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.
The invention relates to a water heating system according to the introductory part of claim 1.
In known stratified tanks of this type, heating and post-heating are carried out in such a way that water is removed from the lowest area of the stratified tank via the storage return line and, after heating in the heat exchanger, is introduced into the uppermost area of the stratified tank via the storage feed line.
Usually three temperature sensors are arranged in a stratified storage tank, one in the storage supply line, one in the middle and one in the lowest area of the storage tank, all of which are connected to a controller. In this case, a circulation pump and the heat exchanger, which are usually arranged in the storage return line, are started when a temperature falls below a predetermined value in the area of the middle temperature sensor. The temperature sensor arranged in the uppermost area of the stratified storage tank or in the storage supply line serves to control the circulation pump, which is either clocked to ensure a sufficiently high charging temperature or its speed can be reduced.
The temperature sensor located in the lowest area of the stratified storage tank switches off the heat exchanger and the circulation pump when a certain temperature is exceeded and thus ends the charging process.
When heating up, cold water is drawn off from the lower area of the stratified storage tank via the storage return line and fed to the heat exchanger via the circulation pump and heated by it. The heated water is then returned to the upper area of the stratified storage tank. As long as the intended target temperature has not yet been reached at the upper temperature sensor, the circulation pump is clocked or operated at a relatively low speed in order to ensure a sufficiently long dwell time of the water in the heat exchanger and thus to achieve sufficient heating of the water.
In such water heating systems, however, there is the disadvantage that overclocking of the circulating pump can lead to overheating in the uppermost area of the stratified storage tank and thus to a risk of scalding if used water is drawn off.
The aim of the invention is to avoid this disadvantage and to propose a water heating system of the type mentioned in the introduction in which a risk of scalding is avoided.
According to the invention this is achieved in a water heating system of the type mentioned by the features of claim 1.
The proposed measures ensure that cooler water is mixed in via the bypass valve if the water heats up too much. This reliably prevents a predetermined temperature from being exceeded in the uppermost area of the stratified storage tank, from which process water is drawn off. This also avoids the risk of scalding when tapping domestic water.
The features of claim 2 result in a very simple construction of the bypass valve, in which no separate control is required.
The features of claim 3 allow a very simple assembly of the bypass valve.
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Show:
1 schematically shows a water heating system according to the invention,
Fig. 2 shows schematically a section through a bypass valve and
Fig. 3 is a plan view of the valve seat.
The same reference numerals mean the same details in all figures.
In the water heating system shown, a stratified storage tank 1 is provided, which is encased by an insulating layer 2. A cold water line 3 opens into this and ends in the lowest region 4 of the stratified storage tank 1. In this case, a valve 5 and an expansion water valve 6 are provided in the cold water line 3, which valve opens and releases expansion water when a certain pressure is exceeded. However, only cold water is drained off.
A storage return line 7 leads to the bottom area 4 of the stratified storage tank 1, to which a circulation pump 8 is connected. This circulation pump 8 is connected via a connecting line 31 to the inlet of a secondary circuit 23 of a heat exchanger 9, which in turn is connected on the output side to a storage flow line 10 which opens into the uppermost region 11 of the stratified storage tank.
In this case, a temperature sensor 17 is arranged in the storage flow line 10 and is connected to a controller 14 via a signal line 12.
The circulation pump 8 is connected via a control line 13 to the controller 14, which is connected on the input side via signal lines 12, 15 to temperature sensors 16, 17, of which the temperature sensor 16 is arranged at a medium height of the stratified storage tank 1.
Furthermore, the controller 14 is connected via a signal line 19 to a temperature sensor 20 arranged in the lowest region 4 of the stratified storage tank 1.
Furthermore, a hot water pipe 18 leads from the uppermost region 11 of the stratified storage tank 1 and leads to a tap (not shown).
A bypass valve 21 is arranged in the storage flow line 10, to which a bypass line 22 is connected, which is connected to the storage return line 7 between the circulation pump 8 and the secondary circuit 23 of the heat exchanger 9.
The primary circuit 24 of the heat exchanger 9 can be supplied with heating water from a primary heat exchanger 26 via a feed line 25. The primary heat exchanger 26 is connected via a return line 27 to a heating circulation pump 28 which in turn is connected to the controller 14 via a control line 29 and which is connected to the primary circuit 24 of the heat exchanger 9 via a connecting line 30.
The primary heat exchanger 26 can be acted upon by a burner 32, which can be supplied with gas via a gas line 33 in which a gas valve 34 is arranged.
The drive 35 of the gas valve 34 is connected to the controller 14 via a control line 36.
When charging the stratified storage tank 1, cold or cooler water is conveyed from the lowest area 4 of the stratified storage tank 1 by means of the circulating pump 8 to the heat exchanger 9 and heated by this and conveyed into the uppermost area 11 of the stratified storage tank 1. The temperature of the storage water flow is detected by the temperature sensor 17 and forwarded to the controller 14. This controls the circulation pump 8 in such a way that its delivery rate is set so that the temperature in the area of the flow line 10 is approximately 60 ° C.
If the temperature in the lowermost region 4 of the stratified storage tank 1 rises due to the charging, warmer water reaches the heat exchanger 9, so that the temperature in the feed line 10 also rises, as a result of which the delivery rate of the circulation pump 8 is increased. If the temperature in the lowest area 4 has risen so much that the circulation pump 8 is operated at maximum delivery capacity and the flow temperature, which is detected by the temperature sensor 17, continues to increase, the bypass valve 21 begins to open.
If the temperature in the stratified storage tank 1 drops to a value of e.g. 55 ° C, the heat exchanger 9 and the circulation pump 8 are started again for recharging the stratified storage tank 1.
If the temperature in the storage flow line 10 exceeds a certain value, the bypass valve 21 begins to open, as a result of which cooler water can flow from the storage return line 7 to the storage flow line 10 and therefore the temperature in the stratified storage tank 1 drops flowing water comes. This avoids the risk of scalding when tapping domestic water.
The bypass valve 21 has a flow channel 40 which is connected to the storage flow line 10 and runs in a substantially T-shaped part 41. An upright 42 of this part 41 is screwed to a connecting part 43 which can be connected to the bypass line 22.
This connection part 43 carries a valve seat 44 which surrounds an opening 45 which opens a path to the bypass line 22. The opening 45 is bridged by a cranked bracket 46.
The valve seat 44 interacts with a valve body 47 which is slidably held on a rod 48, the rod 48 being supported on the bracket 46 and being connected to an expansion body 49.
The valve body 47 is prestressed against the valve seat 44 by means of a spring 50, the spring 50 being supported on legs 51 of a cage 52 which are bent inwards.
During operation, the temperature of the water flowing through the flow channel 40 rises, as a result of which the expansion body 49 expands, which is connected to the valve body 48 via webs 53. As a result, when the expansion body 49 expands, the valve body 47 is lifted off the valve seat 44, so that cooler water flows from the storage return line 7 to the storage supply line.