EP1447626A1 - Multi-layered storage tank with return flow temperature control - Google Patents

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EP1447626A1
EP1447626A1 EP03028712A EP03028712A EP1447626A1 EP 1447626 A1 EP1447626 A1 EP 1447626A1 EP 03028712 A EP03028712 A EP 03028712A EP 03028712 A EP03028712 A EP 03028712A EP 1447626 A1 EP1447626 A1 EP 1447626A1
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EP
European Patent Office
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storage tank
temperature
hot water
heat exchanger
cold water
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EP03028712A
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Peter Eigl
Hans Moser
Michael Zenk
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Wolf GmbH
Original Assignee
Wolf GmbH
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1069—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water regulation in function of the temperature of the domestic hot water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/174—Supplying heated water with desired temperature or desired range of temperature
    • F24H15/175—Supplying heated water with desired temperature or desired range of temperature where the difference between the measured temperature and a set temperature is kept under a predetermined value
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
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    • F24H15/335—Control of pumps, e.g. on-off control
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    • F24H15/36—Control of heat-generating means in heaters of burners
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a hot water tank according to the preamble of the claim 1 and a method for storing hot water in a storage according to the preambles of claims 13 to 15.
  • Hot water storage tanks currently available on the market, in particular stratified storage tanks, are built relatively complex, especially for regulating a hot water temperature (Storage tank charging temperature) at least two sensors in the storage tank and two more are arranged in an associated heating circuit via which such stratified storage are usually supplied with energy.
  • a hot water temperature Storage tank charging temperature
  • gas or oil burners and solar modules are usually used.
  • For calmed flow Water supply and drainage to and from the stratified storage constructively complex measures are suggested, but leave anyway turbulence or false currents cannot be avoided with standard devices, that destroy the stratification of the storage, especially under load.
  • the storage tank charging temperature at the hot water outlet on the hot water outlet Plate heat exchanger of the desired or set hot water temperature Known systems must use a temperature sensor at the hot water outlet of the plate heat exchanger. With this the storage tank charging temperature recorded and regulated. At least one other temperature sensor is in the stratified storage necessary to register a drop in the storage temperature and one Initiate reloading. There is at least one in the heating circuit for common heat generators Flow temperature sensor, but usually also a return temperature sensor.
  • the invention is therefore based on the object, avoiding the above disadvantages Hot water storage and a temperature control for the same are available to provide, which is simple and inexpensive to set up and suitable, quickly to changes in temperature to react in the stratified storage and a desired temperature to provide the process water.
  • a hot water storage tank in particular stratified storage tanks, with a cold water inlet, a process water extraction line and a cold water outlet leading away from the lower area thereof, in the course of which a circulation pump is arranged and which leads to a heat exchanger, from which a hot water line leads to the upper one region joins the stratified storage, wherein the heat exchanger is associated with a heating circuit (H) with heating device, a heating circuit pump and a supply and return line, and wherein a predetermined desired temperature (T soll) of the stratified storage the set point for the return temperature (T RL) of the heating circuit ( H) determined.
  • a predetermined desired temperature (T soll) of the stratified storage the set point for the return temperature (T RL) of the heating circuit ( H) determined.
  • the heat exchanger can be operated in cocurrent or, in particular in countercurrent, and is designed so that the heating circuit-side return temperature (T RL ) corresponds approximately to the hot water temperature (T WW ) in the hot water line between the heat exchanger and stratified storage tank.
  • the circulating volume flows in the heating circuit and the domestic water circuit are designed such that an average temperature difference dT WT of approximately -50 K is achieved across the heat exchanger.
  • the average temperature difference dT WT can be varied by a power rating on the circulation pump and / or the heating circuit pump. This means that the full device performance can be used for reloading the store, particularly at low store temperatures.
  • the circulating volume flow in the process water circuit is preferably between approximately 200 l / h to 1000 l / h, in particular 400 l / h to 800 l / h and the circulating volume flow in the heating water circuit between about 400 l / h to 1400 l / h, especially 600 l / h up to 1200 I / h.
  • This relationship offers a good approximation that the heating circuit return temperature of the heat exchanger approximately the hot water temperature in the process water circuit.
  • another heat-emitting medium with a comparable heat capacity be used. When using a medium with a lower heat capacity the volume flow would have to be increased accordingly and vice versa.
  • a further advantage is that if a predetermined switch-on temperature difference dT Eln is exceeded between the measured storage temperature T SP and / or return temperature T RL and the predetermined storage target temperature T Soll, a charging process can be triggered in which the circulation pump and / or the heater are switched on or over ,
  • the temperature sensor in the stratified storage tank requests heat.
  • the storage tank charging pump and burner are then switched on and the return temperature T RL of the plate heat exchanger is regulated to the storage tank temperature T Soll .
  • Cold drinking water is sucked in or supplied from the bottom area of the stratified storage tank or, at the same time, tapped via the cold water inlet, heated in the plate heat exchanger to the set tank temperature T setpoint and stratified via the hot water line between the heat exchanger and stratified storage tank.
  • the stratified storage tank is thereby heated from the top down to the storage tank set temperature T set .
  • the switch-on temperature difference dT On is preferably the difference between the actual storage temperature minus the desired storage temperature in the range between -0.5 K and -15 K, preferably in the range between -1 K and -12 K and particularly preferably in the range between -2 K and -10 K.
  • the adjustable control hysteresis the runtime or service life of the burner can be increased at a maximum switch-on temperature difference dT On of -10 K.
  • a small hysteresis of -2 K convenience is gained by immediately reloading the memory.
  • Another advantage of the invention is that when the temperature falls below a predetermined switch-off temperature difference dT Aus between the measured storage temperature T SP and / or return temperature T RL and the predetermined storage target temperature T Soll, the charging process can be canceled and the circulation pump and / or the heater can be switched off or on can be switched.
  • the hot domestic or drinking water stratified from above reaches a temperature sensor in the lower area of the stratified storage tank with a predetermined temperature
  • the storage tank charging is terminated.
  • the switch-off point is below the set cylinder temperature T Soll , in order to guarantee a safe switch-off even with tolerances of the hot water temperature (cylinder charging temperature).
  • the circulation pump and / or the heater are switched off or switched over from a running operating state.
  • the switch-off temperature difference dT Aus is preferably in the range between -0.5 K and -15 K, preferably in the range between -1 K and -12 K, and particularly preferably in the range between -2 K and -10 K, especially at -5 K.
  • the temperature sensor is arranged approximately at the level of the mouth of the cold water drain in the lower region of the stratified storage tank.
  • the positioning of the temperature sensor for measuring the storage tank temperature T SP is particularly important for the performance data of the hot water storage tank. A quick response when drawing off hot water is ensured by positioning the temperature sensor near the bottom of the stratified storage tank at approximately the level of the mouth of the cold water drain.
  • the temperature sensor is preferably arranged between 1 cm and 12 cm, and particularly preferably between 2.5 cm and 4 cm, above the floor level of the stratified storage tank. The temperature level, which drops from top to bottom, is thus completely recorded and rapid storage charging is ensured if the switch-on temperature difference dT On is undershot.
  • the hot water tank in particular stratified tanks, has upper area of the stratified storage tank opens into the stratified storage tank Hot water pipe and a cold water drain in the lower area of the stratified storage tank with an upper or a lower water pipe and distribution device are assigned.
  • An essential point is that by means of the water supply and distribution device Disturbances in the temperature profile in the bottom and top area of the stratified storage tank of the water contained in the stratified storage is reduced to a minimum can be.
  • a temperature-precise stratification of the hot water from guaranteed top down.
  • the Discharge of cold water has no effect on the main volume of the stratified storage tank Flow showing the temperature stratification within the stratified storage would disturb, is caused.
  • Water supply and distribution device ensures that heating from the cold Condition triggers no noticeable temperature fluctuations during the tap, so that withdrawn drinking or industrial water up to high tap volumes of, for example 15 l / min to 25 l / min essentially always has the same temperature.
  • the upper water guiding and distributing device has a about horizontally extending, acting as a baffle plate on which Hot water to be stored is directed so that there is upstream of the distribution plate forms a substantially horizontal flow.
  • This ensures that what is to be stored and flows into the stratified storage Hot water does not flow in a jet into the main volume of the stratified storage tank and a mixing of the layers and a concomitant Disruption of the temperature stratification of that already contained in the stratified storage Water leads.
  • control and distribution system according to the invention has a relative large dimensioning of the distribution plate provides for an optimized flow guidance to ensure.
  • one is a wall of the stratified storage angled end of the distribution plate in the direction of an inflow side, that a flow acting in the direction of the inflow side is formed there.
  • a hot water tap in the lid area of the stratified storage tank instead of.
  • the fact that incoming hot water is redirected in terms of flow is that it is initially only in the uppermost volume area of the stratified storage there is a hot water tap even when the storage tank is completely empty practically immediately possible because the inflowing hot water cools down with a cold water layer below it does not take place.
  • the object underlying the invention is furthermore, as mentioned, also solved by a process which, depending on the hot water withdrawal and the amount of the same provides for various operational steps.
  • a predetermined switch-on temperature difference dT Ein between a predetermined storage tank target temperature T Soll and a measured storage tank temperature T SP is initially monitored. If this switch-on temperature difference dT On is exceeded, the circulation pump and / or the heater is switched on or switched over to draw off a volume flow of cold water from the cold water fume cupboard, heat it in the heat exchanger and store the volume flow as hot water via the hot water line in the stratified storage tank.
  • a predetermined switch-off temperature difference dT Aus between the storage tank temperature T SP and a return temperature T RL in the heating circuit-side return line is reached, the circulation pump and / or the heater is switched off or on.
  • the step of monitoring a specified switch-on temperature difference dT On is followed by switching on or switching over the circulation pump and / or the heater if the switch-on temperature difference dT On is exceeded.
  • a volume flow of cold water is withdrawn from the cold water inlet, heated in the heat exchanger and stored again as hot water in the stratified tank via the hot water pipe.
  • the circulation pump and / or the heater are switched off or switched over when a predetermined switch-off temperature difference dT off between the storage target temperature T SP and the actual storage temperature has been reached.
  • the single figure shows a process water circuit B and a heating circuit H, which are coupled to one another via a plate heat exchanger 9 operated in direct current.
  • the process water circuit B comprises a cold water inlet 12 which is connected to a cold water drain 4 of a stratified storage tank 6.
  • a circulation pump 7 is arranged in the cold water drain 4, which transports cold water to the plate heat exchanger 9, where it is heated and fed as hot water via an hot water pipe 5 to an upper region of the stratified storage tank 6.
  • the heated water can be removed via a process water extraction line 13, the mouth 2 of which is also arranged in the upper region of the stratified storage tank 6.
  • a temperature sensor 1 for measuring a storage temperature T SP is arranged at the mouth 3 of the cold water drain 4.
  • the heating circuit H comprises a burner heating water heat exchanger 10, which can be gas-operated, for example. From this heating water heat exchanger 10 runs a flow line 11 to the heating circuit water inlet of the plate heat exchanger 9 and a return line 14 with an associated return temperature sensor 15 and a heating circuit pump 8 from the heating circuit water outlet back to the heating water heat exchanger 10.
  • the plate heat exchanger 9 is designed so that the hot water temperature T WW in the hot water line 5 between plate heat exchanger 9 and stratified storage tank 6 corresponds to the return temperature T RL .
  • the target temperature T Soll of the stratified storage device 6 serves as a reference variable for the return temperature T RL .
  • the temperature sensor for the return temperature T RL which is usually already provided in the heating circuit, is therefore sufficient to couple a stratified storage tank such as the stratified storage tank 6 shown to existing heating circuits. Furthermore, only the temperature sensor 1 for measuring the actual storage temperature T SP is necessary for regulation in order to be able to assess the temperature profile in the layer structure and to be able to use it for regulation.
  • the circulating volume flows in the hot water circuit and in the heating circuit can be adjusted by means of the circulation pump 7 or the heating circuit pump 8 so that the return temperature T RL always corresponds approximately to the hot water temperature (storage tank charging temperature) T WW .
  • the positioning of the temperature sensor 1 at the level of the mouth 3 of the cold water fume cupboard 4 ensures a quick reaction when reloading the stratified storage tank 6, as a result of which maximum performance indicators are achieved.
  • a switch-on temperature difference dT Ein between a predetermined storage tank target temperature T Soll and a storage tank temperature T SP measured at temperature sensor 1 of -5 K is specified, then when this switch-on temperature difference dT On is exceeded, the circulation pump 7 and / or the heating water heat exchanger 10 is switched on or switched over.
  • the heating circuit-side return temperature T RL is then regulated to the target cylinder temperature T target .
  • Cold drinking water is heated in the plate heat exchanger 9 and stratified in the stratified storage tank 6 via the hot water line 5. This finally happens until a predetermined switch-off temperature difference dT Aus between the actual cylinder temperature T RL and the target cylinder temperature T Soll of, for example, -2 K is reached.
  • the circulation pump 7 and / or the heating water heat exchanger 10 are switched off or on.

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Abstract

The hot water storage tank (6) has a cold water inlet (12), a hot water outlet (13) and a lower cold water outlet (4) with a circulating pump (7). The circuit also has a heat exchanger (9) to which a hot water pipe (5) in the upper area of the tank opens. The heat exchanger has a heating circuit (H) with a heater (10), pump (8) and in and return pipes (11,14). The return connection is controlled dependent on the storage tank temperature.

Description

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserspeicher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Speichern von Warmwasser in einem Speicher gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 13 bis 15.The invention relates to a hot water tank according to the preamble of the claim 1 and a method for storing hot water in a storage according to the preambles of claims 13 to 15.

Bislang am Markt angebotene Warmwasserspeicher, insbesondere Schichtenspeicher, sind relativ aufwendig gebaut, wobei insbesondere zur Regelung einer Brauchwassertemperatur (Speicherladetemperatur) zumindest zwei Fühler im Speicher und zwei weitere in einem zugeordneten Heizkreis angeordnet sind, über den derartige Schichtenspeicher üblicherweise mit Energie versorgt werden. Als Energiequelle für den Heizkreis werden üblicherweise Gas- oder Ölbrenner sowie Solarmodule eingesetzt. Zur strömungsberuhigten Wasserzu- und -abführung in den Schichtenspeicher bzw. aus diesem heraus werden konstruktiv aufwendige Maßnahmen vorgeschlagen, trotzdem lassen sich bei handelsüblichen Geräten Turbulenzen oder Fehlströmungen nicht vermeiden, die die Schichtung des Speichers vor allem unter Last zerstören.Hot water storage tanks currently available on the market, in particular stratified storage tanks, are built relatively complex, especially for regulating a hot water temperature (Storage tank charging temperature) at least two sensors in the storage tank and two more are arranged in an associated heating circuit via which such stratified storage are usually supplied with energy. As an energy source for the heating circuit gas or oil burners and solar modules are usually used. For calmed flow Water supply and drainage to and from the stratified storage constructively complex measures are suggested, but leave anyway turbulence or false currents cannot be avoided with standard devices, that destroy the stratification of the storage, especially under load.

Da die Speicherladetemperatur am brauchwasserseitigen Warmwasseraustritt eines Plattenwärmetauschers der gewünschten bzw. eingestellten Warmwassertemperatur entsprechen muß, verwenden bekannte Systeme einen Temperatursensor am Warmwasseraustritt des Plattenwärmetauschers. Mit diesem wird die Speicherladetemperatur erfaßt und geregelt. Zumindest ein weiterer Temperatursensor ist in dem Schichtenspeicher notwendig, um ein Abfallen der Speichertemperatur zu registrieren und eine Nachladung zu initiieren. Im Heizkreis ist bei gängigen Wärmeerzeugern zumindest ein Vorlauftemperaturfühler, in aller Regel jedoch auch ein Rücklauftemperaturfühler vorhanden. Since the storage tank charging temperature at the hot water outlet on the hot water outlet Plate heat exchanger of the desired or set hot water temperature Known systems must use a temperature sensor at the hot water outlet of the plate heat exchanger. With this the storage tank charging temperature recorded and regulated. At least one other temperature sensor is in the stratified storage necessary to register a drop in the storage temperature and one Initiate reloading. There is at least one in the heating circuit for common heat generators Flow temperature sensor, but usually also a return temperature sensor.

Derzeit sind vor allem für den Einsatz in Ein- und Zweifamilienhäusern geeignete Schichtenspeichermodule bekannt, die mit Brennwertheizgeräten kombinierbar sind. Problematisch bei all diesen Geräten ist jedoch eine temperaturgenaue Zurverfügungstellung von Brauchwasser. Dies ist zum einen darin begründet, daß dortige Schichtenspeicherlade- und -entnahmeeinrichtungen die Schichtung des bereits in dem Schichtenspeicher enthaltenen erwärmten Brauchwassers zerstören und somit eine temperaturgenaue Einschichtung bzw. Aufrechterhaltung der Schichtung nahezu unmöglich ist. Zum anderen ist die Temperaturregelung zur Erzielung einer optimierten Speicherladetemperatur des Brauchwassers bei dortigen Geräten nur sehr aufwendig, d.h. nur unter Zuhilfenahme komplex angeordneter Temperatursensoren möglich.Currently, they are primarily suitable for use in single and two-family houses Layer storage modules are known, which can be combined with condensing heaters. The problem with all these devices, however, is the temperature-accurate provision of process water. One reason for this is that there Stratification storage loading and unloading devices the stratification of the already in the Layered warmed hot water contained destroy and thus a temperature-precise stratification or maintenance of the stratification almost impossible is. On the other hand, the temperature control is optimized to achieve Storage tank charging temperature of the domestic water is only very complex for devices there, i.e. only possible with the help of complex temperature sensors.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung obiger Nachteile einen Warmwasserspeicher sowie eine Temperaturregelung für selbigen zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig aufgebaut und geeignet ist, schnell auf Temperaturänderungen in dem Schichtenspeicher zu reagieren und eine gewünschte Temperatur des Brauchwassers bereitzustellen.The invention is therefore based on the object, avoiding the above disadvantages Hot water storage and a temperature control for the same are available to provide, which is simple and inexpensive to set up and suitable, quickly to changes in temperature to react in the stratified storage and a desired temperature to provide the process water.

Diese Aufgabe wird durch einen Warmwasserspeicher gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß den Patentansprüchen 13 bis 15 gelöst.This object is achieved by a hot water tank according to claim 1 and solved by a method according to claims 13 to 15.

Insbesondere wird die Aufgabe durch einen Warmwasserspeicher, insbesondere Schichtenspeicher, mit einem Kaltwasserzulauf, einer Brauchwasserentnahmeleitung und einem aus dem unteren Bereich desselben wegführenden Kaltwasserabzug gelöst, in dessen Verlauf eine Umwälzpumpe angeordnet ist und der zu einem Wärmetauscher führt, von dem aus eine Warmwasserleitung in den oberen Bereich des Schichtenspeichers mündet, wobei der Wärmetauscher einem Heizkreislauf (H) mit Heizgerät, einer Heizkreispumpe und einer Vor- und Rücklaufleitung zugeordnet ist, und wobei eine vorbestimmte Solltemperatur (Tsoll) des Schichtenspeichers den Sollwert für die Rücklauftemperatur (TRL) des Heizkreislaufs (H) bestimmt.In particular, the task is solved by a hot water storage tank, in particular stratified storage tanks, with a cold water inlet, a process water extraction line and a cold water outlet leading away from the lower area thereof, in the course of which a circulation pump is arranged and which leads to a heat exchanger, from which a hot water line leads to the upper one region joins the stratified storage, wherein the heat exchanger is associated with a heating circuit (H) with heating device, a heating circuit pump and a supply and return line, and wherein a predetermined desired temperature (T soll) of the stratified storage the set point for the return temperature (T RL) of the heating circuit ( H) determined.

Hierbei wurde erfindungsgemäß erkannt, daß unter Beachtung vorbestimmbarer Volumenströme der Umlaufwassermenge im Brauchwasserkreis sowie im Heizkreis die primärseitige Heizungs-Rücklauftemperatur des Wärmetauschers in etwa der Warmwasserauslauftemperatur im Sekundärkreis, also dem Brauchwasserkreis entspricht. Aufgrund dieser Korrelation der Rücklauftemperatur und der Warmwassertemperatur ist es somit möglich, bei dem erfindungsgemäßen Wärmeerzeuger nur einen Rücklauftemperaturfühler zu verwenden; weitere Temperaturfühler, wie beim Stand der Technik erforderlich, sind erfindungsgemäß somit nicht mehr notwendig. Aufgrund der Verwendung eines erfindungsgemäßen Schichtenspeichers, bei dem, wie nachfolgend beschrieben, eine Störung der Schichtung innerhalb des Speichers dadurch vermieden wird, daß dem Einlaß der in den oberen Bereich des Schichtenspeichers mündenden Warmwasserleitung und/oder dem Einlauf des aus dem unteren Bereich des Schichtenspeichers wegführenden Kaltwasserabzugs eine obere bzw. eine untere Wasserleit- und -verteileinrichtung zugeordnet sind, entspricht somit die Warmwassereinlauftemperatur in den Schichtenspeicher der Warmwasserauslauftemperatur aus dem Schichtenspeicher. Diese beiden Temperaturen korrelieren mit der Rücklauftemperatur und sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit dieser identisch bzw. zumindest näherungsweise identisch.Here, it was recognized according to the invention that taking into account predeterminable volume flows the amount of circulating water in the hot water circuit and in the heating circuit the primary side Heating return temperature of the heat exchanger is approximately the same as the hot water outlet temperature in the secondary circuit, i.e. corresponds to the process water circuit. by virtue of it is this correlation of the return temperature and the hot water temperature thus possible in the heat generator according to the invention only one return temperature sensor to use; further temperature sensors, as required in the prior art, are therefore no longer necessary according to the invention. Because of the use of a stratified storage device according to the invention, in which, as described below, this prevents a disturbance of the stratification within the reservoir is that the inlet of which opens into the upper region of the stratified storage Hot water pipe and / or the inlet from the lower area of the stratified storage tank leading cold water drain an upper and a lower water guide and distribution device are assigned, thus corresponds to the hot water inlet temperature in the stratified storage tank the hot water outlet temperature from the stratified storage tank. These two temperatures correlate with the return temperature and are in accordance with a preferred embodiment identical to this or at least approximately identical.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß der Wärmetauscher im Gleich- oder, insbesondere im Gegenstrom, betreibbar und so ausgelegt ist, daß die heizkreisseitige Rücklauftemperatur (TRL) in etwa der Warmwassertemperatur (TWW) in der Warmwasserleitung zwischen Wärmetauscher und Schichtenspeicher entspricht.According to the invention, it is provided that the heat exchanger can be operated in cocurrent or, in particular in countercurrent, and is designed so that the heating circuit-side return temperature (T RL ) corresponds approximately to the hot water temperature (T WW ) in the hot water line between the heat exchanger and stratified storage tank.

Bevorzugt ist es, wenn die umlaufenden Volumenströme im Heizkreislauf und Brauchwasserkreislauf so ausgelegt sind, daß eine mittlere Temperaturdifferenz dTWT von etwa -50 K über den Wärmetauscher hinweg erreicht wird.It is preferred if the circulating volume flows in the heating circuit and the domestic water circuit are designed such that an average temperature difference dT WT of approximately -50 K is achieved across the heat exchanger.

Bevorzugt ist weiterhin, daß die mittlere Temperaturdifferenz dTWT durch eine Leistungsstufung an der Umwälzpumpe und/oder der Heizkreispumpe variierbar ist. Damit kann insbesondere bei niedrigen Speichersolltemperaturen die volle Geräteleistung zur Speichernachladung genutzt werden.It is further preferred that the average temperature difference dT WT can be varied by a power rating on the circulation pump and / or the heating circuit pump. This means that the full device performance can be used for reloading the store, particularly at low store temperatures.

Bevorzugt liegt der umlaufende Volumenstrom im Brauchwasserkreislauf zwischen etwa 200 l/h bis 1000 l/h, insbesondere 400 l/h bis 800 l/h und der umlaufende Volumenstrom im Heizwasserkreislauf zwischen etwa 400 l/h bis 1400 l/h, insbesondere 600 l/h bis 1200 I/h. Dieser Zusammenhang bietet in guter Näherung Sicherheit dafür, daß die heizkreisseitige Rücklauftemperatur des Wärmetauschers in etwa der Warmwassertemperatur im Brauchwasserkreis entspricht. Selbstverständlich kann im Heizkreis anstelle von Wasser auch ein anderes wärmeabgebendes Medium mit vergleichbarer Wärmekapazität eingesetzt werden. Bei Verwendung eines Mediums mit geringerer Wärmekapazität müßte der Volumenstrom entsprechend erhöht werden und vice versa.The circulating volume flow in the process water circuit is preferably between approximately 200 l / h to 1000 l / h, in particular 400 l / h to 800 l / h and the circulating volume flow in the heating water circuit between about 400 l / h to 1400 l / h, especially 600 l / h up to 1200 I / h. This relationship offers a good approximation that the heating circuit return temperature of the heat exchanger approximately the hot water temperature in the process water circuit. Of course, instead of in the heating circuit of water also another heat-emitting medium with a comparable heat capacity be used. When using a medium with a lower heat capacity the volume flow would have to be increased accordingly and vice versa.

Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß bei Überschreitung einer vorgegebenen Einschalttemperaturdifferenz dTEln zwischen der gemessenen Speichertemperatur TSP und/oder Rücklauftemperatur TRL und der vorbestimmten Speichersolltemperatur TSoll ein Ladevorgang auslösbar ist, bei dem die Umwälzpumpe und/oder das Heizgerät einoder umgeschaltet werden.A further advantage is that if a predetermined switch-on temperature difference dT Eln is exceeded between the measured storage temperature T SP and / or return temperature T RL and the predetermined storage target temperature T Soll, a charging process can be triggered in which the circulation pump and / or the heater are switched on or over ,

Fällt demnach die gemessene Speichertemperatur TSP um z.B. 10 K unter die Speichersolltemperatur TSoll, erfolgt eine Wärmeanforderung durch den Temperaturfühler im Schichtenspeicher. Speicherladepumpe und Brenner werden in der Folge eingeschaltet und die Rücklauftemperatur TRL des Plattenwärmetauschers auf die Speichersolltemperatur TSoll geregelt. Kaltes Trinkwasser wird dabei aus dem Bodenbereich des Schichtenspeichers oder bei gleichzeitiger Zapfung über den Kaltwasserzulauf angesaugt bzw. zugeführt, im Plattenwärmetauscher auf Speichersolltemperatur TSoll erhitzt und über die Warmwasserleitung zwischen Wärmetauscher und Schichtenspeicher eingeschichtet. Der Schichtenspeicher wird dadurch von oben nach unten auf Speichersolltemperatur TSoll erwärmt.Accordingly, if the measured storage tank temperature T SP falls by 10 K below the storage tank target temperature T Soll , the temperature sensor in the stratified storage tank requests heat. The storage tank charging pump and burner are then switched on and the return temperature T RL of the plate heat exchanger is regulated to the storage tank temperature T Soll . Cold drinking water is sucked in or supplied from the bottom area of the stratified storage tank or, at the same time, tapped via the cold water inlet, heated in the plate heat exchanger to the set tank temperature T setpoint and stratified via the hot water line between the heat exchanger and stratified storage tank. The stratified storage tank is thereby heated from the top down to the storage tank set temperature T set .

Bevorzugt liegt die Einschalttemperaturdifferenz dTEin, also die Differenz zwischen Speicheristtemperatur minus Speichersolltemperatur im Bereich zwischen -0,5 K und -15 K, vorzugsweise im Bereich zwischen -1 K und -12 K und besonders bevorzugt im Bereich zwischen -2 K und -10 K. Durch die einstellbare Regelungshysterese kann bei einer maximalen Einschalttemperaturdifferenz dTEin von -10 K die Lauf- bzw. Standzeit des Brenners vergrößert werden. Bei einer kleinen Hysterese von -2 K wird ein Komfortgewinn durch sofortiges Nachladen des Speichers erreicht. The switch-on temperature difference dT On is preferably the difference between the actual storage temperature minus the desired storage temperature in the range between -0.5 K and -15 K, preferably in the range between -1 K and -12 K and particularly preferably in the range between -2 K and -10 K. With the adjustable control hysteresis, the runtime or service life of the burner can be increased at a maximum switch-on temperature difference dT On of -10 K. With a small hysteresis of -2 K, convenience is gained by immediately reloading the memory.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß beim Unterschreiten einer vorgegebenen Ausschalttemperaturdifferenz dTAus zwischen der gemessenen Speichertemperatur TSP und/oder Rücklauftemperatur TRL und der vorbestimmten Speichersolltemperatur TSoll der Ladevorgang abbrechbar ist, und die Umwälzpumpe und/oder das Heizgerät aus- oder umgeschaltet werden. Wenn das von oben eingeschichtete warme Brauch- bzw. Trinkwasser mit einer vorgegebenen Temperatur einen Temperaturfühler im unteren Bereich des Schichtenspeichers erreicht, wird die Speicherladung beendet. Dabei liegt der Abschaltpunkt unter der Speichersolltemperatur TSoll, um auch bei Toleranzen der Warmwassertemperatur (Speicherladetemperatur) ein sicheres Abschalten zu gewährleisten. Die Umwälzpumpe und/oder das Heizgerät werden ausgeschaltet oder aus einem laufenden Betriebszustand umgeschaltet.Another advantage of the invention is that when the temperature falls below a predetermined switch-off temperature difference dT Aus between the measured storage temperature T SP and / or return temperature T RL and the predetermined storage target temperature T Soll, the charging process can be canceled and the circulation pump and / or the heater can be switched off or on can be switched. When the hot domestic or drinking water stratified from above reaches a temperature sensor in the lower area of the stratified storage tank with a predetermined temperature, the storage tank charging is terminated. The switch-off point is below the set cylinder temperature T Soll , in order to guarantee a safe switch-off even with tolerances of the hot water temperature (cylinder charging temperature). The circulation pump and / or the heater are switched off or switched over from a running operating state.

Bevorzugt liegt die Ausschalttemperaturdifferenz dTAus, also die Differenz zwischen Speicheristtemperatur und Speichersolltemperatur, im Bereich zwischen -0,5 K und -15 K, vorzugsweise im Bereich zwischen -1 K und -12 K, und besonders bevorzugt im Bereich zwischen -2 K und -10 K, insbesondere bei -5 K.The switch-off temperature difference dT Aus , that is to say the difference between the actual storage temperature and the desired storage temperature, is preferably in the range between -0.5 K and -15 K, preferably in the range between -1 K and -12 K, and particularly preferably in the range between -2 K and -10 K, especially at -5 K.

Bevorzugt ist es, wenn der Temperaturfühler in etwa auf Höhe der Mündung des Kaltwasserabzugs im unteren Bereich des Schichtenspeichers angeordnet ist. Die Positionierung des Temperaturfühlers zum Messen der Speichertemperatur TSP ist insbesondere für die Leistungsdaten des Warmwasserspeichers von großer Bedeutung. Eine schnelle Reaktion bei Brauchwasserzapfung ist durch die Positionierung des Temperaturfühlers in Bodennähe des Schichtenspeichers in etwa auf Höhe der Mündung des Kaltwasserabzugs gewährleistet. Durch erfindungsgemäß mögliche schnelle Reaktionen beim Nachladen werden maximale Leistungskennzahlen des Warmwasserspeichers erreicht, so daß bei einem Speicherwasserinhalt von z.B. 90 Litern eine Leistungsstärke erreicht wird, wie sie ein herkömmlicher Speicher mit 160 bis 200 Litern Inhalt aufweist.It is preferred if the temperature sensor is arranged approximately at the level of the mouth of the cold water drain in the lower region of the stratified storage tank. The positioning of the temperature sensor for measuring the storage tank temperature T SP is particularly important for the performance data of the hot water storage tank. A quick response when drawing off hot water is ensured by positioning the temperature sensor near the bottom of the stratified storage tank at approximately the level of the mouth of the cold water drain. By means of rapid reactions during reloading which are possible according to the invention, maximum performance indicators of the hot water storage tank are achieved, so that with a storage water content of, for example, 90 liters, a performance level is achieved that is achieved by a conventional storage tank with a content of 160 to 200 liters.

Bevorzugt wird der Temperaturfühler zwischen 1 cm und 12 cm, und besonders bevorzugt zwischen 2,5 cm und 4 cm über dem Bodenniveau des Schichtenspeichers angeordnet. Damit wird das von oben nach unten absinkende Temperaturniveau vollständig erfaßt und eine schnelle Speicherladung bei Unterschreiten der Einschalttemperaturdifferenz dTEin sichergestellt.The temperature sensor is preferably arranged between 1 cm and 12 cm, and particularly preferably between 2.5 cm and 4 cm, above the floor level of the stratified storage tank. The temperature level, which drops from top to bottom, is thus completely recorded and rapid storage charging is ensured if the switch-on temperature difference dT On is undershot.

Erfindungsgemäß weist der Warmwasserspeicher, insbesondere Schichtenspeicher, im oberen Bereich des Schichtenspeichers eine in den Schichtenspeicher mündende Warmwasserleitung und im unteren Bereich des Schichtenspeichers einen Kaltwasserabzug auf, wobei dem jeweiligen Ein- bzw. Auslauf eine obere bzw. eine untere Wasserleit- und -verteileinrichtung zugeordnet sind.According to the invention, the hot water tank, in particular stratified tanks, has upper area of the stratified storage tank opens into the stratified storage tank Hot water pipe and a cold water drain in the lower area of the stratified storage tank with an upper or a lower water pipe and distribution device are assigned.

Ein wesentlicher Punkt besteht darin, daß mittels der Wasserleit- und -verteileinrichtung im Boden- und Deckelbereich des Schichtenspeichers Störungen im Temperaturprofil des in dem Schichtenspeicher enthaltenen Wassers auf ein Minimum reduziert werden können. In vorteilhafter Weise ist somit im Speicherladebetrieb, d.h. beim Zuführen von Warmwasser, eine temperaturgenaue Einschichtung des Warmwassers von oben nach unten gewährleistet. Darüber hinaus ist gewährleistet, daß auch durch den Abzug von Kaltwasser keine sich in das Hauptvolumen des Schichtenspeichers auswirkende Strömung, welche die Temperaturschichtung innerhalb des Schichtenspeichers stören würde, verursacht wird. Zudem ist unter Verwendung der erfindungsgemäßen Wasserleit- und -verteileinrichtung sichergestellt, daß eine Aufheizung aus dem kalten Zustand keine merklichen Temperaturschwankungen während der Zapfung auslöst, so daß abgezogenes Trink- oder Brauchwasser bis hin zu hohen Zapfvolumina von beispielsweise 15 l/min bis 25 l/min im wesentlichen immer die gleiche Temperatur aufweist.An essential point is that by means of the water supply and distribution device Disturbances in the temperature profile in the bottom and top area of the stratified storage tank of the water contained in the stratified storage is reduced to a minimum can be. Advantageously, in the store loading mode, i.e. when feeding of hot water, a temperature-precise stratification of the hot water from guaranteed top down. In addition, it is ensured that the Discharge of cold water has no effect on the main volume of the stratified storage tank Flow showing the temperature stratification within the stratified storage would disturb, is caused. In addition, using the invention Water supply and distribution device ensures that heating from the cold Condition triggers no noticeable temperature fluctuations during the tap, so that withdrawn drinking or industrial water up to high tap volumes of, for example 15 l / min to 25 l / min essentially always has the same temperature.

Es sei betont, daß die erfindungsgemäße Wasserleit- und -verteileinrichtung sowohl im Boden- als auch im Deckelbereich des Schichtenspeichers einzeln oder in Kombination miteinander, je nach gewünschter und/oder vorgegebener Geometrie des Schichtenspeichers vorgesehen sind.It should be emphasized that the water supply and distribution device according to the invention both in Bottom as well as in the lid area of the stratified storage tank individually or in combination with each other, depending on the desired and / or predetermined geometry of the layered storage are provided.

Gemäß einer Ausführungsform weist die obere Wasserleit- und -verteileinrichtung eine sich etwa horizontal erstreckende, als Prallplatte wirkende Verteilplatte auf, auf die das einzuspeichernde Warmwasser so gelenkt wird, daß sich zustromseitig der Verteilplatte eine im wesentlichen horizontal verlaufende Strömung ausbildet. In bevorzugter Weise ist so gewährleistet, daß einzuspeicherndes und in den Schichtenspeicher einströmendes Warmwasser nicht strahlförmig in das Hauptvolumen des Schichtenspeichers einströmt und zu einer Durchmischung der Schichten und einer damit einhergehenden Störung der Temperaturschichtung des in dem Schichtenspeicher bereits enthaltenen Wassers führt.According to one embodiment, the upper water guiding and distributing device has a about horizontally extending, acting as a baffle plate on which Hot water to be stored is directed so that there is upstream of the distribution plate forms a substantially horizontal flow. In a preferred way This ensures that what is to be stored and flows into the stratified storage Hot water does not flow in a jet into the main volume of the stratified storage tank and a mixing of the layers and a concomitant Disruption of the temperature stratification of that already contained in the stratified storage Water leads.

Durch die als Prallplatte wirkende Verteilplatte wird das einströmende Warmwasser oberhalb des Niveaus der Verteilplatte so umgelenkt, daß es im wesentlichen horziontal strömt und oberhalb der Verteilplatte eine im wesentlichen ringförmige Strömung ausbildet, die sich nur allmählich in Richtung Kaltwasser ausbreitet und letzteres quasi nach unten wegsiebt, ohne jedoch eine Vermischung mit dem Kaltwasser zu bewirken.The inflowing hot water becomes above the baffle plate deflected the level of the distribution plate so that it was essentially horizontal flows and forms an essentially annular flow above the distribution plate, which only gradually spreads towards cold water and the latter practically sieves downwards, but without causing any mixing with the cold water.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Leit- und Verteilsystem eine relativ große Dimensionierung der Verteilplatte vorsieht, um eine optimierte Strömungsführung zu gewährleisten.It is advantageous if the control and distribution system according to the invention has a relative large dimensioning of the distribution plate provides for an optimized flow guidance to ensure.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein einer Wandung des Schichtenspeichers zugewandtes Ende der Verteilplatte in Richtung einer Zustromseite so abgewinkelt, daß sich dort eine in Richtung der Zustromseite wirkende Strömung ausbildet.According to one embodiment of the invention, one is a wall of the stratified storage angled end of the distribution plate in the direction of an inflow side, that a flow acting in the direction of the inflow side is formed there.

Auf diese Weise ist gewährleistet, daß an der Verteilplatte eine gleichmäßige homogene Strömung in im wesentlichen horizontaler Ebene mit einem geringen Anteil nach oben entsteht. Somit werden in den Schichtenspeicher einlaufende Strömungen durch die erfindungsgemäße Wasserleit- und -verteileinrichtung in vorteilhafter Weise so umgelenkt, daß diese auf den obersten Volumenbereich des Schichtenspeichers eingegrenzt sind. Temperaturschwankungen, auch zu Beginn des Ladevorgangs, werden somit ausgeglichen, da eine Durchmischung des Schichtenspeicherinhalts von vorneherein ausgeschlossen ist.In this way it is ensured that a uniform homogeneous on the distribution plate Flow in an essentially horizontal plane with a small proportion upwards arises. Currents flowing into the stratified storage are thus the water guiding and distribution device according to the invention deflected in an advantageous manner, that this is limited to the uppermost volume area of the stratified storage are. Temperature fluctuations, even at the start of the charging process, are thus balanced, because a mix of the stratified storage content from the outset is excluded.

Erfindungsgemäß findet eine Warmwasserzapfung im Deckelbereich des Schichtenspeichers statt. Dadurch, daß einströmendes Warmwasser strömungstechnisch so umgelenkt wird, daß es zunächst nur im obersten Volumenbereich des Schichtenspeichers vorhanden ist, ist eine Warmwasserzapfung auch bei einem völlig entladenen Speicher praktisch unmittelbar möglich, da eine Abkühlung des einströmenden Warmwassers mit einem schichtenmäßig darunter befindlichen Kaltwasser nicht stattfindet.According to the invention, there is a hot water tap in the lid area of the stratified storage tank instead of. The fact that incoming hot water is redirected in terms of flow is that it is initially only in the uppermost volume area of the stratified storage there is a hot water tap even when the storage tank is completely empty practically immediately possible because the inflowing hot water cools down with a cold water layer below it does not take place.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darüber hinaus, wie vorerwähnt, auch durch ein Verfahren gelöst, welches, abhängig von Brauchwasserentnahme und der Höhe derselben verschiedene Betriebsschritte vorsieht.The object underlying the invention is furthermore, as mentioned, also solved by a process which, depending on the hot water withdrawal and the amount of the same provides for various operational steps.

So wird im Fall keiner Brauchwasserentnahme zunächst eine vorgegebene Einschalttemperaturdifferenz dTEin zwischen einer vorbestimmten Speichersolltemperatur TSoll und einer gemessenen Speichertemperatur TSP überwacht. Wenn diese Einschalttemperaturdifferenz dTEin überschritten wird, folgt ein Einschalten oder Umschalten der Umwälzpumpe und/oder des Heizgeräts zum Abziehen eines Volumenstroms von Kaltwasser aus dem Kaltwasserabzug, dem Erwärmen desselben in dem Wärmetauscher und Einspeichern des Volumenstroms als Warmwasser über die Warmwasserleitung in den Schichtenspeicher. Ist schließlich eine vorgegebene Ausschalttemperaturdifferenz dTAus zwischen der Speichertemperatur TSP und einer Rücklauftemperatur TRL in der heizkreisseitigen Rücklaufleitung erreicht, wird die Umwälzpumpe und/oder das Heizgerät aus- oder umgeschaltet.In the event of no hot water extraction, a predetermined switch-on temperature difference dT Ein between a predetermined storage tank target temperature T Soll and a measured storage tank temperature T SP is initially monitored. If this switch-on temperature difference dT On is exceeded, the circulation pump and / or the heater is switched on or switched over to draw off a volume flow of cold water from the cold water fume cupboard, heat it in the heat exchanger and store the volume flow as hot water via the hot water line in the stratified storage tank. When a predetermined switch-off temperature difference dT Aus between the storage tank temperature T SP and a return temperature T RL in the heating circuit-side return line is reached, the circulation pump and / or the heater is switched off or on.

Wird eine Brauchwasserentnahme vorgenommen, welche geringer ist als der maximal förderbare Volumenstrom einzuspeichernden Warmwassers, schließt sich an den Schritt des Überwachens einer vorgegebenen Einschalttemperaturdifferenz dTEin das Ein- oder Umschalten der Umwälzpumpe und/oder des Heizgeräts an, wenn die Einschalttemperaturdifferenz dTEin überschritten wird. Dabei wird ein Volumenstrom von Kaltwasser aus dem Kaltwasserzulauf abgezogen, in dem Wärmetauscher erwärmt und als Warmwasser über die Warmwasserleitung in den Schichtenspeicher wieder eingespeichert. Schließlich erfolgt das Ausschalten oder Umschalten der Umwälzpumpe und/oder des Heizgeräts, wenn eine vorgegebene Ausschalttemperaturdifferenz dTAus zwischen der Speichersolltemperatur TSP und Speicheristtemperatur erreicht ist.If hot water is withdrawn that is less than the maximum volume of hot water that can be pumped, the step of monitoring a specified switch-on temperature difference dT On is followed by switching on or switching over the circulation pump and / or the heater if the switch-on temperature difference dT On is exceeded. A volume flow of cold water is withdrawn from the cold water inlet, heated in the heat exchanger and stored again as hot water in the stratified tank via the hot water pipe. Finally, the circulation pump and / or the heater are switched off or switched over when a predetermined switch-off temperature difference dT off between the storage target temperature T SP and the actual storage temperature has been reached.

Bei einem weiteren Betriebszustand wird im Fall einer Brauchwasserentnahme, welche größer ist als der maximal förderbare Volumenstrom einzuspeichernden Warmwassers in der Folge des Überwachens einer vorgegebenen Einschalttemperaturdifferenz dTEin das Einschalten oder Umschalten der Umwälzpumpe und/oder des Heizgeräts vorgenommen, wenn die Einschalttemperaturdifferenz dTEin überschritten wird. Dabei wird ein Teilvolumenstrom von Kaltwasser aus dem Kaltwasserzulauf abgezogen, in dem Wärmetauscher erwärmt und als Warmwasser über die Warmwasserleitung in den Schichtenspeicher eingespeichert, sowie ein anderer Teilvolumenstrom von Kaltwasser aus dem Kaltwasserzulauf über den Kaltwasserabzug in den Schichtenspeicher zugeführt. Die Umwälzpumpe und/oder das Heizgerät werden ausgeschaltet oder umgeschaltet, wenn eine vorgegebene Ausschalttemperaturdifferenz dTAus zwischen der Speichersolltemperatur TSP und Speicheristtemperatur erreicht ist.In another operating state, which is larger is made as the maximum recoverable flow einzuspeichernden hot water as a result of monitoring a predetermined switch-dT A switching or switching over the circulating pump and / or the heater in case of a hot water outlet when the switch-dT is exceeded A , A partial volume flow of cold water is drawn off from the cold water inlet, heated in the heat exchanger and stored as hot water via the hot water line in the stratified tank, and another partial volume flow of cold water from the cold water inlet is fed into the stratified tank via the cold water drain. The circulation pump and / or the heater are switched off or switched over when a predetermined switch-off temperature difference dT off between the storage tank target temperature T SP and the actual storage tank temperature has been reached.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention result from the subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das anhand der Abbildung näher erläutert wird. Hierbei zeigt:

Fig. 1
eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Brauchwasserkreislauf und ein Heizkreislauf über einen im Gleichstrom betriebenen Plattenwärmetauscher miteinander gekoppelt sind.
The invention is described below using an exemplary embodiment which is explained in more detail with reference to the figure. Here shows:
Fig. 1
an embodiment of the invention, in which a process water circuit and a heating circuit are coupled to one another via a plate heat exchanger operated in direct current.

In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.In the following description, the same parts have the same effect Reference numbers used.

Die einzige Figur zeigt einen Brauchwasserkreislauf B und einen Heizkreislauf H, welche über einen im Gleichstrom betriebenen Plattenwärmetauscher 9 miteinander gekoppelt sind. Der Brauchwasserkreislauf B umfaßt einen Kaltwasserzulauf 12, welcher mit einem Kaltwasserabzug 4 eines Schichtenspeichers 6 verbunden ist. In dem Kaltwasserabzug 4 ist eine Umwälzpumpe 7 angeordnet, welche Kaltwasser zum Plattenwärmetauscher 9 transportiert, wo es erwärmt und als Warmwasser über eine Warmwasserleitung 5 einem oberen Bereich des Schichtenspeichers 6 zugeführt wird. Über eine Brauchwasserentnahmeleitung 13, deren Mündung 2 ebenfalls im oberen Bereich des Schichtenspeichers 6 angeordnet ist, kann das erwärmte Wasser entnommen werden. Weiterhin ist ein Temperaturfühler 1 zum Messen einer Speichertemperatur TSP auf Höhe der Mündung 3 des Kaltwasserabzugs 4 angeordnet. The single figure shows a process water circuit B and a heating circuit H, which are coupled to one another via a plate heat exchanger 9 operated in direct current. The process water circuit B comprises a cold water inlet 12 which is connected to a cold water drain 4 of a stratified storage tank 6. A circulation pump 7 is arranged in the cold water drain 4, which transports cold water to the plate heat exchanger 9, where it is heated and fed as hot water via an hot water pipe 5 to an upper region of the stratified storage tank 6. The heated water can be removed via a process water extraction line 13, the mouth 2 of which is also arranged in the upper region of the stratified storage tank 6. Furthermore, a temperature sensor 1 for measuring a storage temperature T SP is arranged at the mouth 3 of the cold water drain 4.

Der Heizkreislauf H umfaßt einen Brenner-Heizwasserwärmetauscher 10, welcher z.B. gasbetrieben sein kann. Von diesem Heizwasserwärmetauscher 10 verläuft eine Vorlaufleitung 11 zum heizkreisseitigen Wassereintritt des Plattenwärmetauschers 9 und eine Rücklaufleitung 14 mit einem zugeordneten Rücklauftemperaturfühler 15 und einer Heizkreispumpe 8 vom heizkreisseitigen Wasseraustritt zurück zum Heizwasserwärmetauscher 10. Der Plattenwärmetauscher 9 ist so ausgelegt, daß die Warmwassertemperatur TWW in der Warmwasserleitung 5 zwischen Plattenwärmetauscher 9 und Schichtenspeicher 6 der Rücklauftemperatur TRL entspricht. Hierbei dient die Solltemperatur TSoll des Schichtenspeichers 6 als Führungsgröße für die Rücklauftemperatur TRL. Damit wird ein - üblicherweise notwendiger - weiterer Temperaturfühler im Bereich des brauchwasserseitigen Wasseraustritts zur Warmwasserleitung 5 oder in derselben überflüssig. Der üblicherweise schon im Heizkreislauf vorgesehene Temperaturmeßfühler für die Rücklauftemperatur TRL reicht somit aus, um einen Schichtenspeicher wie den gezeigten Schichtenspeicher 6 an vorhandene Heizkreisläufe anzukoppeln. Zur Regelung ist des weiteren lediglich noch der Temperaturfühler 1 zum Messen der tatsächlichen Speichertemperatur TSP notwendig, um den Temperaturverlauf in der Schichtenstruktur beurteilen und zur Regelung heranziehen zu können. In Abhängigkeit von der Höhe der Brauchwasserentnahme über die Brauchwasserentnahmeleitung 13 können die zirkulierenden Volumenströme im Brauchwasserkreislauf und im Heizkreislauf mittels der Umwälzpumpe 7 bzw. der Heizkreispumpe 8 so angeglichen werden, daß die Rücklauftemperatur TRL stets in etwa der Warmwassertemperatur (Speicherladetemperatur) TWW entspricht. Die Positionierung des Temperaturfühlers 1 auf Höhe der Mündung 3 des Kaltwasserabzugs 4 gewährleistet eine schnelle Reaktion beim Nachladen des Schichtenspeichers 6, wodurch maximale Leistungskennzahlen erreicht werden. Ist z.B. eine Einschalttemperaturdifferenz dTEin zwischen einer vorbestimmten Speichersolltemperatur TSoll und einer am Temperaturfühler 1 gemessenen Speichertemperatur TSP von -5 K vorgegeben, so wird beim Überschreiten dieser Einschalttemperaturdifferenz dTEin die Umwälzpumpe 7 und/oder der Heizwasserwärmetauscher 10 ein- oder umgeschaltet. Die heizkreisseitige Rücklauftemperatur TRL wird dann auf Speichersolltemperatur TSoll geregelt. Kaltes Trinkwasser wird im Plattenwärmetauscher 9 erhitzt und über die Warmwasserleitung 5 in den Schichtenspeicher 6 eingeschichtet. Dies geschieht schließlich so lange, bis eine vorgegebene Ausschalttemperaturdifferenz dTAus zwischen der Speicheristtemperatur TRL und der Speichersolltemperatur TSoll von z.B. -2 K erreicht ist. In diesem Fall werden die Umwälzpumpe 7 und/oder der Heizwasserwärmetauscher 10 aus- oder umgeschaltet.The heating circuit H comprises a burner heating water heat exchanger 10, which can be gas-operated, for example. From this heating water heat exchanger 10 runs a flow line 11 to the heating circuit water inlet of the plate heat exchanger 9 and a return line 14 with an associated return temperature sensor 15 and a heating circuit pump 8 from the heating circuit water outlet back to the heating water heat exchanger 10. The plate heat exchanger 9 is designed so that the hot water temperature T WW in the hot water line 5 between plate heat exchanger 9 and stratified storage tank 6 corresponds to the return temperature T RL . In this case, the target temperature T Soll of the stratified storage device 6 serves as a reference variable for the return temperature T RL . This makes a - usually necessary - additional temperature sensor in the area of the hot water outlet to the hot water pipe 5 or in the same superfluous. The temperature sensor for the return temperature T RL, which is usually already provided in the heating circuit, is therefore sufficient to couple a stratified storage tank such as the stratified storage tank 6 shown to existing heating circuits. Furthermore, only the temperature sensor 1 for measuring the actual storage temperature T SP is necessary for regulation in order to be able to assess the temperature profile in the layer structure and to be able to use it for regulation. Depending on the amount of hot water withdrawal via the hot water withdrawal line 13, the circulating volume flows in the hot water circuit and in the heating circuit can be adjusted by means of the circulation pump 7 or the heating circuit pump 8 so that the return temperature T RL always corresponds approximately to the hot water temperature (storage tank charging temperature) T WW . The positioning of the temperature sensor 1 at the level of the mouth 3 of the cold water fume cupboard 4 ensures a quick reaction when reloading the stratified storage tank 6, as a result of which maximum performance indicators are achieved. If, for example, a switch-on temperature difference dT Ein between a predetermined storage tank target temperature T Soll and a storage tank temperature T SP measured at temperature sensor 1 of -5 K is specified, then when this switch-on temperature difference dT On is exceeded, the circulation pump 7 and / or the heating water heat exchanger 10 is switched on or switched over. The heating circuit-side return temperature T RL is then regulated to the target cylinder temperature T target . Cold drinking water is heated in the plate heat exchanger 9 and stratified in the stratified storage tank 6 via the hot water line 5. This finally happens until a predetermined switch-off temperature difference dT Aus between the actual cylinder temperature T RL and the target cylinder temperature T Soll of, for example, -2 K is reached. In this case, the circulation pump 7 and / or the heating water heat exchanger 10 are switched off or on.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.At this point it should be noted that all the parts described above by themselves seen and in any combination, especially those shown in the drawings Details are claimed as essential to the invention. Changes from this are familiar to the expert.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

BB
BrauchwasserkreislaufHot water circuit
HH
Heizkreislaufheating circuit
TRL T RL
Rücklauftemperatur bzw. SpeicheristtemperaturReturn temperature or actual cylinder temperature
TSP T SP
Speichertemperaturstorage temperature
TVL T VL
Vorlauftemperaturflow temperature
TWW T WW
WarmwassertemperaturHot water temperature
TSoll T target
Schichtenspeicher-Soll-TemperaturStratified storage target temperature
dTWT dT WT
WassertemperaturdifferenzWater temperature difference
TEin T A
EinschalttemperaturSwitch-on
TAus T off
AusschalttemperaturSwitch-off
11
Temperaturfühlertemperature sensor
22
BrauchwasserauslassBrauchwasserauslass
33
Mündung des KaltwasserabzugsMouth of the cold water drain
44
KaltwasserabzugCold water withdrawal
55
WarmwasserleitungHot water pipe
66
Schichtenspeicherstratified storage
77
Umwälzpumpecirculating pump
88th
HeizkreispumpeHeating circuit
99
PlattenwärmetauscherPlate heat exchanger
1010
HeizwasserwärmetauscherHeating water heat exchanger
1111
Vorlaufleitung supply line
1212
KaltwasserzulaufCold water supply
1313
BrauchwasserentnahmeleitungWater extraction line
1414
RücklaufleitungReturn line
1515
RücklauftemperaturfühlerReturn temperature sensor

Claims (12)

Warmwasserspeicher, insbesondere Schichtenspeicher (6), mit einem Kaltwasserzulauf (12), einer Brauchwasserentnahmeleitung (13) und einem aus dem unteren Bereich desselben wegführenden Kaltwasserabzug (4), in dessen Verlauf eine Umwälzpumpe (7) angeordnet ist und der zu einem Wärmetauscher (9) führt, von dem aus eine Warmwasserleitung (5) in den oberen Bereich des Schichtenspeichers (6) mündet,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wärmetauscher (9) einem Heizkreislauf (H) mit Heizgerät (10), Heizkreispumpe (8) und Vor- (11) und Rücklaufleitung (14) zugeordnet ist, und dass eine vorbestimmte Solltemperatur (TSoll) des Schichtenspeichers (6) den Sollwert für die Rücklauftemperatur (TRL) des Heizkreislaufs (H) bestimmt.Hot water storage tank, in particular stratified storage tank (6), with a cold water inlet (12), a process water extraction line (13) and a cold water outlet (4) leading from the lower area of the same, in the course of which a circulation pump (7) is arranged and which leads to a heat exchanger (9 ) leads from which a hot water pipe (5) opens into the upper area of the stratified storage tank (6),
characterized in that
the heat exchanger (9) is assigned to a heating circuit (H) with a heater (10), heating circuit pump (8) and supply line (11) and return line (14), and that a predetermined target temperature (T target ) of the stratified storage tank (6) corresponds to the target value determined for the return temperature (T RL ) of the heating circuit (H). Warmwasserspeicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wärmetauscher (9) im Gleich- oder, insbesondere im Gegenstrom, betreibbar und so ausgelegt ist, dass die heizkreisseitige Rücklauftemperatur (TRL) in etwa der Warmwassertemperatur (TWW) in der Warmwasserleitung (5) zwischen Wärmetauscher (9) und Schichtenspeicher (6) entspricht.Hot water tank according to claim 1,
characterized in that
the heat exchanger (9) can be operated in cocurrent or, in particular in countercurrent, and is designed such that the heating circuit-side return temperature (T RL ) is approximately the same as the hot water temperature (T WW ) in the hot water line (5) between the heat exchanger (9) and stratified storage tank ( 6) corresponds. Warmwasserspeicher nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine mittlere Temperaturdifferenz (dTWT) durch eine Leistungsstufung an der Umwälzpumpe (7) und/oder der Heizkreispumpe (8) variierbar ist. Hot water tank according to claim 1 or 2,
characterized in that
an average temperature difference (dT WT ) can be varied by means of a power rating on the circulating pump (7) and / or the heating circuit pump (8). Warmwasserspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei Überschreitung einer vorgegebenen Einschalttemperaturdifferenz (dTEin) zwischen der gemessenen Speichertemperatur (TSP) und der vorbestimmten Speichersolltemperatur (TSoll) ein Ladevorgang auslösbar ist, bei dem die Umwälzpumpe (7) und/oder das Heizgerät (10) ein- oder umgeschaltet werden.Hot water tank according to one of the preceding claims,
characterized in that
If a predetermined switch-on temperature difference (dT On ) between the measured storage tank temperature (T SP ) and the predetermined storage tank temperature (T target ) is exceeded, a charging process can be triggered in which the circulation pump (7) and / or the heater (10) are switched on or over , Warmwasserspeicher nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einschalttemperaturdifferenz (dTEin) im Bereich zwischen -0,5 K und -15 K, vorzugsweise im Bereich zwischen -1 K und -12 K und besonders bevorzugt im Bereich zwischen -2 K und -10 K liegt.Hot water tank according to claim 4,
characterized in that
the switch (dT ON) in the range between -0.5 K and -15 K, preferably in the range between -1 K and -12 K and especially in the range between -2 K and -10 K. Warmwasserspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Unterschreiten einer vorgegebenen Ausschalttemperaturdifferenz (dTAus) zwischen der gemessenen Speichertemperatur (TSP) und der vorbestimmten Speichersolltemperatur (TSoll) der Ladevorgang abbrechbar ist, und die Umwälzpumpe (7) und/oder das Heizgerät (10) aus- oder umgeschaltet werden.Hot water tank according to one of the preceding claims,
characterized in that
if the temperature falls below a predetermined switch-off temperature difference (dT Aus ) between the measured cylinder temperature (T SP ) and the predetermined cylinder temperature (T Soll ), the charging process can be stopped and the circulation pump (7) and / or the heater (10) can be switched off or on. Warmwasserspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Temperaturregelung lediglich ein Temperaturfühler (1) im Schichtenspeicher (6) und ein Rücklauftemperaturfühler (15) im Bereich der Rücklaufleitung (14) des Heizkreislaufs (H) vorgesehen, insbesondere erforderlich, ist.Hot water tank according to one of the preceding claims,
characterized in that
only one temperature sensor (1) in the stratified storage tank (6) and one return temperature sensor (15) in the area of the return line (14) of the heating circuit (H) is provided, in particular required, for temperature control. Warmwasserspeicher nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Temperaturfühler (1) in etwa auf Höhe der Mündung (3) des Kaltwasserabzugs (4) im unteren Bereich des Schichtenspeichers (6) angeordnet ist.Hot water tank according to claim 7,
characterized in that
the temperature sensor (1) is arranged approximately at the level of the mouth (3) of the cold water drain (4) in the lower region of the stratified storage tank (6). Warmwasserspeicher nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Temperaturfühler (1) zwischen 2,0 cm und 10 cm über dem Bodenniveau des Schichtenspeichers (6) angeordnet ist.Hot water tank according to claim 7 or 8,
characterized in that
the temperature sensor (1) is arranged between 2.0 cm and 10 cm above the floor level of the stratified storage tank (6). Verfahren zum Speichern von Warmwasser in einem Speicher, insbesondere in einem Schichtenspeicher (6), mit einem Kaltwasserzulauf (12), einer Brauchwasserentnahmeleitung (13) und einem aus dem unteren Bereich desselben wegführenden Kaltwasserabzug (4), in dessen Verlauf eine Umwälzpumpe (7) angeordnet ist und der zu einem Wärmetauscher (9) führt, von dem aus eine Warmwasserleitung (5) in den oberen Bereich des Schichtenspeichers (6) mündet, insbesondere mit einem Wärmetauscher (9), der einem Heizkreislauf (H) mit Heizgerät (10), Heizkreispumpe (8) und Vor- (11) und Rücklaufleitung (14) zugeordnet ist,
gekennzeichnet durch
folgende Schritte im Fall keiner Brauchwasserentnahme: A) Überwachen einer vorgegebenen Einschalttemperaturdifferenz (dTEin) zwischen einer vorbestimmten Speichersolltemperatur (TSoll) und einer gemessenen Speichertemperatur (TSP); B) Einschalten oder Umschalten der Umwälzpumpe (7) und/oder des Heizgeräts (10) zum Abziehen eines Volumenstroms von Kaltwasser aus dem Kaltwasserabzug (4), Erwärmen desselben in dem Wärmetauscher (9) und Einspeichern des Volumenstroms als Warmwasser über die Warmwasserleitung (5) in den Schichtenspeicher (6), wenn die Einschalttemperaturdifferenz (dTEin) überschritten wird; und C) Ausschalten oder Umschalten der Umwälzpumpe (7) und/oder des Heizgeräts (10), wenn eine vorgegebene Ausschalttemperaturdifferenz (dTAus) zwischen der Speichertemperatur (TSP) und Speichersolltemperatur erreicht ist. Method for storing hot water in a storage tank, in particular in a stratified storage tank (6), with a cold water inlet (12), a process water extraction line (13) and a cold water outlet (4) leading from the lower area of the same, in the course of which a circulation pump (7) is arranged and which leads to a heat exchanger (9), from which a hot water pipe (5) opens into the upper region of the stratified storage tank (6), in particular with a heat exchanger (9) which connects a heating circuit (H) with a heater (10) , Heating circuit pump (8) and supply (11) and return line (14) is assigned,
marked by
the following steps if no hot water is drawn: A) monitoring a predetermined switch-on (dT ON) between a predetermined cylinder temperature (T Soll) and a measured storage tank temperature (T SP); B) Switching on or switching over the circulation pump (7) and / or the heater (10) for withdrawing a volume flow of cold water from the cold water fume cupboard (4), heating the same in the heat exchanger (9) and storing the volume flow as hot water via the hot water line (5 ) in the stratified storage tank (6) when the switch-on temperature difference (dT On ) is exceeded; and C) Switching off or switching over the circulation pump (7) and / or the heater (10) when a predetermined switch-off temperature difference (dT Off ) between the storage tank temperature (T SP ) and the storage tank target temperature has been reached. Verfahren zum Speichern von Warmwasser in einem Speicher, insbesondere in einem Schichtenspeicher (6), mit einem Kaltwasserzulauf (12), einer Brauchwasserentnahmeleitung (13) und einem aus dem unteren Bereich desselben wegführenden Kaltwasserabzug (4), in dessen Verlauf eine Umwälzpumpe (7) angeordnet ist und der zu einem Wärmetauscher (9) führt, von dem aus eine Warmwasserleitung (5) in den oberen Bereich des Schichtenspeichers (6) mündet, insbesondere mit einem Wärmetauscher (9), der einem Heizkreislauf (H) mit Heizgerät (10), Heizkreispumpe (8) und Vor- (11) und Rücklaufleitung (14) zugeordnet ist,
gekennzeichnet durch
folgende Schritte im Fall einer Brauchwasserentnahme, wenn diese geringer ist als der maximal förderbare Volumenstrom einzuspeichernden Warmwassers: A) Überwachen einer vorgegebenen Einschalttemperaturdifferenz (dTEin) zwischen einer vorbestimmten Speichersolltemperatur (TSoll) und einer gemessenen Speichertemperatur (TSP); B) Einschalten oder Umschalten der Umwälzpumpe (7) und/oder des Heizgeräts (10) zum Abziehen eines Volumenstroms von Kaltwasser aus dem Kaltwasserzulauf (12), Erwärmen desselben in dem Wärmetauscher (9) und Einspeichern des Volumenstroms als Warmwasser über die Warmwasserleitung (5) in den Schichtenspeicher (6), wenn die Einschalttemperaturdifferenz (dTEin) überschritten wird; und C) Ausschalten oder Umschalten der Umwälzpumpe (7) und/oder des Heizgeräts (10), wenn eine vorgegebene Ausschalttemperaturdifferenz (dTAus) zwischen der Speichertemperatur (TSP) und Speichersolltemperatur erreicht ist. Method for storing hot water in a storage tank, in particular in a stratified storage tank (6), with a cold water inlet (12), a process water extraction line (13) and a cold water outlet (4) leading from the lower area of the same, in the course of which a circulation pump (7) is arranged and which leads to a heat exchanger (9), from which a hot water pipe (5) opens into the upper region of the stratified storage tank (6), in particular with a heat exchanger (9) which connects a heating circuit (H) with a heater (10) , Heating circuit pump (8) and supply (11) and return line (14) is assigned,
marked by
the following steps in the case of hot water extraction, if this is less than the maximum volume flow of hot water to be stored: A) monitoring a predetermined switch-on (dT ON) between a predetermined cylinder temperature (T Soll) and a measured storage tank temperature (T SP); B) Switching on or switching over the circulation pump (7) and / or the heater (10) for withdrawing a volume flow of cold water from the cold water inlet (12), heating the same in the heat exchanger (9) and storing the volume flow as hot water via the hot water line (5 ) in the stratified storage tank (6) when the switch-on temperature difference (dT On ) is exceeded; and C) Switching off or switching over the circulation pump (7) and / or the heater (10) when a predetermined switch-off temperature difference (dT Off ) between the storage tank temperature (T SP ) and the storage tank target temperature has been reached. Verfahren zum Speichern von Warmwasser in einem Speicher, insbesondere in einem Schichtenspeicher (6), mit einem Kaltwasserzulauf (12), einer Brauchwasserentnahmeleitung (13) und einem aus dem unteren Bereich desselben wegführenden Kaltwasserabzug (4), in dessen Verlauf eine Umwälzpumpe (7) angeordnet ist und der zu einem Wärmetauscher (9) führt, von dem aus eine Warmwasserleitung (5) in den oberen Bereich des Schichtenspeichers (6) mündet, insbesondere mit einem Wärmetauscher (9), der einem Heizkreislauf (H) mit Heizgerät (10), Heizkreispumpe (8) und Vor- (11) und Rücklaufleitung (14) zugeordnet ist,
gekennzeichnet durch
folgende Schritte im Fall einer Brauchwasserentnahme, wenn diese größer ist als der maximal förderbare Volumenstrom einzuspeichernden Warmwassers: A) Überwachen einer vorgegebenen Einschalttemperaturdifferenz (dTEin) zwischen einer vorbestimmten Speichersolltemperatur (TSoll) und einer gemessenen Speichertemperatur (TSP); B) Einschalten oder Umschalten der Umwälzpumpe (7) und/oder des Heizgeräts (10) zum Abziehen eines Teilvolumenstroms von Kaltwasser aus dem Kaltwasserzulauf (12), Erwärmen desselben in dem Wärmetauscher (9) und Einspeichern des Volumenstroms als Warmwasser über die Warmwasserleitung (5) in den Schichtenspeicher (6), sowie Zuführen eines anderen Teilvolumenstroms von Kaltwasser aus dem Kaltwasserzulauf (12) über den Kaltwasserabzug in den Schichtenspeicher (6), wenn die Einschalttemperaturdifferenz (dTEin) überschritten wird; und C) Ausschalten oder Umschalten der Umwälzpumpe (7) und/oder des Heizgeräts (10), wenn eine vorgegebene Ausschalttemperaturdifferenz (dTAus) zwischen der Speichertemperatur (TSP) und Speichersolltemperatur erreicht ist. Method for storing hot water in a storage tank, in particular in a stratified storage tank (6), with a cold water inlet (12), a process water extraction line (13) and a cold water outlet (4) leading from the lower area of the same, in the course of which a circulation pump (7) is arranged and which leads to a heat exchanger (9), from which a hot water pipe (5) opens into the upper region of the stratified storage tank (6), in particular with a heat exchanger (9) which connects a heating circuit (H) with a heater (10) , Heating circuit pump (8) and supply (11) and return line (14) is assigned,
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the following steps in the case of hot water extraction, if this is greater than the maximum volume flow of hot water to be stored: A) monitoring a predetermined switch-on (dT ON) between a predetermined cylinder temperature (T Soll) and a measured storage tank temperature (T SP); B) Switching on or switching over the circulation pump (7) and / or the heater (10) to withdraw a partial volume flow of cold water from the cold water inlet (12), heating the same in the heat exchanger (9) and storing the volume flow as hot water via the hot water line (5 ) in the stratified storage tank (6), as well as supplying another partial volume flow of cold water from the cold water inlet (12) via the cold water outlet into the stratified storage tank (6) if the switch-on temperature difference (dT On ) is exceeded; and C) Switching off or switching over the circulation pump (7) and / or the heater (10) when a predetermined switch-off temperature difference (dT Off ) between the storage tank temperature (T SP ) and the storage tank target temperature has been reached.
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