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Die Erfindung bezieht sich auf einen Warmwasserbereiter gemäss dem Oberbegriff des Anspru- ches 1.
Bei einem aus der DE 36 24 261 A1 bekannten derartigen Warmwasserbereiter ist ein Schich- tenspeicher mit einer Vor- und Rücklaufanschlussleitung bekannt, wobei eine Umwälzpumpe und ein Wärmetauscher beide Anschlüsse in einem Kreislauf zur Speicheraufladung miteinander ver- bindet. Weiterhin ist zwischen dem Wärmetauscher und der Speichereinmündung in der Vorlauflei- tung ein Umschaltventil angeordnet. Dieses ist beim Stand der Technik mit seinem dritten An- schluss jedoch mit einer Entnahmeleitung verbunden, so dass entweder Wasser aus dem Wärme- tauscher in den Speicher oder aus dem Wärmetauscher in die Entnahmeleitung gepumpt werden kann. Dies hat auf den Speicheraufladeprozess somit keinen Einfluss.
Wenn über einen im mittleren Bereich des Schichtenspeichers angeordneten Temperaturfühler Wärme angefordert wird, so beginnt die Umwälzpumpe intermittierend zu laufen. Dadurch wird Wasser über den Primärwärmetauscher an dem im Bereich der Vorlaufleitung angeordneten Tem- peraturfühler vorbeigeführt. Erst wenn im Bereich des in der Vorlaufleitung angeordneten Tempera- turfühlers eine ausreichend hohe Temperatur erfasst wird, wird die Umwälzpumpe auf Dauerbetrieb geschaltet, bis die Soll-Temperatur in der Vorlaufleitung wieder unterschritten wird. In diesem Fall wird die Umwälzpumpe wieder auf intermittierenden Betrieb geschaltet. Durch den intermittieren- den Betrieb der Umwälzpumpe wird eine höhere Aufheizung des Wassers im Primärwärmetau- scher erreicht.
Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, dass der intermittierende Betrieb der Umwälzpumpe kei- nesfalls günstig ist, da bis zum Erreichen der Soll-Temperatur kälteres Wasser in den Speicher ein- gebracht wird Ausserdem ist für einen solchen Betrieb auch ein erhöhter Steuerungsaufwand erfor- derlich.
Ziel der Erfindung ist es, einen Warmwasserbereiter der eingangs erwähnten Art vorzuschla- gen, der einen sehr einfachen und energiesparenden Betrieb ermöglicht und diese Nachteile ver- meidet.
Erfindungsgemäss wird dies bei einem Warmwasserbereiter der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen kann auf einen im Bereich der Vorlaufleitung ange- ordneten Temperaturfühler und eine intermittierende Ansteuerung der Umwälzpumpe verzichtet werden. Trotzdem wird eine Störung der Schichtung im Schichtspeicher, insbesondere eine Einlei- tung von zu kühlem Wasser in den obersten Bereich des Schichtspeichers sicher vermieden.
So wird durch die temperaturabhängige Steuerung des den zum Schichtspeicher führenden Anschlusses des Drei-Wege-Ventil steuernden Ventilkörpers sichergestellt, dass Wasser erst dann über die Vorlaufleitung in den Schichtspeicher gelangen kann, wenn dieses eine entsprechend hohe Temperatur erreicht hat, wobei auf eine intermittierende Ansteuerung der Umwälzpumpe ver- zichtet werden kann. Zu Beginn einer Wärmeanforderung kommt es zu einer Strömung des Was- sers vom Primärwärmetauscher zum Drei-Wege-Ventil und von diesem über die Umwälzpumpe zurück zum Primärwärmetauscher. Dadurch kommt es zu einer raschen Aufheizung des Wassers, so dass ein immer grösserer Teil des Querschnittes vom thermisch gesteuerten Ventilkörper freige- geben wird und ein entsprechender Teilstrom in den Schichtspeicher eintritt und diesen mehr und mehr auflädt.
Kommt es dabei zu einer zu weiten Absenkung der Temperatur des aus dem Primärwärmetau- scher austretenden Wassers, so schliesst der Ventilkörper den zum Schichtspeicher führenden Austrittsquerschnitt des Drei-Wege-Ventiles, und es unterbleibt ein weiterer Zustrom von Wasser in den Schichtspeicher, und es bildet sich wieder ein Kreislauf vom Primärwärmetauscher über das Drei-Wege-Ventil zurück zum Primärwärmetauscher aus.
Bei einer Nachladung des Schichtspeichers zum Ausgleich von Abstrahlungsverlusten wird es aufgrund der in einem solchen Fall höheren Temperaturen im untersten Bereich des Schichtspei- chers nach dem Start der Aufheizung relativ rasch zu einem öffnen des zum Schichtspeicher füh- renden Durchströmquerschnittes des Drei-Wege-Ventiles kommen.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen kann die Abstimmung der Umwälzpumpe auf die
Nachheizung erfolgen, bei der ein grösserer Volumenstrom aufgrund der geringeren Temperaturdif- ferenz im Bereich des Schichtspeichers zweckmässig ist. Bei einer Aufheizung des Schichtspei- chers nach einer Entnahme grösserer Mengen an warmem Brauchwasser, so dass sich grössere
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Temperaturunterschiede im Bereich des Schichtspeichers ergeben, wird das Drei-Wege-Ventil, zumindest in der Anfangsphase der Aufheizung, den Strömungsquerschnitt zum Schichtenspeicher nicht vollständig freigeben. Durch die Auslegung der Umwälzpumpe für einen grösseren Volumen- strom kann auf einfache Weise eine Überhitzung des oberen Bereiches des Schichtspeichers ver- mieden werden, wobei mit einer einstufigen Umwälzpumpe das Auslangen gefunden wird.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Drei-Wege- Ventils.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen.
Fig.1 schematisch einen erfindungsgemässen Warmwasserbereiter und
Fig. 2 schematisch ein thermostatisch gesteuertes Drei-Wege-Ventil.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in beiden Figuren gleiche Einzelheiten.
Ein erfindungsgemässer Warmwasserbereiter 1 weist einen Schichtspeicher 2 auf, in dessen unterstem Bereich 3 ein Temperaturfühler 4 angeordnet ist. Weiter mündet in diesem Bereich 3 eine Kaltwasser-Zulaufleitung 5, und es führt eine Rücklaufleitung 6 aus diesem Bereich 3 weg.
Diese Rücklaufleitung 6 führt zu einer Umwälzpumpe 7, die über eine Anschlussleitung 8 mit einem Primärwärmetauscher 9 verbunden ist. Dieser Primärwärmetauscher 9 ist über eine Vorlauf- leitung 10 mit einem thermisch gesteuerten Umschaltventil 11 verbunden. Dabei ist das Umschalt- ventil 11über eine Speiseleitung 12 mit dem Schichtspeicher 2 verbunden, wobei die Speiseleitung 12 in den obersten Bereich 13 desselben mündet. Aus diesem führt eine mit einem Zapfventil 30 versehene Leitung 14 zur Abfuhr warmem Brauchwassers weg. Weiter ist das thermisch gesteuer- te Umschaltventil 11 über eine Bypassleitung 23 mit der Rücklaufleitung 6 verbunden, wobei die Bypassleitung 23 an einer Einmündung 31 zwischen dem Schichtspeicher 2 und der Umwälzpum- pe 7 in die Rücklaufleitung 6 mündet.
Der Primärwärmetauscher 9 ist mittels eines von einem gasbeheizten Durchlauferhitzer er- wärmten Heizmediums beheizt, das über die Leitungen 15, 16 zu- beziehungsweise abgeführt wird.
Im Schichtspeicher 2 ist in dessen mittlerem Bereich 32 ein weiterer Temperaturfühler 17 ange- ordnet. Beide Temperaturfühler 4,17 sind über Signalleitungen 18,19 mit einer Steuerung 20 ver- bunden, die über Steuerleitungen 21 mit der Umwälzpumpe 7 verbunden ist.
Der gesamte Warmwasserbereiter 1 ist mit einer Wärmeisolierung 22 versehen.
Die Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform für das thermisch gesteuerte Umschaltven- til 11. Bei diesem sind die zu den Leitungen 10 und 12 führenden Bohrungen 10' und 12' Ventilsitze 24,25 angeordnet.
An dem Ventilsitz 24 ist eine Feder 30 abgestützt, die einen Ventilkörper 26 gegen den Ventil- sitz 25 presst. Der Ventilsitz 25 weist einen im wesentlichen diagonal verlaufenden Steg 27 auf, an dem ein Bolzen 28 abstützbar ist. Dieser Bolzen 28 ist mit einem am Ventilkörper 26 befestigten, mit einem einen hohen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisenden Material, zum Beispiel Wachs, gefüllten Dehnkörper 29 verbunden.
Dehnt sich dieser Dehnkörper 29, der gegebenenfalls teleskopartig ausgebildet sein kann, aus, so drückt der Bolzen 28 gegen den Steg 27 und hebt dadurch den Ventilkörper 26 vom Ventilsitz 25 entgegen der Kraft der Feder 30 ab, so dass ein Strömungsquerschnitt zur Speiseleitung 12 frei- gegeben wird, der sich mit steigender Temperatur des über die Bohrung 10' vom Primärwärmetau- scher 9 zuströmenden aufgeheizten Wassers vergrössert Der Querschnitt zur Bypassleitung 23 bleibt dabei immer offen.