DE102013012724A1

DE102013012724A1 - Vorrichtung zur Erwärmung von Heizwasser für eine Warmwasserbereitung

Info

Publication number: DE102013012724A1
Application number: DE201310012724
Authority: DE
Inventors: Uwe Gröschner
Original assignee: KESAP KESSEL und APPARATEBAU GmbH; KESAP KESSEL und APPBAU GmbH
Current assignee: KESAP GMBH, DE
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2014-02-20
Anticipated expiration: 2033-08-02
Also published as: DE102013012724B4; DE202012007877U1

Abstract

Vorrichtung zur Erwärmung von Heizwasser für eine Warmwasserbereitung umfassend einen ersten Rücklaufanschluss für einen Heizwasserrücklauf von der Warmwasserbereitung, einen ersten Vorlaufanschluss für einen Heizwasservorlauf zur Warmwasserbereitung, einen Pufferspeicher für Heizwasser, der unten einen mit dem ersten Rücklaufanschluss verbundenen ersten Heizwassereinlass, oben einen mit dem ersten Vorlaufanschluss verbundenen ersten Heizwasserauslass, unten einen zweiten Heizwasserauslass für die Entnahme von abgekühltem Heizwasser aus dem Pufferspeicher und oben einen zweiten Heizwassereinlass für die Zufuhr von erwärmtem Heizwasser in den Pufferspeicher aufweist, eine Heizwasserladepumpe, deren Eingang mit dem zweiten Heizwasserauslass verbunden ist, einen Elektrodurchlauferhitzer zwischen dem Ausgang der Heizwasserladepumpe und dem zweiten Heizwassereinlass zum Aufheizen des Heizwassers, einen ersten Temperaturfühler, der die Temperatur des vom Elektrodurchlauferhitzer erwärmten Heizwassers erfasst und einen mit dem ersten Temperaturfühler und der Heizwasserladepumpe verbundenen Regeleinrichtung, die so beschaffen ist, dass sie die Leistung der Heizwasserladepumpe so regelt, dass die Temperatur des vom Elektrodurchlauferhitzer erhitzten Heizwassers einen vorgegebenen Wert annimmt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erwärmung von Heizwasser für eine Warmwasserbereitung.
Bekannte Warmwasserbereitungen weisen einen Warmwasserspeicher auf, der oben mit einem Vorlauf eines Verteil- und Zirkulationsnetzes für Warmwasser und unten über eine Zirkulationspumpe mit einem Rücklauf der Warmwasserzirkulation verbunden ist. Hinter der Zirkulationspumpe ist an die Leitung zum Warmwasserspeicher eine Kaltwasserleitung angeschlossen, um gezapftes Warmwasser zu ersetzen. Ferner ist dort eine Trinkwasser-Ladepumpe angeschlossen, die abgekühltes Wasser über einen Wärmeübertrager zu einem Einlass im Oberbereich des Warmwasserspeichers pumpt. Der Wärmeübertrager ist an einen Heizwasserkreislauf angeschlossen. Im Wärmeübertrager wird das abgekühlte Wasser auf eine Temperatur erhitzt, die ausreichend ist, um Legionellen abzutöten. Das Laden des Warmwasserspeichers mit erwärmtem Wasser wird durch Abkühlen eines Temperaturfühlers im unteren Teil des Warmwasserspeichers ausgelöst.
Gemäß Arbeitsblatt W551 (Stand: April 2004) des DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches), auf das sich die Trinkwasserverordnung 2001 (Stand: November 2011) bezieht, müssen zentrale Warmwasserbereiter für einen hygienisch einwandfreien Betrieb mindestens folgende Voraussetzungen erfüllen:

• die Warmwasserbereitung inklusive Speichervolumen muss vollständig und ohne Totraum auf mindestens 60°C erwärmt werden,
• die Austrittstemperatur aus der Warmwasserbereitung darf 60°C nicht unterschreiten,
• das Zirkulationswasser darf auf dem Weg durch das Verteil- und Zirkulationsnetz, um maximal 5 K abkühlen und muss in der Warmwasserbereitung auf mindestens 60°C erwärmt werden,
• Vorwärmstufen, die nicht zuverlässig die vom DVGW empfohlene Temperatur erreichen, z. B. mit Solarenergie beheizte Pufferspeicher, müssen einmal pro Tag auf mindestens 60°C erwärmt werden, um Keime abzutöten.

Um die genannten Voraussetzungen erfüllen zu können, ist ein Heizmedium mit einer Temperatur von mindestens 65° bis 70°C erforderlich. Um im Bedarfsfall (erhöhte Koloniezahl an Legionellen im Trinkwasser) eine thermische Desinfektion der Warmwasserbereitung mit dem nachgeschalteten Verteil- und Zirkulationsnetz mit einer trinkwasserseitigen Temperatur von mindestens 70°C durchführen zu können, ist ein Heizmedium mit einer Temperatur von mindestens 75°C erforderlich.
Aus verschiedenen Gründen steht diese Temperatur nicht immer zur Verfügung, weil zum Beispiel:

• die heizwasserseitige Vorlauftemperatur des Wärmenetzes, über welches die Warmwasserbereitung beheizt wird, aus Gründen der Energieeinsparung bei hohen Außentemperaturen (witterungsgeführt) reduziert wird,
• die Wärmequelle (z. B. Wärmepumpe) nicht für einen Betrieb mit der erforderlichen Temperatur geeignet ist,
• Störungen oder Ausfälle der Wärmequelle aufgetreten sind.

Bereits bekannt ist, das Defizit der Wärmequelle durch elektrische Heizgeräte auszugleichen. So ist bekannt, in den Warmwasserspeicher einen Elektroheizstab (Elektroheizflansch) einzubauen, der das Wasser im Warmwasserspeicher erwärmt.
Elektroheizstäbe neigen jedoch zu starken Kalkablagerungen und weisen damit eine kurze Standzeit auf. Das vom Heizstab erwärmte Wasser steigt nur langsam nach oben auf, sodass das Wasser im Warmwasserspeicher die geforderte Temperatur nur allmählich erreicht und die hygienischen Anforderungen nicht erfüllt werden. Bei Ausfall des Heizkreises ist die Warmwasserleistung wesentlich reduziert. Der Raum unter den Elektroheizeinsätzen wird nicht auf die geforderte Temperatur erwärmt und genügt den hygienischen Anforderungen nicht. Eine definierte Nacherwärmung des Zirkulationsvolumenstroms ist nicht möglich. Durch Einsatz eines Elektroheizstabs im Warmwasserspeicher kann eine mangelhafte Heizwasserversorgung eines Heiznetzes nicht hinreichend kompensiert werden.
Ferner sind Warmwasserbereitungen bekannt, bei denen ein Elektroheizflansch in einem Heizwasserspeicher angeordnet ist, aus dem ein konventionelles Speicherladesystem zusätzlich beheizt wird. Hierzu ist hinter dem Wärmeübertrager, dem Heizwasser aus dem Heizkreis zugeführt wird, ein weiterer Wärmeübertrager geschaltet, dem Heizwasser aus dem elektrisch beheizten Heizwasserspeicher zugeführt wird. Wenn die Vorlauftemperatur des Heizwassers aus dem Heizkreis zu niedrig ist, wird das Trinkwasser durch das elektrisch beheizte Heizwasser auf die geforderte Temperatur gebracht. Nachteilig ist, dass das Aufheizen des Heizwasserspeichers mittels der Elektrobeheizung lange dauert, sodass das elektrisch beheizte Heizwasser nicht immer die erforderliche Temperatur aufweist. Zudem stört die Pumpe für die Zirkulation des elektrisch beheizten Heizwassers die Schichtung des Heizwassers im Heizwasserspeicher und damit die Bereitstellung hinreichend erwärmten Heizwassers. Auch mit dieser Variante können die Anforderungen an die Trinkwasserhygiene nicht zuverlässig eingehalten werden.
Ferner bekannt sind Warmwasserbereitungen, bei denen ein Elektro-Durchlauferhitzer die Vorlauftemperatur des Heizwassers im Heizkreis anhebt.
Nachteilig ist, dass sich der Wärmebedarf der Warmwasserbereitung schnell ändern kann und eine stufenlose Leistungsregelung des Elektroheizaggregates nicht mit vertretbarem Aufwand realisierbar ist. In der Praxis wird in der Regel eine Leistungsteilung vorgenommen, sodass der Durchlauferhitzer entweder mit halber oder mit voller Leistung betrieben wird. Somit entspricht die bereitgestellte Leistung nicht dem Bedarf, sodass es entweder zur Überhitzung des Heizaggregats kommt oder das Heizwasser nicht die erforderliche Temperatur aufweist und die Warmwasserbereitung die hygienischen Anforderungen nicht erfüllt.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erwärmung von Heizwasser für eine Warmwasserbereitung zu schaffen, die Heizwasser mit der geforderten Temperatur entsprechend dem Bedarf der Warmwasserbereitung zur Verfügung stellt.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erwärmung von Heizwasser für eine Warmwasserbereitung umfasst

• einen ersten Rücklaufanschluss für einen Heizwasserrücklauf von der Warmwasserbereitung,
• einen ersten Vorlaufanschluss für einen Heizwasservorlauf zur Warmwasserbereitung,
• einen Pufferspeicher für Heizwasser, der unten einen mit dem ersten Rücklaufanschluss verbundenen ersten Heizwassereinlass, oben einen mit dem ersten Vorlaufanschluss verbundenen ersten Heizwasserauslass, unten einen zweiten Heizwasserauslass für die Entnahme von abgekühltem Heizwasser aus dem Pufferspeicher und oben einen zweiten Heizwassereinlass für die Zufuhr von erwärmtem Heizwasser in den Pufferspeicher aufweist,
• eine Heizwasserladepumpe, deren Eingang mit dem zweiten Heizwasserauslass verbunden ist,
• einen Elektrodurchlauferhitzer zwischen dem Ausgang der Heizwasserladepumpe und dem zweiten Heizwassereinlass zum Aufheizen des Heizwassers,
• einen ersten Temperaturfühler, der die Temperatur des vom Elektrodurchlauferhitzer erwärmten Heizwassers erfasst und
• einer mit dem ersten Temperaturfühler und der Heizwasserladepumpe verbundenen Regeleinrichtung, die so beschaffen ist, dass sie die Heizwasserladepumpe mit einer Leistung betreibt, bei der die Temperatur des vom Elektrodurchlauferhitzer erhitzten Heizwassers einen vorgegebenen Wert annimmt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Pufferspeicher mit Heizwasser gefüllt, das zumindest oben im Pufferspeicher die geforderte Temperatur aufweist. Durch den ersten Heizwassereinlass kann abgekühltes Heizwasser aus Heizwasserrücklauf unten in dem Pufferspeicher eingespeist werden. Durch den ersten Heizwasserauslass ist oben Heizwasser mit der vorgegebenen Temperatur aus dem Pufferspeicher entnehmbar und in den Heizwasservorlauf der Warmwasserbereitung einspeisbar. Die Erwärmung des Heizwassers auf die geforderte Temperatur wird durch den Elektrodurchlauferhitzer (Elektroheizaggregrat) sichergestellt, der über die Heizwasserladepumpe mit dem zweiten Heizwasserauslass unten am Pufferspeicher verbunden ist. Dort zieht die Heizwasserladepumpe abgekühltes Heizwasser ab, das sich aufgrund der Schichtung im Pufferspeicher unten ansammelt bzw. dort durch den ersten Rücklaufanschluss zugeführt wird. Das abgekühlte Heizwasser wird vom Elektrodurchlauferhitzer auf die geforderte Temperatur gebracht. Hierbei wird vorzugsweise der Elektrodurchlauferhitzer mit konstanter Leistung betrieben. Die Regelung der Temperatur des Heizwassers auf den vorgegebenen Wert erfolgt über Leistung, die von der Regeleinrichtung für den Betrieb der Heizwasserladepumpe zur Verfügung gestellt wird. Wenn das zu erwärmende Heizwasser abgekühlt ist, wird die Heizwasserpumpe so geregelt, dass ein geringer Heizwasserstrom durch den Elektrodurchlauferhitzer hindurchläuft. Falls das Heizwasser nur geringfügig abgekühlt ist, wird hingegen eine große Menge Heizwasser durch den Elektrodurchlauferhitzer gepumpt. Aufgrund dieser Regelung kann die geforderte Temperatur genau eingehalten werden. Zudem ist die Leistungsregelung der Heizwasserladepumpe mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich. Die Einspeisung des erwärmten Heizwassers durch den zweiten Heizwassereinlass oben in den Pufferspeicher stellt sicher, dass am ersten Heizwasserauslass Heizwasser mit der geforderten Temperatur vorliegt, auch wenn das Heizwasser in tiefer gelegenen Schichten kälter ist. Wenn die Warmwasserbereitung keinen oder nur einen geringen Wärmebedarf hat, wird der Pufferspeicher über die gesamte Höhe mit Heizwasser mit der geforderten Temperatur geladen. Der geladene Pufferspeicher trägt zur Deckung eines zeitweilig stark erhöhten Wärmebedarfs bei.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Volumenstrom des Heizwassers durch das Elektroheizaggregat nicht vom aktuellen Bedarf der Warmwasserbereitung abhängig. Der Volumenstrom des Heizwassers durch den Elektrodurchlauferhitzer wird dynamisch in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur aus dem Elektrodurchlauferhitzer über die Leistung der Heizwasserladepumpe geregelt. Hierdurch wird ein sehr weites Regelspektrum der Heizleistung erreicht, ohne dass Überhitzungen des Heizaggregates oder ein Unterschreiten der geforderten Temperatur des Heizwassers zu befürchten sind. Zudem stellt die Elektrobeheizung das Heizwasser mit der gewünschten Vorlauftemperatur (z. B. 70°C) sehr schnell zur Verfügung. Im Vergleich zu den bekannten Wasserbereitungen mit Elektrobeheizung wird somit eine konstante Temperatur des Heizwassers für die Warmwasserbereitung erreicht.
Grundsätzlich kann das Elektroheizaggregat auch mehrere Heizstufen aufweisen, insbesondere bei Warmwasserbereitungen mit größerer Leistung. Je nachdem, welche Wärmeleistung dem Heizwasser zugeführt werden muss, werden eine oder mehrere Heizstufen des Elektrodurchlauferhitzers eingeschaltet. Die Regelung der Temperatur erfolgt in jeder Heizstufe über die Leistung der Heizwasserladepumpe.
Gemäß einer Ausgestaltung ist in der unteren Hälfte, vorzugsweise im unteren Drittel des Pufferspeichers, ein zweiter Temperaturfühler angeordnet und ist zwischen dem zweiten Heizwasserauslass und dem Elektrodurchlauferhitzer ein dritter Temperaturfühler angeordnet, sind der zweite und der dritte Temperaturfühler mit der Regeleinrichtung verbunden und ist die Regeleinrichtung so beschaffen, dass sie die Heizwasserladepumpe einschaltet, wenn sie vom zweiten Temperaturfühler erfasste Temperatur einen bestimmten Wert (z. B. 55°C) unterschreitet und die Heizwasserladepumpe ausschaltet, wenn die vom dritten Temperaturfühler erfasste Temperatur einen bestimmten Wert (z. B. 70°C) überschreitet. Hierdurch wird erreicht, dass das Heizwasser-Ladevorgang erst dann ausgelöst wird, wenn der Pufferspeicher nur noch teilweise mit Trinkwasser gefüllt ist, das die geforderte Temperatur aufweist. Sobald das Wasser im Pufferspeicher und in der Leitung zum Elektrodurchlauferhitzer die geforderte Temperatur aufweist, wird der Ladevorgang beendet. Hierdurch wird die Schalthäufigkeit des Elektroheizaggregates verringert und seine Standzeit erhöht.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der dritte Temperaturfühler zwischen der Heizwasserladepumpe und dem Elektrodurchlauferhitzer angeordnet. Hierdurch wird erreicht, dass das Heizwasser bis zum Elektrodurchlauferhitzer die geforderte Temperatur erreicht hat, wenn die Regelvorrichtung die Heizwasserladepumpe abschaltet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat die Vorrichtung einen zweiten Rücklaufanschluss für einen Heizwasserrücklauf des Heizwasserkreises, einen zweiten Vorlaufanschluss für einen Heizwasservorlauf des Heizwasserkreises, steuerbare Ventilmittel zwischen dem ersten Rücklaufanschluss für den Heizwasserrücklauf von der Warmwasserbereitung, dem ersten Heizwassereinlass des Pufferspeichers, dem zweiten Rücklaufanschluss und dem zweiten Vorlaufanschluss zum wahlweisen Leiten von Heizwasser aus dem Heizwasserrücklauf der Warmwasserbereitung in den Pufferspeicher oder in den Heizwasserrücklauf des Heizwasserkreises unter gleichzeitigem Leiten von Heizwasser aus dem Heizwasservorlauf des Heizwasserkreises in den ersten Heizwassereinlass des Pufferspeichers.
Bei dieser Ausgestaltung kann wahlweise Heizwasser aus dem Heizwasserrücklauf der Warmwasserbereitung oder aus dem Heizwasservorlauf des Heizwasserkreises in den Pufferspeicher eingeleitet werden. Wenn Heizwasser aus dem Heizwasservorlauf des Heizwasserkreises in den Pufferspeicher eingeleitet wird, wird das Heizwasser aus dem Heizwasserrücklauf von der Warmwasserbereitung in den Rücklauf des Heizwasserkreises eingeleitet. Diese Ausgestaltung ermöglicht, das Heizwasser mit der jeweils höheren Temperatur aus dem Heizwasserrücklauf der Warmwasserbereitung oder dem Heizwasservorlauf des Heizwasserkreises in den Pufferspeicher einzuleiten. Hierdurch werden Energieeinsparungen erreicht.
Eine weitere Ausgestaltung hat einen vierten Temperaturfühler, der die Temperatur im Heizwasserrücklauf der Warmwasserbereitung erfasst, einen fünften Temperaturfühler, der die Temperatur im Heizwasservorlauf des Heizwasserkreises erfasst, sind der vierte Temperaturfühler, der fünfte Temperaturfühler und die steuerbaren Ventilmittel mit der Regeleinrichtung verbunden und ist die Regeleinrichtung so beschaffen, dass sie die steuerbaren Ventilmittel so einstellt, dass Heizwasser aus dem Heizwasserrücklauf der Warmwasserbereitung in den Pufferspeicher geleitet wird, falls die vom vierten Temperaturfühler gemessene Temperatur höher als die vom fünften Temperaturfühler gemessene Temperatur ist und dass sie die steuerbaren Ventilmittel so einstellt, dass Heizwasser aus dem Heizwasserrücklauf der Warmwasserbereitung in den Rücklauf des Heizwasserkreises geleitet wird und Heizwasser aus dem Heizwasservorlauf des Heizwasserkreises in den Pufferspeicher geleitet wird, wenn die vom fünften Temperaturfühler erfasste Temperatur größer als die vom vierten Temperaturfühler erfassten Temperatur ist. Wenn die beiden erfassten Temperaturen gleich sind, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der bisherige Schaltzustand des steuerbaren Ventilmittels nicht geändert. Bei diesen Ausgestaltungen erfolgt die Umschaltung von Heizwasser aus der Warmwasserbereitung bzw. aus dem Heizwasserkreislauf automatisch. Grundsätzlich kann die Umschaltung aber auch durch Einstellen des steuerbaren Ventilmittels von Hand nach Überprüfung von Temperaturanzeigen erfolgen, welche die Temperatur des Heizwassers im Rücklauf von der Warmwasserbereitung und im Vorlauf vom Heizwasserkreis anzeigt.
Gemäß einer Ausgestaltung weisen die steuerbaren Ventilmittel einen Dreiwegehahn auf, von dem ein erster Anschluss mit dem ersten Rücklaufanschluss, ein zweiter Anschluss mit dem zweiten Rücklaufanschluss und ein dritter Anschluss über einen Rückflussverhinderer mit dem zweiten Vorlaufanschluss verbunden ist und ist der zweite Vorlaufanschluss zusätzlich mit dem ersten Heizwassereinlass verbunden. Durch Einstellen des Dreiwegehahnes so, dass sein erster Anschluss mit seinem dritten Anschluss verbunden ist, wird das Heizwasser aus dem Rücklauf des Warmwasserbereiters über den Rückflussverhinderer in den Pufferspeicher eingeleitet. Durch Einstellen des Dreiwegehahnes so, dass sein erster Anschluss mit seinem zweiten Anschluss verbunden ist, wird das Heizwasser aus dem Rücklauf der Warmwasserbereitung in den Rücklauf des Heizkreises eingespeist und gelangt das Heizwasser aus dem Vorlauf des Heizkreises über den zweiten Vorlaufanschluss in den Pufferspeicher. Dabei verhindert der Rückflussverhinderer, dass das Heizwasser aus dem Vorlauf des Heizkreises sogleich in den Rücklauf des Heizkreises abströmt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung eine Warmwasserbereitung mit einem Warmwasserspeicher, der oben mit einem Vorlauf eines Ventil- und Zirkulationsnetzes und unten über eine Zirkulationspumpe mit dem Rücklauf der Zirkulationsleitung verbunden ist, ist der Warmwasserspeicher ferner unten mit einer Versorgungsleitung für Kaltwasser verbunden, ist der Rücklauf der Zirkulationsleitung sowie die Kaltwasserleitung über eine Trinkwasserladepumpe mit einem Wärmeübertrager verbunden, der oben mit dem Warmwasserspeicher verbunden ist und ist der Wärmeübertrager an den ersten Vorlaufanschluss und den ersten Rücklaufanschluss angeschlossen. In dieser Ausgestaltung wird das von der Vorrichtung erwärmte Heizwasser von einer Warmwasserbereitung genutzt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels und herkömmlicher Warmwasserbereitungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erwärmen von Heizwasser an einer herkömmlichen Warmwasserbereitung;
2 ein Anlagenschema einer herkömmlichen Warmwasserbereitung mit Elektroheizflansch im Warmwasserspeicher;
3 ein Anlagenschema einer herkömmlichen Warmwasserbereitung mit Elektroheizflansch in einem Heizwasserspeicher, aus dem ein konventionelles Speicherladesystem beheizt wird;
4 ein Anlagenschema einer herkömmlichen Warmwasserbereitung mit Elektrodurchlauferhitzer im Heizwasservorlauf zur Warmwasserbereitung;
5 ein Anlagenschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erwärmung von Heizwasser von 1.
1 zeigt in der linken Hälfte eine herkömmliche Warmwasserbereitung 1 und in der rechten Hälfte die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 zur Erwärmung von Heizwasser. In 5 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 allein gezeigt.
Gemäß 1 hat die Warmwasserbereitung einen Warmwasserspeicher 20, der oben an einem Anschluss A4 mit einem Vorlauf eines Warmwasserzirkulations- und Ventilnetzes verbunden ist und unten bei einem Anschluss A2 über eine Zirkulationspumpe P3 mit dem Rücklauf der Zirkulation verbunden ist. Zwischen der Pumpe P3 und dem Anschluss A2 sind noch ein Mengenmesser 37 und ein Rückflussverhinderer 3 geschaltet.
Zudem ist der Anschluss A2 des Warmwasserspeichers 20 über einen Filter 4 und einen Rückflussverhinderer 5 mit einer Speiseleitung für Kaltwasser verbunden.
Der Anschluss A2 ist über eine Trinkwasserladepumpe P2 und einen Durchflussmengenmesser 17 mit einem Wärmeübertrager 10 verbunden. Der Wärmeübertrager 10 ist oben über einen Anschluss A3 mit an den Warmwasserspeicher 20 angeschlossen.
Der Wärmeübertrager 10 ist über eine Heizwasserpumpe P1 und einen Rückflussverhinderer 6 an einen Heizwasservorlauf und zudem an einen Heizwasserrücklauf angeschlossen.
Wenn die Temperatur des Heizwassers im Heizwasservorlauf zu gering ist, wird die geforderte Temperatur in der Warmwasserbereitung nicht erreicht.
Bei herkömmlichen Warmwasserbereitungen hat man bereits versucht, das Defizit der Wärmquelle durch elektrische Heizgeräte auszugleichen. Gemäß 2 ist hierfür ein Elektroheizaggregat 65 in Form eines Elektroheizflansches in den Warmwasserspeicher 20 integriert. Die Warmwasserbereitung kann folgende Betriebszustände annehmen:

– Normalbetrieb (Beheizung Mittels Heizkreis, Elektroheizaggregat (65) ist abgeschaltet) – Bei Zapfruhe und Ladebetrieb fördert die Pumpe P2 das kalte Trinkwasser über den Anschluss A2 aus dem Speicher 20 über den Wärmeübertrager (Pos 10), in dem das Trinkwasser mittels Heizmedium auf min. 60°C erwärmt wird, über den Anschluss A3 von oben wieder in den Speicher. • Dieser Vorgang wird solange aufrechterhalten, bis der Fühler ”SFA” am Anschluss A2 des Speichers ebenfalls auf 60°C erwärmt ist, wodurch sichergestellt ist, daß das Speichervolumen vollständig und ohne Totraum auf min. 60°C erwärmt wurde. – Bei Warmwasserentnahme über den Anschluss A4 muss die gleiche Menge die an Warmwasser entnommen wird am Anschluss A1 als Kaltwasser nachfließen. – Die nachfließende Kaltwassermenge muss zunächst den Abzweig T1 passieren. • Bei einer Entnahmemenge kleiner oder gleich der Ladeleistung des Systems gelangt die nachfließende Kaltwassermenge nicht in den Speicher, sondern wird von der Trinkwasser-Ladepumpe P2 erfasst, im Wärmeübertrager 10 auf 60°C erwärmt, dem Speicher über A3 zugeführt und sofort über A4 entnommen. Hierbei erfolgt die Bedarfsabdeckung über die Ladegruppe, kein Speicher erforderlich • Bei Entnahmemengen größer der Ladeleistung muss das nachfließende Kaltwasser ebenfalls am Abzweig T1 vorbei. Dort wird nun noch der Teilvolumenstrom des Kaltwassers von der Ladegruppe erfasst der der Ladeleistung entspricht, die darüberhinausgehende Differenz wird dem Speichervolumen entnommen. – Die Warmwasserbedarfsabdeckung erfolgt zum Großteil über die Trinkwassererwärmung im reinen Durchfluss, wobei Bedarfsspitzen über das bevorratete Warmwasser abgedeckt werden.
– Notbetrieb mit Elektrobeheizung (Beheizung mit Elektroheizflansch 65 ohne den Heizkreis) und Probleme die sich u. a. dadurch ergeben: – Elektroheizstäbe haben eine, im Verhältnis zur Leistung, relativ kleine Übertragungsfläche wodurch sich eine hohe Oberflächentemperatur ergibt. Dadurch kommt es verstärkt zu Kalkablagerungen an den Heizstäben und damit zu einer kurzen Standzeit. Dies verursacht hohe Kosten, viele Ausfälle der Anlage – Die Beheizung mit Heizstab im Speicher beruht auf dem Konvektionsbetrieb • Das Wasser wird erwärmt und steigt langsam nach oben, dadurch ergibt sich eine relativ lange Verweilzeit des Wassers im Speicher bei einer Temperatur die dem Legionellenwachstum sehr förderlich ist (25°C–50°C). • Das Gesamtspeichervolumen wird langsam erwärmt, es dauert nach Beginn der Beheizung relativ lange bis Warmwasser mit 60°C gezapft werden kann. Somit werden die hygienischen Anforderungen an Trinkwassererwärmer nicht erfüllt – Wird der Heizstab in ein Speicherladesystem, zur Abdeckung des Warmwasserbedarfes bei Ausfall des Heizkreises, eingesetzt wird der Warmwasserbedarf nicht mehr anteilig über das Speichervolumen und anteilig über den Durchflussanteil des Wärmeübertragers abgedeckt, sondern ausschließlich über das nicht vollständig erwärmte Speichervolumen. Somit ist bei Einsatz von Elektroheizeinsätzen in den Speicher eines Speicherladesystems die Warmwasserleistung gegenüber dem ”Normalbetrieb” wesentlich reduziert! – Der Raum unter den Elektroheizeinsätzen wird nicht auf die erforderliche Temperatur von min. 60°C erwärmt. Folglich werden die hygienischen Anforderungen an den Trinkwassererwärmer nicht erfüllt – Der Zirkulationsvolumenstrom kann nicht definiert nacherwärmt werden. Folglich werden die hygienischen Anforderungen an Trinkwassererwärmer nicht erfüllt – Es ist praktisch nicht möglich durch den Einsatz eines Elektroheizstabes die mangelhafte Heizwasserversorgung eines Heiznetzes (zu niedrige Vorlauftemperatur heizwasserseitig) zu kompensieren.

Ferner ist bekannt, gemäß 3 einen Elektroheizflansch in einem Heizwasserspeicher 80 anzuordnen, mit dem der Wärmetauscher 10 zwischen Trinkwasserladepumpe P2 und Anschluss A3 des Warmwasserspeichers 21 beheizt wird. Der Heizkreis ist an einen zusätzlichen Wärmeübertrager 11 angeschlossen, der dem Wärmeübertrager 10 vorgeschaltet ist.
Die Grundfunktion des Speicherladesystems ist in diesem Fall so, wie bei Variante I beschreiben. Jedoch soll hier ein Heizkreis mit niedriger Vorlauftemperatur (z. B. 50°C) zur Trinkwassererwärmung genutzt werden und die fehlende Differenz auf eine Trinkwassertemperatur von min. 60°C soll mit einer elektrischen Beheizung überbrückt werden.
In diesem Beispiel wurde der Elektroheizflansch in einen Heizwasser-Pufferspeicher eingesetzt, wodurch sich schon wesentliche Vorteile für die Trinkwasserhygiene ergeben.
Doch auch bei dieser Variante ergeben sich wesentliche Nachteile:

– Die Beheizung des Pufferspeichers der Elektrobeheizung beruht ebenfalls auf dem Konvektionsprinzip. – Es dauert, nach Beginn der Elektrobeheizung, sehr lange bis im oberen Pufferspeicherbereich ausreichend Wärme (> 65°C) zur Verfügung steht, um die Warmwasserbereitung mit einer Mindestladetemperatur betrieben zu können.
– Die Strömungsgeschwindigkeit an den Elektroheizstäben vorbei wird durch die Energieabnahme der Warmwasserbereitung (Mittels Pumpe P1) bestimmt, wodurch es zu folgenden Problemen kommt: – Bei einem Umlauf wird das Heizwasser aus dem Pufferspeicher der Elektrobeheizung durch den Wärmeübertrager 10 im Speicherladesystem von 70°C auf z. B. 50°C abgekühlt. – In der Regel ist der Volumenstrom, der durch die Pumpe P1 erzeugt wird, so hoch, dass das Rücklaufwasser der Warmwasserbereitung beim Vorbeiströmen an den Elektroheizstäben nicht direkt wieder auf 70°C erwärmt werden kann. • Es kommt zu einem Ausfall der Warmwasserbereitung, der so lange dauert bis mit dem Heizaggregat eine ausreichende Temperatur (> 65°C) erreicht wurde. • Erschwert wird die ”Wiederaufheizung” des Elektrospeichers dadurch, dass gleichzeitig die Heizwasserpumpe P1 in Betrieb ist und die Schichtung im Pufferspeicher der Elektrobeheizung stört.
– Auch mit dieser Variante können die Anforderungen an die Trinkwasserhygiene nicht zuverlässig eingehalten werden.

Gemäß 4 ist eine Warmwasserbereitung bekannt, bei der im Heizkreis vor der Heizwasserpumpe P1 ein Elektrodurchlauferhitzer 65 angeordnet ist.
Auf Grund der Problematik der Konvektion und Speicherdurchmischung der Varianten I + II wurde bei dieser Variante versucht die Heizwasservorlauftemperatur des Heizkreises mit einem direkt durchflossenen Elektro-Durchlauferhitzer 65 anzuheben.
Doch auch bei dieser Anlage ergeben sich wesentliche Nachteile:

– Die erforderliche Wärmeleistung zur Nacherwärmung des Wassers im Heizkreis ist Abhängig von der Vorlauftemperatur heizkreisseitig und der aktuellen Ladeleistung. – Die Heizleistung von Elektroheizaggregaten ist Konstant, eine stufenlose Leistungsregelung ist technisch nicht mit vertretbaren Aufwand realisierbar, so dass in der Praxis in der Regel eine Leistungsteilung (z. B. hier: 2 × 9 kW) eingesetzt wird. – Der Wärmebedarf der Warmwasserbereitung, und damit der Volumenstrom durch den Elektro-Durchlauferhitzer, kann sich jedoch sehr schnell ändern. • Bei einer schnellen Reduzierung des Heizwasservolumenstromes kommt es sehr häufig zu einer Überhitzung des Heizaggregates und einem Auslösen des Sicherheitstemperaturbegrenzers. • Bei einer schnellen Erhöhung des Heizwasservolumenstromes kommt es zu einem starken Unterschwingen der Austrittstemperatur aus dem Heizaggregat was dazu Führt, dass mit der Warmwasserbereitung nicht die hygienischen Anforderungen erfüllt werden können. – Das erforderliche Regelspektrum ist durch eine mehrstufige Schaltung der Heizleistung nicht ausreichend. Beispiel: • Ladebetrieb mit Nennleistung, 100 kW Ladeleistung • Bei einer Auskühlung des Heizwassers im Wärmeübertrager 10 von 70°C auf 25°C ergibt dies eine erforderliche Heizwassermenge von 1,91 m³/h • Wenn heizkreisseitig nur 55°C Vorlauftemperatur anliegen, muss die Wassermenge von 1,91 m³/h von 55°C auf 70°C angehoben werden, woraus sich eine erforderliche elektrische Leistung von 33,3 kW ergibt. • Bei der Nacherwärmung des Zirkulationsvolumenstromes von z. B. 1,5 m³/h von 55°C auf 60°C ergibt dies eine Leistung von 9 kW. Das Heizmedium wird dabei von 70°C auf 56°C ausgekühlt, was einer Heizwassermenge von 0,55 m³/h entspricht. • Das Elektroheizaggregat muss nun 0,55 m³/h von 55°C auf 70°C erwärmen, was einer erforderlichen elektrischen Leistung von 9 kW entspricht.

Aufgabenstellung auf Grund der vorstehenden Varianten/Problematik zur elektrischen Vorlauftemperaturanhebung, bzw. vollständigen elektrischen Beheizung von Warmwassersystemen:

– Da Elektroheizaggregate sich nur in Stufen schalten, aber nicht dynamisch regeln lassen, das erforderliche bedarfsabhängige Leistungsspektrum in dem geregelt werden muss sehr groß ist, ist eine Bevorratung von erwärmtem Heizwasser unerlässlich. Demnach sollte ein Heizwasser-Pufferspeicher vorgesehen werden.
– Der Volumenstrom der elektrisch erwärmt werden muss, und die Eintrittstemperatur in das Elektroheizaggregat, ist durch die Bedingungen der installierten Warmwasserbereitung und den Heizkreis vor Ort gegeben und kann nicht durch das Heizaggregat selbst beeinflusst werden. Die einzige Größe auf die das Heizaggregat noch Einfluss nehmen kann um die von den Heizstäben erzeugte Wärme abzutransportieren ist die Schaltstufe des Heizaggregates und der Volumenstrom über die Heizstäbe. Demnach sollte der Volumenstrom durch den Elektro-Durchlauferhitzer dynamisch so geregelt werden, dass eine möglichst konstante Temperatur am Austritt aus dem Heizaggregat erreicht wird.
– Es sollte sichergestellt sein, dass im Pufferspeicher eine optimale Schichtung erreicht wird und Konvektion keinen Einfluss auf die Schichtung im Heizwasserspeicher hat, so dass schon nach kurze Zeit nach Einsetzen des elektrischen Heizbetriebes Heizwasser mit der gewünschten Temperatur für den Verbraucher (hier die Warmwasserbereitung) zur Verfügung steht. Gelöst wird diese Anforderung durch eine Temperaturabhängige Regelung des Volumenstromes über den Elektro-Durchlauferhitzer.
– Es sollte gewährleistet sein, dass das Elektroheizaggregat nicht nur zur autarken elektrischen Beheizung genutzt werden kann, sondern auch die Möglichkeit besteht Heizwasser aus einem Heizkreis mit zur Warmwasserbereitung zu nutzen. Hierfür wird die Temperatur am Heizkreis über einen Fühler aufgenommen und der Heizkreis abhängig von den aktuellen Temperaturverhältnissen mit genutzt.

Gemäß 5 hat die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 einen ersten Rücklaufanschluss A4 und einen ersten Vorlaufanschluss A3. Der erste Rücklaufanschluss A4 ist über ein Dreiwegeventil V4 und über einen Rückflussverhinderer 7 mit einem ersten Heizwassereinlass S4 unten an einem Pufferspeicher 22 verbunden. Der erste Vorlaufanschluss A3 ist mit einem ersten Heizwasserauslass S3 oben am Pufferspeicher 22 verbunden.
Der Dreiwegehahn V4 ist über einen zweiten Rücklaufanschluss A2 an den Rücklauf eines Heizkreises angeschlossen. Der erste Heizwassereinlass S4 ist über einen zweiten Vorlaufanschluss A1 mit dem Vorlauf des Heizkreises verbunden.
Der Pufferspeicher 22 hat unten einen zweiten Heizwasserauslass S1, der über eine Heizwasserladepumpe P2 und einen Rückflussverhinderer 8 mit einem Elektrodurchlauferhitzer 13 verbunden ist. Der Elektrodurchlauferhitzer 13 ist mit einem zweiten Heizwassereinlass S2 des Pufferspeichers 22 verbunden. In der Verbindungsleitung zwischen Elektrodurchlauferhitzer 13 und zweitem Heizwassereinlass S2 ist ein erster Temperaturfühler HWL vorhanden.
Ferner ist im unteren Drittel des Pufferspeichers 22 ein zweiter Temperaturfühler SFE vorhanden. In einer Verbindungsleitung zwischen Heizwasserladepumpe P2 und Elektrodurchlauferhitzer 13 ist ein dritter Temperaturfühler SFA vorhanden.
In der Verbindungsleitung zwischen ersten Rücklaufanschluss A4 und Dreiwegehahn V4 ist ein vierter Temperaturfühler HKR vorhanden und ein fünfter Temperaturfühler HKV misst die Temperatur im Vorlauf des Heiznetzes.
Sämtliche Temperaturfühler HWL, SFE, SFA, HKR und HKV, der elektrisch steuerbare Dreiwegehahn V4, der Elektrodurchlauferhitzer 13 und die Heizwasserladepumpe P2 sind elektrisch mit einer Regeleinrichtung 60 verbunden.
Die Heizwassererwärmung kann entweder vollständig elektrisch, oder unterstützt mit Heizwasser aus einem Heizkreis erfolgen.
Die Heizwasser-Ladegruppe mit der Heizwasser-Ladepumpe P2 und dem elektrischen Durchlauferhitzer 13 ist parallel zu dem Pufferspeicher 22 für Heizwasser montiert um dessen Wasserinhalt auf eine definierte Heizwassertemperatur zu erwärmen.
Die Regelung der Pufferspeicher-Ladetemperatur erfolgt nach dem Fühler ”HWL” über die Leistungsregelung der Heizwasser-Ladepumpe P2.
Bei Anlagen größerer Leistung kann die Leistung des Heizaggregates zusätzlich auf zwei Heizstufen unterteilt werden.
Gleichzeitig wird mit dem Fühler ”HKV” ständig die Temperatur am Heizkreis erfasst und mit der Rücklauftemperatur der Warmwasserbereitung, Fühler ”HKR”, verglichen.
Ist die Rücklauftemperatur aus der Warmwasserbereitung höher als die Vorlauftemperatur des Heizkreises kann der Heizkreis nicht zur Trinkwassererwärmung genutzt werden.
Beispiel:

– Vorlauftemperatur Heiznetz (Erfasst über Fühler ”HKV”) 40°C
– Rücklauftemperatur Warmwasserbereitung (Erfasst über Fühler ”HKR”): 55°C
– Die Rücklauftemperatur der Warmwasserbereitung ist höher als die Vorlauftemperatur im Heiznetz. – Die Vorlauftemperatur des Heiznetzes kann nicht genutzt werden, die Heizwassererwärmung muss vollständig elektrisch erfolgen. – Bei dem Regelventil (V4) ist der Weg AB → B vollständig geöffnet, und der Weg AB → A vollständig geschlossen. – Das Heizaggregat muss eine Temperaturspreizung von 55°C auf 70°C überwinden

Ist die Rücklauftemperatur aus der Warmwasserbereitung niedriger als die Vorlauftemperatur im Heiznetz, kann der Heizkreis mit zur Warmwasserbereitung genutzt werden.
Beispiel:

– Vorlauftemperatur Heiznetz (Erfasst über Fühler ”HKV”) 40°C
– Rücklauftemperatur Warmwasserbereitung (Erfasst über Fühler ”HKR”): 25°C
– Die Rücklauftemperatur der Warmwasserbereitung ist niedriger als die Vorlauftemperatur im Heiznetz. – Die Vorlauftemperatur des Heiznetzes kann genutzt werden, die Heizwassererwärmung erfolgt anteilig über den Heizkreis und anteilig elektrisch. – Bei dem Regelventil (V4) ist der Weg AB → B vollständig geschlossen, und der Weg AB → A vollständig geöffnet. – Das Heizaggregat muss eine Temperaturspreizung von 40°C auf 70°C überwinden

Zur Verringerung der Schalthäufigkeit der Elektroheizstufen sitzt im unteren Drittel des Pufferspeichers der Fühler ”SFE” über den der Heizwasser-Ladevorgang ausgelöst wird. Beendet wird der Ladevorgang durch eine Temperaturüberschreitung am Fühler ”SFA”.
Die wesentliche Besonderheit gegenüber anderen Varianten der elektrischen Heizwassererwärmung ist:

– Der Volumenstrom über das Elektroheizaggregat ist nicht abhängig vom aktuellen Bedarf (Anforderung der Warmwasserbereitung) sondern wird dynamisch, und Abhängig von der Austrittstemperatur aus dem Heizaggregat (Fühler ”HWL”), über die Leistung der Pumpe (P2) geregelt. Dadurch – wird ein sehr weites Regelspektrum der Heizleistung erreicht ohne Überhitzungen des Heizaggregates (Auslösen des STW) oder starkes Temperaturunterschwingen befürchten zu müssen. – steht extrem schnell nach Einsetzen der Elektrobeheizung Heizwasser mit der gewünschten Vorlauftemperatur (z. B. 70°C) zur Verfügung. – wird im Vergleich zu den bekannten Varianten der Elektrobeheizung eine sehr konstante Heizwassertemperatur zur Versorgung der Warmwasserbereitung erreicht.
– Die Temperaturdifferenzabhängige Umschaltung der Heizkreisnutzung, in Kombination mit der dynamischen Heizwasserladung, sorgt für eine optimale Nutzung der zur Verfügung stehenden Heizwärme aus dem Heizkreis, was zu einer Reduzierung des Aufwandes an elektrischer Energie führt.

Betriebszustand ”Ladebetrieb mit Nennleistung”:

– Randbedingungen: – Trinkwasser-Ladeleistung: 100 kW • Trinkwassererwärmung von 10°C → 60°C (entspr. 1,72 m³/h) • Heizwasserauskühlung von 70°C → 25°C (entspr. 1,91 m³/h) – Die Elektrobeheizung ist abgeschaltet – Heizkreisseitig steht eine Vorlauftemperatur von 40°C zur Verfügung.
– Bei Einsetzen des Ladebetriebes der Warmwasserbereitung wird diese aus dem Pufferspeicher der Elektrobeheizung über (A3) mit Heizwasser mit 70°C versorgt.
– Bei der Trinkwassererwärmung im Wärmeübertrager (10) wird das Heizwasser auf 25°C ausgekühlt und gelang zum Anschluss ”AB” des Regelventils (V4). – Beim Temperaturvergleich der Fühler ”HKV” (Heizkreis-Vorlauf) und Fühler ”HKR” (Rücklauf Warmwasserbereitung) wurde festgestellt, dass der Heizkreis mit genutzt werden kann und das Regelventil (V4) Fährt in die Stellung AB → A geöffnet. • Das Wasser mit 40°C aus dem Heizwasservorlauf gelangt über den Anschluss (A1) in die Elektrobeheizung • Das Wasser mit 25°C aus der Wassererwärmung gelangt über den Anschluss (A1) in den Heiznetz-Rücklauf.
– Daraus ergibt sich ein Volumenstrom von 1,91 m³/h der von der Warmwasserbereitung von 70°C auf 25°C abgekühlt wird.
– Durch die Heizwasserentnahme mit 70°C aus dem Pufferspeicher über (A3) fließt Wasser mit 40°C aus dem Heizkreis über (A1) in die Elektrobeheizung.
– Wird am Fühler ”SFE” im Pufferspeicher eine bestimmte Temperatur unterschritten setzt die Elektrobeheizung zunächst mit einer Stufe des Elektroheizaggregates ein. – Es werden von den 50 kW Gesamtleistung 25 kW eingeschaltet und gleichzeitig die Pumpe P2 mit geringer Leistung eingeschaltet und temperaturabhängig nach dem Fühler ”HWL” geregelt. – Bei der Erwärmung von 40°C auf 70°C bei 25 kW ergibt dies eine Wassermenge von 0,72 m³/h die über das Heizaggregat gefördert wird (ca. 40% Pumpenleistung). – Nachdem eine Beharrungszustand der Pumpenleistung eingetreten ist wird überprüft, ob die erreichte Pumpenleistung < 40% ist, ist dies der Fall wird die zweite Heizstufe zugeschaltet und die Pumpenleistung von (P2) weiter erhöht. – Demnach steht eine Heizleistung von 50 kW elektrisch zur Verfügung, was einer erwärmten Heizwassermenge von 1,44 m³/h entspricht. – Damit stehen für die Warmwasserbereitung insgesamt ca. 75 kW Heizleistung zur Verfügung, die sich auf 50 kW elektrisch und 25 kW thermisch aufteilen.

Betriebszustand ”Zirkulationswassererwärmung”:

– Randbedingungen: – Von der Warmwasserbereitung werden aktuell nur die Zirkulationsverluste bei einer Zirkulationswassermenge von 2,0 m³/h bei einer Auskühlung des Zirkulationswassers um 5 K ausgeglichen (entspricht einer Leistung von 12 kW) – Erforderliche Erwärmungsleistung: 12 kW • Trinkwassererwärmung von 55°C → 60°C (entspr. 2,00 m³/h) • Heizwasserauskühlung von 70°C → 56°C (entspr. 0,74 m³/h) – Die Elektrobeheizung ist abgeschaltet – Heizkreisseitig steht eine Vorlauftemperatur von 40°C zur Verfügung.
– Die Warmwasserbereitung wird aus dem Pufferspeicher der Elektrobeheizung über (A3) mit Heizwasser mit 70°C versorgt.
– Bei der Trinkwassererwärmung im Wärmeübertrager (10) wird das Heizwasser auf 56°C ausgekühlt und gelang zum Anschluss ”AB” des Regelventils (V4). – Beim Temperaturvergleich der Fühler ”HKV” (Heizkreis-Vorlauf) und Fühler ”HKR” (Rücklauf Warmwasserbereitung) wurde festgestellt, dass der Heizkreis kälter ist als der Rücklauf der Warmwasserbereitung und deswegen nicht zur Wassererwärmung genutzt werden kann und das Regelventil (V4) Fährt in die Stellung AB → A geschlossen. • Das Wasser mit 55°C aus der Wassererwärmung gelangt über den Anschluss (S4) zurück in den Pufferspeicher der Elektrobeheizung
– Daraus ergibt sich ein Volumenstrom von 0,74 m³/h der von der Warmwasserbereitung von 70°C auf 56°C abgekühlt wird.
– Wird am Fühler ”SFE” im Pufferspeicher eine bestimmte Temperatur unterschritten setzt die Elektrobeheizung zunächst mit einer Stufe des Elektroheizaggregates ein. – Es werden von den 50 kW Gesamtleistung 25 kW eingeschaltet und gleichzeitig die Pumpe P2 mit geringer Leistung eingeschaltet und temperaturabhängig nach dem Fühler ”HWL” geregelt. – Bei der Erwärmung von 56°C auf 70°C bei 25 kW ergibt dies eine Wassermenge von 1,54 m³/h die über das Heizaggregat gefördert wird. – Da nun weniger Energie von der Warmwasserbereitung abgenommen wird als die Elektrobeheizung liefert, erfasst über die Fühler im Speicher und insbesondere den Fühler ”SFA” wird der Heizwasserspeicher langsam wieder vollständig aufgeladen.

Claims

Vorrichtung zur Erwärmung von Heizwasser für eine Warmwasserbereitung umfassend: • einen ersten Rücklaufanschluss für einen Heizwasserrücklauf von der Warmwasserbereitung, • einen ersten Vorlaufanschluss für einen Heizwasservorlauf zur Warmwasserbereitung, • einen Pufferspeicher für Heizwasser, der unten einen mit dem ersten Rücklaufanschluss verbundenen ersten Heizwassereinlass, oben einen mit dem ersten Vorlaufanschluss verbundenen ersten Heizwasserauslass, unten einen zweiten Heizwasserauslass für die Entnahme von abgekühltem Heizwasser aus dem Pufferspeicher und oben einen zweiten Heizwassereinlass für die Zufuhr von erwärmtem Heizwasser in den Pufferspeicher aufweist, • eine Heizwasserladepumpe, deren Eingang mit dem zweiten Heizwasserauslass verbunden ist, • einen Elektrodurchlauferhitzer zwischen dem Ausgang der Heizwasserladepumpe und dem zweiten Heizwassereinlass zum Aufheizen des Heizwassers, • einen ersten Temperaturfühler, der die Temperatur des vom Elektrodurchlauferhitzer erwärmten Heizwassers erfasst und • einen mit dem ersten Temperaturfühler und der Heizwasserladepumpe verbundenen Regeleinrichtung, die so beschaffen ist, dass sie die Leistung der Heizwasserladepumpe so regelt, dass die Temperatur des vom Elektrodurchlauferhitzer erhitzten Heizwassers einen vorgegebenen Wert annimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der in der unteren Hälfte, vorzugsweise im unteren Drittel des Pufferspeichers, ein zweiter Temperaturfühler angeordnet und zwischen dem zweiten Heizwasserauslass und dem Elektrodurchlauferhitzer ein dritter Temperaturfühler angeordnet ist, der zweite und der dritte Temperaturfühler mit der Regeleinrichtung verbunden sind und die Regeleinrichtung so beschaffen ist, dass sie die Heizwasserladepumpe einschaltet, wenn sie vom zweiten Temperaturfühler erfasste Temperatur einen bestimmten Wert unterschreitet und die Heizwasserladepumpe ausschaltet, wenn die vom dritten Temperaturfühler erfasste Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der dritte Temperaturfühler zwischen der Heizwasserladepumpe und dem Elektrodurchlauferhitzer angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend einen zweiten Rücklaufanschluss für einen Heizwasserrücklauf eines Heizwasserkreises, einen zweiten Vorlaufanschluss für einen Heizwasservorlauf des Heizwasserkreises, steuerbare Ventilmittel zwischen dem ersten Rücklaufanschluss für den Heizwasserrücklauf von der Warmwasserbereitung, dem ersten Heizwassereinlass des Pufferspeichers, dem zweiten Rücklaufanschluss und dem zweiten Vorlaufanschluss zum wahlweisen Leiten von Heizwasser aus dem Heizwasserrücklauf der Warmwasserbereitung in den Pufferspeicher oder in den Heizwasserrücklauf des Heizwasserkreises unter gleichzeitigem Leiten von Heizwasser aus dem Heizwasservorlauf des Heizwasserkreises in den ersten Heizwassereinlass des Pufferspeichers.
Vorrichtung nach Anspruch 4, umfassend einen vierten Temperaturfühler, der die Temperatur im Heizwasserrücklauf der Warmwasserbereitung erfasst, einen fünften Temperaturfühler, der die Temperatur im Heizwasservorlauf des Heizwasserkreises erfasst, wobei der vierte Temperaturfühler, der fünfte Temperaturfühler und die steuerbaren Ventilmittel mit der Regeleinrichtung verbunden sind und die Regeleinrichtung so beschaffen ist, dass sie die steuerbaren Ventilmittel so einstellt, dass Heizwasser aus dem Heizwasserrücklauf der Warmwasserbereitung in den Pufferspeicher geleitet wird, falls die vom vierten Temperaturfühler gemessene Temperatur höher als die vom fünften Temperaturfühler gemessene Temperatur ist und dass sie die steuerbaren Ventilmittel so einstellt, dass Heizwasser aus dem Heizwasserrücklauf der Warmwasserbereitung in den Rücklauf des Heizwasserkreises geleitet wird und Heizwasser aus dem Heizwasservorlauf des Heizwasserkreises in den Pufferspeicher geleitet wird, wenn die vom fünften Temperaturfühler erfasste Temperatur größer als die vom vierten Temperaturfühler erfassten Temperatur ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die steuerbaren Ventilmittel einen Dreiwegehahn aufweisen, von dem ein erster Anschluss mit dem ersten Rücklaufanschluss, ein zweiter Anschluss mit dem zweiten Rücklaufanschluss und ein dritter Anschluss über einen Rückflussverhinderer mit dem zweiten Vorlaufanschluss verbunden ist, wobei der zweite Vorlaufanschluss zusätzlich mit dem ersten Heizwassereinlass verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend eine Warmwasserbereitung mit einem Warmwasserspeicher, der oben mit einem Vorlauf eines Verteil- und Zirkulationsnetzes und unten über eine Zirkulationspumpe mit dem Rücklauf der Zirkulationsleitung verbunden ist, wobei der Warmwasserspeicher ferner unten mit einer Versorgungsleitung für Kaltwasser verbunden ist, der Rücklauf der Zirkulationsleitung sowie die Kaltwasserleitung über eine Trinkwasserladepumpe mit einem Wärmeübertrager verbunden ist, der oben mit dem Warmwasserspeicher verbunden ist und der Wärmeübertrager an den ersten Vorlaufanschluss und den ersten Rücklaufanschluss angeschlossen ist.