AT400078B - Heizeinrichtung zur erwärmung von heiz- und brauchwasser - Google Patents

Description

AT 400 078 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung zur Bereitung von Heiz- und Brauchwasser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beziehungsweise auf eine Heizeinrichtung mit einem Drehschieberventil gemäß dem Anspruch 3.

Solche Einrichtungen dienen zur Bereitung von Heizungswasser, zur Versorgung von Heizkörpern und gleichzeitig zur Bereitung von Brauchwasser mittels eines Brauchwasserwärmetauschers. Bei den bekannten derartigen Einrichtungen öffnet ein den Brauchwasserwärmetauscher versorgendes Magnetventil den Zustrom zu diesem Wärmetauscher. Dabei ergibt sich allerdings der Nachteil, daß zu Zapfbeginn vorerst das bereits erkaltete Wasser aus dem Primärkreis des Brauchwasserwärmetauschers verdrängt werden muß, bevor überhaupt eine Erwärmung des strömenden Brauchwassers eintreten kann, wodurch sich entsprechende Verzögerungen in der Warmwasserbereitung und eine entsprechende Wasserverschwendung ergibt.

Um diese Nachteile zu vermeiden und eine Wasserheizungseinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der sichergestellt ist, daß bei Zapfbeginn rasch warmes Brauchwasser gezapft werden kann, wurde durch das Patent Nr. 396033 vorgeschlagen, daß ein Heizungswasserspeicher vorgesehen ist, der auf einer relativ hohen Wassertemperatur mittels Thermostat haltbar ist und der über ein zwischen dem von der Wärmequelle beaufschlagten Wärmetauscher und dem, den Brauchwasserwärmetauscher steuernden Drei-Wege-Ventil angeordnetes weiters Drei-Wege-Ventil mit dem Wärmetauscher verbindbar ist und dessen Auslauf mit dem Einlaß des Brauchwasserwärmetauschers verbunden ist und eine von der Brauchwasser-Zapfsteile beaufschlagte Steuereinrichtung mit den Antrieben, vorzugsweise Magnetantrieben, der Drei-Wege-Ventile verbunden sind.

Durch diese Maßnahmen ist es möglich, bei Zapfbeginn sehr rasch warmes Wasser vom Heizungswasserspeicher in den Brauchwasserwärmetauscher zu leiten und auf diese Weise das zuströmende Brauchwasser rasch zu erwärmen.

Um bei einer solchen Heizeinrichtung einen besonders einfachen Aufbau zu ermöglichen, werden nunmehr die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs vorgeschlagen.

Dadurch ergibt sich überdies der Vorteil, daß die Einrichtung mit handelsüblichen Bauteilen aufgebaut werden kann.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Volumen des Heizungswasserspeichers mindestens dem Volumen des Wärmetauschers plus den Volumina der zu dem Heizungswasserspeicher und von diesem weg führenden Leitungen entspricht.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß genügend Warmwasser in den Heizungswasserspeicher nachströmt um das bei einer Pause des Betriebes der Wärmequelle im Wärmetauscher und den zu dem Heizungswasserspeicher hin und zum Wärmetauscher zurückführenden Leitungen stehende gegebenenfalls bereits abgekühlte Wasser zu verdrängen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Steuerung die Steuereinrichtung bei Zapfbeginn zuerst den Zufluß zum Heizungswasserspeicher im Sinne einer Verbindung des Heizungswasserspeichers mit der vom Wärmetauscher kommenden Vorlaufleitung ansteuert und diesen mit dem Heizungskreis verbindet, solange bis ein dem Volumen des Wärmetauschers plus den Volumina der zu dem Heizungswasserspeicher und von diesem weg führenden Leitungen entspricht in den Heizungswasserspeicher nachgeflossen ist, und danach im Sinne eines Sperrens des Zuflusses zum Heizungswasserspeicher und gleichzeitig im Sinne einer Freigabe des Zuflusses zu diesem bis zum Ende des Zapfens ansteuert.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Drehschieberventil vorzuschlagen, das sich besonders zur Verwendung bei einer Wasserheizereinrichtung, insbesondere einer Wasserheizereinrichtung nach der Erfindung eignet und mit einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse und einem in diesem drehbar gehaltenen Ventilkörper versehen ist.

Erfindungsgemäß werden daher die Merkmale des Anspruchs 3 vorgeschlagen.

Auf diese Weise ergibt sich eine sehr einfache Konstruktion des Drehschiebers. Dabei können die Anschlüsse des Drehschiebers im Uhrzeigersinn mit dem Wärmetauscher, dem Einlaß des Heizungswasserspeichers, dem Brauchwasserwärmetauscher, dem Auslaß des Heizungswasserspeichers und den Heizkörpern verbunden sein. Dadurch läßt sich eine sehr einfache Leitungsführung erreichen.

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

Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wasserheizeinrichtung,

Fig. 2 schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wasserheizeinrichtung,

Fig. 3 bis δ schematisch ein erfindungsgemäßes Drehschieberventil in verschiedenen Schaltstellungen.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 ist der Wärmetauscher 1 von einem Brenner 2 beaufschlagbar und über eine Vorlaufleitung 3 und eine Rücklaufleitung 4 mit einer Heizkörperanordnung 5 verbunden, In der Vorlaufleitung 3 ist ein Drei-Wege-Venti! 6 mit Magnetantrieb 7 angeordnet, das wahlweise den Weg zu 2

AT 400 078 B einem Heizungswasserspeicher 8 freigibt oder sperrt, wobei in letzterem Falle der Durchfluß der Vorlaufleitung freigegeben wird.

Dieser Heizungswasserspeicher 8 ist mit einer Wärmeisolation 19 versehen und daher gut gegen Wärmeverluste isoliert. Weiters kann auch vorgesehen sein, daß der Heizungswasserspeicher 8 mit einer zusätzlichen Wärmequelle versehen ist, deren Leistung jedoch lediglich zum Ausgleich der verbleibenden Wärmeverluste des Heizungswasserspeichers ausreichen muß. Damit ist sichergestellt, daß das im Heizungswasserspeicher gespeicherte Wasser auf einer entsprechend hohen Temperatur gehalten wird.

Der Heizungswasserspeicher 8 ist weiters mit dem Einlaß des Primärkreises des Brauchwasserwärmetauschers 9 verbunden, wobei dieser auch noch mit einem weiteren in der Vorlaufleitung 3 angeordneten Drei-Wege-Ventil 10 verbunden, das ebenfalls mit einem Magnetantrieb 11 versehen ist. Dieses Drei-Wege-Ventil 10 gibt wahlweise den Weg zum Brauchwasserwärmetauscher 9 frei oder unterbricht diesen unter gleichzeitiger Freigabe des Durchflusses zum Heizkörper 5.

Der Auslaß des Primärkreises des Brauchwasserwärmetauschers 9 ist mit der Rücklaufleitung 4 verbunden.

Der Sekundärkreis des Brauchwasserwärmetauschers 9 ist mit einer Brauchwasserzapfstelle 12 verbunden, die auf eine Steuerung 13 einwirkt und bei Öffnen der Brauchwasserzapfstelle 12 ein Signal abgibt, das einen vorgegebenen Ablauf der Ansteuerung der Antriebe 7, 11 der beiden Drei-Wege-Ventile 6, 10 auslöst.

Dabei wird beim Öffnen der Brauchwasserzapfstelle 12 das Drei-Wege-Ventil 6 im Sinne einer Freigabe der Verbindung zum Heizungswasserspeicher 8 angesteuert und bleibt solange offen bis ein dem Volumen Vt des Wärmetauschers 1 und dem Volumen V2 der vom Wärmetauscher 1 zum Heizungswasserspeicher 8 führenden Leitungen und dem Volumen V3 der vom Heizungswasserspeicher 8 zum Rücklaufanschluß des Wärmetauschers 1 führenden Leitungen, inklusive des Volumens des Primärkreises des Brauchwasserwärmetauschers 9 in den Heizungswasserspeicher 8 geflossen ist. Dabei handelt es sich um auf die Vorlauftemoeratur der Heizkörpereinrichtung 5 erwärmtes Wasser, da beim Öffnen der Brauchwasserzapfstelle 12 der Brenner 2 anspringt, falls er nicht ohnehin aufgrund einer bestehenden Wäremanforderung der Heizkörpereinrichtung 5 in Betrieb ist.

Danach wird des Drei-Wege-Ventil 6 im Sinne einer Sperre des Zulaufs zum Heizungswasserspeicher 8 und Öffnen der Vorlaufleitung 3 und gleichzeitig das Drei-Wege-Ventil 10 im Sinne einer Freigabe des Zuflusses zum Brauchwasserwärmetauscher 9 und Sperre der Vorlaufleitung 3 angesteuert. Dadurch wird die weitere Versorgung des Primärkreises des Brauchwasserwärmetauschers 9 mit Heizungswasser sichergestellt.

Nach Beendigung des Zapfens wird das Drei-Wege-Ventil 10 im Sinne einer Sperre des Zuflusses zum Brauchwasserwärmetauscher 9 und Freigabe des Durchflusses in der Vorlaufleitung angesteuert- Der Inhalt des Heizungswasserspeichers wird in den Zeiten ohne Brauchwasserzapfung über den Thermostaten 14 auf Solltemperatur gehalten. Dazu wird über eine geeignete Regelungstechnik das Ventil 6 im Sinne eines Zuflusses zum Speicher 8 gehalten und der Brenner 2 in Funktion gesetzt. Bei Erreichen des Sollwertes wird der Brenner abgeschaltet und das Ventil 6 im Sinne eines Zuflusses zum Heizkörper 5 umgeschaltet. Die Aufgabe der Beheizuhg des Heizungswasserspeichers kann auch alternativ von einer vorzugsweise elektrischen Wärmequelle unabhängig vom Brenner 2 übernommen werden.

Die Umwälzung des Heizungswassers wird durch die Pumpe 15 sichergestellt, die sich in der Rücklaufleitung zwischen dem Anschluß des Brauchwasserwärmetauschers und dem Wärmetauscher 1 befindet.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 ist die Steuereinrichtung 20 durch die beiden Drei-Wege-Ventile S und 10 gebildet. Dabei sind die beiden Drei-Wege-Ventile 6, 10 zwischen den Leitungen 3 und a, wobei die letztere zu den Heizkörpern 5 führt. Die dritten Anschlüsse dieser beiden Drei-Wege-ventile 6, 10 sind über die Leitungen b mit dem Einlaß des Heizungswasserspeichers 8 und über die Leitung c mit dem Auslaß desselben verbunden, wobei der mit der Leitung c verbundene Anschluß auch noch über die Leitung d mit dem Einlaß des Brauchwasserwärmetauschers 9 verbunden ist.

Die Ausführungsform nach der Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach der Hg. 1 lediglich dadurch, daß die Steuereinrichtung 20 durch ein Drehschieberventil 21 und dessen Antrieb 22 gebildet ist. Dieses Drehschieberventil 21 weist fünf Anschlüsse auf, die im Uhrzeugersinn mit den Leitungen 3, b, d, c und a verbunden sind, die in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 mit den verschiedenen Bauteilen, wie Wärmetauscher 1, Heizungswasserspeicher 8, Brauchwasserwärmetauscher 9 und den Heizkörpern 5 verbunden sind.

Das Drehschieberventil 21 weist einen Ventiikörper 23 auf, der einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweist. Dabei verläuft in eine Steuerfläche 24 knapp neben der Diametrale des Gehäuses 25 des Drehschieberventiles 21, wobei die zweite Steuerfläche 26 einen Raum begrenzt, der zwei um einen 3

Claims (4)

1. AT 400 078 B Winkel 90' versetzte Anschlüsse mit einschließt. Dadurch ist es möglich, in einer Stellung (Fig. 3) lediglich die Heizkörper 5 vom Wärmetauscher 1 zu versorgen, wobei die übrigen Anschlüsse kurzgeschlossen sind und daher die an diesen Anschlüssen angeschlossenen Bauteile nicht durchströmt werden. Die Fig. 4 zeigt eine Zwischenstellung, in der der Zustrom zu den Heizkörpern 5 unterbrochen ist und die Verbindung zum Heizungswasserspeicher 8 noch nicht geöffnet ist. Die Fig. 5 zeigt eine Stellung des Drehschieberventils 21 in der Heizungswasser vom Wärmetauscher 1 über den Heizungswasserspeicher 8 zum Bruchwasserwärmetauscher 9 strömt, d.h. eine Stellung, in der lediglich Brauchwasser bereitet wird, wobei diese Steilung dem Zapfbeginn entspricht. in der Fig. 6 ist die Stellung des Drehschieberventiles 21 dargestellt, die dem Zapfen von Brauchwasser nach einer Anlaufphase entspricht. Dabei strömt das Heizwasser vom Wärmetauscher 1 direkt zum Brauchwasserwärmetauscher 9 und das in den Heizwasserspeicher 8 eingeströmte heiße Wasser verbleibt in diesem. Patentansprüche 1. Heizeinrichtung zur Erwärmung von Heiz- und Brauchwasser, bei der ein von einer Wärmequelle beaufschlagbarer Wärmetauscher über ein Drei-Wege-Ventil wahlweise mit Heizkörpern oder einem Brauchwasserwärmetauscher verbindbar ist, der parallel zu den Heizkörpern geschaltet ist, dessen Sekundärkreis mit einer Brauchwasser-Zapfstelle verbunden ist, sowie mit einem Heizungswasserspeicher, der auf einer relativ hohen Wassertemperatur mittels Thermostat haltbar ist und der über ein zwischen dem von der Wärmequelle beaufschlagten Wärmetauscher und dem, den Brauchwasserwärmetauscher steuernden Drei-Wege-Ventil angeordnetes weiter Drei-Wege-Ventil mit dem Wärmetauscher verbindbar ist und dessen Auslauf mit dem Einlaß des Brauchwasserwärmetauschers verbunden ist und eine von der Brauchwasser-Zapfstelle beaufschlagte Steuereinrichtung mit den Antrieben, vorzugsweise Magnetantrieben, der Drei-Wege-Ventile verbunden sind, nach Patent-Nr. 396033, dadurch gekennzeichnet, daß die Drei-Wege-Ventile (6, 7) in Serie in einer vom Wärmetauscher (1) zu den Heizkörpern (5) führenden Leitung angeordnet sind, wobei der dritte Anschluß des ersten Drei-Wege-Ventils (10) in an sich bekannter Weise mit dem Brauchwasserwärmetauscher (9) verbunden ist und das zweite, zwischen dem Wärmetauscher (1) und dem ersten Drei-Wege-Ventil (10) angeordnete Drei-Wege-Ventil (6) mit seinem dritten Anschluß mit dem Einlaß des Heizungswasserspeichers (8) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Einlaß des Brauchwasserwärmetauscher (9) verbunden ist.
2. 2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Steuerung (13) die Steuereinrichtung (20) bei Zapfbeginn zuerst den Zufluß zum Heizungswasserspeicher (8) im Sinne einer Verbindung des Heizungswasserspeichers (8) mit der vom Wärmetauscher (1) kommenden Vorlaufleitung (3) ansteuert und diesen mit dem Heizungskreis verbindet, solange bis ein dem Volumen des Wärmetauschers (1) plus den Volumina der zu dem Heizungswasserspeicher (8) und von diesem weg führenden Leitungen entspricht in den Heizungswasserspeicher (8) nachgeflossen ist, und danach im Sinne eines Sperrens des Zuflusses zum Heizungswasserspeicher und gleichzeitig im Sinne einer Freigabe des Zuflusses zu diesem bis zum Ende des Zapfens ansteuert.
3. 3. Heizeinrichtung mit einem Drehschieberventil nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse und einem in diesem drehbar gehaltenen Ventilkörper, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (25) die mit vier im Uhrzeigersinn um je ca. 90* versetzt angeordneten und einem weiteren zwischen zweien dieser Anschlüsse angeordneten Anschluß versehen ist, wobei der Ventilkörper (23) eine neben den einander diametral gegenüberliegenden Anschlüssen des Drehschieberventiles (21) verlaufende Steuerfläche (24) und eine weitere Steuerfläche (26) aufweist, die einen Raum begrenzt, der zwei um 90° versetzt angeordnete Anschlüsse einschließt, wobei der Ventilkörper an der Innenwand des Gehäuses (25) des Drehschieberventiles (21) anliegende Dichtflächen aufweist. Hiezu
4. 4 Blatt Zeichnungen 4