[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser im
Durchlauf mit einem einerseits an eine Brauchwasserleitung und anderseits an einen
über einen Wärmespeicher geführten Wärmeträgerkreislauf angeschlossenen Wärmetauscher
und mit einer in Abhängigkeit von der Durchflussmenge des Brauchwassers antreibbaren
Kreislaufpumpe für den Wärmeträgerkreislauf.
[0002] Um Brauchwasser mit Hilfe eines einem Wärmespeicher entnommenen Wärmeträgers im Durchlauf
erwärmen zu können, muss dem zu diesem Zweck vorgesehenen Wärmetauscher bei einem
Bedarf an warmem Brauchwasser über den Vorlauf des Wärmespeichers heißer Wärmeträger,
üblicherweise Wasser, zugefördert werden, und zwar in einer vom Wärmebedarf für die
Brauchwassererwärmung abhängigen Menge. Diese Abhängigkeit wird bei bekannten Vorrichtungen
dieser Art dadurch sichergestellt, dass die üblicherweise elektrisch angetriebene
Kreislaufpumpe für den Wärmeträgerkreislauf durch einen im Zuge der Brauchwasserleitung
vorgesehenen Strömungsschalter eingeschaltet wird, sodass mit der Entnahme von Brauchwasser
über den Wärmetauscher diesem ein entsprechend erwärmter Wärmeträger aus dem Wärmespeicher
zugefördert wird. Die jeweils für eine vorgegebene Brauchwassertemperatur erforderliche
Wärmeträgermenge wird anhand der Brauchwasser- und der Wärmeträgertemperatur ermittelt
und mittels einer Steuerung eingestellt, die entweder die Förderleistung der Kreislaufpumpe
oder ein Mengenventil regelt. In beiden Fällen ist allerdings der Steuer- und Regelungsaufwand
groß, wozu noch ein erheblicher Energiebedarf für das Betreiben der Kreislaufpumpe
kommt.
[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erwärmen von
Brauchwasser der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass eine einfache,
verlässliche und wenig störanfällige Steuerung für den Wärmeträgerkreislauf ermöglicht
wird, ohne auf eine wirtschaftliche Anpassung der dem Wärmetauscher mit Hilfe des
Wärmeträgers zugeführten Wärmemenge an den für die Brauchwassererwärmung erforderlichen
Wärmebedarf verzichten zu müssen.
[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass in der Brauchwasserleitung
eine vom Brauchwasser beaufschlagbare, mit der Kreislaufpumpe antriebsverbundene Turbine
vorgesehen ist.
[0005] Die Erfindung macht sich den Umstand zu eigen, dass in Brauchwasserleitungen üblicherweise
ein Druck von 2 bis 6 bar herrscht, sodass dieser Druck beim Entnehmen von Brauchwasser
zum Antrieb einer Turbine genützt werden kann, die wiederum die Kreislaufpumpe für
den Wärmeträgerkreislauf mit dem Vorteil antreibt, dass die Fördermenge des Wärmeträgers
unmittelbar von der Durchflussmenge des zu erwärmenden Brauchwassers abhängt, weil
die Drehzahl der Turbine von der Strömungsgeschwindigkeit des Brauchwassers bestimmt
wird und die Drehzahlen der Turbine und der Kreislaufpumpe für den Wärmeträger in
einem vorgegebenen Verhältnis zueinander stehen. Dies bedeutet, dass die dem Wärmetauscher
zur Erwärmung des Brauchwassers in Durchlauf zugeführte Wärmeträgermenge stets an
die über den Wärmetauscher entnommene Brauchwassermenge angepasst wird, was unter
der Voraussetzung, dass der Vorlauf des Wärmespeichers für den Wärmeträger eine vorgegebene
Temperatur aufweist, zu einer von der Entnahmemenge unabhängigen, gleichbleibenden
Brauchwassertemperatur führt, und zwar ohne zusätzlichen Energieaufwand zur Förderung
des warmen Wärmeträgers durch den Wärmetauscher.
[0006] Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn das Laufrad der Turbine
und das Laufrad der Pumpe auf einer gemeinsamen Welle sitzen. Bei einer entsprechenden
Auslegung der Laufräder kann in vorteilhafter Weise die für die Erwärmung des Brauchwassers
erforderliche Fördermenge für den Wärmeträger in Abhängigkeit von dessen Vorlauftemperatur
sichergestellt werden, ohne ein Übersetzungsgetriebe zwischen Turbine und Pumpe vorsehen
zu müssen. Außerdem lassen sich Turbine und Pumpe in konstruktiv wenig aufwändiger
Art in einem gemeinsamen Gehäuse unterbringen, was die Installationsarbeiten zusätzlich
erleichtert, weil das Gehäuse lediglich an die Brauchwasserleitung und an den Wärmeträgerkreislauf
anzuschließen ist.
[0007] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar
wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser im Durchlauf
in einem vereinfachten Blockschaltbild gezeigt.
[0008] Die dargestellte Vorrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser weist einen im Sinne eines
Durchlauferhitzers betriebenen Wärmetauscher 1 auf, der einerseits an eine Brauchwasserleitung
2 und anderseits an einen Wärmeträgerkreislauf 3 angeschlossen ist. Der Wärmeträgerkreislauf
3 umfasst einen Wärmespeicher 4 für einen Wärmeträger, üblicherweise Wasser, wobei
der Vorlauf 5 des Wärmespeichers 4 an den Wärmetauscher 1 angeschlossen ist. Im vom
Wärmetauscher 1 zum Wärmespeicher 4 rückgeführten Rücklauf 6 für den Wärmeträger ist
eine Kreislaufpumpe 7 angeordnet, mit deren Hilfe dem Wärmetauscher 1 heißer Wärmeträger
zugefördert wird, wenn warmes Brauchwasser der Brauchwasserleitung 2 über ein Entnahmeventil
8 entnommen wird.
[0009] Zum Unterschied zu herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art wird die Kreislaufpumpe
7 nicht über eine aufwändige Steuerung über einen Elektromotor angetrieben, sondern
mit Hilfe einer Turbine 9, die in die Brauchwasserleitung 2 eingeschaltet ist. Der
in der Brauchwasserleitung 2 herrschende Druck wird bei einer Entnahme von Brauchwasser
für den Antrieb der Turbine 9 genützt, die mit der Kreislaufpumpe 7 antriebsverbunden
ist. Im einfachsten Fall können die Laufräder der Turbine 9 und der Kreislaufpumpe
7 auf einer gemeinsamen Welle 10 sitzen, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist.
Die Turbine 9 und die Kreislaufpumpe 7 können dabei in einem gemeinsamen Gehäuse 11
zu einer Baueinheit zusammengefasst werden, die dann lediglich an die Brauchwasserleitung
2 bzw. an den Wärmeträgerkreislauf 3 anzuschließen ist.
[0010] Wird über das Entnahmeventil 8 Brauchwasser entnommen, so bedingt die Brauchwasserströmung
einen Antrieb der Turbine 9 und damit der Kreislaufpumpe 7, sodass zwangsläufig heißer
Wärmeträger über den Vorlauf 5 dem Wärmetauscher 1 zugefördert wird, und zwar in einer
von der Zapfmenge des Brauchwassers abhängigen Menge. Aufgrund dieser vom Turbinenantrieb
bestimmten Fördermenge des Wärmeträgers kann in einfacher Weise eine vorgegebene,
von der jeweiligen Zapfmenge unabhängige Entnahmetemperatur für das Brauchwasser sichergestellt
werden. Dabei wird nicht nur der Vorteil einer einfachen Steuerung des Wärmeträgerkreislaufes
3 genützt, sondern auch eine Unabhängigkeit der Steuerung des Wärmeträgerkreislaufes
3 von einer äußeren Energie erreicht, sodass beispielsweise die Erwärmung des Brauchwassers
über den Wärmetauscher 1 bei einem Stromausfall nicht beeinträchtigt ist.
1. Vorrichtung zum Erwärmen von Brauchwasser im Durchlauf mit einem einerseits an eine
Brauchwasserleitung (2) und anderseits an einen über einen Wärmespeicher (4) geführten
Wärmeträgerkreislauf (3) angeschlossenen Wärmetauscher (1) und mit einer in Abhängigkeit
von der Durchflussmenge des Brauchwassers antreibbaren Kreislaufpumpe (7) für den
Wärmeträgerkreislauf (3), dadurch gekennzeichnet, dass in der Brauchwasserleitung (2) eine vom Brauchwasser beaufschlagbare, mit der Kreislaufpumpe
(7) antriebsverbundene Turbine (9) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad der Turbine (9) und das Laufrad der Pumpe (7) auf einer gemeinsamen Welle
(10) sitzen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (9) und die Pumpe (7) in einem gemeinsamen Gehäuse (11) angeordnet sind.
