AT400625B - Anlage zur heiz- und brauchwasserbereitung mit einem gasbeheizten brenner und einem wärmetauscher - Google Patents

Description

AT 400 625 B

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Heiz- und Brauchwasserbereitung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1. Bei einer bekannten derartigen Anlage ist einer der beiden Teile des Wärmetauschers durch eine Rohrschlange gebildet, die im Bereich des zweiten Teiles des Wärmetauschers konzentrisch von einem weiteren Rohr umgeben ist, wobei der zwischen den beiden Rohren verbleibende Ringraum mit der Heizungsanlage verbunden ist. Der übrige Teil des Wärmetauschers ist durch die Rohrschlange gebildet und ist vom Brauchwasser durchströmt. Dabei ist im bekannten Fall auch der Brenner geteilt und jedem Wärmetauscherteil ein Teil des Brenners zugeordnet. Dabei ergibt sich der Nachteil eines relativ hoben Hersteilungsaufwandes. Außerdem kommt es bei einer solchen Anlage zu relativ hohen Schaltzahlen der Brenner. Aus der US-PS 4429 830 ist eine Verbrennungs- und Heizeinrichtung mit einem keramischen Brennerkopf sowie einem Brennraum und einem Rekuperator aus Keramik bekanntgeworden, der den Merkmalen des Oberbegriffs des ersten Patentanspruchs entspricht. Hierbei ist ein Sturzbrenner vorgesehen, dessen Abgase zunächst einen ersten Wärmetauscher passieren, der Teil einer Warmwasserheizanlage ist, und anschließend einen zweiten Wärmetauscher, mit dem ein Brauchwasserspeicher aufgeheizt werden kann. Dieser Wärmetauscher dient dazu, die latente Wärme aus den Rauchgasen zu gewinnen. Darüber hinaus ist diesem Wärmetauscher aber ein weiterer zusätzlicher Wärmetauscher in Serie geschaltet, der von dem erstgenannten Rauchgaswärmetauscher je nach Stellung eines 3-Wege-Ventiis alternativ zur Heizung gespeist werden kann. Somit benötigt dieser Stand der Technik drei Wärmetauscher, um sowohl eine Heizanlage wie auch einen Speicher beheizen bzw. aufheizen zu können, was einen erheblichen investiven und regeltechnischen Aufwand darstellt. Aus der DE-OS 2943 276 ist ein gas- oder ölbeheizter Wassererhitzer bekanntgeworden, der einen geteilten Brenner aufweist, wobei beide Brennerteile auf dem selben Wärmetauscher arbeiten, der sowohl in getrennten Rohrführungen der Bereitung warmen Gebrauchswassers wie auch der Speisung einer Heizanlage liegt. Schiußendlich ist aus der DE-OS 3601 332 ein Umlauf-Wasserheizer bekanntgeworden, der getrennte, von je einem separaten Brenner beheizte Wärmetauschersektion aufweist. Die eine Sektion dient dabei der Brauchwasserbereitung, die andere der Bereitung warmen Heizungswassers. Die Wärmetauscher sind hierbei so ausgebildet, daß das Wasser des Heizungswärmetauschers im Bereich seiner Sektion den Brauchwasserwärmetauscher umgibt. Auch dies führt zu einem erheblichen baulichen Aufwand, zumal eine Speicherung warmen Brauchwassers hierbei nicht möglich ist. Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Anlage der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und weniger Brennerstarts und -stops aufweist. Erfindungsgemäß wird dies bei einer Anlage der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es möglich, die Schaltzahlen des Brenners erheblich zu vermindern, und es ergibt sich der Vorteil, daß ein hoher Brauchwasserkomfort sichergestellt ist und andererseits durch die Verwendung eines modulierend arbeitenden Brenners auch eine entsprechende Anpassung an den geringeren Leistungsbedarf der Heizungsanlage, der durch die verbesserte Wärmeisolierung moderner Gebäude bedingt ist, vorgenommen werden kann. Durch die Merkmale des Anspruches 2 ist es möglich, zu Zeiten fehlender Brauchwasseranforderung den Bedarf an Heizwasser durch den Speicher zu decken. Kommt es dann zu einer Brauchwasseranforderung, so kann durch eine entsprechende Verlängerung der Brenndauer des Brenners der Speicher wieder aufgeladen werden. Dadurch ergeben sich entsprechend längere Brennzeiten des Brenners und geringere Schaftzahlen, wodurch der Ausstoß an Schadstoffen reduziert und der Wirkungsgrad der Anlage erhöht wird. Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil, daß Brauchwasser stets bereitgehalten werden kann und nicht jede Zapfung zu einem Start des Brenners führt. Weiters ist es dadurch auch möglich, mit einer relativ kleinen Brennerleistung und einer relativ kleinen Leistung des entsprechenden Teiles des Wärmetauschers das Auslangen gefunden werden kann. Dadurch ergeben sich entsprechend längere Betriebszeiten für den Brenner, wodurch sich nur relativ kleine Schaltzahlen für diesen ergeben. Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 schematisch zwei verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Anlagen. Gleiche Bezugszeichen in beiden Fig. kennzeichnen gleiche Teile bzw. liegenstände. :!ϊ|"

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Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 ist ein von einem einzigen modulierend oder zweistufig arbeitenden Brenner 1 beaufschlagter Wärmetauscher 2 vorgesehen, wobei der Brenner 1 über eine Gasleitung 3 und ein proportional arbeitenden oder zweistufigen Gasventii 4 mit Gas versorgt wird und für eine maximale Leistung entsprechend dem größeren Teil des Wärmetauschers ausgelegt ist. 5 Ein Teil 5 des Wärmetauschers 2 ist mit einem Kaltwasseranschluß 6 und einer Warmwasser-Zapfleitung 7 verbunden und dient zur Brauchwasserbereitung. Der zweite Teil 8 ist für eine kleinere Leistung z.B. 1/3 als der Teil 5 ausgelegt und ist mit einem Speicher 9 verbunden. Das Abgas des Brenners 1 kommt mit Hilfe einer Klappe 24 entweder auf den Teil 5 des Wärmetauschers 2 oder auf den Teil 8 des Wärmetauschers 2 gelenkt werden, wobei Zwischenstellungen möglich sind. io Dabei ist der Speicher 1 über eine vom unteren Bereich 26 des Speichers 9 weg führende Leitung 10 mit einer Umwälzpumpe 11 und eine weitere Leitung 12 mit dem Einlaß des Teiles 8 des Wärmetauschers 2 verbunden. Der Auslaß des Teiles 8 ist über eine Vorlaufleitung 13 mit dem Speicher 9 verbunden, die in den oberen Bereich 27 des Speichers 9 führt.

Der Speicher 9 ist weiters mit einer Heizungsanlage 14 verbunden. Dabei mündet eine Heizungsrück-75 laufleitung 15 in den unteren Bereich 26 des Speichers 9.

Vom oberen Bereich 27 des Speichers 9 führt eine Anschlußleitung 16 zu einem Mischventil 17, an dem eine Verbindungsleitung 18 und eine Bypassleitung 19 angeschlossen sind. Die Verbindungsleitung 18 führt zu einer Heizungsumwälzpumpe 20, die über eine Heizungsvorlaufleitung 21 mit Heizkörpern 22 verbunden ist, die über die Heizungsrücklaufleitung 15 mit dem Speicher 9 verbunden sind. 20 Kommt es zu einer Brauchwasserzapfung, so wird der Brenner 1 gestartet und mit der entsprechenden Nennleistung betrieben, um den gewünschten Durchsatz an Brauchwasser mit entsprechender Temperatur zur Verfügung zu stellen. Dabei lenkt die Klappe 24 des vom Brenner 1 kommenden Abgases ausschließlich über den Teil 5 des Primärwärmetauschers 2. Sinkt die Brauchwasserleistung, so kann die Brennerleistung zurückgenommen werden und auch die Klappe 24 verstellt werden, so daß der andere Teil 8 des 25 Wärmetauschers 2 mit beheizt wird. Sinkt die angeforderte Gesamtleistung, so wird der Brennerieistung moduliert. Dabei kann über den Teil 8 des Primärwärmetauschers bei aktivierter Umwälzpumpe 11 der Speicher 9 aufgeheizt werden.

Eine Stillsetzung des Brenners 1 erfolgt erst, wenn die Zapfung von Brauchwasser beendet ist und auch der Speicher 9 aufgeheizt ist. Dabei kann bei Beendigung der Zapfung die Leistung des Brenners 1 30 entsprechend reduziert werden.

Die Heizungsanlage 14 wird bei Vorliegen einer Wärmeanforderung nur über den Speicher mit Heizwasser versorgt. Der Brenner 1 wird beim Heizbetrieb und fehlender Brauchwasserzapfung nur gestartet, wenn die Temperatur im Speicher 9 unter einen bestimmten Wert abgesunken ist, wobei die um eine Drehachse 47 schwenkbare Klappe 24 das vom Brenner 1 erzeugte Abgas ausschließlich über den 35 Teil 8 des Wärmetauschers 2 leitet. Kommt es zu einem Start des Brenners 1, so bleibt dieser so lange in Betrieb, bis der Speicher eine festgelegte obere Temperatur wieder erreicht hat. Der Antrieb der Klappe 24 erfolgt über einen Hebel 37, der mit einem Motor 38 bewegbar ist.

Der Brenner 1 und der Primärwärmetauscher 2 sind von einem Gehäuse 46 umgeben, das an seinem oberen Ende einen Abgasauslaß 48 aufweist. 40 Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist der Speicher 9 mit dem Kaltwasseranschluß 6 und der Zapfleitung 7 verbunden und der Teil 8 des Wärmetauschers 2 ist mit der Heizungsanlage 14 verbunden.

Dabei sind die Heizkörper 22 über die Heizungsrücklaufleitung 15 mit der Heizungsumwälzpumpe 20 verbunden, die über eine Anschlußleitung 23 mit dem Einlaß des Teiles 8 des Primärwärmetauschers 2 verbunden ist. Die Teile 5 und 8 des Wärmetauschers sind für gleiche Leistung entsprechend der kleineren 45 Leistung der Teile 8 in Fig. 1 festgelegt.

Der Auslaß des Teiles 8 des Wärmetauschers 2 ist über eine Heizungsvorlaufleitung 21 mit den Heizkörpern 22 verbunden. Dabei zweigt eine Bypassleitung 19 von der Heizungsvorlaufleitung 21 zur Heizungsrücklaufleitung 15 ab, wobei in der Bypassleitung 19 ein Überströmventil 25 angeordnet ist.

Bei dieser Lösung wird der Brauchwasserbedarf zum übenwiegenden Teil über den Speicher 9 gedeckt so wobei bei einer Zapfung der Start des für den kleineren Teil 8 des Wärmetauschers 2 ausgelegten Maximalleistung des Brenners 1 erst dann erfolgt, wenn die Temperatur des Wassers im Speicher 9 unter einen bestimmten Wert abgesunken ist.

Die Ansteuerung der Klappe 24 erfolgt hier analog wie anhand der Fig. 1 beschreiben.

Ein Start des Brenners erfolgt auch bei Vorliegen einer Wärmeanforderung durch die Heizungsanfage 55 14, wobei der Brenner 1 modulierend oder stufig betrieben werden kann. Dabei kann auch der Speicher 9 entsprechend aufgeheizt werden.

Die erfindungsgemäße Anlage weist eine Steuer- und Regeieinheit 28 auf, die über eine Leitung 30 mit einem Außentemperaturfühler 29, über eine Leitung 32 mit einem im unteren Bereich 26 des Speichers 9 3

Claims (3)

1. AT 400 625 B angeordneten Temperaturfühler 31, über eine Leitung 34 mit einem im oberen Bereich 27 des Speichers 9 angeordneten Temperaturfühler 33 und über eine Leitung 41 mit einem in der Zapfleitung 7 angeordneten Temperaturfühler 40 eingangsseitig verbunden. Ausgangsseitig ist die Steuer- und Regeleinheit 28 über eine Leitung 36 mit einem Motor 35 der Umwälzpumpe 11, über eine Leitung 39 mit einem eine den 5 Zustrom von Brenngasen zu den beiden Teilen 5 und 8 des Primärwärmetauschers 2 steuernden um eine Drehachse 47 schwenkbare Klappe 24 über einen Hebel 37 antreibenden Motor 38, über eine Leitung 43 mit einem Antrieb 42 des Drei-Wege-Ventiles 17, über eine Leitung 45 mit einem Motor 44 der Heizungsumwälzpumpe 20 und über eine Leitung 50 mit einem Antrieb 49 des Gasventiles 4 verbunden. io Patentansprüche 1. Anlage zur Heiz- und Brauchwasserbereitung mit einem gasbeheizten Brenner und einem Wärmetauscher, von dem ein Teil an eine Kaltwasser- und eine Warmwasser-Zapfieitung angeschlossen ist und zur Brauchwasserbereitung dient und der andere zur Heizwasserbereitung an eine Vor- und Rücklaufiei- 75 tung einer mit einer Pumpe versehenen Heizungsanlage vorgesehen ist, wobei der zur Brauchwasserbereitung dienende Teil (5, 8) des Wärmetauschers (2) mit einem Speicher (9) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (5, 8) des Wärmetauschers (2) für ungleich bzw., wie an sich bekannt, gleich hohe Leistungen ausgeiegt sind und der Speicher (9) mit dem für die kleinere Leistung ausgelegten Teil (8) des Wärmetauschers (2) verbunden ist, wobei ein an sich bekannter modulierender 20 Brenner (1) vorgesehen ist. (Fig. 1 und 2)
2. 2. Anlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (9) zusätzlich mit der Heizungsanlage (14) verbunden ist.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein an sich bekannter Brenner (1) vorgesehen ist und mindestens eine Abdeckklappe (24) für einen Teil (5,8) des Wärmetauschers (2) vorgesehen ist. (Fig. 2) Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 30 35 40 45 50 4 55