DE19825045A1

DE19825045A1 - Hot water storage tank

Info

Publication number: DE19825045A1
Application number: DE19825045A
Authority: DE
Inventors: Werner Dingel
Original assignee: RAPIDO WAERMETECHNIK GmbH
Current assignee: RAPIDO WAERMETECHNIK GmbH
Priority date: 1997-06-07
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 1998-12-10
Also published as: DE29810022U1

Abstract

The hot water storage tank is supplied with water at different temperatures at different times eg. from solar heating and from boiler heating. The inlet pipe (8) has a flexible section (9) with an outlet. The pipe end is supported by a cable (15) attached to a servo motor (14) to position the outlet at the required strata to match the temperature of the supplied water and the water at that level. The water storage in the tank is stratified. The outlet of the supply pipe is fitted with a temperature sensor (11) linked to a control unit (13). This measures the temperature of the inlet water and activates the hoist to add the inlet water to the optimum strata level. The system can also be applied to the outlet pipe, to extract water at selected temperatures.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schichtenspeicher mit einem Wasserbe hälter gemäß dem einleitenden Teil des unabhängigen Anspruchs.The present invention relates to a stratified storage tank with a water tank container according to the introductory part of the independent claim.

Solche Schichtenspeicher sind marktgängig, sie dienen, wenn sie mit einem Heizelement versehen sind, zur Aufheizung eingrenzbarer Wassermengen im Inneren des Speicherbe hälters, und zwar vorzugsweise in dessen oberen Teil.Such stratified storage tanks are commercially available, they serve when they have a heating element are provided, for heating limited amounts of water inside the storage tank halters, preferably in the upper part.

Zudem werden solche Speicher aber auch als Pufferspeicher eingesetzt. Bei diesen Pufferspeichern wird Heizungswasser gespeichert, um damit die Heizanlage eines Hauses oder kaltes Wasser in einem Brauchwasserspeicher zu beheizen. Der Sinn eines Puffer speichers liegt im wesentlichen darin, Wärmeenergie zu speichern in Zeiten, in denen diese Energie nicht erzeugt werden kann beziehungsweise zugeführt werden kann, zum Beispiel bei Solaranlagen während der Nachtstunden oder während Stunden schwachen Sonnenscheins. Darüber hinaus haben Pufferspeicher bei mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen oder mit elektrischem Strom beheizten Wärmeerzeugern den Vorteil, daß sie die Schalthäufigkeit der Wärmequelle, also des Brenners oder des Heizelementes, wesentlich verringern. Der Wärmeerzeuger arbeitet somit eine relativ lange Zeit, manchmal ½ bis 1 Stunde ununterbrochen und lädt den Pufferspeicher auf. Danach kommt es zu ebenfalls langen Stillstandszeiten des Wärmeerzeugers, weil die Heizungsanlage mit Wärme aus dem Wasser und Energieanhalt des Pufferspeichers versorgt wird. Erst wenn dieser entladen ist, wird der Wärmeerzeuger wieder eingeschaltet.In addition, such memories are also used as a buffer memory. With these Buffer tanks are used to store heating water so that the heating system of a house or to heat cold water in a domestic hot water tank. The sense of a buffer storage essentially consists of storing thermal energy at times when this energy cannot be generated or can be supplied to Example with solar systems during the night or during weak hours Sunshine. They also have storage tanks with liquid or gaseous Fuels or electric heaters have the advantage that they the switching frequency of the heat source, i.e. the burner or the heating element, reduce significantly. The heat generator thus works for a relatively long time, sometimes ½ to 1 hour continuously and charges the buffer storage. After that it happens also long downtimes of the heat generator because the heating system with Heat from the water and energy content of the buffer storage is supplied. Only when the heat generator is switched on again.

Werden Pufferspeicher mit verschiedenen Möglichkeiten der Aufladung kombiniert, zum Beispiel mit Heizkesseln oder ähnlichen Wärmeerzeugern und zusätzlich mit Solarkollekto ren und/oder Wärmepumpen, so wird das Wasser mit verschiedenen Temperaturniveaus in den Pufferspeicher eingespeist. Hierbei muß darauf geachtet werden, daß die im Pufferspeicher vorhandene Schichtung zwischen wärmeren und kälteren Wasserschichten nicht gestört wird. Geschieht dies, ist die Wirkung des Schichtenspeichers nicht mehr vorhanden.Are buffer stores combined with different charging options to: Example with boilers or similar heat generators and also with solar collectors Ren and / or heat pumps, so the water with different temperature levels fed into the buffer memory. It must be ensured that the im Buffer storage layering between warmer and colder water layers is not disturbed. If this happens, the effect of the stratified storage is no longer available.

Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schichtenspeicher der eingangs näher bezeichneten Art vorzusehen, bei dem die Möglichkeit besteht, das in den Schich tenspeicher eingespeiste Wasser in den Höhenbereich des Schichtenspeichers einzuspei sen, daß der mit seiner Temperatur der Temperatur des zufließenden Wassers entspricht.It is therefore an object of the present invention to provide a stratified storage device at the beginning provide specified type, in which there is a possibility that in the Schich water fed into the height range of the stratified storage tank sen that the temperature corresponds to the temperature of the incoming water.

Diese Aufgabe wird bei einem Schichtenspeicher der eingangs näher bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.This task is performed in a stratified storage tank of the type described in the introduction solved by the characterizing features of the independent claim.

Auf diese Weise ist es möglich, Wasserströme aus einem Heizkessel oder Umlaufwasser heizer im oberen Bereich des Schichtenspeichers einzuspeisen, da hier üblicherweise mit einer hohen Temperatur gerechnet werden kann. Von einer Wärmepumpe eingespeiste Wasserströme befinden sich in aller Regel auf einem etwas niedrigeren Temperaturniveau und Wasserströme, die aus einem Solarkollektor stammen, können in Zeiten schwacher Sonneneinstrahlung nur auf einem noch niedrigeren Temperaturniveau liegen. Diese Wasserströme werden also in niedrigere Höhenniveaus des Schichtenspeichers einge speist. In this way it is possible to get water flows from a boiler or circulating water to feed the heater in the upper area of the stratified storage tank, as this is usually the case here a high temperature can be expected. Fed by a heat pump Water flows are usually at a somewhat lower temperature level and water flows coming from a solar collector can be weaker at times Sun exposure is only at an even lower temperature level. This Water flows are therefore incorporated into the lower levels of the stratified storage tank feeds.

Um den Effekt einer sauberen Schichtung im Schichtenspeicher zu erreichen, ist es bekannt, in unterschiedlichen Höhen des Speicherbehälters angebrachte Wärmetauscher vorzusehen, die an die verschiedenen Aufheizelemente des Schichtenspeichers ange schlossen werden.To achieve the effect of a clean stratification in the stratified storage, it is known heat exchangers installed at different heights of the storage tank to be provided to the various heating elements of the stratified storage be closed.

Durch die Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, mittels einer einzigen Wassereinlaß leitung unterschiedlichste Wärmelieferanten in den Speicherbehälter Wasser einspeisen zu lassen, und die Einspeisehöhe stellt sich automatisch ein.The invention creates the possibility of using a single water inlet Feed the most diverse heat suppliers into the storage tank water and the feed height adjusts itself automatically.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Anhand der Fig. 1 und 2 der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.Further refinements and particularly advantageous developments of the invention emerge from the dependent claims. Referring to Figs. 1 and 2 of the drawing two embodiments of the invention will be explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Schichtenspeichers und Fig. 1 is a sectional view of a layer memory and

Fig. 2 eine Variante hierzu. Fig. 2 shows a variant of this.

In beiden Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.In The same reference numbers in both figures denote the same details.

Der Schichtenspeicher gemäß Fig. 1 weist einen von einer nicht dargestellten Isolierung und einem Außengehäuse umgebenen Speicherbehälter 1 auf, dessen Innenraum 2 mit Wasser gefüllt ist. Eine Oberseite 3 des Wasserbehälters ist von einer Entnahmeleitung 4 durchsetzt, die im obersten Bereich 5 des Speicherbehälters mit ihrem Einlaß 6 beginnt. Die Entnahmeleitung 4 führt entweder zu einer Heizungsanlage eines Hauses, bestehend aus Radiatoren oder einer Fußbodenheizungsanlage und/oder zu einem Brauchwasser speicher.The memory layers shown in FIG. 1 has a space surrounded by an insulation, not shown, and an outer casing storage container 1, the interior of which is filled with water 2. A top 3 of the water tank is penetrated by a removal line 4 , which begins with its inlet 6 in the uppermost region 5 of the storage tank. The extraction line 4 leads either to a heating system of a house, consisting of radiators or an underfloor heating system and / or to a domestic water storage.

Ein Boden 7 des Speicherbehälters 1 ist von einer Wassereinlaßleitung 8 durchsetzt, die sich im Inneren 2 des Speicherbehälters 1 als bewegliches Einspeiserohr 9 fortsetzt. Es weist ein Mündungsende 10 auf. Die Wassereinlaßleitung 8 ist entweder an ein speisendes Kaltwassernetz oder an einen Solarkollektor, eine Wärmepumpe oder einen Heizkessel oder Umlaufwasserheizer angeschlossen. Es kann ein Umschaltventil vorgesehen sein, so daß auch mehrerer dieser Wärmequellen alternativ oder gemeinsam angeschlossen werden können.A bottom 7 of the storage container 1 is penetrated by a water inlet line 8 , which continues in the interior 2 of the storage container 1 as a movable feed pipe 9 . It has a mouth end 10 . The water inlet line 8 is either connected to a supplying cold water network or to a solar collector, a heat pump or a boiler or circulating water heater. A changeover valve can be provided so that several of these heat sources can be connected alternatively or together.

Am Mündungsende 10 des Einspeiserohres 9 ist ein Temperaturfühler 11 angeordnet, der über eine elektrische Leitung 12 mit einem Steuerglied 13 verbunden ist, das seinerseits auf einen Stellmotor 14 arbeitet. Der Stellmotor 14 ist über ein Seil 15 mit dem Mündungs ende 10 verbunden, das bevorzugt so ausgerichtet ist, daß es in waagerechter Richtung Wasser aus dem Einspeiserohr 9 in das Innere 2 des Behälters 1 ausläßt. Das Einspeise rohr 9 ist im Bereich des Inneren 2 des Schichtenspeichers 1 als Schlauch, als Wellrohr oder als Schieberohr ausgebildet. Dadurch ist es möglich, das Höhenniveau des Mün dungsendes 10 im Inneren 2 durch Betätigen des Stellmotors 14 zu ändern.At the mouth end 10 of the feed pipe 9 , a temperature sensor 11 is arranged, which is connected via an electrical line 12 to a control member 13 , which in turn works on a servomotor 14 . The servomotor 14 is connected via a rope 15 to the mouth end 10 , which is preferably oriented so that it discharges water from the feed pipe 9 into the interior 2 of the container 1 in the horizontal direction. The feed pipe 9 is formed in the region of the interior 2 of the stratified storage 1 as a hose, as a corrugated tube or as a sliding tube. This makes it possible to change the height level of the end 10 of the coin in the interior 2 by actuating the servomotor 14 .

Der Temperaturfühler 11 signalisiert die Temperatur, die das Wasser am Ort der Lage des Temperaturfühlers 11 beziehungsweise des Mündungsendes 10 aufweist. Ein zweiter Temperaturfühler 17 ist im Wassereinlaßrohr 8 angeordnet und mit einer Leitung 18 gleichfalls mit dem Steuerglied 13 verbunden. Besteht zwischen den beiden von den Temperaturfühlern 17 und 11 geführten Temperaturen eine Differenz, so beaufschlagt das Steuerglied 13 den Stellmotor 14 in der Weise, daß das Mündungsende 10 des bewegli chen Einspeiserohres 9 derart im Höhenniveau 16 verfahren wird, daß die Temperaturen gleich sind. Dadurch ist gewährleistet, daß das aus dem Einspeiserohr 8 das Innere 2 des Behälters 1 gelangende Wasser stets auf dem Höhenniveau eingespeist wird, was in seiner Temperatur der Temperatur des zufließenden Wassers entspricht. Damit wird die Schichtung im Inneren des Schichtenspeichers in einem Minimum gestört.The temperature sensor 11 signals the temperature of the water at the location of the temperature sensor 11 or the mouth end 10 . A second temperature sensor 17 is arranged in the water inlet pipe 8 and also connected to the control member 13 by a line 18 . If there is a difference between the two temperatures of the temperature sensors 17 and 11 , the control member 13 acts on the servomotor 14 in such a way that the mouth end 10 of the movable feed pipe 9 is moved at height level 16 such that the temperatures are the same. This ensures that the water coming out of the feed pipe 8, the interior 2 of the container 1 is always fed in at the height level, which corresponds in its temperature to the temperature of the inflowing water. The stratification inside the stratified storage tank is thus disturbed to a minimum.

Das Stellglied 15 kann als Seil oder als Gestänge ausgebildet sein. Der Stellmotor 14 kann außen im Bereich der Isolierung oder des Außengehäuses des Schichtenspeichers angeordnet sein, es kann sich auch um einen Unterwassermotor handeln, der im Inneren 2 des Speicherbehälters angeordnet ist. Man erspart sich dann eine Dichtung des Stellglie des.The actuator 15 can be designed as a rope or as a linkage. The servomotor 14 can be arranged on the outside in the region of the insulation or the outer housing of the stratified storage tank, it can also be an underwater motor which is arranged on the inside 2 of the storage tank. One then saves a seal of the actuator.

Gemäß Fig. 2 ist es darüber hinaus zusätzlich möglich, auch den Einlaß 6 der Warmwas serentnahmeleitung 4 höhenverstellbar auszugestalten. Somit wird einem zweiten Steuer glied 13' eine Soll-Temperatur für das Wasser in der Entnahmeleitung 4 vorgegeben, und der Stellmotor 14' bewegt diesen Einlaß 6 auf das Höhenniveau 16', das der gewünschten Soll-Temperatur entspricht.Referring to FIG. 2, it is also additionally possible about the inlet 6 and the hot water heating serentnahmeleitung 4 adjustable in height to design. Thus, a second control member 13 'is a target temperature for the water in the extraction line 4 , and the servomotor 14 ' moves this inlet 6 to the height level 16 ', which corresponds to the desired target temperature.

Claims

1. stratified storage tank with a water tank ( 1 ) and a water inlet line ( 8 ) opening into this and a warm water outlet line ( 4 ), characterized in that a mouth end ( 10 ) of the water inlet line ( 8 ) is arranged height-adjustable in the water tank ( 1 ).

2. stratified storage tank according to claim 1, characterized in that an actuator ( 14 ) is provided which is connected by means of an actuator ( 15 ) to the mouth end ( 10 ).

3. stratified storage according to claim 2, characterized in that the actuator ( 15 ) is designed as a rope or as a linkage.

4. stratified storage tank according to one of claims 1 to 3, characterized in that at the mouth end ( 10 ) of the water inlet line ( 8 ) a temperature sensor ( 11 ) is arranged, which via a line ( 12 ) with a control member ( 13 ) for the servomotor ( 14 ) is connected.

5. stratified storage tank according to one of claims 1 to 4, characterized in that the water inlet line ( 8 ) in its inside ( 2 ) of the storage container ( 1 ) lying area is designed to be movable.

6. stratified storage tank according to claim 5, characterized in that the water inlet line ( 8 ) consists of a corrugated tube, a hose or egg nem slide tube.

7. stratified storage tank according to one of claims 1 to 6, characterized in that an inlet ( 6 ) of the hot water extraction line ( 4 ) is also arranged in a height-adjustable manner inside ( 2 ) of the storage tank ( 1 ).