DE10201752B4

DE10201752B4 - Heizsystem mit einem Heizwasser-Kreislauf

Info

Publication number: DE10201752B4
Application number: DE2002101752
Authority: DE
Inventors: Berni Reisser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2022-01-19
Also published as: DE10201752A1; EP1331451A1

Abstract

Heizsystem mit einem Wärmeerzeuger (10) zur Erwärmung von Heizwasser, das in einem Heizwasser-Kreislauf (11, 12) über eine Zirkulationspumpe (13) den Verbrauchern (14) zugeführt wird, wobei dem Heizwasser-Kreislauf (11, 12) ein Überdruckventil (15) zugeordnet ist und an dem Heizwasser-Kreislauf ein als Zweistellungsventil (20) ausgebildetes Nachspeiseventil angebracht ist, das mit dem Frischwassernetz (21) verbunden ist und dem Heizwasser-Kreislauf (11, 12) Frischwasser zuführt, um den Druck im Heizwasser-Kreislauf (11, 12) auf einem vorgegebenen oder vorgebbaren Wert zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweistellungsventil (20) mit einem in einem Ventilgehäuse (22) hin und her verstellbaren Kolben (23) ausgebildet ist und dass die eine Seite (25) des Kolbens (23) mit einer Ventilfeder (27) und dem Heizwasser-Kreislauf (11, 12) und die andere Seite (26) des Kolbens (23) mit dem Frischwassernetz (21) verbunden sind, wobei der Kolben (23) Frischwassernetz (21) und Heizwasser-Kreislauf (11, 12) verbindet, wenn die vom Druck des Frischwassernetzes (21) abgeleitete Kraft die am Kolben...

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizsystem mit einem Wärmeerzeuger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei den bekannten Heizsystemen dieser Art kommen Ausdehnungsgefäße zum Einsatz, die bei Vergrößerung des Heizwasservolumens Heizwasser aufnehmen, um den Druck im Heizwasser-Kreislauf auch nicht über den vorgegebenen oder vorgebbaren Wert ansteigen zu lassen. Dies würde oft zum Ansprechen des Überdruckventils und Abfließen von Heizungswasser führen. Das Ausdehnungs gefäß dient bei Abkühlung des Heizwassers und der damit verbundenen Volumenverkleinerung als Wassernachschubelement.
Bei modernen Kombi-Heizgeräten wird das Ausdehnungsgefäß in die Baueinheit integriert und bestimmt im Wesentlichen die Baugröße.
Die Ausdehnungsgefäße werden oft noch zu klein dimensioniert. Dies kann dazu führen, dass über das Überdruckventil im ersten Schritt Heizwasser abgelassen wird. Dies bedingt, dass bei einigen Lastwechseln zu wenig Heizwasser im Heizwasser-Kreislauf vorhanden ist, was auch Betriebsstörungen nach sich ziehen kann. Bei den bekannten Heizsystemen muss dann Frischwasser durch manuelle Schaltmaßnahmen nachgefüllt werden.
Über längere Betriebszeiten reduziert sich das Heizwasser auch bei Nichtansprechen des Überdruckventils, was ebenfalls von Zeit zu Zeit einen Nachfüllvorgang von Frischwasser in den Heizwasser-Kreislauf erforderlich macht.

Aus DE 94 06 048 U1 ist ein Heizsystem bekannt, bei dem in einem Heizwasser-Kreislauf über eine Zirkulationspumpe den Verbrauchern Heizwasser zugeführt wird. Dem Heizwasser-Kreislauf ist ein Überdruckventil und ein als Zweistellungsventil ausgebildetes Nachspeiseventil zugeordnet, wobei über das Nachspeiseventil dem Heizwasser-Kreislauf Frischwasser zuführbar ist, um den Druck im Heizwasser-Kreislauf auf dem vorgegebenen oder vorgebbaren Wert zu halten. Das als Zweistellungsventil ausgebildete Nachspeiseventil besteht dabei aus einem Magnetventil und einem Rückschlagventil. Dem Zweistellungsventil ist zusätzlich ein Druckwächter zugeordnet, der den Druckabfall im Heizwasser-Kreislauf detektiert und ein entsprechendes Signal zum Öffnen des Magnetventils bei Unterschreitung der entsprechenden Druckgrenze übermittelt, sodass das Magnetventil geöffnet wird.

Eine Füllvorrichtung zum Befüllen eines Heizwasser-Kreislaufs eines Heizungssystems ist aus DE 16 79 330 A bekannt. Dabei ist ein als Schwimmerventil ausgebildetes Füllventil in Verbindung mit einem Rückschlagventil vorgesehen. Sinkt der Druck im Heizwasser-Kreislauf, öffnet das Rückschlagventil und aus dem Füllraum strömt Frischwasser über das Rückschlagventil in den Heizwasser-Kreislauf. Aufgrund des Druckabfalls wird gleichzeitig im Füllraum das Schwimmerventil geöffnet, sodass Frischwasser nachströmen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Heizsystem der eingangs erwähnten Art ohne den Einsatz eines voluminösen Ausdehnungsgefäßes mit einfachen Mitteln einen automatischen Nachfüllvorgang von Frischwasser in den Heizwasser-Kreislauf zu erreichen.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass an dem Heizwasser-Kreislauf ein Nachspeiseventil angebracht ist, das mit dem Frisch wassernetz verbunden ist und dem Heizwasser-Kreislauf Frischwasser zuführt, um den Druck im Heizwasser-Kreislauf auf einem vorgegebenen oder vorgebbaren Wert zu halten.

Dieses Nachspeise-Ventil spricht an, wenn der Druck im Heizwasser-Kreislauf um einen vorgegebenen oder vorgebbaren Wert absinkt und stellt dann eine Verbindung vom Frischwassernetz zum Heizwasser-Kreislauf her. Frischwasser mit hohem Druck fließt solange in den Heizwasser-Kreislauf, bis der Druckausgleich wieder erreicht ist und das Nachspeise-Ventil die Verbindung zwischen dem Frischwassernetz und dem Heizwasser-Kreislauf wieder unterbricht. Dabei spielt es keine Rolle, aus welchem Grund der Druck im Heizwasser-Kreislauf abgefallen ist. Es werden in jedem Fall bei vorgegebenem oder vorgebbarem Druckabfall ein automatischer Nachfüllvorgang von Frischwasser ausgeführt und die Druckverhältnisse im Heizwasser-Kreislauf wieder hergestellt.

Ist die Verbindung vom Frischwassernetz zum Heizwasser-Kreislauf hergestellt, dann ist ein Rückfluss von Heizwasser in das Frischwassernetz verhindert, da der Druck im Frischwassernetz in der Regel größer ist als im Heizwasser-Kreislauf. Das Nachspeise-Ventil sperrt die Verbindung bevor sich die Druckverhältnisse umkehren.

Ein Nachspeise-Ventil zum automatischen Nachfüllen von Frischwasser ist so ausgebildet, dass das Nachspeise-Ventil als Zweistellungsventil mit einem in einem Ventilgehäuse hin und her verstellbaren Kolben ausgebildet ist, dass auf die eine Seite des Kolbens die Kraft einer Ventilfeder und eine aus dem Druck im Heizwasser-Kreislauf abgeleitete Kraft und auf die andere Seite des Kolbens eine aus dem Druck im Frischwassernetz abgeleitete Kraft einwirkt, dass der Kolben die Verbindung zwischen dem Frischwassernetz und dem Heizwasser-Kreislauf nur dann freigibt, wenn die vom Druck des Frischwassernetzes abgeleitete Kraft die am Kolben auf der Seite des Heizwasser-Kreislaufes abgeleitete Kraft und die Kraft der Ventilfeder um einen vorgegebenen Schaltwert übersteigt.

Die Ruhestellung des Nachspeise-Ventils ist dadurch gegeben, dass bei vorgegebenem oder vorgebbarem Druck im Heizwasser-Kreislauf der Kolben die Verbindung zwischen dem Frischwassernetz und dem Heizwasser-Kreislauf unterbricht.

Die Verbindung vom Frischwassernetz zum Heizwasser-Kreislauf wird dadurch gesteuert, dass der Kolben des Nachspeise-Ventils einen quer zur Verstellrichtung des Kolbens gerichteten Durchgangskanal aufweist, der in der Nachspeisestellung die Anschlüsse des Frischwassernetzes und des Heizwasser-Kreislaufes am Ventilgehäuse miteinander verbindet und dass in der Nicht-Nachspeisestellung der Kolben diese Anschlüsse absperrt.

Die Anordnung im Heizwasser-Kreislauf wird vorzugsweise so ausgeführt, dass das Nachspeise-Ventil zwischen dem Wärmeerzeuger und einer im Heizwasser-Vorlauf des Heizwasser-Kreislaufes eingeschleiften Zirkulationspumpe angekoppelt ist.

Die Einwirkung des Frischwassernetzes und des Heizwasser-Kreislaufes auf das Nachspeise-Ventil wird nach einer Ausgestaltung so vollzogen, dass der Kolben im Ventilgehäuse zwei Kammern abteilt, dass in der einen Kammer die Ventilfeder auf die zugekehrte Seite des Kolbens einwirkt und dass in diese Kammer eine Verbindungsleitung mündet, die an der Vorlaufleitung des Heizwasser-Kreislaufes abzweigt und dass in die andere Kammer eine Verbindungsleitung mündet, die an dem Frischwassernetz abzweigt.

Ist nach einer Weiterbildung vorgesehen, dass in die an der Vorlaufleitung oder dem Frischwassernetz abgezweigten Verbindungsleitung ein Druckregler eingeschleift ist, dann können die Schaltwerte für das Nachspeise-Ventil an unterschiedliche Druckwerte im Heizwasser-Keislauf angepasst werden.

Zeichnung
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 im Prinzipschaltbild einen Heizwasser-Kreislauf mit einem erfindungsgemäßen Nachspeise-Ventil und
2 ein schematisches Ausführungsbeispiel für ein im Heizwasser-Kreislauf nach 1 einsetzbares Nachspeise-Ventil.
In 1 ist der Heizwasser-Kreislauf dargestellt. Ein Wärmeerzeuger 10, z.B. eine Kombi-Gastherme moderner Art speist einen über eine Vorlaufleitung 11, eine Zirkulationspumpe 13 die Verbraucher 14, z.B. Radiatoren. Das Heizungswasser fließt über die Rücklaufleitung 12 zum Wärmeerzeuger 10 zurück.
An die Vorlaufleitung 11 ist zwischen dem Wärmeerzeuger 10 und der Zirkulationspumpe 13 ein Überdruckventil 15 angeschlossen, das bei vorgegebenem Überdruck im Heizwasser-Kreislauf öffnet und über eine Abflussleitung Heizwasser in die Kanalisation 16 abführt.
Außerdem ist an die Vorlaufleitung 11 in diesem Abschnitt des Heizwasser-Kreislaufes ein Nachspeise-Ventil 20 angeschaltet, das mit dem Frischwassernetz 21 verbunden ist. Dieses Nachspeise-Ventil 20 übernimmt die Aufgabe, automatisch Frischwasser dem Heizwasser-Kreislauf zuzuführen, wenn der Druck im Heizwaser-Kreislauf von vorgegebenem Druck um ein vorgebbares Maß abweicht, um den Druck wieder auf den vorgegebenen Druck zu bringen. Das Nachspeise-Ventil 20 ist daher als Zweistellungsventil ausgelegt. Ist ein Nachfüllvorgang erforderlich, stellt das Nachspeise-Ventil 20 eine Verbindung zwischen dem Frischwassernetz 21 und der Vorlaufleitung 11 des Heizwasser-Kreislaufes her. Ist beim Erreichen des vorgebenen Druckes im Heizwasser-Kreislauf der Nachfüllvorgang beendet, dann unterbricht das Nachspeise-Ventil 20 wieder die Verbindung vom Frischwassernetz 21 zur Vorlaufleitung 11 des Heizwasser-Kreislaufes.
In der ersten Schaltstellung des Nachspeise-Ventils 20 ist ein Rückfluss von Heizungswasser in das Frischwassernetz 21 verhindert, da der höhere Druck des Frischwassernetzes 21 dem niedrigeren Druck in der Vorlaufleitung 11 des Heizwasser-Kreislaufes entgegengesetzt ist.
Wenn es erforderlich ist, den Druck im Heizwasser-Kreislauf auf unterschiedliche Werte einzustellen, kann mit Hilfe eines Druckregelventiles erreicht werden, dass die Schaltbedingungen für das Nachspeiese-Ventil 20 für die beiden Schaltstellungen eingehalten, d.h. eingestellt werden können.
Anhand der 2 wird der Aufbau eines derartigen Zweistellungsventiles erläutert. In einem Ventilgehäuse 22 ist ein Kolben 23 hin und her verstellbar, der im Ventilgehäuse 22 zwei Kammern 30 und 31 abteilt. Der Kolben 23 weist senkrecht zur Verstellrichtung des Kolbens 23 einen Durchgangskanal 24 auf, der in den beiden Schaltstellungen zum einen den Anschluss für das Frischwassernetz 21 mit dem Anschluss für die Vorlaufleitung 11 des Heizwasser-Kreislaufes verbindet und in der anderen Schaltstellung unterbricht, d.h. sperrt. die Anschlüsse sind am Ventilgehäuse 22 angebracht und mit entsprechend weitergeführten Leitungen verbunden. In die Kammer 30 mündet eine Verbindungsleitung 28, die an der Vorlaufleitung 11 abgezweigt ist, während in die Kammer 31 eine Verbindungsleitung 29 mündet, die am Frischwassernetz 22 abgezweigt ist.
Auf die einander gegenüberliegenden Seiten 25 und 26 des Kolbens 23 wirkt stets ein Kraftpaar ein, dessen Differenz die Schaltstellung des Kolbens 23 bestimmt. Dabei ist die auf die Seite 25 einwirkende Kraft durch eine Ventilfeder 27 unterstützt und erhöht. Überwiegt die Kraft auf der Seite 25, dann unterbricht der Kolben 23 (in der 2 nach rechts verschoben) die Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen am Ventilgehäuse 22. Überwiegt dagegen die Kraft auf der Seite 26 des Kolbens 23, dann wird er in der linken Schaltstellung den Durchgangskanal 24 mit den Anschlüssen zur Deckung bringen und die Verbindung durchschalten.
Das Kräfteverhältnis am Kolben 23 ist nun so auf den gewünschten Arbeitsdruck des Heizwasser-Kreislaufes abzustimmen (und dies mit Hilfe entsprechender Ventilfedern 27 oder einem zusätzlichen Druckregelventil in einer Zuleitung zu den Anschlüssen des Ventilgehäuses 22 oder einer Verbindungsleitung 28 oder 29), dass bei ordnungsgemäßem Druck im Heizwsser-Kreislauf der Kolben 23 die sperrende rechte Schaltstellung einnimmt, während bei Absinken des Druckes im Heizwasser-Kreislauf um einen bestimmten Wert der Kolben 23 in die freigebende, linke Schaltstellung verstellt wird und nach dem Erreichen der gewünschten Druckverhältnisse im Heizwasser-Kreislauf wieder in die rechte, sperrende Schaltstellung zurückkehrt.
Der konstruktive Aufbau des Nachspeiese-Ventils 20 kann verschieden gestaltet werden. Das Nachspeise-Ventil 20 muss nur in der anhand der 2 erläuternden Weise funktionieren.

Claims

Heizsystem mit einem Wärmeerzeuger (10) zur Erwärmung von Heizwasser, das in einem Heizwasser-Kreislauf (11, 12) über eine Zirkulationspumpe (13) den Verbrauchern (14) zugeführt wird, wobei dem Heizwasser-Kreislauf (11, 12) ein Überdruckventil (15) zugeordnet ist und an dem Heizwasser-Kreislauf ein als Zweistellungsventil (20) ausgebildetes Nachspeiseventil angebracht ist, das mit dem Frischwassernetz (21) verbunden ist und dem Heizwasser-Kreislauf (11, 12) Frischwasser zuführt, um den Druck im Heizwasser-Kreislauf (11, 12) auf einem vorgegebenen oder vorgebbaren Wert zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweistellungsventil (20) mit einem in einem Ventilgehäuse (22) hin und her verstellbaren Kolben (23) ausgebildet ist und dass die eine Seite (25) des Kolbens (23) mit einer Ventilfeder (27) und dem Heizwasser-Kreislauf (11, 12) und die andere Seite (26) des Kolbens (23) mit dem Frischwassernetz (21) verbunden sind, wobei der Kolben (23) Frischwassernetz (21) und Heizwasser-Kreislauf (11, 12) verbindet, wenn die vom Druck des Frischwassernetzes (21) abgeleitete Kraft die am Kolben (23) auf der Seite des Heizwasser-Kreislaufs abgeleitete Kraft und die Kraft der Ventilfeder (27) um einen vorgegebenen Schaltwert übersteigt.
Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (23) des Zweistellungsventils (20) einen quer zur Verstellrichtung des Kolbens (23) gerichteten Durchgangskanal (24) aufweist, der in der Nachspeisestellung die Anschlüsse des Frischwassernetzes (21) und des Heizwasser-Kreislaufs (11, 12) am Ventilgehäuse (22) miteinander verbindet, und dass in der Nicht-Nachspeisestellung der Kolben (23) diese Anschlüsse absperrt.
Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweistellungsventil (20) zwischen dem Wärmeerzeuger (10) und einer im Heizwasser-Vorlauf (11) des Heizwasser-Kreislaufs eingeschleiften Zirkulationspumpe (13) angekoppelt ist.
Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (23) im Ventilgehäuse (22) zwei Kammern (30, 31) abteilt, dass in der einen Kammer (30) die Ventilfeder (27) angeordnet ist und dass in diese Kammer (30) eine Verbindungsleitung (28) mündet, die an der Vorlaufleitung (11) des Heizwasser-Kreislaufs (11, 12) abzweigt, und dass in die andere Kammer (31) eine weitere Verbindungsleitung (29) mündet, die an dem Frischwassernetz (21) abzweigt.
Heizsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die an der Vorlaufleitung (11) oder dem Frischwassernetz (21) abgezweigten Verbindungsleitung (28 oder 29) ein Druckregler eingeschleift ist.