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Steuereinrichtung eines für Heizanlagen bestimmten gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung eines für Heizanlagen bestimmten gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers, welcher mit einer zwei von einander getrennte Druckkammern aufweisenden Wassermangelsicherung versehen ist, welche die Gaszufuhr in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen den Druckkammern freigibt oder absperrt, und welchem eine elektrisch betriebene Umwälzpumpe zugeordnet ist, welche in Abhängigkeit von einer Messgrösse, z. B. der Temperatur des zu beheizenden Raumes, gesteuert wird.
Es ist bereits bekannt, einen gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer als Wärmequelle für eine Heizanlage zu verwenden, bei welcher der Wasserumlauf durch eine in das Umlaufsystem eingesetzte Umwälzpumpe bewirkt wird. Zwecks Anpassung der Heizanlage an die beispielsweise durch die Aussentemperatur gegebenen Bedingungen oder die in einem bestimmten Raum gewünschte
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Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen zwei voneinander getrennten Druckkammern einer Wassermangelsicherung gesteuert. Dabei soll das Absperren des Gasventils möglichst schnell zustande kommen, damit vor allen Dingen Nachsiedegeräusche im Wärmeaustauscher des Wassererhitzers vermieden werden.
Ausserdem ist es in vielen Fällen erwünscht, dass die Umwälzpumpe nach dem Absperren der Gaszufuhr einen weiteren Wasserumlauf gewährleistet, so dass eine gleichmässige Wärmeabgabe an der Heizanlage erfolgt und innerhalb des Leitungssystems keine Wärmedehnungsgeräusche auftreten, welche bei grösseren Temperaturänderungen nicht in jedem Falle zu vermeiden sind.
Um ein schnelles Absperren der Gaszufuhr zu erhalten, ist es bekannt, in die Gas-Zufuhrleitung ein die Gaszufuhr beherrschendes Magnetventil einzusetzen, welches von einem Thermostat aus gesteuert wird. Der Thermostat kann dabei ein in einem zu beheizenden Raum angeordneter Raumthermostat oder ein in der Vorlaufleitung des Umlaufsystems angeordneter Vorlauf-Thermostat sein, welcher das Absperren der Gaszufuhr bei Erreichen eines vorherbestimmten Wertes der Raumtemperatur bzw. des Vorlaufwassers bewirkt. Abgesehen von der hiefür erforderlichen Steuereinrichtung ist der Aufwand für ein Gas-Magnetventil in der Gas-Zufuhrleitung verhältnismässig gross. Aus diesem Grunde sind zum Freigeben und Absperren der Gaszufuhr bereits andere Steuereinrichtungen verwendet worden, durch welche die Druckdifferenz zwischen den Druckkammern der Wassermangelsicherung verändert wird.
So ist beispielsweise ein Wasser-Magnetventil bekannt, welches in einen Verbindungskanal zwischen dem zur Hochdruckkammer der Wassermangelsicherung führenden Hochdruckkanal und dem zur Niederdruckkammer der Wassermangelsicherung führenden Niederdruckkanal eingesetzt ist, so dass je nach der Stellung des Wasser-Magnetventils entweder der Aufbau einer Druckdifferenz zwischen den Druckkammern der Wassermangelsicherung oder eine Änderung einer aufgebauten Druckdifferenz bewirkt wird, wodurch das Gas-Sicherheitsventil von der Wassermangelsicherung aus entweder in seine Offen-oder in seine Geschlossenstellung gebracht wird.
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Wenn auch ein solches Wasser-Magnetventil infolge seiner relativ geringen Grösse einen entsprechend geringeren Aufwand bedingt, haftet ihm doch eine gewisse Störanfälligkeit an, welche insbesondere durch den zum Betrieb des Magnetventils erforderlichen Gleichrichter in seiner Steuerschaltung hervorgerufen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Freigeben oder Absperren der Gaszufuhr zu einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer mit einer Wassermangelsicherung mit Hilfe von möglichst einfachen Mitteln zu steuern, die ein Magnetventil überflüssig machen.
Die Aufgabe wird an einer Steuereinrichtung der eingangs angeführten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Umlaufleitung eine Anordnung zur Strömungsumkehr des Umlaufwassers vorgesehen ist, welche bei Erreichen eines vorherbestimmten Wertes der Messgrösse durch Umkehr der normalen Strömungsrichtung eine Umkehr der Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammern der Wassermangelsicherung bewirkt, so dass die Wassermangelsicherung ein Absperren der Gaszufuhr zum Wassererhitzer herbeiführt.
Eine Ausführungsform kann darin bestehen, dass als Anordnung zur Strömungsumkehr eine Einrichtung zum Ändern der Drehrichtung der als Verdrängungspumpe ausgebildeten Umwälzpumpe vorgesehen ist. Eine andere Ausführungsform kann dadurch geschaffen werden, dass als Anordnung zur Strömungsumkehr eine zweite, entgegengesetzt zur Förderrichtung der ersten Pumpe antreibbare Pumpe vorgesehen ist. Weiterhin kann die Anordnung auch so getroffen werden, dass die Umwälzpumpe als Zentrifugalpumpe mit zwei Laufrädern ausgebildet ist, welche in zwei gesonderte UmlaufwasserZweigleitungen eingefügt sind, von denen jeweils eine mit Hilfe eines gemeinsamen, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren Steuerschiebers in Abhängigkeit von der Messgrösse und/oder der Drehrichtung der Umwälzpumpe gesperrt oder geöffnet ist.
Schliesslich kann die Ausbildung in der Weise erfolgen, dass der Umwälzpumpe zwei Umlaufwasser-Umgehungsleitungen zugeordnet sind, welche jeweils hintereinander vor und hinter der Umwälzpumpe von der Rücklaufleitung abzweigen bzw. in diese einmünden und durch je ein Dreiwegeventil zwecks Umkehrung des Umlaufwasserkreislaufes steuerbar sind.
Mit Hilfe solcher Anordnungen wird in jedem Falle während der Zeit, in welcher vom Brenner des Wassererhitzers keine Wärme abgegeben werden soll, eine Strömungsumkehr erzeugt, welche eine Umkehr der Druckdifferenz in der Wassermangelsicherung zur Folge hat, welche auf die Membran der Wassermangelsicherung eine Kraft in Schliessrichtung des Gas-Sicherheitsventils ausübt, so dass mit Sicherheit eine unerwünschte Freigabe der Gaszufuhr zum Brenner des Umlauf-Wassererhitzers während dieser Zeit unterbleibt.
Gleichzeitig wird das Wasser im Umlauf gehalten, wodurch eine Abgabe der im Umlaufwassersystem gespeicherten Wärme und dabei eine relativ gleichmässige Abkühlung des ganzen Systems erfolgt, so dass starke Temperaturdifferenzen in den Anlageteilen, welche bei erneuter Inbetriebnahme der Anlage zu bekannten unangenehmen Wärmedehungsgeräuschen führen können, vermieden werden. Durch die Strömungsumkehr im Umlaufwassersystem werden die Funktionen der übrigen Steuervorrichtungen des Wassererhitzers, auch die Funktion einer Langsamzündeinrichtung, nicht beeinträchtigt.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert, welche in Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäss ausgebildeten Heizanlage mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer, in Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Umwälzpumpenanordnung gemäss der Erfindung, in Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung einer Ausbildung der Umwälzpumpe gemäss der Erfindung und in Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Umwälzpumpenanordnung gemäss der Erfindung zeigen.
Fig. 1 zeigt einen schematisch dargestellten Umlauf-Wassererhitzer, welcher in an sich bekannter Weise einen als Wärmetauscher dienenden Lamellenblock --10-- und einen Brenner-11-
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in eine Niederdruckkammer--17--unterteilt ist. Die Hochdruckkammer--16-ist über einen Hochdruckkanal-18-und die Niederdruckkammer-17-über einen Niederdruckkanal - -19-- an den Wasserumlaufweg angeschlossen.
Der Membran --15-- ist ein Membranteller ---20-- mit einem Membrantellerstift-21-zugeordnet, dessen freies Ende mit dem Schliessglied des Gas-Sicherheitsventils --13-- verbunden ist, so dass eine Bewegung der Membran --15-- auf
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das Schliessglied des Gas-Sicherheitsventils --13-- übertragen wird.
Das im Lamellenblock --10-- erhitzte Wasser gelangt über eine Vorlaufleitung --22-- zu den schematisch angedeuteten Heizkörpern --23-- der Heizanlage, von denen aus eine Rücklaufleitung --24-- über eine Umwälzpumpe-25-bis an den Lamellenblock --10-- geführt ist. Von der
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--24-Ausdehnungsgefäss--27--abgezweigt.
Die Steuerung der Gaszufuhr zu dem Brenner--11--des Wassererhitzers erfolgt in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der Hochdruckkammer --16-- und der
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Wassermangelsicherung-14-.Umwälzpumpe-25-und damit auch zwischen den Abgängen der beiden Druckkanäle --18 und 19-die den Lamellenblock --10-- durchsetzende Rohrschlange als Strömungswiderstand liegt.
Das Absperren der Gaszufuhr zum Brenner --11-- mittels des Gas-Sicherheitsventils-13-
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der Strömungsrichtung im Umlaufwassersystem umgekehrt. Dabei bildet sich in der Niderdruckkammer --17-- ein relativ höherer Druck aus als in der Hochdruckkammer--16--, so dass die Membran --15-- in Fig. l nach unten ausgelenkt wird. Bei einem mit der Membran --15-- fest verbundenen Membranteller --20-- kann dabei ein positiver Schliessdruck auf das Gas-Sicherheitsventil-13ausgeübt werden, mit welchem das Schliessglied des Gas-Sicherheitsventils-13-- gegen seinen Ventilsitz gepresst wird.
Die Umlaufrichtung der Umwälzpumpe --25--, die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. l eine Verdrängungspumpe ist, wird erst wieder umgekehrt, wenn ein entsprechendes Steuersignal erfolgt, also wenn beispielsweise die als Messgrösse dienende Raumtemperatur unter einen gewünschten Raumtemperaturwert abgesunken ist. Dann wird in der Wassermangelsicherung --14-- wieder eine im Öffnungssinne des Gas-Sicherheitsventils --13-- wirksame Druckdifferenz auftreten, welche die Gaszufuhr zum Brenner--11--des Umlauf-Wassererhitzers freigibt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind zwei gesondert und unabhängig voneinander und entgegengesetzt zueinander angetriebene Umwälzpumpen-30 und 31-vorgesehen, welche in Abhängigkeit von der Messgrösse eingeschaltet werden, wobei jeweils nur eine der Pumpen in Betrieb ist. Die beiden Umwälzpumpen-30 und 31-sind jeweils in eine Parallelzweigleitung --241 bzw.
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bzw. 33-angeordnet. Die Umwälzpumpe --30-- bewirkt einen Wasserumlauf in der Normalrichtung, bei welchem eine zum öffnen des Gas-Sicherheitsventils --13-- erforderliche Druckdifferenz in der Wassermangelsicherung --14-- erzielt wird, während mit Hilfe der
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist ein Umwälzpumpenaggregat --34-- vorgesehen, das einen Antriebsmotor --341-- und zwei entgegengesetzt zueinander umlaufende Pumpenräder --342 und 343-aufweist, welche jeweils in getrennten Parallelzweigleitungen--241 und 242-der Rücklaufleitung --24-- der Heizanlage angeordnet sind. Das Pumpenaggregat --34-- wird kontinuierlich angetrieben. Der Wasserfluss wird entweder durch die Zweigleitung--241--oder die Zweigleitung --242-- in der einen oder andern Durchflussrichtung bewirkt, je nachdem, in welcher Stellung sich ein vorzugsweise elektromechanisch betätigter Umsteuerschieber oder ein Dreiwegeventil --35-- befindet, dessen Stellung von der Messgrösse abhängig ist.
Das Dreiwegeventil --35-- kann
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gleichzeitig mit dem Umwälzpumpenaggregat--34--umschaltbar ausgebildet sein.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zeigt wie beim Beispiel nach Fig. l eine übliche Umwälzpumpe
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--24-- eingesetzt38-zweigen jeweils hintereinander vor und hinter der Umwälzpumpe --36-- von der Rücklaufleitung --24-- ab bzw. münden in diese ein, wobei das Dreiwegeventil--39--der
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--37-- zugeordnetUmwälzpumpe-36-in die Rücklaufleitung-24-eingefugt ist.
Wenn ein Steuersignal erfolgt, werden die beiden Dreiwegeventile-39 und 40--, welche in Grundstellung den Durchlauf des Umlaufwassers von den Heizkörpern-23-der Heizanlage über die Umwälzpumpe --36-- nach dem Lamellenblock --10-- in Richtung der voll eingezeichneten Pfeile steuern, zur Strömungsumkehr umgestellt, so dass das Umlaufwasser in umgekehrter Richtung im Sinne
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Gaszufuhr zum Brenner --11-- infolge der Änderung der Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammern-16 und 17-der Wassermangelsicherung-14-abgesperrt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuereinrichtung eines für Heizanlagen bestimmten gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers, welcher mit einer zwei voneinander getrennte Druckkammern aufweisenden Wassermangelsicherung versehen ist, welche die Gaszufuhr in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen den Druckkammern freigibt oder absperrt, und welchem eine elektrisch betriebene Umwälzpumpe
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Anordnung zur Strömungsumkehr des Umlaufwassers vorgesehen ist, welche bei Erreichen eines vorherbestimmten Wertes der Messgrösse durch Umkehr der normalen Strömungsrichtung eine Umkehr der Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammern (16, 17) der Wassermangelsicherung (14) bewirkt, so dass die Wassermangelsicherung (14) ein Absperren der Gaszufuhr zum Wassererhitzer herbeiführt.
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