DE19645145A1

DE19645145A1 - Hot water generator with primary heat exchanger and laminated accumulator

Info

Publication number: DE19645145A1
Application number: DE19645145A
Authority: DE
Inventors: Carsten Auf Dem Kampe; Wolfgang Koenig
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1996-10-24
Publication date: 1997-05-07
Also published as: ATA178595A; CH691926A5; AT407795B

Abstract

The accumulator (2) is connected to a return pipe (6) possessing a circulating pump (7) and leading out of the lowest part (3) of the laminated accumulator. The accumulator is connected to an inflow pipe (12) opening into the topmost part (13) of the laminated accumulator. The inflow pipe contains a thermally controlled reversing valve (11) whose connection leading to the accumulator can be blocked by a thermally controlled valve (26). The two connections of the reversing valve are connected to the primary heat exchanger (9) and to the return flow pipe.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Warmwasserbereiter gemäß dem Oberbegriff des An spruches 1.The invention relates to a water heater according to the preamble of the saying 1.

Bei bekannten derartigen Warmwasserbereitern ist im Bereich der Vorlaufleitung ein Tempe raturfühler angeordnet, der die Umwälzpumpe beeinflußt. Wenn über einen im mittleren Be reich des Schichtenspeichers angeordneten Temperaturfühler Wärme angefordert wird, so beginnt die Umwälzpumpe intermittierend zu laufen. Dadurch wird Wasser über den Primär wärmetauscher an dem im Bereich der Vorlaufleitung angeordneten Temperaturfühler vor beigeführt. Erst wenn im Bereich des in der Vorlaufleitung angeordneten Temperaturfühlers eine ausreichend hohe Temperatur erfaßt wird, wird die Umwälzpumpe auf Dauerbetrieb geschaltet, bis die Soll-Temperatur in der Vorlaufleitung wieder unterschritten wird. In die sem Fall wird die Umwälzpumpe wieder auf intermittierenden Betrieb geschaltet. Durch den intermittierenden Betrieb der Umwälzpumpe wird eine höhere Aufheizung des Wassers im Primärwärmetauscher erreicht.In known water heaters of this type, there is a temperature in the area of the supply line arranged sensor that affects the circulation pump. If about one in the middle Be arranged in the stratified storage temperature sensor heat is requested, so the circulation pump starts to run intermittently. This will make water above the primary heat exchanger on the temperature sensor arranged in the area of the supply line introduced. Only when in the area of the temperature sensor located in the flow line a sufficiently high temperature is detected, the circulation pump is in continuous operation switched until the temperature in the flow line falls below the set temperature again. In the In this case, the circulation pump is switched back to intermittent operation. By the intermittent operation of the circulation pump will result in a higher heating of the water in the Primary heat exchanger reached.

Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß der intermittierende Betrieb der Umwälzpumpe keinesfalls günstig ist, da bis zum Erreichen der Soll-Temperatur kälteres Wasser in den Speicher eingebracht wird. Außerdem ist für einen solchen Betrieb auch ein erhöhter Steue rungsaufwand erforderlich.However, there is the disadvantage that the intermittent operation of the circulation pump is by no means cheap, as colder water in the water until the target temperature is reached Storage is introduced. There is also increased tax for such an operation effort required.

Ziel der Erfindung ist es, einen Warmwasserbereiter der eingangs erwähnten Art vorzu schlagen, der einen sehr einfachen und energiesparenden Betrieb ermöglicht und diese Nachteile vermeidet.The aim of the invention is to vorzu a water heater of the type mentioned beat, which enables a very simple and energy-saving operation and this Avoids disadvantages.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Warmwasserbereiter der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.According to the invention this is in a water heater of the type mentioned achieved by the characterizing features of claim 1.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann auf einen im Bereich der Vorlaufleitung ange ordneten Temperaturfühler und eine intermittierende Ansteuerung der Umwälzpumpe ver zichtet werden. Trotzdem wird eine Störung der Schichtung im Schichtspeicher, insbeson dere eine Einleitung von zu kühlem Wasser in den obersten Bereich des Schichtspeichers sicher vermieden.The proposed measures can help in the area of the supply line arranged temperature sensor and an intermittent control of the circulation pump to be waived. Nevertheless, a stratification disorder in the stratified storage tank, in particular an introduction of excessively cool water into the uppermost area of the stratified storage tank safely avoided.

So wird durch die temperaturabhängige Steuerung des den zum Schichtspeicher führenden Anschlusses des Drei-Wege-Ventil steuernden Ventilkörpers sichergestellt, daß Wasser erst dann über die Vorlaufleitung in den Schichtspeicher gelangen kann, wenn dieses eine ent sprechend hohe Temperatur erreicht hat, wobei auf eine intermittierende Ansteuerung der Umwälzpumpe verzichtet werden kann. Zu Beginn einer Wärmeanforderung kommt es zu einer Strömung des Wassers vom Primärwärmetauscher zum Drei-Wege-Ventil und von diesem über die Umwälzpumpe zurück zum Primärwärmetauscher. Dadurch kommt es zu einer raschen Aufheizung des Wassers, so daß ein immer größerer Teil des Querschnittes vom thermisch gesteuerten Ventilkörper freigegeben wird und ein entsprechender Teilstrom in den Schichtspeicher eintritt und diesen mehr und mehr auflädt.So the temperature-dependent control of the leading to the stratified storage Connection of the three-way valve controlling valve body ensures that water first can then reach the stratified storage tank via the flow line if this ent has reached a correspondingly high temperature, with an intermittent activation of the Circulation pump can be dispensed with. At the beginning of a heat request it happens a flow of water from the primary heat exchanger to the three-way valve and from this via the circulation pump back to the primary heat exchanger. This is what happens rapid heating of the water, so that an ever larger part of the cross section is released by the thermally controlled valve body and a corresponding partial flow enters the stratified storage tank and charges it more and more.

Kommt es dabei zu einer zu weiten Absenkung der Temperatur des aus dem Primärwärme tauscher austretenden Wassers, so schließt der Ventilkörper den zum Schichtspeicher füh renden Austrittsquerschnitt des Drei-Wege-Ventiles, und es unterbleibt ein weiterer Zustrom von Wasser in den Schichtspeicher, und es bildet sich wieder ein Kreislauf vom Primärwär metauscher über das Drei-Wege-Ventil zurück zum Primärwärmetauscher aus. If the temperature of the primary heat drops too much exchanger leaking water, the valve body closes the lead to the stratified tank outlet cross-section of the three-way valve, and there is no further inflow of water into the stratified storage tank, and a cycle of primary heat is formed again out via the three-way valve back to the primary heat exchanger.

Bei einer Nachladung des Schichtspeichers zum Ausgleich von Abstrahlungsverlusten wird es aufgrund der in einem solchen Fall höheren Temperaturen im untersten Bereich des Schichtspeichers nach dem Start der Aufheizung relativ rasch zu einem Öffnen des zum Schichtspeicher führenden Durchströmquerschnittes des Drei-Wege-Ventiles kommen.When the stratified storage tank is recharged to compensate for radiation losses it in such a case due to the higher temperatures in the lowest range of the Layered storage after the start of the heating up relatively quickly to open the Stratified storage leading flow cross-section of the three-way valve come.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann die Abstimmung der Umwälzpumpe auf die Nachheizung erfolgen, bei der ein größerer Volumenstrom aufgrund der geringeren Tempe raturdifferenz im Bereich des Schichtspeichers zweckmäßig ist. Bei einer Aufheizung des Schichtspeichers nach einer Entnahme größerer Mengen an warmem Brauchwasser, so daß sich größere Temperaturunterschiede im Bereich des Schichtspeichers ergeben, wird das Drei-Wege-Ventil, zumindest in der Anfangsphase der Aufheizung, den Strömungsquer schnitt zum Schichtenspeicher nicht vollständig freigeben. Durch die Auslegung der Um wälzpumpe für einen größeren Volumenstrom kann auf einfache Weise eine Überhitzung des oberen Bereiches des Schichtspeichers vermieden werden, wobei mit einer einstufigen Umwälzpumpe das Auslangen gefunden wird.The proposed measures allow the circulation pump to be tuned to the Post-heating take place in which a larger volume flow due to the lower temperature rature difference in the stratified storage is appropriate. When the Stratified storage tank after removal of large quantities of hot domestic water, so that there are larger temperature differences in the area of the stratified storage tank Three-way valve, at least in the initial phase of heating, the flow cross cut to stratified storage not fully released. By interpreting the order Rolling pump for a larger volume flow can easily overheat the upper area of the stratified storage can be avoided, with a one-stage Circulation pump the sufficiency is found.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Drei- Wege-Ventils.The features of claim 2 result in a very simple construction of the three Directional valve.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Dabei zeigtIt shows

Fig. 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Warmwasserbereiter und Fig. 1 shows schematically a water heater according to the invention and

Fig. 2 schematisch ein thermostatisch gesteuertes Drei-Wege-Ventil. Fig. 2 schematically shows a thermostatically controlled three-way valve.

Gleiche Bezugszeichen bedeuten in beiden Figuren gleiche Einzelheiten. The same reference numerals mean the same details in both figures.

Ein erfindungsgemäßer Warmwasserbereiter 1 weist einen Schichtspeicher 2 auf, in dessen unterstem Bereich 3 ein Temperaturfühler 4 angeordnet ist. Weiter mündet in diesem Be reich 3 eine Kaltwasser-Zulaufleitung 5, und es führt eine Rücklaufleitung 6 aus diesem Be reich 3 weg.A water heater 1 according to the invention has a stratified storage tank 2 , in the lower region 3 of which a temperature sensor 4 is arranged. Next opens in this area 3 a cold water supply line 5 , and it leads a return line 6 from this area 3 away.

Diese Rücklaufleitung 6 führt zu einer Umwälzpumpe 7, die über eine Anschlußleitung 8 mit einem Primärwärmetauscher 9 verbunden ist. Dieser Primärwärmetauscher 9 ist über eine Vorlaufleitung 10 mit einem thermisch gesteuerten Umschaltventil 11 verbunden. Dabei ist das Umschaltventil 11 über eine Speiseleitung 12 mit dem Schichtspeicher 2 verbunden, wobei die Speiseleitung 12 in den obersten Bereich 13 desselben mündet. Aus diesem führt eine mit einem Zapfventil 30 versehene Leitung 14 zur Abfuhr warmem Brauchwassers weg. Weiter ist das thermisch gesteuerte Umschaltventil 11 über eine Bypassleitung 23 mit der Rücklaufleitung 6 verbunden, wobei die Bypassleitung 23 an einer Einmündung 31 zwischen dem Schichtspeicher 2 und der Umwälzpumpe 7 in die Rücklaufleitung 6 mündet.This return line 6 leads to a circulation pump 7 , which is connected via a connecting line 8 to a primary heat exchanger 9 . This primary heat exchanger 9 is connected via a flow line 10 to a thermally controlled changeover valve 11 . The changeover valve 11 is connected to the stratified storage tank 2 via a feed line 12 , the feed line 12 opening into the uppermost region 13 of the same. From this, a line 14 provided with a nozzle 30 leads away hot warm water. Furthermore, the thermally controlled changeover valve 11 is connected to the return line 6 via a bypass line 23 , the bypass line 23 opening into the return line 6 at an intersection 31 between the stratified storage tank 2 and the circulation pump 7 .

Der Primärwärmetauscher 9 ist mittels eines von einem gasbeheizten Durchlauferhitzer er wärmten Heizmediums beheizt, das über die Leitungen 15, 16 zu- beziehungsweise abge führt wird.The primary heat exchanger 9 is heated by means of a heating medium heated by a gas-fired instantaneous water heater, which is supplied or discharged via the lines 15 , 16 .

Im Schichtspeicher 2 ist in dessen mittlerem Bereich 32 ein weiterer Temperaturfühler 17 angeordnet. Beide Temperaturfühler 4, 17 sind über Signalleitungen 18, 19 mit einer Steue rung 20 verbunden, die über Steuerleitungen 21 mit der Umwälzpumpe 7 verbunden ist.A further temperature sensor 17 is arranged in the stratified storage 2 in the central area 32 thereof. Both temperature sensors 4 , 17 are connected via signal lines 18 , 19 to a control 20 , which is connected via control lines 21 to the circulating pump 7 .

Der gesamte Warmwasserbereiter 1 ist mit einer Wärmeisolierung 22 versehen.The entire water heater 1 is provided with thermal insulation 22 .

Die Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform für das thermisch gesteuerte Umschalt ventil 11. Bei diesem sind die zu den Leitungen 10 und 12 führenden Bohrungen 10′ und 12′ Ventilsitze 24, 25 angeordnet. Fig. 2 shows schematically an embodiment for the thermally controlled switching valve 11th In this, the leading to the lines 10 and 12 holes 10 'and 12 ' valve seats 24 , 25 are arranged.

An dem Ventilsitz 24 ist eine Feder 30 abgestützt, die einen Ventilkörper 26 gegen den Ventilsitz 25 preßt. Der Ventilsitz 25 weist einen im wesentlichen diagonal verlaufenden Steg 27 auf, an dem ein Bolzen 28 abstützbar ist. Dieser Bolzen 28 ist mit einem am Ventilkörper 26 befestigten, mit einem einen hohen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisenden Material, zum Beispiel Wachs, gefüllten Dehnkörper 29 verbunden.A spring 30 is supported on the valve seat 24 and presses a valve body 26 against the valve seat 25 . The valve seat 25 has an essentially diagonal web 27 on which a bolt 28 can be supported. This pin 28 is connected to an expansion body 29 fastened to the valve body 26 and filled with a material having a high coefficient of thermal expansion, for example wax.

Dehnt sich dieser Dehnkörper 29, der gegebenenfalls teleskopartig ausgebildet sein kann, aus, so drückt der Bolzen 28 gegen den Steg 27 und hebt dadurch den Ventilkörper 26 vom Ventilsitz 25 entgegen der Kraft der Feder 30 ab, so daß ein Strömungsquerschnitt zur Spei seleitung 12 freigegeben wird, der sich mit steigender Temperatur des über die Bohrung 10′ vom Primärwärmetauscher 9 zuströmenden aufgeheizten Wassers vergrößert. Der Quer schnitt zur Bypassleitung 23 bleibt dabei immer offen.Extends this expansion body 29 , which may optionally be telescopic, pushes the bolt 28 against the web 27 and thereby lifts the valve body 26 from the valve seat 25 against the force of the spring 30 , so that a flow cross-section to the line 12 is released is, which increases with increasing temperature of the heated water flowing through the bore 10 'from the primary heat exchanger 9 . The cross section to the bypass line 23 always remains open.

Claims

1. Water heater with a primary heat exchanger ( 9 ) and one of these acted on stratified storage tank ( 2 ), with a circulation pump ( 7 ), from the bottom loading area ( 3 ) of the stratified storage tank ( 2 ) leading return line ( 6 ) and one in the uppermost area ( 13 ) of the stratified storage tank ( 2 ) leading flow or feed line ( 12 ) is connected to the primary heat exchanger ( 9 ), characterized in that a thermally controlled switching valve ( 11 ) is arranged in the flow line ( 12 ) is one of which leads to the stratified storage tank ( 2 ) connection can be shut off via a thermally controlled valve body ( 26 ) and that the switching valve ( 11 ) is connected with its two other connections to the primary heat exchanger ( 9 ) and the return line ( 6 ), whereby the changeover valve ( 11 ) between the stratification reservoir ( 2 ) and the circulating pump ( 11 ) on the return line ( 6 ) is closed.

2. Water heater according to claim 1, characterized in that in the changeover valve ( 11 ) only the leading to the stratified storage tank ( 2 ) is controlled via a valve body ( 26 ).