EP0541012B1

EP0541012B1 - Double walled accumulator

Info

Publication number: EP0541012B1
Application number: EP92118579A
Authority: EP
Inventors: Hans Dr. Viessmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-11-07
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2012-10-30
Also published as: DE9113835U1; EP0541012A1; ATE112380T1; DE59200567D1

Abstract

The invention relates to a double-walled accumulator for the preparation and storage of hot domestic water, consisting of an accumulator container (1) which is provided with a cold-water supply connection and a hot-water delivery connection (3, 4) and which is surrounded, except for the container bottom (5) which is provided with the connections (3, 4), with a fitting outer wall (2) which conducts the heating medium and on which heating medium forward run and return run connections (6, 7) are arranged. In order to avoid temperature layerings, according to the invention there is arranged, in an accumulator (1) arranged with its longitudinal axis (8) essentially horizontal, above the longitudinal axis (8) between the accumulator container (1) and the outer wall (2), at the same level, in each case a horizontally oriented shielding screen (10) which extends as far as the outer wall end (9) but ends before the other container bottom (5'), and the heating medium forward run connection (6) is arranged at the bottom and at the end (11) of the outer wall (2) distant from the bottom. For the heating medium return run, which is arranged at the top, a return run pipe (14) is, starting from the outer wall bottom (12), and specifically in a place (13) above the longitudinal axis (8) and below the plane of arrangement (E) of the two shielding screens (10), guided as far as the end (11) of the outer wall (2) distant from the bottom and the pipe there is provided with the return run connection (7). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelmantelspeicher für die Bereitung und Speicherung von warmem Brauchwasser gemäß Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 2.The invention relates to a double jacket storage for the preparation and storage of hot service water according to the preamble of independent claims 1 and 2.

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.Such double jacket stores are known, for example, according to EP-A-0288340, but the guide elements are arranged such that there is a lower outward and an upper return flow on one side of the flow connection and then an upper outward and a lower flow after deflection Return flow to the return connection results in what is unfavorable for the heat exchange as a whole, since the already cooled heating medium is in exchange with the storage water and below the outflowing heating medium can no longer have a large temperature below the storage water.

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.Apart from that and regardless of how and where the heating medium supply and return connections are arranged on the outer jacket, a more or less strong temperature stratification in the process water of the externally heated storage tank is practically unavoidable, even if the supply connection is at the bottom and the return connection is at the top should be arranged on the outer jacket. Such temperature stratifications in the storage container are undesirable for known reasons, and the invention has for its object to provide with simple means and little effort that the tendency to such temperature stratifications counteracted or these can be largely avoided with such externally heated storage containers, namely for double jacket storage tanks that are either installed or installed horizontally or vertically.

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.Starting from a double jacket memory of the type mentioned, this object is achieved for a memory in a horizontal arrangement according to the invention by the features stated in the characterizing part of claim 1 and for a memory in a vertical arrangement by the features stated in the characterizing part of claim 2. Advantageous further developments result from the respective subclaims.

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.This inventive design of such double jacket storage is thus ensured with a very simple and easy to implement measure that the heating medium flowing between the outer jacket and the storage container specifically kept away from a flowing exposure to storage areas located above is, that is, the part of the heat transfer medium flowing through and particularly effective in this regard for the heat transfer is concentrated or pressed down on the lower-lying areas of the storage tank and the heat transfer is intensified there, the bottom part of the storage tank protruding from the outer jacket anyway and the part located above the shielding screen are largely removed from the heat transfer.

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.In both cases, the shielding panels are attached at least selectively on the outside of the storage tank or on the inside of the outer jacket, i.e., for the special flow of the heating medium, it is sufficient to spot weld the shielding panels at only a few points. With regard to the return flow in the solution according to claim 1, an embodiment is preferred in such a way that an opening is arranged in the outer jacket bottom and to which the return line, which is guided outside along the uppermost jacket line of the outer jacket, is connected. In the case of the solution according to claim 1, it was found, moreover, that there are no significantly higher temperatures in the service water at the top than at the bottom if the arrangement level of the two shielding diaphragms is arranged at a distance which is two thirds with respect to the bottom jacket line of the outer jacket corresponds to the outer jacket diameter and in the solution according to claim 2, when the arrangement plane of the annular shielding diaphragm is arranged with respect to the outer jacket end at a distance which corresponds to at least one sixth of the height of the outer jacket.

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.The arrangement and design of the return flow of the heating medium is particularly easy to implement in the solution according to claim 2, namely in such a way that the line piece is formed from a U-shaped piece with a length which corresponds to the distance between the shielding panel and the outer jacket end. For this U-profile piece, it is also sufficient to fix it on one of the adjacent walls, that is to say, for example, also on the annular shielding screen itself.

Der erfindungsgemäße Doppelmantelspeicher wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The double jacket memory according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing of exemplary embodiments.

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.

It shows schematically

Fig. 1: on average a horizontally arranged double jacket storage;
Fig. 2: a section through the memory along line II-II in Fig. 1;
Fig. 3: on average a vertically arranged double jacket storage;
Fig. 4: a partial section through the upper part of the memory and
Fig. 5: 3 shows a partial section along line VV in FIG. 4.

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.As can be seen from FIGS. 1 and 3, both double jacket stores consist of a storage tank 1 provided with cold water supply and hot water outlet connection 3, 4, which, except for the tank bottom 5 provided with connections 3, 4, is surrounded by a shape-matching outer jacket 2 guiding the heating medium , are arranged on the heating medium supply and return connections 6, 7.

Um den Wärmeübergang zu intensivieren, sind beide Speicher an ihren Heizmediumsvorlaufanschlüssen 6 mit bedarfssteuerbaren Umwälzpumpen 19 ausgestattet.In order to intensify the heat transfer, both stores are equipped on their heating medium supply connections 6 with demand-controllable circulation pumps 19.

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.For the first embodiment according to Fig. 1, 2, that is, with horizontal orientation of the longitudinal axis 8, it is now, as shown, essential that above the longitudinal axis 8 between the storage container 1 and the outer jacket 2 at the same height each one horizontally oriented up to vertical outer jacket end 9 reaching, but before the other container bottom 5 'ending Shield 10 and the Heizmediumsvorlaufanschluß 6 below and at the bottom end 11 of the outer jacket 2 is arranged, and that for the heating medium return from the outer jacket bottom 12, a point 13 above the longitudinal axis 8 and below the arrangement level E of the two shields 10, a return line 14 to the end 11 of the outer casing 2 remote from the floor and the line there is provided with the return connection 7.

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.As far as the arrangement and design of the return in this embodiment is concerned, an opening 17 is provided in the outer jacket base 12, to which the return line 14, which is led along the top jacket line of the outer jacket 2, is connected, which for the purpose of simple connection and contact with the outer jacket 2 from a square tube consists. The actual arrangement of the two shielding panels 10 in the plane E between the outer jacket 2 and the storage container 1 is shown in FIG. 2.

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.This principle of "decommissioning" the storage area above by shielding is also implemented in the embodiment according to FIG. 3 with vertically installed double jacket storage, in this case in such a way that below the outer jacket termination 9 between the storage container 1 and the flow connection 6 arranged below provided outer jacket 2 a horizontally oriented, annular shielding aperture 10 'and this is provided with a return inlet opening 15, from which a line piece 16 leads to the upper end 11 of the outer jacket 2 arranged return port 7.

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.In this embodiment, as shown and in particular from Fig. 4, 5 can be seen, the line piece 16 is formed from a U-profile piece 16 'with a length L, which corresponds to the distance between the shield 10' and outer jacket end 9.

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.The conduction caused by the shields 10 and 10 'in the space between the outer jacket 2 and storage container 1 of the heating medium, preferably supported by the demand-controlled circulation pump 19, is illustrated with arrows, that is, over the shielding diaphragms 10, 10 ', which by no means have to be connected completely tightly to their adjacent walls, to a certain extent there are dead water spaces which are not or not significantly at the Heat transfer to the storage or to the domestic water are involved. The hot water that is already in the upper area of the storage tank is no longer heated, but only the hot water section located below the shielding panels, which means that the heated hot water in the upper section is no longer significantly higher than the temperature in the lower section Area of memory.

Claims

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).
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).
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).
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).
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.
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).
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).
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).