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Wärmezentrale Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmezentrale, welche einen Heizkessel zur Heizwasser- erwärmung aufweist, und einen einen Wärmeaus- tauscher enthaltenden Warmwasserboiler, wobei der Wärmeaustauscher in gleicher Weise wie der Heizungskreislauf mit Heizwasser gespeist wird.
Wärmezentralen dieser Art sind: seit langem in Gebrauch. Der Heizungskreislauf zur Erwärmung der verteilten Radiatoren bzw. Heizkörper wird dabei durch einen oder mehrere in den zu beheizenden Räumen angebrachte Thermostaten gesteuert. Diese Steuerung erfolgt dabei beispielsweise über ein Ventil, welches, in einer Verbindungsleitung zwischen Heizungsvorlauf und Heizungsrücklauf liegt und welches bei Wärmebedarf in den zu beheizenden Räumen geschlossen ist, so dass das gesamte umgewälzte Heiz- wasser durch den Heizkessel strömt und hier erwärmt wird.
Wenn anderseits ein geringerer Wärmebedarf besteht, ist dieses Ventil mehr oder weniger geöffnet, so dass nur ein Teil des Heizwassers dem Heizkessel und der übrige Teil dem Heizungsrücklauf entnommen wird, so dass ein Mischwasser entsteht, dessen Temperatur ausreichet, den bestehenden Wärmebedarf zu decken.
Bei den bestehenden Wärmezentralen liegt zu diesem Heizungskreislauf der den Warmwasserboiler enthaltende Kreislauf parallel, so dass das Wasser in. dem Warmwasserboiler auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird. Wenn bei derartigen Anlagen eine grössere Warmwassermenge zu Heizungszwecken entnommen wird, ist oft eine längere Zeit erforderlich, um das Wasser in dem Boiler wieder auf die vorgegebene Temperatur zu bringen. Da die Kapazität des Heizkessels beschränkt ist, dauert es oft relativ lange, bis wieder Warmwasser zur Verfügung steht.
Dieser Nachteil soll bei der Wärmezentrale gemäss der vorliegenden Erfindung vermieden werden. Die Wärmezentrale gemäss der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustau- scher über eine Umwälzpumpe an den Heizkessel an- geschlossen ist und dass in dem Warmwasserboiler ein Thermostat vorgesehen ist, welcher bei Unterschreiten einer Mindesttemperatur die Umwälzpumpe einschaltet und ein Ventil betätigt, welches bewirkt, dass bis,
zum Erreichen einer Maximaltemperatur des Boi- lerwassers das gesamte von dem Kessel erzeugte Heizwasser dem Boiler zugeführt wird.
Die Wärmezentrale gemäss der vorliegenden Erfindung beruht somit auf der Erkenntnis, dass die von den Kesseln. abgegebene Wänne ausreicht, das Warm- wasser in dem Boiler innerhalb kürzester Zeit auf die Solltemperatur, beispielsweise 80 C zu bringen, wenn gleichzeitig der Heizkreislauf abgeschaltet wird und in dem Boilerkreislauf eine Umwälzpumpe vorgesehen ist, die einen schnellen Wärmeübergang von Heizwasser auf das Warmwasser gewährleistet. Innerhalb dieser kurzen Zeit, beispielsweise 15 Minuten,
kann eine Abkühlung der durch den Heizkreislauf beheizten Räume praktisch noch nicht festgestellt werden, so dass die kurzzeitige Abschaltung des Hei- zungskreislaufes ohne Nachteil bleibt. Anderseits 'besteht der Vorteil, dass immer, unabhängig davon, ob gerade eine grössere Warmwassermenge entnommen worden ist oder nicht, Warmwasser mit der gewünschten Temperatur zur Verfügung steht.
Die erfindungsgemässe Wärmezentrale soll anschliessend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise näher erläutert werden, wobei zeigen: Fig. 1 ein Schema einer Wärmezentrale und Fig. 2 eine Seitenansicht dieser Zentrale.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Wärmezentrale enthält einen Heizkessel 1, welcher beispielsweise durch einen: Ölbrenner 4 beheizt wird. Der Ölbrenner kann durch einen Kesselthermostaten in be-
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kanntet Weise gesteuert werden, so dass eine über- hitzung nicht eintreten. kann.
Das Heizwasser befindet sich dabei in einem aus mehreren Kesselgliedern 3a, 3b, 3c, 3d zusammengesetzten Behälter 3, welcher durch die von dem Ölbrenner ausgehenden Flammen erwärmt wird und diese Wärme an das Heizwasser abgibt. Das kalte, von den Heizungskörpern kommende Heizwasser gelangt durch die Rücklaufleitung 5 in den Behälter und tritt durch die Leitung 6 aus.
Räumlich oberhalb des Kessels 1 ist der Boiler 2 bzw. der Wärmeaustauscher zur Erzeugung von Warmwasser vorgesehen:. Der Boiler 2 besitzt einen Zufluss 9 und einen Abfluss 10 für das zu erwärmende Wasser. In dem Boiler befindet sich ein Wärmeaus- tauscher 12, welcher durch eine Leitung 11 mit Heiz- wasser gespeist wird, das das in dem Boiler befindliche Wasser erwärmt. Das Heizwasser tritt bei 8 aus dem Boiler aus. und gelangt in den; Heizkessel zurück.
Das durch die Leitung 6 aus dem Heizkessel austretende Heizwasser kann zunächst durch eine Pumpe P1 und durch die Leitung 11 zu dem Wärmeaustauscher 12 gelangen. Daneben besteht eine Verbindung zu dem Ventil 14. Dieses Ventil 14 stellt das Mischventil dar, welches die Temperatur des Wassers in dem Heizungskreisilauf einreguliert.
Neben der von dem Kessel kommenden Leitung 6a ist an das Ventil die Leitung 5a angeschlossen, durch welches Rück- laufheizwasser zu dem Ventil :gefangen kann, sowie als Abfluss die Vorlaufleitung 7 des Heizungskreislaufes. In der Leitung 7 befindet sich eine Umwälzpumpe P2.
Das Ventil 14 besitzt beispielsweise zwei starr miteinander verbundene Ventilteller 15 und 16, welche unter dem Druck einer Feder 18 stehen, die bestrebt ist, den Ventilteller 16 in dessen Schliessstellung zu bewegen. An eine die Ventilteller 15 und 16 betätigende Stange 17 ist ein. Weicheisenkern 17a angebracht, welcher durch einen Elektromagneten 19 bei dessen Erregung :derart angezogen werden kann, dass die beiden Ventilteller gegen die Wirkung der Feder 18 bewegt werden. Statt des Elektromagneten können auch andere das Ventil betätigende Steuerelemente, z. B. elektrische Motore, verwendet werden.
Der den Elektromagneten 19 enthaltende Stromkreis besitzt weiterhin eine schematisch bei. 20 gezeigte Spannungsquelle, sowie in Serie liegend die beiden Thermoschalter Thl und Th2. Wie aus Fig. 1 zu ersehen isst, ist der Thermoschalter Th. als Umschalter ausgebildet, so dass, wenn dieser Schalter den Elektromagneten 19 von d er Spannungsquelle 20 abschaltet, die Pumpe P1 an diese Spannungsquelle 20 angeschlossen ist.
Der Thermoschalter Thl wird beispielsweise von einem in irgendeinem zu beheizenden Raum angeordneten Thermostaten betätigt. Durch den Thermoschalter Thl wird die Erregung des Elektromagneten 19 gesteuert, vorausgesetzt, d'ass der Ther- moschalter Th. sich in der eingezeichneten Lage befin- det. Der Thermoschalter Thz wird von einem in dem Warmwasserboiler 2 angeordneten Thermostaten betätigt.
Der Thermostat ist so ausgebildet, dass er in Abhängigkeit von der Richtung des Temperaturver- laufes zwei Ansprechpunkte hat: er schaltet beispielsweise bei Erwärmung bei 90 C aus, bei Abkühlung jedoch erst bei 70 C wieder ein. Entspricht die Boilertemperatur dem vorgesehenen Sollbereich, so befindet sich der Thermoschalter Th.., in der in Fig. 1 eingezeichneten Stellung, das heisst der den Elektromagneten 19 enthaltende Stromkreis wird ausschliesslich d urch den Thermoschalter Thl gesteuert.
Bei der Beschreibung der Betriebsweise dieser Wärmezentrale sei zunächst angenommen, dass das Boilerwasser sich auf der Solltemperatur befindet, so dass der Schalter Th2 die eingezeichnete Lage einnimmt. Wenn in den zu beheizenden Räumen eine zu geringe Temperatur herrscht, ist der Schalter Thl geschlossen, so dass der Elektromagnet 19 erregt ist, und das Ventil bei dem Ventilteller 16 entgegen dem Druck der Feder 18 geöffnet und der Ventilteller 15 geschlossen ist. Das den Heizkessel -durch die Leitung 6 und 6a verlassende Heizwasser kann über die Pumpe P2 und die Leitung 7 zu den Heizkörpern gelangen und strömt durch die Leistung 5 in den Heizkessel zurück.
Da das Ventil bei 15 geschlossen ist, kann kein Rücklaufwasser durch die Leitung 5a in die Vorlaufleitung 7 gelangen, so dass das gesamte umgewälzte Wasser durch den Heizkessel 1 strömt.
Für den Fall, dass von den zu beheizenden Räumen keine Wärme gefordert wird, das heisst, dass der Thermoschalter Thl geöffnet ist, werden die Tellerventile 15 und 16 durch die Feder 18 eingestellt, das heisst, dass das gesamte umgewälzte Wasser durch die Leitung 5a direkt wieder in die Vorlaufleitung 7 gelangt.
Es sei erwähnt, dass der Thermoschalter Thl lediglich zu Erläuterungszwecken als ein einfacher Schalter dargestellt ist; der Schalter ist zweckmässigerweise beispielsweise als Stufenschalter oder veränderbarer Widerstand ausgebildet, so dass die Ventilteller 15 und 16 je in Abhängigkeit von der Temperatur in den zu beheizenden Räumen auch mittlere Stellungen zwischen den Extremlagen einnehmen können, so dass in dem Ventil 14 eine Mischung des durch die Leitung 5a und 6a ankommenden Wassers entsteht und durch die Leitung 7 und die Pumpe P2 zu den Heizkörpern fliesst.
Wenn beispielsweise durch Entnahme von Warmwasser durch den Abfluss 10 die Temperatur in dem Boiler 2 abnimmt, schaltet der Thermoschalter Th., "bei Erreichen der Mindesttemperatur, z. B. 70 C um. Hierdurch wird zunächst der den: Elektromagneten 19 enthaltende Stromkreis unabhängig von der Stellung des Thermoschalters Thl unterbrochen, so d'ass die Leitung 6a durch das Tellerventil 16 geschlossen wird. Der Heizkreislauf entnimmt dem Kessel 1 somit keine Wärme mehr.
Durch das Umschalten des Thermo- schalbers Th. wird weiterhin die Pumpe P1 mit der Spannungsquelle 20 verbunden, so dass durch die Leitung 6, die Pumpe Pl, die Leitung 11 Heizwasser zu dem Wärmeaustauscher 12 gelangen kann, welches durch die Leitung 8 in den Heizkessel 1 zurückkehrt. Die gesamte von dem Kessel 1 gelieferte Wärme wird somit dem Boiler 2 zugeführt, so dass sich dieser
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innerhalb kürzester Zeit beispielsweise innerhalb von 10 bis 15 Minuten auf die Maximaltemperatur, z. B. 90 C, erwärmt.
Während dieser Zeitspanne tritt eine merkliche Abkühlung der an die Leitungen 7 und 5 angeschlossenen Heizkörper praktisch nicht auf. Unmittelbar nach Erreichen der Maximaltemperatur des Warmwassers kehrt der Thermoschalter Th2 in die eingezeichnete Stellung zurück, so dass nach Massgabe der Stellung des Thermoschalters Thl wieder von dem Kessel aufgewärmtes Heizwasser in die Vorlaufleitung 7 gelangt.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist die Leitung 8 direkt mit dem Behälter 3 an dessen oberem Ende verbunden, so dass das durch die Leitung 8 zu dem Kessel 1 zurückkehrende Wasser nicht mit dem durch die Leitung 5 ankommenden Rücklaufwasser des Heizungssystems vermischt wird, welches in der Regel eine wesentlich geringere Temperatur besitzt, als das durch die Leitung 8 ankommende Rücklaufwasser. Auch diese Massnahme erhöht die Geschwindigkeit, mit der das Warmwasser erwärmt wird.
An dem Glied 3d des Behälters 3 können allerdings Wärmespannungen auftreten; zur Vermeidung der schädlichen Wirkung dieser Wärmespannungen wird das Glied 3d vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das solche Wärmespannungen aufnehmen kann, z. B. aus Sphäroguss.
Es sei noch erwähnt, dass sich die anhand von Fig. 1 erläuterte Zentrale sehr leicht von Winter- auf Sommerbetrieb umschalten lässt; hierzu ist es beispielsweise lediglich erforderlich, einen mit dem Elektromagneten 19 in Serie liegenden Schalter zu öffnen und die Umwälzpumpe P2 auszuschalten. Der Kessel arbeitet nun lediglich, um das Warmwasser in dem Boiler im Bedarfsfalle zu erwärmen. Beide Schalter, das heisst der Schalter in dem Stromkreis des Elektromagneten 19 und der Schalter zum Ausschalten der Umwälz- pumpe P2 sind vorzugsweise miteinander .kombiniert.
Aus Pig. 2 kann ersehen werden, dass alle zu der Wärmezentrale gehörenden Teile in einem Gehäuse 25 untergebracht sein können und alle Schaltelemente, wie z. B. Schalter, Relais u.sw., in einem eigenen Schaltgehäuse 26. Unabhängig von der Tatsache, dass die Umwälzung des Heizwassers durch den Boiler mittels der Pumpe P2 erfolgt, ist es vorteilhaft, den Boiler wie dargestellt oberhalb des Heizkessels anzuordnen.