AT399940B - Heizeinrichtung mit einem brenner - Google Patents

Description

ΑΤ 399 940 Β

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung mit einem Brenner, die in einer von einem Doppelmantel, der von einem zu erwärmenden Medium durchströmbar ist, gebildeten Kammer angeordnet ist und in der ein mit dem Inneren des Doppelmantels verbundener Wärmetauscher angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung über eine Vor- und eine Rücklaufleitung mit einer Heizkörperanordnung verbunden ist, welche Vor- und Rücklaufleitung über eine zu den in Serie geschalteten Wärmetauscher und Doppelmantel parallel geschaltete Bypassleitung, in der ein Drei-Wege-Mischventil angeordnet ist, miteinander verbunden sind, welches Drei-Wege-Mischventil thermostatisch in Abhängigkeit von der Temperatur des aus der aus dem Wärmetauscher und dem Doppelmantel bestehenden Serienschaltung austretenden Mediums derart gesteuert ist, daß sich der Durchfluß durch die Bypassleitung mit steigender Temperatur von einem Maximum beginnend vermindert und wobei das Drei-Wege-Mischventil zwei miteinander fest verbundene Ventilkörper aufweist, die von einem gemeinsamen Antrieb bewegbar sind.

Bei solchen Heizeinrichtungen wird das den Bypass steuernde Drei-Wege-Mischventilsowohl zur Einstellung einer gewünschten Vorlauftemperatur des zur Heizkörperanordnung strömenden Mediums als auch zur Erreichung beziehungsweise Aufrechterhaltung einer Mindesttemperatur der Heizeinrichtung verwendet. Bei jedem Start des Brenners kommt es aufgrund des kalten in den Wärmetauscher beziehungsweise den Doppelmantel einströmenden Mediums und des einen relativ hohen Wasserdampfanteil aufweisenden Abgases zu einer erheblichen Kondensatbildung. Dies führt zu einer entsprechend hohen Korrosionsgefährdung der Heizeinrichtung. Um dem zu begegnen, wird das Mischventil erst allmählich in Richtung Heizkörperanordnung geöffnet. Dadurch wird sichergestellt, daß beim Start des Brenners nur ein vorgegebener minimaler Anteil des Durchflusses über den Heizungsrücklauf durch den Wärmetauscher und den Doppelmantel strömt. Folglich kommt es zu einer raschen Erwärmung des Inhalts des Wärmetauschers und des Doppelmanteis, so daß eine Kondensatbildung weitgehend unterbleibt. Dabei ist der Durchfluß durch den Wärmetauscher beziehungsweise den Doppelmantel beim Start des Brenners bei kaltem Heizmedium zweckmäßig auf das zur notwendigen Wärmeabfuhr erforderliche Mindestmaß beschränkt, um eben eine rasche Erwärmung des Wärmetauschers beziehungsweise des Doppelmantels zu ermöglichen. Mit steigender Temperatur des aus dem Wärmetauscher beziehungsweise dem Doppeimantel austretenden Heizmediums wird der Durchfluß durch den Bypass mit Hilfe des Drei-Wege-Mischventils mehr und mehr vermindert und dadurch der Durchfluß durch den Wärmetauscher und den Doppelmantel erhöht.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der die Gesamtdurchflußmenge konstant ist, wobei die Durchflußmengen der Teilströme indirekt proportional zueinander sind.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Antrieb insbesondere ein von einem am Ausgang der aus dem Wärmetauscher und dem Doppelmantel gebildeten Serienschaltung angeordneten Dampfdruckfühler beaufschlagter Balg ausgebildet ist und daß ein Einlaß des Drei-Wege-Mischventiles über einen Ventilsitz, der mit einem ersten Ventilkörper, der zwischen einer mit dem Ventilsitz einen Drosselspait begrenzenden Stellung und einer Offenstellung bewegbar ist, mit der Vorlaufleitung verbunden ist, die über einen zweiten Ventilsitz, der mit einem zweiten Ventilkörper zusammenwirkt, der bei in Offenstellung befindlichem ersten Ventilkörper auf diesem aufsitzt, mit der Bypassleitung verbindbar ist

Aus der DE-PS 37 12 878 ist ein 3-Wege-Mischventil mit einem gemeinsamen Antrieb für zwei Ventilkörper bekanntgeworden. Dabei ist die Durchflußmenge von der jeweiligen Stellung des Antriebsorgans abhängig. Die beiden Teilströme verändern sich nach einem komplizierten Algorithmus zueinander.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist ein Betrieb möglich, bei dem solange die Vorlauftemperatur kleiner als die Temperatur des Heizmediums am Ausgang der aus dem Wärmetauscher und dem Doppelmantel gebildeten Serienschaltung ist, für die Teilströme des durch die Heizeinrichtung fließenden Mediums die folgende Beziehung gilt: m^iin ^ mi m dabei bedeuten mmin die minimale Durchflußmenge durch die Serienschaltung von Wärmetauscher und Doppeimantel um eine Überhitzung zu vermeiden, mi die tatsächlich durch diese Serienschaltung fließende Durchflußmenge und m die gesamte durch die Heizeinrichtung beziehungsweise die Heizkörperanordnung fließende Durchflußmenge.

Dabei ändert sich das Teilstrom Verhältnis von mi : m im Bereich von 2

AT 399 940 B %in ml <— < 1 m m Für den über die Bypassleitung fließenden Teilstrom ergibt sich dabei 1

- >0 m m

Die Öffnungsquerschnitte des die Bypassleitung steuernden Ventiles und des die vom Wärmetauscher beziehungsweise dem Doppelmantel kommende Leitung steuernden Ventiles werden gemeinsam gesteuert. Dabei ergibt sich durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Drei-Wege-Mischventils, daß der Strömungswiderstand in beiden vom Drei-Wege-Mischventil gesteuerten Zweigen konstant auf dem Wert des Strömungswiderstandes im vom Wärmetauscher beziehungsweise dem Doppelmantel kommenden Zweig bei geschlossenem Bypass gehalten wird. Dadurch kann das Drei-Wege-Mischventil relativ klein gebaut werden. Für den Öffnungsquerschnitt des vom Wärmetauscher beziehungsweise dem Doppelmantel kommenden Zweiges mit dem Nennwert Ai N gilt dabei: A1 ml wobei Ai den momentanen Öffnungsquerschnitt dieses Zweiges der von der momentanen Durchflußmenge mi durchströmt wird, bedeutet. Für den Öffnungsquerschnitt A2 des den Bypass steuernden Zweiges des Drei-Wege-Mischventiles gilt dabei:

A 2 ml m

A1 N

Das bedeutet, daß das Drei-Wege-Mischventil bei jeder Stellung der beiden Ventilkörper einen im wesentlichen gleichen Strömungswiderstand aufweist

Der Widerstand bleibt im gesamten System konstant, wodurch sich für die Umwälzpumpe stets gleiche Verhältnisse ergeben.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Figur 1 schematisch eine Heizeinrichtung und

Figur 2 schematisch ein erfindungsgemäßes Drei-Wege-Mischventil. 3

Claims (1)

1. AT 399 940 B In der Kammer 1, die von einem Doppelmantel 2 umgeben ist, der vom zu erwärmendem Medium durchströmt ist, ist ein nicht dargestellter Brenner und ein Wärmetauscher 3 angeordnet, der mit dem Doppelmantel 2 in Serie geschaltet ist Diese Serienschaltung ist über eine Rücklaufleitung 4, in der eine Umlaufpumpe 5 angeordnet ist, und eine Vorlaufleitung 6 mit einer nicht dargestellten Heizkörperanordnung 5 verbunden. Weiter ist ein Drei-Wege-Mischventil 7 vorgesehen, das über eine Leitung 8 mit dem Ausgang des Doppelmantels 2 und eine Bypassleitung 9 mit der Rücklaufleitung 4 verbunden ist und an dessen Ausgang die Vorlaufleitung 6 angeschlossen ist. Dabei ist das Drei-Wege-Mischventil 7 als thermostatisch gesteuertes Mischventil ausgebildet, das von einem am Ausgang des Doppelmantels 2 angeordneten Fühler 10 gesteuert ist, der zum Beispiel als Dampfdruckfühler ausgebildet sein kann. io Wie aus der Figur 2 ersichtlich ist, weist das Drei-Wege-Mischventil 7 einen als Antrieb dienenden Balg 11 auf, der von dem als Dampfdruckfühler 10 ausgebildeten Fühler 10 beaufschlagt ist. Der Balg 11 ist mit zwei Ventilkörpem 13 und 14 starr verbunden. Dabei steuert der Ventilkörper 13, der zwischen einer Drosselstellung und einer voll geöffneten Stellung verschiebbar ist, den von der Leitung 8 zur Vorlaufleitung 6 führenden Zweig des Drei-Wege-Mischventiles 7 und der Ventilkörper 14 den von der Bypassleitung 9 75 zur Vorlaufleitung 6 führenden Zweig. Beim Start der Heizeinrichtung ist das im Wärmetauscher 3 und im Doppelmantel 2 befindliche Wasser und das aus der Heizungsrücklaufleitung zuströmende Wasser kalt. Um dabei eine Kondensatbildung weitgehend zu vermeiden, ist dabei der Bypass-Zweig voll geöffnet, wobei der Öffnungsquerschnitt Aa des Bypass-Zweiges so bemessen ist, daß eine bestimmte Mindestdurchflußmenge mmin durch den Wärmetau-20 scher 3, bzw. den Doppelmantel 2 fließt. Für diese Mindestdurchflußmenge durch den Wärmetauscher 3 ist auch der minimale Öffnungsquerschnitt Ai des Ventilkörpers 13 in Verbindung mit dem Ventilsitz 15 ausgelegt. Mit steigender Temperatur des aus dem Doppelmantel 2 ausströmenden Heizmediums schließt der Ventilkörper 14 mehr und mehr und gleichzeitig öffnet der Ventilkörper 13 immer weiter. Dadurch steigt der 25 durch den Wärmetauscher 2 strömende Teilstrom mi und der durch die Bypassleitung fließende Teilstrom (m - mi) vermindert sich. Das Drei-Wege-Mischventil 7 steuert einen Dauerzustand an, bei dem entweder die Vorlauftemperatur t?v der Heizungsanlage der Temperatur d am Ausgang des Doppeimantels entspricht - in diesem Fall schließt der Ventilkörper 14 die Bypass-Leitung 9 - oder es stellt sich ein Zustand ein, bei dem der durch den Ventilkörper 14 gesteuerte Querschnitt der Bypass-Leitung 9 soweit allen bleibt, 30 daß trotz einer niedrigeren Temperatur im Heizungsvorlauf 8 die zur Vermeidung von Kondensat im Wärmetauscher 3 erforderliche Temperatur am Ausgang des Doppelmantels 1 erhalten bleibt. Patentansprüche 1. Heizeinrichtung mit einem Brenner, die in einer von einem Doppelmantel, der von einem zu erwärmen den Medium durchströmbar ist, gebildeten Kammer angeordnet ist und in der ein mit dem Inneren des Doppelmantels verbundener Wärmetauscher angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtung über eine Vor-und eine Rücklaufleitung mit einer Heizkörperanordnung verbunden ist, welche Vor- und Rücklaufleitung Uber eine zu den in Serie geschatteten Wärmetauscher und Doppelmantel parallel geschattete 40 Bypassleitung, in der ein Drei-Wege-Mischventil angeordnet ist, miteinander verbunden sind, welches Drei-Wege-Mischventil thermostatisch in Abhängigkeit von der Temperatur des aus der aus dem Wärmetauscher und dem Doppelmantel bestehenden Serienschaltung austretenden Mediums derart gesteuert ist, daß sich der Durchfluß durch die Bypassleitung mit steigender Temperatur von einem Maximum beginnend vermindert und wobei das Drei-Wege-Mischventil zwei miteinander fest verbunde-. 45 ne Ventilkörper aufweist, die von einem gemeinsamen Antrieb bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb insbesondere als ein von einem am Ausgang der aus dem Wärmetauscher (3) und dem Doppelmantel (2) gebildeten Serienschaltung angeordneten Dampfdruckfühler (10) beaufschlagter Balg (11) ausgebildet ist, und daß ein Einlaß des Drei-Wege-Mischventiles (7) über einen Ventilsitz (15) der mit einem ersten Ventilkörper (13), der zwischen einer mit dem Ventilsitz (15) einen Drosselspatt 50 begrenzenden Stellung und einer Offenstellung bewegbar ist, mit der Vorlaufleitung (6) verbunden ist, die über einen zweiten Ventilsitz, der mit einem zweiten Ventilkörper (14) zusammenwirkt, der bei in Offenstellung befindlichem ersten Ventilkörper (13) auf diesem aufsitzt, mit der Bypassleitung (9) verbindbar ist. 55 Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4