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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentraleinheit zur Wärmeverteilung in Hei- zungsanlagen mit vorbestimmtem Wasserleitungsverteilernetz, das Trinkwasser- und Heizungsverteileranschlüsse sowie Wärmequellen- und Speicheranschlüsse umfasst, und mit dem Wasserleitungsverteilernetz verbundenen Aggregaten, wie Pumpen, Wärmetauscher etc.
In der Technik sind modulare Zentraleinheiten bekannt, bei denen auf einer Grund- platte sowohl die Rohre des Wasserverteilernetzes als auch die mit diesem gekop- pelten Aggregate, wie Pumpen, Filter, Entlüftungseinrichtungen, Wärmetauscher etc. angeordnet sind. Auf diese Grundplatte wird dann ein gemeinsamer Gehäuse- deckel aufgesetzt, der lediglich seitliche Öffnungen für die Verkabelung und die Rohrleitungen aufweist. Es besteht auch die Möglichkeit, mehrere dieser Module nebeneinander anzuordnen, so dass mehrere Gehäusekästen unmittelbar anein- ander angrenzen. Die Kopplung dieser Module ist ebenfalls möglich. Mit solchen Zentraleinheiten werden die unterschiedlichen Anforderungen von Heizungsanla- gen erfüllt. Auch die Ankopplung von Solaranlagen ist problemlos möglich.
Neben der Versorgung eines Heizungssystems erfolgt generell die Warmwasseraufberei- tung, insbesondere im Durchlauf, so dass alle Warmwasserbedürfnisse in einem Haus erfüllt werden können. An diese Zentraleinheit sind zum einen auch Puffer- speicher und zum anderen auch Wärmeerzeuger angeschlossen. Als Aggregate kann die Zentraleinheit neben Pumpen und Wärmetauschern auch Durchfluss- schalter, Regelventile, Filtereinrichtungen, Mischermotoren, Mischerventile, Rück- laufanhebungen, Absperrungen und Ähnliches enthalten.
Je grösser solche Zentraleinheiten werden, um so unübersichtlicher kann ihr In- nenleben werden. Aus diesem Grunde wird es oftmals bevorzugt, mehrere Module nebeneinander zu gruppieren, die für sich gesehen übersichtlich gehalten werden können. Versucht man, die gesamte Versorgung über eine einzige Zentraleinheit durchzuführen, in der das systemeigene Wasserleitungsverteilernetz und sämtliche Aggregate untergebracht sind, so erfordert dies erhebliche Vorplanungen. Zuwei- len kann aufgrund der recht komplizierten Struktur die Funktion der Zentraleinheit
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nicht mehr sinnvoll nachvollzogen werden. Dies macht solche Zentraleinheiten auch unnötig kompliziert, insbesondere für den Reparatur- und Montagefall.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zentraleinheit zur Wär- meverteilung von Heizungsanlagen bereitzustellen, die wartungs- und reparatur- freundlicher ausgestaltet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Einheit in mindes- tens zwei geschichtet nebeneinander liegende Raumzonen unterteilt ist, in einer ersten Zone das Wasserleitungsverteilernetz angeordnet ist und in einer zweiten Zone die Aggregate angeordnet sind, wobei quer zu der Schichtungsgrenze der Zonen verlaufende Verbindungsleitungen die Aggregate mit dem Wasserleitungs- verteilernetz verbinden. Bislang wurde mehr oder weniger versucht, sowohl Aggre- gate als auch Wasserverteilungsnetz möglichst in einer Ebene anzuordnen, wobei aus dieser Ebene nur im Kreuzungsbereich von Wasserleitungen herausgegangen wurde. Damit die Zentraleinheiten möglichst kompakt aufgebaut sind, waren da- durch sehr enge Abstände sowohl zwischen den Wasserleitungen als auch den Aggregaten vorhanden. Z.
B. musste für den Ausbau einer Pumpe ein erheblicher Bereich des Wasserverteilungsnetzes ebenfalls demontiert werden.
Die vorliegend Erfindung macht solche komplizierten Montage- und Reparaturar- beiten überflüssig. Sämtliche Aggregate sind aus der Ebene des Wasserverteiler- netzes herausgeführt und befinden sich in einer separaten Zone der Zentraleinheit.
In aller Regel ist davon auszugehen, das Wartungs- und Montagearbeiten haupt- sächlich an den Aggregaten durchgeführt werden müssen. Die zweite Zone kann daher entsprechend gut zugänglich ausgestaltet werden. Darüber hinaus können die Aggregate in dieser Zone sehr übersichtlich gruppiert werden, so dass deren Funktionalität und Wirkungsweise einem Fachmann sofort offensichtlich ist. Dar- über hinaus können durch eine gewählte Anordnung der Verbindungsleitungen und deren Anzahl sowie deren geometrische Abmessungen und Abstände zueinander unterschiedliche Gruppierungsmöglichkeiten für unterschiedliche oder auch diesel- ben Aggregate bereitgestellt werden.
Die zweite Zone erfüllt dann die Aufgabe nach Art eines Anschlusskastens, die je nach gewünschter Funktion der Zentral-
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einheit durch unterschiedliches Anordnen der Aggregate erreicht werden kann. Das in der ersten Zone angeordnete Wasserleitungsverteilernetz ist für den Monteur vor Ort oftmals bis auf die übersichtlich angeordneten Anschlüsse uninteressant und wird z. B. ab Werk vorgegeben. Trotz dieser Vorgabe besteht dann immer noch die Möglichkeit, in der zweiten Raumzone die gewünschten Aggregate für die je- weils gewählte Funktion der Zentraleinheit anzuordnen.
Vorteilhafterweise kann die Schichtgrenze durch eine Montageplatte gebildet sein, durch die sich die Verbindungsleitungen erstrecken. Diese Montageplatte könnte mit entsprechenden Markierungen und Informationen versehen sein, die die An- schlussvarianten sowie die dadurch erzielte Wirkungsweise bezeichnen. Die Mon- tageplatte dient als eine Art Anschlusswand, aus der von der zweiten Raumzone aus gesehen die Anschlussenden der Verbindungsleitungen hervorschauen, auf die dann die Aggregate aufgesetzt werden.
Von Vorteil ist es gemäss einer Variante hierbei, wenn die aus der Montageplatte in die zweite Raumzone hineinragenden Verbindungsleitungen jeweils mit einem Adapteranschluss für das Anschliessen eines Aggregates versehen sind. Wenn z.B. alle Aggregate mit einem kompatiblen Anschluss versehen sind, so ist auch das Verbinden mit jeglichem Adapteranschluss der Verbindungsleitungen möglich. Der Adapteranschluss kann z.B. als Schraubanschluss ausgebildet sein. Die Aggregate werden dann aufgesetzt und in aller Regel eine Überwurfmutter angezogen. Dich- tungen sorgen dann für eine leckagefreie Verbindung. Noch einfacher gestaltet sich das Ganze, wenn gemäss einer weiteren Variante derAdapteranschluss als Steckanschluss ausgebildet ist.
Die gesamte Montageplatte erfüllt dann in etwa die Funktion eines Steckbretts, auf das in Abhängigkeit der Gruppierung der An- schlussenden der Verbindungsleitungen die Aggregate in einfacher Weise auf- steckbar sind.
Bei einer Ausführungsform der Zentraleinheit mit einem Gehause, das in seinem Inneren die beiden Raumzonen aufweist, können am oberen Ende des Gehäuses die Trinkwasser- und Heizungsverteileranschlüsse und seitlich am Gehäuse die Wärmequellen- und Speicheranschlüsse angeordnet sein. Auch diese Gruppierung
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macht es einem Monteur sehr leicht, die Zentraleinheit in das Warmwassersystem eines Gebäudes zu intergrieren.
Die Modularität kann noch dadurch gesteigert werden, dass die Trinkwasser- und Heizungsverteileranschlüsse parallel zueinander angeordnet sind und im Wesentlichen in einer Ebene enden und die Wärmequellen- und Speicheranschlüsse auf einer Seite des Gehäuses parallel zueinander angeordnet sind und ebenfalls in einer Ebene enden. Hierdurch sind im Wesentlichen die Anschlussmasse der Zentraleinheit vorgegeben, weshalb hiermit zu verbindende Zu- oder Ableitungen vorab schon installiert werden können, wobei es dann keine Probleme beim Einsetzen der Zentraleinheit an der richtigen Stelle gibt.
Günstigerweise kann jeder Wärmequellen- und Speicheranschluss doppelt vorgesehen sein, und zwar einmal an der einen Seite und einmal an der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses. Hierdurch ist die Zentraleinheit vollkommen unabhängig in ihrer Anordnung, da es nicht darauf ankommt, auf weicher Seite sie von einer Speichereinheit oder einer Brennereinheit angeordnet ist.
Dieser Vorteil wird gemäss einer Variante noch dadurch verstärkt, dass die doppelt vorhandenen Wärmequellen- und Speicheranschlüsse an den beiden Gehäuseseiten jeweils durch ein im Wesentlichen in der ersten Raumzone angeordnetes gerades Leitungsstück miteinander in Verbindung stehen und von diesem geraden Leitungsstück innerhalb der ersten Raumzone Zuführleitungen zu den Verbindungsleitungen und/oder den Trinkwasser- und Heizungsverteileranschlüssen abzweigen. Diese Konstruktionsvariante führt zu einem Bussystem, so dass auch mehrere Zentraleinheiten nebeneinander gruppiert werden können. Sollte einer der Wärmequellen- und Speicheranschlüsse auf einer Seite nicht verwendet werden müssen, so wird dieser einfach mit einem Stopfen verschlossen.
Die Verbindungsleitungen an der Rückseite der Montageplatte können über Winkelstücke mit den zugehörigen Zuführleitungen in Verbindung stehen. Bei der Verwendung von gradlinigen Leitungsstücken, die die Wärmequellen- und Speicher-
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anschlüsse auf beiden Seiten miteinander verbinden, kann auch ein Abzweigen di- rekt aus diesem geraden Leitungsstucke mit einem T-Stück erfolgen.
Wie oben bereits erwähnt, ist es von grossem Vorteil, wenn die Adapteranschlüsse an der Vorderseite der Montageplatte derart gruppiert sind, dass verschiedene An- ordnungsvarianten von modularen Aggregaten durchführbar sind.
Um möglichst geringe Wärmeverluste zu haben, kann bevorzugt die der Montage- platte gegenüberliegende Begrenzungsseite der ersten Raumzone mit einer iso- lierten Rückwand versehen sein.
Damit die Zentraleinheit moglichst komplettiert als modulare Einbaueinheit ver- wendet werden kann, ist gemäss einer weiteren Variante vorgesehen, dass eine anschlussfertige Verdrahtung für Leistungs- und Steuerleitungen der Aggregate vorgesehen ist. Je nach gewünschter Übersichtlichkeit können die Leitungen in der ersten oder in der zweiten Raumzone zu ihren Anschlüssen, z. B. am Gehäuse der Zentraleinheit geführt werden.
Um Wärmeverluste insgesamt so gering wie möglich zu halten, kann das Gehäuse im Wesentlichen vollständig wärmegedämmt ausgeführt sein.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 em schematisches Anschlussschema einer Zentraleinheit, verbunden mit einem Wärmespeicher und einem Wärmeerzeuger, Fig. 2 eine schematische Vorderansicht auf eine Zentraleinheit mit abgenomme- nem Gehause, so dass die Montageplatte zusammen mit auf ihr gruppier- ten Aggregaten zu sehen ist, Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Zentraleinheit und
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Fig. 4 eine schematische Rückansicht einer Zentraleinheit mit weggelassener
Rückwand, so dass der Blick auf das Wasserleitungsverteilernetz frei ist.
Die erfindungsgemässe Zentraleinheit zur Wärmeverteilung für Heizungsanlagen kann für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke herangezogen werden. Der Einsatz als Solarwärmezentrale, Wärmepumpenzentrale, Holzkesselzentrale, Fernwärmestation etc. ist denkbar.
Gemäss der Fig. 1 ist nunmehr eine schematische Anordnungsvariante der Zentraleinheit 1 dargestellt. Die Zentraleinheit 1 ist über mehrere Wasserleitungen 2 mit einem Wärmespeicher 3 verbunden. Der Wärmespeicher 3 kann jegliche bislang bekannte Konstruktion und Funktionsweise aufweisen.
Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Zentraleinheit 1 mit einem Wärmeerzeuger 4 jeglicher Art über entsprechende Wasserleitungen 5 verbunden. Sofern die Zentraleinheit 1 über weitere im Folgenden noch näher zu beschreibende Wärmequellenund Speicheranschlüsse verfügt, so sind diese bei dieser Anordnungsvariante funktionslos verschlossen. Diese Anschlüsse befinden sich jeweils an den Seitenflächen 7 und 8 der Zentraleinheit 1. An der Oberseite 6 der Zentraleinheit sind die Zuleitungenund Rückführleitungen für die unterschiedlichsten Verbraucher angeschlossen.
Schematisch dargestellt sind eine Solaranlage 9, Warmwasserverbraucher 10, wie Dusche etc., und eine Heizung 11. Die Zuführleitungen sind jeweils mit der Bezugsziffer 12 versehen, wohingegen die Rückführleitungen mit der Bezugsziffer 13 versehen sind. Die Warmwasserverbraucher 10 können mit einer Steuerleitung 14 eine Rückmeldung an die Zentraleinheit 1 geben, so dass Warmwasser mit einer bestimmten Temperatur gefördert wird.
Die an der Oberseite 6 angeschlossenen Verbraucher etc. können beliebig variiert und kombiniert werden. Auch besteht die Möglichkeit, den Wärmespeicher 3 und den Wärmeerzeuger 4 auf ein und derselben Seite anzuordnen, wenn jeweils eine Seitenfläche 7 und 8 genügend Anschlüsse aufweist.
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Anhand der Fig. 2 bis 4 wird nunmehr der prinzipielle Aufbau einer Zentraleinheit 1 näher erläutert. Es sei darauf hingewiesen, dass die Konstruktionsvarianten der Fig.
2,3 und 4 bezüglich der Leitungsführung nicht zwingend aufeinander abgestimmt sind.
Gemäss der Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Zentraleinheit 1 über eine Montageplatte 15 verfügt. Auf dieser Montageplatte sind mehrere Aggregate angeordnet. Mit der Bezugsziffer 16 sind Pumpenaggregate gekennzeichnet, die je nach Anwendungs- zweck unterschiedlich ausgestaltet, sowie unterschiedlich ansteuerbar und mit unter- schiedlicher Leistung versehen sein können. Die Bezugsziffer 17 bezeichnet einen Wärmetauscher. Eine Filtereinrichtung ist mit der Bezugsziffer 18 gekennzeichnet.
Die Rohrkonstruktion 19 weist verschiedene Schnittstellen auf, so dass in diese Messfühler, Durchflussmesser etc. integrierbar sind. Die Bezugsziffer 20 bezeichnet einen Stopfen für einen bei dieser Variante nicht verwendeten Anschluss. Auf der rechten Seite stehen fünf Wärmequellen- und Speicheranschlüsse 21 über, denen jeweils auf der anderen Seite der Zentraleinheit 1 ebenfalls fünf Wärmequellen- und Speicheranschlüsse 22 gegenüberliegen. Jeder der Speicheranschlüsse 21 ist je- weils mit einem der Speicheranschlüsse 22 direkt verbunden. An der Oberseite 6 be- finden sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel acht Trinkwasser- und Heizungs- verteileranschlüsse 24. Die Anschlüsse 21 stehen jeweils gleichweit über und enden in einer Ebene. Gleiches gilt für die Anschlüsse 22 und 24.
Das bietet den Vorteil, dass bei der Montage der Zentraleinheit 1 die mit den Anschlüssen 21, 22 und 24 zu verbindenden Zu- und Rücklaufleitungen bereits vormontiert werden können, da die Anschlussmasse genau feststehen.
Jedes der Aggregate 16,17, 18 und 19 steht über Winkelstücke 23 mit der Rückseite der Montageplatte 15 in Verbindung, wie dies im Folgenden noch näher erläutert wird.
Anhand der Fig. 3 ist zu erkennen, dass das Innere der Zentraleinheit 1 in zwei Raumzonen 25 und 26 unterteilt ist. Die beiden Raumzonen 25 und 26 liegen ge- schichtet nebeneinander und sind durch die Montageplatte 15 voneinander im We- sentlichen getrennt. In der ersten Raumzone 25 befindet sich das Wasserleitungs- verteilernetz 27 der Zentraleinheit 1. Dieses Wasserleitungsverteilernetz 27 stellt die
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Verbindungen zwischen den Anschlüssen 21, 22 und 24 untereinander sowie zu den jeweiligen Aggregaten 16 bis 19 her. Diese Verbindung erfolgt je nach gewünschter Funktion der Zentraleinheit 1. Im vorliegenden Fall besteht das Wasserleitungsverteilernetz 27 aus einer Vielzahl von Rohrleitungen, die sich innerhalb der ersten Raumzone 25 erstrecken. Dies ist sehr gut anhand der Variante gemäss der Fig. 4 zu erkennen.
Diese Rohrleitungen stehen entweder über Winkelstücke 28 mit den Wärmequellen- und Speicheranschlüssen 21 oder 22 oder über Winkelstücke 29 mit der Vorderseite der Montageplatte 15 in Verbindung, wie dies im Folgenden noch näher erlautert wird. Im unteren Bereich der ersten Raumzone 25 befinden sich fünf im Wesentlichen gradlinige Rohrleitungen 30. Diese verbinden jeweils einen Wärmequellenund Speicheranschluss 21 mit dem jeweils zugehörigen Wärmequellen- und Speicheranschluss 22 auf der gegenüberliegenden Seite der Zentraleinheit 1. Von diesen geradlinigen Leitungsstücken 30 zweigen dann einige der Rohrstücke 31 ab. Einige der in der ersten Raumzone 25 angeordneten Rohrstücke 31 verbinden auch lediglich einige der Aggregate 16 bis 19 untereinander.
Anhand der Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Winkelstücke 29 in Verbindungsleitungen 32 münden, die die Montageplatte 15 durchdringen und mit den Winkelstücken 23 an der Vorderseite in der zweiten Raumzone 26 oder mit direkten Anschlüssen der Aggregate, z.B. des Wärmetauschers 17, in Verbindung stehen. Die Verbindungsleitungen 32 erstrecken sich im Wesentlichen rechtwinklig zur Erstreckung der Montageplatte 15, die die Trennebene zwischen der ersten und zweiten Raumzone 25 und 26 darstellt.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass das Wasserleitungsverteilernetz 27 auch anders als durch Rohrleitungen erzeugt werden kann. Z.B. könnte dieses Verteilernetz 27 auch durch Gusstechnik hergestellt werden. Es gibt auch die Möglichkeit, ein Formblech mit eingeprägten Wasserführungen zu Erzeugen, das mit einem Deckblech verschweisst wird. Dieses Deckblech könnte auch gleichzeitig die Montageplatte 15 darstellen.
Anhand der Fig. 3 ist auch zu erkennen, dass die Zentraleinheit ein Gehäuse 33 mit einer isolierten Rückwand 34 aufweist. Die isolierte Rückwand 34 grenzt einseitig die
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erste Raumzone 25 ab. Die Vorderwand 35 des Gehäuses 33 ist abnehmbar, so dass ein Zugriff auf die Aggregate 16 bis 19 gegeben ist Auch die restlichen Wände des
Gehäuses 33 können isoliert ausgeführt sein.
Bei der Bezugsziffer 36 sind schematisch Adapteranschlüsse dargestellt. Diese kön- nen als Schraub- oder auch als Steckanschlüsse ausgestaltet sein, die ein leichtes Anordnen der Aggregate 16 bis 19 an den Verbindungsleitungen 32 ermöglichen. Die zweite Raumzone 26 hat daher den Charakter eines Steckkastens, innerhalb dessen die Aggregate 16 bis 19 in Abhangigkeit von der Anordnung der Adapteranschlüsse 36 unterschiedlich gruppierbar sind. Ebenfalls schematisch dargestellt sind Elektro- leitungen 37, die für die Stromversorgung und Steuerung z. B. der Pumpen 16 dienen.
Die Elektroleitungen 37 können auch durch die Montagewand 15 in die erste Raum- zone 25 geführt werden. Auch für die Elektroleitung kann eine ähnliche Anschluss- konfiguration wie für die Anschlüsse 21, 22 und 24 an den jeweiligen Seiten der Zent- raleinheit 1 vorgesehen werden. Hier waren z.B. Steckanschlüsse an den Seiten der Zentraleinheit 1 möglich, die dann eine sofortige Verbindung zu den jeweiligen Ag- gregaten herstellen.
Die Anordnung des Wasserleitungsverteilernetzes 27 und der Aggregate 16 bis 19 in unterschiedlichen nebeneinander geschichteten Raumzonen 25 und 26, so dass die- se horizontal nebeneinander liegen, führt zu einer sehr guten Übersichtsichtlichkeit der Aggregatanordnung. Dies macht Montage- und Wartungsarbeiten sehr einfach möglich. Auch kann durch geschickte Führung des Wasserleitungsverteilernetzes 27 und der Bereitstellung einer bestimmten Gruppierung von Adapteranschlüssen 36 durch ebenfalls unterschiedliche Anordnungen auch unterschiedlichster Aggregate eine jeweils andere Wirkungsweise einer Zentraleinheit 1 erzielt werden. Anschlüsse 21, 22, 24 und 36, die nicht verwendet werden, werden mit einem Stopfen verschlos- sen. Die Zentraleinheit 1 kann so ausgelegt werden, dass sie für die meisten Anwen- dungszwecke verwendet werden kann.
Sollte die Kapazität einer solchen Zentralein- heit 1 nicht ausreichen, so können mehrere dieser modular aufgebauten Wärmever- teilsysteme nebeneinander geschaltet werden.