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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserheizanlage gemäss dem Oberbegriff des unabhän- gigen Anspruches.
Bei bekannten derartigen Anlagen ist der mit der Solaranlage verbundene Wärmetauscher im Speicher angeordnet. Dies geht beispielsweise aus DE 198 55 390 A1, DE 26 19 744 A1 und DE 200 19 028 U1 hervor. An diesen Speicher ist neben einer Brauchwasserentnahme auch eine Heizkörperanordnung angeschlossen. Eine solche Anordnung ist mit vertretbarem Aufwand nur bei einer Neukonzeption einer solchen Anlage möglich. Eine nachträgliche Integration einer Solaran- lage in eine bestehende Anlage mit einem von einem Brenner beaufschlagten Primär-Wärme- tauscher ist nicht möglich.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Wasserheizanlage der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die auch durch Nachrüstung einer bestehenden Anlage herstellbar ist.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Wasserheizanlage der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist es auf einfache Weise möglich, in eine bestehende Anlage mit einem von einem Brenner beaufschlagten Primär-Wärmetauscher und einem mit die- sem hydraulisch verbundenen Schichtenspeicher eine Solaranlage einzubauen. Dazu ist es ledig- lich erforderlich, die Solaranlage zu installieren und den mit dieser verbundenen Wärmetauscher durch entsprechende Änderung der Verrohrung zu integrieren. Es ergibt sich der Vorteil, dass der Primär-Wärmetauscher mit der Heizkörperanordnung als geschlossener Kreis erhalten bleibt, an den auch der Speicher-Wärmetauscher und der mit der Solaranlage verbundene Wärmetauscher mit dem Primär- bzw. dem Sekundärkreis anschliessbar sind.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ist es möglich, den Schichtenspeicher und die Heizkör- peranordnung allein durch die Solaranlage zu versorgen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 3 eine erfindungsgemässe Wasserheizanlage in drei verschiedenen Betriebszuständen.
Bei der erfindungsgemässen Anlage 41 ist ein Umlaufwasserheizer 42 mit einem Brenner 1 ver- sehener Brennraum 2 vorgesehen, in dem ein Primär-Wärmetauscher 3 angeordnet ist, der vor- zugsweise im Brennwertbetrieb arbeitet. Dabei ist der Brenner 1 über eine Gasleitung 4, eine Gasarmatur 5 und ein Gebläse 6 mit einem Brenngas-Luftgemisch versorgbar. Weiter ist eine Abgasanlage 43 mit einem Kondensatabfluss 7 vorgesehen.
Ein Vorlaufleitungsabschnitt 8 des Primär-Wärmetauschers 3 ist mit einem Vorlaufleitungs- abschnitt 9, der mit einer Heizkörperanordnung 10 verbunden ist, und einer Wärmetauscher- Vorlaufleitung 11, an die ein Primärkreis 12 eines dritten Wärmetauschers 13 angeschlossen ist, sowie einer den Primär-Wärmetauscher 3 überbrückenden Bypassleitung 14 verbunden.
Diese Bypassleitung 14 ist an ein Umschaltventil 15 angeschlossen, an dem weiter der Rück- laufleitungsabschnitt 16 des Primär-Wärmetauschers 3 und ein Rücklaufleitungsabschnitt 17 eines zweiten Wärmetauschers 18 angeschlossen ist, dessen Primärkreis 20 über eine Solar-Rücklauf- leitung 21, in der eine Umwälzpumpe 22 angeordnet und an die ein Ausdehnungsgefäss 23 ange- schlossen ist und eine Solar-Vorlaufleitung 24 mit einer Solaranlage 19 verbunden ist. Der Sekun- därkreis 25 des zweiten Wärmetauschers 18 ist weiter über einen Rücklaufleitungsabschnitt 26, in dem eine Umwälzpumpe 27 angeordnet ist, mit einem weiteren Umschaltventil 28 verbunden.
An dieses Ventil 28 ist weiter der Rücklaufleitungsabschnitt 29 und eine Wärmetauscher- Rücklaufleitung 30, die mit dem dritten Wärmetauscher 13 verbunden ist, angeschlossen. Dabei ist an den Rücklaufleitungsabschnitt 29 ein Ausdehnungsgefäss 41 angeschlossen, wobei der Primär- Wärmetauscher 1 mit dem zweiten und dritten Wärmetauscher 18 und 13 und der Heizkörperan- ordnung 10 einen geschlossenen Kreis bildet.
Der dritte Wärmetauscher 13 bzw. dessen Sekundärkreis 31 ist über einen Kaltwasserabzug 32, in dem eine Umwälzpumpe 40 angeordnet ist und der aus dem untersten Bereich 44 eines Trinkwasser-Schichtenspeichers 33 wegführt und einen Warmwasserzulauf 34, der in den obersten Bereich des Trinkwasser-Schichtenspeichers 33 mündet, mit dem letzteren verbunden.
Weiter ist noch eine mit einem Ventil 37 versehene Heizungs-Bypassleitung 38 vorgesehen, die der Vorlaufleitungsabschnitt 9 mit dem Rücklaufleitungsabschnitt 29 der Heizkörperanordnung 10 verbindet und eine Stillegung der Heizkörperanordnung 10 ermöglicht.
Aus dem obersten Bereich 45 des Trinkwasser-Schichtenspeichers 33 führt eine Brauchwas-
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serleitung 35 weg und es mündet in den untersten Bereich 46 des Trinkwasser-Schichtenspeichers 33 ein Kaltwasserzulauf 36.
Weiter ist noch eine Steuerung 39 vorgesehen, die einerseits den Brenner 1 wie auch die Um wälzpumpen 22,27 und 40, sowie die Ventile 15 und 28 und das Ventil 37 über nicht dargestellte Leitungen steuert.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Betriebszustand ist das Ventil 15 von dem Rücklauflei- tungsabschnitt 17 des mit der Solaranlage 19 verbundenen zweiten Wärmetauschers 18, bzw. dessen Sekundärkreises 25, zum Vorlaufleitungsabschnitt 9 durchgeschaltet, wobei der Brenner 1 und damit auch der Primär-Wärmetauscher 3 stillgelegt sind. Weiter ist das Ventil 28 von dem Heizungs-Rücklaufleitungsabschnitt 29 zum Rücklaufleitungsabschnitt 26 des zweiten Wärmetau- schers 18 durchgeschaltet, wodurch auch der Trinkwasser-Schichtenspeicher 33 stillgelegt ist, d.h. die Umwälzpumpe 40 steht still und der dritte Wärmetauscher 13, bzw. dessen Primär- und Se- kundärkreis 12,31 werden nicht durchströmt. Dabei sind die Umwälzpumpen 22 und 27 in Betrieb, wogegen die Umwälzpumpe 40 ausser Betrieb ist und daher der Trinkwasser-Schichtenspeicher 33 nicht geladen wird.
In diesem Betriebszustand wird die gesamte Anlage ausschliesslich von der Solaranlage 19 mit Wärme versorgt. Dabei wird die Wärme über den zweiten Wärmetauscher 18 in die Vorlaufleitung der Heizkörperanordnung 10 eingekoppelt.
Reicht die durch die Solaranlage 19 zur Verfügung gestellte Wärmemenge nicht zur Abde- ckung des Wärmebedarfs der Heizkörperanordnung 10 aus, so wird durch die Steuerung 39 der Brenner 1 und damit der Primär-Wärmetauscher 3 in Betrieb genommen und das Ventil 15 in eine Stellung umgeschaltet, in der es von dem Rücklaufleitungsabschnitt 17 zum Primär-Wärme- tauscher 2 durchschaltet und den im Betriebszustand nach der Fig. 1 vorhandenen Weg von dem Rücklaufleitungsabschnitt 17 zur den Primär-Wärmetauscher 3 überbrückenden Bypassleitung 14 unterbricht (Fig. 2).
Dadurch sind der Sekundärkreis 25 des mit der Solaranlage 19 verbundenen zweiten Wärme- tauschers 18 und der Primär-Wärmetauscher 3 hydraulisch in Reihe geschaltet und es gelangt vorgewärmtes Wasser in den Primär-Wärmetauscher 3. Das im Primär-Wärmetauscher 3 erwärm- te Wasser strömt über den Vorlaufleitungsabschnitt 9 zur Heizkörperanordnung, wobei über das Ventil 37 und die Bypassleitung 38 kühleres Wasser aus dem Rücklaufleitungsabschnitt 29 zuge- mischt werden kann.
Das Ventil 28 ist dabei wie bei dem Betriebszustand nach der Fig. 1 von dem Rücklauflei- tungsabschnitt 29 zum Rücklaufleitungsabschnitt 26 durchgeschaltet. Dabei sind die Umwälzpum- pen 27 und 22 in Betrieb, wogegen die Umwälzpumpe 40 stillsteht.
Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Betriebszustand wird der Trinkwasser-Schichtenspeicher 33 aufgeladen, wobei die dafür nötige Wärme ausschliesslich von der Solaranlage 19 bereitgestellt wird. Dabei ist das Drei-Wegeventil 15 von dem Rücklaufleitungsabschnitt 17 zur Bypassleitung 14 und das Drei-Wegeventil 28 von der Wärmetauscher-Rücklaufleitung 30 zum Rücklaufleitungsab- schnitt 17 durchgeschaltet, wobei die übrigen Wege gesperrt sind. Dabei sind die Umwälzpumpen 22,27 und 40 in Betrieb.
Die in die Solaranlage 19 eingebrachte Wärme wird über den zweiten Wärmetauscher 18 und den durch die beiden Rücklaufleitungsabschnitte 17,26, die Bypassleitung 14, die Wärmetauscher- Vorlaufleitung 11, den dritten Wärmetauscher 13 und die Wärmetauscher-Rücklaufleitung 30 gebil- deten Kreis und aus diesem über den dritten Wärmetauscher 13 in den Trinkwasser-Schichten- speicher 33 übertragen, wobei über den Kaltwasserabzug 32 kühles Wasser aus dessen unterstem Bereich entnommen und über den dritten Wärmetauscher 13 und die Wärmetauscher-Vorlauf- leitung 34 erwärmt in den obersten Bereich des Trinkwasser-Schichtenspeichers 33 eingeleitet wird.
Bei einer Entnahme von warmem Brauchwasser über die Brauchwasserleitung 35 strömt über den Kaltwasserzulauf 36 kaltes Wasser in den untersten Bereich des Trinkwasser-Schichten- speichers 33 nach.
Dabei ist es bei einem zusätzlichen Wärmebedarf für die Aufladung des Trinkwasser- Schichtenspeichers 33 grundsätzlich auch möglich, das Ventil 15 umzustellen und der Rücklauflei- tungsabschnitt 17 mit dem Rücklaufleitungsabschnitt 16 zu verbinden und den Weg zur Bypasslei- tung 14 zu unterbinden. Durch Inbetriebnahme des Brenners 1 und damit des Primär-Wärme-
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tauschers 3 wird das im zweiten Wärmetauscher 18 vorgewärmte Wasser nacherhitzt und strömt über den Vorlaufleitungsabschnitt 8 und die Wärmetauscher-Vorlaufleitung 11 zum dritten Wärme- tauscher 13. Der übrige Weg des Wassers bleibt gleich, wie oben im Zusammenhang mit der Fig. 3 beschrieben.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Wasserheizanlage mit einem von einem Brenner (1) beaufschlagbaren Primär-Wärme- tauscher (3), der über einen dritten Wärmetauscher (13) mit einem Trinkwasser-Schichten- speicher (33) und der über eine aus mehreren Abschnitten (8,9) bestehende Vorlauflei- tung und über eine aus mehreren Abschnitten (29,26, 17,16) bestehende Rücklaufleitung mit einer Heizkörperanordnung (10) thermisch verbindbar ist, und mit einer Solaranlage (19) zur zusätzlichen Wärmeeinspeisung, die über den Sekundärkreis (25) eines zweiten
Wärmetauschers (18) zwschen den Rücklaufleitungsabschnitten (26,17) eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkreis (12) des dritten Wärmetauschers (13) über ein Umschaltventil (28) zwischen den Rücklaufleitungsabschnitten (29,26) einge- schaltet ist, und dass der Sekundärkreis (31)
des dritten Wärmetauschers (13) zwischen einem Kaltwasserabzug (32) und einem Warmwassereinlauf (34) des Trinkwasser-
Schichtenspeichers (33) eingeschaltet ist.