Doppelmantelspeicher

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Doppelmantelspeicher für die Bereitung und Speicherung von warmem Brauchwasser gemäß Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 2.

[0002] Derartige Doppelmantelspeicher sind bspw. nach der EP-A- 0288340 bekannt, wobei jedoch die Führungselemente so angeordnet sind, daß sich auf der einen Seite vom Vorlaufanschluß aus eine untere Hin- und eine obere Rückströmung und dann nach Umlenkung eine obere Hin- und eine untere Rückströmung zum Rücklaufanschluß ergibt, was für den den Wärmetausch insgesamt auf der Hand liegend ungünstig ist, da oben schon abgekühltes Heizmedium mit dem Speicherwasser im Austausch steht und unten das abströmende Heizmedium keinen großen Temperaturunterzum Speicherwasser mehr haben kann.

[0003] Davon abgesehen und unabhängig davon, wie und wo man am Außenmantel die Heizmediumsvor- und -rücklaufanschlüsse anordnet, ist eine mehr oder weniger starke Temperaturschichtung im Brauchwasser des von außen beheizbaren Speicherbehälters praktisch unvermeidbar, und zwar selbst dann, wenn der Vorlaufanschluß unten und der Rücklaufanschluß oben am Außenmantel angeordnet sein sollte. Solche Temperaturschichtungen im Speicherbehälter sind aber aus bekannten Gründen unerwünscht, und der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand dafür zu sorgen, daß der Tendenz zu solchen Temperaturschichtungen entgegengewirkt bzw. diese weitgehend bei solchen außenbeheizten Speicherbehältern vermieden werden können, und zwar bei Doppelmantelspeichern, die entweder horizontal oder vertikal aufgestellt bzw. installiert werden.

[0004] Ausgehend von einem Doppelmantelspeicher der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe für einen Speicher in horizontaler Anordnung nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 und für einen Speicher in vertikaler Anordnung durch die im Kennzeichen des Anspruches 2 angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den jeweiligen Unteransprüchen.

[0005] Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung derartiger Doppelmantelspeicher wird also mit einer sehr einfachen und ohne großen zusätzlichen Aufwand zu verwirklichenden Maßnahme dafür gesorgt, daß das zwischen Außenmantel und Speicherbehälter strömende Heizmedium gezielt von einer strömenden Beaufschlagung oben befindlicher Speicherbereiche ferngehalten wird, d.h., das durchströmende und diesbezüglich für den Wärmeübergang besonders wirksame Teil des Wärmeträgermediums wird auf die tieferliegenden Bereiche des Speicherbehälters konzentriert bzw. heruntergedrückt und dort der Wärmeübergang intensiviert, wobei der aus dem Außenmantel herausragende Bodenteil des Speicherbehälters sowieso und der über der Abschirmblende befindliche Teil weitgehend dem Wärmeübergang entzogen sind.

[0006] In beiden Fällen sind dabei die Abschirmblenden mindestens punktuell außen am Speicherbehälter oder innen am Außenmantel befestigt, d.h., für die spezielle Strömungsführung des Heizmediums genügt es, die Abschirmblenden lediglich an einigen Stellen punktzuverschweißen. Bezüglich der Rücklaufführung bei der Lösung nach Anspruch 1 wird eine Ausführungsform derart bevorzugt, daß im Außenmantelboden eine Öffnung angeordnet und an dieser die außen längs der obersten Mantellinie des Außenmantels geführte Rücklaufleitung angeschlossen ist. Bei der Lösung nach Anspruch 1 wurde im übrigen festgestellt, daß sich dann im Brauchwasser oben keine wesentlich höheren Temperaturen als unten einstellen, wenn die Anordnungsebene der beiden Abschirmblenden in bezug auf die unterste Mantellinie des Außenmantels zu dieser in einer Distanz angeordnet ist, die zwei Dritteln des Außenmanteldurchmessers entspricht und bei der Lösung nach Anspruch 2, wenn die Anordnungsebene der ringförmigen Abschirmblende in bezug auf den Außenmantelabschluß zu diesem in einer Distanz angeordnet ist, die mindestens einem Sechstel der Höhe des Außenmantels entspricht.

[0007] Die Anordnung und Ausbildung der Rücklaufführung des Heizmediums ist bei der Lösung nach Anspruch 2 besonders einfach zu verwirklichen, nämlich dergestalt, daß das Leitungsstück aus einem U-Profilstück mit einer Länge gebildet ist, die der Distanz zwischen Abschirmblende und Außenmantelabschluß entspricht. Für dieses U-Profilstück genügt ebenfalls nur eine punktuelle Fixierung an einer der benachbarten Wandungen, d.h., bspw. auch an der ringförmigen Abschirmblende selbst.

[0008] Der erfindungsgemäße Doppelmantelspeicher wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0009] Es zeigt schematisch

Fig. 1

im Schnitt einen horizontal angeordneten Doppelmantelspeicher;

Fig. 2

einen Schnitt durch den Speicher längs Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3

im Schnitt einen vertikal angeordneten Doppelmantelspeicher;

Fig. 4

einen Teilschnitt durch das Oberteil des Speichers und

Fig. 5

einen Teilschnitt längs Linie V-V in Fig. 4.

[0010] Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, bestehen beide Doppelmantelspeicher aus einem mit Kaltwasserzufuhr- und Warmwasserablaufanschluß 3, 4 versehenem Speicherbehälter 1, der bis auf den mit den Anschlüssen 3, 4 versehenen Behälterboden 5 mit einem formangepaßten, das Heizmedium führenden Außenmantel 2 umgeben ist, an dem Heizmediumsvor- und -rücklaufanschlüsse 6, 7 angeordnet sind.

[0011] Um den Wärmeübergang zu intensivieren, sind beide Speicher an ihren Heizmediumsvorlaufanschlüssen 6 mit bedarfssteuerbaren Umwälzpumpen 19 ausgestattet.

[0012] Für die erste Ausführungsform nach Fig. 1, 2, d.h., bei horizontaler Orientierung der Längsachse 8 ist nun, wie dargestellt, wesentlich, daß oberhalb der Längsachse 8 zwischen dem Speicherbehälter 1 und dem Außenmantel 2 auf gleicher Höhe je eine horizontal orientierte, bis zum vertikalen Außenmantelabschluß 9 reichende, aber vor dem anderen Behälterboden 5′ endende Abschirmblende 10 und der Heizmediumsvorlaufanschluß 6 unten und am bodenfernen Ende 11 des Außenmantels 2 angeordnet ist, und daß für den oben angeordneten Heizmediumsrücklauf vom Außenmantelboden 12 aus, und zwar einer Stelle 13 über der Längsachse 8 und unter der Anordnungsebene E der beiden Abschirmblenden 10 eine Rücklaufleitung 14 bis zum bodenfernen Ende 11 des Außenmantels 2 geführt und die Leitung dort mit dem Rücklaufanschluß 7 versehen ist.

[0013] Was die Anordnung und Ausbildung des Rücklaufes bei dieser Ausführungsform betrifft, ist im Außenmantelboden 12 eine Öffnung 17 vorgesehen, an der die außen längs der obersten Mantellinie des Außenmantels 2 geführte Rücklaufleitung 14 angeschlossen ist, die zwecks einfacher Verbindung und Anlage am Außenmantel 2 aus einem Vierkantrohr besteht. Die tatsächliche Anordnung der beiden Abschirmblenden 10 in der Ebene E zwischen Außenmantel 2 und Speicherbehälter 1 ergibt sich nach Fig. 2.

[0014] Dieses Prinzip der "Stillegung" des oben befindlichen Speicherbereiches durch Abschirmblenden ist auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 mit vertikal aufgestellten Doppelmantelspeicher verwirklicht, und zwar hierbei in der Weise, daß unterhalb des Außenmantelabschlusses 9 zwischen dem Speicherbehälter 1 und dem mit unten angeordnetem Vorlaufanschluß 6 versehenen Außenmantel 2 eine horizontal orientierte, ringförmige Abschirmblende 10′ angeordnet und diese mit einer Rücklaufeinströmöffnung 15 versehen ist, von der aus ein Leitungsstück 16 zum am oberen Ende 11 des Außenmantels 2 angeordneten Rücklaufanschluß 7 führt.

[0015] Bei dieser Ausführungsform, wie dargestellt und insbesondere aus Fig. 4, 5 ersichtlich, ist das Leitungsstück 16 aus einem U-Profilstück 16′ mit einer Länge L gebildet, die der Distanz zwischen Abschirmblende 10′ und Außenmantelabschluß 9 entspricht.

[0016] Die durch die Abschirmblenden 10 bzw. 10′ im Raum zwischen Außenmantel 2 und Speicherbehälter 1 bedingte Strömungsführung des Heizmediums, vorzugsweise unterstützt durch die bedarfsgesteuerte Umwälzpumpe 19, ist mit Pfeilen verdeutlicht, d.h., über den Abschirmblenden 10, 10′, die keineswegs vollkommen dicht mit ihren benachbarten Wänden verbunden sein müssen, entstehen gewissermaßen Totwasserräume, die nicht bzw. nicht wesentlich an der Wärmeübertragung an den Speicher bzw. an das Brauchwasser beteiligt sind. Das sowieso im oberen Bereich des Speichers befindliche und bereits erwärmte Brauchwasser erfährt keine zusätzliche Aufwärmung mehr, sondern lediglich der sich unterhalb der Abschirmblenden befindliche Brauchwasserteil, wodurch erreichbar ist, daß das aufgewärmte Brauchwasser im oberen Teil keine wesentlich höhere Temperatur mehr hat gegenüber der Temperatur im unteren Bereich des Speichers.

Ansprüche

1. Doppelmantelspeicher für die Bereitung und Speicherung von warmem Brauchwasser, bestehend aus einem mit Kaltwasserzufuhr- und Warmwasserablaufanschluß (3, 4) versehenem Speicherbehälter (1), der mit einem formangepaßten, das Heizmedium führenden Außenmantel (2) umgeben ist, an dem Heizmediumsvor- und -rücklaufanschlüsse (6, 7) und zwischen dem und dem Speicherbehälter (1) Führungselemente für das Heizmedium angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei mit seiner Längsachse (8) im wesentlichen horizontal angeordnetem und bis auf den mit den Anschlüssen (3, 4) versehenen Behälterboden (5) vom Außenmantel (2) umgebenen, Speicherbehälter (1) oberhalb der Längsachse (8) zwischen dem Speicherbehälter (1) und dem Außenmantel (2) auf gleicher Höhe je eine horizontal orientierte, bis zum vertikalen Außenmantelabschluß (9) reichende, aber vor dem anderen Behälterboden (5′) endende Abschirmblende (10) als Führungselement und der Heizmediumsvorlaufanschluß (6) unten und am bodenfernen Ende (11) des Außenmantels (2) angeordnet sind und daß für den oben angeordneten Heizmediumsrücklauf vom Außenmantelboden (12) aus, und zwar einer Stelle (13) über der Längsachse (8) und unter der Anordnungsebene (E) der beiden Abschirmblenden (10) eine Rücklaufleitung (14) bis zum bodenfernen Ende (11) des Außenmantels (2) geführt und die Leitung dort mit dem Rücklaufanschluß (7) versehen ist.

2. Doppelmantelspeicher für die Bereitung und Speicherung von warmem Brauchwasser, bestehend aus einem mit Kaltwasserzufuhr- und Warmwasserablaufanschluß (3, 4) versehenem Speicherbehälter (1), der mit einem formangepaßten, das Heizmedium führenden Außenmantel (2) umgeben ist, an dem Heizmediumsvor- und -rücklaufanschlüsse (6, 7) und zwischen dem und dem Speicherbehälter (1) Führungselemente für das Heizmedium angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei mit seiner Längsachse (8) im wesentlichen vertikal angeordnetem und bis auf den mit den Anschlüssen (3, 4) versehenen Behälterboden (5) vom Außenmantel (2) umgebenen, Speicherbehälter (1) unterhalb des Außenmantelabschlusses (9) zwischen dem Speicherbehälter (1) und dem mit unten angeordnetem Vorlaufanschluß (6) versehenen Außenmantel (2) eine horizontal orientierte, ringförmige Abschirmblende (10′) als Führungselement angeordnet und diese mit einer Rücklaufeinströmöffnung (15) versehen ist, von der aus ein Leitungsstück (16) zum am oberen Ende (11) des Außenmantels (2) angeorndeten Rücklaufanschluß (7) führt.

3. Speicher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Außenmantelboden (12) eine Öffnung (17) angeordnet und an dieser die außen längs der obersten Mantellinie des Außenmantels (2) geführte Rücklaufleitung (14) angeschlossen ist.

4. Speicher nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Leitungsstück (16) aus einem U-Profilstück (16′) mit einer Länge (L) gebildet ist, die der Distanz zwischen Abschirmblende (10′) und Außenmantelabschluß (9) entspricht.

5. Speicher nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnungsebene der beiden Abschirmblenden (10) in bezug auf die unterste Mantellinie (18) des Außenmantels (2) zu dieser in einer Distanz angeordnet ist, die zwei Dritteln des Außenmanteldurchmessers entspricht.

6. Speicher nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnungsebene der ringförmigen Abschirmblende (10′) in bezug auf den Außenmantelabschluß (9) zu diesem in einer Distanz angeordnet ist, die mindestens einem Sechstel der Höhe (H) des Außenmantels (2) entspricht.

7. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschirmblenden (10, 10′) mindestens punktuell außen am Speicherbehälter (1) oder innen am Außenmantel (2) befestigt sind.

8. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Heizmediumsvorlaufanschluß (6) eine bedarfssteuerbare Umwälzpumpe (19) angeordnet ist.

Claims

1. A dual-jacket storage for preparing and storing of process water comprising a reservoir (1) provided with cold water supply and hot water discharge connections (3,4), which reservoir (1) is surrounded by a shape-conforming outer jacket (2) carrying the heating fluid, on which outer jacket are provided forward and return connections (6,7) for the heating fluid and between which outer jacket and the said reservoir (1) are provided guiding elements for the heating fluid,
characterized in
that with the reservoir (1) arranged with the longitudinal axis (8) thereof in a direction substantially horizontal and surrounded by the outer jacket (2) except for the reservoir bottom (5) provided with connections (3,4), respectively one horizontally oriented screening diaphragm (10) forming the guiding element and extending to the vertical outer jacket closure (9) yet terminating before the other reservoir bottom (5′) is arranged at the same level above the longitudinal axis (8) between the reservoir (1) and the outer jacket (2), and the heating fluid forward connection (6) is diposed at the bottom on the end (11) of the outer jacket (2) facing away from the bottom, and that in respect of the heating fluid return disposed at the top, from the bottom of the outer jacket (12), at a point (13) above the longitudinal axis (8) and below the plane of arrangement (E) of the two screening diaphragms (10) is guided a return conduit (14) down to the end (11) of the outer jacket (2) facing away from the bottom, and that the conduit at that point is provided with the return connection (7).

2. A dual-jacket storage for preparing and storing hot process water, comprising a reservoir (1) provided with cold water supply and a hot water discharge connections (3,4) and being surrounded by a shape-conforming outer jacket (2) carrying the heating fluid on which outer jacket are arranged forward and return connections (6,7) for the heating fluid, and between which outer jacket and the reservoir (1) are provided guiding elements for the heating fluid,
characterized in
that with reservoir (1) with its longitudinal axis (8) arranged in a direction substantially vertical and surrounded by outer jacket (2) except for the reservoir bottom (5) provided with connections (3,4) a horizontally oriented screening diaphragm (10′) forming the guiding element is arranged below the outer jacket closure (9) betweeen the reservoir (1) and the outer jacket (2) provided with the forward connection (6) located at the bottom, with the screening diaphragm being provided with a return in-flow opening (15) from which a conduit section (16) is led to the return connection (7) located on the upper end (11) of the outer jacket (2).

3. A storage according to claim 1,
characterized in
that provided in the outer jacket bottom (12) is an opening (17) and that connected thereto is the return conduit (14) guided along the uppermost jacket line of the outer jacket (2).

4. A storage according to claim 2,
characterized in
that the conduit section (16) is formed of a U-shaped profile section (16′) having a length (L) corresponding to the distance between the screening diaphragm (10′) and the outer jacket closure (9).

5. A storage according to claim 3,
characterized in
that the plane of arrangement of the two screening diaphragms (10) relative to the bottommost jacket line (18) of the outer jacket (2) is disposed at a distance therefrom corresponding to two thirds of the diameter of the outer jacket.

6. A storage according to claim 4,
characterized in
that the plane of arrangement of the annular screening diaphragm (10′) relative to the outer jacket closure (9) is located at a distance therefrom corresponding to at least one sixth of the height (H) of the outer jacket (2).

7. A storage according to any one of claims 1 to 6,
characterized in
that the screening diaphragms (10,10′) at least point-wise are fixed externally to the reservoir (1) or internally to the outer jacket (2).

8. A storage according to any one of claims 1 to 7
characterized in
that a demand-controlled recirculating pump (19) is provided on the heating fluid forward connection (6).

Revendications

1. Accumulateur à double enveloppe pour la préparation et le stockage d'eau chaude industrielle, comportant un bac de stockage (1) pourvu d'un raccordement d'alimentation d'eau froide et d'évacuation d'eau chaude (3, 4), qui est entouré d'une enveloppe extérieure (2) de forme adaptée véhiculant le fluide de chauffage, sur laquelle sont disposés des raccordements aller et de retour (6, 7) du fluide de chauffage, et entre laquelle et le bac de stockage (1) sont disposés des éléments de guidage pour le fluide de chauffage,
   caractérisé en ce que dans la zone du bac de stockage (1), disposé sensiblement à l'horizontale avec son axe longitudinal (8) et entouré de l'enveloppe (2) jusqu'au fond (5) du bac pourvu des raccordements (3, 4), il est disposé au même niveau, au-dessus de l'axe longitudinal (8) entre le bac de stockage (1) et l'enveloppe extérieure (2), orientés respectivement dans le plan horizontal, un diaphragme de déflexion (10) en tant qu'élément de guidage, lequel arrive jusqu'à l'extrémité verticale (9) de l'enveloppe extérieure, tout en se terminant cependant avant l'autre fond (5′) du bac, en ce que le raccordement aller (6) du fluide de chauffage est disposé en partie inférieure sur l'extrémité (11) de l'enveloppe extérieure (2) éloignée du fond, et en ce que, pour le retour du fluide de chauffage disposé en partie supérieure, une conduite de retour (14) mène du fond (12) de l'enveloppe extérieure, et ce à partir d'un point (13) situé au-dessus de l'axe longitudinal (8) et au-dessous du plan de disposition (E) des deux diaphragmes de déflexion (10), jusqu'à l'extrémité (11) éloignée de l'enveloppe extérieure (2), et en ce qu'à cet emplacement, la conduite est équipée du raccordement de retour (7).

2. Accumulateur à double enveloppe pour la préparation et le stockage d'eau chaude industrielle, comportant un bac de stockage (1) pourvu d'un raccordement d'alimentation d'eau froide et d'évacuation d'eau chaude (3, 4), qui est entouré d'une enveloppe extérieure (2) de forme adaptée véhiculant le fluide de chauffage, sur laquelle sont disposés des raccordements aller et de retour (6, 7) du fluide de chauffage, et entre laquelle et le bac de stockage (1) sont disposés des éléments de guidage pour le fluide de chauffage,
   caractérisé en ce que dans la zone du bac de stockage (1) disposé sensiblement à la verticale avec son axe longitudinal (8) et entouré de l'enveloppe extérieure (2) jusqu'au fond (5) du bac pourvu des raccordements (3, 4), il est disposé au même niveau, au-dessous de l'extrémité (9) de l'enveloppe extérieure entre le bac de stockage (1) et l'enveloppe extérieure (2) équipée en partie inférieure du raccordement de retour (6), orienté dans le plan horizontal, un diaphragme de déflexion annulaire (10′) en tant qu'élément de guidage, et en ce que ce dernier est pourvu d'un orifice d'admission de retour (15), à partir duquel un tronçon de conduite (16) mène au raccordement de retour (7) disposé sur l'extrémité supérieure (11) de l'enveloppe extérieure (2).

3. Accumulateur selon la revendication 1,
   caractérisé en ce qu'un orifice (17) est pratiqué dans le fond (12) de l'enveloppe extérieure, auquel est raccordée la conduite de retour (14) cheminant à l'extérieur le long de la génératrice supérieure de l'enveloppe extérieure (2).

4. Accumulateur selon la revendication 2,
   caractérisé en ce que le tronçon de conduite (16) est constitué d'un tronçon de profilé en U (16′) d'une longueur (L) qui correspond à la distance entre le diaphragme de déflexion (10′) et l'extrémité (9) de l'enveloppe extérieure.

5. Accumulateur selon la revendication 3,
   caractérisé en ce que, par rapport à la génératrice inférieure (18) de l'enveloppe extérieure (2), le plan de disposition des deux diaphragmes de déflexion (10) est disposé à une distance correspondant au deux tiers du diamètre de l'enveloppe extérieure.

6. Accumulateur selon la revendication 4,
   caractérisé en ce que, par rapport à l'extrémité (9) de l'enveloppe extérieure, le plan de disposition du diaphragme de déflexion annulaire (10′) est disposé à une distance correspondant au moins à un sixième de la hauteur (H) de l'enveloppe extérieure (2).

7. Accumulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
   caractérisé en ce que les diaphragmes de déflexion (10, 10′) sont fixés au moins ponctuellement sur le bac de stockage (1) ou à l'intérieur sur l'enveloppe extérieure (2).

8. Accumulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
   caractérisé en ce qu'une pompe de circulation (19) pouvant être commandée en cas de besoin est disposée sur le raccordement aller (6) du fluide de chauffage.

Zeichnung