CH691824A5 - Wasserheizungsanlage. - Google Patents

Description

  



  Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserheizungsanlage gemäss dem einleitenden Teil des unabhängigen Patentanspruches. 



  Bei derartigen Wasserheizungsanlagen ergibt sich das Problem der Auslegung der Heizleistung für den Wasserheizer. So ergeben sich bei gleichzeitigem Vorliegen einer Wärmeanforderung an die Heizkörperanordnung und des Brauchwasserspeichers ein sehr hoher Leistungsbedarf. Andererseits ergibt sich bei fehlendem Brauchwasserbedarf, insbesondere bei Heizkörperanlagen in gut wärmegedämmten Wohneinheiten, ein nur sehr geringer Wärmebedarf. Bei brennerbeheizten Wasserheizern ergeben sich bei einer Auslegung der Brennerleistung auf den Spitzenbedarf erhebliche Verringerungen des Wirkungsgrades bei einem Betrieb mit nur geringer Leistung. 



  Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Wasserheizungsanlage der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der mit einer relativ geringen Heizleistung das Auslangen gefunden werden kann. 



  Erfindungsgemäss wird dies bei einer Wasserheizungsanlage der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches erreicht. 



  Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist es möglich, die Heizleistung des Wasserheizers gemäss den Erfordernissen der Brauchwasserbereitung abzustimmen und die Heizkörperanordnung im Wesentlichen nur dann mit Heizwasser zu versorgen, wenn entweder bei fehlender Brauchwasserbereitung oder bei vermindertem Leistungsbedarf für die Brauchwasserbereitung Leistungsreserven des Wasserheizers vorhanden sind. 



  Dies führt kaum zu Komforteinbussen bei der Beheizung von Räumen, da diese in der Regel eine erhebliche thermische Trägheit aufweisen. 



  Bei einer Wasserheizungsanlage gemäss dem Anspruch 2 ergibt sich der Vorteil einer sehr einfachen Ausbildung, die während der Endphase der Aufheizung des Brauchwasserspeichers eine gleichzeitige Versorgung der Heizkörperanordnung mit Heizwasser ermöglicht. 



  Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich ebenfalls ein sehr einfache Anordnung, wobei bei Anordnung der Umwälzpumpe in der Vorlaufleitung des Wasserheizers die Durchströmung der Heizkörperanordnung bei steigender Temperatur in der Vorlaufleitung allmählich einsetzen kann. Dabei ist eine steigende Temperatur in der Vorlaufleitung bei gleichbleibender Heizleistung des Wasserheizers ein eindeutiges Zeichen, dass der Wärmetauscher im Brauchwasserspeicher aufgrund der steigenden Temperatur seines Inhaltes dem Heizwasser weniger Wärme entzieht. 



  Durch die Merkmale des Anspruches 4 ist es möglich, mit dem aus dem Wärmetauscher abströmenden Heizwasser die Heizkörperanordnung zu versorgen, wobei es auch möglich ist, die Temperatur des in den Wasserheizer rückfliessenden Wassers innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten. 



  Bei einer Wasserheizungsanlage gemäss dem Anspruch 5 ergibt sich eine von der Temperatur des in den Wärmetauscher einströmenden Wassers abhängige Aufteilung der Durchströmung des Wärmetauschers und der Heizkörperanordnung auf einfache Weise. 



  Bei einer Wasserheizungsanlage gemäss den Ansprüchen 6 und 7 ergibt sich durch die Merkmale des Anspruches 6 die Möglichkeit, den Wasserheizer nach einer längeren Stillstandszeit rasch auf Betriebstemperatur zu bringen, wodurch eine Kondensatbildung weitgehend vermieden werden kann. 



  Durch die Merkmale des Anspruches 8 ist es möglich, abwechselnd eine Durchströmung des Wärmetauschers und der Heizkörperanordnung vorzusehen, wobei die Phasen der Durchströmung des Wärmetauschers mit steigender Temperatur in der Wärmetauschervorlaufleitung kürzer gewählt werden können. 



  Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: 



  Fig. 1 bis 7 verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemässen Wasserheizungsanlagen. 



  Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelheiten. 



  Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 ist an einen Wasserheizer 1 eine Wasserheizervorlaufleitung 41 angeschlossen, an der eine Umwälzpumpe 6 angeschlossen ist. Von dieser führt eine Wärmetauschervorlaufleitung 45 zu einem in einem Brauchwasserspeicher 2 angeordneten Wärmetauscher 3. 



  An eine Wärmetauscherrücklaufleitung 46 ist ein Drei-Wege-Mischer 9 angeschlossen, an den eine Wasserheizerrücklaufleitung 42 anschliesst, die zum Wasserheizer 1 führt. Weiter ist an dem Drei-Wege-Mischer 9 eine Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung 44 angeschlossen, wobei die Heizkörperanordnung 4 über eine Heizkörperanordnung-Vorlaufleitung 43 mit der Wärmetauschervorlaufleitung 45 verbunden ist. 



  Im Bereich der Heizkörperanordnung 4 ist ein Raumtemperaturfühler 31 angeordnet, der über eine Leitung 21 mit einer Steuerung 5 verbunden ist. Weiter ist ein Wärmetauscher-Vorlauftemperaturfühler 33 in der Wärmetauschervorlaufleitung 45 angeordnet und ein Speichertemperaturfühler 34 im Mittelbereich des Brauchwasserspeichers 2, die über Leitungen 23 und 24 ebenfalls mit der Steuerung 5 verbunden sind. Die Steuerung 5 ist weiter über eine Leitung 22 mit einem Aussentemperaturfühler 32 eingangsseitig verbunden. 



  Ausgangsseitig ist die Steuerung 5 mit dem Wasserheizer 1 über eine Leitung 27 und über eine Leitung 16 mit der Umwälzpumpe 6 verbunden. Weiter ist die Steuerung 5 ausgangsseitig noch mit dem Drei-Wege-Mischer 9 über eine Leitung 19 verbunden. 



  Bei dieser Ausführungsform erfolgt bei gleichzeitigem Vorliegen einer Wärmeanforderung durch den Raumtemperaturfühler 31 und den Speichertemperaturfühler 34 eine Versorgung des Wärmetauschers 3 mit Heizwasser, wobei bei niedriger Wärmetauschervorlauftemperatur der Drei-Wege-Mischer 9 einen Durchfluss von der Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung 44 zur Wasserheizerrücklaufleitung 42 unterbindet, sodass keine Durchströmung der Heizkörperanordnung 4 erfolgt. Mit steigender Wärmetauschervorlauftemperatur wird der Durchfluss von der Heizkörperanordnung 4 zum Wasserheizer 1 mehr und mehr geöffnet und der Durchfluss vom Wärmetauscher 3 zum Wasserheizer 1 vermindert, bis die mittels des Soll-Temperaturgebers 14 vorgegebene Soll-Temperatur im Brauchwasserspeicher 2 erreicht ist. 



  Bei fehlender Wärmeanforderung durch den Raumtemperaturfühler 31 sperrt der Drei-Wege-Mischer 9 den Durchfluss durch die Heizkörperanordnung 4. 



  Die Ausführungsform nach der Fig. 3 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 1 dadurch, dass die Steuerung 5 noch mit einem Zeitgeber 13 versehen ist, der den Drei-Wege-Mischer 9 im Sinne einer zeitweiligen \ffnung des Durchflusses von der Heizkörperanordnung 4 zum Wasserheizer 1 auch bei niedriger Wärmetauschervorlauftemperatur beeinflusst, wobei das Tastverhältnis mit steigender Wärmetauschervorlauftemperatur zu Gunsten des Durchflusses durch die Heizkörperanordnung 4 verändert wird. 



  Die Ausführungsform nach der Fig. 5 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 1 dadurch, dass die Steuerung 5 einen weiteren Soll-Wertgeber 15 zur Vorgabe jener Temperatur des Brauchwassers im Brauchwasserspeicher 2 aufweist, bei der mit dessen Aufladung wieder begonnen werden soll. 



  Die Ausführungsform nach der Fig. 7 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 1 dadurch, dass der dritte Anschluss des Drei-Wege-Mischers 9 über eine Verbindungsleitung 48 mit der Vorlaufleitung 43 verbunden ist. Weiter ist der Pumpe 6 über eine Verbindungsleitung 50 ein Drei-Wege-Umschaltventil 11 nachgeordnet, deren dritter Anschluss mit der Heizkörperanordnung-Vorlaufleitung 43 verbunden ist. Dabei ist das Drei-Wege-Umschaltventil 11 über eine Leitung 28 mit der Steuerung 5 verbunden. 



  Die Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung 44 mündet direkt in die Wasserheizervorlaufleitung 42. 



  Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, während der Speicherladung über den Drei-Wege-Mischer 9 warmes Wasser aus der Wärmetauscherrücklaufleitung 46 der Heizkörperanordnung-Vorlaufleitung 43 zuzuführen. Dabei ist in der Wärmetauscherrücklaufleitung 46 ein Wärmetauscher-Rücklauftemperaturfühler 36 angeordnet, der über eine Leitung 26 mit der Steuerung 5 verbunden ist. 



  Bei Heizungsbetrieb kann durch entsprechendes Umschalten des Drei-Wege-Umschaltventiles 11 eine Durchströmung des Wärmetauschers 3 unterbunden werden, wobei dann der Vorlauf der Heizkörperanordnung 4 über den dritten Anschluss des Drei-Wege-Umschaltventils 11 vom Wasserheizer 1 erfolgt. 



  Die Ausführungsform nach der Fig. 4 weist zwei Umwälzpumpen 7 und 8 auf. Dabei versorgt die Umwälzpumpe 8 den Wärmetauscher 3, während die Umwälzpumpe 7 die Heizkörperanordnung 4 versorgt. Die Umwälzpumpen 7, 8 sind über Leitungen 17 und 18 mit der Steuerung 5 verbunden, die einen Zeitgeber 13 aufweist. 



  Bei dieser Ausführungsform werden die beiden Umwälzpumpen 7, 8 bei gleichzeitiger Wärmeanforderung vom Raumtemperaturfühler 31 und vom Speichertemperaturfühler 34 abwechselnd aktiviert, wobei bei steigender Temperatur in der Wärmetauschervorlaufleitung 33 das Tastverhältnis der beiden Umwälzpumpen 7, 8 zugunsten der Umwälzpumpe 7 verändert wird. 



  Bei der Ausführungsform nach der Fig. 4 mündet die Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung 44 direkt in die Wasserheizerrücklaufleitung 42, und in der Heizkörpervorlaufleitung 43 ist ein über eine Leitung 25 mit der Steuerung 5 verbundener Heizungsvorlauftemperaturfühler 35 angeordnet. 



  Die Ausführungsform nach der Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 4 dadurch, dass der Zeitgeber 13 der Steuerung 5 fehlt und eine in der Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung 44 ein Drei-Wege-Mischer 10 angeordnet ist, dessen dritter Anschluss mit einer Bypassleitung 47 verbunden ist, die mit der Heizungsvorlaufleitung 43 in Verbindung steht und die Umwälzpumpe 7 und die Heizkörperanordnung 4 überbrückt. 



  Bei dieser Ausführungsform kann bei Vorliegen einer Wärmeanforderung die Umwälzpumpe 7 parallel zur Umwälzpumpe 8 in Abhängigkeit von der Wärmetauschervorlauftemperatur in Betrieb genommen werden, wobei durch den Drei-Wege-Mischer 10 Wasser über die Bypassleitung 47 aus dem Rücklauf der Heizkörperanordnung 10 von der Umwälzpumpe 7 angesaugt und wieder der Heizkörperanordnung 4 zugeführt werden kann, wodurch die Vorlauftemperatur der Heizkörperanordnung 4 entsprechend gesenkt werden kann. Dies ermöglicht einen Betrieb der Heizkörperanordnung 4 mit üblicher Vorlauftemperatur während einer Speicherladung, die üblicherweise mit einer höheren Vorlauftemperatur durchgeführt wird. 



  Die Ausführungsform nach der Fig. 6 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 4 dadurch, dass ein Drei-Wege-Mischer 9 vorgesehen ist, der die Wärmetauscherrücklaufleitung 46 mit der Wasser-heizerrücklaufleitung 42 verbindet und dessen dritter Anschluss über eine Verbindungsleitung 48 mit der Heizkörpervorlaufleitung 43 in Verbindung steht und die Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung 44 zwischen dem Drei-Wege-Mischer 9 und dem Wasserheizer 1 in die Wasserheizerrücklaufleitung 42 mündet. 



  Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, bei Speicherladung das Wärmetauscherrücklaufwasser über den Drei-Wege-Mischer 9 der Heizkörperanordnung 4 zuzuführen. Dabei kann die Umwälzpumpe 7 stillstehen.

Claims (8)

1. Wasserheizungsanlage mit einem Wasserheizer (1), der über Vorlauf- und Rücklauf-Anschlussleitungen (42-46) mit einem Wärmetauscher (3) eines Brauchwasserspeichers (2) und einer zum Wärmetauscher parallel schaltbaren Heizkörperanordnung (4) verbunden ist, wobei mindestens eine Umwälzpumpe (6, 7, 8) und eine Einrichtung zur Steuerung (5) der Durchströmung des Wärmetauschers (3) und der Heizkörperanordnung (4) vorgesehen sind und wobei die Steuerung (5) mit einem in einer der Anschlussleitungen (45) des Wärmetauschers (3) angeordneten Temperaturfühler (33) verbunden und eine Bevorrangung des Brauchwasserspeichers (2) vorgesehen ist.

2.

Wasserheizungsanlage nach Anspruch 1, bei der die Anschlussleitungen (43, 44) der Heizkörperanordnung (4) und des Wärmetauschers (3) an ein Drei-Wege-Steuerorgan angeschlossen sind, das weiter mit dem Wasserheizer (1) verbunden ist und lediglich eine Umwälzpumpe (6) vorgesehen ist, wobei das Drei-Wege-Steuerorgan als Drei-Wege-Mischer (9) ausgebildet ist, der in Abhängigkeit von der Temperatur in einer der Anschlussleitungen (45) des Wärmetauschers (3) gesteuert ist.

3. Wasserheizungsanlage nach Anspruch 2, deren Drei-Wege-Mischer (9) mit den Rücklaufleitungen (42, 44, 46) des Wärmetauschers (3), der Heizkörperanordnung (4) und des Wasserheizers (1) in Verbindung steht und der Temperaturfühler (33) in der zum Wärmetauscher (3) führenden Vorlaufleitung (45) angeordnet ist.

4.

Wasserheizungsanlage nach den Ansprüchen 2 und 3, deren Pumpe (6) ein Drei-Wege-Umschaltventil (11) nachgeordnet ist, wobei der dritte Anschluss des Drei-Wege-Mischers (9) über eine Verbindungsleitung (48) mit der zur Heizkörperanordnung (4) führenden Vorlaufleitung (43) verbunden ist und die Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung (44) in die Wärmetauscherrücklaufleitung (42) mündet.

5.

Wasserheizungsanlage nach Anspruch 1, bei der je eine in der Heizkörpervorlaufleitung (43) und der Wärmetauschervorlaufleitung (45) angeordnete Umwälzpumpe (7, 8) vorgesehen sind und die in der Heizkörperanordnung-Vorlaufleitung (43) angeordnete Umwälzpumpe (7) in Abhängigkeit von der Temperatur in der Wärmetauschervorlaufleitung (45) gesteuert ist, wobei bei gleichzeitigem Vorliegen einer Wärmeanforderung an die Heizkörperanordnung (4) und des Brauchwasserspeichers (2) die beiden Umwälzpumpen (7, 8) abwechselnd ansteuerbar sind.

6.

Wasserheizungsanlage nach Anspruch 1, bei der je eine in der Heizkörpervorlaufleitung (43) und der Wärmetauschervorlaufleitung (45) angeordnete Umwälzpumpe (7, 8) vorgesehen sind und in der Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung (44) ein Drei-Wege-Mischer (10) angeordnet ist, an dessen drittem Anschluss eine die in der Heizkörperanordnung-Vorlaufleitung (43) angeordnete Umwälzpumpe (7) und die Heizkörperanordnung (4) überbrückende Bypassleitung (47) angeschlossen sind, wobei der Drei-Wege-Mischer (10) in Abhängigkeit von der Temperatur in der Heizkörpervorlaufleitung (45) steuerbar ist.

7.

Wasserheizungsanlage nach Anspruch 1, bei der je eine in der Heizkörpervorlaufleitung (43) und der Wärmetauschervorlaufleitung (45) angeordnete Umwälzpumpe (7, 8) vorgesehen sind und der Drei-Wege-Mischer (9) mit einer an die Heizkörperanordnung-Vorlaufleitung (43) angeschlossene Leitung (48) verbunden und in der Wärmetauscherrücklaufleitung (46) angeordnet ist, wobei die Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung (44) in die Wasserheizerrücklaufleitung (42) mündet.

8. Wasserheizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, deren Steuerung (5) einen Zeitgeber (13) aufweist.