DE3322612A1

DE3322612A1 - Fuel-heated heat source

Info

Publication number: DE3322612A1
Application number: DE19833322612
Authority: DE
Inventors: Ulrich 5632 Wermelskirchen Ortlinghaus
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1982-07-02
Filing date: 1983-06-21
Publication date: 1984-01-05

Abstract

The present invention relates to a fuel-heated heat source with a heating branch having radiators, selectively connected via a priority changeover valve, and a service water treatment branch. The object of the invention is to provide a heat source together with service water treatment, in which a large supply of service water is provided with low output of the heat source, and in fact without neglecting the supply of heat to the heating plant. The object is achieved in that a service water once-through heater is arranged in the course of the service water treatment storage tank, being connected by a connection downstream of the storage tank on the service water side.

Description

Brennstoffbeheizte Wärmequelle Fuel-heated heat source

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine brennstoffbeheizte Wärmequelle gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The present invention relates to a fuel-heated Heat source according to the preamble of the main claim.

Solche Wärmequellen samt der zugehörigen Schaltungen sind einmal bekannt als sogenannte Umlaufwasserheizer, die einen Vorlau anschluß ber ein Vorrangumschaltventil einmal auf einen einen Radiatoren entllaltenden Heizzweig und zum anderen auf einen Brauchwasserspeicher schalten können, der getrennt aufgestellt ist.Such heat sources together with the associated circuits are known as a so-called circulation water heater, which has a flow connection via a priority switching valve once on a heating branch showing a radiator and on the other on one Can switch domestic hot water storage tank that is set up separately.

Weiterhin sind derartige brennstoffbeheizte Wärmequellen auch schon als Kessel bekanntgeworden, die entweder auf eine Zentral heizung oder auf einen in der Regel daneben stehenden Speicher über ein Vorrangumschaltventil bedarfsweise geschaltet werden.Furthermore, such fuel-heated heat sources are already there Became known as a boiler, which either on a central heating or on a usually adjacent storage tank via a priority switching valve as required be switched.

Weiterhin sind brennstoffbeheizte Wärmequellen in der Form bekanntgeworden, daß sie in ihrem Inneren das Vorrangumschaltventil und einen nach dem Durchlaufprinzip arbeitenden Brauchwasserw Wärmetauscher aufweisen, der das Brauchwasser beim aurchfli8en erwärmt. Hier findet keine Brauchwasserspeicherung statt.Furthermore, fuel-heated heat sources have become known in the form that they have the priority switching valve and one according to the flow principle in their interior have working hot water heat exchanger that flows through the hot water warmed up. There is no hot water storage here.

In diesem Fall muß die Leistung der brennstoffbeheizten Wärmequelle relativ groß bemessen werden, um das beim Baden oder Duschen benötigte warme Wasser in entsprechend großem Durchsatz liefern zu können. Bei der erstgenannten Art der brennstoffbeheizten Wärmequellen können relativ kleine Wärmequellen zum Zuge kommen, wenn man eine entsprechend lange Ladezeit des zugehörigen Speichers in Kauf nimmt. Wird die Wärmequelle bezüglich der Speicherkapazität relativ groß bemessen, so ergeben sich hohe Betriebsbereitschaftsverluste, da die Wärmequelle taktend auf den Brauchwasserspeicher arbeitet, wobei die Stillstandszeiten der Wärmequellen Verlustzeiten sind.In this case, the power of the fuel-heated heat source be dimensioned relatively large to the warm water required for bathing or showering to be able to deliver in a correspondingly large throughput. With the former type of fuel-heated heat sources can use relatively small heat sources, if you accept a correspondingly long loading time for the associated memory. If the heat source is dimensioned to be relatively large with regard to the storage capacity, so result high operational readiness losses, since the heat source clocks on the domestic hot water storage tank works, whereby the downtimes of the heat sources are lost times.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik, eine Wärmequelle zusammen mit einer Brauchwasserbereitung zu schaffen, bei der bei kleiner Leistung der Wärmequelle ein großes Brauchwasserangebot dargestellt wird, und zwar ohne Vernachlässigung der Belieferung einer Heizungsanlage.The present invention is based on the object, proceeding from the described state of the art, a heat source together with domestic water preparation to create a large domestic water supply with a low output of the heat source without neglecting the supply of a heating system.

Die Lösung die-ser Aufgabe liegt in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches.The solution to this problem lies in the characteristic features of the main claim.

Hieraus resultiert als technischer Fortschritt ein relativ hoher Wirkungsgrad der gesamten Anlage,da die Wärmequelle zur Ladung des Speichers lange Laufzeiten bei maximalem Wirkungsgrad fährt und da aufgrund der niedrigen Speichertemperatur die Bereitschaftsverluste des Speichers klein sind.As a technical advance, this results in a relatively high degree of efficiency of the entire system, as the heat source for charging the storage tank has long running times runs at maximum efficiency and because of the low storage temperature the standby losses of the memory are small.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der UnteransprUche beziehungsweise gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Schaltungsdarstellung näher erläutert.Further refinements and particularly advantageous developments of the invention are the subject of the subclaims or are based on the following Description show an embodiment of the invention based on a schematic Circuit diagram explained in more detail.

Eine Wärmequelle 1 besteht aus einem Wärmetauscher 2 und einem Brenner 3, der über eine mit einem Magnetventil 4 versehene Brennstoffzuleitung gespeist ist. Dem Wärmetauscher 2 wird über eine mit einer Umwälzpumpe 6 versehene Rücklaufleitung 7 Umiaufwasser aus einem Heiz-/Brauchwasserkreis zugeführt. An den Wärmetauscher 2 schließt sich eine Vorlaufleitung 8 an, die zu einem Drei-Wege-Ventil 9 führt, das von einem Stellmotor 10 beherrscht ist, der über Stelleitung 11 mit einer Steuereinheit 12 verbunden ist.A heat source 1 consists of a heat exchanger 2 and a burner 3, which is fed via a fuel supply line provided with a solenoid valve 4 is. The heat exchanger 2 is provided with a circulation pump 6 via a return line 7 Circulating water supplied from a heating / service water circuit. To the heat exchanger 2 is followed by a flow line 8, which leads to a three-way valve 9, which is controlled by a servomotor 10, which is connected to a control unit via control line 11 12 is connected.

Das Drei-Wege-Ventil 9, das nur zwei diskrete Stellungen oder auch kontinuierlich Zwischenstellungen anfahren kann, weist zwei Ausgänge 13 und 14 auf, wobei der Ausgang 14 zu einem eine Vielzahl parallel und/oder in Serie geschalteter Radiatoren 15 aufweisenden Heizzweig 16 führt, dessen Rückleitung 17 mit zwei Einmündungsstellen 18 und 19 versehen ist und zu einem Ansaugstutzen 20 der Pumpe 6 führt. Der Ausgang 13 ist an einen Brauchwasserzweig angeschlossen, der aus einer Brauchwasserbereiter-Vorlaufleitung 21, einem Brauchwasser-DurchflußwErmetauscher 22, einem Drei-Wege-Ventil 23 sowie einer Verbindungsleltung 24 und einem Brauchwasserspeicher 25 besteht, an den sich eine Brauchwasserbereiter-Rücklaufleitung 26 anschließt, die über einen RUck flußverhinderer 27 zur Einmündungsstelle 18 führt. Vom Drel-Wege-Ventil 23, das Endstellungen oder auch kontinuierliche Zwischen stellungen annehmen kann, führt ein weiterer Ausgang Uber eine Bypaßleitung 28, die als Bypaß zum Brauchwasserspeicher 25 geschaltet ist, zur Einmündungsstelle 19. Das Drei-Wege-Ventil weisi zwei Ventilsitze auf, die sowohl von dem Eingang der Leitung 28 als auch vom Eingang der Zwischenleitung 24 gebildet sind und die von einem Ventilverschlußglied 29 mehr oder weniger verschließbar sind, das von einem Temperaturausdehnungsfühler 30 betätigt ist, der der Temperatur des Heizungswassers ausgesetzt ist, unmittelbar nachdem es über eine Leitung 31 den Brauchwasser-Durchlauferhitze 22 verlassen hat.The three-way valve 9, which only has two discrete positions or also can continuously move to intermediate positions, has two outputs 13 and 14, wherein the output 14 to a plurality of parallel and / or series connected Radiators 15 having heating branch 16 leads, the return line 17 with two junction points 18 and 19 is provided and leads to an intake port 20 of the pump 6. The exit 13 is connected to a hot water branch, which consists of a hot water heater flow line 21, a domestic water flow heat exchanger 22, a three-way valve 23 and a connecting line 24 and a hot water tank 25, to which a water heater return line 26 connects, the flow preventer via a return 27 leads to the junction 18. From the Drel-way valve 23, the end positions or can also assume continuous intermediate positions, leads to a further outcome Via a bypass line 28 which is connected as a bypass to the domestic water tank 25 is, to the junction point 19. The three-way valve has two valve seats, those from both the input of the line 28 and from the input of the intermediate line 24 are formed and which can be closed by a valve closure member 29 to a greater or lesser extent are, which is actuated by a temperature expansion sensor 30, the temperature of the heating water is exposed immediately after it has passed through a line 31 has left the water heater 22.

Die Brauchwasserführung der eben beschriebenen brennstoffbeheizten Wärmequelle besteht aus einem mit einem speisenden Wassernetz verbundenen Zapfleitungsrohr 32, das in den Innenraum 33 des Brauchwasserbereiter-Speichers 25 führt. Die Verbindung zwischen der Zwischenleitung 24 und der Rücklaufleitung 26 stellt im Innenraum 33 des Brauchwasserbereiter-Speichers eine Wärmetauscher-Rohrschlange 34 dar.The service water supply of the fuel-heated ones just described The heat source consists of a tap pipe connected to a feeding water network 32, which leads into the interior 33 of the water heater memory 25. The connection between the intermediate line 24 and the return line 26 is in the interior 33 of the water heater tank is a coil of heat exchangers 34.

In den Innenraum 33 des Brauchwasserbereiter-Speichers ragt ein Temperaturfühler 35, der über eine Meßleitung 36 mit dem Steuerglied 12 verbunden ist. Zapfwasser verläßt den Innenraum 33 des Brauchwasserbereiter-Speichers über eine Verbindungsleitung 37, die zu einer Rohrschlange 38 führt, die den Brauchwasser-Durchlauferhitzer durchsetzt. Die Rohrschlange 38 ist an ihrem abströmseitigen Ende an eine Zapfleitung 39 angeschlossen, in der ein Wasserschalter 40 angeordnet ist, der Uber eine Meßleitung 41 mit dem Steuerglied 12 verbunden ist. Das ausflußseitige Ende 42 der Zapfleitung ist von einem Stellenzapfventil 43 beherrscht.A temperature sensor protrudes into the interior 33 of the domestic water heater 35, which is connected to the control member 12 via a measuring line 36. Tap water leaves the interior 33 of the water heater memory via a connecting line 37, which leads to a pipe coil 38 that passes through the water heater for domestic hot water. The coil 38 is connected at its downstream end to a tap 39, in which a water switch 40 is arranged, the U via a measuring line 41 with the Control member 12 is connected. The outflow end 42 of the dispensing line is from a point nozzle valve 43 dominated.

An die Steuereinrichtung ist über eine Meßleitung 44 ein Temperaturfühler 45 angeschlossen, der in der Vorlaufleltung 8 zwischen Wärmetauscher 2 und dem als Vorrangumschaltventil arbeitenden Drei-Wege-Ventil 9 angeschlossen ist. Von dem Steuerglied 12 führt eine Stelleitung 46 zu dem Elektromotor, der die Pumpe 6 antreibt. Eine weitere Stelleitung 47 führt zu einer Magnetspule 48 des Magnetventiles 4.A temperature sensor is connected to the control device via a measuring line 44 45 connected, which is in the Vorlaufleltung 8 between the heat exchanger 2 and the as Priority switching valve working three-way valve 9 is connected. Of the Control element 12 leads a control line 46 to the electric motor which drives pump 6. Another control line 47 leads to a solenoid 48 of the solenoid valve 4.

Dem Steuerglied 12 sind noch über nicht dargestellte Fühler die Außentemperatur 1> a, die Raumtemperatur, ebenso die Temperatur der Leitung 7 zwischen der Pumpe 6 und dem Wärmetauscher 2, aufgeschaltet. Weiterhin ist dem Steuerglied noch die Größe XS aufgeschaltet.The outside temperature is still available to the control member 12 via sensors (not shown) 1> a, the room temperature, as well as the temperature of the line 7 between the pump 6 and the heat exchanger 2, switched on. Furthermore, the control element is still the Size XS activated.

die Funktion der eben beschriebenen brennstoffbeheizten Wärmequelle ist wie folgt: Es wird davon ausgegangen, daß die ganze Anlage in einem aufgeheizten stationären Zustand ist und daß zur Zeit keine Brauchwasseranforderung besteht. Weiterhin wird vorausgesetzt, daß der Temperatufühler 35 im Inneren des Brauchwasserbereiter-Speicher 33 noch eine Regelabweichung mißt, daß also der Speicher 33 noch nicht voll geladen ist. Weiterhin fordert die Zentralheizung Wärme an, der entsprechende Raumtemperaturfühler r meldet ein entsprechendes Signal auf das Steuerglied 12. Somit geht die Wärmequelle in Betrieb, da das Steuerglied 12 entsprechende Stellbefehle über die Stelleitung 47 auf das Gasmagnetventil 48/4 gibt und da die Pumpe 6 über einen Stellbefehl auf der Leitung 46 läuft. Je nach dem Verhältnis des Wärmebedarfs des Heizzweiges wie auch des Brauchwasserbereiter-Speichers geht das Vorrangumschaltventil 9 in eine Zwischenstellung, so daß die brennstoffbeheizte Wärmequelle 1 ihr Vorlaufwasser teilweise in den Heizzweig 16 und teilweise in den Brauchwasserbereiter-Zweig 20 gibt.the function of the fuel-heated heat source just described is as follows: It is assumed that the whole system in a heated is stationary and that there is currently no hot water requirement. It is also assumed that the temperature sensor 35 is inside the water heater memory 33 still measures a control deviation, so that the memory 33 is not yet fully loaded is. The central heating also requests heat, the corresponding room temperature sensor r reports a corresponding signal to the control element 12. Thus, the heat source disappears in operation, since the control element 12 corresponding control commands via the control line 47 is on the gas solenoid valve 48/4 and there the pump 6 via a control command the line 46 is running. Depending on the ratio of the heat demand of the heating branch such as the priority switch valve 9 also goes into a domestic water heater Intermediate position, so that the fuel-heated heat source 1 is its flow water partly in the heating branch 16 and partly in the water heater branch 20 gives.

Im Brauchwasserbereiter-Zweig durchfließt das heiße Vorlaufwasser zunächst den Durchlauferhitzer 22. Da kein Zapfwasser entnommen wird, ist der Durchlauferhitzer auf seinem höchsten Temperaturstand angekommen. Diese Temperatur wird dem Ausdehnungstemperaturfühler 31 mitgeteilt, der das Ventilverschlußglied 29 so bewegt, daß die Bypaßleitung 28 an ihrem Anlaß im Drei-Wege-Ventil 23 verschlossen ist. Somit fließt das Wasser im Brauchwasserbereiter-Zwe weiter über die Verbindungsleitung 24 und die Rohrschlange 34 in die Rücklaufleitung 26 und von dort zur Elnmündungsstelle 18.The hot supply water flows through the domestic water heater branch first the water heater 22. Since no tap water is taken, the water heater is arrived at its highest temperature level. This temperature is used by the expansion temperature sensor 31 communicated, which moves the valve closure member 29 so that the bypass line 28 is closed at its start in the three-way valve 23. Thus the water flows in the water heater branch on via the connecting line 24 and the pipe coil 34 into the return line 26 and from there to the inlet point 18.

Hier vereinigen sich die Teilströme des Heiz- und Brauchwasserbereiter-Lweiges und gelangen über die Pumpe in die Rücklaufleitung 7. Bei dieser Betriebsweise steigt die Temperatur im Inneren 33 des Brauchwasserbereiter-Speichers 25 laufend an, bis die Regelabweichung zu null wird, das heißt,der Speicher maximal geladen ist.This is where the partial flows of the heating and domestic water heater line come together and reach the return line 7 via the pump. In this operating mode, it rises the temperature inside 33 of the water heater memory 25 continuously until the control deviation becomes zero, that is, the memory is maximally loaded.

Ist das erreicht, resultiert über die Leitung 36 ein entsprechender Stellbefehl zum Steuerglied 12, das das Vorrangumschaltventil 9 über den Stellmotor 10 entsprechend verstellt. Nunmehr arbeitet die brennstoffbeheizte Wärmequelle nur noch auf dem Heizzweig 16.If this is achieved, a corresponding result is obtained via line 36 Control command to the control member 12, which the priority switching valve 9 via the servomotor 10 adjusted accordingly. Now the fuel-heated heat source only works still on the heating branch 16.

Wird nunmehr Zapfwasser durch Uffnen des Zapfventiles 43 angefordert, so registriert der Wasserschalter 40 einen Wasserdurchfluß und gibt einen entsprechenden Befehl an das Steuerglied 12. Das veranlaßt ein Umschalten des Vorrangumschaltventiles 9 auf den Brauchwasserbereiter-Zweig Gleichzeitig strömt kaltes Brauchwasser aus dem speisenden Wassernetz über die Leitung 32 in den Innenraum 33 des Brauchwasserberei ter-Speichers 25. Der Brauchwasserbereiter-Speicher beginnt sich zu entladen. Da der Brauchwasserbereiter-Speicher in seinem Vorlauf noch die maximale Speichertemperatur aufweist, entsteht im Durchflußerhitzer 22 zuw nächst keine Temperaturdifferenz zwischen Brauchwasser und Heizungswasser. Im Zuge der allmählichen Entladung des Brauchwasserbereiter-Speichers 25 gibt es hier eine Temperaturdifferenz, so daß auch über den Durchlauferhitzer 22 Wärme aus dem Brauchwasserbereiter-Zweig an das Brauchwasser abgegeben wird. Damit sinkt die Temperatur des Heizungswassers im Rohr 31 stromab des Durchlauferhitzers 22, der Ausdehnungstemperaturfühler 30 beginnt sich zu bewegen. Je stärker die Temperatur des den Speicher über die Leitung 37 verlassenden Brauchwassers sinkt, um so mehr wird der Eingang der Zwischenleitung 24 im Drei-Wege-Ventil 23 verschlossen und um so mehr wird der Eingang der Leitung 28 geöffnet, das heißt, daß letztendlich die brennstoffbeheizte Wärmequelle nicht mehr auf die Serienschaltung von Durchlauferhitzer 22 und Speicher 25 geschaltet ist, sondern nach Vollziehen dieses Zustandes nur noti auf den Durchlauferhitzer 22.If tap water is now requested by opening the tap 43, so the water switch 40 registers a water flow and gives a corresponding Command to control member 12. This causes the priority switchover valve to be switched over 9 to the domestic water heater branch At the same time, cold domestic water flows out the feeding water network via line 32 into the interior 33 of the water supply ter storage tank 25. The water heater storage tank begins to discharge. There the water heater storage tank still has the maximum storage tank temperature in its flow has, there is initially no temperature difference in the flow heater 22 between service water and heating water. As the Water heater memory 25 there is a temperature difference here, so that also via the water heater 22 heat from the water heater branch to the Domestic water is dispensed. This lowers the temperature of the heating water in the pipe 31 downstream of the water heater 22, the expansion temperature sensor 30 begins to move. The higher the temperature of the memory via line 37 leaving hot water decreases, the more the inlet of the intermediate line becomes 24 closed in the three-way valve 23 and the more so is the inlet of the line 28 open, which means that ultimately the fuel-heated heat source is not more connected to the series connection of water heater 22 and memory 25 is, but after completing this state only noti on the water heater 22nd

Das heißt, daß, ausgehend vom vollgeladenen Speicher, bei Brauchwasseranforderung in der ersten Phase der Speicher die Brauchwasserversorgung übernimmt, in einer anschließenden Zwischenphase liefert der Speicher die Grundheizung für das Brauchwasser, während der Durchlauferhitzer als Nachheizer funktioniert und während in der Schlußphase nur noch der Durchlauferhitzer die Brauchwassererwärmung übernimmt.This means that, based on the fully charged storage tank, when hot water is required In the first phase the storage tank takes over the domestic water supply, in one In the subsequent intermediate phase, the storage tank supplies the basic heating for the domestic water, while the water heater works as an after-heater and while in the final phase only the water heater takes over the domestic water heating.

Wird die Brauchwasseranforderung durch Schließen des Zapfventiles 43 beendet, so wird nach Erreichen des Endtemperaturniveaus im Durchlauferhitzer 22 - was recht schnell geschieht, da dem Durchlauferhitzer keine Wärme entzogen wird - der Speicher 25 wieder geladen. Aufgrund eines Vergleiches der Meßergebnisse des Temperaturfühlers 35 im Vergleich mit seinem zugehörigen Sollwert und des Raumtemperaturfühlers kann das Vorrangumschaltventil 9 Zwischenstellungen annehmen, so daß der Speicher teilweise geladen wird, andererseits aber auch dem Heizzweig teilweise wieder Wärme zugeführt wird.If the domestic water requirement is set by closing the nozzle 43 ended, after reaching the final temperature level in the water heater 22 - which happens very quickly, as no heat is extracted from the water heater - the memory 25 is loaded again. Based on a comparison of the measurement results of the temperature sensor 35 in comparison with its associated setpoint and the room temperature sensor the priority switch valve can assume 9 intermediate positions, so that the memory is partially charged, but on the other hand also the heating branch partially again heat is fed.

Aufgrund der eben beschriebenen L'irkungsweise wird ersichtlich, daß die brennstoffbeheizte Wärmequelle 1, sei es ein Gaskessel oder ölbeheizter Durchlauferhitzer,mit relativ langen Betriebszeiten betrieben wird, die notwendig sind, um sowohl der Raumheizung als auch dem Speicher ausreichend Wärmeenergie zuzuführen. Damit kann diese Wärmequelle mit Maximal last und mit einem bei Vollastbetrieb sehr günstigen Wirkungsgrad betrieben werden.On the basis of the mode of operation just described, it can be seen that the fuel-heated heat source 1, be it a gas boiler or oil-heated water heater, with relatively long operating times, which are necessary to both the To supply space heating as well as the storage tank with sufficient thermal energy. So that can this heat source with maximum load and with a very favorable at full load operation Efficiency can be operated.

Claims

Claims ä) Fuel-heated heat source with a priority switching valve Optionally connectable heating branch with radiators and a domestic water storage branch, characterized in that in the flow (24) of the domestic water heater memory (25) a domestic water Durchl auferhi tzer (22) arranged.

is, the domestic water side to the storage (25) via a connecting line (37) is connected downstream: 2. Fuel-heated heat source according to claim one, characterized characterized in that between the water heater (22) and the memory (25) in the Heating flow (24) of the storage tank a thermally controlled three-way valve (23) is arranged, one output of which is a bypass line (28) to the memory (2C>) forms.