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Title:
DISTRIBUTION UNIT FOR A STORAGE TANK WITH LAYERED STORAGE OF HOT WATER AND CORRESPONDING STORAGE TANK WITH LAYERED STORAGE OF HOT WATER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/053413
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a distribution unit for a storage tank with layered storage of hot water, for distributing supplied hot water from above in the interior of a storage tank (1; 40) and to a corresponding storage tank with layered storage of hot water. The distribution unit (7) comprises a supply channel (100), whose upper face can be connected to a supply connection (6; 44) for hot water and whose lower face is open, and a plurality of flow channels (K1-K6), which are located essentially in parallel with the supply channel (100). The lower faces of the flow channels open on different planes (E1-E6) into the supply channel (100) and the upper faces are open.

Inventors:
SANDLER MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/013090
Publication Date:
June 24, 2004
Filing Date:
November 21, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SANDLER SYSTEMTECHNIK (DE)
SANDLER MARTIN (DE)
International Classes:
F28D20/00; (IPC1-7): F28D20/00
Foreign References:
DE19731351A11999-01-28
DE3835096A11990-04-19
DE29918550U11999-12-30
DE3835096A11990-04-19
DE10049278A12002-04-11
DE19752813A11999-06-10
Attorney, Agent or Firm:
Barth, Stephan (Skuhra Weise & Partner Gb, Friedrichstrasse 31 München, DE)
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Claims:
Verteilereinrichtung für eine Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung und entsprechende Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung PATENTANSPRÜCHE
1. Verteilereinrichtung (7) für eine WarmwasserSchicht speichervorrichtung zum höhenmässigen Verteilen von zuge führtem Warmwasser im Innern eines Speicherbehälters (l ; 40), welche aufweist : einen Zuführkanal (100), der an seiner Oberseite mit einem Zuführungsstutzen (6 ; 44) für Warmwasser ver bindbar ist und der an seiner Unterseite nach offen ist ; und eine Mehrzahl von Aufströmkanälen (K1K6), die im we sentlichen parallel beabstandet von dem Zuführkanal (100) angeordnet sind und an ihrem unteren Ende auf verschiedenen Ebenen (E1E6) in den Zuführkanal (100) münden und an ihren oberen Enden offen sind.
2. Verteilereinrichtung (7) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Aufströmkanäle (K1K6) und der Zu führkanal (100) in einem massiven Körper vorgesehen sind.
3. Verteilereinrichtung (7) nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Körper zylindrisch gestaltet ist und der Zuführkanal (100) entlang der Zylinderachse vorgesehen ist.
4. Verteilereinrichtung (7) nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Aufströmkanäle (K1K6) umfangsmässig verteilt und radial vom Zuführkanal (100) beabstandet vor gesehen sind.
5. Verteilereinrichtung (7) nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Unterseite im Innern des Körpers entsprechend der verschiedenen Ebenen (E1E6) höhenund umfangsmässig gestuft ist, die Aufströmkanäle (K1K6) nach unten offen sind und über eine vom Körpermantel (M) umgebe ne nach unten offene Verweilzone (VZ) in den Zuführkanal (100) münden, und die Verweilzone (VZ) sich zur Unterseite des Körpers hin über die unterste der Ebenen (E6) hinaus bis zu einer Austrittsebene (EO) des Zuführkanals (100) fortsetzt.
6. Verteilereinrichtung (7) nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Körper rechteckig gestaltet ist und der Zuführkanal (100) und die Mehrzahl von Aufströmkanälen (K1K6) in einer Reihe angeordnet sind.
7. Verteilereinrichtung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Aufströmkanäle (K1K6) mit zu tieferliegenden Ebenen (E1 E6) hin zunimmt.
8. Verteilereinrichtung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro Ebene (E1E6) nur ein Aufströmkanal (K1K6) in den Zuführkanal (100) mün det.
9. Verteilereinrichtung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass pro Ebene (E1E6) mehrere Aufströmkanäle (K1K6) in den Zuführkanal (100) münden.
10. Verteilereinrichtung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassdie Aufströmkanale (K1K6) unter einem Winkel a mit 90° > a > 0° abfallend in den Zuführkanal (100) münden.
11. Verteilereinrichtung (7) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Zuführkanal (100) in einem inneren Hohlkörper (ZI) und die Aufströmkanäle (K1K6) in einem äu sseren Hohlkörper (ZA) vorgesehen sind und und die Auf strömkanäle (K1K6) durch Öffnungen (0103) im inneren Hohlkörper (ZI) in den Zuführkanal (100) münden.
12. Verteilereinrichtung (7) nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass der innere und äussere Hohlkörper (ZI ; ZA) Hohlzylinder sind.
13. Verteilereinrichtung (7) nach Anspruch 10,11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem inneren und äu sseren Hohlkörper (ZI ; ZA) ein Isolationsmaterial (I) vor gesehen ist, durch das die Aufströmkanäle (K1K6) gebildet werden.
14. Verteilereinrichtung (7) nach Anspruch 10,11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufströmkanäle (K1K6) in der äusseren Oberfläche des inneren Hohlkörpers (ZI) gebil det sind.
15. Verteilereinrichtung (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufströmkanäle (K1K6) und der innere Zuführkanal (100) in einem Körper aus einem Material mit geringem Wärmedurchgangswert vorge sehen sind.
16. Verteilereinrichtung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (100) seitlich oberhalb der obersten Ebene (E1) mit dem Zu führungsstutzen (6 ; 44) für Warmwasser verbindbar ist.
17. Verteilereinrichtung (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen Ende der Aufströmkanäle (K1K6) jeweils eine Rückflusssperrklappe (RK1, Rk6) vorgesehen ist.
18. WarmwasserSchichtspeichervorrichtung mit : einem Speicherbehälter (l ; 40), der einen Zuführungsstutzen (6 ; 44) zum Zuführen von Warmwasser aufweist ; und einer im oberen Höhenbereich des Speicherbehälters (l ; 40) angeordneten Verteilereinrichtung (7) zum höhenmässigen Verteilen von zugeführtem Warmwasser im Innern des Spei cherbehälters (l ; 40) nach mindestens einem der vorherge henden Ansprüche ; wobei der Zuführkanal (100) oberhalb der obersten Ebene (E1) mit dem Zuführungsstutzen (6 ; 44) verbundenen ist und seine Unterseite im mittleren Höhenbereich des Speicherbe hälters (l ; 40) angeordnet ist ; und wobei die Aufströmkanäle (K1K6) an ihren oberen Enden in den oberen Höhenbereich des Speicherbehälters (l ; 40) mün den.
19. WarmwasserSchichtspeichervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (1 ; 40) aufrechtstellbar ist und der Zuführungsstutzen (6 ; 44) zum Zuführen von Warmwasser an seiner Oberseite, Unterseite oder Seite angeordnet ist und ein Entnahmestutzen (4) zum Entnehmen von Kaltwasser an seiner Unterseite angeordnet ist.
20. WarmwasserSchichtspeichervorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (l ; 40) aufrechtstellbar ist und der Zuführungsstutzen (6 ; 44) gleichzeitig zum Entnehmen von Warmwasser dient und der Entnahmestutzen (4) gleichzeitig zum Zuführen von Kaltwas ser dient, so dass über die Verteilereinrichtung (7) auch Wasser aus dem unteren Bereich (31) des Speicherbehälters (1) entnehmbar ist.
Description:
Verteilereinrichtung für eine Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung und entsprechende Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verteilereinrich- tung für eine Warmwasser-Schichtspeichervorrichtung und ei- ne entsprechende Warmwasser-Schichtspeichervorrichtung mit einem Speicherbehälter, der einen Zuführungsstutzen zum Zu- führen von Warmwasser aufweist, und mit der mit dem Zufüh- rungsstutzen verbundenen, im oberen Höhenbereich des Spei- cherbehälters angeordneten Verteilereinrichtung zum höhen- mässigen Verteilen von zugeführtem Warmwasser im Innern des Speicherbehälters.

Ohne Beschränkung ihrer allgemeinen Verwendbarkeit werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in bezug Warmwasser-Schichtspeichervorrich- tungen für Brauchwasserentnahmeanlagen, Heizungsanlagen oder Wärmerückgewinnungsanlagen, insbesondere in Verbindung mit Sonnenkollektoren als Wärmequelle mit einem aufrecht- stehenden Speicherbehälter erläutert, der ein Höhen-/ Durchmesserverhältnis grösser als 1 aufweist. Aus der DE 38 35 096 44 C2 ist solch eine Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung bekannt.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer aus der DE 38 35 096 44 C2 bekannten Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung mit einer Verteilereinrichtung zum höhenmässi- gen Verteilen von zugeführtem Warmwasser im Innern des Speicherbehälters, und Fig. 6 zeigt eine vergrösserte sche- matische Schnittdarstellung der Verteilereinrichtung gemäss Fig. 5.

Bezugszeichen 1 in Fig. 5 bzw. 40 in Fig. 6 bezeichnet ei- nen Speicherbehälter 1, der aufrechtstehend auf dem Boden angeordnet ist. Seine Höhe ist wesentlich grösser als sein Durchmesser.

Im Bereich des Speicherbodens 3 ist ein Wasserstutzen 4 an- geordnet, durch den Rücklaufwasser dem Speicherbehälter zu- geführt oder aus diesem entnommen werden kann. Im Bereich der Decke 2 des Speicherbehälters 1 ist ein Zuführungsstut- zen 6 angeordnet durch den Warmwasser dem Speichervolumen zugespeist wird. Mit dem Zuführungsstutzen 6 ist eine auf die Achse 15 des Behälters ausgerichtete Verteilereinrich- tung 7 verbunden. In der Decke 2 ist ein Entnahmestutzen 5 angeordnet, über den Warmwasser aus dem oberen Bereich des Speicherbehälters 1 entnommen und dem Verbraucher zugeführt werden kann.

Durch die Verteilereinrichtung 7 wird das Speichervolumen der Höhe nach unterteilt. Dies ist durch die strichpunk- tierte Linie mit den beiden Pfeilen 30 und 31 angedeutet Die Höhenlage der strichpunktierten Linie ist nicht kri- tisch und variiert In jedem Fall ist der durch den Pfeil 30 angedeutete obere Bereich des Speichervolumens derjeni- ge Bereich, der bei Inbetriebnahme der Anlage als erster mit dem über den Zuführungsstutzen 6 zugerührten heissen Wasser gefüllt wird und der somit schon kurze Zeit nach Betriebsaufnahme Warmwasser durch den Entnahmestutzen 5 zur Verfügung stellen kann. Der untere Bereich, der durch den Pfeil 31 angedeutet ist, dient als Speicherreserve und ist normalerweise mit weniger warmem Wasser gefüllt.

Die Verteilereinrichtung 7 besteht aus einem langge- streckten unten offenen inneren Leitrohr 20 und einem dieses mit radialem Spiel umgebenden langgestreckten und unten offenen äusseren Leitrohr 21, welches das innere Leitrohr nach unten um ein vorbestimmtes Mass überragt.

Im oberen Bereich des oben im übrigen geschlossenen äu- sseren Leitrohres sind Durchtrittsöffnungen 22 in Um- fangsrichtung verteilt angeordnet.

Die Verteilereinrichtung 7 bildet somit eine langgestreck- te Eintrittszone 49 (vgl. Fig. 6), eine an diese anschlie- ssende erweiterte Verweilzone 48 und eine langgestreckte Aufströmzone 46, die über die oberen Durchtrittsöffnungen 22 {Fig. 5) oder 50 (Fig. 6) mit dem oberen Speichervolu- menbereich in Verbindung steht. Bezogen auf die maximale volumetrische Leistung einer das Wasser dem Zuführungs- stutzen 6 oder 44 zuführenden Speiseeinrichtung sind die Strömungsquerschnitte der verschiedenen Zonen und Bohrun- gen so gewählt, dass in allen Zonen im wesentlichen nur laminare Strömungen ohne Turbulenzen vorliegen und die Strömungsgeschwindigkeit so gering ist, dass durch die sich in der Verteilereinrichtung 7 entwickelnden Strömun- gen kein Wasser aus dem eigentlichen Speichervolumen mit- gerissen wird, und zwar unabhängig von der Strömungsrich- tung in der Verteilereinrichtung 7.

Dem unteren Wasserstutzen 4 ist eine Strömungsbremsein- richtung 13,14 zugeordnet, welche die durch den Wasser- stutzen 4 eintretende Wasserströmung abbremst, beruhigt und um 180 Grad in Richtung auf den Boden 3 des Behälters umlenkt. so dass das eintretende Wasser in laminarer Strömung sich fächerartig über den Boden 3 des Behälters ausbreitet und ohne Turbulenzen in das Speichervolumen eintritt.

Über die Höhe des Speicherbehälters 1 sind Temperaturfüh- <BR> <BR> <BR> ler-verteilt.-Diese sind elektronische--Anlagefühler, die- in einem Messband zusammen mit den Messleitungen inte- griert sind. Das Messband 35 ist z. B. entlang einer Man- tellinie auf der Aussenfläche der Behälterwandung angeord- net, so dass in verschiedenen Höhenlagen Temperaturmess- fühler 36,38, 40a und 41a vorliegen. Das Messband liegt zwischen der Wandung des Behälters 1 und einer Wärmedämm- schalung 45a.

Die Messleitungen der Temperaturfühler sind in dei Leitung 42a zusammengefasst, die mit einer Steuereinrichtung z. B. einem Mikroprozessor 43a, verbunden ist. Dieser kann über eine Leitung 44a von einer weiterer Messstelle 46a auch die Temperaturwerte des zugespeisten Wassers aufnehmen.

Die Steuereinrichtung 43a dient vor allem zur Steuerung der volumetrischen Leistung des Zuspeisekreises, der die Stutzen 4 und 6 über eine Umwälzeinrichtung 12 miteinander verbindet. Über eine Leitung 47a steuert die Steuerein- richtung 43a die Drehzahl der Umwälzeinrichtung 12. In dem Speisekreis liegen ein oder zwei Wärmetauscher 8 die mit einem Sonnenkollektorkreis 9 oder einem üblichen Heizkreis 10 verbunden sind.

Bei Inbetriebnahme arbeitet die Einrichtung in einer Schnellaufheizphase. Dabei kann der Wärmeerzeuger momentan aufgrund der höheren Einspeisetemperaturen mit einem ge- ringeren Wirkungsgrad arbeiten. Die Dauer der Schnell- aufheizphase wird bestimmt durch die Dauer des Aufbeizens eines vorbestimmten oberen Volumenbereiches des Speicher- behälters 1 auf eine vorbestimmte Temperatur.

Die Grösse dieses Volumens kann frei gewählt werden. Eben- so kann die Soll-Temperatur der Aufheizung frei einge- stellt werden. Sobald die Soll-Temperatur erreicht ist, schaltet der Mikroprozessor 43a auf Normalbetrieb um.

Hierbei arbeitet der Sonnenkollektor mit dem optimalen Wirkungsgrad. Dabei kann die Temperatur an der Messstelle 46a absinken.

In der Schnellaufheizphase gelangt das Warmwasser durch den Zuführungsstutzen 6 in die Verweilzone 48 (Fig. 6).

Wegen des grossen Temperaturunterschiedes zu dem Wasser, das im Speicher vorhanden ist, steigt das Wasser entspre- chend den gestrichelten Pfeilen in Fig. 5 durch die Auf- strömzone 46 und die Durchtrittsöffnungen 22 in den oberen Volumenbereich 30 des Behälters 1 auf und füllt diesen mit Wasser hoher Temperatur.

Zeigen die Temperaturfühler eine ausreichende Aufheizung des oberen Volumenbereiches an, schaltet der Mikroprozes- sor 43a auf Normalbetrieb. Dabei ist häufig die Temperatur des zugeführten Wassers deutlich niedriger als die Höchst- temperatur. Durch das negative Temperaturgefälle gegenüber dem Wasser im Volumenbereich 30 wird nun das zugespeiste Wasser entsprechend den durchgezogenen Pfeilen in Fig. 5 in den unteren Volumenbereich 31 des Behälters 1 durch das untere Ende 52 des äusseren Leitrohrs 21 bzw. 47 einge- speist.

Diese selbsttätige Umschaltwirkung der Verteilereinrich- tung 7 beruht wesentlich auf der Ausbildung und Bemessung der einzelnen Strömungszonen innerhalb der Verteilerein- richtung, wie dies weiter oben erläutert ist.

Die Leitrohre 20,21 bzw. 45,47 bestehen zweckmässiger- weise aus einem Material geringerer Wärmeleitfähigkeit oder sind mit einem solchen Material ummantelt. Die Rohre selbst ebenso wie die ringförmige Aufströmkammer zwischen -den-Rohren-bildet eine wirksame Trennung zwischen-dem Aus- tritt im Bereich der Durchtrittsöffnungen 22 und dem Aus- tritt am unteren Ende 52 des äusseren Leitrohres 21 bzw.

47. Damit wird sowohl während der Aufheizung als auch wäh- rend der Abkühlung die Schichtung nicht nur in optimaler Weise rasch und zuverlässig ausgebildet, sondern auch über lange Zeiten aufrechterhalten, auch wenn die Zuführungs- temperaturen und-mengen ebenso wie die Entnahme von hei- ssem Wasser durch die Verbraucher und Wärmeerzeuger im er- heblichen Umfange schwanken.

Durch den Wasserstutzen 4 kann der Speicherbehälter 1 ge- füllt werden. Durch ihn wird aber auch kühleres Wasser entnommen, das über die Umwälzeinrichtung 12 durch die Wärmetauscher 8 geleitet, aufgeheizt und der Verteilerein- richtung 7 erneut zugeführt wird. Entsprechend den Tempe- raturwerten und der Temperaturverteilung im Speicherbehäl- ter 1 und entsprechend der Wärmezufuhr durch den Wäremeer- zeuger 9 wird die Drehzahl der Umwälzeinrichtung 12 und damit die Durchströmgeschwindigkeit von dem Mikroprozessor 43a gesteuert.

Da alle Anschlüsse in Decke und Boden vorgesehen sind, lässt sich in einfacher Weise die Wärmedämmschalung 45a anbringen.

Als nachteilhaft bei dem obigen bekannten Ansatz hat sich die Tatsache herausgestellt, dass es für jede Temperatur des zuströmenden Warmwassers einen optimalen Massenfluss bzw. eine optimale Strömungsgeschwindigkeit bei vorgegebe- ner Lage und Geometrie des Aufströmkanals gibt. Da aber be- stimmte Heizquellen in ihrer Ladeleistung begrenzt sind, kann diese optimale Strömungsgeschwindigkeit nicht immer erreicht werden. Mit anderen Worten ist dann die Lage und Geometrie des Aufströmkanals. nicht mehr geeignet, da bei zu geringer Einströmgeschwindigkeit kühleres Wasser aus dem mittleren Speicherbereich in den oberen Speicherbereich ge- fördert wird und so die Effektivität sinkt. Mit anderen Worten ist dann der Volumenstrom zu gering, so dass ein nicht ausgefüllter Teilquerschnitt in der Aufströmzone eine Injektorwirkung zur Folge hat, die kälteres Wasser mit nach oben reisst.

Die DE 100 49 278 AI offenbart eine Verteilereinrichtung für eine Warmwasser-Schichtspeichervorrichtung zum höhenmä- ßigen verteilen von zugeführtem Warmwasser in Innern eines Speicherbehälters. Diese bekannte Verteilereinrichtung weist eine Mehrzahl von Einströmrohren 2,3, 4,5, 6 (Zu- führkanälen) auf, welche separat von einander von der Un- terseite in den Speicherbehälter eingeführt sind, auf ver- schiedenen Ebenen in den Speicherbehälter münden und an ih- ren oberen Enden offen sind.

Die DE 197 52 813 AI offenbart einen Warmwasser- Schichtspeicher mit gelochten Sinkrohren 7 als Zuführkanä- le, welche mit der Oberseite des Speicherbehälters verbun- den sind. Vorgeschaltet sind diesem gelochten Sinkrohren 7 Beruhigungsstücke 14, die nach dem Überlaufprinzip funktio- nieren.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ver- besserte Verteilereinrichtung für eine Warmwasser-Schicht- speichervorrichtung und eine entsprechende verbesserte Warmwasser-Schichtspeichervorrichtung zu schaffen, bei der die störenden Einflüssen unterschiedlicher Beladungslei- stungen reduziert sind.

Der erfindungsgemässe Verteilereinrichtung für eine Warm- wasser-Schichtspeichervorrichtung gemäss Anspruch 1 und die entsprechende Warmwasser-Schichtspeichervorrichtung gemäss Anspruch 19 weisen gegenüber dem bekannten Lösungsansatz den Vorteil auf, dass sie für einen breiteren Bereich von Ladeleistungen eine hohe Effektivität gewährleisten.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee be- steht darin, dass eine Mehrzahl von Aufströmkanälen vorge- sehen ist, die im wesentlichen parallel beabstandet von dem Zuführkanal angeordnet sind und an ihrem unteren Ende auf verschiedenen Ebenen in den Zuführkanal münden und an ihren oberen Enden offen sind.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbil- dungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung.

Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung sind die Aufströmka- näle und der Zuführkanal in einem massiven Körper vorgese- hen. Ein derartiger Körper kann einteilig oder mehrteilig aufgebaut sein.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Körper zylindrisch gestaltet und der Zuführkanal entlang der Zylinderachse vorgesehen. Eine derartige Symmetrie ist aus strömungstechnischen und energetischen Gründen sehr vorteilhaft.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Aufströmkanäle umfangsmässig verteilt und radial vom Zu- führkanal beabstandet vorgesehen.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Un- terseite im Inneren des Körpers entsprechend der verschie- denen Ebenen höhen-und umfangsmässig gestuft, wobei die Aufströmkanäle nach unten offen sind und über eine vom Kör- permantel umgebene nach unten offene Verweilzone in den Zu- führkanal münden, wobei sich die Verweilzone zur Unterseite des Körpers hin über die unterste der Ebenen hinaus bis zu einer Austrittsebene des Zuführkanals fortsetzt.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Körper rechteckig gestaltet, wobei der Zuführkanal und die Mehrzahl von Aufströmkanälen in einer Reihe angeordnet sind.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung nimmt der Querschnitt der Aufströmkanäle mit zu tieferliegenden Ebe- nen hin zu.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung mündet pro Ebene nur ein Aufströmkanal in den Zuführkanal.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung münden pro Ebene mehrere Aufströmkanäle in den Zuführkanal.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung münden die Aufströmkanale unter einem Winkel a mit 90° > a > 0° abfal- lend in den Zuführkanal.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind der Zuführkanal in einem inneren Hohlkörper und die Aufströmka- näle in einem äusseren Hohlkörper vorgesehen, wobei die Aufströmkanäle durch Öffnungen im inneren Hohlkörper in den Zuführkanal münden.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind der innere und äussere Hohlkörper Hohlzylinder.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist zwi- schen dem inneren und äusseren Hohlkörper ein Isolationsma- terial vorgesehen, durch das die Aufströmkanäle gebildet werden.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Aufströmkanäle in der äusseren Oberfläche des inneren Hohl- körpers gebildet.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Aufströmkanäle und der innere Zuführkanal in einem Körper aus einem Material mit geringem Wärmedurchgangswert vorge- sehen.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Zu- führkanal seitlich oberhalb der obersten Ebene mit dem Zu- führungsstutzen für Warmwasser verbindbar.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist am obe- ren Ende der Aufströmkanäle jeweils eine Rückflusssperr- klappe vorgesehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er- läutert.

Es zeigen : Fig. 1-c eine schematische Schnittdarstellung einer Ver- teilereinrichtung für eine Warmwasser-Schicht- speichervorrichtung gemäss einer ersten Ausfüh- rungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar Fig. la im Schnitt, Fig. lb von unten und Fig. lc aus einer aufgerissenen Perspektive ; Fig. 2a, b eine schematische Darstellung einer Verteilerein- richtung für eine Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung gemäss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar Fig. 2a im Schnitt und Fig. 2b von oben; Fig. 3a, b eine schematische Darstellung einer Verteilerein- richtung für eine Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung gemäss einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar Fig. 3a im Schnitt und Fig. 3b von oben ; Fig. 4a, b eine schematische Darstellung einer Verteilerein- richtung für eine Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung gemäss einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar Fig. 4a im Schnitt und Fig. 4b von oben ; Fig. 5 eine schematische Darstellung einer aus der DE 38 35 096 44 C2 bekannten Warmwasser-Schichtspei- chervorrichtung mit einer Verteilereinrichtung zum höhenmässigen Verteilen von zugeführtem Warm- wasser im Innern des Speicherbehälters ; und Fig. 6 eine vergrösserte schematische Schnittdarstellung der Verteilereinrichtung gemäss Fig. 5.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile.

Fig. la-c zeigen eine schematische Darstellung einer Ver- teilereinrichtung für eine Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung gemäss einer ersten Ausführungsform der vorlie- genden Erfindung.

Bei der ersten Ausführungsform gemäss Figur la sind die äu- sseren Aufströmkanäle Kl, K6 und der Zuführkanal 100 in ei- nem massiven Körper aus einem Material mit geringem Wärme- durchgangswert vorgesehen. Der Körper besitzt im wesentli- chen eine zylindrische Symmetrie, wobei der Zuführkanal 100 entlang der Längsachse des Zylinders ausgebildet ist und die äusseren Aufströmkanäle, von denen bei der gezeigten Schnittdarstellung nur Kl und K6 sichtbar sind, parallel zum Zuführkanal 100 und radial beabstandet davon vorliegen.

Die äusseren Aufströmkanäle Kl, K6 beginnen auf verschiede- nen Ebenen E1, E6 in einer ringsum von dem Körpermantel M umgebenen Verweilzone VZ, in der die eintretende Strömung IN abhängig von Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit in die Aufströmkanäle Kl, K6 auf den verschiedenen Ebenen E1, E6 einbiegt. Dabei vergrössert sich der Strömngsquerschnitt mit zunehmender Tiefe der Ebenen E1, E6.

Bei negativer Temperaturdifferenz in Bezug auf die Tempera- turen im oberen Bereich 30 (siehe Fig. 5) verlässt die ein- tretende Strömung IN den Körper in der Ebene EO am Ende des Körpers als austretende Strömung OUTO. Hingegen verlässt sie bei positiver Temperaturdifferenz den Körper als aus- tretende Strömung OUT1 bzw. OUT6 am oberen Ende der Auf- strömkanäle K1 bzw. K6, und zwar abhängig von der Ladelei- stung. Zusätzlich können, wie gezeigt, am oberen Ende der Aufströmkanäle Kl, K6 jeweilige Rückflusssperrklappen RK1, RK6 vorgesehen werden, beispielsweise in Form von dünnen Silikonmembranen, die einseitig am Körper angelängt sind, welche einen Rückfluss von warmen Wasser in die Aufströmka- näle vermeiden, falls die Strömung IN eine geringe Tempera- tur aufweist und also austretende Strömung umgekehrt ist.

In der gewählten Darstellung von Fig. lb, c ist deutlich er- kennbar, dass die äusseren Aufströmkanäle Kl bis K6, welche auf verschiedenen Ebenen E1 bis E6 enden, umfangsmässig verteilt und radial vom Zuführkanal beabstandet im zylin- drischen Körper vorgesehen sind. Die Anordnung entspricht im wesentlichen derjenigen einer Wendeltreppe, wie Fig. lc zeigt, bei der Körpermantel M weggelassen ist. Die Strö- mungsquerschnitte der Kanäle Kl bis K6 nehmen mit tieferer Lage der jeweiligen Mündungsebene E1 bis E6 zu.

Fig. 2a, b zeigen eine schematische Darstellung einer Ver- teilereinrichtung für eine Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung gemäss einer zweiten Ausführungsform der vor- liegenden Erfindung.

Die in Fig. 2a, b gezeigte zweite Ausführungsform weist als Verteilereinrichtung 7 ebenfalls einen massiven Körper aus einem Material mit einem geringen Wärmedurchgangswert auf, der jedoch in diesem nicht zylindrisch, sondern rechteckig gestaltet ist. Der Zuführkanal 100 ist entlang der Längs- richtung vorgesehen und weist nach oben und nach unten hin eine Eintrittsöffnung für die eintretende Strömung IN bzw. eine Austrittsöffnung für die austretende Strömung OUTO auf. Vom Zuführkanal 100 zeigen auf unterschiedlichen Ebe- nen E1, E2, E3 äussere Aufströmkanäle Kl, K2, K3 mit nach unten zunehmenden Strömungsquerschnitt ab, welche wiederum bei bestimmter Temperatur abhängig von der Strömungsge- schwindigkeit die austretende Strömung OUT1, OUT2, OUT3 an die Oberseite der Verteilereinrichtung leiten.

Fig. 3a, b zeigen eine schematische Darstellung einer Ver- teilereinrichtung für eine Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung gemäss einer dritten Ausführungsform der vor- liegenden Erfindung.

Bei der vierten Ausführungsform gemäss Figur 4a, b mündet der Zuführkanal 100 nicht an der Oberseite des rechteckigen massiven Körpers, sondern seitlich davon oberhalb der ober- sten Ebene El, an der der Aufströmkanal Kl abzweigt. Eine derartige Gestaltung ist dann zweckmässig, wenn eine ent- sprechende Zuleitung von einem Zuführungsstutzen des Spei- cherbehälters nicht von der Oberseite des Speicherbehälters an die Verteilereinrichtung 7 herangeführt wird, sondern von unten oder von der Seite her.

Fig. 4a, b zeigen eine schematische Darstellung einer Ver- teilereinrichtung für eine Warmwasser-Schichtspeicher- vorrichtung gemäss einer vierten Ausführungsform der vor- liegenden Erfindung.

Bei der fünften Ausführungsform gemäss Fig. 4a, b besteht die Verteilereinrichtung 7 nicht aus einem einzigen massi- ven Körper, sondern aus zwei ineinander gesetzten Hohlkör- pern, nämlich einem inneren Hohlzylinder ZI und einem äu- sseren Hohlzylinder ZA. In der Wand des inneren Hohlzylin- ders sind Durchtrittsöffnungen 01 bis 04 vorgesehen, welche in den Zwischenraum zwischen dem äusseren Hohlzylinder ZA und dem inneren Hohlzylinder ZI führen. In diesem Zwischen- raum sind die äusseren Aufströmkanäle Kl bis K4 gebildet und durch ein Isolationsmaterial I voneinander getrennt.

Auch bei diesem Beispiel nehmen die Strömungsquerschnitte der Aufströmkanäle K1 bis K4 mit zunehmender Tiefe der Mün- dungsebene El bis E4 zu.

Zu dieser Ausführungsform sei bemerkt, dass es ebenfalls möglich wäre, den inneren Hohlzylinder ZI dickwandiger zu gestalten als den äusseren Hohlzylinder und die äusseren Aufströmkanäle in die Aussenwandung des inneren Hohlzylin- ders zu integrieren, beispielsweise einzufräsen.

Diese Ausführungsform zeichnet sich insbesondere durch ihre leichte Herstellbarkeit aus.




 
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