DE10245572B4 - Heizungsanlage mit einem Mehrwegemischventil - Google Patents
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Abstract
Heizungsanlage mit einem Mehrwegemischventil (20) nach Patent DE 102 14 242 B4 zum Verbinden von Anschlüssen (7, 8, 13 und 14) wenigstens einer mit einer Umwälzpumpe (27') und einem Überströmventil (52) versehenen Wärmequelle (2) mit denen einer ersten und einer mit ihr in einer Serienschaltung liegenden zweiten Wärmesenke (21 und 22), die über das Mehrwegemischventil (20) miteinander verbunden sind, wobei stromab des Mehrwegemischventiles (20) eine weitere Umwälzpumpe (28) in der Verbindung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur zweiten Wärmesenke (22) eine Ausgleichstrecke (55) vorgesehen und dass ein weiteres Überströmventil (53) parallel zur ersten Wärmesenke (21) geschaltet ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heizungsanlage mit einem Mehrwegemischventil nach den einleitenden Teilen der unabhängigen Patentansprüche gemäss dem Hauptpatent
DE 102 14 242 B4 (Aktenzeichen 102 14 242.4) und hat eine Verbesserung des Einsatzbereiches des Mehrwegemischventiles zum Ziel. Das Hauptpatent DE 102 14 242 B4 (Aktenzeichen 102 14 242.4) hat seinerseits eine weitere Ausgestaltung der konstruktiven Durchbildung einer Heizungs- oder Kühlungsanlage nach derDE 198 21 256 C1 zum Inhalt. - Dieses Patent befasst sich mit einem Verfahren zum Betreiben einer Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung mit einer als Kessel ausgebildeten Wärmequelle, deren Vor- und Rücklaufleitungen über eine Ventilkombination mit den jeweiligen Vor- und Rücklaufleitungen zweier Wärmesenken verbunden sind, wobei sich im Zweig jeder Wärmesenke eine Umwälzpumpe befindet. Je nach Schaltstellung der beiden Umschalt- bzw. Mischventile sind die beiden Wärmesenken hintereinander, parallel oder sowohl in Serie als auch parallel geschaltet, wobei dann die Durchsätze durch die beiden Wärmesenken variieren können. Die Wärmesenke mit dem höheren Temperaturniveau liegt strömungsmässig stromauf der mit dem niedrigeren.
- Das Hauptpatent schafft hier ein einziges Mehrwegemischventil, das die Ventilkombination der beiden Einzelventile nach der
DE 198 21 256 C1 zusammenfasst, so dass die Regelfunktion der Anlage signifikant verbessert wird. Es kann aber geschehen, dass die häufig aus einem Umlaufwasserheizer bestehende Wärmequelle ihrerseits bereits ein Überströmventil und eine Umwälzpumpe aufweist, die in ihr Gehäuse integriert sind. - Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Heizungsanlage mit einem Mehrwegemischventil nach dem Hauptpatent dahingehend zu verbessern, das sie unter Verwendung möglichst weniger Bauelemente auskommt und leicht in ihren Wärmeleistungsabgaben an die erste und die zweite Wärmesenke steuerbar ist, so dass die Durchsätze der beiden Wärmesenken in dem Sinne unabhängig voneinander betrieben werden können, dass sie von einander auch abweichen, um ihren Lastanforderungen angeglichen zu werden können.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss bei einer Heizungsanlage mit einem Mehrwegemischventil der eingangs näher bezeichneten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Hierdurch wird der grosse Vorteil erreicht, dass mit der ersten Variante der Erfindung beide Wärmesenken völlig unabhängig voneinander betrieben werden können, dadurch das Parallelschalten des weiteren Überströmventiles in Verbindung mit der Ausgleichstrecke ein Ausgleich des Volumendifferenzstromes über diese möglich wird. Bei der zweiten Variante der Erfindung kann die Umwälzpumpe der zweiten Wärmesenke eingespart werden.
- Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind aus den Merkmalen der abhängigen weiteren Patentansprüche ersichtlich, die einzeln oder in beliebigen Kombinationen erfindungswesentlich sein können.
- Nachfolgend werden anhand der
1 bis5 der Zeichnungen drei Ausführungsbeipiele der Erfindung näher erläutert. - Es zeigen:
-
1 ein Schaltschema einer Heizungsanlage, -
2 eine Variante hierzu, -
3 eine weitere Variante, -
4 eine dritte Variante und -
5 eine letzte Variante. - In allen fünf Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.
- Eine Heizungsanlage
1 gemäss1 weist eine Wärmequelle2 auf, die aus einer ersten Teilquelle3 besteht, die als ein von einem Ölbrenner4 beheizter Kessel5 ausgestaltet ist, dessen Wärmetauscher6 über eine Vorlaufleitung7 und eine Rücklaufleitung8 mit einer Baugruppe9 hydraulisch verbunden ist, wobei Wasser ein Heizmedium bildet. Eine zweite Teilquelle10 der Wärmequelle2 ist als von der Sonne35 beschienener Solarkollektor11 ausgestaltet, dessen Wärmetauscher12 über eine Vorlaufleitung13 und eine Rücklaufleitung14 mit der Baugruppe9 hydraulisch verbunden ist. Für die Verschaltung der beiden Teilquellen3 und10 der Wärmequelle2 gibt es zwei Alternativen: Die Vorlaufleitung13 der zweiten Teilquelle10 kann – wie es in der1 als durchgezogene Linie15 dargestellt ist – unmittelbar und ausserhalb der Baugruppe9 mit der Rücklaufleitung der ersten Teilquelle3 verbunden sein oder sie ist in die Baugruppe9 geführt – was als gestrichelte Linie16 dargestellt ist – und dort mit der Rücklaufleitung8 der ersten Teilquelle3 verbunden. Die Baugruppe9 ist als Ventilgehäuse zu verstehen, das zumindest eine Schwerkraftbremse17 , zwei Rückflussverhinderer18 und19 und ein Mehrwegemischventil20 beinhaltet. Auf der in der Zeichnung den Teilquellen3 und10 abgewandten Seite sind zwei Wärmesenken21 und22 angeordnet, die über je eine Vorlaufverbindungsleitung23 bzw.24 und je eine Rücklaufverbindungsleitung25 bzw.26 mit der Baugruppe9 verbunden sind, wobei in die Vorlaufverbindungsleitungen23 und24 oder in die Rücklaufverbindungsleitungen25 bzw.26 je eine Umwälzpumpe27 und28 eingefügt ist. - In die Vorlaufverbindungsleitung
23 zur ersten Wärmesenke21 , die auf einem gegenüber der zweiten Wärmesenke höheren Temperaturniveau arbeitet, also beispielsweise aus einer Parallel- oder Serienschaltung von Radiatoren und/oder Konvektoren besteht, ist stromauf jedes Konvektors oder Radiators je ein Thermostatventil29 geschaltet, das entfallen kann, falls es sich bei der ersten Wärmesenke21 alternativ um einen Brauchwarmwasserspeicher handelt. - Die zweite Wärmesenke
22 ist als Fussbodenheizschlange bevorzugt gestaltet. - Innerhalb der Baugruppe
9 ist eine Vielzahl von als Strömungskanäle30 ausgeformten Leitungen für das Wasser angeordnet: Ein erster Kanal30 verbindet die Vorlaufleitung7 mit einem Verteilungspunkt31 , der über einen Kanal, der die Schwerkraftbremse17 aufweist, mit einem Sauganschluss der Umwälzpumpe27 und über einen weiteren Kanal mit dem Rückflussverhinderer18 verbunden ist. Dieser ist seinerseits über einen Kanal mit einem Einlass des Mehrwegemischventiles20 verbunden, dessen Auslass über einen Kanal an einen Sauganschluss der Umwälzpumpe28 gelegt ist. Ein weiterer Kanal verbindet die Rücklaufverbindungsleitung25 der ersten Teilquelle3 mit einem zweiten Verteilungspunkt32 , von dem ein Kanal zu einem dritten Verteilungspunkt33 geführt ist, der innerhalb aber auch ausserhalb der Baugruppe9 liegen kann, bei dem aber die Vorlaufleitung13 der zweiten Teilquelle10 mit der Rücklaufleitung8 der ersten Teilquelle3 verbunden ist. Der zweite Verteilungspunkt32 ist mittels eines Kanales an den Rückflussverhinderer19 geführt, der durch einen weiteren Kanal mit einem weiteren Einlass des Mehrwegemischventiles20 verbunden ist. - Schliesslich ist noch ein Kanal in der Baugruppe
9 vorgesehen, der die Rücklaufverbindungsleitung26 der zweiten Wärmesenke22 über einen Verteilpunkt34 sowohl über einen Kanal mit einem dritten Einlass des Mehrwegemischventiles20 als auch über einen Kanal mit der Rücklaufleitung14 der zweiten Teilquelle10 verbindet. - Beim Ausführungsbeispiel nach
2 ist die erste Teilquelle3' von einem von einem Gasbrenner4' beheizten Heizwertwärmetauscher6' eines Umlaufwasserheizers5' gebildet, der nicht im Kondensationsbereich betrieben wird und dem im Abgasweg40 des Gasbrenners4' ein Brennwertwärmetauscher41 als zweite Teilquelle10 nachgeschaltet ist, in der die latente Wärme der im Heizwertwärmetauscher nur teilweise abgekühlten Abgase zurückgewonnen wird, die auf das Heizmedium übertragen wird. Die Verschaltung der beiden Wärmetauscher ist analog der im ersten Ausführungsbeispiel geschilderten Möglichkeiten ausgeführt. - Beim Ausführungsbeispiel nach
3 ist die zweite Teilquelle10 von einem Kondensator42 einer Wärmepumpe43 gebildet, die aus einem von einem Elektromotor44 betriebenen Kompressor45 , dem Kondensator42 , einem von einem Temperaturfühler46 gesteuerten Expansionsventil47 und einem Wärme aus der Umgebungsluft aufnehmenden Verdampfer48 besteht, die alle in Serie mit einer Kreisleitung49 verbunden sind. Die Verschaltung der beiden Wärmetauscher ist analog der im ersten Ausführungsbeispiel geschilderten Möglichkeiten ausgeführt. - Sämtliche Vor- und Rücklaufleitungen
7 ,8 ,13 ,14 sowie23 ,24 ,25 und26 der Wärmequellen3 ,3' ,10 und der Wärmesenken21 und22 bilden Verbindungsleitungen für diese Elemente. - Die zweite Wärmequelle
10 könnte auch von einem einen Wärmetauscher aufweisenden Latentspeicher gebildet sein, der von der ersten Wärmequelle3 oder3' während Zeiten geringer Wärmeabnahme von der Heizungsanlage oder einer anderweitigen Wärmequelle aufgeladen wird. - Die in der
4 dargestellte dritte Variante der Heizungsanlage1 weist als zusätzliches Gestaltungsmerkmal einen Trennwärmetauscher50 auf, der im Zweig der zweiten Wärmesenke22 angeordnet ist und diese stofflich vom Restkreislauf trennt, so dass eventuell von der Fussbodenheizung in ein Kunststoffrohr der zweiten Wärmesenke eindiffundierter Sauerstoff von der ersten und der zweiten Teilquelle3 und10 ferngehalten wird, wobei die Teilquelle10 mit ihren Anschlüssen nicht dargestellt ist. Der Trennwärmetauscher50 weist eine Primärseite56 und eine Sekundärseite57 auf, die mit der zweiten Wärmesenke22 unter Zwischenschaltung einer Umwälzpumpe28' verbunden ist. Die Umwälzpumpe27' ist in ein Gehäuse51 der Teilquelle3 verlegt, die zudem ein die Leitungen7 und8 kurzschliessendes Überströmventil52 aufweist, die Umwälzpumpe28 ist primärseitig des Trennwärmetauscher50 im Zuge der zweiten Wärmesenke22 angeordnet. Die erste Teilquelle3 ist als Umlaufwasserheizer ausgebildet. Zwischen den Verteilpunkten32 und33 findet sich eine Ausgleichstrecke55 , in welcher eine beiderseitige Strömungsrichtung des Heizmediums möglich ist. Schliesslich ist ein weiteres Überströmventil53 in die Baugruppe9 eingefügt, das den Verteilpunkt31 mit der Leitung8 unter Umgehung der Wärmesenke21 mit ihrem Thermostatventil29 verbindet. - Die in der
5 dargestellte letzte Variante der Heizungsanlage1 weist gleichfalls den Trennwärmetauscher50 auf, der aber in die Baugruppe9 integriert ist, also mit ihr baulich vereinigt ist. Die Umwälzpumpe28 ist entfallen, die Umwälzpumpe28' ist wiederum sekundärseitig des Trennwärmetauscher50 im Zuge der zweiten Wärmesenke22 angeordnet. Dafür ist zwischen den Verteilpunkten32 und33 , also parallel zur Primärseite56 des Trennwärmetauschers50 , ein Druckbegrenzungsventil54 vorgesehen, das die Ausgleichstrecke55 ersetzt, und das aufgrund einer Einstellmöglichkeit im Bereich von etwa 70 bis 150 mbar so eingestellt ist, dass es nur noch einen Druck von maximal 150 mbar zulässt, wobei es ein Teil der Baugruppe9 ist. Dadurch gelingt die Wärmeabgabe an beide Wärmesenken21 und22 von beiden Teilquellen3 und10 mit nur einer einzigen Pumpe27' , die in der Teilquelle3 vorgesehen ist.
Claims (6)
- Heizungsanlage mit einem Mehrwegemischventil (
20 ) nach Patent DE 102 14 242 B4 zum Verbinden von Anschlüssen (7 ,8 ,13 und14 ) wenigstens einer mit einer Umwälzpumpe (27' ) und einem Überströmventil (52 ) versehenen Wärmequelle (2 ) mit denen einer ersten und einer mit ihr in einer Serienschaltung liegenden zweiten Wärmesenke (21 und22 ), die über das Mehrwegemischventil (20 ) miteinander verbunden sind, wobei stromab des Mehrwegemischventiles (20 ) eine weitere Umwälzpumpe (28 ) in der Verbindung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur zweiten Wärmesenke (22 ) eine Ausgleichstrecke (55 ) vorgesehen und dass ein weiteres Überströmventil (53 ) parallel zur ersten Wärmesenke (21 ) geschaltet ist. - Heizungsanlage mit einem Mehrwegemischventil (
20 ) nach Patent DE 102 14 242 B4 zum Verbinden von Anschlüssen (7 ,8 ,13 und14 ) wenigstens einer mit einer Umwälzpumpe (27' ) und einem Überströmventil (52 ) versehenen Wärmequelle (2 ) mit denen einer ersten und einer mit ihr in einer Serienschaltung liegenden zweiten Wärmesenke (21 und22 ), die über das Mehrwegemischventil (20 ) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur zweiten Wärmesenke (22 ) ein Druckbegrenzungsventil (54 ) vorgesehen und dass ein weiteres Überströmventil (53 ) parallel zur ersten Wärmesenke (21 ) geschaltet ist. - Heizungsanlage mit einem Mehrwegemischventil (
20 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Baugruppe (9 ) vorgesehen ist, die das Mehrwegemischventil (20 ), die Ausgleichstrecke (55 ) und das weitere Überströmventil (53 ) umfasst. - Heizungsanlage mit einem Mehrwegemischventil (
20 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trennwärmetauscher (50 ) in der zweiten Wärmesenke (22 ) vorgesehen ist, in dessen Sekundärkreis eine Umwälzpumpe (28' ) angeordnet ist. - Heizungsanlage mit einem Mehrwegemischventil (
20 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennwärmetauscher (50 ) zusätzlich in die Baugruppe (9 ) integriert ist. - Heizungsanlage mit einem Mehrwegemischventil (
20 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (54 ) parallel zur Primärseite (56 ) des Trennwärmetauschers (50 ) geschaltet ist.
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