-
| Die Neuerung betrifft einen Heizkessel zur Heizwasser- |
| erwärmung und einen, einen Wärmeaustauscher enthaltenden |
Warmwasserboiler, wobei der Wärmeaustauscher in gleicher Weise wie der Heizungskreislauf
mit Heizwasser gespeist wird.
-
Heizkessel dieser Art sind seit langem in Gebrauch. Der Heizungskreislauf
zur Erwärmung der verteilten Radiatoren bzw. Heizkörper wird dabei durch einen oder
mehrere in den zu beheizenden Räumen angebrachte Thermostaten gesteuert.
-
Diese Steuerung erfolgt dabei beispielsweise über ein Ventil, welches
in einer Verbindungsleitung zwischen Heizungvorlauf und Heizungsrücklauf liegt und
welches bei Wärmebedarf in den zu beheizenden Räumen geschlossen ist, so daß das
gesamte umgewälzte Heizwasser durch den Heizkessel strömt und hier erwärmt wird.
Wenn andererseits ein geringerer Wärmebedarf besteht, ist dieses Ventil mehr oder
weniger geöffnet, so daß nur ein Teil des Heizwasser dem Heizkessel und der übrige
Teil dem Heizungsrücklauf entnommen wird, so daß ein Mischwasser entsteht, dessen
Temperatur ausreicht, den bestehenden Uärmebedarf zu decken.
-
Bei den bestehenden Heizkesseln liegt zu diesem Heizungskreislauf
der den Warmwasserboiler enthaltende Kreislauf parallel, so daß das Wasser in dem
Warmwasserboiler auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird. Wenn bei derartigen
Anlagen eine grössere Warmwassermenge zu Heizungszwecken entnommen wird, ist oft
eine längere Zeit erforderlich, um das Wasser in dem Boiler wieder auf die vorgegebene
Temperatur zu bringen. Da die Kapazität des Heizkessels beschränkt ist, dauert es
oft relativ lange bis wieder Warmwasser zur Verfügung steht.
-
Dieser Nachteil soll bei dem Heizkessel gemäß der vorliegenden Neuerung
vermieden werden. Der Heizkessel gemäß der Neuerung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Wärmeaustauscher mit einer Umwälzpumpe und diese mit dem Heizwasserbehälter
verbunden ist und daß in dem Warmwasserboiler ein Schalt-Thermostat vorgesehen ist,
welcher durch elektrische Leitungen mit der Umwälzpumpe und mit einem Ventil derart
verbunden ist, daß bis zum Erreichen einer Maximaltemperatur des Boilerwassers das
gesamte von dem Kessel erzeugte Heizwasser dem Boiler zugeführt wird.
-
Der Heizkessel gemäß der Neuerung beruht somit auf der Erkenntnis,
daß die von dem Kesseln abgegebene Wärme ausreicht, das Warmwasser in dem Boiler
innerhalb kürzester Zeit auf die Solltemperatur, beispielsweise 800a zu bringen,
wenn gleichzeitig der Heizkreislauf abgeschaltet wird und in dem
Boilerkreislauf
eine Umwälzpumpe vorgesehen ist, die einen schnellen Wärmeübergang von Heizwasser
auf das Warmwasser gewährleistet. Innerhalb dieser kurzen Zeit, beispielsweise 15
Minuten, kann eine Abkühlung der durch den Heizkreislauf beheizten Räume praktisch
noch nicht festgestellt werden, so daß die kurzzeitige Abschaltung des Heizungskreislaufes
ohne Nachteil bleibt. Andererseits besteht der Vorteil, daß immer, unabhängig davon,
ob gerade eine grössere Warmwassermenge entnommen worden ist oder nicht, Warmwasser
mit der gewünschten Temperatur zur Verfügung steht.
-
Der neuerungsgemäße Heizkessel soll anschliessend anhand der beiliegenden
Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden, aus der auch weitere Merkmale
ersichtlich sind, wobei zeigen : Fig. 1 ein Schema eines Heizkesseln und Fig. 2
eine SeitenaBicht dieses Kessels.
-
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Heizkessel 1 wird beispielsweise
durch einen Ölbrenner 4 erwärmt. Der Ölbrenner kann durch einen Kesselthermostaten
in bekannter Weise gesteuert werden, so daß eine Überhitzung nicht eintreten kann.
Das Heizwasser befindet sich dabei in einem aus mehreren Kesselgliedern 3a, 3b,
3c, 3d zusammengesetzten Behältern 3, welcher durch die von dem Ölbrenner ausgehenden
Flammen erwärmt wird und diese Wärme an das Heizwasser abgibt. Das kalte, von den
Heizungskörpern kommende Heizwasser
gelangt durch die Rücklaufleitung
5 in den Behälter und tritt durch die Leitung 6 aus.
-
Räumlich oberhalb des Kessels 1 ist der Boiler 2 bzw. der Wärmeaustauscher
zur Erzeugung von Warmwasser vorgesehen.
-
Der Boiler 2 besitzt einen Zufluss 9 und einen Abfluss 10 für das
zu erwärmende Wasser. In dem Boiler befindet sich ein Wärmeaustauscher 12, welcher
durch eine Leitung 11 mit Heizwasser gespeist wird, das das in dem Boiler befindliche
Wasser erwärmt. Das Heizwasser tritt bei 8 aus dem Boiler aus und gelangt in den
Heizkessel zurück.
-
Das durch die Leitung 6 aus dem Heizkessel austretende Heizwasser
kann zunächst durch eine Pumpe P1 und durch die Leitung 11 zu dem Wärmeaustauscher
12 gelangen. Daneben besteht eine Verbindung zu dem Ventil 14. Dieses Ventil 14
stellt das Nebenschlussventil dar, welches die Temperatur des Wassers in dem Heizungskreislauf
einreguliert. Neben der von dem Kessel kommenden Leitung 6a ist an das Ventil die
Leitung 5a angeschlossen, durch welches Rücklaufheizwasser zu dem Ventil gelangen
kann, sowie als Abfluss die Vorlaufleitung 7 des Heizungskreislaufes. In der Leitung
7 befindet sich vorzugsweise eine Umwälzpumpe P2.
-
Das Ventil 14 besitztbeispielsweise zwei starr miteinander verbundene
Ventilteller 15 und 16, welche unter dem Druck einer Feder 18 stehen, die bestrebt
ist, den Ventilteller 16 in dessen Schließstellung zu bewegen.
-
An eine die Ventilteller 15 und 16 betätigende Stange 17 ist ein Weicheisenkern
17a angebracht, welcher durch einen Elektromagneten 19 bei dessen Erregung derart
angezogen werden kann, daß die beiden Ventilteller gegen die Wirkung der Feder 18
bewegt werden. Statt des Elektromagneten können auch andere das Ventil betätigende
Steuerelemente, z. B. elektrische Motore, verwendet werden.
-
Der den Elektromagneten 19 enthaltende Stromkreis besitzt weiterhin
eine schematisch bei 20 gezeigte Spannungsquelle, sowie in Serie liegend die beiden
Thermoschalter Th. und Thp.
-
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist der Thermoschalter Th2 als Umschalter
ausgebildet, so daß, wenn dieser Schalter den Elektromagneten 19 von der Spannungsquelle
20 abschaltet, die Pumpe P1 an diese Spannungsquelle 20 angeschlossen ist. Der Thermoschalter
H 1 sei beispielsweise in irgendeinem zu beheizenden Raum angeordnet. Durch den
Thermoschalter Th1 wird die Erregung des Elektromagneten 19 gesteuert, vorausgesetzt,
daß der Thermoschalter Th2 sich in der eingezeichneten Lage befindet. Der Thermoschalter
Th2 befindet sich in dem Warmwasserboiler 2 und erfasst beispielsweise die Temperatur
des Warmwassers. Der Thermoschalter Th2 ist so ausgebildet, daß er in Abhängigkeit
von der Richtung des Temperaturverlaufes zwei Ansprechpunkte hat : er schaltet beispielsweise
bei Erwärmung bei 9000 aus, bei Abkühlung jedoch erst bei 70 ob wieder ein. Entspricht
die Boilertemperatur dem vorgesehenen Sollbereich, so befindet sich der Thermoschalter
Th2 in der in Fig. 1 eingezeichneten Stellung, d. h. der den Elektromagneten 19
enthaltende Stromkreis wird ausschliesslich durch' den Thermoschalter Th1 gesteuert.
-
Bei der Beschreibung der Betriebsweise dieses Heizkessels sei zunächst
angenommen, daß das Boilerwarmwasser sich auf der Solltemperatur befindet, so daß
der Schalter Thp die eingezeichnete Lage einnimmt. Wenn in den zu beheizenden Räumen
eine zu geringe Temperatur herrscht, ist der Schalter Th1 geschlossen, so daß der
Elektromagnet 19 erregt ist, und das Ventil bei dem Ventilteller 19 entgegen dem
Druck der Feder 18 geöffnet und der Ventilteller 15 geschlossen ist. Das den Heizkessel
durch die Leitung 6 und 6a verlassende Heizwasser kann über die Pumpe P2 und die
Leitung 7 zu den Heizkörpern gelangen und strömt durch die Leitung 5 in den Heizkessel
zurück. Da das Ventil bei 15 geschlossen ist, kann kein Rücklaufwasser durch die
Leitung 5a in die Vorlaufleitung 7 gelangen, so daß das gesamte umgewälzte Wasser
durch den Heizkessel 1 strömt.
-
Für den Fall, dass von den zu beheizenden Räumen keine Wärme gefordert
wird, d. h. dass der Thermoschalter Thl geöffnet ist, werden die Tellerventile 15
und 16 durch die Feder 18 eingestellt, d. h. dass das gesamte umgewälzte Wasser
durch die Leitung 5a direkt wieder in die Vorlaufleitung 7 gelangt. Es sei erwähnt,
dass der Thermoschalter Th lediglich zu Erläuterungszwecken als ein einfacher Schalter
dargestellt ist ; der Schalter ist zweckmässigerweise beispielsweise als Stufenschalter
oder veränderbarer Widerstand ausgebildet, so daß die Ventilteller15 und 16 je in
Abhängigkeit von der Temperatur in den zu beheizenden Räumen auch mittlere Stellungen
zwischen den Extremlagen einnehmen können, so daß in dem Ventil 14 eine Mischung
des durch die Leitung 5a und 6a ankommenden Wassers
entsteht und
durch die Leitung 7 und die Pumpe P2 zu den Heizkörpern fliesst.
-
Wenn beispielsweise durch Entnahme von Warmwasser durch den Abfluss
10 die Temperatur in dem Boiler 2 abnimmt, schaltet der Thermoschalter Th2 bei Erreichen
der Mindesttemperatur z. B. 7000 um. Hierdurch wird zunächst der den Elektromagneten
19 enthaltende Stromkreis unabhängig von der Stellung des Thermoschalter Th1 unterbrochen,
so daß die Leitung 6a durch das Tellerventil 17 geschlossen wird. Der Heizkreislauf
entnimmt dem Kessel 1 somit keine Wärme mehr. Durch das Umschalten des Thermoschalter
Th2 wird weiterhin die Pumpe P1 mit der Spannungsquelle 20 verbunden, so daß durch
die Leitung 6 die Pumpe P, die Leitung 11 Heizwasser zu dem Leitungssystem 12 gelangen
kann, welches durch die Leitung 8 in den Heizkessel 1 zurückkehrt. Die gesamte von
dem Kessel 1 gelieferte Wärme wird somit dem Boiler 2 zugeführt, so daß sich dieser
innerhalb kürzester Zeit beispielsweise innerhalb von 10 bis 15 Minuten auf die
Maximaltemperatur, z. B. 90 ob, erwärmt. Während dieser Zeitspanne tritt eine merkliche
Abkühlung der an die Leitungen 7 und 5 angeschlossenen Heizkörper praktisch nicht
auf. Unmittelbar nach Erreichen der Maximaltemperatur des Warmwassers kehrt der
Thermoschalter Th2 in die eingezeichnete Stellung zurück, so daß nach Massgabe der
Stellung des Thermoschalter Th1 wieder von dem Kessel aufgewärmtes Heizwasser in
die Vorlaufleitung 7 gelangt.
-
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist die Leitung 8 direkt mit dem Behälter
3 an dessen oberem Ende verbunden, so daß das durch die Leitung 8 zu dem Kessel
1 zurückkehrende Wasser nicht mit dem durch die Leitung 5 ankommenden Rücklaufwasser
des Heizungssystem vermischt wird, welches in der Regel eine wesentlich geringere
Temperatur besitzt, als das durch die Leitung 8 ankommende Rücklaufwasser. Auch
diese Maßnahme erhöht die Geschwindigkeit, mit der das Warmwasser erwärmt wird.
-
An dem Glied 3 d des Behälters 3 können allerdings Wärmespannungen
auftreten ; zur Vermeidung der schädlichen Wirkung dieser Wärmespannungen wird das
Glied 3d vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das solche Wärmespannungen
aufnehmen kann, z. B. aus Sphäro-Guss.
-
Es sei noch erwähnt, daß sich die anhand von Fig. t erläuterte Zentrale
sehr leicht von Winter-auf sommerbetrieb umschalten lässt ; hierzu ist es beispielsweise
lediglich erforderlich einen mit dem Elektromagneten 19 in Serie liegenden Schalter
zu öffnen und die Umwälzpumpe P2 auszuschalten. Der Kessel ar beitet nun lediglich,
um das Warmwasser in dem Boiler im Bedarfsfalle zu erwärmen. Beide Schalter, d.
h. der Schalter in dem Stromkreis des Elektromagneten 19 und der Schalter zum Ausschalten
der Umwälzpumpe P2 sind vorzugsweise miteinander kombiniert.
-
Aus Fig. 2 kann ersehen werden, daß alle zu dem Heizkessel ge. hörenden
Teile in einem Gehäuse 25 untergebracht sein können
und alle Schaltelemente,
wie z. B. Schalter, Relais usw., in einem eigenen Schaltgehäuse 26. Unabhängig von
der Tatsache, daß die Umwälzung des Heizwassers durch den Boiler mittels der Pumpe
P2 erfolgt, ist es vorteilhaft, den Boiler wie dargestellt oberhalb des Heizkessels
anzuordnen.