DE19533729A1 - Gerät zum Erwärmen von Heizungswasser und Bereiten von Brauchwasser - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Gerät zum Erwärmen von Heizungswasser und Bereiten von Brauchwasser nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Geräten dieser Gattung ist das auf Wärmeanforderung der Heizung ansprechende elektromagnetische Stellglied Teil einer mehrere Ventile enthaltenden Gasarmatur in einem einzigen Gasweg zum Brenner, die zusammen mit der Umwälzpumpe und dem Dreiwegeventil von einem Regelgerät gesteuert sind.

Das von der Brauchwasserströmung aktivierte hydraulische Stellglied wirkt lediglich auf einen elektrischen Schalter ein, der in einem Signalstromkreis des Regelgerätes für das Umschalten des Dreiwegeventils und das Einschalten der Umwälzpumpe liegt. Diese Ausführung zeichnet sich durch eine hohe Regelgüte der Vorlauftemperatur des Heizungswassers und des Brauchwassers aus, so daß für die elektrische Regeleinrichtung, die auch die Brauchwassererwärmung steuert, und die Gasarmatur ein angemessener Aufwand vorgesehen ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß sowohl für das hydraulische Stellglied als auch für wesentliche Teile der Gasarmatur einfache, in großen Stückzahlen auch für reine Brauchwasserbereitung gefertige Komponenten verwendbar sind, wodurch die Herstellung verbilligt und die Lagerhaltung vereinfacht wird. Ferner werden auch die Mittel für die Regelung des Gerätes vereinfacht, weil die Steuerung der Gaszufuhr bei Brauchwassererwärmung unmittelbar durch die aus der Brauchwasserströmung abgeleiteten Stellkräfte des hydraulischen Stellglieds erfolgt.

Die erfindungsgemäße Anordnung basiert auf dem Konzept, einen reinen Brauchwasserbereiter unter möglichst weitgehender Beibehaltung von Brenner, Innenkörper und den Armaturen für Gas und Wasser durch Hinzufügen von einfachen Mitteln für die Erwärmung von Heizungswasser zu einem beiden Zwecken dienenden, kostengünstigen Kombigerät zu erweitern.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Anordnungen nach dem Hauptanspruch möglich.

Eine Vorrangschaltung für die Brauchwassererwärmung kann einfach verwirklicht werden, wenn der Stromkreis des elektromagnetischen Stellantriebs von einem Schalter überwacht ist, der vom hydraulischen Stellglied beeinflußt beim Brauchwasser bereiten den Stromkreis unterbricht.

Eine kostengünstige Lösung ergibt sich, wenn das von der Brauchwasserströmung aktivierte hydraulische Stellglied Teil einer Funktionseinheit ist, die im Aufbau mit einer von reinen Brauchwasserbereitern her bekannten Wassermangelsicherung übereinstimmt.

Der den Stromkreis des elektromagnetischen Stellglieds überwachende Schalter kann unmittelbar an das Gehäuse der Wassermangelsicherung angebaut und beispielsweise von dem abgedichtet aus dem Gehäuse herausgeführten Stößel des hydraulischen Stellglieds betätigt sein. Eine kompakte Ausführung ergibt sich, wenn der für die Brauchwasserbereitung vorgesehene zweite Wärmeübertrager im Zuge einer vom Dreiwegeventil gesteuerten inneren Kurzschlußleitung liegt.

Zum Einstellen bzw. Anpassen der Heizleistung an einen bestimmten Anwendungsfall wird vorgeschlagen, daß der Durchflußquerschnitt der Bypaßleitung im Gasweg durch eine verstellbare Drosseleinrichtung veränderbar ist.

Der Zusammenbau des Gerätes wird erleichtert, wenn die Bypaßleitung in eine das Hauptgasventil enthaltene Gasarmatur integriert ist. Die Gasarmatur kann ein wie bei reinen Brauchwasserbereitern ausgebildetes Grundgehäuse haben und die Bypaßleitung kann durch Kanäle in einem auf das Grundgehäuse aufgesetzten Gehäuseteil gebildet sein.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch ein Gesamtbild der Funktionselemente des Ausführungsbeispiels.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das Kombigerät hat einen atmosphärischen Gasbrenner 10, der über eine Gasleitung 11 gespeist ist, die durch eine Gasarmatur 12 führt. Diese enthält ein Zündsicherungsventil 13, das über einen Schaltknopf 14 geöffnet und in der Offenstellung über einen Magneteinsatz 15 gehalten wird. Stromab des Zündsicherungsventils 13 zweigt eine Zündgasleitung 16 zu einem Zündbrenner 17 ab, der ein Thermoelement 18 beheizt, das im Stromkreis des Magneteinsatzes 15 liegt. Die Teile 13 bis 18 bilden eine thermoelektrische Zündsicherung, deren Funktion bekannt ist und hier nicht weiter erläutert werden soll.

Vom Zündsicherungsventil 13 führt der Hauptgasweg über ein Schleusenventil 19, das vom Schaltknopf 14 betätigt ist und den Hauptgasweg schließt, sobald und solange der Schaltknopf 14 seine das Zündsicherungsventil 13 öffnende Einschaltstellung einnimmt. Vom Schleusenventil 19 führt der Hauptgasweg weiter über ein Hauptgasventil 20 und einen im einzelnen nicht dargestellten Gasmengenregler 21 zu den Injektoreingängen von Brennerrohren 22, die zu einem dem Gasbrenner bildenden Brennerrost zusammengebaut sind. An diesem ist, dem Zündbrenner 17 gegenüberliegend, eine Zündelektrode 23 befestigt, die an eine nicht dargestellte Zündenergiequelle angeschlossen ist, beispielsweise an einen Piezozünder, der gleichzeitig mit dem Schaltknopf 14 betätigt wird. Zum willkürlichen Löschen des Gasbrenners 10 ist ein von Hand betätigbares Löschventil 24 in der Zündgasleitung 16 vorgesehen, über welche die Zündgaszufuhr und dadurch die Beheizung des Thermoelementes 18 unterbrochen wird, wonach das Zündsicherungsventil 13 in die Schließstellung geht.

Über dem Gasbrenner 10 ist ein Wärmeübertrager 25 angeordnet, der als Lamellenblock mit einer vom Heizungswasser durchströmten, durch einen gestreckten Rohrabschnitt 26 symbolisierten Rohrschlange durchsetzt ist. Diese ist ausgangsseitig über eine Vorlaufleitung 27 mit einem Heiznetzanschluß 28 und eingangsseitig über eine Rücklaufleitung 29 mit einem Heiznetzanschluß 30 verbunden. Die Rücklaufleitung 29 führt über eine Umwälzpumpe 31 und ein Dreiwegeventil 32, das die Saugseite der Umwälzpumpe 31 alternativ mit dem Heiznetzanschluß 30 und mit einer Bypaßleitung 33 verbindet, die unter Umgehung des Wärmeübertragers 25 zur Vorlaufleitung 27 führt. Aufbau und Funktion des Dreiwegeventils 32 sind nachstehend noch näher beschrieben.

In der Bypaßleitung 33 ist ein Wärmeübertrager 34 für die Bereitung von Brauchwasser eingebaut, das den Wärmeübertrager 34 in einer Rohrschlange 35 durchströmt. Diese liegt im Zuge einer Brauchwasserleitung 36, die von einem Kaltwasseranschluß 37 zu einem Warmwasseranschluß 38 führt. Die Brauchwasserleitung 36 geht durch eine als ganzes mit der Bezugszahl 40 versehene Wasserarmatur, die im Aufbau mit einer Wassermangelsicherung eines reinen Brauchwasserbereiters weitgehend übereinstimmt. Wie diese hat die Wasserarmatur 40 ein von der Brauchwasserströmung beeinflußtes hydraulisches Stellglied 41, welches mit einem Wassermengenregler 42 gekoppelt ist, und einen Temperaturwähler 43 in einem ein Venturi umgehenden Bypaßkanal. Die Arbeitsweise einer derartigen Wasserarmatur ist bekannt und soll daher hier ebenfalls nicht näher beschrieben werden.

Das Dreiwegeventil 32 hat ein hydraulisches Stellglied 45 mit zwei Druckkammern 46, 47, von denen die eine 46, ständig mit dem Druck im Heiznetzanschluß 30 beaufschlagt ist. Die andere Druckkammer 47 ist an ein elektromagnetisch betätigtes Umschaltventil 48 angeschlossen, welches die Druckkammer 47 in der einen Schaltstellung des Umschaltventils 48 mit der Druckkammer 46 und in der Schaltstellung mit der Druckseite der Umwälzpumpe 31 verbindet. Das Umschaltventil 48 ist von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung so beeinflußt, daß bei Wärmeanforderung der Heizung die Druckkammer 47 mit der Druckseite der Umwälzpumpe 31 verbunden ist. In dieser Stellung hat das Stellglied 45 die Bypaßleitung 33 gesperrt und den Heiznetzanschluß 30 freigegeben. Das Hauptgasventil 20 ist durch eine Bypaßleitung 50 umgehbar, die von einem Gasventil 51 überwacht ist, welches einen elektromagnetischen Stellantrieb 52 hat. Der wirksame Durchflußquerschnitt der Bypaßleitung 50 ist durch eine Drosselschraube 53 einstellbar. Das Gasventil 51 ist mit dem Umschaltventil 48 und der Umwälzpumpe 31 so gesteuert, daß bei Heizungsbedarf das Gas auch bei geschlossenem Hauptgasventil 20 zum Gasbrenner 10 strömt und das Dreiwegeventil 32 die Bypaßleitung 33 sperrt.

Um sicherzustellen, daß die Brauchwasserbereitung Vorrang vor einer Wärmeanforderung aus dem Heizungsnetz hat, ist an die Wasserarmatur 40 ein elektrischer Schalter 54 angebaut, der von dem hydraulischen Stellglied 41 betätigt ist. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß bei Brauchwasserdurchfluß durch die Wasserarmatur 40 und geöffnetem Hauptgasventil 20 der Schalter 54 geöffnet und bei geschlossenem Hauptgasventil 20 geschlossen ist. Der Schalter 54 beeinflußt die Schaltstromkreise des Umschaltventils 48 und des Gasventils 51 derart, daß bei Brauchwasserbereitung die Bypaßleitung 50 geschlossen und ein innerer, über den Wärmeübertrager 34 führender Kurzschlußkreis hergestellt ist. Gleichzeitig verhindert der Schalter 54, daß Gas über das Hauptgasventil 20 und zusätzlich über die Bypaßleitung 50 zum Gasbrenner 10 strömen kann.

Mit der beschriebenen Anordnung erhält man den guten Wasserkomfort eines reinen Brauchwassererhitzers ohne elektrische Steuerung und Regelung, weil die Gasmenge durch die Brauchwasserströmung direkt mechanisch gesteuert wird. Das Hauptgasventil 20 kann zu diesem Zweck wie dargestellt einen einteiligen Schließkörper mit einem kegeligen Ansatz 55 haben, durch den der Ventilquerschnitt abhängig vom Ventilhub wird. Anstelle dieser Ausführung kann der Schließkörper des Hauptgasventils 20 für ein stufenweises Öffnen auch zweiteilig ausgeführt sein.

Für die Vorlauftemperatur des Heizungswassers kann eine Zwei-Punkt-Regelung vorgesehen sein, so daß das Gasventil 51 mit einem einfachen Auf-Zu-Magneten als Antrieb auskommt. Zum Ansteuern des Gasventils 51, des Umschaltventils 48 und der Umwälzpumpe 31 genügt ein kleines Schaltkästchen. Es wird kein Trafo benötigt, weil alles auf 230 Volt-Basis gesteuert werden kann. Um ein paar Sonderfunktionen, wie Taktsperre und ähnlichem zu realisieren, kann ein Mikroprozessor vorgesehen sein, dessen Niederspannungsversorgung über ein RC-Glied erfolgt.

Claims (5)

1. Gerät zum Erwärmen von Heizungswasser und Bereiten von Brauchwasser, mit einem Gasbrenner und einem ersten Wärmeübertrager, der im Zuge einer Leitung für das Heizungswasser liegt, die über eine Umwälzpumpe und ein Dreiwegeventil führt, welches bei Brauchwasserströmung einen die Umwälzpumpe und den ersten Wärmeübertrager enthaltenden inneren Kurzschlußkreis herstellt und dadurch einen zweiten Wärmeübertrager für das Brauchwasser aktiviert, ferner mit einer dem Gasbrenner in der Gaszufuhrleitung vorgeschalteten Ventileinrichtung, die von einem auf Wärmeanforderung der Heizung ansprechenden elektromagnetischem Stellglied und einem von der Brauchwasserströmung aktivierten hydraulischen Stellglied beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Hauptgasventil (20) und ein zweites Gasventil (54) in einer das Hauptgasventil (20) umgehenden Bypaßleitung (50) hat, und daß ferner das hydraulische Stellglied (41) wie bei reinen Brauchwasserbereitern mechanisch auf das Hauptgasventil (20) und das elektromagnetische Stellglied (52) auf das in der Bypaßleitung (50) angeordnete zweite Gasventil (51) einwirkt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis des elektromagnetischen Stellantriebs (52) von einem Schalter (54) überwacht ist, der vom hydraulischen Stellglied (41) beeinflußt bei Brauchwasserströmung den Stromkreis unterbricht.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Brauchwasserströmung aktivierte hydraulische Stellglied (41) Teil einer Funktionseinheit ist, die im Aufbau mit einer von reinen Brauchwasserbereitern her bekannten Wassermangelsicherung übereinstimmt.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Brauchwasserbereitung vorgesehene zweite Wärmeübertrager (34) im Zuge einer vom Dreiwegeventil (32) gesteuerten inneren Kurzschlußleitung (33) liegt.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußquerschnitt der Bypaßleitung (50) durch eine verstellbare Drosseleinrichtung (53) veränderbar ist.