CH684121A5

CH684121A5 - Water heater.

Info

Publication number: CH684121A5
Application number: CH1284/91A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Ortlinghaus; Juergen Dr Tenhumberg; Karl-Ernst Vaillant
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1991-05-01
Publication date: 1994-07-15
Also published as: BE1004890A6; FR2661736B1; GB2246849A; DE4114619C2; FR2661736A1; GB2246849B; DE4114619A1; GB9109840D0

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserheizeinrichtung und ein Drehschieberventil hierfür gemäss den unabhängigen Ansprüchen 1 und 7. The invention relates to a water heater and a rotary slide valve therefor according to independent claims 1 and 7.

Solche Einrichtungen dienen zur Bereitung von Heizungswasser, zur Versorgung von Heizkörpern und gleichzeitig zur Bereitung von Brauchwasser mittels eines Brauchwasserwärmetauschers. Bei den bekannten derartigen Einrichtungen öffnet ein den Brauchwasserwärmetauscher versorgendes Magnetventil den Zustrom zu diesem Wärmetauscher. Dabei ergibt sich allerdings der Nachteil, dass zu Zapfbeginn vorerst das bereits erkaltete Wasser aus dem Primärkreis des Brauchwasserwärmetauschers verdrängt werden muss, bevor überhaupt eine Erwärmung des strömenden Brauchwassers eintreten kann, wodurch sich entsprechende Verzögerungen in der Warmwasserbereitung und eine entsprechende Wasserverschwendung ergibt. Such devices serve for the preparation of heating water, for the supply of radiators and at the same time for the preparation of process water by means of a process water heat exchanger. In the known devices of this type, a solenoid valve supplying the process water heat exchanger opens the inflow to this heat exchanger. However, this has the disadvantage that at the beginning of the tap the water that has already cooled must first be displaced from the primary circuit of the hot water heat exchanger before the flowing hot water can be heated at all, which results in corresponding delays in hot water preparation and a corresponding water waste.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Wasserheizungseinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der sichergestellt ist, dass bei Zapfbeginn rasch warmes Brauchwasser gezapft werden kann. The aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a water heating device of the type mentioned at the outset, in which it is ensured that hot domestic water can be drawn off quickly at the start of the tap.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale der ersten Patentanspruches erreicht. According to the invention, this is achieved by the features of the first claim.

Durch diese Massnahmen ist es möglich, bei Zapfbeginn sehr rasch warmes Wasser vom Heizungswasserspeicher in den Brauchwasserwärmetauscher zu leiten und auf diese Weise das zuströmende Brauchwasser rasch zu erwärmen. These measures make it possible to quickly lead hot water from the heating water tank into the process water heat exchanger at the start of the tap and thus quickly heat the incoming process water.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Merkmale des abhängigen Anspruches 2 vorgesehen sein. In a preferred embodiment of the invention, the features of dependent claim 2 can be provided.

Durch diese Massnahmen ist sichergestellt, dass warmes Wasser aus dem Heizungswasserspeicher bei Zapfbeginn in den Brauchwasserwärmetauscher fliesst und so ein rasches Erwärmen des Brauchwassers ermöglicht. These measures ensure that warm water flows from the heating water storage tank into the process water heat exchanger at the start of the tap and thus enables the process water to be heated quickly.

Um bei einer erfindungsgemässen Wasserheizeinrichtung einen besonders einfachen Aufbau zu ermöglichen, werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Merkmaie des Anspruches 3 vorgeschlagen. In order to enable a particularly simple construction in a water heating device according to the invention, the features of claim 3 are proposed according to a further feature of the invention.

Dadurch ergibt sich überdies der Vorteil, dass die Einrichtung mit handelsüblichen Bauteilen aufgebaut werden kann. This also has the advantage that the device can be constructed with commercially available components.

Weiter können die Merkmale des abhängigen Anspruches 4 vorgesehen sein. The features of dependent claim 4 can also be provided.

Auf diese Weise ist sichergestellt, dass genügend Warmwasser in den Heizungswasserspeicher nachströmt, um das bei einer Pause des Betriebes der Wärmequelle im Wärmetauscher und den zu dem Heizungswasserspeicher hin und zum Wärmetauscher zurückführenden Leitungen stehende gegebenenfalls bereits abgekühlte Wasser zu verdrängen. In this way it is ensured that enough hot water flows into the heating water storage tank to displace the already cooled water, which may be present during a break in the operation of the heat source in the heat exchanger and the lines leading back to the heating water storage tank and to the heat exchanger.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen sein. According to a further feature of the invention, the features of claim 5 can be provided.

Durch diese Massnahmen ist sichergestellt, dass der Inhalt des Heizungswasserspeichers auf einem hohen Temperaturniveau gehalten wird und daher bei Zapfbeginn rasch warmes Wasser für den Primärkreis des Brauchwasserwärmetauschers zur Verfügung steht. These measures ensure that the content of the heating water tank is kept at a high temperature level and that hot water is therefore quickly available for the primary circuit of the domestic water heat exchanger at the start of the tap.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Merkmale des Anspruches 6 vorgesehen sein. According to a further feature of the invention, the features of claim 6 can be provided.

Eine solche Ausbildung der Steuereinrichtung ermöglicht einen sehr kompakten Aufbau derselben und eine einfache Leitungsführung, wobei auch mit einem einzigen Antrieb für die Steuereinrichtung das Auslangen gefunden wird. Such a design of the control device enables a very compact construction of the same and a simple cable routing, with the single device being able to provide sufficient control for the control device.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Drehschieberventil vorzuschlagen, das sich besonders zur Verwendung bei einer Wasserheizeinrichtung, insbesondere einer Wasserheizeinrichtung nach der Erfindung eignet und mit einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse und einem in diesem drehbar gehaltenen Ventilkörper versehen ist. Another object of the invention is to propose a rotary slide valve which is particularly suitable for use in a water heating device, in particular a water heating device according to the invention, and which is provided with an essentially cylindrical housing and a valve body held rotatably therein.

Erfindungsgemäss werden daher die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 7 vorgeschlagen. According to the invention, the features of independent claim 7 are therefore proposed.

Auf diese Weise ergibt sich eine sehr einfache Konstruktion des Drehschiebers. Dabei können die Anschlüsse des Drehschiebers im Uhrzeigersinn mit dem Wärmetauscher, dem Einlass des Heizungswasserspeichers, dem Brauchwasserwärmetauscher, dem Auslass des Heizungswasserspeichers und den Heizkörpern verbunden sein. Dadurch lässt sich eine sehr einfache Leitungsführung erreichen. This results in a very simple construction of the rotary valve. The connections of the rotary valve can be connected in a clockwise direction to the heat exchanger, the inlet of the heating water tank, the process water heat exchanger, the outlet of the heating water tank and the radiators. This enables very simple cable routing to be achieved.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Dabei zeigen: Show:

Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Wasserheizeinrichtung, 1 schematically shows a first embodiment of a water heating device according to the invention,

Fig. 2 schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemässen Wasserheizeinrichtung, 2 schematically shows a second embodiment of a water heating device according to the invention,

Fig. 3 bis 6 schematisch ein erfindungsgemässes Drehschieberventil in verschiedenen Schaustellungen. 3 to 6 schematically an inventive rotary slide valve in different show positions.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 ist der Wärmetauscher 1 von einem Brenner 2 beaufschlagbar und über eine Vorlaufleitung 3 und eine Rücklaufleitung 4 mit einer Heizkörperanordnung 5 verbunden. In der Vorlaufleitung 3 ist ein Drei-Wege-Ventil 6 mit Magnetantrieb 7 angeordnet, das wahlweise den Weg zu einem Heizungswasserspeicher 8 freigibt oder sperrt, wobei in letzterem Falle der Durchfluss der Vorlaufleitung freigegeben wird. In the embodiment according to FIG. 1, the heat exchanger 1 can be acted upon by a burner 2 and is connected to a radiator arrangement 5 via a feed line 3 and a return line 4. A three-way valve 6 with a magnetic drive 7 is arranged in the flow line 3, which either opens or blocks the way to a heating water tank 8, the flow of the flow line being released in the latter case.

Dieser Heizungswasserspeicher 8 ist mit einer Wärmeisolation 19 versehen und daher gut gegen Wärmeverluste isoliert. Weiter kann auch vorgesehen sein, dass der Heizungswasserspeicher 8 mit einer zusätzlichen Wärmequelle versehen ist, deren Leistung jedoch lediglich zum Ausgleich der verbleibenden Wärmeverluste des Heizungswasserspeichers ausreichen muss. Damit ist sichergestellt, dass das im Heizungswasserspeicher gespeicherte Wasser auf einer entsprechend hohen Temperatur gehalten wird. This heating water tank 8 is provided with thermal insulation 19 and is therefore well insulated against heat loss. Furthermore, it can also be provided that the heating water tank 8 is provided with an additional heat source, the output of which, however, only has to be sufficient to compensate for the remaining heat losses of the heating water tank. This ensures that the water stored in the heating water tank is kept at a correspondingly high temperature.

Der Heizungswasserspeicher 8 ist über eine Leitung 28 mit dem Einiass des Primärkreises des Brauchwasserwärmetauschers 9 verbunden, wobei dieser auch noch mit einem weiteren in der Vorlauf- The heating water tank 8 is connected via a line 28 to the inlet of the primary circuit of the domestic water heat exchanger 9, which is also connected to a further one in the flow

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leitung 3 angeordneten Drei-Wege-Ventil 10 verbunden ist, das ebenfalls mit einem Magnetantrieb 11 versehen ist. Dieses Drei-Wege-Ventil 10 gibt wahlweise den Weg zum Brauchwasserwärmetauscher 9 frei oder unterbricht diesen unter gleichzeitiger Freigabe des Durchflusses zum Heizkörper 5. line 3 arranged three-way valve 10 is connected, which is also provided with a magnetic drive 11. This three-way valve 10 either clears the way to the domestic water heat exchanger 9 or interrupts it while simultaneously releasing the flow to the radiator 5.

Der Auslass des Primärkreises des Brauchwasserwärmetauschers 9 ist mit der Rücklaufleitung 4 verbunden. The outlet of the primary circuit of the domestic water heat exchanger 9 is connected to the return line 4.

Der Sekundärzweig des Brauchwasserwärmetauschers 9 ist mit einer Brauchwasserzapfstelle 12 verbunden, die auf eine Steuerung 13 einwirkt und bei Öffnen der Brauch Wasserzapfstelle 12 ein Signal abgibt, das einen vorgegebenen Ablauf der Ansteuerung der Antriebe 7, 11 der beiden Drei-Wege-Ventile 6, 10 auslöst. The secondary branch of the hot water heat exchanger 9 is connected to a hot water tap 12, which acts on a controller 13 and, when the hot water tap 12 is opened, emits a signal which indicates a predetermined sequence of actuation of the drives 7, 11 of the two three-way valves 6, 10 triggers.

Dabei wird beim Öffnen der Brauchwasserzapfstelle 12 das Drei-Wege-Ventil 6 im Sinne einer Freigabe der Verbindung zum Heizungswasserspeicher 8 angesteuert und bleibt so lange offen, bis ein dem Volumen Vi des Wärmetauschers 1 und dem Volumen V2 der vom Wärmetauscher 1 zum Heizungswasserspeicher 8 führenden Leitungen und dem Volumen V3 der vom Heizungswasserspeicher 8 zum Rück-laufanschluss des Wärmetauschers 1 führenden Leitungen, inklusive des Volumens des Primärkreises des Brauchwasserwärmetauschers 9 entsprechendes Volumen in den Heizungswasserspeicher 8 geflossen ist. Dabei handelt es sich um auf die Vorlauftemperatur der Heizkörpereinrichtung 5 erwärmtes Wasser, da beim Öffnen der Brauchwasserzapfstelle 12 der Brenner 2 anspringt, falls er nicht ohnehin aufgrund einer bestehenden Wärmeanforderung der Heizkörpereinrichtung 5 in Betrieb ist. When the hot water tap 12 is opened, the three-way valve 6 is activated in the sense of releasing the connection to the heating water tank 8 and remains open until the volume Vi of the heat exchanger 1 and the volume V2 of the heat exchanger 1 leading to the heating water tank 8 Lines and the volume V3 of the lines leading from the heating water reservoir 8 to the return connection of the heat exchanger 1, including the volume of the primary circuit of the domestic hot water heat exchanger 9, have flowed into the heating water reservoir 8. This is water heated to the flow temperature of the radiator device 5, since when the hot water tap 12 is opened, the burner 2 starts up if it is not in operation due to an existing heat request from the radiator device 5.

Danach wird des Drei-Wege-Ventil 6 im Sinne einer Sperre des Zulaufs zum Heizungswasserspeicher 8 und Öffnen der Vorlaufleitung 3 und gleichzeitig das Drei-Wege-Ventil 10 im Sinne einer Freigabe des Zuflusses zum Brauchwasserwärmetauscher 9 und Sperre der Vorlaufleitung 3 angesteuert. Dadurch wird die weitere Versorgung des Primärkreises des Brauchwasserwärmetauschers 9 mit Heizungswasser sichergestellt. Thereafter, the three-way valve 6 is activated in the sense of blocking the supply to the heating water tank 8 and opening the flow line 3, and at the same time the three-way valve 10 is activated in the sense of releasing the inflow to the domestic water heat exchanger 9 and blocking the flow line 3. This ensures that the primary circuit of the process water heat exchanger 9 is supplied with heating water.

Nach Beendigung des Zapfens wird das Drei-Wege-Ventil 10 im Sinne einer Sperre des Zuflusses zum Brauchwasserwärmetauscher 9 und Freigabe des Durchflusses in der Vorlaufleitung angesteuert. Der Inhalt des Heizungswasserspeichers wird in den Zeiten ohne Brauchwasserzapfung über den Thermostaten 14 auf Soll-Temperatur gehalten. Dazu wird über eine geeignete Regelungstechnik das Ventil 6 im Sinne eines Zuflusses zum Speicher 8 gesteuert und der Brenner 2 in Funktion gesetzt. Bei Erreichen des Soll-Wertes wird der Brenner abgeschaltet und das Ventil 6 im Sinne eines Zuflusses zu den Heizkörpern 5 umgeschaltet. Die Aufgabe der Beheizung des Heizungswasserspeichers kann auch alternativ von einer vorzugsweise elektrischen Wärmequelle unabhängig vom Brenner 2 übernommen werden. After the spigot has ended, the three-way valve 10 is actuated in the sense of blocking the inflow to the domestic water heat exchanger 9 and releasing the flow in the feed line. The content of the heating water tank is kept at the desired temperature in times when there is no hot water tapping via the thermostat 14. For this purpose, the valve 6 is controlled by means of a suitable control technology in the sense of an inflow to the memory 8 and the burner 2 is activated. When the target value is reached, the burner is switched off and the valve 6 is switched over in the sense of an inflow to the radiators 5. The task of heating the heating water tank can alternatively be carried out independently of the burner 2 by a preferably electrical heat source.

Die Umwälzung des Heizungswassers wird durch die Pumpe 15 sichergestellt, die sich in der Rücklaufleitung zwischen dem Anschluss des Brauchwasserwärmetauschers und dem Wärmetauscher 1 befindet. The circulation of the heating water is ensured by the pump 15, which is located in the return line between the connection of the hot water heat exchanger and the heat exchanger 1.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 ist die Steuereinrichtung 20 durch die beiden Drei-Wege-Ventile 6 und 10 gebildet. Dabei sind die beiden Drei-Wege-Ventile 6, 10 zwischen den Leitungen 3 und a, wobei die letztere zu den Heizkörpern 5 führt. Die dritten Anschlüsse dieser beiden Drei-Wege-Ventile 6, 10 sind über die Leitungen b mit dem Einlass des Heizungswasserspeichers 8 und über die Leitung c mit dem Auslass desselben verbunden, wobei der mit der Leitung c verbundene Anschluss auch noch über die Leitung d mit dem Einlass des Brauchwasserwärmetauschers 9 verbunden ist. In the embodiment according to FIG. 1, the control device 20 is formed by the two three-way valves 6 and 10. The two three-way valves 6, 10 are between the lines 3 and a, the latter leading to the radiators 5. The third connections of these two three-way valves 6, 10 are connected via the lines b to the inlet of the heating water tank 8 and via the line c to the outlet thereof, the connection connected to the line c also via the line d the inlet of the hot water heat exchanger 9 is connected.

Die Ausführungsform nach der Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 1 lediglich dadurch, dass die Steuereinrichtung 20 durch ein Drehschieberventil 21 und dessen Antrieb 22 gebildet ist. Dieses Drehschieberventil 21 weist fünf Anschlüsse auf, die im Uhrzeigersinn mit den Leitungen 3, b, d, c und a verbunden sind, die in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 mit den verschiedenen Bauteilen, wie Wärmetauscher 1, Heizungswasserspeicher 8, Brauchwasserwärmetauscher 9 und den Heizkörpern 5 verbunden sind. The embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 only in that the control device 20 is formed by a rotary slide valve 21 and its drive 22. This rotary slide valve 21 has five connections which are connected in a clockwise direction to the lines 3, b, d, c and a, which, in the same way as in the embodiment according to FIG. 1, with the various components, such as heat exchanger 1, heating water tank 8 , Hot water heat exchanger 9 and the radiators 5 are connected.

Das Drehschieberventil 21 weist einen Ventilkörper 23 auf, der einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweist. Dabei verläuft in eine Steuerfläche 24 knapp neben der Diametralen des Gehäuses 25 des Drehschieberventiles 21, wobei die zweite Steuerfläche 26 einen Raum begrenzt, der zwei um einen Winkel 90° versetzte Anschlüsse mit einschliesst. The rotary slide valve 21 has a valve body 23 which has an essentially triangular cross section. In this case, a control surface 24 runs just next to the diametral of the housing 25 of the rotary slide valve 21, the second control surface 26 delimiting a space that also includes two connections offset by an angle of 90 °.

Dadurch ist es möglich, in einer Stellung (Fig. 3) lediglich die Heizkörper 5 vom Wärmetauscher 1 zu versorgen, wobei die übrigen Anschlüsse kurzgeschlossen sind und daher die an diesen Anschlüssen angeschlossenen Bauteile nicht durchströmt werden. This makes it possible to supply only the radiators 5 from the heat exchanger 1 in one position (FIG. 3), the other connections being short-circuited and therefore the components connected to these connections are not flowed through.

Die Fig. 4 zeigt eine Zwischenstellung, in der der Zustrom zu den Heizkörpern 5 unterbrochen ist und die Verbindung zum Heizungswasserspeicher 8 noch nicht geöffnet ist. Fig. 4 shows an intermediate position in which the flow to the radiators 5 is interrupted and the connection to the heating water tank 8 is not yet open.

Die Fig. 5 zeigt eine Stellung des Drehschieberventils 21 in der Heizungswasser vom Wärmetauscher 1 über den Heizungswasserspeicher 8 zum Brauchwasserwärmetauscher 9 strömt, das heisst eine Stellung, in der lediglich Brauchwasser bereitet wird, wobei diese Stellung dem Zapfbeginn entspricht. Fig. 5 shows a position of the rotary valve 21 in the heating water flows from the heat exchanger 1 via the heating water tank 8 to the domestic water heat exchanger 9, that is, a position in which only domestic water is prepared, this position corresponding to the start of the tap.

In der Fig. 6 ist die Stellung des Drehschieberventiles 21 dargestellt, die dem Zapfen von Brauchwasser nach einer Anlaufphase entspricht. Dabei strömt das Heizwasser vom Wärmetauscher 1 direkt zum Brauchwasserwärmetauscher 9, und das in den Heizwasserspeicher 8 eingeströmte heisse Wasser verbleibt in diesem. 6, the position of the rotary slide valve 21 is shown, which corresponds to the drawing of hot water after a start-up phase. The heating water flows from the heat exchanger 1 directly to the process water heat exchanger 9, and the hot water flowing into the heating water tank 8 remains in the latter.

Claims

1. Water heating device for the preparation of heating and service water, in which a heat exchanger that can be acted on by a heat source via a control device having a three-way valve, optionally with radiators or a service water5

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Serwärmetauscher is connectable, which is connected in parallel to the radiators, the secondary branch of which is connected to a hot water tap and in which a heating water tank (8) is provided, which can be kept at a relatively high water temperature by means of a thermostat and which has a temperature range between the heat source acted upon heat exchanger (1) and the three-way valve (10) controlling the industrial water heat exchanger (9) arranged further three-way valve (6) can be connected to the heat exchanger (1) and its outlet can be connected to the inlet of the domestic water heat exchanger (9) is connected and in which a control device (13) acted upon by a service water tap (12) is connected to drives of the three-way valves (6, 10).

2. Water heater according to claim 1, the control (13) at the start of the tap first the inflow to the heating water tank (8) controlling three-way valve (6) in the sense of a connection of the heating water tank with the flow pipe (3) coming from the heat exchanger (1) until a volume corresponding to the volume of the heat exchanger (1) plus the volume of the lines leading to the heating water tank (8) and away from it has flowed into the heating water tank (8), and then this three-way valve (6 ) in the sense of blocking the inflow to the heating water reservoir and at the same time actuating the three-way valve (10) controlling the inflow to the domestic water heat exchanger (9) in the sense of releasing the inflow to the latter until the end of the pin.

3. Water heater according to claim 1, the three-way valves (6, 10) are arranged in series in a line leading from the heat exchanger (1) to the radiators (5), the third connection of the first three-way valve ( 10) with the domestic water heat exchanger (9) and the second three-way valve (6) arranged between the heat exchanger (1) and the first three-way valve (10) with its third connection with the inlet of the heating water tank (8) is connected, the output of which is connected to the inlet of the domestic water heat exchanger (9).

4. Water heater according to claim 1 or 3, wherein the volume of the heating water tank (8) corresponds at least to the volume of the heat exchanger plus the volumes of the heating water tank (8) and from this leading lines.

5. Water heater according to one of claims 1 to 4, the heating water tank (8) is provided with a heat-insulating layer (9) and with an additional heating device, the performance of which is sufficient essentially only to compensate for the heat losses of the heating water tank.

6. Water heater according to claim 3, the control device (20) is formed by a rotary slide valve (21) with the heat exchanger (1), the radiators (5), the hot water heat exchanger (9) and the inlet and outlet of the heating water tank (8 ) is connected and has a valve body (23) which is essentially triangular in cross section.

7. Rotary slide valve for a water heater according to claim 6, with a valve body which is rotatable in a substantially cylindrical housing which is arranged with four clockwise offset by approximately 90 ° and a further arranged between two of these connections, wherein the valve body (23) has a control surface (24) which extends next to the diametrically opposite connections of the rotary slide valve (21) and a further control surface (26) which delimits a space which includes two connections arranged offset by 90 °, the valve body being on the inner wall of the housing (25) of the rotary slide valve (21) has adjacent sealing surfaces.

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