Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserheizanlage gemäss dem einleitenden Teil des Anspruches 1.
Bei bekannten derartigen Schichtspeichern erfolgt die Aufheizung und Nachheizung in der Weise, dass Wasser aus dem untersten Bereich des Schichtspeichers über die Speicher-Rücklaufleitung entnommen und nach der Aufheizung im Wärmetauscher in den obersten Bereich des Schichtspeichers über die Speicher-Vorlaufleitung eingeleitet wird.
Üblicherweise sind in einem Schichtspeicher drei Temperaturfühler angeordnet, wobei einer in der Speicher-Vorlaufleitung, einer im mittleren und einer im untersten Bereich des Speichers angeordnet ist, die alle mit einer Steuerung verbunden sind. Dabei erfolgt ein Start einer meist in der Speicher-Rücklaufleitung angeordneten Umwälzpumpe und des Wärmetauschers, wenn im Bereich des mittleren Temperaturfühlers eine vorgegebene Temperatur unterschritten wird. Der im obersten Bereich des Schichtspeichers, oder in der Speicher-Vorlaufleitung angeordnete Temperaturfühler dient dabei zur Steuerung der Umwälzpumpe, die zur Sicherung einer ausreichend hohen Ladetemperatur entweder getaktet wird oder in ihrer Drehzahl gedrosselt werden kann.
Der im untersten Bereich des Schichtspeichers angeordnete Temperaturfühler schaltet bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur den Wärmetauscher und die Umwälzpumpe ab und beendet damit den Ladevorgang.
Bei einer Aufheizung wird kaltes Wasser aus dem unteren Bereich des Schichtspeichers über die Speicher-Rücklaufleitung abgezogen und über die Umwälzpumpe dem Wärmetau scher zugeführt und von diesem erwärmt. Anschliessend wird das erwärmte Wasser in den oberen Bereich des Schichtspeichers rückgeführt. Solange am oberen Temperaturfühler die vorgesehene Solltemperatur noch nicht erreicht ist, wird die Umwälzpumpe getaktet oder mit relativ geringer Drehzahl betrieben, um eine ausreichend lange Verweilzeit des Wassers im Wärmetauscher sicherzustellen und damit eine ausreichende Erwärmung des Wassers zu erreichen.
Bei solchen Wasserheizanlagen ergibt sich jedoch der Nachteil, dass es eben aufgrund der Taktung der Umwälzpumpe zu einer Überhitzung im obersten Bereich des Schichtspeichers und damit zu einer Gefahr einer Verbrühung bei einer Zapfung von Brauchwasser kommen kann.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Wasserheizanlage der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem eine Verbrühungsgefahr vermieden ist.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Wasserheizanlage der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist sichergestellt, dass bei einer zu starken Erwärmung des Wassers kühleres Wasser über das Bypassventil zugemischt wird. Dadurch wird eine Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur im obersten Bereich des Schichtspeichers, aus dem Brauchwasser abgezogen wird, sicher vermieden. Damit wird auch die Gefahr einer Verbrühung beim Zapfen von Brauchwasser vermieden.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Bypassventiles, bei dem keine separate Steuerung erforderlich ist.
Die Merkmale des Anspruches 3 ermöglichen einen sehr einfachen Zusammenbau des Bypassventiles.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemässe Wasserheizungsanlage,
Fig. 2 schematisch einen Schnitt durch ein Bypassventil und
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Ventilsitz.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelheiten.
Bei der dargestellten Wasserheizanlage ist ein Schichtspeicher 1 vorgesehen, der von einer lsolierschicht 2 ummantelt ist. In diesen mündet eine Kaltwasserleitung 3, die im untersten Bereich 4 des Schichtspeichers 1 endet. Dabei ist in der Kaltwasserleitung 3 ein Ventil 5 und ein Dehnwasserventil 6 vorgesehen, das bei Überschreiten eines bestimmten Druckes öffnet und Dehnwasser ablässt. Dabei wird jedoch nur kaltes Wasser abgelassen.
Aus dem untersten Bereich 4 des Schichtspeichers 1 führt eine Speicher-Rücklaufleitung 7 weg, mit der eine Umwälzpumpe 8 verbunden ist. Diese Umwälzpumpe 8 ist über eine Anschlussleitung 31 mit dem Einlass eines Sekundärkreises 23 eines Wärmetauschers 9 verbunden, der seinerseits mit einer Speicher-Vorlaufleitung 10 ausgangsseitig verbunden ist, die im obersten Bereich 11 des Schichtspeichers mündet.
Dabei ist in der Speicher-Vorlaufleitung 10 ein Temperaturfühler 17 angeordnet, der über eine Signalleitung 12 mit einer Steuerung 14 verbunden ist.
Die Umwälzpumpe 8 ist über eine Steuerleitung 13 mit der Steuerung 14 verbunden, die eingangsseitig über Signalleitungen 12, 15 mit Temperaturfühlern 16, 17 verbunden ist, von denen der Temperaturfühler 16 in mittlerer Höhe des Schichtspeichers 1 angeordnet ist.
Weiter ist die Steuerung 14 über eine Signalleitung 19 mit einem im untersten Bereich 4 des Schichtspeichers 1 angeordneten Temperaturfühler 20 verbunden.
Weiters führt aus dem obersten Bereich 11 des Schichtspeichers 1 eine Brauchwasserleitung 18 weg, die zu einer nicht dargestellten Zapfstelle führt.
In der Speicher-Vorlaufleitung 10 ist ein Bypassventil 21 angeordnet, an dem eine Bypassleitung 22 angeschlossen ist, die zwischen der Umwälzpumpe 8 und dem Sekundärkreis 23 des Wärmetauschers 9 mit der Speicher-Rücklaufleitung 7 verbunden ist.
Der Primärkreis 24 des Wärmetauschers 9 ist über eine Vorlaufleitung 25 von einem Primär-Wärmetauscher 26 mit Heizwasser versorgbar. Der Primär-Wärmetauscher 26 ist über eine Rücklaufleitung 27 mit einer Heiz-Umwälzpumpe 28 verbunden, die ihrerseits über eine Steuerleitung 29 mit der Steuerung 14 verbunden ist und die über eine Anschlussleitung 30 mit dem Primärkreis 24 des Wärmetauschers 9 verbunden ist.
Der Primär-Wärmetauscher 26 ist von einem Brenner 32 beaufschlagbar, der über eine Gasleitung 33, in der ein Gasventil 34 angeordnet ist, mit Gas versorgbar ist.
Der Antrieb 35 des Gasventils 34 ist über eine Steuerleitung 36 mit der Steuerung 14 verbunden.
Bei der Aufladung des Schichtspeichers 1 wird kaltes bzw. kühleres Wasser aus dem untersten Bereich 4 des Schichtspeichers 1 mittels der Umwälzpumpe 8 zum Wärmetauscher 9 gefördert und durch diesen erwärmt und in den obersten Bereich 11 des Schichtspeichers 1 gefördert. Dabei wird die Temperatur des Speicher-Vorlauf-Wassers durch den Temperaturfühler 17 erfasst und an die Steuerung 14 weitergeleitet. Diese steuert die Umwälzpumpe 8 in der Weise, dass deren Förderleistung so eingestellt wird, dass die Temperatur im Bereich der Vorlaufleitung 10 ca. 60 DEG C beträgt.
Steigt nun die Temperatur im untersten Bereich 4 des Schichtspeichers 1 aufgrund der Aufladung, so gelangt wärmeres Wasser zum Wärmetauscher 9, sodass auch die Temperatur in der Vorlaufleitung 10 steigt, wodurch die Förderleistung der Umwälzpumpe 8 erhöht wird. Hat sich die Temperatur im untersten Bereich 4 so weit erhöht, dass die Umwälzpumpe 8 mit maximaler Förderleistung betrieben wird und sich die Vorlauftemperatur, die vom Temperaturfühler 17 erfasst wird, weiter erhöht, beginnt das Bypassventil 21 zu öffnen.
Sinkt die Temperatur im Schichtspeicher 1 aufgrund von Brauchwasserentnahme über die Brauchwasserleitung 18, wobei Kaltwasser über die Kaltwasserleitung 3 in den untersten Bereich 4 des Schichtspeichers nachströmt, auf einen Wert von z.B. 55 DEG C, so wird der Wärmetauscher 9 und die Umwälzpumpe 8 für eine Nachladung des Schichtspeichers 1 wieder gestartet.
Übersteigt die Temperatur in der Speicher-Vorlaufleitung 10 einen bestimmten Wert, so beginnt das Bypassventil 21 zu öffnen, wodurch kühleres Wasser von der Speicher-Rücklaufleitung 7 zur Speicher-Vorlaufleitung 10 überströmen kann und es daher zu einer Absenkung der Temperatur des in den Schichtspeicher 1 fliessenden Wassers kommt. Dadurch wird die Gefahr einer Verbrühung beim Zapfen von Brauchwasser vermieden.
Das Bypassventil 21 weist einen mit der Speicher-Vorlaufleitung 10 verbundenen Strömungskanal 40 auf, der in einem im Wesentlichen T-förmigen Teil 41 verläuft. Ein Steher 42 dieses Teiles 41 ist mit einem Anschlussteil 43 verschraubt, das mit der Bypassleitung 22 verbindbar ist.
Dieses Anschlussteil 43 trägt einen Ventilsitz 44, der eine \ffnung 45 umgibt, die einen Weg zur Bypassleitung 22 öffnet. Dabei ist die \ffnung 45 von einem ausgekröpften Bügel 46 überbrückt.
Der Ventilsitz 44 wirkt mit einem Ventilkörper 47 zusammen, der auf einem Stab 48 verschiebbar gehalten ist, wobei der Stab 48 auf dem Bügel 46 abgestützt und mit einem Ausdehnungskörper 49 verbunden ist.
Der Ventilkörper 47 ist mittels einer Feder 50 gegen den Ventilsitz 44 vorgespannt, wobei die Feder 50 an nach innen gebogenen Schenkeln 51 eines Käfigs 52 abgestützt ist.
Im Betrieb steigt die Temperatur des den Strömungskanal 40 durchströmenden Wassers, wodurch sich der Ausdehnungskörper 49 ausdehnt, der über Stege 53 mit dem Ventilkörper 48 verbunden ist. Dadurch wird bei der Ausdehnung des Ausdehnungskörpers 49 der Ventilkörper 47 vom Ventilsitz 44 abgehoben, sodass es zu einem Überströmen von kühlerem Wasser aus der Speicher-Rücklaufleitung 7 zur Speicher-Vorlaufleitung kommt.