temperaturschichtung aufweisende Zone des im Behälter befindliehen Fluids ausbildet. Eine derartige Vorrichtung weist somit keine getrennten Primär- und Sekundärkreisläufe auf; vielmehr wird das Wärme abgebende Fluid in das Wärme aufnehmende Fluid eingeleitet, so daß sich beide Fluida miteinander vermischen. Durch die unterhalb

-Wl-

der Zulaufstelle ausgebildete, vom Wärme aufnehmenden Fluidkreislauf im wesentlichen nicht erfaßte, strömungsberuhigte, eine Temperaturschichtung aufweisende Zone des im Behälter befindlichen Fluids ist sichergestellt, daß sich am Grunde der strömungsberuhigten Zone das im stärksten abgekühlte Fluid des Wärmeaustauschsystems ansammelt. In diesem Bereich ist der Ablauf für den Wärme abgebenden Fluidkreislauf angeordnet, so daß sichergestellt ist, daß das entnommene Fluid eine niedrige Temperatur besitzt. Die vorstehend genannte Vorrichtung kann natürlich auch mit einem Brauchwassergefäß und/oder mit einem Kondensator einer Wärmepumpe versehen sein, wie dieses vorstehend beschrieben worden ist.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und zeigt eine schematische Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die vorteilhafterweise den Wärmeaustausch zwischen einer Fernwärmequelle (Primärwasser) und einem Heizungssystem (Sekundärwasser) vornimmt, weist einen kreiszylindrischen Behälter 1 mit einer Mantelwandung 2, einer Kopfplatte 3 und einer Fußplatte 4 auf. Der Behälter 1 ist derart angeordnet, daß die Längsachse des Zylinders vertikal verläuft. Die Vertikalabmessung des Behälters 1 ist größer (vorzugsweise etwa doppelt so groß )als sein Durchmesser . Zentral in der Kopfplatte ist eine Entnahmestelle 5 für das mittels einer Umwälzpumpe 6 geförderte, den Behälter 1 durchströmende, Sekundärwasser angeordnet. Die Rückführung des Sekundärwassers, das nicht dargestellte Heizkörper passiert, erfolgt mittels

eines vertikal verlaufenden Rohres 7, durch dessen etwa in halber Behälterhöhe angeordnete Zulaufstelle 8 das Sekundärwasser in den Behälter 1 hineinströmt. Unterhalb der Zulaufstelle 8 ist dieser gegenüberliegend eine horizontale Prallplatte 8a angeordnet, die verhindert, daß das rückgeführte Sekundärwasser in den Behälterraum unterhalb der Prallplatte 8a einströmt. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Einströmrichtung der Zulaufstelle in einer horizontalen Ebene liegt oder auch nach oben in Richtung auf die Kopfplatte 3 erfolgt (nicht dargestellt). Im Inneren 9 des Behälters 1 befindet sich ein Heizelement 10, das aus drei Elementen 15, 16 und 17 besteht. Im Kopfbereich 18 des Behälters 1 ist unterhalb der Entnahmestelle 5 das erste Element 15 und im Fußbereich 19 des Behälters 1 das zweite Element 16 angeordnet. Das dritte Element 17 befindet sich etwa mittig zwischen dem ersten Element 15 und der Zulaufstelle 8. Der Eingangsanschluß 20 des ersten Elementes 15 ist mit der Speiseleitung des Fernwärmesystems verbunden, das Primärwasser mit einer Temperatur von insbesondere 90 bis 150° Celsius zuleitet. Der Ausgangsanschluß 21 des ersten Elementes 15 ist mit dem Eingangsanschluß 22 des dritten Elementes 17 über ein Rohr 23 und der Ausgangsanschluß 2 4 des dritten Elementes 17 ist über ein Rohr 25 mit dem Eingangsanschluß 26 des zweiten Elementes 16 verbunden. Die Rohre 23 und 25 können innerhalb oder außerhalb des Behälters 1 verlegt sein. Die drei Elemente 15, 16 und 17 sind somit derart angeschlossen und miteinander verbunden, daß die Strömungsrichtung des sie durchströmenden Primärwassers entgegengesetzt zur Strömungsrichtung der innerhalb des Behälters erfolgenden Sekundärwasserströmung verläuft (Gegenstromprinzip).

-VS-

Der Ausgangsanschluß 27 ist über einen Schieber 28 mit der Rücklaufleitung des Fernwärmesystems verbunden. Der Öffnungsquerschnitt des Schiebers 28 wird über einen Temperaturfühler 29 gesteuert, der an der Entnahmestelle 5 angeordnet ist und dort die Temperatur mißt. Nach einer anderne, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß kein drittes Element 17 vorhanden ist, wobei dann der Ausgangsanschluß 21 des ersten Elementes 15 über ein Rohr mit dem Eingangsanschluß 26 des zweiten Elementes 16 verbunden ist.

Die drei Elemente 15, 16 und 17 sind jeweils im wesentlichen in einer horizontal verlaufenden Ebene angeordnet, die senkrecht zur innerhalb des Behälters 1 vorliegenden Strömungsrichtung des Sekundärwassers verläuft. Vorzugsweise ist jedes Element 15, 16 und 17 als zweilagige Rohrspirale 30 ausgebildet, die aus einer von außen nach innen spiralförmig aufgewickelten Rohrlage 31 besteht. Im Zentrum 32 der Spirale verläuft der Endbereich der ersten Rohrlage 1 um einen Rohrdurchmesser versetzt zu dieser und mündet im gleichen Drehsinn wie die erste Rohrlage in eine zweite Rohrlage 33 ein, die ebenfalls spiralförmig, jedoch von innen nach außen verläuft. Das Zentrum 32 des ersten Elementes 15 ist mittels eines Abdeckbleches 14 abgedeckt. Ferner verläuft zwischen der Innenwandung 41 des Behälters 1 und dem ersten Element 15 ein Ringspalt 42, der mittels eines Leitbleches 43 verschlossen ist.

-Sf-

Innerhalb des Behälters 1 ist ein Brauchwassergefäß 4 4 angeordnet, das sich aus einem Heizgefäß 45 und einem Vorwärmgefäß 46 zusammensetzt. Das Vorwärmgefäß 46 ist zwischen der Zulaufstelle 8 und dem zweiten Element 16, insbesondere unmittelbar unterhalb der Zulaufstelle 8, angeordnet und mit seinem Eingangsanschluß 47 an einen Kaltwasserzulauf angeschlossen. Der Ausgangsanschluß 48 des Vörwärmgefäßes 46 ist über eine Rohrleitung 49, die innerhalb oder außerhalb des Behälters 1 verlaufen kann, an einen Eingangsanschiuß 50 des Heizgefäßes 45 angeschlossen. Das Heizgefäß 45 befindet sich zwischen dem ersten Element 15 und dem dritten Element 17 und weist einen Ausgangsanschluß 51 auf, der an eine Brauchwasserleitung eines Warmwassersystems angeschlossen ist (nicht dargestellt). Heizgefäß 45 und Vorwärmgefäß 46 sind ebenso wie die einzelnen Elemente 15, 16 oder 17 als zweilagige Rohrspirale ausgebildet und werden vom Brauchwasser in einer Richtung durchströmt, die gleichgerichtet zur Richtung des den Behälter 1 durchströmenden Sekundärwassers verläuft (Gleichstromprinzip).

Ferner sind am Behälter 1 ein Einlauf 52 und ein Ablaufanschluß 53 für den Anschluß des Sekundärwassers an eine externe Wärmequelle angeordnet. Die externe Wärmequelle, die eine Öl- oder Gaswärmequelle oder eine mit Holz betriebene Wärmequelle (Kachelofen, Kamin o.dgl.) sein kann, kann zusätzlich oder alternativ zur Fernwärme eingesetzt werden, um das Sekundär- und/öder das Brauchwasser aufzuheizen. Denkbar ist auch eine beliebige Kombination der Primärwärmequellen, z. B. Öl und Holz. Der Einlauf 52 ist in der Nähe des Randes der Kopfplatte 3 des Behälters 1 angeordnet, wobei ihm gegenüber ein Prallblech 5 4 installiert ist, um die Strömung im wesentlichen radial

in den Behälter 1 einzuleiten. Der Ablaufanschluß 5 3 ist bei Verwendung einer Öl- oder Gaswärmequelle vorzugsweise als unmittelbar oberhalb der Zulaufstelle 8 angeordneter Ablauf 55 ausgebildet. Wird eine mit Holz betriebene Wärmequelle benutzt, so befindet sich der Ablaufanschluß 53 zentral in der Fußplatte 4 am tiefsten Punkt des Behälters 1 und ist als Ablauf 56 ausgebildet. Einlauf 52 und Ablaufanschluß 53 entsprechen bei einer konventionellen Heizungsanlage dem Kesselvor- bzw. dem Kesselrücklauf, während Entnahmestelle 5 und Zulaufstelle 8 dem Heizungsvor- bzw. Heizungsrücklauf entsprechen.

DörSber. hinaus kann etwa in gleicher vertikaler Höhe wie die Zulaufstelle 8 im Behälter 1 ein Kondensator 60 einer nicht dargestellten, als Wärmequelle dienenden Wärmepumpe angeordnet sein, die ebenfalls in Kombination mit anderen Wärmequellen oder alternativ zur Erwärmung des Sekundärwassers und/oder des Brauchwassers dient. Vo±zugsweise ist der Kondensator 60 als schneckenförmig aufgebauter Koaxialkondensator ausgebildet und einerseits vom Sekundärwasser und andererseits vom Kältemittel (vorzugsweise R22) der Wärmepumpe durchströmt. Die Entnahmeöffnung 61 für das den Kondensator 60 durchströmende Sekundärwasser ist dicht oberhalb des zweiten Elementes 16 angeordnet, wobei das entnommene Sekundärwasser mittels einer Pumpe 62 in den Exngangsanschluß 63 des Kondensators gedrückt wird. Am oberen Ende 64 des Kondensators 60 befindet sich eine Auströmöffnung 65, durch die das den Kondensator 60 durchströmende, hierin aufgeheizte Sekundär wasser in das Innere 9 des Behälters 1 strömt.

Während des Betriebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung mißt der Temperaturfühler 29 die Vorlauftemperatur des Sekundärwassers an der Entnahmestelle 5. Sollte die gewünschte Vorlauftemperatur zu niedrig sein, so veranlaßt der Temperaturfühler 29 eine Vergrößerung des Öffnungsquerschnittes des Schiebers 28, der in der Rücklaufleitung des Primärfluids angeordnet ist. Hierdurch tritt in den Eingangsanschluß 20 des ersten Elementes 15 hocherhitztes Primärwasser ein (90 bis 150° Celsius), das aufgrund der großen Wärmetauschkapazität des ersten Elementes 15 seine Temperatur sehr schnell an das Sekundärwasser abgibt. Hierdurch erhält das zu entnehmende Sekundärwasser sehr schnell eine Vorlauftemperatur, die dem gewünschten Wert entspricht, so daß der Temperaturfühler 29 den Öffnungsquerschnitt des Schiebers 28 wieder reduziert. Insofern gelangt nur eine relativ kleine Primärwassermenge in das an das erste Element 15 angeschlossene dritte Element 17 und ebenso von dem dritten Element 17 in das mit diesem verbundene zweite Element 16. Das in das dritte Element 17 einströmende Primärwasser besitzt eine Temperatur, die erheblich niedriger ist als die Temperatur des dem ersten Element 15 zugeführten Speisewassers, da im ersten Element 15 eine intensive Wärmetauschung mit dem Sekundärwasser stattgefunden hat. Das bei diesem Vorgang von dem dritten Element 17 dem zweiten Element 16 zugeführte Primärwasser ist aufgrund der von dem dritten Element 17 mit dem Sekundärwasser vorgenommenen Wärmetauschung nochmals kräftig abgekühlt worden. Insbesondere wird diese Kühlwirkung noch verstärkt, wenn der Vorrichtung Brauchwasser entnommen wird, denn dann wird das Sekundärwasser mittels des Vorwärmgefäßes 46 und des Heizgefäßes 45 zusätzlich gekühlt, so daß die Temperatur des Primärfluids sehr schnell abgebaut wird. Eine nochmalige Nachkühlung des Primärfluids erfolgt 5 in dem zweiten Element 16, das innerhalb einer strömungs-

-2Λ-

beruhigten, eine Temperaturschichtung aufweisenden Zone 70 des Sekundärfluids angeordnet ist. Hierdurch besitzt das über den Ausgangsanschluß 27 des zweiten Elementes 16 abgeführte Primärwasser eine Temperatur, die gegenüber der Temperatur des Speisewassers sehr niedrig, vorzugsweise ^- 40° Celsius, ist. Da das Sekundärwasser der in der Kopfplatte 3 angeordneten Entnahmestelle 5 entnommen und über die in etwa halber vertikaler Höhe des Behälters 1 gelegene Zulaufstelle 8 wieder in.den Behalter 1 rückgeführt wird, bildet sich etwa in der oberen Hälfte des Behälters' 1 eine Sekundärwasserströmung aus, die von unten nach oben verläuft. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Zulaufstelle 8 wird erreicht, daß der untere Bereich des Behälters 1 nicht von dieser Sekundarwasserstromung beeinflußt wird, so daß sich hier die strömungsberuhigte Zone 70 ausbildet. Da sich das zweite Element 16 im unteren Bereich der strömungsberuhigten Zone 70 befindet, wird es von Sekundärwasser mit relativ niedriger Temperatur umgeben, so daß das das zweite Element 16 durchströmende, abzuleitende Primärwasser kräftig nachgekühlt wird. Die dabei an das Sekundärwasser abgegebene Wärme heizt die Wasserschichten im Bereich des zweiten Elementes 16 auf, die dann weiter nach oben steigen. Andere, z.B. durch Entnahme von Brauchwasser abgekühlte Wasserschichten werden nach unten sinken, so daß sich ein Gleichgewichtszustand einstellt. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist am Ausgangsanschluß 51 ein Thermostat 80 angeordnet, das ebenfalls auf den Schieber 28 wirkt und diesen derart steuert, daß das dem Heizgefäß 45 entnommene Brauchwasser eine gewünschte Temperatur aufweist.

In Kombination mit der Fernwärme kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch über externe Wärmequellen betrieben werden. Handelt es sich bei der externen Wärmequelle um einen Öl- oder Gasbrenner, so wird dem Behälter 1 Sekundärwasser über den -Ablauf 55 entnommen, mittels dieser entsprechenden externen Wärmequelle erhitzt und über den Einlauf 52 wieder in das Innere 9 des Behälters 1 eingeleitet. Handelt es sich um eine externe Wärmequelle, die mit Holz betrieben wird, so erfolgt die Entnahme des Sekundärwassers an dem Ablauf 56, der an dem tiefsten Punkt des Behälters 1 angeordnet ist. Ferner kann vorgesehen sein, daß der Betrieb mit Fernwärme derart durchgeführt wird, daß das vom Fernwärmelieferanten gelieferte erhitzte Medium in den Einlauf 52 eingeleitet wird und durch den Ablauf 56 eine Mediummenge rückgeführt wird,

die der eingeleiteten Mediummenge entspricht. Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den oben aufgeführten Fällen ähnlich der eines konventionellen Heizkesseis.
20

Ferner bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung die Möglichkeit des Anschlusses einer als externe Wärmequelle dienenden Wärmepumpe. Hierzu befindet sich etwa in Höhe der Zulaufstelle 8 der Kondensator im Inneren 9 des Behälters 1, der von dem Kältemittel der Wärmepumpe durchströmt wird. Das zweite System des Kondensators wird von einem Teil des Sekundärwassers durchströmt, das mittels der direkt oberhalb des zweiten Elementes 16 angeordneten Entnahmeöffnung 61 dem Behälter entnommen, über die Pumpe 62 geführte und in den Eingangsanschluß 63 . des Kondensators 60 gedrückt wird. Das mittels des

-SB-Kältemittels aufgeheizte Sekundärwasser verläßt den
Kondensator über eine an seinem oberen Ende 64 angeordnete Ausströmöffnung 65. Da der Kondensator 6 0 unterhalb des Heizgefäßes 45 angeordnet ist, ist auch eine Aufheizung des Brauchwassers-mittels der Wärmepumpe möglich. Die
Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Wärmepumpe gleicht der in konventionellen Systemen, so
daß hierauf nicht weiter eingegangen zu werden braucht.

ORIGINAL

30 - Leerseite -

Claims

:DR. SOO & ZAPF Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Wuppertal - München O O O Q H 1 European Patent Attorneys ° ° ° u ' 1^ +II/mj/3001 Hainer Kühl, Tannenweg, 6305 Buseck 1 Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Wärmeaustausch, insbesondere bei Fernwärme-Heizungssystemen o.dgl., im wesentlichen bestehend aus einem von einem aufzuheizenden Sekundärfluid durchströmten Behälter und einem im Behälterinneren angeordneten, vom Wärme abgebenden Primärfluid nach dem Gegenstromprinzip durchströmten Heizelement sowie mit einer oberhalb des Heizelementes angeordneten Sekundärfluid-Entnahmestelle und mit einer unterhalb der Entnahmestelle angeordneten Sekundärfluid-Zulaufstelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (10) aus mindestens zwei miteinander verbundenen Elementen (15, 16, 17) besteht, wobei ein erstes Element (15) zwischen der Entnahmestelle (5) und der Zulaufstelle (8) sowie ein zweites Element (16) unterhalb,,der Zulaufstelle (8) angeordnet ist, und die Zulaufstelle (8) derart zwischen dem ersten Element (15) und dem zweiten Element (16) angeordnet ist, daß sich unterhalb der Zulaufstelle (8) eine vom Sekundärfluid-Kreislauf im wesentlichen nicht

Schlossbleiche 20 · Postfach 130113 · D-5600 Wuppertal 1 Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl.-Ing. A. SoIf (München)

Telex: 8591273 soza Patentanwalt Dr.-Ing. Dipl.-Ing. W. Hasse (München)

erfaßte, strömungsberuhigte, eine Temperaturschichtung aufweisende Zone des Sekundärfluids ausbildet, in der sich das zweite Element (16) befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufstelle (8) derart angeordnet ist, daß die direkte Sekundärfluid-Kreislaufströmung etwa die untere Hälfte des Behältervolumens nicht erfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (15) eine für die Heizleistung des Behältes (1) ausreichende Wärmetauschkapazität besitzt.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 3, daduirch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) die Form eines vertikal stehenden, geraden Zylinders mit einer Kopfplatte (3) und einer Fußplatte (4) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder ein Kreiszylinder ist, dessen vertikale Abmessung größer als sein Durchmesser ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (15) und das zweite Element (16) jeweils im wesentlichen in einer horizontal verlaufenden Ebene angeordnet sind, die im wesentlichen rechtwinklig zur innerhalb des Behälters (1) vorliegenden Strömungsrichtung des Sekundärfluids verläuft.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (15) und das zweite Element (16.) jeweils als ein- oder mehrlagige Rohrspirale (30) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrspirale (30) eine erste Rohi^lage (31) aufweist, die aus einem von außen nach innen spiralförmig aufgewickelten Rohr besteht, dessen im Zentrum (32) der Spirale gelegener Endbereich um den Durchmesser des Rohres versetzt zur ersten Rohrlage (31) verläuft und im gleichen Drehsinn wie die erste Rohrlage (31) in eine zweite, von innen nach außen spiralförmig gewickelte Rohrlage (33 ) der Rohrspirale (30) mündet.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen der Innenwandung (41) des Behälters (1) und dem ersten Element (15) verlaufender Ringspalt (42) mittels eines Leitbleches (43) verschlossen ist.

10.Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennz eichnet, daß im Bereich des Zentrums (32) der Rohrspirale (30) eineAbdeckplatte angeordnet ist.

-A-

11.Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (15) mit dem zweiten Element (16) über ein außerhalb des Behälters (1) verlaufendes Verbindungsrohr verbunden ist.

12.Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälterinneren (9) zwischen dem ersten Element (15) und dem zweiten Element (16) ein Brauchwassergefäß (44) angeordnet ist, das relativ zum Sekundärfluid-Kreislauf im Gleichstrom von aufzuheizendem Brauchwasser durchströmt wird.

13.Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g ekennz ei chnet, daß das Brauchwassergefäß (44) aus einem Heizgefäß (45) und einem mit diesem verbundenen Vorwärmgefäß (46) besteht, wobei das Heizgefäß (45) zwischen dem ersten Element (15) und der Zulaufstelle (8) und das Vorwärmgefäß (46) zwischen der Zulaufstelle (8) und dem zweiten Element (16), insbesondere unmittelbar unterhalb der Zulaufstelle (8),angeordnet ist.

14.Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennz ei chnet, daß das Heizgefäß (45) und/ oder das Vorwärmgefäß (46) als ein- oder mehrlagige, horizontal im Behälterinneren (9) angeordnete Heizrohrspirale (nil ausgebildet ist bzw. sind.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (10) ein an den Primärfluid-Kreislauf angeschlossenes drittes Element (17) aufweist, das strömungsmäßig zwischen das erste Element (15) und das zweite Element (16) geschaltet und zwischen dem Heizgefäß (45) und der Zulaufstelle (8), vorzugsweise unmittelbar unterhalb des Heizgefäßes (45), angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g ekennz. ei chnet, daß das dritte Element (17) als ein- oder mehrlagige, horizontal im Behälterinneren angeordnete Heizrohrspirale ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) einen Einlauf (52) und mindestens einen Ablauf (53, 55, 56) für den Anschluß des Sekundärfluids an eine externe Wärmequelle aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf (52) im Kopfbereich des Behälters, vorzugsweise an der Kopfplatte (3), angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (55) bei Verwendung einer Öl- oder 'Gaswärmequelle etwa in gleicher vertikaler Höhe wie die Zulaufstelle (8), vorzugsweise unmittelbar unterhalb der Zulaufstelle (8), am Behälter (1) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (56) bei Verwendung einer mit Holz betriebenen Wärmequelle im Fußbereich des Behälters (1), vorzugsweise an der Fußplatte (4), angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß etwa in gleicher vertikaler Höhe wie die Zulaufstelle (8) im Behälter (1) ein Kondensator (60) einer als Wärmequelle dienenden Wärmepumpe angeordnet ist, der vorzugsweise als Koaxialkondensator ausgebildet ist und einerseits vom Sekundärfluid und andererseits von dem Kältemittel der Wärmepumpe durchströmt wird, wobei die Entnahmeöffnung (61) für das den Kondensator (60) sekundärmäßig durchströmende Sökundärfluid dicht oberhalb des zweiten Elementes (16) und die zugehörige Ausströmöffnung (65) des Sekundärfluids am oberen Ende (64) des Kondensators (60) angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der stromabseitige Ausgang (27) des zweiten Elementes (16) an einen die Durchflußmenge des Primärfluids regelnden Sperrschieber (28) angeschlossen ist, dessen Öffnungsquerschnitt von einem Temperaturfühler (29), der die Temperatur an der Entnahmestelle (5) erfaßt, geregelt wird.

23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Primärfluid und/oder das Sekundärfluid Wasser ist.
5

24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Zulaufstelle (8) eine horizontale Prallplatte (8a) im Behälterinneren angeordnet ist. 10

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennz eichnet, daß die Öffnung eines vertikal in dem Behälter (1) verlaufenden Rohres (7) die Zulaufstelle (8) bildet.

26. Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen zwei Fluidkreisen, insbesondere bei Fernwärme-Heizungssystem od.dgl., im wesentlichen bestehend aus einem von einem Wärme aufnehmenden Fluid durchströmten Behälter, in dessen oberen Bereich eine Entnahmestelle und unterhalb der Entnahmestelle eine Zulaufstelle für den Wärme aufnehmenden Fluidkreis angeordnet ist, und mit einem im oberen Bereich des Behälters angeordneten Einlauf und einem im unteren Bereich des Behälters angeordneten Ablauf für den Wärme abgebenden Fluidkreis, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid des Wärme abgebenden Fluidkreises außerhalb des Behälters (1) erhitzt wird, und daß die Zulaufstelle (8) derart zwischen dem Einlauf (52) und dem Ablauf (56) angeordnet ist, daß sich unterhalb der Zulaufstelle (8) eine vom Wärme aufnehmenden Fluidkreislauf im wesentlichen nicht erfaßte, strömungsberuhigte, eine Temperaturschichtung aufweisende Zone (70) des im Behälter (1) befindlichen Fluids ausbildet.