EP3315872A2 - Warmwasserspeicher und heizflansch für einen warmwasserspeicher - Google Patents

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EP3315872A2
EP3315872A2 EP17198742.3A EP17198742A EP3315872A2 EP 3315872 A2 EP3315872 A2 EP 3315872A2 EP 17198742 A EP17198742 A EP 17198742A EP 3315872 A2 EP3315872 A2 EP 3315872A2
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EP
European Patent Office
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hot water
water tank
flange
opening
container
Prior art date
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EP17198742.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3315872A3 (de
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Andreas Meng
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Stiebel Eltron GmbH and Co KG
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Stiebel Eltron GmbH and Co KG
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F24H1/181—Construction of the tank
    • F24H1/182—Insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24H1/20—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
    • F24H1/201—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply
    • F24H1/202—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply with resistances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/001—Guiding means
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2270/00—Thermal insulation; Thermal decoupling

Definitions

  • the present invention relates to a hot water tank and a Schuflanschvortechnische for a hot water tank.
  • Hot water storage tanks usually have thermal insulation to isolate the storage to the outside and to reduce heat loss.
  • FIG. 1 shows the DE 44 18 108 A1 a hot water tank with a water tank in an insulating jacket made of foamed plastic, which sits in an outer jacket.
  • the element comprises a heat-insulating layer made of a soft insulating material, which is provided on the outside with a cover layer of a material of higher tensile strength.
  • the present invention seeks to provide a hot water tank, which has improved thermal insulation and are reduced in the heat losses during operation.
  • hot water storage tanks also have a plurality of openings, for example to introduce a cold water inlet, a hot water outlet, a heating element, a temperature sensor, a foreign current anode and a safety temperature sensor into the interior of the storage tank.
  • a disadvantage of the known storage with many openings that the opening each have a heat transport path form from the inside of the container to the outside.
  • any openings are largely impossible, there is thus a need to minimize the unfavorable heat transport paths from the memory to the outside.
  • the invention is therefore based on the further object to improve hot water storage to the effect that the isolation of the memory is optimized.
  • a hot water tank is provided with a storage tank having an opening and an insulating unit surrounding the storage tank and having a bottom.
  • the insulating unit has a cold sink at the bottom, which is arranged around the opening.
  • the cold sink allows a flow of heat out of the storage tank to be inhibited because the insulation distance is extended. This heat loss of the memory can be reduced during operation.
  • the cold sink is designed as a circumferential shape, in particular as a circumferential ring around the opening and part of the bottom of the insulating unit.
  • the insulating unit further comprises a shell part and a cover part, wherein the cover part is welded to the shell part.
  • the welded connection preferably takes place by means of a fillet weld and / or a butt weld.
  • the insulation unit has an inner container, an outer container and an intermediate cavity, which comprises an evacuated insulating medium.
  • the insulating medium is compressed.
  • a hot water tank can also be referred to as a vacuum storage.
  • the insulation unit further comprises a side wall, which between inner container and outer container, in particular between the inner container and the bottom is arranged, wherein the side wall is arranged around the opening.
  • the side wall is designed such that the opening is widened in an area around the ground in order to increase a contact surface for a seal.
  • the sealing element can therefore have sufficient contact surface between the side wall and the heating flange to be introduced into the opening through the widening opening in order to ensure a secure seal.
  • Stainless steel makes it possible to achieve advantageous heat conduction properties.
  • essential parts of the insulation unit especially those that come in contact with water, enamelled steel.
  • the hot water tank further fastening means, in particular screws, which are arranged radially inside the cold sink on the ground, in particular welded, are.
  • the attachment means preferably only protrude out of the ground and out into it, so that the vacuum insulation of the insulation unit is not impaired.
  • the radiator flange can be fastened.
  • the vacuum accumulator has a so-called container separation.
  • the inner container has an inner ring and the outer container has an outer ring, wherein between the inner ring and the outer ring is preferably provided a gap for extending a heat transfer path from the inner container to the outer container.
  • This container separation is preferably arranged in an opening region of the vacuum accumulator, that is to say where the accumulator has an opening for receiving a heating flange.
  • the cold sink is realized by a container separation and serves to reduce the heat transfer to the outside.
  • the cold sink is to be understood advantageously as a container separation. This effect is achieved by the heat, the occurs inside the container, first via the inner ring and then via the outer ring is derived. This prolongs the distance over which the heat is dissipated. Thus, less heat comes to the outer container than if there was a direct connection between the inner container and outer container. It has been shown that this material separation of outer container and inner container leads to lower heat losses. Without this separation, the effluent heat energy would heat the lower portion of the outer container more, which would adversely affect the measurement of heat losses.
  • the inner ring and / or the outer ring are preferably made of stainless steel.
  • the outer ring made of steel and the inner ring made of stainless steel.
  • the inner ring holds the inner container in position and defines a desired distance between the inner container and the outer container.
  • the hot water tank further comprises a threaded ring, which is attached to the bottom of the insulating unit and enclosing the opening.
  • the threaded ring is welded to the bottom of the insulating unit.
  • the threaded ring may be provided in the region of the cold sink or spaced therefrom.
  • the threaded ring may for example be designed as a plurality of welded screws.
  • the hot water tank further comprises a heating flange, which can be introduced via the opening in the storage container and fastened by means of the threaded ring on the insulating unit.
  • a heating flange which can be introduced via the opening in the storage container and fastened by means of the threaded ring on the insulating unit.
  • the outer container preferably has a wall thickness of up to 3 mm. Preferably, it has a wall thickness of about 0.5 to about 2 mm.
  • the inner container has an opening for receiving a Walkerflansches.
  • the area of Bank of Banksches preferably no vacuum insulation is provided.
  • EPP expanded polypropylene
  • EPS expanded polystyrene
  • the invention relates to the idea of providing an insulation in which as little air as possible is enclosed within the insulating layer, which could release heat to the outside by means of convection.
  • air is sucked out of the insulating layer, so that the insulating layer, the air is largely removed. As a result, heat losses are significantly reduced.
  • the hot water tank has a capacity of up to about 2000 liters, preferably up to 300 liters, preferably between about 5 and about 150 liters. Particularly preferably, the hot water tank has a capacity of ⁇ 36 liters.
  • the object is further achieved in that a Bankflanschvortechnische for a hot water tank, which has a storage container with an opening is provided.
  • the Schuflanschvorraum has a flange for mounting on the hot water tank, in particular a bottom of the hot water tank, a heating element, a cold water inlet, a hot water return and a temperature sensor.
  • an external current anode is advantageously provided.
  • the heating flange according to the invention thus allows by a clever arrangement of connections of the heating element, the cold water inlet, the hot water return and the temperature sensor as a common flange, that the entire components can be introduced through a single opening in the hot water tank.
  • the invention thus eliminates the need to provide for the cold water inlet, the hot water return and / or the temperature sensor separate passages in the storage tank of the hot water tank.
  • a thermal insulation of the hot water tank is optimized.
  • the invention enables the temperature sensor to be disposed within the storage container and to accurately determine a temperature of the water.
  • the Bankflanschvorraum three heating elements, each with about 2 kilowatts of power.
  • the opening of the storage container is preferably located the bottom. The Schuflanschvoriques can thus be introduced from the bottom in the hot water tank and attached thereto.
  • the hot water tank is preferably a stratified tank. Hot water is advantageously tapped from the top of the memory, cold water flows from below into the memory. Accordingly, the cold water inlet only slightly into the memory inside, while the hot water return passes through the memory from bottom to top to accommodate water near the top of the memory can.
  • the cold water flows in advantageously.
  • a mixing zone and a KW layer are formed.
  • the memory is then heated again.
  • Other memories than stratified storage are included.
  • different temperature zones are intentionally set. This is advantageous in case of state storage so implemented.
  • the temperature sensor is an integral sensor.
  • the integral sensor preferably traverses the storage volume vertically from bottom to top and is set up to measure the water temperature in the total storage volume.
  • the flange element comprises stainless steel or consists thereof.
  • the flange element is formed such that the flange element corresponds to the shape of the cold sink of the bottom of the hot water tank. If, for example, the cold sink is designed as an inwardly curved region of the base, the flange element has a corresponding curvature in the direction of the curvature of the cold sink.
  • a particularly efficient thermal insulation is achieved by the use of the extension of the bathleitweges by the cold sink on the part of the flange.
  • the cold water inlet has a mixing limiter.
  • the mixing limiter serves to deflect water flowing in via the cold water inlet in such a way that the layer structure of the layered store remains as intact as possible.
  • the mixing limiter is set up so that the flow direction of the water is deflected to the left or to the right.
  • the mixing limiter is configured as an impact protection or a baffle plate. In all cases the mixing limiter thus ensures that the vertical flow of the inflowing cold water is braked or blocked and thus the mixing is reduced.
  • a baffle plate can be advantageously provided instead of the impact protection, which also serves to limit a vertical flow of the inflowing cold water.
  • baffle plate is placed over the cold water inlet instead of the impact protection. Inflowing water bounces against the baffle and flows between the baffle and the flange member into the storage container.
  • the baffle is advantageously attached to the flange, the hot water return, the radiator and / or the cold water inlet pipe.
  • the baffle may advantageously consist of metal or a non-metal, in particular plastic.
  • Metallic baffles are preferably welded or soldered.
  • Plastic baffles are advantageously clicked on the flange element, the hot water return, the radiator and / or the cold water inlet pipe, or plugged.
  • a baffle made of metal can be advantageous clicked on or plugged.
  • the mixing limiter is formed by a curvature of the cold water inlet in the direction of the flange element, such that inflowing water bounces against the flange element itself and / or a side wall of the hot water tank below an outlet opening of the cold water inlet. This allows a particularly simple prevention of mixing, without additional elements such as baffles are provided.
  • the flange member for mounting on the hot water tank on insulating spacers, in particular made of plastic, in order to isolate the flange of fastened to the ground fasteners.
  • the spacers are preferably formed of hard plastic or a similar material. The actual assembly of the flange is effected, for example, by means of nuts, which fasten the flange element to the fastening means, but without being directly in contact with the flange element, since the spacers are arranged therebetween.
  • the heating flange device further comprises a safety temperature limiter.
  • a safety temperature limiter eliminates the need to provide a separate opening for holding the safety temperature limiter.
  • the safety temperature limiter and the temperature sensor are arranged in a common sensor tube.
  • the sensor tube is disposed on the flange and protrudes into the container when the Schuflanschvorraum is mounted in a hot water tank. It must therefore be sealed against the container contents or soldered into the flange plate only the sensor tube.
  • the sensor tube can be firmly mounted on the flange. The seal can thus be fixed. A maintenance and installation of the temperature sensor and / or the safety temperature limiter is thus easily possible, since no sealing of the measuring instruments with respect to the flange is necessary.
  • the Schuflanschvoriques further comprises a corrosion protection unit, in particular a magnesium anode or a Fremdstromanode on.
  • a corrosion protection unit in particular a magnesium anode or a Fremdstromanode on.
  • this is preferably insulated from the heating flange. In this embodiment, therefore, no additional opening in the hot water tank for the anti-corrosion unit is necessary.
  • the invention is further achieved by a hot water tank according to the invention, which has a Schuflanschvorraum invention.
  • the flange element is insulated from the insulating unit by a sealing element arranged between a side wall surrounding the opening and the flange element and by spacer elements arranged between the floor fastening means and the flange element.
  • the interaction of the sealing element and spacer elements allows on the one hand a secure seal of the interior of the hot water tank, so that there is no leakage of water, on the other hand, the spacer elements but also ensures a secure hold of the flange without it over the water a short circuit can occur because the flange is electrically isolated from the bottom or the container of the hot water tank.
  • FIG. 1 shows a hot water tank 1 according to a first example for understanding the invention.
  • the hot water tank 1 has an inner container 10 and an outer container 20. Provided between the inner container 10 and the outer container 20 in a cavity H. If the hot water tank 1 is insulated, then a flowable or free-flowing, insulating medium 30 is filled through a filling opening 23 of the outer container 20. Air is withdrawn from the cavity H via a suction nozzle 22 and the cavity H evacuated. In order to avoid contamination of an evacuation pump, not shown, a fine filter 220 is disposed in front of the suction nozzle 22. In an opening region 1000, the outer container 20 has an outer ring 21 and the inner container 10 has an inner ring 11.
  • a gap S is provided between the inner ring 11 and the outer ring 21, which reduces a heat transfer to the outside. Furthermore, an opening 12 for receiving a Schuflansches not shown is provided on the inner container 10. Optionally, in the region of the filling opening 23 of the outer container 20, a connection 24 is provided for a measured value recording.
  • FIG. 2a is a detailed view of the hot water tank 1 from FIG. 1 shown.
  • the hot water storage tank 1 has an inner tank 10 and an outer tank 20. Between the inner container 10 and the outer container 20, a cavity H for receiving an insulating medium 30 for insulation of the hot water tank 1 is provided.
  • the inner container 10 has an opening 12 for receiving a Schuflansches not shown.
  • the inner container 10 has an inner ring 11 and the outer container 20 has an outer ring 21.
  • the inner ring 11 and the outer ring 12 are for Connection of inner container 10 and outer container 20 connected to each other. Between the inner ring 11 and the outer ring 21, a gap S is provided.
  • FIG. 2b shows a more detailed view of the hot water tank 1 from FIG. 1 , Shown is in particular the container separation between the inner ring 11 of the inner container 10 and the outer ring 21 of the outer container 20 in the region of the opening portion 100.
  • the container separation serves to reduce the heat transfer to the outside. This effect is achieved in that the heat that occurs in the interior of the container, initially via the inner ring 11 and then via the outer ring 21 is derived.
  • the distance over which the heat is dissipated is lengthened, in that the heat is first conducted in the direction W1 via the inner ring 11, then in the direction W2 to the outer ring 21 and then in the direction W3 via the outer ring 21.
  • a cavity between the inner container 10 and the outer container 20 is provided for receiving an insulating medium 30.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of a hot water tank according to a second example for understanding the invention.
  • the hot water tank has a storage tank 200 and an insulation or an insulation unit 300.
  • This insulation or isolation unit 300 may be configured as a vacuum insulation unit.
  • the storage container 200 has an opening 213 at its lower end 212. In this opening 213 z. B. the heating flange 40 are introduced.
  • the storage container 200 may be configured with an inner container and an outer container as described in the first example.
  • FIG. 4 shows an enlarged partial sectional view of the hot water tank of FIG. 3
  • the storage container 200 has at its lower end an opening 213 into which a heating flange can be inserted.
  • a cylindrical ring 212 is also provided, for example, made of stainless steel.
  • the insulation or the insulation unit 300 of the hot water tank can also be made or configured at its bottom 301 of stainless steel.
  • FIG. 5 shows a partial sectional view of a hot water tank according to a first embodiment.
  • the hot water tank has a storage tank 200 with a lower end, which may be configured as a cylindrical ring 212, for example made of stainless steel.
  • the ring 212 surrounds an opening 213 into which a heating flange can be inserted.
  • the hot water tank according to the first embodiment substantially corresponds to the hot water tank according to the first or second example for understanding the invention and additionally has a cold sink 302 at its bottom.
  • the cold sink 302 may be provided on the bottom 301 of the insulating unit 300 and may be formed, for example, as a circumferential ring 302.
  • the cold sink 302 has a first portion 302a, a second portion 302b, a third portion 302c, and a height 302h.
  • the first portion 302a may be 5 mm to 500 mm
  • the second portion 302b may be 5 mm to 500 mm
  • the third portion 302c may be 5 mm to 500 mm.
  • the height 302h of the ring 302 may be, for example, 5 mm to 200 mm.
  • FIG. 6 shows a partial sectional view of a hot water tank according to a second embodiment.
  • the storage container 200 has at its lower end a cylindrical ring 212 which surrounds an opening 213 into which a heating flange can be inserted.
  • an insulator 300 is provided, which may be configured, for example, as a vacuum insulation.
  • a cold sink 303 is configured, which may be formed as a ring.
  • the ring may have a radius of between 5 mm to 100 mm in cross section.
  • FIGS. 7 to 9 show partial sectional views of a hot water tank according to a third to fifth embodiment.
  • FIGS. 7 to 9 substantially correspond to the above first or second embodiment and illustrate alternative embodiments of a cold sink on the underside 301 of the insulating unit 300.
  • FIG. 7 shows a cold sink 304, which surrounds the opening 213 in the form of a ring.
  • the cold sink 304 is approximately circular in cross section and shows a compared to the cold sink 303 tapered connecting portion with the bottom 301 of Insulating unit 300. This embodiment allows a further extended distance to be covered, so that the heat flow inhibition is further increased.
  • FIG. 8 shows a cold sink 305 in the form of alternatingly inwardly into the insulating unit 300 reaching into bellies 305a and outwardly over the bottom 301 protruding troughs 305b.
  • FIG. 9 shows a cold sink 306, which substantially corresponds to the waveform of FIG FIG. 8 showndeesenke 305 corresponds.
  • the troughs 306b and the antinodes 306a are farther apart from each other in the radial direction from the opening 213 as compared with the cold sink 305.
  • the exact locations and distances of the troughs 305b, 306b or the antinodes 305a, 306a may be adjusted as needed.
  • the cold sinks 305, 306 may not extend beyond the bottom 301 into the insulation unit 300 and may be provided below the bottom 301 only.
  • the cold sink can also be designed differently, for example, have a different shape, as long as it is adapted to inhibit the heat flow from the interior of the container to the outside and to improve the insulating properties of the insulating unit 300.
  • Mixed forms of the embodiments of the cold sinks are inventively conceivable.
  • FIGS. 10 to 14 show schematic partial sectional views of an outer sheath of a hot water tank according to a sixth to tenth embodiment.
  • the show FIGS. 10 to 14 Various types of joining, such as a jacket portion 320 of the insulating unit 300 is connected to a cover portion 330 of the insulating unit.
  • the not shown part of the hot water tank can correspond to the hot water tank of the first or second embodiment.
  • the shell portion 320 protrudes upward beyond the lid portion 330 addition.
  • a fillet weld 340a in the form of a horizontal T-joint of the cover part 330 is provided for connection.
  • the cover member 330 extends horizontally beyond the shell portion 320 to the outside.
  • a fillet weld 340 b is provided for connecting the cover part 330 to the cover part 320, the cover part 320 being in T-joint of the cover part 320.
  • the cover part 330 and the jacket part 320 are welded on impact, wherein, for example, a fillet weld 340c designed as a corner seam or corner joint connects the two parts.
  • the lid member 330 adjacent to the skirt 320 has an upwardly bent portion 330d.
  • the upwardly bent portion 330d welded to the shell portion 320 by means of a butt weld 340d.
  • the lid portion 330 is bent down in the vicinity of the shell portion 320 and forms an overlap region 330e.
  • the overlapping area 330e is welded to the shell portion 320 by means of a weld 340e.
  • Fig. 15 shows a schematic sectional view of a hot water tank 1 with a Walkerflanschvortechnisch 100 according to an embodiment of the invention.
  • the hot water tank 1 has a storage shell 2, which surrounds a storage tank 3.
  • the storage shell 2 in turn has an outer wall 20 and an inner wall 10, which are separated from each other by a vacuum insulation 16. Via a filler neck 18, the space between outer wall 20 and inner wall 10 can be filled with insulating medium, for example, and be evacuated.
  • the storage enclosure 2 has an opening 13, via which a Schuflanschvortechnisch 100 is inserted into the container interior.
  • the filler neck can be mounted in another embodiment on the storage jacket, in particular in the region of a wall bracket.
  • the storage tank 3 preferably different water layers are formed, in particular during the removal of hot water.
  • the lower region of the storage container 3 are colder water layers 22, while 3 warm water layers 24 are formed in the upper region of the storage container. This is done because in the hot water tank 1 fresh water is introduced from below into the storage tank 3, there heated by the Schuflanschvoriques and heated in the upper region is discharged from the storage tank 3. The inflow of the fresh water is thus designed to ensure the lowest possible mixing of the water in the storage tank 3.
  • the storage container 3 is under pressure and is preferably full or almost completely filled during operation.
  • a water level 26 is advantageously above a hot water outlet 134th
  • Fig. 16a and 16b show enlarged detail views of in Fig. 15 shown schematic sectional view of the hot water tank 1.
  • Fig. 16a the upper portion of the hot water tank 1
  • Fig. 16b the lower portion of the hot water tank 1 with a majority of Schuflanschvorraum 100th
  • the individual components of Bankflanschvorraum 100 can be seen.
  • the Bankflanschvortechnik 100 includes three heating elements 110, each with two terminals 112.
  • the terminals 112 are typical connections for heating elements in hot water tanks and protrude down from the hot water tank 1 via a flange 105 addition.
  • the heating elements 110 are preferably heating elements each with a heating power of 2 kW, although other heating powers and / or a different number of heating elements 110 can also be envisaged.
  • a hot water return 130 projects from below through the flange 105 upwards.
  • a hot water pipe 132 forms an upper part of the water return 130 and is led upwards through the storage container interior and ends at a hot water outlet 134 Fig. 16
  • a temperature sensor 140 is shown, which also protrudes almost or completely through the entire storage tank volume, preferably designed as an integral sensor and can detect a temperature of the water over the entire storage area.
  • Fig. 16b a corrosion protection unit in the form of an external current anode 150.
  • the external current anode 150 is inserted into the interior of the storage container 3 via an opening in the flange element 105. Opposite the flange element 105, the foreign current anode 150 is insulated by means of an insulation 155.
  • a corrosion protection voltage between flange member 105 and the foreign current anode 150, which is connectable via a terminal 152, can be applied.
  • the foreign current anode 150 may also be replaced by another corrosion protection unit, such as a magnesium anode.
  • Fig. 17 shows a further enlarged schematic sectional view of the area of the hot water tank 1, as shown in Fig. 16b is shown. In particular shows Fig. 17 the attachment of Bankflanschvortechnisch 100 to the hot water tank. 1
  • Fig. 17 shows in detail a threaded ring 40 which is disposed between a bottom 301 of the outer wall 20 of the storage shell 2 and a side wall 19 of the opening 13.
  • the threaded ring 40 is used to attach the Schuflanschvorraum 100 to the hot water tank 1.
  • the side wall 19 of the opening 13 protrudes downward beyond the bottom 301a of the storage enclosure.
  • the threaded ring 30 can thus be attached to both the bottom 301 a and the side wall 19 of the opening 13 without blocking a portion of the opening 13.
  • the threaded ring 40 surrounds the opening 13 and is welded to the bottom 301 a and / or the side wall 19 of the opening 13.
  • the Schuflanschvorraum 100 or in particular the flange 105 is attached to the hot water tank 1, the fastening means 103, in particular screws, between the flange 105 and the threaded ring 40 are provided.
  • the flange element 105 can be firmly connected to the threaded ring 40 without the fastening means 103 penetrating into the storage shell and damaging the vacuum insulation between the outer wall 20 and the inner wall 10.
  • a sealing element 109 for example made of plastic, is provided.
  • the sealing element 109 seals the container interior with respect to the outside space.
  • the flange 105 may have a ground terminal 107 through which the hot water tank 1 is connected to ground.
  • the hot water tank 1 no vacuum insulation. Therefore, it may be advantageous in some embodiments to provide above the flange member 105 and the entire Schuflanschvoriques 100 and the threaded ring 40, a further insulating body, for example made of styrofoam, plastic or other heat-insulating materials, the heat transfer via the opening 13 from the container interior insulates outside.
  • a further insulating body for example made of styrofoam, plastic or other heat-insulating materials
  • Fig. 18 shows a schematic sectional view of a hot water tank 1 with a Schuflanschvoroplasty 100 according to an embodiment of the invention.
  • hot water tank is additionally shown the cold water inlet 120, advantageously with a mixing limiter in the form of an impact protection 125.
  • the other elements correspond to the elements shown in the previous drawings, and a description thereof will not be repeated.
  • cold water inlet or cold water inlet 120 cold water flows into the lower tank area.
  • an impact protection 125th provided, which essentially means that the cold water inlet is closed with a horizontal end, whereby a flow of the inflowing water is braked vertically.
  • Fig. 19 shows schematically and exemplarily an inventive impact protection according to an embodiment.
  • the impact protection 125 connects to the cold water inlet 120 and is connected thereto and is closed at its upper end with a closure 126. Only a small hole 127 allows a flow of a small volume of water directly from the cold water inlet 120 upwards. The much larger portion of the inflowing water is diverted to lateral openings 129 and thus leaves the cold water inlet 120 and the impact protection 125 horizontally. As a result, a mixing of the water in the storage tank 30 is kept as small as possible.
  • a baffle plate may be provided, which also serves to limit a vertical flow of the inflowing cold water.
  • Figs. 20a and 20b Each shows horizontal sectional views of an embodiment of Bankflanschvor512 100th Fig. 20a shows a sectional view of the Bankflanschvortechnik 100 from above, where going Fig. 20b a sectional view of the Schuflanschvortechnik 100 from below shows.
  • the reference numerals of the individual elements correspond to those with reference to Fig. 1 to Fig. 19 used reference numerals, which are not repeated here. It should be understood that the arrangement shown is, of course, only one example of the possible arrangements of the elements in the heating flange apparatus 100. Other arrangements of the connections are conceivable as long as the geometry of the elements allows mounting of the Edelflanschvoroplasty 100 through the opening 13 of the hot water tank 1.
  • a sensor tube is provided, in which the temperature sensor 140 and another, not shown, safety temperature limiters are arranged.
  • the sensor tube may be arranged instead of the temperature sensor 140 shown in the drawings.
  • a separate terminal or position may be provided in the safety temperature limiter flange member.
  • Fig. 21 shows a further embodiment of the Schuflansches 100 schematically
  • Fig. 22 schematically shows a cross section of another embodiment of a hot water tank 1.
  • the inner container 10 is divided into two and connected to a weld seam 351. Both parts of the inner container 10 are made of enamelled steel. Through the enamel, the inner container is corrosion resistant and reduces the heat conduction.
  • the outer container 20, steel in this example, is welded to the stainless steel bottom 301 at a transition region 352. Between the inner container 10 and the bottom 301, a side wall 19 made of steel at two welds 353 and 354 is welded.
  • the formed in this example as a web side wall 19 is designed as galvanized and / or painted steel.
  • the side wall 19 is designed as a web 190 with a subsequent spread portion 192.
  • the opening 12 widened which is indicated by the reference numeral 194, in order to provide a sufficiently large contact surface for the seal between the container and the heating flange device 100 to be introduced into the opening 12.
  • the bottom 301 has a cold sink 307, which in this example has, in particular, an indentation 307a extending into the cavity H, with a further region 307b extending further outward therebehind.
  • a cold sink 307 which in this example has, in particular, an indentation 307a extending into the cavity H, with a further region 307b extending further outward therebehind.
  • Figs. 23a and 23b show two views of the bottom 301. In this case, in particular the achieved by the cold sink 307, extended heat transfer path is clear.
  • Figs. 24a and 24b 2 schematically show two views of the side wall 19 designed as a web 190 and a distributed element 192.
  • the widening region 194 of the opening 12 becomes clear.
  • Fig. 25 schematically shows a view of the in Fig. 22 shown hot water tank 1, in which a Bankflanschvorraum 100 is inserted into the opening 12.
  • the embodiment of Bankflanschvorraum 100 substantially corresponds to that of the preceding embodiments, wherein the flange member 105 is designed as a flange plate made of stainless steel, which adapts particularly well to the shape of the cold sink 307.
  • the flange member 105 is designed as a flange plate made of stainless steel, which adapts particularly well to the shape of the cold sink 307.
  • Screw-equipped fasteners 309 circumferentially and arranged around the side wall 9 around.
  • the fastening means 309 are welded to the bottom plate 301, in particular spot-welded.
  • the flange plate 105 is connected to the bottom 301 by fastening means 103 configured as nuts.
  • a spacer 104 preferably made of hard plastic, is provided between the screw 309 and the nut 103. As a result, the flange member 105 is electrically isolated from the container.
  • the flange plate 105 is insulated from the container by the sealing member 109 between the side wall 19 and flange plate 105.
  • the embodiment of the sealing element 109 is in Figs. 26a and 26b shown in more detail in two views.
  • the sealing element 109 has two grooves 109a and 109b, which produce a particularly secure seal similar to the principle of a windscreen wiper when clamping. The secure seal is also ensured by the wide support, which is ensured by the widened portion 194.
  • Figs. 27a and 27b show further schematic views of the hot water tank 1 in which in particular the isolation of the flange member 105 relative to the container by the sealing element 109 and the spacer 104 is visible.
  • Fig. 27b also shows in detail the connection of the foreign current anode 150. Between foreign current anode 150 and flange 105 is provided a seal 154 for waterproofing and an insulation 156 for electrical insulation. The external current anode 150 is connected via a connection 152 and screwed to a nut 158. Thus, the actual anode, which protrudes into the container interior, be replaced with removed Schuflanschvorraum 100.
  • Fig. 27a also shows an embodiment of the cold water inlet 120, which differs from the other embodiments.
  • the fresh water inlet 120 is bent in the direction of the flange element 105 such that the cold water in the direction of the flange 105 and the side wall 19 is guided.
  • the flange member 105 and the side wall 19 act in this embodiment accordingly as a baffle plate.
  • a plane of the flange member 105 and the water outlet of the cold water inlet 120 thus include an angle which is less than 90 degrees.
  • the Fig. 28 shows this embodiment in further views. It serves to illustrate at least one of the aspects discussed above.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserspeicher (1), mit einem Speicherbehälter (3), der eine Öffnung (12) aufweist, und einer Isoliereinheit (2), welche den Speicherbehälter (3) umgibt und einen Boden (301) aufweist, wobei die Isoliereinheit (2) an dem Boden (301) eine Kältesenke (302, 303, 304, 305, 306, 307) aufweist, welche um die Öffnung (12) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Heizflanschvorrichtung (100) für diesen Warmwasserspeicher und einen Warmwasserspeicher (1) mit Heizflanschvorrichtung (100).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Warmwasserspeicher und eine Heizflanschvorrichtung für einen Warmwasserspeicher.
  • Warmwasserspeicher weisen üblicherweise eine Wärmedämmung auf, um den Speicher nach außen zu isolieren und um Wärmeverluste zu verringern.
  • Ferner zeigt beispielsweise die DE 44 18 108 A1 einen Warmwasserspeicher mit einem Wasserbehälter in einem aus geschäumtem Kunststoff hergestellten Dämmmantel, der in einem Außenmantel sitzt.
  • In der DE 296 00 455 U1 ist ein wärmedämmendes Element insbesondere für Warmwasserspeicher beschrieben. Das Element weist eine wärmeisolierende Schicht aus einem weichen Dämmstoff auf, die auf der Außenseite mit einer Deckschicht aus einem Material von höherer Zugfestigkeit versehen ist.
  • Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Warmwasserspeicher vorzusehen, der eine verbesserte Wärmeisolierung aufweist und bei dem Wärmeverluste im Betrieb reduziert sind.
  • Klassischerweise weisen Warmwasserspeicher ferner mehrere Öffnungen auf, beispielsweise um einen Kaltwasserzulauf, einen Warmwasserablauf, ein Heizelement, einen Temperatursensor, eine Fremdstromanode und einen Sicherheitstemperatursensor in das Innere des Speicherbehälters einzuführen. Nachteilig an den bekannten Speichern mit vielen Öffnungen ist allerdings, dass die Öffnung jeweils einen Wärmetransportweg von dem Inneren des Behälters nach außen bilden. Insbesondere in einem Fall von vakuumisolierten Warmwasserspeichern, bei denen beliebige Öffnungen weitestgehend gar nicht möglich sind, besteht somit das Bedürfnis, die unvorteilhaften Wärmetransportwege aus dem Speicher nach außen zu minimieren.
  • Der Erfindung liegt somit die weitere Aufgabe zugrunde, Warmwasserspeicher dahingehend zu verbessern, dass die Isolierung des Speichers optimiert wird.
  • Erfindungsgemäß ist die obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Danach ist ein Warmwasserspeicher mit einem Speicherbehälter, der eine Öffnung aufweist, und einer Isoliereinheit, welche den Speicherbehälter umgibt und einen Boden aufweist, vorgesehen. Die Isoliereinheit weist an dem Boden eine Kältesenke auf, welche um die Öffnung angeordnet ist.
  • Die Kältesenke ermöglicht, dass ein Wärmefluss aus dem Speicherbehälter heraus gehemmt wird, da die Isolierstrecke verlängert ist. Damit können Wärmeverluste des Speichers im Betrieb verringert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Warmwasserspeichers ist die Kältesenke als umlaufende Form, insbesondere als ein umlaufender Ring um die Öffnung ausgestaltet und Teil des Bodens der Isoliereinheit.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Warmwasserspeichers weist die Isoliereinheit weiter einen Mantelteil und einen Deckelteil auf, wobei der Deckelteil an den Mantelteil geschweißt ist. Die Schweißverbindung erfolgt vorzugsweise mittels einer Kehlnaht und/oder einer Stumpfnaht.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Warmwasserspeichers weist die Isoliereinheit einen Innenbehälter, einen Außenbehälter und einen dazwischenliegenden Hohlraum auf, der ein evakuiertes Isoliermedium umfasst. Vorteilhaft wird das Isoliermedium verdichtet. Ein derartiger Warmwasserspeicher kann auch als Vakuumspeicher bezeichnet werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Warmwasserspeichers weist die Isoliereinheit weiter eine Seitenwand auf, die zwischen Innenbehälter und Außenbehälter, insbesondere zwischen Innenbehälter und Boden angeordnet ist, wobei die Seitenwand um die Öffnung angeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Warmwasserspeichers ist die Seitenwand derart ausgestaltet, dass die Öffnung in einem Bereich um den Boden verbreitert ist, um eine Anlagefläche für eine Dichtung zu vergrößern. Das Dichtelement kann durch die verbreiternde Öffnung demnach hinreichend Anlagefläche zwischen Seitenwand und in die Öffnung einzuführendem Heizungsflansch haben, um eine sichere Dichtung zu gewährleisten.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Warmwasserspeichers weist wenigstens der Boden Edelstahl auf bzw. besteht daraus. Edelstahl ermöglicht es, vorteilhafte Wärmeleitungseigenschaften zu erreichen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Warmwasserspeichers weisen wesentliche Teile der Isoliereinheit. insbesonders diejenigen, die mit Wasser in Verbindung kommen, emaillierten Stahl auf.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Warmwasserspeichers weist der Warmwasserspeicher ferner Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben, auf, die radial innerhalb der Kältesenke an dem Boden angeordnet, insbesondere angeschweißt, sind. Die Befestigungsmittel ragen vorzugsweise lediglich aus dem Boden heraus und nicht hinein, so dass die Vakuumisolierung der Isoliereinheit nicht beeinträchtigt ist. An die Befestigungsmitteln ist, beispielsweise mittels Muttern, der Heizkörperflansch befestigbar.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Vakuumspeicher eine sogenannte Behältertrennung auf. Hierbei weist der Innenbehälter einen Innenring und der Außenbehälter einen Außenring auf, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring vorzugsweise ein Spalt zur Verlängerung eines Wärmeübertragungswegs vom Innenbehälter auf den Außenbehälter vorgesehen ist. Diese Behältertrennung ist vorzugsweise in einem Öffnungsbereich des Vakuumspeichers angeordnet, also dort, wo der Speicher eine Öffnung zur Aufnahme eines Heizflansches aufweist.
  • Die Kältesenke ist durch eine Behältertrennung realisiert und dient der Reduzierung des Wärmeübergangs nach außen. In dieser Anmeldung ist die Kältesenke vorteilhaft als Behältertrennung zu verstehen. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, dass die Wärme, die im Innern des Behälters auftritt, zunächst über den Innenring und dann über den Außenring abgeleitet wird. Dadurch verlängert sich die Wegstrecke, über die die Wärme abgeleitet wird. Somit kommt weniger Wärme am Außenbehälter an als wenn zwischen Innenbehälter und Außenbehälter eine direkte Verbindung bestünde. Es hat sich gezeigt, dass es durch diese Materialtrennung von Außenbehälter und Innenbehälter zu geringeren Wärmeverlusten kommt. Ohne diese Trennung würde die abfließende Wärmeenergie den unteren Bereich des Außenbehälters stärker erwärmen, was sich negativ auf die Messung der Wärmeverluste auswirken würde.
  • Der Innenring und/oder der Außenring bestehen vorzugsweise aus Edelstahl.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Außenring aus Stahl und der Innenring aus Edelstahl.
  • Vorzugsweise hält der Innenring den Innenbehälter in seiner Position und definiert einen Sollabstand zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Warmwasserspeicher weiter einen Gewindering auf, der an dem Boden der Isoliereinheit angebracht ist und die Öffnung umschließt. Vorzugsweise ist der Gewindering an den Boden der Isoliereinheit geschweißt. Der Gewindering kann im Bereich der Kältesenke oder davon beabstandet vorgesehen sein. Der Gewindering kann beispielsweise als mehrere angeschweißte Schrauben ausgestaltet sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Warmwasserspeicher weiter einen Heizflansch auf, der über die Öffnung in den Speicherbehälter einbringbar und mittels des Gewinderings an der Isoliereinheit befestigbar ist. Dies vermeidet, dass beispielsweise Gewindelöcher in der Isoliereinheit vorzusehen sind, über die der Heizflansch an dem Speicherbehälter befestigt wird. Somit wird ermöglicht, dass ein Vakuum im Inneren der Isoliereinheit aufrecht erhalten bleibt.
  • Der Außenbehälter weist vorzugsweise eine Wandstärke von bis zu 3 mm auf. Bevorzugt weist er eine Wandstärke von ca. 0,5 bis ca. 2 mm auf.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Innenbehälter eine Öffnung zur Aufnahme eines Heizflansches auf. Im Bereich des Heizflansches ist vorzugsweise keine Vakuumdämmung vorgesehen.
  • Vorzugsweise wird im Bereich des Heizflansches eine Dämmung aus Expandiertem Polypropylen (EPP), aus Expandiertem Polystyrol (EPS), aus Polyurethan-Hartschaum oder aus Polyurethan-Weichschaum verwendet.
  • Die Erfindung betrifft den Gedanken, eine Dämmung vorzusehen, bei der möglichst wenig Luft innerhalb der Isolierschicht eingeschlossen ist, die mittels Konvektion Wärme nach außen abgeben könnte. Durch den Evakuierungsvorgang wird Luft aus der Isolierschicht abgesaugt, so dass der Isolierschicht die Luft weitgehend entzogen ist. Hierdurch sind Wärmeverluste deutlich reduziert.
  • Vorzugsweise weist der Warmwasserspeicher ein Fassungsvermögen von bis zu ca. 2000 Litern, vorzugsweise bis zu 300 Litern, vorzugsweise zwischen ca. 5 und ca. 150 Litern auf. Besonders bevorzugt weist der Warmwasserspeicher ein Fassungsvermögen von ≤ 36 Litern auf.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe ferner dadurch gelöst, dass eine Heizflanschvorrichtung für einen Warmwasserspeicher, der einen Speicherbehälter mit einer Öffnung aufweist, bereitgestellt wird. Die Heizflanschvorrichtung weist ein Flanschelement zur Montage an dem Warmwasserspeicher, insbesondere einem Boden des Warmwasserspeichers, ein Heizelement, einen Kaltwasserzulauf, einen Warmwasserrücklauf und einen Temperatursensor auf.
  • Vorteilhaft ist weiterhin eine Fremdstromanode vorgesehen.
  • Der erfindungsgemäße Heizflansch ermöglicht somit durch eine geschickte Anordnung von Anschlüssen des Heizelementes, des Kaltwasserzulaufs, des Warmwasserrücklaufs und des Temperatursensors als ein gemeinsamer Flansch, dass die gesamten Komponenten durch eine einzige Öffnung in den Warmwasserspeicher eingeführt werden können. Durch die Erfindung entfällt somit das Bedürfnis, für den Kaltwasserzulauf, den Warmwasserrücklauf und/oder den Temperatursensor separate Durchgänge in den Speicherbehälter des Warmwasserspeichers vorzusehen. Somit wird eine Wärmedämmung des Warmwasserspeichers optimiert. Insbesondere ermöglicht die Erfindung, dass der Temperatursensor innerhalb des Speicherbehälters angeordnet werden kann und eine Temperatur des Wassers genau bestimmen kann.
  • Vorzugsweise weist die Heizflanschvorrichtung drei Heizelemente mit jeweils etwa 2 Kilowatt Leistung auf. Die Öffnung des Speicherbehälters befindet sich vorzugsweise auf der Unterseite. Die Heizflanschvorrichtung kann somit von der Unterseite in den Warmwasserspeicher eingeführt und daran befestigt werden.
  • Bei dem Warmwasserspeicher handelt es sich vorzugsweise um einen Schichtspeicher. Warmes Wasser wird vorteilhaft von oben aus dem Speicher abgezapft, kaltes Wasser strömt von unten in den Speicher ein. Entsprechend reicht der Kaltwasserzulauf nur wenig in das Speicherinnere hinein, während der Warmwasserrücklauf den Speicher von unten bis oben durchläuft, um Wasser nahe des oberen Endes des Speichers aufnehmen zu können.
  • Bei der WW-Entnahme strömt vorteilhaft das Kaltwasser ein. Somit bilden sich neben einer WW-Schicht eine Vermischungszone und eine KW-Schicht. Vorteilhaft wird der Speicher dann wieder durchgeheizt. Auch andere Speicher als Schichtspeicher sind umfasst. Bei einem Schichtspeicher werden gewollt unterschiedliche Temperaturzonen eingestellt. Dies ist vorteilhaft bei Standspeichern so umgesetzt.
  • In einer Ausführungsform ist der Temperatursensor ein Integralsensor. Der Integralsensor durchquert vorzugsweise das Speichervolumen vertikal von unten nach oben und ist eingerichtet, die Wassertemperatur im gesamten Speichervolumen zu messen.
  • In einer Ausführungsform weist das Flanschelement Edelstahl auf bzw. besteht daraus.
  • In einer Ausführungsform ist das Flanschelement derart ausgeformt, dass das Flanschelement mit der Form der Kältesenke des Bodens des Warmwasserspeichers korrespondiert. Ist beispielsweise die Kältesenke als nach innen gewölbter Bereich des Bodens ausgestaltet, weist das Flanschelement eine entsprechende Wölbung in Richtung der Wölbung der Kältesenke auf. Somit wird eine besonders effiziente Wärmeisolierung durch die Nutzung der Verlängerung des Wärmeleitweges durch die Kältesenke auch auf Seiten des Flanschelementes erreicht.
  • In einer Ausführungsform weist der Kaltwasserzulauf einen Vermischungsbegrenzer auf. Der Vermischungsbegrenzer dient dazu, über den Kaltwassereinlauf einströmendes Wasser derart abzulenken, dass die Schichtstruktur des Schichtspeichers möglichst intakt bleibt. Beispielsweise wenn Frischwasser von unten vertikal in den Behälter einströmt ist der Vermischungsbegrenzer dafür eingerichtet, dass die Strömungsrichtung des Wassers nach links oder rechts abgelenkt wird. Vorzugsweise ist der Vermischungsbegrenzer als ein Prallschutz oder eine Ablenkplatte ausgestaltet. In allen Fällen sorgt der Vermischungsbegrenzer somit dafür, dass die vertikale Strömung des einströmenden Kaltwassers gebremst bzw. blockiert und somit die Vermischung vermindert wird.
  • Beispielsweise kann vorteilhaft anstelle des Prallschutzes eine Ablenkplatte vorgesehen werden, die ebenfalls dazu dient, eine vertikale Strömung des einströmenden kalten Wassers zu begrenzen.
  • An einer vorteilhaften Ablenkplatte soll das einströmende Wasser abprallen. Die Ablenkplatte ist anstelle des Prallschutzeses über dem Kaltwasserzulauf angeordnet. Einströmendes Wasser prallt gegen die Ablenkplatte und strömt zwischen der Ablenkplatte und dem Flanschelement in den Speicherbehälter.
  • Die Ablenkplatte ist vorteilhaft an dem Flanschelement, dem Warmwasserrücklauf, dem Heizkörper und/oder dem Kaltwasserzulaufrohr befestigt. Die Ablenkplatte kann vorteilhaft aus Metall oder einem Nichtmetall, insbesondere Kunststoff bestehen. Metallische Ablenkplatten sind vorzugsweise angeschweißt oder angelötet. Ablenkplatten aus Kunststoff sind vorteilhaft an dem Flanschelement, dem Warmwasserrücklauf, dem Heizkörper und/oder dem Kaltwasserzulaufrohr angeklickt, ein- oder angesteckt. Auch eine Ablenkplatte aus Metall kann vorteilhaft angeklickt, ein- oder angesteckt sein.
  • Besonders bevorzugt ist der Vermischungsbegrenzer durch eine Krümmung des Kaltwasserzulaufes in Richtung des Flanschelementes ausgebildet, derart, dass einströmendes Wasser gegen das Flanschelement selbst und /oder eine Seitenwand des Warmwasserspeichers unterhalb einer Austrittsöffnung des Kaltwasserzulaufes prallt. Dies ermöglicht eine besonders einfache Verhinderung der Durchmischung, ohne dass zusätzliche Elemente wie beispielsweise Ablenkplatten vorzusehen sind.
  • In einer Ausführungsform weist das Flanschelement zur Montage an dem Warmwasserspeicher isolierende Distanzstücke, insbesondere aus Kunststoff, auf, um das Flanschelement von an dem Boden angebrachten Befestigungsmitteln zu isolieren. Die Distanzstücke sind vorzugsweise aus hartem Kunststoff oder einem ähnlichen Material ausgebildet. Die eigentliche Montage des Flanschelementes erfolgt beispielsweise mittels Muttern, die das Flanschelement an den Befestigungsmitteln befestigen, ohne jedoch direkt mit dem Flanschelement in Kontakt zu stehen, da die Distanzstücke dazwischen angeordnet sind.
  • In einer Ausführungsform weist die Heizflanschvorrichtung ferner einen Sicherheitstemperaturbegrenzer auf. Somit entfällt die Notwendigkeit, eine separate Öffnung zum Bereithalten des Sicherheitstemperaturbegrenzers vorzusehen.
  • In einer Ausführungsform sind der Sicherheitstemperaturbegrenzer und der Temperatursensor in einem gemeinsamen Fühlerrohr angeordnet. Vorzugsweise ist das Fühlerrohr an dem Flansch angeordnet und ragt in den Behälter hinein, wenn die Heizflanschvorrichtung in einem Warmwasserspeicher montiert ist. Es muss somit lediglich das Fühlerrohr gegen den Behälterinhalt abgedichtet oder in die Flanschplatte eingelötet sein. Das Fühlerrohr kann fest an dem Flansch montiert sein. Die Dichtung kann somit auch fest vorgesehen sein. Eine Wartung und Montage des Temperatursensors und/oder des Sicherheitstemperaturbegrenzers ist somit einfach möglich, da keine Abdichtung der Messinstrumente bezüglich des Flansches nötig ist.
  • In einer Ausführungsform weist die Heizflanschvorrichtung ferner eine Korrosionsschutzeinheit, insbesondere eine Magnesiumanode oder eine Fremdstromanode, auf. Vorzugsweise ist im Falle einer Fremdstromanode diese gegenüber dem Heizflansch isoliert. In dieser Ausführungsform ist somit keine zusätzliche Öffnung in dem Warmwasserspeicher für die Korrosionsschutzeinheit nötig.
  • Schließlich wird die Erfindung ferner durch einen erfindungsgemäßen Warmwasserspeicher gelöst, der eine erfindungsgemäße Heizflanschvorrichtung aufweist.
  • In einer Ausführungsform dieses Warmwasserspeichers ist das Flanschelement von der Isoliereinheit durch ein zwischen einer die Öffnung umgebenden Seitenwand und dem Flanschelement angeordnetes Dichtelement sowie durch zwischen an dem Boden angebrachten Befestigungsmitteln und dem Flanschelement angeordneten Distanzelementen isoliert ist.
  • Das Zusammenspiel aus Dichtelement und Distanzelementen ermöglicht zum einen eine sichere Abdichtung des Inneren des Warmwasserspeichers, so dass es nicht zu einem Austritt von Wasser kommt, zum anderen wird durch die Distanzelemente aber auch ein sicherer Halt des Flanschelementes gewährleistet, ohne dass es über das Wasser zu einem Kurzschluss kommen kann, da das Flanschelement elektrisch von dem Boden bzw. dem Behälter des Warmwasserspeichers isoliert ist.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1
    einen Warmwasserspeicher gemäß einem ersten Beispiel zum Verständnis der Erfindung,
    Figur 2a
    eine Detailansicht des Warmwasserspeichers aus Figur 1,
    Figur 2b
    eine weitere Detailansicht des Warmwasserspeichers aus Figur 1,
    Figur 3
    eine schematische Darstellung eines Warmwasserspeichers gemäß einem zweiten Beispiel zum Verständnis der Erfindung,
    Figur 4
    einen vergrößerten Ausschnitt des Warmwasserspeichers von Fig. 3,
    Figur 5
    eine schematische Teilschnittansicht eines Warmwasserspeichers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Figur 6
    eine schematische Teilschnittansicht eines Warmwasserspeichers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Figur 7
    eine schematische Teilschnittansicht eines Warmwasserspeichers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
    Figur 8
    eine schematische Teilschnittansicht eines Warmwasserspeichers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
    Figur 9
    eine schematische Teilschnittansicht eines Warmwasserspeichers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
    Figur 10
    eine schematische Teilschnittansicht einer Außenumhüllung eines Warmwasserspeichers gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
    Figur 11
    eine schematische Teilschnittansicht einer Außenumhüllung eines Warmwasserspeichers gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,
    Figur 12
    eine schematische Teilschnittansicht einer Außenumhüllung eines Warmwasserspeichers gemäß einem achten Ausführungsbeispiel,
    Figur 13
    eine schematische Teilschnittansicht einer Außenumhüllung eines Warmwasserspeichers gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel,
    Figur 14
    eine schematische Teilschnittansicht einer Außenumhüllung eines Warmwasserspeichers gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 15
    eine schematische Schnittansicht eines Warmwasserspeichers mit einer Heizflanschvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 16a und b
    vergrößerte Detailansichten der in Fig. 15 gezeigten schematischen Schnittansicht,
    Fig. 17
    eine weiter vergrößerte Detailansicht der in Fig. 16b gezeigten vergrößerten Schnittansicht der in Fig. 15 gezeigten schematischen Schnittansicht,
    Fig. 18
    eine schematische Schnittansicht eines Warmwasserspeichers mit einer Heizflanschvorrichtung und einem Prallschutz gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 19
    schematisch und exemplarisch ein Beispiel eines Prallschutzes für die Heizflanschvorrichtung gemäß der Erfindung,
    Fig. 20a
    eine erste schematische horizontale Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Heizflanschvorrichtung,
    Fig. 20b
    eine weitere horizontale Schnittansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Heizflanschvorrichtung nach Fig. 20a,
    Fig. 21
    schematisch eine Ablenkplatte im Behälter,
    Fig. 22
    schematisch einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Warmwasserspeichers,
    Fig. 23a und 23b
    zwei Ansichten des Bodens aus Fig. 22,
    Fig. 24a und 24b
    zwei Ansichten der Seitenwand aus Fig. 22,
    Fig. 25
    den Warmwasserspeicher der Fig. 22 mit Heizflanschvorrichtung,
    Fig. 26a und 26b
    zwei Ansichten des Dichelementes aus Fig. 25,
    Fig. 26a und 27b
    zwei schematische Ansichten des Warmwasserspeichert und
    Fig. 28
    eine weitere Ansichten des Warmwasserspeichers.
  • Figur 1 zeigt einen Warmwasserspeicher 1 gemäß einem ersten Beispiel zum Verständnis der Erfindung. Der Warmwasserspeicher 1 weist einen Innenbehälter 10 und einen Außenbehälter 20 auf. Zwischen dem Innenbehälter 10 und dem Außenbehälter 20 in ein Hohlraum H vorgesehen. Wird der Warmwasserspeicher 1 gedämmt, so wird durch eine Einfüllöffnung 23 des Außenbehälters 20 ein fließfähiges oder schüttfähiges, Isoliermedium 30 eingefüllt. Über einen Absaugstutzen 22 wird Luft aus dem Hohlraum H abgezogen und der Hohlraum H evakuiert. Um eine Verunreinigung einer nicht näher dargestellten Evakuierungspumpe zu vermeiden, ist vor dem Absaugstutzen 22 ein Feinfilter 220 angeordnet. In einem Öffnungsbereich 1000 weist der Außenbehälter 20 einen Außenring 21 und der Innenbehälter 10 einen Innenring 11 auf. Zwischen dem Innenring 11 und dem Außenring 21 ist ein Spalt S vorgesehen, der einen Wärmeübergang nach außen reduziert. Weiterhin ist an dem Innenbehälter 10 eine Öffnung 12 zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Heizflansches vorgesehen. Optional ist im Bereich der Einfüllöffnung 23 des Außenbehälters 20 ein Anschluss 24 für eine Messwertaufnahme vorgesehen.
  • In Figur 2a ist eine Detailansicht des Warmwasserspeichers 1 aus Figur 1 gezeigt. Gezeigt ist insbesondere der Öffnungsbereich 1000 des Warmwasserspeichers 1. Der Warmwasserspeicher 1 weist einen Innenbehälter 10 und einen Außenbehälter 20 auf. Zwischen dem Innenbehälter 10 und dem Außenbehälter 20 ist ein Hohlraum H zur Aufnahme eines Isoliermediums 30 zur Dämmung des Warmwasserspeichers 1 vorgesehen. Der Innenbehälter 10 weist eine Öffnung 12 zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Heizflansches auf. Der Innenbehälter 10 weist einen Innenring 11 und der Außenbehälter 20 einen Außenring 21 auf. Der Innenring 11 und der Außenring 12 sind zur Verbindung von Innenbehälter 10 und Außenbehälter 20 miteinander verbunden. Zwischen dem Innenring 11 und dem Außenring 21 ist ein Spalt S vorgesehen.
  • Figur 2b zeigt eine weitere Detailansicht des Warmwasserspeichers 1 aus Figur 1. Gezeigt ist insbesondere die Behältertrennung zwischen dem Innenring 11 des Innenbehälters 10 und dem Außenring 21 des Außenbehälters 20 im Bereich des Öffnungsbereiches 100. Die Behältertrennung dient der Reduzierung des Wärmeübergangs nach außen. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, dass die Wärme, die im Innern des Behälters auftritt, zunächst über den Innenring 11 und dann über den Außenring 21 abgeleitet wird. Dadurch verlängert sich die Wegstrecke, über die die Wärme abgeleitet wird, indem die Wärme zunächst in Richtung W1 über den Innenring 11, dann in Richtung W2 zum Außenring 21 und dann in Richtung W3 über den Außenring 21 geleitet wird. Somit kommt weniger Wärme am Außenbehälter 20 an als wenn zwischen Innenbehälter 11 und Außenbehälter 21 eine direkte Verbindung bestünde. Es hat sich gezeigt, dass es hierdurch zu geringeren Wärmeverlusten kommt. Ein Hohlraum zwischen dem Innenbehälter 10 und dem Außenbehälter 20 ist zur Aufnahme eines Isoliermediums 30 vorgesehen.
  • Figur 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Warmwasserspeichers gemäß einem zweiten Beispiel zum Verständnis der Erfindung. Der Warmwasserspeicher weist einen Speicherbehälter 200 sowie eine Isolation bzw. eine Isoliereinheit 300 auf. Diese Isolation bzw. Isoliereinheit 300 kann als eine Vakuum-Isoliereinheit ausgestaltet sein. Der Speicherbehälter 200 weist an seinem unteren Ende 212 eine Öffnung 213 auf. In diese Öffnung 213 kann z. B. der Heizflansch 40 eingeführt werden.
  • Der Speicherbehälter 200 kann wie in dem ersten Beispiel beschrieben mit einem Innenbehälter und einem Außenbehälter ausgestaltet sein.
  • Figur 4 zeigt eine vergrößerte Teilschnittansicht des Warmwasserspeichers von Figur 3. In Figur 4 ist insbesondere der untere Abschnitt des Warmwasserspeichers von Figur 3 vergrößert dargestellt. Der Speicherbehälter 200 weist an seinem unteren Ende eine Öffnung 213 auf, in welche ein Heizflansch eingeführt werden kann. An dem unteren Ende ist ferner ein zylindrischer Ring 212 beispielsweise aus Edelstahl vorgesehen. Die Isolation bzw. die Isoliereinheit 300 des Warmwasserspeichers kann an seinem Boden 301 ebenfalls aus Edelstahl hergestellt bzw. ausgestaltet sein.
  • Figur 5 zeigt eine Teilschnittansicht eines Warmwasserspeichers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Warmwasserspeicher weist einen Speicherbehälter 200 mit einem unteren Ende auf, welches als ein zylindrischer Ring 212 beispielsweise aus Edelstahl ausgestaltet sein kann. Der Ring 212 umgibt eine Öffnung 213, in welche ein Heizflansch einführbar ist. Der Warmwasserspeicher gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Warmwasserspeicher gemäß dem ersten oder zweiten Beispiel zum Verständnis der Erfindung und weist zusätzlich an seinem Boden eine Kältesenke 302 auf. Die Kältesenke 302 kann an dem Boden 301 der Isoliereinheit 300 vorgesehen sein und kann beispielsweise als ein umlaufender Ring 302 ausgebildet sein. Die Kältesenke 302 weist einen ersten Abschnitt 302a, einen zweiten Abschnitt 302b, einen dritten Abschnitt 302c sowie eine Höhe 302h auf. Beispielsweise kann der erste Abschnitt 302a 5 mm bis 500 mm, der zweite Abschnitt 302b kann 5 mm bis 500 mm und der dritte Abschnitt 302c kann 5 mm bis 500 mm betragen. Die Höhe 302h des Rings 302 kann beispielsweise 5 mm bis 200 mm betragen.
  • Durch die Ausgestaltung des Bodens der Isoliereinheit 300 kann somit eine Kältesenke erreicht werden. Durch die Ausgestaltung der Kältesenke wird ein Wärmefluss nach außen gehemmt, da die dabei zurückzulegende Strecke länger wird. Dies führt zu einer verbesserten Speicherwirkung.
  • Figur 6 zeigt eine Teilschnittansicht eines Warmwasserspeichers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Speicherbehälter 200 weist an seinem unteren Ende einen zylindrischen Ring 212 auf, welcher eine Öffnung 213 umgibt, in welche ein Heizflansch einführbar ist. Um den Behälter 200 herum ist ein Isolator bzw. eine Isoliereinheit 300 vorgesehen, welche beispielsweise als eine Vakuumisolation ausgestaltet sein kann. An einem Boden 301 der Dämmung bzw. des Isolators 300 ist eine Kältesenke 303 ausgestaltet, welche als ein Ring ausgebildet sein kann. Der Ring kann im Querschnitt einen Radius von zwischen 5 mm bis 100 mm aufweisen.
  • Figuren 7 bis 9 zeigen Teilschnittansichten eines Warmwasserspeichers gemäß einem dritten bis fünften Ausführungsbeispiel. Figuren 7 bis 9 entsprechen im Wesentlichen dem obigen ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel und illustrieren alternative Ausgestaltungen einer Kältesenke auf der Unterseite 301 der Isoliereinheit 300.
  • Figur 7 zeigt eine Kältesenke 304, die in Form eines Ringes die Öffnung 213 umgibt. Die Kältesenke 304 ist im Querschnitt näherungsweise kreisförmig und zeigt einen im Vergleich zu der Kältesenke 303 verjüngten Verbindungsbereich mit dem Boden 301 der Isoliereinheit 300. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine weiter verlängerte zurückzulegende Strecke, so dass die Wärmeflusshemmung weiter gesteigert ist.
  • Figur 8 zeigt eine Kältesenke 305 in Form von alternierend nach innen in die Isoliereinheit 300 hineinreichenden Wellenbäuchen 305a und nach außen über den Boden 301 hervorstehenden Wellentälern 305b.
  • Figur 9 zeigt eine Kältesenke 306, die im Wesentlichen der Wellenform der in Figur 8 gezeigten Kältesenke 305 entspricht. Die Wellentäler 306b und Wellenbäuche 306a sind in Radialrichtung von der Öffnung 213 nach außen im Vergleich zu der Kältesenke 305 weiter voneinander entfernt. Die genauen Anordnungen und Abstände der Wellentäler 305b, 306b oder der Wellenbäuche 305a, 306a können nach Bedarf angepasst werden. Auch können die Kältesenken 305, 306 nicht über den Boden 301 hinaus in die Isoliereinheit 300 hineinreichen und lediglich unterhalb des Bodens 301 vorgesehen werden.
  • Die Kältesenke kann auch anders ausgestaltet sein, beispielsweise eine andere Form haben, solange sie dazu geeignet ist, den Wärmefluss von dem Inneren des Behälters nach außen zu hemmen und die Isoliereigenschaften der Isoliereinheit 300 zu verbessern. Auch Mischformen aus den Ausführungsbeispielen der Kältesenken sind erfindungsgemäß vorstellbar.
  • Figuren 10 bis 14 zeigen schematische Teilschnittansichten einer Außenumhüllung eines Warmwasserspeichers gemäß einem sechsten bis zehnten Ausführungsbeispiel. Insbesondere zeigen die Figuren 10 bis 14 verschiedene Fügearten, wie ein Mantelteil 320 der Isoliereinheit 300 mit einem Deckelteil 330 der Isoliereinheit verbunden wird. Der nicht gezeigte Teil der Warmwasserspeicher kann dem Warmwasserspeicher des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels entsprechen.
  • In dem in Figur 10 gezeigten sechsten Ausführungsbeispiel ragt der Mantelteil 320 nach oben über den Deckelteil 330 hinaus. Eine Kehlnaht 340a in Form eines horizontalen T-Stoßes des Deckelteils 330 ist zur Verbindung vorgesehen.
  • In dem in Figur 11 gezeigten siebten Ausführungsbeispiel ragt der Deckelteil 330 horizontal über den Mantelteil 320 nach außen hinaus. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist zur Verbindung des Deckelteils 330 mit dem Mantelteil 320 eine Kehlnaht 340b vorgesehen, wobei in T-Stoß des Mantelteils 320 gegen den Deckelteil 330 vorliegt.
  • In dem in Figur 12 gezeigten achten Ausführungsbeispiel sind der Deckelteil 330 und der Mantelteil 320 auf Stoß verschweißt, wobei beispielsweise eine als Ecknaht bzw. Eckstoß ausgeführte Kehlnaht 340c die beiden Teile verbindet.
  • In dem in Figur 13 gezeigten neunten Ausführungsbeispiel zeigt der Deckelteil 330 an den Mantelteil 320 angrenzend einen nach oben gebogenen Abschnitt 330d. Beispielsweise als Bördelstoß ausgebildet sind der nach oben gebogene Abschnitt 330d mit dem Mantelteil 320 mittels einer Stumpfnaht 340d verschweißt.
  • In dem in Figur 14 gezeigten zehnten Ausführungsbeispiel ist der Deckelteil 330 in der Umgebung des Mantelteils 320 nach unten abgeknickt und bildet einen Überlappungsbereich 330e aus. In Form beispielsweise eines Überlappstoßes wird der Überlappungsbereich 330e mit dem Mantelteil 320 mittels einer Schweißnaht 340e verschweißt.
  • Fig. 15 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Warmwasserspeichers 1 mit einer Heizflanschvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Warmwasserspeicher 1 weist eine Speicherhülle 2 auf, die einen Speicherbehälter 3 umgibt. Die Speicherhülle 2 wiederum weist eine Außenwand 20 und eine Innenwand 10 auf, die voneinander durch eine Vakuumisolierung 16 getrennt sind. Über einen Einfüllstutzen 18 kann der Raum zwischen Außenwand 20 und Innenwand 10 beispielsweise mit Isoliermedium befüllt werden und evakuiert werden. Die Speicherhülle 2 weist eine Öffnung 13 auf, über die eine Heizflanschvorrichtung 100 in das Behälterinnere einführbar ist.
  • Der Einfüllstutzen kann in einem anderen Ausführungsbeispiel am Speichermantel, insbesondere im Bereich einer Wandhalterung angebracht werden.
  • In dem Speicherbehälter 3 bilden sich vorzugsweise verschiedene Wasserschichten, insbesondere bei der Entnahme von Warmwasser aus. Im unteren Bereich des Speicherbehälters 3 finden sich kältere Wasserschichten 22, während sich in dem oberen Bereich des Speicherbehälters 3 warme Wasserschichten 24 ausbilden. Dies erfolgt, weil bei dem Warmwasserspeicher 1 Frischwasser von unten in den Speicherbehälter 3 eingeführt wird, dort durch die Heizflanschvorrichtung erwärmt und im oberen Bereich erwärmt aus dem Speicherbehälter 3 abgegeben wird. Die Einströmung des Frischwassers ist somit ausgestaltet, für eine möglichst geringe Durchmischung des Wassers in dem Speicherbehälter 3 zu sorgen.
  • Der Speicherbehälter 3 steht unter Druck und ist im Betrieb vorzugsweise voll oder nahezu voll befüllt. Ein Wasserstand 26 liegt dabei vorteilhaft über einem Warmwasserauslass 134.
  • Fig. 16a und 16b zeigen vergrößerte Detailansichten der in Fig. 15 gezeigten schematischen Schnittansicht des Warmwasserspeichers 1. Insbesondere zeigt Fig. 16a den oberen Bereich des Warmwasserspeichers 1 und Fig. 16b den unteren Bereich des Warmwasserspeichers 1 mit einem Großteil der Heizflanschvorrichtung 100.
  • In den Fig. 16a und 16b sind die einzelnen Komponenten der Heizflanschvorrichtung 100 erkennbar. Die Heizflanschvorrichtung 100 umfasst drei Heizelemente 110 mit jeweils zwei Anschlüssen 112. Die Anschlüsse 112 sind typische Anschlüsse für Heizelemente bei Warmwasserspeichern und ragen nach unten aus dem Warmwasserspeicher 1 über ein Flanschelement 105 hinaus. Vorzugsweise handelt es sich bei den Heizelementen 110 um Heizelemente mit je 2 kW Heizleistung, wobei auch andere Heizleistungen und/oder eine andere Anzahl von Heizelementen 110 vorstellbar ist.
  • Ein Warmwasserrücklauf 130 ragt von unten durch das Flanschelement 105 nach oben. Ein Warmwasserrohr 132 bildet einen oberen Teil des Wasserrücklaufs 130 und ist durch das Speicherbehälterinnere nach oben geführt und endet an einem Warmwasserauslass 134. In Fig. 16 ist ferner ein Temperatursensor 140 gezeigt, der ebenso nahezu oder ganz durch das gesamte Speicherbehältervolumen ragt, vorzugsweise als Integralsensor ausgebildet ist und eine Temperatur des Wassers über den gesamten Speicherbereich erfassen kann. Schließlich zeigt Fig. 16b eine Korrosionsschutzeinheit in Form einer Fremdstromanode 150. Die Fremdstromanode 150 ist über eine Öffnung in dem Flanschelement 105 in das Innere des Speicherbehälters 3 eingefügt. Gegenüber dem Flanschelement 105 ist die Fremdstromanode 150 mittels einer Isolierung 155 isoliert. Somit kann eine Korrosionsschutzspannung zwischen Flanschelement 105 und der Fremdstromanode 150, die über einen Anschluss 152 anschließbar ist, angelegt werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Fremdstromanode 150 auch durch eine andere Korrosionsschutzeinheit ersetzt werden, wie beispielsweise eine Magnesiumanode.
  • Fig. 17 zeigt eine weiter vergrößerte schematische Schnittansicht des Bereichs des Warmwasserspeichers 1, wie er in Fig. 16b gezeigt ist. Insbesondere zeigt Fig. 17 die Befestigung der Heizflanschvorrichtung 100 an dem Warmwasserspeicher 1.
  • Fig. 17 zeigt im Detail einen Gewindering 40, der zwischen einem Boden 301 der Außenwand 20 der Speicherhülle 2 und einer Seitenwand 19 der Öffnung 13 angeordnet ist. Der Gewindering 40 dient zur Befestigung der Heizflanschvorrichtung 100 an dem Warmwasserspeicher 1. Die Seitenwand 19 der Öffnung 13 ragt nach unten über den Boden 301a der Speicherhülle hinaus. Der Gewindering 30 kann somit sowohl an dem Boden 301a als auch an der Seitenwand 19 der Öffnung 13 angebracht werden, ohne einen Bereich der Öffnung 13 zu blockieren. Vorzugsweise umringt der Gewindering 40 die Öffnung 13 und ist mit dem Boden 301a und/oder der Seitenwand 19 der Öffnung 13 verschweißt.
  • Die Heizflanschvorrichtung 100 bzw. insbesondere das Flanschelement 105 wird an den Warmwasserspeicher 1 dadurch befestigt, das Befestigungsmittel 103, insbesondere Schrauben, zwischen dem Flanschelement 105 und dem Gewindering 40 vorgesehen werden. Dadurch kann das Flanschelement 105 fest mit dem Gewindering 40 verbunden werden, ohne dass die Befestigungsmittel 103 in die Speicherhülle eindringen und die Vakuumisolierung zwischen Außenwand 20 und Innenwand 10 beschädigen. Zwischen Flanschelement 105 und Gewindering 40 ist vorzugsweise ein Dichtelement 109, beispielsweise aus Kunststoff, vorgesehen. Das Dichtelement 109 dichtet das Behälterinnere gegenüber dem Außenraum an. Weiter kann das Flanschelement 105 einen Erdungsanschluss 107 aufweisen, über den der Warmwasserspeicher 1 mit Masse verbindbar ist.
  • In dem Bereich der Öffnung 13 weist der Warmwasserspeicher 1 keine Vakuumisolierung auf. Deshalb kann es in einigen Ausführungsbeispielen vorteilhaft sein, über dem Flanschelement 105 bzw. der gesamten Heizflanschvorrichtung 100 und dem Gewindering 40 einen weiteren Isolierkörper, beispielsweise aus Styropor, Kunststoff oder sonstigen wärmeisolierenden Materialien, bereitzustellen, der einen Wärmetransport über die Öffnung 13 aus dem Behälterinneren nach außen dämmt.
  • Fig. 18 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Warmwasserspeichers 1 mit einer Heizflanschvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem in Fig. 18 gezeigten Warmwasserspeicher ist zusätzlich der Kaltwasserzulauf 120, vorteilhaft mit einem Vermischungsbegrenzer in Form eines Prallschutzes 125 gezeigt. Die übrigen Elemente entsprechen den in den vorherigen Zeichnungen gezeigten Elementen und eine Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
  • Durch den Kaltwassereinlauf bzw. Kaltwasserzulauf 120 strömt kaltes Wasser in den unteren Behälterbereich ein. Am Ende des Kaltwasserzulaufs 120 ist ein Prallschutz 125 vorgesehen, der im Wesentlichen dazu führt, dass der Kaltwasserzulauf mit einem horizontalen Abschluss verschlossen ist, wodurch eine Strömung des einströmenden Wassers vertikal gebremst wird.
  • Fig. 19 zeigt schematisch und exemplarisch einen erfindungsgemäßen Prallschutz gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Prallschutz 125 schließt an den Kaltwasserzulauf 120 an bzw. ist damit verbunden und ist an dessen oberen Ende mit einem Abschluss 126 abgeschlossen. Lediglich ein kleines Loch 127 ermöglicht eine Strömung eines geringen Wasservolumens direkt aus dem Kaltwasserzulauf 120 nach oben. Der weitaus größere Teil des einströmenden Wassers wird an seitliche Öffnungen 129 umgeleitet und verlässt den Kaltwasserzulauf 120 bzw. den Prallschutz 125 somit horizontal. Dadurch wird eine Vermischung des Wassers in dem Speicherbehälter 30 möglichst klein gehalten. Auch andere Ausgestaltungen eines Vermischungsbegrenzers sind denkbar. Beispielsweise kann anstelle des Prallschutzes 125 eine Ablenkplatte vorgesehen werden, die ebenfalls dazu dient, eine vertikale Strömung des einströmenden kalten Wassers zu begrenzen.
  • Fig. 20a und 20b zeigen jeweils horizontale Schnittansichten eines Ausführungsbeispiels der Heizflanschvorrichtung 100. Fig. 20a zeigt eine Schnittansicht auf die Heizflanschvorrichtung 100 von oben, wohin gehend Fig. 20b eine Schnittansicht auf die Heizflanschvorrichtung 100 von unten zeigt. Die Bezugszeichen der einzelnen Elemente entsprechen den mit Verweis auf Fig. 1 bis Fig. 19 verwendeten Bezugszeichen, die hier nicht wiederholt werden. Es ist zu beachten, dass die dargestellte Anordnung selbstverständlich nur ein Beispiel der möglichen Anordnungen der Elemente in der Heizflanschvorrichtung 100 ist. Auch andere Anordnungen der Anschlüsse sind vorstellbar, solange die Geometrie der Elemente eine Anbringung der Heizflanschvorrichtung 100 durch die Öffnung 13 des Warmwasserspeichers 1 zulässt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Heizflanschvorrichtung ist ein Fühlerrohr vorgesehen, in das der Temperatursensor 140 sowie ein weiterer, nicht gezeigter, Sicherheitstemperaturbegrenzer angeordnet sind. Das Fühlerrohr kann anstelle des in den Zeichnungen gezeigten Temperatursensors 140 angeordnet sein. In anderen Beispielen kann natürlich auch ein gesonderter Anschluss bzw. eine gesonderte Position in dem Flanschelement für den Sicherheitstemperaturbegrenzer vorgesehen werden.
  • Fig. 21 zeigt eine weitere Ausführung des Heizflansches 100 schematisch
  • Fig. 22 zeigt schematisch einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Warmwasserspeichers 1. In diesem Beispiel ist der Innenbehälter 10 zweigeteilt und an einer Schweißnaht 351 verbunden. Beide Teile des Innenbehälters 10 sind aus emailliertem Stahl. Durch die Emaille ist der Innenbehälter korrosionsbeständig und die Wärmeleitung reduziert.
  • Der Außenbehälter 20, in diesem Beispiel aus Stahl, ist mit dem Boden 301 aus Edelstahl an einem Übergangsbereich 352 verschweißt. Zwischen dem Innenbehälter 10 und dem Boden 301 ist eine Seitenwand 19 aus Stahl an zwei Schweißnähten 353 und 354 verschweißt. Die in diesem Beispiel als Steg ausgebildete Seitenwand 19 ist als verzinktes und/oder lackiertes Stahlblech ausgeführt.
  • Die Seitenwand 19 ist als ein Steg 190 mit anschließendem verbreitetem Abschnitt 192 ausgeführt. Im Bereich des Abschnittes 192 verbreitert sich insbesondere die Öffnung 12, was mit dem Bezugszeichen 194 angedeutet ist, um eine ausreichend große Anlagefläche für die Dichtung zwischen Behälter und dem in die Öffnung 12 einzuführenden Heizflanschvorrichtung 100 bereitzustellen.
  • Der Boden 301 weist eine Kältesenke 307 auf, die in diesem Beispiel insbesondere eine in den Hohlraum H hineinreichende Einprägung 307a mit sich daran anschließendem wieder weiter nach außen ausgeführten Bereich 307b aufweist. Damit ist der Wärmeübertragungsweg verlängert und die Wärmeübertragung wird durch die Kältesenke 307 reduziert.
  • Fig. 23a und 23b zeigen zwei Ansichten des Bodens 301. Hierbei wird insbesondere der durch die Kältesenke 307 erreichte, verlängerte Wärmeübertragungsweg deutlich.
  • Fig. 24a und 24b zeigen schematisch zwei Ansichten der als Steg 190 und verbreiteten Element 192 ausgestalteten Seitenwand 19. Hierbei wird insbesondere der sich aufweitende Bereich 194 der Öffnung 12 deutlich.
  • Fig. 25 zeigt schematisch eine Ansicht des in Fig. 22 gezeigten Warmwasserspeichers 1, in den eine Heizflanschvorrichtung 100 in die Öffnung 12 eingesetzt ist. Die Ausführung der Heizflanschvorrichtung 100 entspricht im Wesentlichen der der vorhergehenden Ausführungen, wobei das Flanschelement 105 als eine Flanschplatte aus Edelstahl ausgestaltet ist, die sich besonders geeignet an die Form der Kältesenke 307 anpasst. In einem in der Nähe der Seitenwand 19 befindlichen Bereich der Bodenplatte 301 sind als
  • Schrauben ausgestattete Befestigungselemente 309 umlaufend und um die Seitenwand 9 herum angeordnet. Die Befestigungsmittel 309 sind auf die Bodenplatte 301 angeschweißt, insbesondere punktgeschweißt.
  • Die Flanschplatte 105 ist mit dem Boden 301 durch als Muttern ausgestaltete Befestigungsmittel 103 verbunden. Zur elektrischen Isolierung ist zwischen der Schraube 309 und der Mutter 103 ein Distanzstück 104, vorzugsweise aus hartem Kunststoff, vorgesehen. Dadurch ist das Flanschelement 105 von dem Behälter elektrisch isoliert.
  • Weiter ist die Flanschplatte 105 von dem Behälter durch das Dichtelement 109 zwischen Seitenwand 19 und Flanschplatte 105 isoliert. Die Ausgestaltung des Dichtelementes 109 ist in Fig. 26a und 26b in zwei Ansichten detaillierter gezeigt. Das Dichtelement 109 weist zwei Nuten 109a und 109b auf, die ähnlich des Prinzips eines Scheibenwischers beim Einklemmen eine besonders sichere Dichtung herstellen. Die sichere Dichtung ist auch durch die breite Auflage, die durch den verbreiterten Bereich 194 gewährleistet ist, sichergestellt.
  • In der Heizflanschvorrichtung 100 sind sämtliche Anbauteile wie Heizelemente 110, Zulauf- und Ablaufrohre 120, 130 integriert, insbesondere an das Flanschelement 105 aus Edelstahl angelötet. Die Fremdstromanode 150, die in Fig. 25 nicht sichtbar ist, ist im Gegensatz dazu in dem Flanschelement eingeschraubt, um austauschbar zu sein. Eine nicht gezeigte Erdung ist an den Boden 301 angeschweißt bzw. angelötet.
  • Fig. 27a und 27b zeigen weitere schematische Ansichten des Warmwasserspeichers 1 bei dem insbesondere die Isolierung des Flanschelementes 105 gegenüber dem Behälter durch das Dichtelement 109 und das Distanzstück 104 sichtbar ist.
  • Fig. 27b zeigt darüber hinaus detailliert den Anschluss der Fremdstromanode 150. Zwischen Fremdstromanode 150 und Flanschelement 105 ist eine Dichtung 154 zur Abdichtung gegen Wasser sowie eine Isolierung 156 zur elektrischen Isolierung vorgesehen. Die Fremdstromanode 150 wird über einen Anschluss 152 angeschlossen und mit einer Mutter 158 verschraubt. Damit kann die eigentliche Anode, die in das Behälterinnere ragt, bei herausgenommener Heizflanschvorrichtung 100 ersetzt werden.
  • Fig. 27a zeigt darüber hinaus eine Ausgestaltung des Kaltwasserzulaufes 120, die sich von den anderen Ausführungsbeispielen unterscheidet. In einem Bereich 400 ist der Frischwasserzulauf 120 derart in Richtung des Flanschelementes 105 gebogen, dass das kalte Wasser in Richtung des Flanschelementes 105 bzw. der Seitenwand 19 geführt wird. Das Flanschelement 105 und die Seitenwand 19 wirken in diesem Ausführungsbeispiel demnach als Prallplatte. Eine Ebene des Flanschelementes 105 und der Wasserauslass des Kaltwasserzulaufs 120 schließen demnach einen Winkel ein, der kleiner als 90 Grad ist.
  • Die Fig. 28 zeigt dieses Ausführungsbeispiel in weiteren Ansichten. Sie dient der Verdeutlichung wenigstens eines der oben diskutierten Aspekte.

Claims (15)

  1. Warmwasserspeicher(1), mit
    einem Speicherbehälter (3), der eine Öffnung (12) aufweist, und
    einer Isoliereinheit (2), welche den Speicherbehälter (3) umgibt und einen Boden (301) aufweist,
    wobei die Isoliereinheit (2) an dem Boden (301) eine Kältesenke (302, 303, 304, 305, 306, 307) aufweist, welche um die Öffnung (12) angeordnet ist.
  2. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 1, wobei
    die Kältesenke (302, 303, 304, 305, 306, 307) als umlaufende Form, insbesondere als ein umlaufender Ring (302, 303) um die Öffnung (12) ausgestaltet ist und Teil des Bodens (301) der Isoliereinheit (300) ist.
  3. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
    die Isoliereinheit (2) einen Innenbehälter (10), einen Außenbehälter (20) und einen dazwischenliegenden Hohlraum (H) aufweist, der eine Isolierschicht aus einem verdichteten, evakuierten Isoliermedium (30) aufweist.
  4. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 3, wobei
    die Isoliereinheit (2) weiter eine Seitenwand (19) aufweist, die zwischen Innenbehälter (10) und Außenbehälter (20), insbesondere zwischen Innenbehälter (10) und Boden (301) angeordnet ist, wobei die Seitenwand (19) um die Öffnung (12) angeordnet ist.
  5. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 4, wobei
    die Seitenwand (19) derart ausgestaltet ist, dass die Öffnung (12) in einem Bereich um den Boden (301) verbreitert ist, um eine Anlagefläche für eine Dichtung zu vergrößern.
  6. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens der Boden (301) Edelstahl aufweist bzw. daraus besteht, wobei insbesondere wesentliche Teile der Isoliereinheit (2). die mit Wasser in Verbindung kommen, emaillierten Stahl aufweisen.
  7. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Befestigungsmittel (309), insbesondere Schrauben, radial innerhalb der Kältesenke an dem Boden (301) angeordnet, insbesondere angeschweißt, sind.
  8. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Warmwasserspeicher ein Fassungsvermögen von kleiner gleich 36 Litern aufweist.
  9. Heizflanschvorrichtung (100), insbesondere für einen Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, der einen Speicherbehälter (3) mit einer Öffnung (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet dass die Heizflanschvorrichtung (100)
    ein Flanschelement (105) zur Montage an dem Warmwasserspeicher (1), insbesondere einem Boden (301) des Warmwasserspeichers (1),
    ein Heizelement (110),
    einen Kaltwasserzulauf (120),
    einen Warmwasserrücklauf (130) und
    einen Temperatursensor (140), insbesondere einen Integralsensor, aufweist.
  10. Heizflanschvorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei das Flanschelement (105) Edelstahl aufweist bzw. daraus besteht, wobei das Flanschelement (105) vorzugsweise derart ausgeformt ist, dass das Flanschelement (105) mit der Form der Kältesenke (301) des Bodens (301) des Warmwasserspeichers (1) korrespondiert.
  11. Heizflanschvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der Kaltwasserzulauf (120) einen Vermischungsbegrenzer aufweist, wobei der Vermischungsbegrenzer vorzugsweise durch eine Krümmung des Kaltwasserzulaufes (120) in Richtung des Flanschelementes (105) erfolgt, derart, dass einströmendes Wasser gegen das Flanschelement (105) und /oder eine Seitenwand (19) des Warmwasserspeichers (1) unterhalb einer Austrittsöffnung des Kaltwasserzulaufes (120) prallt.
  12. Heizflanschvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Flanschelement (105) zur Montage an dem Warmwasserspeicher (1) isolierende Distanzstücke (104), insbesondere aus Kunststoff, aufweist, um das Flanschelement (105) von an dem Boden (301) angebrachten Befestigungsmitteln (309) zu isolieren.
  13. Heizflanschvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die weiter einen Sicherheitstemperaturbegrenzer und/oder eine Korrosionsschutzeinheit aufweist, wobei der Sicherheitstemperaturbegrenzer und der Temperatursensor (140) vorzugsweise in einem gemeinsamen Fühlerrohr angeordnet sind und/oder die Korrosionsschutzeinheit vorzugsweise als Magnesiumanode oder eine Fremdstromanode (150) ausgestaltet ist.
  14. Warmwasserspeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Warmwasserspeicher eine Heizflanschvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 13 aufweist.
  15. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 14, wobei das Flanschelement (105) von der Isoliereinheit (2) durch ein zwischen einer die Öffnung (13) umgebenden Seitenwand (19) und dem Flanschelement (105) angeordnetes Dichtelement (109) sowie durch zwischen an dem Boden (301) angebrachten Befestigungsmitteln (309) und dem Flanschelement (105) angeordneten Distanzelementen (104) isoliert ist.
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