EP0408788B1 - Vorrichtung, bestehend aus Wärmetauscher mit integriertem Wärmespeicher zur Brauchwasserentnahme - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Wärmetauscher aus mehreren, von Heizwasser durchflossenen Plattenheizkörpern in einem geschlossenen Gehäuse, das einen Handregler in einem Heizungsvorlauf, einen Kaltwasserzulauf und einen Warmwasserablauf in einer Brauchwasserleitung aufweist.
• Eine derartige Vorrichtung ist nach der DE-A-3211 376 bekannt. Diese Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß eine genaue und schnelle Regelung des Heizwasserzuflusses in Zusammenhang mit der entnommenen Brauchwassermenge nicht möglich ist. Ein weiterer Nachteil der genannten Vorrichtung ist die fehlende mechanische Festigkeit und Stabilität.
• Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Durchlauferhitzers besteht darin, daß bei gewünschter Erhöhung der Raumtemperatur der betreffende Heizwasserkanal erst aufgeheizt werden muß, wodurch zeitweilig ein Absinken der Temperatur im Brauchwasserkanal erfolgt.
• In der DE-A- 35 412 57 ist eine Regelvorrichtung für Zentralheizungsanlagen mit Warmwasservorrat vorgeschlagen. Die Regelvorrichtung bezieht sich auf einen Thermostaten, der die Verteilung des Heizwassers im Vorlauf bewirkt, wodurch ein Teil des Heizwassers durch einen Wärmetauscher geleitet wird, der im Rohrsystem für die Erwärmung von Brauchwasser angeordnet ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist der Wärmtauscher für die Brauchwassererwärmung separat angeordnet. Dies ist aufwendig und damit teuer. Außerdem ist diese Art der apparativen Anordnung und Regelung nachteilig, weil der Heizungsvorlauf mengenmäßig in den Wärmetauscher geleitet wird, der nicht in den Raumheizkörper integriert ist. Die Verwertung der im Wärmespeicher enthaltenen Ernergie zur Raumheizung, wenn kein Brauchwasser entnommen wird, ist nicht vorgesehen. Auch wird eine lange Zeit benötigt, um das Brauchwasser auf 60 Grad Celsius zu erwärmen, z.B. ergibt sich bei einer Länge der Zapfleitung zwischen 2 und 12 Metern eine Wartezeit zwischen 10 und 50 Sekunden. So wird eine lange Zeit benötigt, um das Brauchwasser auf 60 Grad Celsius zu erwärmen.
• Bekannt ist ein Rohrsystem für die Brauchwassererwärmung gemäß GB-A- 20 133 13, wo vorgeschlagen wird, das Rohrsystem innerhalb eines Raumheizkörpers anzuordnen. Das Rohrsystem ist im Wärmetauschraum angeordnet, der mit einem flüssigen Medium gefüllt ist. Dadurch ergibt sich ein schlechter Wärmeübergang, weil die Wärme durch dieses flüssige, ruhende Medium und zusätzlich durch die Wandung des Rohrsystems für das Brauchwasser geleitet werden muß. Außerdem ergeben sich in diesem Rohrsystem Druckverluste, welcher Umstand ebenfalls zu einer Verschlechterung des Wärmeübergangs führt. Außerdem ist die Anordnung eines Rohrsystems für die Brauchwassererwärmung konstruktiv aufwendig und dsehalb teuer, zumal das Material dieses Rohrsystems korrosionsbeständig sein muß, entsprechend den gesetzlichen Bestimmungen, z.B. einer Lebenmittelverordnung.
• Wie sich in der Praxis gezeigt hat, sind Rohrsysteme zur Brauchwassererwärmung im Wärmetauschraum insgesamt nachteilig. Deshalb haben sie in der Praxis keinen Eingang gefunden. Diese bekannte Vorrichtung ist abgestimmt auf zwei parallel zueinander angeordnete Heizplatten in einem Wärmetauschraum, der offenbar nicht zur Aufnahme von Überdruck geeignet ist. Außerdem ist vorgesehen, daß ein zusätzlicher Heizköper im Wärmetauschraum angeordnet werden kann. Dies macht deutlich, daß nicht damit gerechnet werden kann, daß die Heizwasserenergie zur Brauchwassererwärmung ausreicht. Als Regeleinrichtung wird hierbei ein Thermostat innerhalb des Wasserraums vorgeschlagen, der auf das Ventil für den Heizwasserzulauf wirkt, um im Wasserraum stets gleiche Temperatur zu erzielen. Diese Regeleinrichtung weist Nachteile auf. So ist keine Verkleidung der Plattenheizköper zur Raumseite hin vorgesehen, wodurch bei hohen Außentemperaturen, bei denen keine Raumheizung gewünscht wird, die Plattenheizkörper den Raum aufheizen, denn das erwähnte Ventil für den Heizungsvorlauf bleibt solange geöffnet, bis die gewünschte Brauchwassertemperatur erreicht ist. Dies ist in hohem Maße unkomfortabel und unwirtschaftlich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die nach der DE-A-3211 376 bekannte Vorrichtung so zu verbessern, daß eine genaue und schnelle Regelung des Heizwasserzulaufes möglich ist.
• Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
• Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer mit der neuen Vorrichtung ausgestatteten Hausanlage,

Fig. 2

eine Darstellung einer mit der neuen Vorrichtung versehenen Naßzelle,

Fig. 3

eine schematische, perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4

einen Querschnitt der Vorrichtung,

Fig. 5

zwei Ansichten von Versteifungsblechen

Fig. 6

eine schematische Darstellung des Durchflusses des zu erwärmenden Brauchwassers durch die Vorrichtung

Fig. 7

eine perspektivische Darstellung der Außenverkleidung,

Fig. 8

eine perspektivische Darstellung des Gehäuses,

Fig. 9

eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig.8,

Fig.10

eine Frontansicht der Vorrichtung ohne Außenverkleidung,

Fig.11

einen Teilquerschnitt I-I eines Plattenheizkörpers gemäß Fig.10,

Fig.12

eine perspektivische Darstellung einer Anordnung der Vorrichtung auf Konsolen,

Fig.13

eine perspektivische Darstellung einer auf Rahmen und Konsolen angebrachten Vorrichtung,

Fig.14

eine perspektivische Darstellung der Isolierung,

Fig.15

eine Seitenansicht der Vorrichtting

Fig.16

eine Darstellung des Vorganges des Einbringens der Lamellen,

Fig.17

eine ergänzende Darstellung der Montage der Vorrichtung,

Fig.18

eine Darstellung der seitlichen Verkleidung der Vorrichtung und

Fig.19

eine Seitenansicht der Vorrichtung.

• Das Gehäuse 2 umschließt den druckfesten Brauchwasserraum, in dem durchfließendes Brauchwasser erwärmt wird. Die Erwärmung erfolgt durch Wärmetausch von den Plattenheizkörpern 1, die von Heizwasser durchströmt werden. In der Regel sind zwei Plattenheizkörper 1 innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet. Die Anzahl dieser Plattenheizkörper kann beliebig groß sein. Die Plattenheizkörper sind miteinander durch die Versteifungsbleche 3 verbunden und zwar an den Schweißstellen 3.1, z.B. durch Punktschweißen. Diese Versteifungsbleche 3 sind untereinander mittels einer Verbindungsstange 4 verbunden. Diese Anordnung erhöht die Stabilität. Die Versteifungsbleche 3 nehmen die Druckkräfte auf, die durch den Leitungsdruck des Brauchwassers auf das Gehäuse 2 ausgeübt werden. Das Gehäuse 2 wird gebildet aus der Verkleidung 2.1. Die Plattenheizkörper weisen eine, durch die Vertikalen Heizwasser-Durchflußkanäle gebildete, gewellte Oberfläche auf.
• Außen an der Verkleidung 2.1 ist eine Isolierung 2.2 angebracht, z.B. in Form von Isoliermatten. Der auf diese Weise gebildete Körper ist mit einer Außenverkleidung 8 versehen, die an den Seitenflächen, außen auf der Isolierung 2.2 angebracht ist und die z.B. aus Lamellen 8.1. bestehen kann, die in Richtung des Pfeiles 8.2 eingesetzt werden. Auf der Oberseitr der Außenverkleidung 8 ist in deren Oberteil ein Lütungsschieber 10 vorgesehen, der es gestattet, den Austritt der zwischen der Außenwand der Plattenheizkörper 1 und der Isolierung 2.2 aufsteigenden Kovektionswärmestrom zu regulieren. Auf diese Weise ist es möglich, in Zeiten, in denen keine Raumheizung erforderlich ist, durch Schließen des Lüftungsschiebers 10, Heizwasserenergie lediglich zur Nutzung des Brauchwassers zu benötigen. Die Regeleinrichtung besteht aus dem Fernfühler 13, der im Kaltwasserzufluß 5 angeordnet ist, dem gasgefüllten Kapillarrohr 16 das mit dem Fernfühler 13 verbunden ist, wobei das Kapillarrohr 13 außerhalb des Gehäuses 2 verlegt ist. Der Fernfühler 13 ist als Temperaturfühler ausgebildet. Bei Temperaturerhöhung des Wassers im Gehäuse 2 dehnt sich das im Kapillarrohr 16 befindliche Gas aus und wirkt auf ein, im Handregler 9 angeordnetes Durchlasselement, das sodann den Heizungsvorlauf 14 schließt. Die Ansprechzeit hierfür beträgt maximal 7 Sekunden. Umgekehrt wird der Heizungsvorlauf 14 innerhalb von 7 Sekunden geöffnet, wenn aus der Brauchwasserleitung 6 Warmwasser entnommen wird, da dadurch kaltes Wasser in die Kaltwasserzufuhr 5 eintritt und somit den Fernfühler 13 abkühlt. Der Handregler 9 mit dem
  erwähnten Durchlaßelement ist bekannt. Der Handregler 9 ist im Heizungsvorlauf 14 angeordnet. In seinem Gehäuse ist ein von Hand verstellbares Thermostatventil zur Einstellung der Raumtemperatur und das erwähnte Durchlaßelement angeordnet, das unabhängig vom Thermostatventil den Heizwasserzufluß öffnet bzw. schließt.
• Der Kaltwasserzufluß 5 ist immer geöffnet. Der Warmwasserabfluß 6 ist oben am Gehäuse 2 angebracht. Die brauchwasserseitigen Anschlüsse sind oben und unten und die heizungsseitigen seitlich am Gehäuse 2 angeordnet.
• Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist der Heizungsvorlauf 14 an den Plattenheizkörpern 1 am oberen, stirnseitigen Ende des Gehäuses 2 in dem Bereich angeordnet, in dem auch der Warmwasserabfluß 6 angebracht ist. Der Heizungsrücklauf 15 ist unterhalb des Heizungsvorlaufs 14 angeordnet. Somit durchströmt das zu erwärmende Brauchwasser in Richtung der Pfeile 7 den Wärmetauschraum im Gehäuse 2 nach dem Gegenstromprinzip.
• Ist die Heizungsanlage eingeschaltet, ist die Vorrichtung immer betriebsbereit. Zur Vermeidung unerwünschter Raumheizung sind die Außenverkleidung 8 und die Isolierung 2.2 vorgesehen, wobei im Oberteil der Außenverkleidung ein von Hand betätigbarer Lüftungsschieber 10 angeordnet ist, um die Raumtemperatur individuell regeln zu können.
• Es sind zwei Betriebsarten möglich, nämlich mit oder ohne Raumheizung, wobei in jedem Fall erwärmtes Brauchwasser entnommen werden kann.
• Zur Raumheizung wird der Handregler 9 auf eine gewünschte Raumtemperatur eingestellt und der Lüftungsschieber 10 geöffnet. Das Brauchwasser im Gehäuse 2 ist entsprechend der Heizwassertemperatur erwärmt. Das Thermostatventil im Handregler 9 öffnet und schließt den Heizungsvorlauf 14, um die Raumtemperatur konstant zu halten.
• Wird keine Raumheizung benötigt, ist die Brauchwasserversorgung trotzdem gesichert, indem die gewünschte Brauchwassertemperatur mittels des Handreglers 9 eingestellt werden kann.
• Die durchschnittliche Aufwärmezeit des im Gehäuse 2 befindlichen Brauchwassers beträgt nach Inbetriebnahme der Vorrichtung maximal 10 Minuten. Die Temperatur des Brauchwassers im Gehäuse 2 ist um etwa 40 bis 60 Grad höher als die Raumtemperatur.
• Das fertig montierte Gehäuse 2 kann auf Konsolen 12 aufgestellt und mit Rahmen 11 befestigt werden. Nach dem Einbringen der Isolierung 2.2 und er Lamellen 8.1 werden die Frontteile und das Oberteil mit dem Lüftungsschieber 10 eingesetzt.
• Die Vorrichtung hat besondere Bedeutung durch Anwendung kleinvolumiger Heizkörper, die von Zentralheizungen oder Fernkraftheizwerken gespeist werden und bei deren Einsatz Brauchwasser entnommen werden kann.
• In Fig.3 und Fig.4 ist die Vorrichtung bezuglich der Anordnung der Versteifungsbleche 3 nach dem Gegenstromprinzip ausgebildet, während Fig.5 und Fig.6 eine alternative Anordnung und Ausführung der Versteifungsbleche 3 für Zwangsumlauf zeigen.

Claims (1)

1. Vorrichtung mit einem Wärmetauscher aus mehreren, von Heizwasser durchflossenen Plattenheizkörpern (1) in einem geschlossenen Gehäuse (2), das einen Handregler (9) in einem Heizungsvorlauf (14), einen Kaltwasserzulauf (5) und einen Warmwasserablauf in einer Brauchwasserleitung (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Kaltwasserzulauf (5) ein Fernfühler (13) angeordnet ist, der über ein außerhalb des Gehäuses (2) angeordnetes gasgefülltes Kapillarrohr (16) mit dem Handregler (9) verbunden ist, der den Heizungsvorlauf (14) in Abhängigkeit von der Temperatur im Kaltwasserzulauf (5) innerhalb von 7 Sekunden öffnet, bzw. schließt.
   daß die brauchwasserseitigen Anschlüsse oben und unten am Gehäuse (2) angeordnet sind,
   daß mehrere Versteifungsbleche (3) mit dem Gehäuse (2) und untereinander durch eine Verbindungsstange (4) fest verbunden sind,
   daß das Gehäuse (2) aus einer Verkleidung (2.1) besteht, auf der eine Isolierung (2.2) angebracht ist und
   daß im Oberteil der Verkleidung (2.1) ein Lüftungsschieber (10) angeordnet ist, der zur Regelung der Raumtemperatur geöffnet und zur Regelung der Brauchwassertemperatur geschlossen ist.

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