AT13044U1 - Pufferspeicher und Verfahren zum Betrieb des Pufferspeichers - Google Patents

Abstract

Ein Pufferspeicher mit mindestens drei Pufferanschlüssen kennzeichnet sich dadurch, dass mindestens einer der Pufferanschlüsse in das Pufferspeicherinnere geführt wird und in einer Einspeiseplatte (11) einer Tellerscheibe (2 bis 5, 7, 8) mündet, wobei jede Tellerscheibe (2 bis 5, 7, 8) zusätzlich zur Einspeiseplatte eine zur Einspeiseplatte (11) parallele und senkrecht zur Plattenebene beabstandete Prallplatte (10) aufweist. Für ein Verfahren zum Betrieb des Pufferspeichers (1) wird vorgeschlagen, dass Beladung und Entladung des Pufferspeichers (1) über mindestens einen gemeinsamen Pufferanschluss erfolgt.

Description

österreichisches Patentamt AT13 044U1 2013-05-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Pufferspeicher mit mindestens drei Pufferanschlüssen sowie ein Verfahren zum Betrieb des Pufferspeichers.

[0002] In einem Pufferspeicher ist eine möglichst stabile Temperaturschichtung angestrebt. Die Entnahme und Zuführung von Flüssigkeit kann zu unerwünscht starken Verwirbelungen führen, die die Schichtung negativ beeinflussen.

[0003] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Pufferspeicher sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb zur Verfügung zu stellen, bei denen der Pufferspeicherinhalt in seiner Temperaturschichtung möglichst stabil gehalten wird.

[0004] Diese Aufgabe wird bei einem Pufferspeicher der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Pufferanschlüssen in das Pufferspeicherinnere geführt werden und in einer horizontal ausgerichteten Tellerscheibe münden.

[0005] Die Tellerscheibe besteht aus zwei parallelen Platten, die durch geeignete Abstandhalter einen Abstand h zueinander aufweisen. Der jeweilige Pufferanschluss mündet möglichst zentral in einer der Platten, die im Folgenden der Einfachheit halber Einspeiseplatte genannt wird. Trotz dieser Bezeichnung kann über die Tellerscheibe sowohl beladen als auch entladen werden. Die der Einspeiseplatte gegenüberliegende Platte wird im Folgenden Prallplatte genannt. Die Einspeiseplatte kann unterhalb oder oberhalb der Prallplatte angeordnet sein. Die Prallplatte weist vorzugsweise den gleichen Außendurchmesser auf wie die Einspeiseplatte.

[0006] In den Pufferspeicher durch den jeweiligen Pufferanschluss hindurch einfließende Flüssigkeit prallt somit gegen die Prallplatte und wird seitlich abgeführt. Bei möglichst symmetrischer Anordnung, horizontaler Ausrichtung der Platten und vertikaler Ausrichtung des Endstückes des Pufferanschlusses wird das einströmende Wasser am Umfang der Tellerscheibe gleichmäßig austreten und hierdurch eine allenfalls geringe Verwirbelung der Flüssigkeit im Pufferspeicher bewirken.

[0007] Die geringe Verwirbelung und damit stabile Temperaturschichtung kann - abgesehen von der damit verbundenen Eindämmung der unerwünschten Entropiezunahme - außerdem vorteilhaft für die Regelung sein. Falls z.B. eine Spitzenlastkessel angeschlossen ist, kann dieser direkt über am Pufferspeicher angeordnete Fühler, z.B. Speicherfühler für Warmwasser und/oder Vorlauffühler für eine witterungsgeführte Heizung, geregelt werden. Eine Regelung unter Kopplung der Regelung anderer Wärmequellen ist dann nicht mehr erforderlich, was ebenfalls zur Energieeinsparung und zur Einsparung bei Materialkosten beitragen kann.

[0008] Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Abstand h zwischen den Platten so zu dimensionieren, dass er mindestens den zweifachen Innendurchmesser des in der Einspeiseplatte mündenden Pufferanschlussrohres und maximal den achtfachen Wert des Innendurchmessers dieses Pufferanschlussrohres beträgt.

[0009] Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Außendurchmesser der Tellerscheibe oder zumindest eine der beiden Platten der Tellerscheibe mindestens ein Drittel des Innendurchmessers des Pufferspeichers beträgt. Gleichzeitig soll der Außendurchmesser der Tellerscheibe oder zumindest einer der Platten der Tellerscheibe mindestens das Zehnfache des Innendurchmessers des zugehörigen Pufferanschlussrohres betragen.

[0010] Vorzugsweise wird jeder der Pufferanschlüsse mit einer Tellerscheibe versehen.

[0011] Die Tellerscheibenanschlüsse können auch für Pufferspeicher mit mehr als drei Pufferanschlüssen, z. B. vier Pufferanschlüssen, vorgesehen werden.

[0012] Es ist vorteilhaft, einen mit horizontalen Tellerscheiben versehenen Pufferspeicher so zu betreiben, dass die Beladung und die Entladung des Pufferspeichers über einen gemeinsamen Pufferanschluss erfolgen. Der gemeinsame Pufferanschluss für Be- und Entladung kann auf mindestens einer Höhe, vorteilhaft an jedem der Pufferanschlüsse, vorgesehen werden. Durch österreichisches Patentamt AT13 044U1 2013-05-15 die Be- und Entladung über einen gemeinsamen Pufferanschluss wird der Pufferspeicher nur mit dem Netto-Volumenstrom aus Belade- und Entladestrom durchsetzt. Somit löst auch diese Verfahrensweise die vorgenannte technische Aufgabe, die Stabilität der Temperaturschichtung im Pufferspeicher möglichst gering zu beeinflussen.

[0013] Die Erfindung wird anhand von Figuren erläutert.

[0014] Figur 1 zeigt einen Pufferspeicher 1 mit vier seitlichen Pufferanschlüssen. Eine unterste Tellerscheibe 2 ist dabei möglichst tief angeordnet und eine oberste Tellerscheibe 3 möglichst hoch. Tellerscheiben 4 und 5 für die Positionen Mitte oben und Mitte unten sind ebenfalls vorgesehen.

[0015] Figur 2 zeigt eine Variante eines Pufferspeichers 6 mit drei Pufferanschlüssen. Die Orientierung der mittleren Tellerscheibe 7 (oberhalb oder unterhalb des Pufferanschlussrohres) ist optional.

[0016] Figur 3 zeigt eine Tellerscheibe 8 mit einem Pufferanschlussende 9 in vergrößerter Weise. Abstandhalter zwischen einer Prallplatte 10 und einer Einspeiseplatte 11 der Tellerscheibe 8 sind nicht gesondert dargestellt. Bevorzugt verlaufen solche Abstandhalter jedoch radial strahlförmig, um eine möglichst gleichmäßige und gleichförmige Strömung vom Pufferanschlussende 9 weg nach außen oder umgekehrt aus dem Pufferspeicher in den Pufferanschluss hinein zu unterstützen.

[0017] Figur 4 zeigt das Pufferanschlussende 9 im Querschnitt mit einströmender Flüssigkeit (durch Pfeile angedeutet).

[0018] Figur 5 zeigt die zentrale Lage des Pufferanschlussendes 9 an der Einspeiseplatte der Tellerscheibe 8.

[0019] Figur 6 zeigt die Anschlussmöglichkeit für das Beladen und Entladen bei drei Pufferanschlüssen. Die horizontal verlaufenden Rohrstücke 12 bieten Anschlussmöglichkeiten für weitere Elemente, wie Wärmeerzeuger, z.B. einen Spitzenlastkessel, oder eine Frischwasserstation. Die Rohrstücke 12 sind mit senkrecht eingezeichneten Rohren 13 verbunden, die zu einem oder mehreren Verteilern führen. Jedes vertikale Rohr 13 weist genau eine Verbindungsstelle zu einem horizontalen Rohrstück 12 auf. An jedes horizontale Rohrstück 12 ist - in Fig. 6 nicht dargestellt - außerdem jeweils ein Anschluss für die Be- und Entladung des Pufferspeichers angeschlossen.

[0020] Figur 7 zeigt eine entsprechende Variante mit vier Pufferanschlüssen, bei denen lediglich der mittlere obere und der mittlere untere Pufferanschluss gleichzeitig für das Beladen und Entladen genutzt werden, während der oberste Pufferanschluss nur zum Beladen und der unterste Pufferanschluss nur zum Entladen verwendet wird. Eine beispielhafte Verrohrung für 4 Pufferanschlüsse ist außerdem in Fig. 11 dargestellt, welche weiter unten beschrieben ist.

[0021] Die Figuren 8 bis 10 zeigen in drei unterschiedlichen Perspektiven den Pufferspeicher 1 mit Verteilern und den Pufferanschlüssen, wobei hier anders als in den Figuren 1 und 2 die Pufferanschlüsse jeweils von unten in den Pufferspeicher 1 hineingeführt sind. Bei dieser Variante ist es wichtig, Steigrohre (siehe Fig. 12) der Pufferanschlüsse im Puffer 1 thermisch zu isolieren.

[0022] Figur 11 zeigt beispielhaft eine Verrohrung für die Verteilung der Beladung und Entladung mit Verbindungsstellen 14 bis 17 für die Pufferspeicheranschlüsse. Jedes vertikale Rohr 13 weist genau eine Verbindungsstelle zu einem horizontalen Rohrstück 12 auf, nämlich in Fig. 11 jeweils am Kreuzungspunkt gleichfarbiger Rohre 12 bzw. 13 (siehe auch Fig. 6 für das Beispiel mit drei Pufferanschlüssen und Fig. 7 für das Beispiel mit 4 Pufferanschlüssen). Die Verbindungsstellen 14 bis 17 sind für den Anschluss der Pufferanschlüsse oben (Verbindungsstelle 14), mitte oben (Verbindungsstelle 15), mitte unten (Verbindungsstelle 16) und unten (Verbindungsstelle 17) vorgesehen.

[0023] Die Figuren 12 bis 14 zeigen beispielhaft für das Pufferspeicherinnere vorgesehene Steigrohre der Pufferanschlüsse aus mehreren Perspektiven. 2/7

Claims (9)

1. österreichisches Patentamt AT13 044U1 2013-05-15 [0024] Sämtliche in den Zeichnungen angegebenen Maße sind rein beispielhaft. [0025] Die Figuren 15 bis 18 zeigen aus unterschiedlichen Perspektiven einen beispielhaften Pufferspeicher 1 mit Solarwärmetauscher 21 und Trinkwasserwärmetauscher 20. Selbstverständlich sind auch Pufferspeicher 1 mit anderen Einbauten für den Gegenstand der Erfindung geeignet. [0026] Die verbleibenden Figuren 19 bis 22 zeigen diverse innen liegende Steigrohre für die verschiedenen Tellerscheiben 2 bis 5 in unterschiedlichen Perspektiven a) bis c). Ansprüche 1. Pufferspeicher mit mindestens drei Pufferanschlüssen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Pufferanschlüsse in das Pufferspeicherinnere geführt wird und in einer Einspeiseplatte (11) einer Tellerscheibe (2 bis 5, 7, 8) mündet, wobei jede Tellerscheibe (2 bis 5, 7, 8) zusätzlich zur Einspeiseplatte eine zur Einspeiseplatte (11) parallele und senkrecht zur Plattenebene beabstandete Prallplatte (10) aufweist.
2. 2. Pufferspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Prallplatte (10) und Einspeiseplatte (11) denselben Außendurchmesser aufweisen.
3. 3. Pufferspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Tellerscheibe (2 bis 5, 7, 8) horizontal ausgerichtet ist.
4. 4. Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand h zwischen Einspeiseplatte (11) und Prallplatte (10) mindestens den zweifachen Innendurchmesser des in der Einspeiseplatte (11) mündenden Pufferanschlussrohres und maximal den achtfachen Wert des Innendurchmessers dieses Pufferanschlussrohres beträgt.
5. 5. Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der mindestens einen Tellerscheibe oder zumindest eine der beiden Platten der Tellerscheibe (2 bis 5, 7, 8) mindestens ein Drittel des Innendurchmessers des Pufferspeichers beträgt.
6. 6. Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der mindestens einen Tellerscheibe (2 bis 5, 7, 8) oder zumindest einer der Platten (11, 10) der Tellerscheibe (2 bis 5, 7, 8) mindestens das Zehnfache des Innendurchmessers des zugehörigen Pufferanschlussrohres beträgt.
7. 7. Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Einspeiseplatte (11) und zugehöriger Prallplatte (10) Abstandshalter vorgesehen sind, welche vorzugsweise radial strahlförmig verlaufen.
8. 8. Pufferspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pufferanschlüsse von unten in den Pufferspeicher (1) hineingeführt sind, wobei Steigrohre der Pufferanschlüsse thermisch isoliert sind.
9. 9. Verfahren zum Betrieb eines Pufferspeichers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Beladung und Entladung des Pufferspeichers (1) über mindestens einen gemeinsamen Pufferanschluss erfolgt. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 3/7