DE10033942A1 - Brauch- und Heizwasseranlage - Google Patents

Abstract

Brauch- und Heizwasseranlage mit einem Wasserheizer mit einer im Inneren eines Speicherbehälters (1) angeordneten mit einem Brenner (2) versehenen Brennraum (20), wobei ein mit einer Heizkörperanordnung versehener Heizkreis vorgesehen ist, der mittelbar über den im Brennraum (20) angeordneten Brenner (2) mit Wärmeenergie versorgbar ist. Um die Temperatur des Heizmediums und des Brauchwassers weitgehend unabhängig wählen zu können, ist vorgesehen, daß zwischen dem Brenner (2) und einer Wärmetauschfläche (33) des Speicherbehälters (1) ein mit dem Heizkreis verbundener Wärmetauscher (34, 34') angeordnet ist, der mit einem im oberen Bereich des Speicherbehälters (1) angeordneten Heizungsrücklauf-Wärmetauscher (32) hydraulisch in Reihe geschaltet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brauch- und Heizwasseranlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei derartigen Anlagen, bei denen ein Brenner zur direkten Beheizung des für Trinkwasser vorgesehenen Speicherbehälters mit Heizungswärmeauskopplung genutzt wird, ergeben sich Probleme durch die thermische Kopplung der beiden Systeme.

Bei bekannten derartigen Anlagen sind häufig Wärmetauscher zur Auskopplung von Heizungswärme aus dem Trinkwasser vorgesehen. Bei solchen Lösungen besteht das Problem, daß ein hohes Temperaturniveau im Trinkwasser notwendig ist, um ausreichend hohe Heizungs-Vorlauftemperaturen im Heizmedium sicherzustellen. Dies führt zu unnötig hohen Bereitschaftsverlusten des Speicherbehälters, bzw. dessen Inhaltes. Außerdem können die Gefahr einer Verbrühung für den Nutzer und Verkalkungsprobleme auftreten.

Weiter sind auch Anlagen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen sowohl das Heizmedium, als auch das Trinkwasser von einem Brenner direkt beheizt wird. Bei solchen Lösungen kann es zu einer Überhitzung des Trinkwasserspeichers kommen, wenn im Heizbetrieb kein oder nur wenig Brauchwasser entnommen wird. Hierdurch können die Gefahr einer Verbrühung für den Nutzer und Verkalkungsprobleme auftreten. Wird hingegen keine Heizungswärme abgenommen, kann es im Heizmedium zu Siedeproblemen kommen.

Ziel der Erfindung ist es, eine Brauch- und Heizwasseranlage der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der diese Probleme vermieden sind und die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Brauch- und Heizwasseranlage der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann die Brauchwassertemperatur weitgehend unabhängig von der gewünschten Vorlauftemperatur der Heizkörperanordnung gewählt werden und kann auch erheblich niedriger als die letztere gewählt werden.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil, daß auch bei Betriebsbedingungen, bei denen kein Wärmebedarf der Heizkörperanordnung vorliegt, aber ein großer Bedarf an Brauchwasser gegeben ist, eine Überhitzung des Heizmediums sicher vermieden ist. In einem solchen Fall wird das Heizmedium über die beiden Wärmetauscher und die Bypaßleitung umgewälzt, wodurch Siedeprobleme vermieden werden. Dabei gibt das Heizmedium im Bereich des Heizungs-Rücklauf-Wärmetauschers Wärme an den Inhalt des Speicherbehälters ab. Andererseits wird aber auch bei einem hohen Wärmebedarf der Heizkörperanordnung und einem nur geringen oder fehlenden Bedarf an Brauchwasser eine Überhitzung des Brauchwassers vermieden, da eben der kühle Heizungsrücklauf das Brauchwasser im obersten und damit wärmsten Bereich des Speicherbehälters kühlt und so eine Überhitzung des Brauchwassers auch dann verhindert, wenn der Brenner aufgrund des Heizungs-Wärmebedarfs lange in Betrieb bleibt und mit voller Leistung betrieben wird.

Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil, daß bei sehr geringen Rücklauftemperaturen des Heizungskreises der Heizungs-Rücklaufwärmetauscher kurzgeschlossen werden kann und dadurch eine unerwünscht starke Abkühlung des Brauchwassers vermieden werden kann.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 3 schematisch drei verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Brauch- und Heizwasseranlage.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 ist im untersten Bereich 36 eines Speicherbehälters 1 eine Brennkammer 20 vorgesehen, in der ein Brenner 2 angeordnet ist, der über eine Gasleitung 13 und ein Gasventil 15 mit Gas und über eine nicht dargestellte Öffnung mit Luft versorgbar ist. Dabei ist die Brennkammer 20 über ein vertikal und zentrisch im Speicherbehälter 1 verlaufendes Abgasrohr 5 mit einem nicht dargestellten Kamin od. dgl. verbunden.

In den untersten Bereich 36 des Speicherbehälters 1 mündet ein Kaltwasserzulauf 3, und aus dem obersten Bereich 37 des Speicherbehälters 1 führt eine Brauchwasserleitung 4 weg.

Innerhalb der Brennkammer 20 ist zwischen dem Brenner 2 und einer Wärmetauschfläche 33, die durch die obere Begrenzung der Brennkammer 20 gebildet ist, die gleichzeitig das von Brauchwasser erfüllte Innere 38 des Speicherbehälters 1 begrenzt, ein Wärmetauscher 34 angeordnet, der mit einer Heizungs-Vorlaufleitung 24 verbunden ist. Weiter ist der Wärmetauscher 34 über eine Vebindungsleitung 35 mit einem Heizungsrücklauf- Wärmetauscher 32 verbunden, der im oberen Bereich 39 des Speicherbehälters 1 angeordnet ist. Dabei ist dieser Heizungsrücklauf-Wärmetauscher 32 als ein Rohrwickel . ausgebildet, der das Abgasrohr 5 umschlingt.

Dieser Heizungsrücklauf-Wärmetauscher 32 ist mit einem Heizungs-Rücklauf 25 verbunden. Dabei ist der Heizungsrücklauf 25 und der Heizungs-Vorlauf 24 über eine Bypaßleitung 30 direkt, bzw. über ein Misch-Ventil 31 verbindbar.

Weiter ist eine Heizungs-Umwälzpumpe 11 vorgesehen, die in dem zwischen der Bypaßleitung 30 und dem Heizungsrücklauf-Wärmetauscher 32 befindlichen Teil der Heizungsrücklaufleitung 25 angeordnet ist.

Die Ausführungsform nach der Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 1 durch die Ausbildung des Wärmetauschers 34 als Wasserkammer, die von einem Boden 39 des Speicherbehälters 1 begrenzt ist. Der übrige Aufbau ist gleich wie bei der Ausführungsform nach der Fig. 1.

Die Ausführungsform nach der Fig. 3 unterscheidet sich von jener nach de Fig. 1 durch eine Bypaßleitung 26, die direkt, bzw. über ein Dreiwege-Ventil 14 mit der Verbindungsleitung 35 und dem Heizuhgs-Rücklauf 25 verbunden ist und eine Umgehung des Heizungsrücklauf- Wärmetauschers 32 ermöglicht.

Im Betrieb erhitzen die Brenngase des Brenners 2 zuerst den Wärmetauscher 34 und anschließend über das Abgasrohr 5 den Inhalt des Speicherbehälters 1 und damit das Brauchwasser.

Das im Wärmetauscher 34 erwärmte Heizwasser, das eine Temperatur von 70°C oder mehr aufweisen kann, strömt über die Heizungs-Vorlaufleitung 24 zu einer nicht dargestellten Heizkörperanordnung.

Das von der Heizkörperanordnung kommende abgekühlte Heizwasser wird durch die Umwälzpumpe 11 durch den Heizungsrücklauf-Wärmetauscher 32 und nach diesem über die Verbindungsleitung 35 zum Wärmetauscher 34 getrieben.

Dabei sorgt das abgekühlte Heizwasser im Heizungsrücklauf-Wärmetauscher 32 dafür, daß auch bei längerem Betrieb des Brenners, z. B. aufgrund einer entsprechend hohen Wärmeanforderung der Heizkörperanordnung, und einer nur geringen oder überhaupt fehlenden Brauchwasserzapfung eine Überhitzung des Brauchwassers vermieden wird.

Andererseits ist es bei fehlender Wärmeanforderung der Heizkörperanordnung und einem hohen Brauchwasserbedarf, bei dem auch eine entsprechend große Menge an Kaltwasser in den Speicherbehälter 1 nachströmt, möglich, ein Sieden des Heizmediums zu vermeiden. In diesem Fall wird das Dreiwege-Ventil 31 umgeschaltet, sodaß das Heizmedium die beiden Wärmetauscher 32, 34 und die Bypaßleitung 30 durchströmt, wobei eine Durchströmung der nicht dargestellten Heizkörperanordnung unterbleibt. Weiter wird auch die Aufheizung des Brauchwassers durch den kurzen Kreislauf des Heizmediums beschleunigt und dadurch der Komfort für den Nutzer erhöht.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 3 besteht auch die Möglichkeit, eine unerwünschte Abkühlung des Brauchwassers durch das den Heizungsrücklauf-Wärmetauscher 32 durchströmenden Heizungs-Rücklaufwasser zu vermeiden, insbesondere, wenn dieses eine nur geringe Temperatur aufweist. In einem solchen Fall wird das Dreiwege-Ventil 14 entsprechend umgeschaltet, sodaß das Rücklaufwasser der Heizkörperanordnung unter Umgehung des Heizungsrücklauf-Wärmetauschers durch die Bypaßleitung 26 strömt.

Claims (3)

1. Brauch- und Heizwasseranlage mit einem Wasserheizer mit einer im Inneren eines Speicherbehälters (1) angeordneten Brennraum (20), von dem aus ein Abgasrohr (5) durch den Speicherbehälter hindurch vertikal geführt ist, der mit einem in dessen untersten Bereich mündenden Kaltwasserzulauf (3) und einer aus dessen obersten Bereich wegführenden Brauchwasserleitung (4) versehen ist, wobei ein mit einer Heizkörperanordnung versehener Heizkreis vorgesehen ist, der mittelbar über einen im Brennraum (20) angeordneten Brenner (2) mit Wärmeenergie versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Brenner (2) und einer Wärmetauschfläche (33) des Speicherbehälters (1) ein mit dem Heizkreis verbundener Wärmetauscher (34, 34') angeordnet ist, zu dem ein Heizungsrücklauf-Wärmetauscher (32) hydraulisch in Reihe geschaltet ist, der mit dem Heizungsrücklauf (25) verbunden und im oberen Bereich des Speicherbehälters (1) angeordnet ist.

2. Brauch- und Heizwasseranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bypaßleitung (30) parallel zu der Reihenschaltung der beiden Wärmetauscher (34, 32; 34') vorgesehen ist, die über ein Drei-Wegeventil (31) bzw. direkt an eine Heizungs-Vorlauf- (24) bzw. Heizungs-Rücklaufleitung (25) angeschlossen ist, wobei eine Heizungs-Umwälzpumpe (11) zwischen der Bypaßleitung (30) und den Wärmetauschem (34, 32; 34') angeordnet ist.

3. Brauch- und Heizwasseranlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Heizungsrücklauf-Wärmetauscher (32) parallel geschaltete Bypaßleitung (26) vorgesehen ist, die direkt bzw. über ein weiteres Drei-Wegeventil (14) mit einer die beiden Wärmetauscher (34, 34'; 32) verbindenden Verbindungsleitung (35) bzw. dem Heizungsrücklauf (25) verbunden ist.