DE10313415A1

DE10313415A1 - System zur Versorgung von Verbrauchern mit Warmwasser

Info

Publication number: DE10313415A1
Application number: DE2003113415
Authority: DE
Inventors: Klaus-Henning Dipl.-Ing. Terschüren; Helmut Dipl.-Ing. Jäger; Gabriele Bollmann
Original assignee: Solvis GmbH and Co KG
Current assignee: Solvis De GmbH
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: DE10313415B4

Abstract

Bei einem System zur Versorgung von Verbrauchern mit Warmwasser für Heizungszwecke, Brauchwasser und/oder Trinkwasser mittels eines Speichers, der mit einem auswechselbaren Wärmeerzeugereinschub zur Erwärmung eines in ihm gespeicherten Mediums mit einem eine Brennkammer, einen Abgaswärmetauscher und eine Abgasführung aufweisenden Wärmeerzeuger versehen ist sowie mit Anschlüssen für eine Solaranlage und mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung für den Betrieb und die Brennstoffzufuhr, sind im Wesentlichen drei für sich auswechselbare, miteinander verbindbare, hinsichtlich ihrer Bemessung und Wirkungsweise aneinander angepasste oder anpassbare Baugruppen vorgesehen, nämlich eine Baugruppe Wärmeerzeugereinschub aus einem Sortiment von Typen für den Betrieb mit jeweils unterschiedlichen Brennstoffen, wie Öl, Gas, Pflanzenöl, Pellets oder Wärmepumpe, sowie einen diesen Einschub tragenden Flanschdeckel, eine Baugruppe Speicher aus einem Sortiment von Typen unterschiedlicher Volumina und Bauweise, aber mit einem Befestigungsflansch zur Verbindung mit dem Flanschdeckel der Baugruppe Wärmeerzeugereinschub sowie mit Anschlüssen für Solar-, Brauchwasser und Trinkwasser, und eine Baugruppe Konsole mit einem an die beiden anderen Baugruppen angepassten Gestell und Bauteilen aus einem Sortiment von Typen für den Betrieb, für die Versorgung, Abgasführung und Mess- und/oder Regeleinrichtungen bzw. Steuerung der unterschiedlichen Typen der beiden anderen Baugruppen.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Versorgung von Verbrauchern mit Warmwasser für Heizungszwecke, Brauchwasser und/oder Trinkwasser mittels eines Speichers, der mit einem auswechselbaren Wärmeerzeugereinschub zur Erwärmung eines in ihm gespeicherten Mediums mit einem eine Brennkammer, einen Abgaswärmetauscher und eine Abgasführung aufweisenden Wärmeerzeuger versehen ist sowie mit Anschlüssen für eine Solaranlage und mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung für den Betrieb und die Brennstoffzufuhr. Ein solches System ist durch die EP 0 795 109 B1 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wartung solcher Systeme zu vereinfachen und die Kosten zu senken. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 definierte Erfindung gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Im Prinzip besteht die Erfindung bei einem System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 darin, dass im Wesentlichen drei für sich auswechselbare, miteinander verbindbare, hinsichtlich ihrer Bemessung und Wirkungsweise aneinander angepasste oder anpassbare Baugruppen vorgesehen sind, nämlich eine Baugruppe Wärmeerzeugereinschub aus einem Sortiment von Typen für den Betrieb mit jeweils unterschiedlichen Brennstoffen wie Öl, Gas, Pflanzenöl, Pellets oder Wärmepumpe, sowie einen diesen Einschub tragenden Flanschdeckel, eine Baugruppe Speicher aus einem Sortiment von Typen unterschiedlicher Volumina und Bauweise, aber mit einem Befestigungsflansch zur Verbindung mit dem Flanschdeckel der Baugruppe Wärmeerzeugereinschub sowie mit Anschlüssen für Solar-, Brauchwasser und Trinkwasser und Mess- und/oder Regeleinrichtungen, und eine Baugruppe Konsole mit einem an die beiden anderen Baugruppen angepassten Gestell und Bauteilen aus einem Sortiment von Typen für den Betrieb, für die Versorgung, Abgasführung und Steuerung der unterschiedlichen Typen der beiden anderen Baugruppen.
Dem Speicher sind zwei Heizkreise mit unterschiedlichen, auswechselbaren Typen zugeordnet und der Konsole für jeden Heizkreis eine entsprechend bemessene, auswechselbare und/oder anpassbare Regeleinrichtung.
Ein Heizkreis ist dem Wärmeerzeugereinschub und ein anderer Heizkreis einem Solarkreis zugeordnet. Der Solarkreis enthält in der Konsole eine Solarpumpe, eine Befüllungseinrichtung an der Solarpumpe, ein auswechselbares Ausdehnungsgefäß für die Bereitstellung unterschiedlicher Volumina und eine Mess- und Regeleinrichtung für den Solarkreis. Die Mess- und Regeleinrichtung ist in einem aufklappbaren Teil der Konsole angeordnet.
Die der Konsole zugeordneten Bestandteile des Solarkreises sind für den gelieferten Typ vormontiert und geprüft. Diese Bestandteile können bei einer Auswechslung oder Änderung des Solarkreises auswechselbar und/oder veränderbar sein.
Die der Konsole zugeordneten Bestandteile des dem Wärmeerzeugereinschub zugeordneten Heizkreises sind für den gelieferten Typ vormontiert und geprüft. Diese Bestandteile können bei einer Auswechslung oder Änderung des Wärmeerzeugereinschubs und/oder des Heizkreises auswechselbar und/oder veränderbar sein.
Der oder den Mess- und Regeleinrichtungen der Konsole sind vorzugsweise Mikroprozessoren zugeordnet mit vorprogrammierten Daten für die Regelung und/oder Steuerung der Heizkreise.
Für den Speicher ist ein Sortiment von Speichern mit Volumen von 350 bis 1500 Litern vorgesehen.
Die Heizkreise im Speicher wirken auf dieselbe Wassermenge im Speicher ein.
Der Heizkreis der Solarheizung wirkt nach dem Prinzip des Schichtenladers auf die Wassermenge ein und der Heizkreis des Wärmeerzeugereinschubs auf den oberen Bereich der Wassermenge im Speicher. Dieser Heizkreis wird beispielsweise zugeschaltet, wenn sehr warmes Wasser abgerufen wird.
Die Speicher weisen eine mittels ein oder mehrerer Bügelverschlüsse montierbare Isolierung auf, die vorzugsweise hautneutrale Bestandteile enthält.
Die Konsole weist verstellbare Füße auf zur Anpassung ihrer Bauteile an die Baugruppen Speicher und Wärmeerzeugereinschub.
Der Wärmeerzeugereinschub zur Erwärmung eines Mediums mit einem Wärmeerzeuger, insbesondere einem Öl- oder Gasbrenner, hat eine Brennkammer, einen Abgaswärmetauscher und eine Abgasführung und ist über einen druckdichten Flanschdeckel an einem Befestigungsflansch des das Medium enthaltenden Speichers montierbar.
Derartige Wärmeerzeuger werden vorzugsweise zur Erwärmung von Brauchwasser oder Heizungswasser in einem Speicher verwendet. Der Speicher bzw. Kessel kann dabei als direkt beheizter Brauchwassererwärmer oder als Pufferspeicher-Wärmeerzeuger arbeiten. Als Wärmeerzeuger bzw. Brenner zur Erzeugung der Wärme werden vorzugsweise Öl- oder Gasbrenner, mit oder ohne Brennwertnutzung, eingesetzt. Dabei bedingt eine Vielfalt von Leistungsbereichen und Brennarten auch eine Vielzahl unterschiedlicher Grundgeräte. Schließlich können Wärmeerzeuger auf der Basis von Pellets, Pflanzenöl und anderen Brennstoffen eingesetzt werden. Der Wärmeerzeuger bzw. Brenner, die Brennkammer, der Abgaswärmetauscher, die Abgasführung und der Flanschdeckel sind dabei zu einer kompakten Baugruppe vereinigt, die als ganze an dem Speicher befestigt und von diesem gelöst werden.
Die Erfindung ermöglicht mit wenigen standardisierten Grundelementen eine Anpassung an die jeweils geforderte Wärmeleistung sowie an unterschiedliche Brennerarten oder auch unterschiedliche Energieträger.
Dieselbe Baugruppe Wärmeerzeugereinschub kann in verschiedene Gerätetypen, insbesondere in Speicher unterschiedlicher Größe, eingesetzt werden, weil alle in ihren Maßen unterschiedlichen Speicher den gleichen Befestigungsflansch aufweisen. Durch freie Veränderbarkeit der Brennkammerlänge und der Wärmetauscher-Rohrlänge ist eine modulare Leistungsanpassung und/oder eine Verschiebung der Kesselanforderung (kondensierend/nicht kondensierend, Niedertemperatur-/Hochtemperaturkessel) möglich. Besondere Vorteile ergeben sich durch ein Sortiment mit einheitlichen Einschubteilen für die Lagerhaltung und beim Zeitaufwand bei Säuberung, Wartung und Reparaturen. Der Nutzer einer solchen Anlage kann die Wärmeerzeugung von Gas auf Öl oder Pellets etc. umstellen, ohne die Anlage selbst zu verändern.
Vorzugsweise erfolgt die lösbare Befestigung der Baugruppe mit ihrem Flanschdeckel an dem Befestigungsflansch im oberen, wärmeren Bereich des Speichers. Bei einem Speicher nach dem Prinzip des Schichtenladers, bei dem die niedrigen Temperaturen in den unteren Bereichen und die höheren Temperaturen in den oberen Bereichen des Speichers gegeben sind, wird dadurch nämlich die Brennkammertemperatur immer auf die wärmeren Schichten übertragen. Der mit der Brennkammer in einem u-förmigen Gussteil vereinte Abgaswärmetauscher ist dann vorzugsweise räumlich unterhalb der Brennkammer angeordnet. Dadurch wirkt die Abgastemperatur auf die kälteren Schichten ein. Das den Wärmetauscher umgebende Medium kühlt somit das Abgas auf niedrige Temperaturen, wodurch ein guter Wirkungsgrad und niedrige Schadstoffwerte erreicht werden. Es kann zugleich ein möglichst kaltes Abgas erreicht werden, z. B. zur Kondensation der Feuchtigkeit im Abgas bei Brennwertbetrieb.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles beispielsweise näher erläutert. Darin zeigen
1 Die Ansicht eines Systems mit den drei Baugruppen mit einem Blick in einen teilweise geschnittenen Speicher mit einem Wärmeerzeugereinschub und einem Solarkreis sowie mit einer Konsole;
2 eine gesonderte Ansicht der Konsole mit geöffneter Klappe;
3 eine Ansicht des Speichers ohne Isolierung mit frei zugänglichem Befestigungsflansch für den Wärmeerzeugereinschub;
4 eine Ansicht des Speichers ohne Isolierung mit Anbauten;
5 eine perspektivische Ansicht der Konsolenverkleidung; und
6 ein Sortiment von Baugruppen.
1 zeigt die Ansicht eines Systems zur Versorgung von Verbrauchern mit Warmwasser für Heizungszwecke, Brauchwasser und Trinkwasser. Im Wesentlichen enthält das System drei Baugruppen 1, 5 und 8, nämlich einen Wärmeerzeugereinschub 1 für einen ersten Heizkreis 2 zur Erzeugung von Heißwasser, einen Speicher 5 mit einer zu erwärmenden Wassermenge und einem zweiten, insbesondere solar betriebenen Heizkreis 3, und einer Konsole 8 mit den Wesentlichen für den Betrieb der ersten beiden Baugruppen sinnvollen Bauteilen.
In 1 ist eine Ansicht des teilweise geschnittenen Speichers 5 mit einem Ausführungsbeispiel des Wärmeerzeugereinschubes 1 und des Solarkreises 3 sowie eines sogenannten Schichtenladers 21 dargestellt. Der Speicher 5 ist an seiner Außenseite mit einem Befestigungsflansch 7 versehen mit einer Öffnung für den Wärmeerzeugereinschub 1. Dieser hat eine Brennkammer 15, eine Abgasführung 16 und einen Abgaswärmetauscher 17, die alle an einem von außen zugänglichen Flanschdeckel 6 enden und mit diesem eine feste Einheit, den Wärmeerzeugereinschub 1 bilden. Dieser Einschub 1 ist mit dem Befestigungsflansch 7 des Speichers 5 dicht verbindbar. Die Schraubenköpfe 61 am Umfang des Flanschdeckels 6 des Einschubes 1 stellen ein Beispiel für die Art der Verbindung dar. An der Außenseite des Flanschdeckels 6 sind die Brennstoffzuführung 14 für die Brennkammer 15 und die Abgasableitung 18 abnehmbar und auswechselbar angebracht. Der Wärmeerzeugereinschub 1 ist im oberen Bereich des Speichers 5 angeordnet.
Der einerseits mit Luft und andererseits mit Öl oder Gas gespeiste Brenner oder Brennkopf ist durch einen Brennkammerflansch 19 in die Brennkammer 15 als weiterer Einschub auswechselbar einsetzbar. Die Brennkammer 15 bildet zusammen mit dem Abgaswärmetauscher 17 ein einstückiges Bauteil, insbesondere aus Aluminium-Guss in Form eines u-förmigen Rohres (abweichend von der Darstellung in 1). Die beiden Enden des Rohres haben ihre Öffnungen im Flanschdeckel 6, der im Befestigungsflansch 7 des Speichers 5 montierbar ist und von diesem gehalten wird. Das Rohrende des Abgaswärmetauschers 17 geht in die Abgasführung 18 über, die von außen an den Flanschdeckel 6 des Einschubes 1 abnehmbar anschließbar ist. Die Befestigung des Einschubes 1 kann alternativ auch durch einen Bajonettverschluss geschehen. Dieser Einschub 1 kann als eine kompakte Einheit ohne Demontage weiterer Bauteile von dem Speicher 5 abgezogen werden.
An der Außenseite des Speichers 5 ist eine Konsole 8 angeordnet, in der viele den ersten beiden Baugruppen 1 und 5 zugeordnete Bauteile auswechselbar angeordnet sind. Das sind beispielsweise die Solarkreispumpe 4, die Mess- und Regelinstrumente 11, 12, das Ausdehnungsgefäß 10 und eine Befüllungseinrichtung 9 für den Solarkreislauf.
Die soweit beschriebene Anlage ermöglicht durch Aufteilung der Wassermenge im Speicher 5 in kühle, warme und heiße Schichten einen sparsamen effektiven Betrieb einer kombinierten Warmwassererzeugung durch einen Solarkreislauf und Brennerbetrieb.
2 zeigt eine gesonderte Ansicht der Konsole 8 mit einer geöffnet dargestellten Klappe 20, in der die Steuer- und Regeleinrichtung 12 sowie die Messinstrumente zusammengefasst sind. Die Regeleinrichtung 12 kann alle erforderlichen Funktionen für die jeweilige Anlage messen, steuern und regeln. Sie kann aber auch einen Mikroprozessor enthalten, in dem nicht nur alle Daten für die Messung, Regelung und Steuerung einer gerade realisierten Anlage gespeichert sind, sondern alle Daten aller zur Zeit der Realisierung der einen Anlage bekannten Bauteile und gleichartigen Anlagen unterschiedlichen Brennersystems, Speichervolumens, Pumpentyp etc. Die Regeleinrichtung 12 kann, wenn die Anlage auf einen erst später bekannt werdenden Typ umgestellt werden soll, durch eine entsprechend weitergebildete Einrichtung 12 ersetzt werden. Die Konsole weist einstellbare Füße 82 auf, mit der sie an Speicher 5 unterschiedlicher Größe anpassbar ist.
3 zeigt eine Ansicht des Speichers 5 ohne Isolierung mit frei zugänglichem Befestigungsflansch 7 für den Wärmeerzeugereinschub 1.
4 zeigt eine Ansicht des Speichers 5 mit Befestigungsflansch 7 und angebautem Flanschdeckel 6 des Einschubes 1, die beide von einer gemeinsamen Isolierung 22 verdeckt sind. Sichtbar sind die Brennerzuführung und die Abgasleitung 18. Der gesamte Speicher 5 kann mit einer Isolierschicht 23 aus einem hautfreundlichen Material eingehüllt werden. Wie bei der Isolierung 22 kann diese durch einen Bügelverschluss 13 geschlossen und gelöst werden.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Verkleidung 82 der Konsole 8.
6 zeigt ein Sortiment von Baugruppen 1, 5, 8 und 10 die in Abmessungen und Typ aufeinander abgestimmt sind und bei Bedarf leicht auswechselbar und durch einen jeweils anderen Typ ersetzbar sind. Im Falle der Konsole 8 ist diese meist nicht selbst zur Gänze auswechselbar. In der Konsole 8 sind auch auswechselbare Bauteile wie Ausgleichsgefäß 10, Pumpe 4, Regeleinrichtung 11, 12 leicht zugänglich und auswechselbar oder adaptierbar.

1: Wärmeerzeugereinschub
2: Anschluss erster Heizkreis
3: solarbetriebener Heizkreis
4: Solarpumpe Brennkammer
5: Speicher
6: Flanschdeckel des Einschubs 1
7: Befestigungsflansch am Speicher 5
8: Konsole
9: Befüllungseinrichtung
10: Ausdehnungsgefäß
11: Messinstrumente
12: Steuer- und Regeleinrichtung
13: Bügelverschluss
14: Brennstoffzuführung
15: Brennkammer
16: Abgasführung
17: Abgaswärmetauscher
18: äußere Abgasleitung
19: Brennkammerflansch
20: Klappe in Konsole 8
21: Schichtenlader
22: Isolierung der Flanschdeckel und Befestigungsflansche
23: Isolierschicht
61: Schraubenverbindung
81: Füße der Konsole
82: Abdeckung der Konsole

Claims

System zur Versorgung von Verbrauchern mit Warmwasser für Heizungszwecke, Brauchwasser und/oder Trinkwasser mittels eines Speichers, der mit einem auswechselbaren Wärmeerzeugereinschub zur Erwärmung eines in ihm gespeicherten Mediums mit einem eine Brennkammer (15), einen Abgaswärmetauscher (17) und eine Abgasführung (16) aufweisenden Wärmeerzeuger versehen ist sowie mit Anschlüssen für eine Solaranlage und mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung für den Betrieb und die Brennstoffzufuhr, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen drei für sich auswechselbare, miteinander verbindbare, hinsichtlich ihrer Bemessung und Wirkungsweise aneinander angepasste oder anpassbare Baugruppen vorgesehen sind, nämlich eine Baugruppe Wärmeerzeugereinschub (1) aus einem Sortiment von Typen für den Betrieb mit jeweils unterschiedlichen Brennstoffen wie Öl, Gas, Pflanzenöl, Pellets oder Wärmepumpe, sowie einen diesen Einschub (1) tragenden Flanschdeckel (6), eine Baugruppe Speicher (5) aus einem Sortiment von Typen unterschiedlicher Volumina und Bauweise, aber mit einem Befestigungsflansch (7) zur Verbindung mit dem Flanschdeckel (6) der Baugruppe Wärmeerzeugereinschub (1) sowie mit Anschlüssen für Solar-, Brauchwasser und Trinkwasser und Mess- und/oder Regeleinrichtungen, und eine Baugruppe Konsole (8) mit einem an die beiden anderen Baugruppen angepassten Gestell und Bauteilen aus einem Sortiment von Typen für den Betrieb, für die Versorgung, Abgasführung und Steuerung der unterschiedlichen Typen der beiden anderen Baugruppen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Speicher (5) zwei Heizkreise (2, 3) mit unterschiedlichen, auswechselbaren Typen zugeordnet sind und der Konsole (8) für jeden Heizkreis eine entsprechend bemessene, auswechselbare und/oder anpassbare Regeleinrichtung.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizkreis (2) dem Wärmeerzeugereinschub (1) und ein anderer Heizkreis (3) einem Solarkreis zugeordnet ist.
System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Solarkreis (3) in der Konsole (8) eine Solarpumpe (4), eine Befüllungseinrichtung (9) an der Solarpumpe (4), ein auswechselbares Ausdehnungsgefäß (10) für die Bereitstellung unterschiedliche Volumina und eine Mess- und Regeleinrichtung (11, 12) für den Solarkreis (3) enthält.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Regeleinrichtung (12) in einem aufklappbaren Teil (20) der Konsole (8) angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die der Konsole (8) zugeordneten Bestandteile des Solarkreises (3) für den gelieferten Typ vormontiert und geprüft sind, und dass diese Bestandteile bei einer Auswechslung oder Änderung des Solarkreises (3) auswechselbar und/oder veränderbar sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die der Konsole (8) zugeordneten Bestandteile des dem Wärmeerzeugereinschub (1) zugeordneten Heizkreises (2) für den gelieferten Typ vormontiert und geprüft sind, und dass diese Bestandteile bei einer Auswechslung oder Änderung des Wärmeerzeugereinschubs (8) und/oder des Heizkreises (2) auswechselbar und/oder veränderbar sind.
System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der oder den Mess- und Regeleinrichtungen (11, 12) der Konsole (8) Mikroprozessoren zugeordnet sind mit vorprogrammierten Daten für die Regelung und/oder Steuerung der Heizkreise (2, 3).
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für den Speicher (5) eine Sortiment von Speichern (5) mit Volumen von 350 bis 1500 Litern vorgesehen ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkreise (2, 3) im Speicher (5) auf dieselbe Wassermenge einwirken.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkreis (3) der Solarheizung nach dem Prinzip des Schichtenladers auf die Wassermenge einwirkt und der Heizkreis (2) des Wärmeerzeugereinschubs (1) auf den oberen Bereich der Wassermenge im Speicher (5).
System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicher (5) eine mittels ein oder mehrerer Bügelverschlüsse (13) montierbare Isolierung (22, 23) aufweisen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (8) verstellbare Füße (81) aufweist zur Anpassung an die Baugruppen Speicher (5) und Wärmeerzeugereinschub (1).