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Gasbeheizter Umlauf-Wassererhitzer für-eine Zentralheizungsanlage
mit Brauchwasser-Wärmetauscher Die Erfindung bezieht sich auf einen gasbeheizten
Umlauf-Wassererhitzer, welcher mit einer Umwälzpumpe versehen ist und als Wärmequelle
wahlweise für eine Zentralheizungsanlage oder für einen Durchlauf-Wärmetauscher
zum Bereiten von warmem Brauchwasser dient, wobei. im Umlaufwasser-Bereich des Brauchwasser-Wärmetauschers
ein Wärmefühler eines Thermostaten angeordnet ist, welcher die Gaszufuhr zum Gerät
derart steuert, dass die Temperatur des innerhalb des Brauchwasser-Wärmetausohers
befindlichen Umlaufwassers ständig auf einem vorherbestimmten Wert gehalten
wird.
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Bei einem eolohen Gerät muss der Thermostat der Forderung nachkommen,
dass er bei allen Betriebsbedingungen eine zuverlässige Steuerung des Gerätes bewirkt,
z.B. wenn die Temperatur des Unlaufwaeeers innerhalb des Brauobwaeeer-Wärmetauschere
einen
festgelegten Wert erreicht hat. Ausserdem muss eine
schnelle Umsteuerung erzielt werden, sobald mit dem Zapfen von Brauchwasser begonnen
worden ist. Zu diesbm Zweck ist bereits vorgeschlagen worden, den Wärmefühler des
Thermostaten in der Zufuhrleitung für das Kaltwasser innerhalb des Brauchwasser-Durchlauf-Wärmetauschers
anzuordnen: Bei einer solchen Anordnung erwärmt sich die Zufuhrleitung für das Kaltwasser
in der Zeit, in welcher kein Brauchwasser entnommen wird, schnell genug, so dass
der Thermostat rechtzeitig beim Erreichen der maximalen Temperatur des Umlaufwassers
einen Steuervorgang auslöst. Bei dieser bekannten Anordnung_ergibt sich jedoch der
Nachteil, dass der Thermostat bei steigender Umlaufwassertemperatur nicht anspricht,
wenn nur eine sehr kleine Brauchwassermenge entnommen wird. Diesem Nachteil kann
abgeholfen werden, wenn in die Kaltwasserzuleitung eine Wassermangelsicherung eingebaut
wird, welche die Gaszufuhr nur dann freigibt, wenn die notwendige Mindestwassermenge
nicht unterschritten wird. Dies stellt jedoch einen zusätzlichen Aufwand dar, welcher
nach Möglichkeit vermieden werden soll. Deshalb ist auch schon vorgeschlagen worden,
den Wärmefühler des Thermostaten in einem Umlaufwasser führenden Leitungsabschnitt
der Vorlaufleitung anzuordnen, welcher von kaltem Brauchwasser umgeben ist. Um zu
erreichen, dass das Umlauf-. wasser durch den Zeitungsabschnitt mit möglichst geringem
Widerstand hindurchströmen kann, muss jedoch bei dieser bekannten Anordnung vor
allem zwischen dem Wärmefühler und dem diesen aufnehmenden Zeitungsabschnitt der
Vorlaufleitung ein genügend grosser Druchlassquerschnitt, d.h. ein verhältnismässig
grosser :' Ringspalt vorhanden sein. Diese Anordnung ergibt ein sehr träges; Arbeiten
des Thermostaten, weil dessen Wärmefühler bei Entnahme von Brauchwasser nicht schnell
genug beeinflusst wird und daher ' die vom Thermostaten aus hervorgerufene Steuerung
mit unerwünschter Verzögerung erfolgt. - .
Aufgabe der Brfindung
ist es daher, eine Anordnung zu schaffen, welche die vorstehend geschilderten Unzulänglichkeiten
vermeidet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist an einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer
der eingangs angeführten Art geL,äss Erfindung vorgesehen, dass ,das Ende der den
Brauchwasser-Wärmetauscher an das Umlaufsystem anschliessenden Umlaufwasser-Zuleitung
sich in den Wärmetauscher hinein erstreckt und der Wärmefühler in einer im wesentlichen
innerhalb des Wärmetauschers parallel zu dem Ende der Umlaufwasser-Zuleitung verlaufenden
Nebenschlussleitung angeordnet ist. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin,
dass zwischen den Wandungen der Nebenschlussleitung L,nd des Wärmefühlers nur ein
geringer Ringspalt vorgesehen ist und dass die Nebenschlussleitung konzentrisch
von einem Anfang einer Brauchwasser-Rohrschlange umgeben ist, welche innerhalb des
Wärmetauschers angeordnet ist. Dabei Kann die Nebenschlussleitung in Strömungsrichtung
vor dem Wärmetauscher von der Umlaufwasser-Zuleitung abgezweigt und an ihrem anderen
Ende innerhalb des Wärmetauschers mit dieser Zuleitung wieder verbunden sein.
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Die erfindungsgemässe Anordnung bringt den Vorteil mit sich, dass
bei allen Betriebsbedingungen eine zuverlässige Steuerung des Gerätes gewährleistet
ist. Dabei ist es möglich, dass auch ohne einen hydraulischen Schalter in der Kaltwasserzuleitung
ein rechtzeitiges Steuern des Gerätes beim Zapfen kleiner Brauchwassermengen stattfindet,
was z.B. dann bedeutsam sein kann, wenn statt des hydraulischen Schalters nur ein
einfacher Wassermengenregler verwendet wird. Im ganzen ergibt sich beim Erfindungsgegenstand
eine. wenig träge, d.h. ohne Verzögerung ansprechende Steuerung, welche zudem noch
den Vorteil hat,
das;; @:uf einen elektrischen Schalter an dem hydraulischen
Schalter verzichtet werden kann.-Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der Zeichnung
in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische
Darstellung eines gasbeheizten Umlauf-wassererhitzers für eine Zentralheizungsanlage
mit Brauchwasser-Wärmetauscher und Fig. 2 eine schematische Darstellung des Brauchwasser-Wärmetauschers
gemäss Figur 1 in grösserem Massstab mit der erfindungsgemässen Anordnung.
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In Figur 1 ist der gasbeheizte Umlauf-Wassererhitzer für eine Zentralheizungsanlage
mit Brauchwasser-Durchlauf-Wärmetauscher schematisch dargestellt. Er weist in an
sich bekannter leise einen als Wärmetauscher dienenden Lamellenblock 10 und einen
Brenner 11 auf, welcher von einer Gas-Zufuhrleitung 12 mit einem Gas-Absperrventil
13 aus über ein Gas-Sicherheitsventil 14 und einen allgemein mit der Bezugsziffer
15 bezeichneten Gasmengenregler mit Brenngas versorgt wird. Das Gas-Sicherheitsventil
14 wird von einer allgemein mit der Bezugsziffer 16 bezeichneten Wassermangelsicherung
aus in an sich ebenfalls bekannter Weise gesteuert.
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Das im Lamellenblock 10 erhitzte Umlaufwasser gelangt über eine Vorlaufleitung
17 zu einem elektrisch oder hydraulisch betätigten Dreiwegeventil 1b und von dort
aus entweder über eine Vorlaufzweigleitung 19 in die schematisch angedeuteten Heizkörper
20 einer Zentralheizungsanlage oder über eine Vorlaufzweigleitung 21 in einen Durchlauf-Wärmetauscher
22 zum Bereiten von
warmem Brauchwasser. Von den Heizkörpern 20
der Zentralheizungsanlage aus führt eine Rücklaufzweigleitung 23 bis zu einer Vereinigungsstelle
24 mit der vom-Bra:'uchwasser-Durchlauf-Wärmetauscher 22 kommenden Rücklaufzweigleitung
25. Von dieser Vereinigungsstelle 24 an bilden die beiden Rücklaufzweigleitungen
die-Rücklaufhauptleitung 26, welche das Umlaufwasser über*einen huftabscheider 27,
an welchen ein Ausdehnungsgefäss 28 angeschlossen ist, und eine Umwälzpumpe 29 in
den hamellenblock 10 des gasbeheizten Wassererhitzers zurückführt. Das Brauchwasser
fliesst von der Kaltwasserzuleitung 31 aus über einen Wassermengenregler 32 und
eine Leitung 33 durch eine im Brauchwasser-Durchlauf-Wärmetauscher 22 eingesetzte
Brauchwasser-Rohrschlange 34 hindurch zu einem Zapfventil 35. Am Wassermengenregler
32 kann ein Ventil 36 als Temperaturwähler für das Brauchwasser vorgesehen sein.
Aus der vorstehenden Beschreibung der Gesamtanordnung ergibt sich,..dass der Brauchwasser-Durchlaüf-Wärmetauscher
22 in den Stromkreis des Umlaufwassers eingeschaltet werden kann. Die zur Zufuhr
des Umlaufwassers dienende Vorlaufzweigleitung 21 ragt in den Brauchwasser-Wärmetauscher
22 mit einem Endstück 41# hinein, welches ein einseitig offenes Ende 42 aufweist.
Am Anschlusstutzen 43 ist die.Rückldufzweigleitung 25 angeschlossen, welche das
Umlaufwasser in das Umlaufsystem zurückführt. Dem in den Brauehwasaer-Wärmetauscher
22 hineinragenden Endstück 41 mit dem einseitig offenen Ende 42 der Vorlaufzweigleitung
21 ist eine Nebenschlussleitung 44 zugeordnet, welche im wesentlichen innerhalb
des Brauchwasser-Wärmetauschers 22 parallel zu dem Endstück 41 der Vorlaufzweigleitung
21 verläuft. Diese Nebensehlusaleitung 44 zweigt bei der in der Zeichnung dargestellten
bevorzugten Ausführungsform in Strömungsrichtung vor dem Brauchwaeeer-Wgrmetauacher
22 von der Vorlaufzweigleitung 21
für das Umlaufwasser ab und ist
mit ihrem anderen Ende innerhalb des Brauchwasser--Wärmetauschers 22 in Strömungsrichtung
vor dein offenen Ende 42 mit dem Endätück 41 der Vorlaufzweigleitung 21 verbunden.
In diese Nebenschl4ssleitung 44 ist ein Wärmefühler 45 eines Thermostaten eingesetzt,
welcher die Gaszufuhr zum Gerät derart steuert, dass die Temperatur des innerhalb
des Brauchwasser-Wärmetauschers 22 befindlichen Umlaufwasser ständig auf einem vorherbestimmten
Wert gehalten wird. Die einen Teilstrom des in den Brauchwasser-Wärmetauscher 22
eintretenden Umlaufwassers führende Nebenschlussleitung 44 umgibt dabei den Wärmefühler
45 derart, dass zwischen den Wandungen der Nebenschlussleitung 44 und des Wärmefühlers
45. nur ein geringer Ringspalt vorgesehen ist. Des weiteren weist die Kaltwasserleitung
33 an ihrer Einmündung in den Brauchwasser-Wärmetauscher 22 vor dem Übergang in
die Brauchwasser-Rohrschlange 34 ein Anfangsstückt 46 auf, welches das den Wärmefühler
45 umgebende Stück der Nebenschlussleitung 44 konzentrisch umgibt. Es ergibt sich
dadurch eine Anordnung, bei welcher der Wärmefühler 45 von der Umlaufwasser führenden
Nebenschlussleitung 44 und diese von dem Kaltwasser führenden Anfangsstück 46 der
Brauchwasser-Rohrschlange 34 umgeben ist. Dieses Anfangsstück 46 wird wieder von
Umlaufwasser umgeben, welches innerhalb des Brauchwasser-Wärmetauschers 22 befindlich
ist. Strömungstechnisch ist diese koaxiale Anordnung der Teile 45, 44 und 46 besonders
günstig. Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Nach Beendigung eines Zapfvorganges
nimmt der Brauchwasser-Wärmetauscher 22 seinen Ruhezustand ein, d.h. es-wird weder
Umlaufwasser durch den Behälter des Wärmetauschers 22 noch Brauchwasser.durch die
Brauchwasser-Rohrschlange 34 hindurchgeleitet.
Das im Behälter des
Brauchwasser-Wärmetauschers 22 ruhende Umlauf-Wasser kühlt ab, so dass such der
Wärmefühler 45 des Thermostaten entsprechend beeinflusst wird. kenn die Abkühlung
des ruhenden Umlaufwassers einen Wert erreicht hat, auf welchen der Thermästat eingestellt
ist, steuert dieser düs Gerät so, dass das innerhalb des Behälters des Brauchwasser-Wärmetauschers
22 ruhende Umlaufwasser erneuert wird und zwar findet zu diesem Zweck über das Dreiwegeventil
18 solange ein Zustrom von erhitztem Umlaufwasser statt bis vom Wärmefühler 45 des
Thermostaten die festgelegte Maximaltemperatur festgestellt ist. Dadurch wird vom
Thermostaten aus das Umsteuern des Dreiwegeventils 18 veranlasst, d.h. der Zustrom
von erhitztem Umlaufwässer in den Behälter des Brauchwässer-Wärmetauschers 22 hört
auf. Nach Abkühlen dieses Umlaufwassers wiederholt sich der gleiche Vorgang, so
dass die Temperatur des innerhalb des Brauchwasser-Wärmetauschers 22 befindlichen
Umlaufwassers ständig auf einem vorherbestimmten leert gehalten wird. 'trenn durch
Öffner des Zapfventils 35 ein Zapfvorgang beginnt, geht der Brauchwasser-bärmetauscher
22 in der. Betriebszustand über. Dabei kommt es darauf an, dass dem Brauchwa.sser-wärmetauscher
22 möglichst schnell erhitztes Umlaufwasser zugeführt wird, damit am Zapfventil
35 nach einer möglichst geringen Wartezeit fortlaufend warmes Brauchwasser ausfliesst.
Das wird durch die erfindungsgemässe Anordnung des Wärmefühlers 45 in der vom Anfangsstück
46 der Brauchwasser-Rohrschlange 34 umgebenen Nebenschlussleitung 44 erreicht, weil
in das Anfangsstück 46 kaltes basser einströmt und dieses infolge des geringen Ringspaltes
zwischen den Wandungen der Nebenschlussleitung 44 und des Wärmefühlers 45 eine rasche
Einwirkung auf den letzteren ergibt. Ebenso schnell wird deshalb vom Thermostaten
aus das Dreiwegeventil 18 umgesteuert und damit
erhitztes Umlaufwasser
über die Vorlaufzweigleitung 21 in den Behälter des Brauchwasser-Wärmetauschers
22 eingeleitet. Am Ende des Zapfvorgänges wird auch der Zustrom von Umlaufwasser
zum Brauchwasser-Wärmetauscher 22 abgestellt, sobald die Maximaltemperatur des Umlaufwasser-Inhaltes
erreicht ist. Damit ist der Ruhezustand des Brauchwasser-Wärmetauschers 22 wieder
erreicht. -Wesentlich für eine schnelle Reaktion ist der geringe Ringspalt zwischen
den dandungen der Nebenschlussleitung 44 und des yiärmefühlers 45, weshalb durch
die Nebenschlussleitung 44 auch nur ein Teilstrom des in den Behälter des Brauchwasser-Wärmetauschers
22 eintretenden Umlaufwassers hindurchgeleitet wird. Ein solch enger Ringquerschnitt
als Durchlass für den Teilstrom des Umlaufwassers kann auch ohne weiteres angewendet
werden, da eine Verkalkungsgefahr kaum besteht, weil es,sich um Umlaufwasser handelt,
welches nur selten erneuert werden muss. Anstelle des im Ausführungsbeispiel dargestellten
Membrankassermengenreglers könnte auch ein einfacher Wassermengenregler vorgesehen
werden, genau so wie der dargestellte Regler als hydraulischer Schalter ausgebildet
sein könnte, welcher einen elektrischen Schalter betätigt, welcher seinerseits zum
Steuern eines anderen Steuergliedes benutzt werden kann. Es wäre aber auch denkbar,
die Kaltwasserzuleitung 31 unmittelbar mit dem Anfangsstück 46 der Brauchwasser-Rohrschlange
34 zu verbinden.