Gerät zur Brauchwasserbereitung und -speicherung

Abstract

 Das Gerät zur Brauchwasseraufbereitung und -speicherung be­steht aus einem Behälter (3) mit im unteren Innenbereich an­geordneten, mit Ladepumpe (17) versehenen, schraubenlinien­förmig gewendelten Rohrwärmetauscher (1) und mit unterem Kalt- und oberem Warmwasseranschluß, wobei über dem Wärmetau­scher (1) eine nach unten offene, den Wärmetauscher (1) seit­lich umfassende, etwa glockenförmige Abschirmung (2) angeord­net ist, deren Seitenwand mit der Behälterinnenwand einen Spalt (22) begrenzt und die an ihrem obersten Flächenbereich eine öffnung aufweist, an der ein im oberen Bereich des Be­hälters (3) offen endendes Steigrohr (10) angesetzt ist. Das Volumen der den Wärmetauscher (1) enthaltenden Abschirmung (2) entspricht 30 - 50 % des Volumens des Behälters (3). Im Freiraum (4) innerhalb des Wärmetauschers (1) ist eine nach oben oder unten verschlossene Hülse (5) angeordnet und unter dieser die Mündung (7) des Kaltwasserzufuhranschlusses (8). Ferner sind in der Wandung (9) des Steigrohres (10), minde­stens über dessen halbe obere Hälfte verteilt, Ausströmöff­nungen (11) angeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Brauchwasserbereitung und -speicherung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

[0002] Ein Gerät der genannten Art ist nach dem DE- U - 78 29 552 bekannt. Das auf der glockenförmigen Abschirmung aufgesetzte Steigrohr steht dabei mit dem Glockeninnenraum in Verbindung. Dadurch steigt das erwärmte Brauchwasser bei diesem vorbe­kannten Gerät, von der Abschirmung gegen das darüber ge­schichtete Kaltwasser abgeschirmt, im Steigrohr sofort nach oben und schichtet sich in Form eines Warmwasserpolsters im oberen Beriech ab, welche Warmwasserschichtung im wesentli­chen von der Lage der Ausmündung des Steigrohres abhängt. Dieses vorbekannte Gerät funktioniert zwar wie beschrieben, hat aber doch verschiedene Nachteile und ist nicht ohne wei­teres verwendbar, wenn der Speicher- bzw. Warmwasserbereiter mit einem relativ kleinen Gesamtvolumen bspw. von nur max. 20 ltr. Verwendung finden soll. Da das Steigrohr nur nach oben offen ist, kann theoretisch nur von dort her das warme Brauchwasser in den oberen Bereich des Behälters gelangen, wobei sich aber die untere Warmwassergrenze nur sehr langsam, wenn überhaupt, nach unten bewegt, da der über der Steigrohr­mündung sitzende Warmwasserpfropfen ein schnelles Nachströmen von Warmwasser verhindert. Ferner stehen die Volumenverhält­nisse von Behälter und Abschirmung in einem ungünstigen Ver­ hältnis zueinander, d.h., das von der Abschirmung umschlos­sene Volumen ist in bezug auf das Behältervolumen relativ klein, und schließlich gelangt das bei Entnahme von Warmwas­ser von unten zuströmende Kaltwasser direkt an den Wärmetau­scher bzw. in die Abschirmung. Bei einem Speicherbehälter mit relativ großem Aufnahmevolumen sind diese Nachteile nicht allzu gravierend, sie machen sich aber bei Kleinspeichern mit max. 20 ltr. Inhalt durchaus bemerkbar.

[0003] Der Erfindung liegt, ausgehend vom Brauchwasserbereiter bzw. -speicher der gattungsgemäßen Art die Aufgabe zugrunde, die­sen insbesondere zur Verwendung als Kleinspeicher dahingehend zu verbessern, daß dieser bei entsprechend begrenzter Spei­cherwirkung auch gewissermaßen als Durchlauferhitzer zur Wir­kung gebracht werden kann, und zwar mit der Maßgabe, dabei dafür zu sorgen, daß das durch den Wärmetauscher erzeugte Warmwasser schnell in die ganze ober Hälfte des Behälters und das nachströmende Kaltwasser nicht direkt an den Wärme­tauscher gelangen kann und daß ferner für eine weitgehende exakte Strömungsführung längs des Wärmetauschers gesorgt sein soll.

[0004] Diese Aufgabe ist mit einem Gerät zur Brauchwasserbereitung und -speicherung der eingangs genannten Art nach der Erfin­dung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

[0005] Diese erfindungsgemäße Ausbildung des Gerätes unterscheidet sich also vom Vorbekannten im wesentlichen durch ein anderes Volumenverhältnis zwischen Behältervolumen und Abschirmvolu­men, durch das mit Öffnungen versehene Steigrohr und durch die im Freiraum des Wärmetauschers eingesetzte, vorzugsweise nach oben verschlossene und nach unten offene Hülse, die eine exakte Strömungsführung innerhalb des Gerätes gewährleistet. Durch das vorerwähnte und geänderte Volumenverhältnis steht insbesondere für den möglichen Durchlaufbetrieb bei größerer Warmwasserentnahme ein größeres, schneller aufheizbares Was­ servolumen zur Verfügung, wobei durch die Hülse dafür gesorgt ist, daß das aufzuheizende, von unten nachströmende Brauch­wasser zwingend die Rohrzüge des Wärmetauschers passieren muß. Die Gesamtaufladung des Behälters mit Warmwasser wird durch die öffnungen im Steigrohr beschleunigt, da das im Steigrohr aufsteigende Warmwasser dieses nicht nur durch die obere Mündung verlassen kann, sondern auch schon durch die seitlichen öffnungen während der Passage des Steigrohres, was bedeutet, daß sich die untere Grenze der sich oben ausbilden­den Warmwasserschicht schneller nach unten bewegt.

[0006] Da die Abschirmung in bezug auf das Behältervolumen ein rela­tiv großes Volumen besitzt, kann auch innerhalb der Abschir­mung eine entsprechend große übertragungsfläche bzw. ein ent­sprechend großer Wärmetauscher untergebracht werden, wobei es vorteilhaft möglich ist, den Wärmetauscher in Form einer Dop­pelwendel auszubilden, ohne daß damit die Möglichkeit be­schnitten ist, die vorerwähnte, eine exakte Strömungsführung gewährleistende Hülse unterzubringen. Vorteilhaft und zweck­mäßig ist dabei die innere Wendel des Wärmetauschers mit dem Heizungsvorlaufanschluß und die äußere Wendel mit dem Hei­zungsrücklaufanschluß versehen, was bedeutet, daß der heißere Strang des Wärmetauschers unmittelbar benachbart zur Hülse verläuft und dadurch das in der Hülse befindliche Wasser ei­ner Aufwärmung bzw. Vorwärmung besser zugänglich ist. Im obe­ren Verschluß der Hülse können dabei durchaus ein oder meh­rere kleine Löcher vorgesehen sein, die vorzugsweise im Um­fangsrandbereich des Verschlusses angeordnet sind. Diese Lö­cher sind aber bzgl. Anzahl und Querschnittsgröße so bemes­sen, daß in der Hülse erzeugtes Warmwasser langsam nach oben aus der Hülse ausströmen und in den wesentlich schnelleren Aufstiegsstrom des vom Wärmetauscher erzeugten Warmwassers gelangen kann.

[0007] In Rücksicht auf die den Wärmetauscher umschließende Abschir­mung sind der Heizungsvorlauf- und der Heizungsrücklaufan­schluß des Würmetauschers vorteilhaft nach unten am Behälter abgehend angeordnet, wodurch sich einfache Einbauverhältnisse für den Wärmetauscher ergeben, da die Wand der Abschirmung von den Vor- und Rücklaufanschlüssen nicht durchgriffen wer­den muß. Diesbezüglich besteht eine vorteilhafte Weiterbil­dung auch darin, daß der untere Boden des Behälters lösbar am Behälter befestigt ist.

[0008] Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Gerätes bestehen darin, daß am Behälter im Bereich des oberen und unteren Endes der Abschirmung je eine Thermofühler angeordent ist, wobei diese Thermofühler in Reihe geschaltet in entgegengesetzter Schaltrichtung mit der Schaltung der Ladepumpe verbunden sind und ferner darin, daß am Kaltwasseranschluß ein Strömungs­schalter angeordnet ist.

[0009] Das erfindungsgemäße Gerät ist zwar insbesondere als Kleinge­rät bestimmt, es steht jedoch nichts entgegen, die spezielle Ausbildung der "Innereien" auch bei Behältern mit größerem Volumen zur Anwendung zu bringen. Als Kleingerät ist das Ge­rät wegen seiner kleineren äußeren Abmessuxngen insbesondere als Beigerät zu kleinen bspw. an einer Wand zu installieren­den Etagenheizkesseln, wie insbesondere Gasheizkesseln ge­eignet, wo normalerweise größere Speicherbehälter in der Re­gel nicht aufgestellt werden können. Aufgrund des sich zwangsläufig ergebenden geringen Gewichtes des Gerätes kann dieses problemlos ebenfalls für eine Wandinstallation vorge­sehen werden.

[0010] Das erfindungsgemäße Gerät wird nachfolgend anhand der zeich­nerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläu­tert.

[0011] Es zeigt schematisch

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch das Gerät;

Fig. 2 einen entsprechenden Vertikalschnitt durch das Gerät in etwas anderer Ausführungsform und

Fig. 3 einen Schnitt durch das Gerät längs Linie III-III in Fig. 1.

[0012] Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht das Gerät aus einem Be­hälter 3 mit im unteren Innenbereich angeordneten, mit Lade­pumpe 17 versehenen, schraubenlinienförmig gewendeltem Rohr­wärmetauscher 1 und mit unterem Kalt- und oberen Warmwasser­anschluß 8, 8′ . Über dem Wärmetauscher 1 ist eine nach unten offene, den Wärmetauscher 1 seitlich umfassende, etwa glockenförmige Abschirmung 2 angeordnet, deren Seitenwand mit der Behälterwand einen Spalt 22 begrenzt. Die Abschirmung 2 weist an ihrem obersten Flächenbereich eine öffnung auf, an der das im oberen Bereich des Behälters 3 offen endende Steigrohr 10 angesetzt ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, be­trägt das Volumen der den Wärmetauscher 1 enthaltenden Ab­schirmung 2 etwa 30 - 50 % des Volumens des Behälters 3. Im Freiraum 4 innerhalb des Wärmetauschers 1 ist eine nach oben verschlossene und nach unten offene Hülse 5 aneordnet.

[0013] Gemäß Fig. 3 können im Verschluß 20 der Hülse 5 einige kleine Löcher 21, wie dargestellt, im Randbereich des Verschlusses 20 angeordnet sein. Unter der unteren Öffnung 6 der Hülse 5 ist der Kaltwasserzufuhranschluß 8 angeordnet, wobei dessen Ausmündungen 7 vorteilhaft seitlich angebracht sind, damit sich das einströmende Kaltwasser über den ganzen unteren Bo­den 14 des Behälters 3 ausbreiten kann.

[0014] Abgesehen davon, daß aufgrund der Größe der Abschirmung 2 ein relativ großer Wärmetauscher 1 in der Abschirmung unterbring­bar ist, kann diese Wärmetauschfläche noch dadurch vergrößert werden, daß man den Wärmetauscher 1, wie dargestellt, in Form einer Doppelwendel ausbildet, wobei die innere Wendel 1′ mit dem Heizungsvorlaufanschluß 2 und die äußere Wendel 1˝ des Wärmetauschers 1 mit dem Heizungsrücklaufanschluß 13 versehen ist. Beide Anschlüsse gehen dabei vorteilhaft nach unten durch den Boden 14 des Behälters 3 ab. Damit werden Durch­griffe der Abschirmung 2 vermieden. Der Boden 14 kann dabei vorteilhaft als lösbarer unterer Verschluß des Behälters 3 im Sinne der Fig. 2 ausgebildet werden, an dem dann ebenfalls der Kaltwasserzulaufanschluß 8 angeordnet ist.

[0015] Das nach oben an einer entsprechenden öffnung im obersten Flächenbereich der Abschirmung 2 angesetzte Steigrohr 10 en­det mit seiner Hauptausmündung unmittelbar unter dem Warmwas­seranschluß 8′ und weist in seiner Wandung 4 mehrere Aus­strömöffnungen 11 auf, die mindestens über dessen halbe obere Hälfte verteilt angeordnet sind. Dadurch kann vom Wärmetau­scher 1 aufgeheiztes Brauchwasser die Abschirmung 2 bzw. das Steigrohr 10 nicht nur durch dessen oberen Hauptmündungen 10′ verlassen, sondern auch schon durch die öffnungen 11, wodurch sich beim Ladevorgang die untere Warmwasserfront wesentlich schneller nach unten bewegen kann als dies der Fall ist, wenn das warme Brauchwasser nur durch die obere Mündung 10′ aus dem Steigrohr austreten kann.

[0016] Am Behälter 3 bzw. der Behälterwand sind im Bereich des obe­ren und unteren Endes 2, 2˝ Anschlußmuffen 15′, 16′ für je einen Thermofühler 15, 16 angeordnet, die in Reihe geschaltet in entgegengesetzter Schaltrichtung mit der Schaltung 23 der Ladepumpe 17 verbunden sind. Beide Fühler sind dabei bspw. auf 60°C eingestellt. wenn bei entsprechender Brauchwas­serentnahme der obere Fühler von niedriger temperiertem Wasser erreicht wird, wird dabei die Ladepumpe ausgeschaltet, wenn dieser Fühler von 60° heißem Brauchwasser erreicht wird. Vorteilhaft kann zusätzlich im Kaltwasserzuströmanschluß 8 ein Strömungsschalter 19 vorgesehen werden, der bei kleinen Brauchwasserentnahmen und entsprechend geringem Zuströmvolu­men von Kaltwasser nich anspricht, sondern erst bei Entnah­men größerer Zapfmengen, wobei dann via Strömungsschalter 19 und unabhängig von den Fühlern 15, 16 die Ladepumpe 17 sofort eingeschaltet wird.

Ansprüche

1. Gerät zur Brauchwasseraufbereitung und -speicherung, be­stehend aus einem Behälter mit im unteren Innenbereich angeordneten, mit Ladepumpe versehenen, schraubenlinien­förmig gewendelten Rohrwärmetauscher und mit unterem Kalt- und oberem Warmwasseranschluß, wobei über dem Wär­metauscher eine nach unten offene, den Wärmetauscher seitlich umfassende, etwa glockenförmige Abschirmung an­geordnet ist, deren Seitenwand mit der Behälterinnenwand einen Spalt begrenzt und die an ihrem obersten Flächen­bereich eine Öffnung aufweist, an der ein im oberen Be­reich des Behälters offen endendes Steigrohr angesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Volumen der den Wärmetauscher (1) enthaltenden Abschirmung (2) 30 - 50 % des Volumens des Behälters (3) entspricht, daß im Freiraum (4) innerhalb des Wärmetau­schers (1) eine nach oben oder unten verschlossene Hülse (5) angeordnet und unter dieser die Mündung (7) des Kaltwasserzufuhranschlusses (8) angeordnet ist und daß in der Wandung (9) des Steigrohres (10), mindestens über dessen Halbe obere Hälfte verteilt, Ausströmöffnungen (11) angeordnet sind.

2. Gerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmetauscher (1) in Form einer Doppelwendel ausgebildet ist.

3. Gerät nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Wendel (1′) mit dem Heizungsvorlaufan­schluß (12) und die äußere Wendel (1˝) des Wärmetau­schers (1) mit dem Heizungsrücklaufanschluß (13) verse­hen ist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Heizungsvorlauf- (12) und der Heizungsrücklauf­anschluß (13) nach unten am Behälter (3) abgehend ange­ordnet sind.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der untere Boden (14) des Behälters (3) lösbar am Behälter (3) befestigt ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Behälter (3) im Bereich des oberen und unteren Endes (2′, 2˝) der Abschirmung (2) je ein Thermofühler (15, 16) angeordnet ist, die in Reihe geschaltet in ent­gegengesetzter Schaltrichtung mit der Schaltung der La­depumpe (17) verbunden sind.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Kaltwasseranschluß (18) ein Strömungskontroll­schalter (19) angeordnet ist, der mit der Schaltung der Ladepumpe (17) verbunden ist.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Verschluß (20) der Hülse (5) mindestens eine kleine Warmwasserzu- oder -abströmöffnung (21) angeord­net ist.

Zeichnung