DE4139287A1 - Warmwasserspeichereinheit fuer solaranlagen - Google Patents
Warmwasserspeichereinheit fuer solaranlagenInfo
- Publication number
- DE4139287A1 DE4139287A1 DE19914139287 DE4139287A DE4139287A1 DE 4139287 A1 DE4139287 A1 DE 4139287A1 DE 19914139287 DE19914139287 DE 19914139287 DE 4139287 A DE4139287 A DE 4139287A DE 4139287 A1 DE4139287 A1 DE 4139287A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hot water
- storage unit
- water storage
- heat exchanger
- vessel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589248 Legionella Species 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
- F24D3/1008—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system expansion tanks
- F24D3/1016—Tanks having a bladder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/0015—Domestic hot-water supply systems using solar energy
- F24D17/0021—Domestic hot-water supply systems using solar energy with accumulation of the heated water
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
- F24D3/1008—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system expansion tanks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/18—Water-storage heaters
- F24H1/181—Construction of the tank
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Warmwasserspeichereinheit für
Solaranlagen.
Zur Erzeugung von solar erwärmtem Brauchwasser sind
vielfältige Lösungen bekannt und gebräuchlich. Viele
Anlagen bestehen aus dem Solarkollektor, der die
Sonnenenergie in aller Regel über einen geschlossenen
frostsicheren Druckmittelkreislauf mittels Wärmetauscher
auf das gespeicherte Brauchwasser überträgt.
In dem geschlossenen Druckmittelkreislauf befindet sich ein
aus der Heizungstechnik bekanntes Ausdehnungsgefäß mit
gasgefüllter Ausgleichskammer, welches das Ausdehnungsvolumen
des Druckmittels aufnehmen kann und gegen Überhitzung
des Solarkreises insofern absichert, als bei
Dampfbildung im Absorber des Solarkollektors das Absorbervolumen
vollständig im Ausgleichsbehälter aufgenommen werden
kann. (In dem durch den Dampf entwässerten Kollektor
können dann die Temperaturen ohne Beschädigung der Anlage
so weit ansteigen, daß durch die erhöhten Wärmeverluste
keine Energie mehr auf den Druckmittelkreislauf übertragen
werden.)
Die Ausgleichsgefäße müssen aufgrund dieser Funktion
relativ groß dimensioniert werden.
Sie sind deshalb einerseits teuer, auf der anderen Seite
entstehen durch ihre große Oberfläche auch zusätzliche
Wärmeverluste, die nur durch einen erhöhten Aufwand für die
Wärmedämmung vermieden werden können.
Um den Druckmittelkreislauf mit geringstmöglicher
Pumpenleistung zu ermöglichen, sollen die Wärmetauscher
möglichst geringe Strömungswiderstände aufweisen. Dadurch
wird eine Schwerkraftumwälzung möglich oder der Betrieb
einer Umwälzpumpe aus photovoltaischen Solarzellen.
Die Oberfläche der Wärmetauscher soll möglichst groß sein,
weil der Kollektorwirkungsgrad von der Temperaturdifferenz
zwischen Kollektor und Speicherwasser abhängig ist. Um das
Volumen des Ausgleichsgefäßes klein zu halten, werden bisher
Wärmetauscher mit relativ geringen Durchfußquerschnitten
bevorzugt und die erhöhte Pumpenleistung in Kauf genommen.
Besonderes Augenmerk ist auch auf die Wasserhygiene zu
richten:
An die Hygiene der Warmwasserspeicher werden durch neuere
Erkenntnisse über die Verkeimung von stagnierenden
Wasservolumina insbesondere durch Legionella-Bakterien
höhere Anforderungen gestellt, insbesondere weil das
Bakterienwachstum durch die solartechnisch realisierbaren
niedrigen Wassertemperaturen begünstigt wird.
Ziel der Erfindung ist es deshalb, einen Solarspeicher zu
schaffen, der den Anforderungen durch die Solartechnik
optimal entspricht, also minimale Wärmeverluste aufweist,
bei möglichst geringen Temperaturdifferenzen und Druckverlusten
im Wärmetauscher zu beheizen ist, den erhöhten
Anforderungen an die hygienische Qualität des Brauchwassers
entspricht und zu geringstmöglichen Kostenn herzustellen
ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
Speichergefäß, Wärmetauscher und Ausgleichsgefäß zu einer
kompakten Einheit verbunden werden, die von einer
gemeinsamen Wärmedämmung umschlossen sind.
Der Wärmetauscher ist dazu als Zylindermantel ausgeführt,
der das Speichergefäß außen vollständig umschließt. Im
oberen Bereich dieses Wärmetauschers schließt sich direkt
und durch eine elastische Membrane getrennt das Ausgleichsgefäß
an. Die Gasfüllung des Ausgleichsgefäßes leistet
einen zusätzlichen Beitrag zur Wärmedämmung, vorteilhaft
ist auch die Verringerung der wärmeabgebenden Oberfläche
bei im Ruhezustand direkt auf dem Speichergefäß
aufliegender Membrane.
Diese kompakte Zuordnung führt durch eine kleine Oberfläche
zur Verringerung der Wärmeverluste und spart Material ein.
Außerdem wird der Installationsaufwand erheblich reduziert.
Bei Herstellung, Installation und Betrieb ergeben sich
damit wirtschaftliche Vorteile gegenüber der üblichen
Ausführung aus Einzelteilen.
Eine weitere Verringerung der Herstellkosten wird
ermöglicht durch die erfindungsgemäße Verwendung von
nichtrostend plattierten Stahlblechen anstelle von
Emaillierungen für das Speichergefäß und von Stahlblech
anstelle von Kupferrohr für den Wärmetauscher.
Durch die mantelartige Ausführung des Wärmetauschers
ergeben sich aufgrund des großen Leitungsquerschnittes
minimale Strömungswiderstände. Der Nachteil des größeren
Volumens im Druckmittelkreislauf, fällt aufgrund des
kostengünstigen Angebotes eines relativ großen Volumens des
Ausgleichsbehälters nicht entscheidend ins Gewicht.
Für die Wasserhygiene ergeben sich durch die glatte Wandung
des Speichergefäßes und ein vergleichsweise geringeres
Brauchwasservolumen bei unverändertem Wärmeinhalt (das
Volumen im Tauschermantel ist energetisch Bestandteil des
Speichervolumens) erhebliche Vorteile.
Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Wasserhygiene
ist erfindungsgemäß eine separate Entnahmestelle für kühles
Vorratswasser aus dem unteren Speicherbereich, die sicherstellt,
daß auch bei der Entnahme von Brauchwasser über ein
thermostatisches Mischventil die gleiche Menge Frischwasser
dem Speicher zugeführt wird, wie entnommen wird. Die Gefahr
von langzeitiger Stagnation des Speicherwassers in den
unteren Speicherschichten wird damit reduziert.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Warmwasserspeichereinheit.
Ein vorzugsweise zylindrisches Speichergefäß (1)
wird von einem mantelförmigen Behälter (2) umschlossen, so
daß die Wandung (4) des Speichergefäßes (1) als Wärmetauscherfläche
verwendet wird.
Im oberen Bereich des Mantelbehälters befindet sich
oberhalb des Speichergefäßes (1) der Ausgleichsraum (17),
der durch eine elastische Membran (15) von dem Mantelraum
des Wärmetauschers abgetrennt wird. Der Ausgleichsraum ist
durch ein Füllventil (18) in der oberen Kalotte (14) des
Mantels von der Umgebung abgetrennt. Kalotte (14) und
Zylinderwandung (11) des Mantels sind durch einen Bördelring
(16) miteinander und mit der elastischen Membran (15)
verbunden. Der Boden des Speichergefäßes (1) ist mit dem
Oberteil des Gefäßes (4) durch einen Spannring (24) und
eine Dichtung (25) verbunden. Der Boden (6) weist
Durchbrüche für die Zuleitung von Frischwasser (7), die
Entnahme von Kaltwasser (9) und die Entnahme von Heißwasser
(8) auf. Die Gefäßeinheit wird vollständig von der
Wärmedämmung (4) umschlossen, die aus einer Fußplatte (21),
einer Deckplatte (20) und einem Mantel (19) zusammengesetzt
ist und lediglich Durchbrüche (12) und (13) für den
Anschluß des Druckmittelkreislaufes sowie für Zulauf und
Ablauf des Brauchwassers aufweist.
Fig. 2 zeigt die Gestaltung der Verbindung von
Speichergefäßoberteil (4) und Deckel (6) im Detail. Die
Wände des Speichergefäßes bestehen aus doppelwandigem
Material, mit korrosionsbeständigem Werkstoff auf der
Innenseite (22) und gewöhnlichem Stahl auf der Außenseite
(23).
Claims (5)
1. Warmwasserspeichereinheit für Solaranlagen, dadurch
gekennzeichnet, daß Speichergefäß (1), Ausdehnungsgefäß (3)
und Wärmetauscher (2) zu einer gemeinsamen vorzugsweise
zylinderförmigen Einheit zusammengefügt sind und von einer
gemeinsamen Wärmedämmung (4) umschlossen werden.
2. Warmwasserspeichereinheit für Solaranlagen nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsraum
(17) oberhalb des Speichergefäßes (1) angeordnet ist und
durch eine elastische Membran (15) von einem mantelförmig
um das Speichergefäß herum angeordneten Zylinderraum
abgetrennt wird, die im Ruhezustand auf dem Deckel des
Speichergefäßes aufliegt.
3. Warmwasserspeichereinheit für Solaranlagen, dadurch
gekennzeichnet, daß im Boden (6) des Speichergefäßes
räumlich voneinander getrennte Öffnungen (7) für die
Einspeisung von Frischwasser und (9) für die Entnahme von
Kaltwasser über ein Thermostatventil (10) angeordnet sind.
4. Warmwasserspeichereinheit für Solaranlagen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gefäßwandungen (4) und (6) aus
nichtrostend plattiertem Stahlblech bestehen, so daß die
innere Wandung (22) vollständig aus nichtrostendem
Edelstahl und die äußere Wandung (23) aus gewöhnlichem
Stahl besteht.
5. Warmwasserspeichereinheit für Solaranlagen, dadurch
gekennzeichnet, daß das zylindrische Oberteil (4) des
Speichergefäßes durch einen Spannring (24) und einen
Dichtring (25) am Umfang des Deckels (6) vorzugsweise
lösbar verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914139287 DE4139287A1 (de) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | Warmwasserspeichereinheit fuer solaranlagen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914139287 DE4139287A1 (de) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | Warmwasserspeichereinheit fuer solaranlagen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4139287A1 true DE4139287A1 (de) | 1992-04-16 |
Family
ID=6445855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914139287 Withdrawn DE4139287A1 (de) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | Warmwasserspeichereinheit fuer solaranlagen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4139287A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2376065A (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-04 | John Hunt | A solar hot water transfer vessel |
US8459337B2 (en) | 2005-02-18 | 2013-06-11 | Papst Licensing Gmbh & Co. Kg | Apparatus including a heat exchanger and equalizing vessel |
ITTO20120790A1 (it) * | 2012-09-14 | 2014-03-15 | Global Water Solutions Ltd | Apparecchiatura per la sovralimentazione preassemblata per sistema di pompaggio dell'acqua. |
-
1991
- 1991-11-29 DE DE19914139287 patent/DE4139287A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2376065A (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-04 | John Hunt | A solar hot water transfer vessel |
GB2376065B (en) * | 2001-05-31 | 2003-05-14 | John Hunt | Solar hot water transfer vessel |
US8459337B2 (en) | 2005-02-18 | 2013-06-11 | Papst Licensing Gmbh & Co. Kg | Apparatus including a heat exchanger and equalizing vessel |
ITTO20120790A1 (it) * | 2012-09-14 | 2014-03-15 | Global Water Solutions Ltd | Apparecchiatura per la sovralimentazione preassemblata per sistema di pompaggio dell'acqua. |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4213563A (en) | Heat storage and transmission apparatus for heat from a fluid heated by the sun | |
DE2712822A1 (de) | Solar-brauchwasserspeicher | |
DE2925793A1 (de) | Kesselsystem | |
DE2459171A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur erwaermung von fliessmitteln | |
US4300536A (en) | Auxiliary hot water boiler with solar heater and heat exchange system | |
DE4139287A1 (de) | Warmwasserspeichereinheit fuer solaranlagen | |
US1965218A (en) | Electrical heating system | |
GB1578505A (en) | Heat exchangers | |
DE9104662U1 (de) | Combi-Boiler | |
DE2013565B2 (de) | Wasserheizsystem mit einem auf eine temperatur oberhalb der siedetemperatur von wasser aufheizbaren waermespeicherkern | |
DE4411352C1 (de) | Warmwasserspeicher | |
DE102008023325A1 (de) | Maßnahmen zur Verbesserung des Wirkungsgrades, der Einsatzmöglichkeiten und der Kostenreduktion von Solaranlagen zur Trinkwassererwärmung und von Kombianlagen zur Trinkwassererwärmung und Raumheizung durch isolierte quaderförmige Sandspeicher-Systeme, bei gleichzeitiger Verringerung der Gefahr der Verkeimung des Brauchwassers in diesen Anlagen | |
DE8529850U1 (de) | Druck-Ausdehnungsgefäß | |
EP1239236A2 (de) | Heizeinrichtung zur kombinierten Heiz- und Brauchwassererwärmung | |
DE4109511A1 (de) | Warmwasserboiler als kunststoff-mehrkammertank | |
AT208043B (de) | Kessel für Zentralheizungen | |
EP1267130A1 (de) | Speicherbehälter | |
CN208382325U (zh) | 常压热质下循环太阳能供热器 | |
DE3150038C2 (de) | Vorrichtung zum Aufwärmen eines Wärmeträgers für einen Heizkörperkreislauf und von Brauchwasser mit Hilfe eines Heizmediums | |
DE2844599A1 (de) | Indirekt beheizter wassererhitzer | |
DE202004001917U1 (de) | Wärmetauscher zum Erwärmen und Kühlen von Wasser und anderen Medien sowie zur Speicherung der Wärme | |
EP0621450A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erwärmung von Brauchwasser | |
DE29816006U1 (de) | Haus- oder Raumheizungssystem mit Wärmespeicherung | |
DE69608914T2 (de) | Sonnenwärmeanlage | |
WO2003091631A1 (de) | Brauchwasservorwärmer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
8122 | Nonbinding interest in granting licenses declared | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: F28D 20/00 |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |