DE1579932B1

DE1579932B1 - Steuereinrichtung eines fuer heizanlagen bestimmtesgasbe heizten umlauf wassererhitzers

Info

Publication number: DE1579932B1
Application number: DE19661579932
Authority: DE
Inventors: Heinrich Sauer; Rudolf Schork; Lier Heinz Van
Original assignee: Junkers and Co GmbH
Current assignee: Junkers and Co GmbH
Priority date: 1966-11-10
Filing date: 1966-11-10
Publication date: 1971-12-09
Also published as: JPS495697B1; AT286562B; ES346988A1; BE706325A; NL6715209A; GB1207347A; DE1579932C2

Description

o ten Umlauf-Wassererhitzer mit Hufe von möglichst einfachen Mitteln zu steuern, welche außerdem gegenüber den bekannten Steuerungen eine günstigere Wirkungsweise ergeben.

Als Lösung dieser Aufgabe ist eine Steuereinrich-

Es ist an sich bekannt, einen gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer als Wärmequelle für eine Heizanlage zu verwenden, bei welcher der Wasserumlauf
durch eine in das Umlauf system eingesetzte Wasser-Umwälzpumpe bewirkt wird. Zwecks Anpassung der 15 rung ernes für Heizanlagen bestimmten gasbeheizten Heizanlage an die beispielsweise durch die Außen- Umlauf-Wassererhitzers der eingangs angeführten temperatur gegebenen Bedingungen oder die in einem Art gemäß Erfindung derart ausgebildet, daß eine bestimmten Raum gewünschte Raumtemperatur ist in Abhängigkeit von einer Meßgröße, ζ. Β. der das Steuern der Gaszufuhr zum gasbeheizten Um- Temperatur des zu beheizenden Raumes arbeitende lauf-Wassererhitzer erforderlich. Zu diesem Zweck 20 Einrichtung vorgesehen ist, welche bei Erreichen wird das Gas-Sicherheitsventil des Wassererhitzers eines vorbestimmten Wertes dieser Meßgröße durch in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen Ändern der Drehzahl der Umwälzpumpe deren zwei voneinander getrennten Druckkammern einer Förderdruck herabgesetzt und dadurch die Druckdiffe-Wassermangelsicherung gesteuert. Dabei soll das renz zwischen den beiden Druckkammern der Absperren des Gasventils möglichst schnell zustande- 25 Wassermangelsicherung so weit vermindert, daß die kommen, damit vor allen Dingen Nachsiedegeräusche Wassermangelsicherung ein Absperren der Gasim Wärmetauscher des Wassererhitzers vermieden zufuhr zum Wassererhitzer herbeiführt, werden. Außerdem ist es in vielen Fällen erwünscht, Für die Ausbildung einer solchen Einrichtung zum daß die Umwälzpumpe nach dem Absperren der Ändern der Drehzahl bestehen verschiedene Mög-Gaszufuhr zum Wassererhitzer weiterläuft, so daß 30 lichkeiten. So kann vorgesehen sein, daß die Eineine gleichmäßige Wärmeabgabe an der Heizanlage richtung zum Ändern der Drehzahl aus einem, in erfolgt und innerhalb des Leitungssystems keine an sich bekannter Weise die Spannung vermindern-Wärmedehnungsgeräusche auftreten, welche bei den elektrischen Bauteil, z. B. einem Vorschalt-Koneinem Betrieb der Heizanlage mit einer intermittie- densator besteht, welcher in Abhängigkeit von der rend laufenden Umwälzpumpe infolge der dabei auf- 35 Meßgröße in die Stromzuleitung zu dem als Eintretenden größeren Temperaturänderungen nicht in phasen-Motor ausgebildeten Motor der Umwälzjedem Falle zu vermeiden sind. Um ein schnelles pumpe einschaltbar ist. Es kann auch vorgesehen Absperren der Gaszufuhr zu erhalten, ist beispiels- werden, daß die Einrichtung zum Ändern der Drehweise bekannt, in die Gas-Zufuhrleitung ein die zahl aus einem, in an sich bekannter Weise dem als Gaszufuhr beherrschendes Magnetventil einzusetzen, 40 Einphasen-Motor ausgebildeten Motor der Umwälzweiches von einem Thermostat aus gesteuert wird. pumpe zugeordneten Betriebs-Kondensator besteht, Der Thermostat kann dabei ein in einem zu be- welcher in Abhängigkeit von der Meßgröße parallel heizenden Raum angeordneter Raumthermostat oder entweder zu der Hauptwicklung oder zu der Hilfsein in der Vorlaufleitung des Umlauf systems an- wicklung des Motors schaltbar ist. Weiterhin kann geordneter Vorlauf-Thermostat sein, welcher das 45 die Anordnung auch so getroffen werden, daß die Absperren der Gaszufuhr bei Erreichen eines vor- Einrichtung zum Ändern der Drehzahl aus einer herbestimmten Wertes der Raumtemperatur bzw. des Schaltung besteht, welche in Abhängigkeit von der Vorlaufwassers bewirkt. Außer einer verhältnismäßig Meßgröße in bekannter Weise die Wicklungsverhältkomplizierten Steuerungseinrichtung ist der Aufwand nisse des als Einphasen-Motor ausgebildeten Motors für ein Gas-Magnetventil in der Gas-Zufuhrleitung 50 der Umwälzpumpe ändert, z. B. durch Umschalten wegen dessen Größe verhältnismäßig groß. Aus die- des Motors von zwei Polen auf vier Pole, sem Grunde sind zum Freigeben und Absperren der Die vorstehend angegebenen Möglichkeiten lassen Gaszufuhr bereits andere Steuerungseinrichtungen sich in äquivalenter Weise abhandeln, wenn beiverwendet worden, durch welche die Druckdifferenz spielsweise an Stelle eines als kapazitiver Widerstand zwischen den Druckkammern der Wassermangel- 55 wirkenden Vorschalt-Kondensators ein als Ohmscher sicherung verändert wird. So ist beispielsweise ein Widerstand wirkender Vorwiderstand oder ein kapa-Wasser-Magnetventil bekannt, welches in einen Ver- zitiver Spannungsteiler oder ein Spartransformator als bindungskanal zwischen dem zur Hochdruck- die Spannung vermindernder elektrischer Bauteil kammer der Wassermangelsicherung führenden verwendet wird. Ferner können die Wicklungsver-Hoehdruckkanal und dem zur Niederdruckkammer der 60 hältnisse des Motors in verschiedener Weise ver-Wassermangelsicherung führenden Niederdruckkanal ändert werden, z. B. dadurch, daß ein Teil der Hilfseingesetz ist, so daß je nach der Stellung des Wasser- wicklung oder auch die ganze Hilfswicklung zu der Magnetventils entweder der Aufbau einer Druck- Hauptwicklung zugeschaltet wird oder daß nur ein differenz zwischen den Druckkammern der Wasser- Teil der Hilfswicklung in Betrieb gehalten wird. Damangelsicherung oder eine Änderung einer auf ge- 65 bei können die letzteren Möglichkeiten auch in Verbauten Druckdifferenz bewirkt wird, wodurch das bindung mit dem Schalten des Betriebs-Kondensators Gas-Sicherheitsventil von der Wassermangelsicherung parallel zur Hauptwicklung oder zur Hilfswicklung aus entweder in seine Offen-oder in seine Geschlos- benutzt werden.

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In jedem Falle kann durch eine der geschilderten wälzpumpe 25 bis an den Lamellenblock 10 geführt Maßnahmen eine Änderung der Drehzahl der Um- ist. Von der Rücklaufleitung 24 ist vor der Umwälzwälzpumpe erreicht werden, wodurch der Förder- pumpe 25 eine Ausdehnungsleitung 26 abgezweigt, druck derselben herabgesetzt und damit auch die welche in einem Ausdehnungsgefäß 27 endet.
Druckdifferenz zwischen den beiden Druckräumen 5 Die Steuerung der Gaszufuhr zu dem Brenner 11 der Wassermangelsicherung derart gemindert wird, des Wassererhitzers erfolgt in Abhängigkeit von der daß die letztere ein Absperren der Gaszufuhr zum Druckdifferenz zwischen der Hochdruckkammer 16 Wassererhitzer herbeiführt. Diese Maßnahmen kön- und der Niederdruckkammer 17 der Wassermangelnen auch ohne weiteres angewendet werden, weil sicherung 14. Zwecks Freigeben der Gaszufuhr zum lediglich erne Verminderung der Drehzahl der vorher io Brenner 11 wird in der Wassermangelsicherung 14 mit voller Drehzahl laufenden Umwälzpumpe zwecks eine Druckdifferenz zwischen der Hochdruckkammer Weiterlaufen derselben hervorgerufen wird, d. h. ein 16 und der Niederdruckkammer 17 dadurch aufge-Anlaufen der Umwälzpumpe mit verminderter Dreh- baut, daß über den an die Rücklaufleitung angezahl nicht verlangt wird. Durch eine gemäß der schlossenen Hochdruckkanal 18 ein in derselben Erfindung vorgenommene Steuerung ergibt sich bei 15 herrschender höherer Druck übertragen wird als in vielen der angegebenen Möglichkeiten ein gegenüber dem an die Vorlaufleitung 22 angeschlossenen Nieden bekannten Ausführungen billigerer konstruktiver derdruckkanal 19, weil zwischen den Abgängen die-Aufwand, wobei außerdem mit geringeren Strom- ser beiden Kanäle von der Rücklauf- bzw. der kosten für den Betrieb der Umwälzpumpe gerechnet Vorlaufleitung die den Lamellenblock 10 durchwerden kann. Ferner wird bei einer verringerten 20 setzende Rohrschlange einen Strömungswiderstand Drehzahl der Umwälzpumpe ein geräuscharmer Lauf bildet. Das Absperren der Gaszufuhr zum Brenner 11 und eine längere Lebensdauer der Pumpe erreicht. mittels des Gas-Sicherheitsventils 13 setzt ein Zu-Wesentlich ist auch, daß die Störanfälligkeit der rückgehen der Membran 15 der Wassermangelsiche-Anlage durch Fortfall eines Magnetventils und ins- rung 14 in ihre Ruhestellung voraus, d. h. die zum besondere des zu dessen Betrieb erforderlichen 25 Öffnen des Gas-Sicherheitsventils 13 erforderliche Gleichrichters geringer ist, so daß bei einer erfin- Druckdifferenz zwischen der Hochdruckkammer 16 dungsgemäß ausgebildeten Anlage wesentliche Vor- und der Niederdruckkammer 17 der Wassermangelteile gegenüber den bekannten Steuerungen vornan- sicherung 14 muß bis etwa zum Erreichen der Ruheden sind. stellung der Membran 15 vermindert werden. Diese

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der 30 Druckänderung wird durch Herabsetzen des Förder-Zeichnung dargestellt und nachstehend näher be- druckes der weiterlaufenden Umwälzpumpe 25 in schrieben. Es zeigt Abhängigkeit von einer Meßgröße erreicht, welche

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines für beispielsweise von einem Raumthermostaten aus

eine Heizanlage bestimmten gasbeheizten Umlauf- übermittelt wird. Genauso gut könnte zu diesem

Wassererhitzers, 35 Zweck ein in die Vorlaufleitung 22 eingesetzter Vor-

F i g. 2 ein Schaltbild einer erfindungsgemäß aus- lauf-Thermostat dienen. Das Ändern des Fördergebildeten Steuereinrichtung zum Ändern der Dreh- druckes erfolgt dabei über eine Einrichtung E zum zahl der Umwälzpumpe und Ändern der Drehzahl der Umwälzpumpe 25, wie sie

F i g. 3 ein weiteres Schaltbild einer solchen Steuer- in F i g. 1 schematisch angedeutet ist. Durch das

einrichtung in einer anderen Ausbildung. 40 Herabsetzen des Förderdruckes der weiterlaufenden

Der in F i g. 1 schematisch dargestellte Umlauf- Umwälzpumpe 25 wird die Druckdifferenz zwischen Wassererhitzer weist in an sich bekannter Weise der Hochdruckkammer 16 und der Niederdruckeinen als Wärmetauscher dienenden Lamellenblock kammer 17 der Wassermangelsicherung 14 ernie-10 und einen Brenner 11 auf, dessen Flammen das drigt, so daß das Gas-Sicherheitsventil 13 in seine durch eine den Lamellenblock 10 durchsetzende 45 Geschlossenstellung übergeht.

Rohrschlange hindurchfließende Wasser erhitzen. Die Für die Ausbildung der Einrichtung E zum Än-Gaszufuhr zum Brenner 11 erfolgt von einer Gas- dem der Drehzahl der Umwälzpumpe 25 bestehen Zufuhrleitung 12 aus, in welche ein Gas-Sicherheits- verschiedene Möglichkeiten. In der Zeichnung sind ventil 13 eingesetzt ist. Dieses wird von einer auge- lediglich zwei Ausführungsmögüchkeiten dargestellt, mein mit der Bezugsziffer 14 bezeichneten Wasser- 50 welche in äquivalenter Weise verändert werden könmangelsicherung aus gesteuert. Diese weist in an nen. Die in F i g. 2 dargestellte Einrichtung E zum sich ebenfalls bekannter Weise eine Membran 15 Ändern der Drehzahl der Umwälzpumpe 25 besteht auf, durch welche die Wassermangelsicherung 14 in aus einem die Spannung vermindernden elektrischen eine Hochdruckkammer 16 und in eine Niederdruck- Bauteil, welcher in Abhängigkeit von der Meßgröße kammer 17 getrennt ist. Die Hochdruckkammer 16 55 in die Stromzuleitung zu dem als Einphasen-Motor ist über einen Hochdruckkanal 18 und die Nieder- ausgebildeten Motor M der Umwälzpumpe 25 eindruckkammer 17 über einen Niederdruckkanal 19 an schaltbar ist. Die Stromzuführung zum Motor M erden Wasserumlaufweg angeschlossen. Der Membran folgt von dem Stromleiter 31 und dem Mittelpunkt-15 ist ein Membranteller 20 mit einem Membran- leiter 32 aus. Von letzterem führt ein Leiter 33 zu tellerstift 21 zugeordnet, dessen freies Ende mit dem 60 der einen Anschlußklemme 34 des Motors M, wäh-Schließglied des Gas-Sicherheitsventils 13 verbunden rend die andere Anschlußklemme 35 über einen ist, so daß eine Bewegung der Membran 15 auf das Stromleiter 36, einen Umschaltkontakt 37 und einen Schließglied des Gas-Sicherheitsventils 13 übertragen Stromleiter 38 mit dem Stromleiter 31 verbunden ist. wird. Der Umschaltkontakt 37 kann beispielsweise von

Das im Lamellenblock 10 erhitzte Wasser gelangt 65 einem Relais 39 aus betätigt werden, welches seiner-

über eine Vorlaufleitung 22 zu den schematisch an- seits von dem Thermostaten beeinflußt wird. Dieser

gedeuteten Heizkörpern 23 der Heizanlage, von Thermostat könnte bei entsprechender Ausbildung

denen aus eine Rücklaufleitung 24 über eine Um- den Umschaltkontakt 37 auch unmittelbar betätigen.

Bei einem Betätigen des Umschaltkontaktes 37 wird die Verbindung zwischen dem Stromleiter 38 und dem Stromleiter 36 aufgehoben und dafür eine Verbindung zwischen dem Stromleiter 38 und einem Stromleiter 40 hergestellt, welcher mit einem Pol 5 eines Vorschalt-Kondensators 41 verbunden ist, dessen anderer Pol über einen Stromleiter 42 mit dem zur Anschlußklemme 35 des Motors M führenden Stromleiter 36 verbunden ist. Es wird demnach beim Umschalten des Umschaltkontaktes 37 der Vorschalt-Kondensator 41 als kapazitiver Widerstand eingeschaltet, welcher die Spannung vermindert, so daß die Drehzahl des weiterlaufenden Motors M herabgesetzt wird, wodurch auch der Förderdruck der Umwälzpumpe 25 in entsprechendem Ausmaß absinkt. Dadurch wird die Druckänderung zwischen den Druckkammern 16 und 17 der Wassermangelsicherung 14 erreicht, so daß eine entsprechende Bewegung der Membran 15 der Wassermangelsicherung 14 eine Bewegung des Schließgliedes des Gas-Sicherheitsventils 13 in dessen Geschlossenstellung ergibt. Dem Motor M ist in an sich bekannter Weise ein Betriebs-Kondensator 43 zugeordnet.

Dieser Betriebs-Kondensator 43 bildet bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 den wesentlichen Teil der Einrichtung E zum Ändern der Drehzahl der Umwälzpumpe 25, und zwar wird dieser Betriebs-Kondensator 43 in Abhängigkeit von der Meßgröße parallel entweder zu der Hauptwicklung oder zu der Hilfswicklung des Motors M geschaltet. In F i g. 3 ist die Umschaltmöglichkeit für eine Parallelschaltung des Betriebs-Kondensators 43 zur Hilfswicklung dargestellt. Der dabei durch einen gestrichelten Kreis angedeutete Motor M weist eine Hauptwicklung 46 und eine Hilfswicklung 47 auf. Bei der in F i g. 3 dargestellten Schaltstellung arbeitet der Mo_ torMmit seiner vollen Drehzahl. Dabei ist vom Stromleiter 31 ein Stromleiter 48 abgezweigt, welcher zu dem einen Ende der Hauptwicklung 46 führt. Vom Mittelpunktleiter 32 aus führt eine Leiter 49 über einen Um- schaltkontakt 50 und einen weiteren Leiter 51 zu einem Verbindungspunkt 52, an welchen das andere Ende der Hauptwicklung 46 und das eine Ende der Hilfswicklung 47 angelegt sind. Das andere Ende der Hilfswicklung 47 ist über einen Stromleiter 53 mit dem einen Pol des Betriebs-Kondensators 43 verbunden, dessen anderer Pol über einen Stromleiter 54 einen Umschaltkontakt 55 und einen Stromleiter 56 an den Stromleiter 48 zwischen dem Stromleiter 31 und der Hauptwicklung 46 angeschlossen ist. In diesem Falle können die beiden Umschaltkontakte 50 und 55 z. B. von einem entsprechend ausgebildeten Relais 57 aus betätigt werden, welches seinerseits von dem Thermostaten beeinflußt wird. Sobald das Relais 57 eine Umschaltbewegung ausführt, kommt der Leiter 49 über den Umschaltkontakt 50 mit einem Leiter 58 in Verbindung, welcher an den Stromleiter 53 zwischen der Hilfswicklung 47 und dem Betriebs-Kondensator 43 angeschlossen ist. Der Betriebs-Kondensator 43 wird beim Umschalten des Relais 57 über den Umschaltkontakt 55 und über einen Leiter 59 an den Verbindungspunkt 52 zwischen der Hauptwicklung 46 und der Hilfswicklung 47 angelegt. Auf diese Weise wird der Betriebs-Kondensator 43 zur Hilfswicklung 47 parallel geschaltet, so daß sich in dieser Schaltstellung des Betriebs-Kondensators 43 eine Verminderung der Drehzahl des Motors M ergibt. Dementsprechend wird auch der Förderdruck der Umwälzpumpe 25 herabgesetzt, so daß zwischen der Hochdruckkammer 16 und der Niederdruckkammer 17 der Wassermangelsicherung 14 eine Druckdifferenzverminderung eintritt, welche über die Membran 15 das Schließen des Gas-Sicherheitsventils 13 hervorruft.

Wie eingangs bereits erwähnt, sind weitere Möglichkeiten zur Verminderung der Drehzahl des Motors M in äquivalenter Abwandlung anwendbar, so daß auch in einem solchen Falle die Umwälzpumpe mit verminderter Drehzahl weiterläuft, jedoch dabei das Gas-Sicherheitsventil 13 seine Geschlossenstellung einnimmt. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß die Einrichtung zum Ändern der Drehzahl der Umwälzpumpe lediglich für eine weiterlaufende Umwälzpumpe Verwendung rindet, da ein Anlaufen der Pumpe mit verringerter Drehzahl nicht beabsichtigt ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung eines für Heizanlagen bestimmten gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers, welcher mit einer zwei voneinander getrennte Druckkammern aufweisenden Wassermangelsicherung versehen ist, welche die Gaszufuhr in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen den Druckkammern freigibt oder absperrt, und welchem eine nach dem Absperren der Gaszufuhr weiterlaufende Wasserumwälzpumpe zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Abhängigkeit von einer Meßgröße, z. B. der Temperatur des zu beheizenden Raumes arbeitende Einrichtung (E) vorgesehen ist, welche bei Erreichen ernes vorbestimmten Wertes dieser Meßgröße durch Ändern der Drehzahl der Umwälzpumpe (25) deren Förderdruck herabsetzt und dadurch die Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammern (16,17) der Wassermangelsicherung (14) so weit vermindert, daß die Wassermangelsicherung ein Absperren der Gaszufuhr zum Wassererhitzer herbeiführt.

2. Steuereinrichtung nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (E) zum Ändern der Drehzahl aus einem in an sich bekannter Weise die Spannung vermindernden elektrischen Bauteil, z. B. aus einem Vorschalt-Kondensator (41) besteht, welcher in Abhängigkeit von der Meßgröße in die Stromzuleitung (38, 36) zu dem als Einphasen-Motor ausgebildeten Motor (M) der Umwälzpumpe (25) einschaltbar ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (E) zum Ändern der Drehzahl aus einem in bekannter Weise dem als Einphasen-Motor ausgebildeten Motor (M) der Umwälzpumpe (25) zugeordneten Betriebs-Kondensator (43) besteht, welcher in Abhängigkeit von der Meßgröße parallel entweder zu der Hauptwicklung (46) oder zu der Hilfswicklung (47) des Motors (M) schaltbar ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (E) zum Ändern der Drehzahl aus einer Schaltung besteht, welche in Abhängigkeit von der Meßgröße in bekannter Weise die Wicklungsverhältnisse des als Einphasen-Motor ausgebildeten Motors (M) der Umwälzpumpe (25) ändert, z. B. durch Umschalten des Motors (M) von zwei Polen auf vier Pole.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen