DE1579926A1

DE1579926A1 - Gasbeheizter Umlauf-Wassererhitzer fuer eine Zentralheizungsanlage mit Brauchwasser-Waermetauscher

Info

Publication number: DE1579926A1
Application number: DE19661579926
Authority: DE
Inventors: Ernst Reimers
Original assignee: Junkers and Co GmbH
Current assignee: Junkers and Co GmbH
Priority date: 1966-05-13
Filing date: 1966-05-13
Publication date: 1970-08-27
Also published as: AT263283B

Description

Gasbeheizter Umlauf-i""lassererhitzer für eine . Zentralheizungsanlage mit Brauchwasser-Wärmetauscher Die Erfindung bezieht sich auf einen gasbeheizten Umlauf-Wass.ererhitzer, welcher mit einer Umwälzpumpe versehen ist und als Wärmequelle wahlgreise für eine Zentralheizungsanlage oder für einen Durchlauf-Wärmetauscher zum Bereiten von warmem Brauchwasser dient, wobei in der Wasservorlaufleitung ein Dreiwegeventil zum Steuern des Wasserdurchflusses entweder zu den Heizkörpern der Zentralheizungsanlage oder zum Brauchwasser-1,lärmetauscher vorgesehen ist.
lnlagen dieser Art mit einem gasbeheizten Umlauf-Vlassererhitzer als Wärmequelle sind bereits bekannt oder vorgeschlagen worden. Dabei ist in der vom 1,rärmetauscher des Waseererhitzers kommenden Vorlaufleitung ein elektrosch oder hydraulisch gesteuertes Dreiwegeventil vorgesehen, welches zum Steuern des Wasserdurchflusses wahlweise entweder zu den Heizkörpern der Zentralheizungsanlage oder zu dem Brauchwasser-Wärmetauscher dient. Dabei tritt der bei solchen Brauchwasser-I-,'ärmetauschern bekannte Nachteil auf, dass am r":nfang einer Entnahme von Brauch`,rasser der ,Temperaturanstieg des Umlaufwassers und damit auch des Brauchwassers ziemlich langsam eintritt und das Brauchwasser erst nach einer entsprechenden Zeitspanne den .gewünschten Temperatur wert aufweist, so dass ein Benutzer zunächst längere Zeit bereits vorgewärmtesaber noch nicht ausreichend erhitztes Brauchwasser abfliessen lässt. Das relativ langsame Ansteigen der Brauchwassertemperatur ist darauf zurückzuführen, dass durch das zuerst auslaufende Brauchwasser die durch den entzündeten Brenner dem Umlaufwasser zugeführte T"Tärme zum Teil im Brauchwasser "",rärmetauscher abgeführt wird,. bevor die Temperatur des Umlaufwassers ihren konstanten Höchstwert erreicht hat. . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, "diesen°-Nachteil zu beheben und den .Anstieg der Brauchwassertemperatur auf den Sollwert zu beschleunigen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe an einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer der eingangs angeführten Art dadurch gelöst, dass parallel zum Brauchwasser-Wärmetauscher eine Umgehüngsleitung vorgesehen ist, i,zelche.von der 1;asservorlaufleitung vor dem Dreiwegeventil abgezi@aeigt: und durch ein thermostatisch gesteuertes Uhsteuerventil beherrscht ist, welches entweder an der Abzweig-oder an der Einmündunbsstelle der Umgehungsleitung vom bzw. in den Wässerumlaufweg angebracht ist. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, dass bei an der Abzweigstelle der Umgehungsleitung angeordnetem Thermostat-Umsteuerventil die Einmündung der Umgehungsleitung - entweder an der vom Brauchwasser-IVärmetauscher kommenden' Rücklaufzweigletung oder an der von den Heizkörpern der Zentralheizungsanlage kommenden Rücklaufzweigleitung oder an der Rücklaufhauptleitung hinter der Vereinigungsstelle dieser beiden Rücklaufzweigleitungen.angeordnet ist. Andererseits kann vorgesehen sein, dass bei an der Einmündungsstelle der Umgehungsleitung angeordneten Thermostat-Umsteuerveritil die Einmündung der Umgehungsleitung an der Rücklaufhauptleitung zwischen der Vereinigkngsstelle der von den Heizkörpern der Zentralheizungsanlage-komnev:den Rücklaufzweig-

leitung mit der vom Brauch@siasser-,;tärmetauscher kommenden Rücklauf-

zweigleitung ujid, der Umwälzpumpe angeordnet ist. für beide fälle

besteht die Mögl ichlreit, dass der ";'ärmefühler des Therr@ostat-Um-

steuerventils in der Vorlaufhauptleitung vor der Abzweigstelle

der Umgehungsleitung oder in der Hücklaufhauptleitung hinter der

firmündungsstelle der Umgehungsleitung angeordnet ist.

Ls ist zt:;ar bereits vorgeschlagen worden, zur Erzielung eines'

rascheren ?'"nstiegs der Brauchvrassertemperatur auf den Sollwert

das Braucht-rasser zunächst gedrosselt, also mengenreguliert einem

73rauchz;asser-"rärmetauscher zuzuführen und die Draucht"rassermenge

mit zuize_cnender 'Erwärraung des durch den Brauchz-;asser ;-,Tärrsetauscher

hindurchfliesGenden Umlaufwassers zu steigern. Gemäss der Lösung

,nach der Erfindung ergibt sich gegenüber der bereits vorgeschla-

genen - nordnung der Vorteil, dass auf ein in der Brauch@.rasser-

leitung angebrachtes Ventilglied eines Drosselventils verzichtet

v;erden kann, dessen Lebensdauer und Betriebssicherheit von der

Beschaffenheit des rauchwassers beein:L'lusst ist.

Fei einer erfindungsgemäss ausgebildeten j*#rila@;e wird beire Detä-

tigen des 'rauci="asscr-Zapfventils zunächst Über eine kürzere

Zeit nur ica ltes Braüch@-.rasser erhalten, bis der Braucht";asser-

:ärr_etauscher über das thermostatisch gesteuerte Umsteuerventil

mit ausreichend heissem Umlaufwasser versorgt wird, welches dann

aber einen sehr rasc1hen Anstieg der Temperatur des Brauchwassers

auf den ge-vrUnschten Soll@--rert bewirkt.

Jähere Einzelheiten über die frfinCung ergeben sich aus der

nachfolgenden Beschreibung in Verbindung zeit der Zeichnung, auf

welcher eine Anlage gemäss Erfindung schematisch dargestellt ist.

In einzelnen zeihen

hig. 1 .ein schematisches ";clialtbild eines t asbeheizten

Ur11aLif-:;'as;3ererhitzcrs fi.@r eine ZentralheizLlrlt--saiila@;e

mit @;ri-#uch -ras s er- 7;ärme taus cli e r ger.tö.s ü ,r L'iztdunr ;

Big. 2 eia hiatrarara zur 'Veranscllaiicliun;° des ' Verlaufs der

@;za@icli;@rzü;:er-(;ern;@rr@xtur vorn Beeren üe0 Zapfens von

Brauc;A-rasoer an,

fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Schaltbild gemäss Figur 1 in einer abgeänderten Ausführungsform.

Im oberen Teil der-Figur 1 ist der gasbeheizte Umlauf-Tlassererhitzer für eine Zentralheizungsanlage mit Brauchi>>asser-ilärmetauscher schematisch dargestellt. Er z-;eist -in an sich bekannter ,leise einen als i@rärmetauseher dienenden Lamellenblock 10 und einen Brenner 11 auf, welcher von einer Gaszufuhrleitung 12 aus über ;ein Gas-Sicherheitsventil 13 und einen allgemein mit der Bezugsziffer 14 bezeichneten Gasmengenregler mit Brenngas versorgt wird. Das Gas-Sicherheitsventil 13 wird von einer allgemein mit der Bezugsziffer 15 bezeichneten Wassermangelsicherung aus gesteuert. Der Gasmengenregler 14 wist in an sich benannter ":.'eise einen den Gasdurchlass zum. Brenner 11 steuernden Schwimmer 17 auf und hat einen ersten Nebenkanal 18, dessen Durchlass@uerschnitt mittels einer Regulierschraube 19-auf eine zum Betrieb der Zen-. tralheizungsänlage ausreichende Gasmenge einstellbar ist. Ausserdem ist ein zweiter TTebenkanal 20 vorgesehen, welcher mittels eines Ventilgliedes, beispielsweise eines Magnetventiles 21, verschlossen öder freigegeben werden kann. Dieser zweite Nebenkanal 20 wird zusätzlich zum Nebenkanal. 18 geöffnet, wenn der 11rassererhitzer- als "#'ärmequelle für das Bereiten von warmem Brauch@@rasser dient, wobei der I;laüsererhitzer mit einer erhöhten Heizleistung arbeitet.
Das im-Zamellenblock 10 erhitzte Umlaufwasser gelangt über eine Vorlaufleitung 22 zu einem beispielsweise elektromotorisch oder hydraulisch betätigten Dreiwegeventil 23 und von dort aus entweder über eine Vorlaufzweigleitung 2¢ in die Heizkörper einer schematisch angedeuteten Raumheizungsanlage 25 oder über eine Vorlaufzweigleitung 26 in einen Durchlauf rllärmetauscher 27 für das Bereiten von `warmem Brauchwasser. Vön der Raumheizungsanlat.;e 25 aus-führt eine Rücklaufzweigleitung 28 bis zu einer Vereinigungsstelle 29 mit der von dem BraUchwasser-Wärmetauscher 27 kommenden Rücklaufzweigleitung 30. Von der Vereinigungsstelle 29 an bilden die beiden Rticklaufzweigleitungen die Rüchlaufhauptleitung 31, welche das Umlaufwasser über einen Luftabscheider 32 und eine Umwälzpumpe 33 in den lamellenblock 10 des gasbeheizten riassererhitzers zurückführt.-Gemäss Erfindung ist parallel zum Brauchwasser-Wärmetauscher 27 eine,Umgehungsleitung 36 vorgesehen, welche von der Vorlaufleitung 22, und zwar in Umlaufrichtung des bassers vor dem Drei.-wegeventil 23 abgezweigt und durch ein thermostatisch gesteuertes Umsteuerventil 37 beherrscht ist, welches bei der in Figur 1 dargestellten ;",usführungsform an der Abzweigstelle der Umgehungsleitung 36 vom Umlaufwasserweg, d. h. von der Vorlaufleitung 22-angebracht ist. Die Einmündung der Umgehungsleitung 36 in den Umlaufwasserweg ist bei. dem dargestellten Ausführungsbeispiel an der vom Brauchwasser-e°rärmetauscher 27 kommenden Rücklaufzweigleitung 30 angeordnet. Diese Einmündung der Umgehungsleitung 36 könnte genausogut an der von der Raumheizungsanlage 25 kommenden Rücklaufz-#aeigleitung 28 oder an der Rücklaufhauptleitung 31 hinter der Vereinigungsstelle 29 der beiden Rücklauf zweiglei--tungen 28 und 30 angeordnet sein.
Das Brauchwasser fliesst von der Kaltwasserzuleitung 38 aus über einen, hydraulischen Schalter 39 und eine Zeitung 40 durch eine im Brauchwasser-Wärmetauscher 27 eingesetzte Rohrschlange 41 hindurch zu einem Zapfventil 42. Der hydraulische Schalter 39 kann zum Ein- und Ausschalten des Ißagnetventiles 21 am Gasmengenregler 14 oder auch zum Schalten des Dreiwegeventiles 23 verwendet werden. Dieser Schalter 39 kann mit Hilfe eines übsrbrüekungs -ventles 43 stillgesetzt werden.
Beim Öffnen des Zapfventiles 42 wird durch das Dreiwegeventil 23 die Vorlaufzweigleitung 24 zur Raumheizungsanlage 25 gesperrt und die Vorlaufzweigleitung 26 zum Brauqhwaseer-Wärmetauscher 27 freigegeben. Ausserdem wird im Gasmengenregler 14 der durch das Magnetventil 21 beherrschte ITebenkanal -'20 freigegeben, so dass der Brenner -11 des Wassererhitzers mit erhöhter Leistung betrieben wird-. Dao Thermooiat-Umoteuerventil 37 ist in Abhängigkeit von der zunächst relativ niedrigen Temperatur des Umlaufwassers so geschaltet, dass es die Verbindungsleitung 44"zum Dreii.regeven-.til 23 sperrt und die Umgehungsleitung 36 öffnet. Die Temperatur ' des Umlaufwassers wird dabei mit Hilfe eines i°,lärmefühlers festgestellt, welcher in der Vorlaufhauptleitung 22 vor der Abzweigstelle der Umgehungsleitung 36 oder in der Rücklaufhauptleitung 31 .hinter der Einmündungsstelle der Umgehungsleitung 36 angeordnet .sein oder vorzugsweise am Thermostat-Umsteuerventil 37 selbst angebracht sein kann: Das Umlaufwasser gelangt aus der Vorlaufleitung 22 über diese Umgehungsleitung 36 und nach dem Ausführungsbeispiel über einen Teil der vom BrauchT@rasser-@;Tärmetausclzer 27 kommenden Rücklaufzweigleitung 30 direkt in die Rücklaufhauptleitung 31 und damit sofort wieder ohne nennenswerte Abkühlung in den Lamellenblock 10 des vlassererhitzers. Dieser kurzgeschlossene @;Tasserumlauf wird solange beibehalten, bis die Temperatur des Umlaufwassers im Bereich des ,;ärmefühlers de'1s Thermostat-Umsteuerventiles 37 eine bestimmte Temperatur erreicht hat, i"elche ausreicht, um im Brauchwasser-Wärmetauscher 27 das durch die Rohrschlange 41 fliessende Brauchwasser auf eine vorgewählte Temperatur zu erhitzen. Dann sperrt das Thermostat-Umsteuerventil 37 die Umgehungsleitung 36 ab und gibt die Verbindungsleitung 44 zum Dreiwegeventil 23 frei, so. dass das Umlaufwass er aus der Vorlaufleitung 12 durch den Brauchivasser-:;ärmetauscher 27 hindurch und über die Rücklaufzweigleitung 30 in die Rücklaufhauptleitung 31 gelangt. .

In Figur 2 ist ein Diagramm dargestellt, welches den Verlauf der Temperatur T des am Zapfvertil 42 entnommenen Braüchivassers in Abhängigkeit von der vom Beginn des Zapfens an gerechneten Zeit-t zeigt. Wie der Verlauf der Kurve 48 zeigt, läuft zunächst aus dem Zapfventil 42 bis zum Zeitabschnitt t1 nur kaltes @'lasser aus. Dies ist der Zeitabschnitt, während welchem die Umgehungsleitung 36 geöffnet ist. Im Zeitpunkt t1 wird die Umgehungsleitung.36 durch das Thermostat-Umsteuerventil 37 geschlossen und das auf den gewünschten hohen Temperaturwert vorgeheizte Umlaufwasser in den Brauchwasser-Wärmetauscher-27 geleitet, was einen raschen Anstieg der Temperatur des den Brauchwasser-Wärmetaueoher 2'j durchströmenden Brauchwassers zur I`#-I.ge hat. Die

strichpunlztiert eingezeichnete l7.urve 49 zeit dagegen den Verlauf

der Temperaturzunahme des Brauchaassers bei den bisher üblichen

Geräten. Dort beginnt der Temperaturanstie- mit dem Beginn des

Zapfens des Brauchwassers. Der j`:nstieg erfolgt jedoch sehr lang-

sam, und die ge--fiünschte Solltemperatur -wird erst viel spr@ter er-

reicl_t.

Figur 3 stellt einen Ausschnitt des Schaltbildes gemäss I?igur @1

in einer abbec'#z.nderten Ausführungsform dar. Der ';'assererhitzer

weist genau ,die gleiche Ausbildung wie beire `iusführungsbeispiel

gemäss Figur 1 auf, jedoch ist in diese. -'alle die Urigehun,-#;slei-

tung 136. nicht an ihrer @ibzi@reigstelle von der Vorlaufleitung 22

mit dem Therriostat-Umsteüerventil versehe?, vielmehr ist das

. ihermostat-Uristeuerventil 137 an der Einmü.ndungsstelle der.Um-

gehungsleitung 136 in den f;asserurslaufweg angebracht. Diese Ein-

mündungsstelle ist dabei an der Rüchlaufhauptleitung 31 zwischen

der Vereinigungsstelle 29 der von der Raumheizungsanlage 25 kom-

menden :1?,üci,-laufz-@reigleitung 28 i-iiit der vors Brauchwasser_'.. ärme-

tauscher 27 korlmenden Rücklauf z-.reig Leitung 30 und der -jzlwälz-

pumpe 33 angeordnet. -insichtlich des l#?ärmefühlers des Thermostat-

Umsteuerventiles 137 `.elten die beim usführungsbeispiel gemäss

Figur 1 gemachten ,jusführungen in gleicher ':,'eise, ebenso wird bei

der Ausführungsford ge:_@@,ss Figur 3 genau die gleiche ..-irliung

erzielt. -

Durch die Erfindung wird erreicht, dass-am Anfang eines Zapfvor-

ganges das Umlaui'1%rwsser über die Umgehungsleitung 36 bzw. 136

unmittelbar in die Rückklaufhauptleitung 31 zurückbefördert wird.

Dadurch wird vorgewärmtes ~rasser dem Rücklauf zugeführt, so dass

ein entsprechend rasches Aufheizen des Umlaufwassers erzielt wird.,

Da das Urllaufwasser erst nach genügend hoher Aufheizung in dem

kurzgeschlossenen Urllaufz-rasser-I@reislauf und dem darauf erfol-

genden Absperren des Thermostat-Umsteuerventiles 37 bzw. 137 dem

Brauchwasser ;lärnetaüscher 27 zugeführt wird, tritt von diesem

Zeitpunkt ab ein schneller ;".nstieg der Tei:iperatur des durch die

Rohrschlange 41 hindurchfliessenden Brauchwassers ein. Ein wei-

terer Vorteil besteht darin, dass durch die schnelle Zuführung von vorgewärmtem Wasser in den Rücklauf der Anlage eine gefürchtete Schwitzwasserbildung im Lamellenblock 10 verhindert wird. Das Thermostat-Umsteuerventil 37 bzw. 137 ist allgemein so geschaltet, dass es sowohl bei einer Freigabe der Vorlaufzweigleitung 26 zum Brauchwasser Järmetauscher 27 als auch beim Zentralheizungsbetrieb der Anlage wirksam wird, so dass in beiden Fällen zur Vermeidung einer Schwitzwasserbildung im Lamellenblock 10 zunächst Umlaufwasser direkt in die Rücklaufhauptleitung 31 geleitet wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Gasbeheizter Umlauf-?JTassererhitzer, welcher mit einer Umwälzpumpe versehen ist und als 1Tärmequelle wahlweise für eine Zentralheizungsanlage oder für-einen Durchlauf Wärmetauscher zum Bereiten von warmem Brauchwasser dient, wobei in der Wasservorlaufleitung ein Dreiwegeventil zum Steuern des basserdurchflusses entweder zu den Heizkörpern der Zentralheizungsanlage oder-zum Brauchwasser-ZIärmetauscher vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass parallel . zum Brauchwasser Wärmetauscher (27) eine Umgehungsleitung (36, 't36) vorgesehen ist, welche von der Wasservorlaufleitung (22) vor dem Dreiwegeventil (23) abgezweigt und durch ein , thermostatisch gesteuertes Umsteuerventil (37, 137) beherrscht ist, welches entweder an der Abzweig- oder an der Einmündungsstelle der Umgehungsleitung vom bzw. in den jJasserumlaufweg angebracht ist. 2. :@iassererhitzer nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass bei an der Abzweigstelle der Umgehungsleitung "(36, 136) angeordnetem'Thermostat-Umsteuerventil (37, 137) die Einmündung der Umgehungsleitung (36, 136) entweder an der vom Brauchvaasser-Wärmetauscher (27) kommenden Rücklaufzweigleitung (30) oder an der von den Heizkörpern (25) der Zentralheizungsanlage kommenden Rücklaufzweigleitung (28) oder an. der Rü.eklaufhauptleitung (31) hinter der Vereinigungsstelle (29) dieser beiden Rü cklaufzweigleitungen angeordnet ist. 3 o ä@as ser@g. teerwach Anspriz eh 1,-d a d u r c h g e h e n n - e i c h n. e t 9 dass bei an der Linmündungsstelle de2 Um- gehmigzleittmg (36' 136) -angeordnetem @hexmc@sta,°.@Jstßtier- ventyU (379 137) die Linedadiing ' de,r Umgehungslei- tt@ng (369 136) an :c4 Rücklaufhauptleitung (31) zwischen der stelle (9) der von den lleizköilpe.4n (25) der Uentralheizä@ingß- anlt3a kommenden Rüaklaufzi@:eigl ei Dung (2a) mir der vom Brauch-

. wasser :Wärmetauscher (27) kommenden Rücklaufzueigleitung (30) . und der*Umwälzpumpe (33) angeordnet ist. 4. Wassererhitzer nach den Ansprüchen 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , dass der tärne%ihler - des Thermo- . stat-Umsteuerventiles (37, 137) in der Vorlaufhauptleitung (22) vor der Abzweigstelle der Umgehungsleitung (36, 136) oder in der Rücklauihauptleitung (31) hinter der: yinmdndungsstelle der Umgehungsleitung (36, 136) angeordnet ist.