DE19701823A1 - Wasserheizungsanlage - Google Patents

Wasserheizungsanlage

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserheizungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei derartigen Wasserheizungsanlagen ergibt sich das Problem der Auslegung der Heizlei­ stung für den Wasserheizer. So ergeben sich bei gleichzeitigem Vorliegen einer Wärmean­ forderung an die Heizkörperanordnung und des Brauchwasserspeichers ein sehr hoher Lei­ stungsbedarf. Andererseits ergibt sich bei fehlendem Brauchwasserbedarf, insbesondere bei Heizkörperanlagen in gut wärmegedämmten Wohneinheiten ein nur sehr geringer Wär­ mebedarf. Bei brennerbeheizten Wasserheizern ergeben sich bei einer Auslegung der Bren­ nerleistung auf den Spitzenbedarf erhebliche Verringerungen des Wirkungsgrades bei ei­ nem Betrieb mit nur geringer Leistung.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Wasserheizungsanlage der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der mit einer relativ geringen Heizleistung das Auslangen gefunden werden kann.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Wasserheizungsanlage der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es möglich, die Heizleistung des Wasserheizers gemäß den Erfordernissen der Brauchwasserbereitung abzustimmen und die Heizkör­ peranordnung im wesentlichen nur dann mit Heizwasser zu versorgen, wenn entweder bei fehlender Brauchwasserbereitung oder bei vermindertem Leistungsbedarf für die Brauch­ wasserbereitung Leistungsreserven des Wasserheizers vorhanden sind.
Dies führt kaum zu Komforteinbußen bei der Beheizung von Räumen, da diese in der Regel eine erhebliche thermische Trägheit aufweisen.
Bei einer Wasserheizungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2 ergibt sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 der Vorteil einer sehr einfachen Ausbildung, die während der Endphase der Aufheizung des Brauchwasserspeichers eine gleichzeitige Versorgung der Heizkörperanordnung mit Heizwasser ermöglicht.
Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich eine sehr einfache Anordnung, wobei bei Anordnung der Umwälzpumpe in der Vorlaufleitung des Wasserheizers die Durchströmung der Heizkörperanordnung bei steigender Temperatur in der Vorlaufleitung allmählich einset­ zen kann. Dabei ist eine steigende Temperatur in der Vorlaufleitung bei gleichbleibender Heizleistung des Wasserheizers ein eindeutiges Zeichen, daß der Wärmetauscher im Brauchwasserspeicher aufgrund der steigenden Temperatur seines Inhaltes dem Heizwas­ ser weniger Wärme entzieht.
Durch die Merkmale des Anspruches 4 ist es möglich, mit dem aus dem Wärmetauscher abströmenden Heizwasser die Heizkörperanordnung zu versorgen, wobei es auch möglich ist die Temperatur des in den Wasserheizer rückfließenden Wassers innerhalb vorgegebe­ ner Grenzen zu halten.
Bei einer Wasserheizungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5 ergibt sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 5 eine von der Temperatur des in den Wärmetauscher einströmenden Wassers abhängige Aufteilung der Durchströmung des Wärmetauschers und der Heizkörperanordnung auf einfache Weise.
Bei einer Wasserheizungsanlage gemäß den Ansprüchen 6 und 7 ergibt sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 6 die Möglichkeit, den Wasserheizer nach ei­ ner längeren Stillstandszeit rasch auf Betriebstemperatur zu bringen, wodurch eine Kon­ densatbildung weitgehend vermieden werden kann.
Durch die Merkmale des Anspruches 8 ist es möglich, abwechselnd eine Durchströmung des Wärmetauschers und der Heizkörperanordnung vorzusehen, wobei die Phasen der Durchströmung des Wärmetauschers mit steigender Temperatur in der Wärmetauschervor­ laufleitung kürzer gewählt werden können.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 bis 7 verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Wasserheizungsan­ lagen.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelheiten.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 ist an einen Wasserheizer 1 eine Wasserheizer­ vorlaufleitung 41 angeschlossen, an der eine Umwälzpumpe 6 angeschlossen ist. Von die­ ser führt eine Wärmetauschervorlaufleitung 45 zu einem in einem Brauchwasserspeicher 2 angeordneten Wärmetauscher 3.
An eine Wärmetauscherrücklaufleitung 46 ist ein Drei-Wege-Mischer 9 angeschlossen, an den eine Wasserheizerrücklaufleitung 42 anschließt, die zum Wasserheizer 1 führt. Weiter ist an dem Drei-Wege-Mischer 9 eine Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung 44 an ge­ schlossen, wobei die Heizkörperanordnung 4 über eine Heizkörperanordnung-Vorlaufleitung 43 mit der Wärmetauschervorlaufleitung 45 verbunden ist.
Im Bereich der Heizkörperanordnung 4 ist ein Raumtemperaturfühler 31 angeordnet, der über eine Leitung 21 mit einer Steuerung 5 verbunden ist. Weiter ist ein Wärmetauscher- Vorlauftemperaturfühler 33 in der Wärmetauschervorlaufleitung 45 angeordnet und ein Speichertemperaturfühler 34 im Mittelbereich des Brauchwasserspeichers 2, die über Lei­ tungen 23 und 24 ebenfalls mit der Steuerung 5 verbunden sind. Die Steuerung 5 ist weiter über eine Leitung 22 mit einem Außentemperaturfühler 32 eingangsseitig verbunden.
Ausgangsseitig ist die Steuerung 5 mit dem Wasserheizer 1 über eine Leitung 27 und über eine Leitung 16 mit der Umwälzpumpe 6 verbunden. Weiter ist die Steuerung 5 ausgangs­ seitig noch mit dem Drei-Wege-Mischer 9 über eine Leitung 19 verbunden.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt bei gleichzeitigem Vorliegen einer Wärmeanforderung durch den Raumtemperaturfühler 31 und den Speichertemperaturfühler 34 eine Versorgung des Wärmetauschers 3 mit Heizwasser, wobei bei niedriger Wärmetauschervorlauftempera­ tur der Drei-Wege-Mischer 9 einen Durchfluß von der Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung 44 zur Wasserheizerrücklaufleitung 42 unterbindet, so daß keine Durchströmung der Heiz­ körperanordnung 4 erfolgt. Mit steigender Wärmetauschervorlauftemperatur wird der Durch­ fluß von der Heizkörperanordnung 4 zum Wasserheizer 1 mehr und mehr geöffnet und der Durchfluß vom Wärmetauscher 3 zum Wasserheizer 1 vermindert, bis die mittels des Soll- Temperaturgebers 14 vorgegebene Soll-Temperatur im Brauchwasserspeicher 2 erreicht ist.
Bei fehlender Wärmeanforderung durch den Raumtemperaturfühler 31 sperrt der Drei- Wege-Mischer 9 den Durchfluß durch die Heizkörperanordnung 4.
Die Ausführungsform nach der Fig. 3 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 1 nur da­ durch, daß die Steuerung 5 noch mit einem Zeitgeber 13 versehen ist, der den Drei-Wege- Mischer 9 im Sinne einer zeitweiligen Öffnung des Durchflusses von der Heizkörperanord­ nung 4 zum Wasserheizer 1 auch bei niedriger Wärmetauschervorlauftemperatur beeinflußt, wobei das Tastverhältnis mit steigender Wärmetauschervorlauftemperatur zugunsten des Durchflusses durch die Heizkörperanordnung 4 verändert wird.
Die Ausführungsform nach der Fig. 5 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 1 nur da­ durch, daß die Steuerung 5 einen weiteren Soll-Wertgeber 15 zur Vorgabe jener Temperatur des Brauchwassers im Brauchwasserspeicher 2 aufweist, bei der mit dessen Aufladung wieder begonnen werden soll.
Die Ausführungsform nach der Fig. 7 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 1 dadurch, daß der dritte Anschluß des Drei-Wege-Mischers 9 über eine Verbindungsleitung 48 mit der Vorlaufleitung 43 verbunden ist. Weiter ist der Pumpe 6 über eine Verbindungsleitung 50 ein Drei-Wege-Umschaltventil 11 nachgeordnet, deren dritter Anschluß mit der Heizkörperan­ ordnung-Vorlaufleitung 43 verbunden ist. Dabei ist das Drei-Wege-Umschaltventil 11 über eine Leitung 28 mit der Steuerung 5 verbunden.
Die Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung 44 mündet direkt in die Wasserheizervorlauflei­ tung 42.
Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, während der Speicherladung über den Drei- Wege-Mischer 9 warm es Wasser aus der Wärmetauscherrücklaufleitung 46 der Heizkör­ peranordnung-Vorlaufleitung 43 zuzuführen. Dabei ist in der Wärmetauscherrücklaufleitung 46 ein Wärmetauscher-Rücklauftemperaturfühler 36 angeordnet, der über eine Leitung 36 mit der Steuerung 5 verbunden ist.
Bei Heizungsbetrieb kann durch entsprechendes Umschalten des Drei-Wege-Umschalt­ ventiles 11 eine Durchströmung des Wärmetauschers 3 unterbunden werden, wobei dann der Vorlauf der Heizkörperanordnung 4 über den dritten Anschluß des Drei-Wege-Um­ schaltventils 11 vom Wasserheizer 1 erfolgt.
Die Ausführungsform nach der Fig. 4 weist zwei Umwälzpumpen 7 und 8 auf. Dabei versorgt die Umwälzpumpe 8 den Wärmetauscher 3, während die Umwälzpumpe 7 die Heiz­ körperanordnung 4 versorgt. Dabei sind die Umwälzpumpen 7, 8 über Leitungen 17 und 18 mit der Steuerung 5 verbunden, die einen Zeitgeber 13 aufweist.
Bei dieser Ausführungsform werden die beiden Umwälzpumpen 7, 8 bei gleichzeitiger Wär­ meanforderung vom Raumtemperaturfühler 31 und vom Speichertemperaturfühler 34 ab­ wechselnd aktiviert, wobei bei steigender Temperatur in der Wärmetauschervorlaufleitung 33 das Tastverhältnis der beiden Umwälzpumpen 7, 8 zugunsten der Umwälzpumpe 7 ver­ ändert wird.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 4 mündet die Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung 44 direkt in die Wasserheizerrücklaufleitung 42, und in der Heizkörpervorlaufleitung 43 ist ein über eine Leitung 25 mit der Steuerung 5 verbundener Heizungsvorlauftemperaturfühler 35 angeordnet.
Die Ausführungsform nach der Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 4 dadurch, daß der Zeitgeber 13 der Steuerung 5 fehlt und eine in der Heizkörperanordnung-Rücklauf­ leitung 44 ein Drei-Wege-Mischer 10 angeordnet ist, dessen dritter Anschluß mit einer Bypassleitung 47 verbunden ist, die mit der Heizungsvorlaufleitung 43 in Verbindung steht und die Umwälzpumpe 7 und die Heizkörperanordnung 4 überbrückt.
Bei dieser Ausführungsform kann bei Vorliegen einer Wärmeanforderung die Umwälzpumpe 7 parallel zur Umwälzpumpe 8 in Abhängigkeit von der Wärmetauschervorlauftemperatur in Betrieb genommen werden, wobei durch den Drei-Wege-Mischer 10 Wasser über die Bypassleitung 47 aus dem Rücklauf der Heizkörperanordnung 10 von der Umwälzpumpe 7 angesaugt und wieder der Heizkörperanordnung 4 zugeführt werden kann, wodurch die Vorlauftemperatur der Heizkörperanordnung 4 entsprechend gesenkt werden kann. Dies ermöglicht einen Betrieb der Heizkörperanordnung 4 mit üblicher Vorlauftemperatur während einer Speicherladung, die üblicherweise mit einer höheren Vorlauftemperatur durchgeführt wird.
Die Ausführungsform nach der Fig. 6 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 4 dadurch, daß ein Drei-Wege-Mischer 9 vorgesehen ist, der die Wärmetauscherrücklaufleitung 46 mit der Wasserheizerrücklaufleitung 42 verbindet und dessen dritter Anschluß über eine Ver­ bindungsleitung 48 mit der Heizkörpervorlaufleitung 43 in Verbindung steht und die Heiz­ körperanordnung-Rücklaufleitung 44 zwischen dem Drei-Wege-Mischer 9 und dem Was­ serheizer 1 in die Wasserheizerrücklaufleitung 42 mündet.
Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, bei Speicherladung das Wärmetauscherrück­ laufwasser über den Drei-Wege-Mischer 9 der Heizkörperanordnung 4 zuzuführen. Dabei kann die Umwälzpumpe 7 stillstehen.

Claims (8)

1. Wasserheizungsanlage mit einem Wasserheizer (1), der mit ei­ nem Wärmetauscher (3) eines Brauchwasserspeichers (2) und ei­ ner zum Wärmetauscher parallel schaltbaren Heizkörperanord­ nung (4) versehen ist, wobei mindestens eine Umwälzpumpe (6, 7, 8) und eine Einrichtung zur Steuerung (5, 7, 8, 9,11) der Durchströmung des Wärmetauschers (3) und der Heizkörperan­ ordnung (4) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (5) mit einem in einer Anschlußleitung (45) des Wär­ metauschers (3) angeordneten Temperaturfühler (33) verbunden und eine Bevorrangung des Brauchwasserspeichers (2) vorgese­ hen ist.
2. Wasserheizungsanlage nach Anspruch 1, bei der Anschlußleitun­ gen (43, 44) der Heizkörperanordnung (4) und des Wärmetau­ schers (3) an ein Drei-Wege-Steuerorgan angeschlossen sind, das weiter mit dem Wasserheizer (1) verbunden ist und lediglich eine Umwälzpumpe (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeich­ net, daß das Drei-Wege-Steuerorgan als Drei-Wege-Mischer (9) ausgebildet ist, der in Abhängigkeit von der Temperatur in einer der Anschlußleitungen (45) des Wärmetauschers (3) gesteuert ist.
3. Wasserheizungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drei-Wege-Mischer (9) mit den Rücklaufleitun­ gen (42, 44, 46) des Wärmetauschers (3), der Heizkörperanord­ nung (4) und des Wasserheizers (1) in Verbindung steht und der Temperaturfühler (33) in der zum Wärmetauscher (3) führenden Vorlaufleitung (45) angeordnet ist.
4. Wasserheizungsanlage nach Anspruch 2 und 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Pumpe (6) ein Drei-Wege-Umschaltventil (11) nachgeordnet ist, wobei der dritte Anschluß des Drei-Wege­ Mischers (9) über eine Verbindungsleitung (48) mit der zur Heiz­ körperanordnung (4) führenden Vorlaufleitung (43) verbunden ist und die Heizkörperanordnung-Rücklaufleitung (44) in die Was­ serheizerrücklaufleitung (42) mündet.
5. Wasserheizungsanlage nach Anspruch 1, bei der je eine in der Heizkörpervorlaufleitung (43) und der Wärmetauschervorlauflei­ tung (45) angeordnete Umwälzpumpe (7, 8) vorgesehen sind, da­ durch gekennzeichnet, daß die in der Heizkörperanordnung- Vorlaufleitung (43) angeordnete Umwälzpumpe (7) in Abhängig­ keit von der Temperatur in der Wärmetauschervorlaufleitung (45) gesteuert ist, wobei bei gleichzeitigem Vorliegen einer Wärmean­ forderung an die Heizkörperanordnung (4) und des Brauchwas­ serspeichers (2) die beiden Umwälzpumpen (7, 8) abwechselnd ansteuerbar sind.
6. Wasserheizungsanlage nach Anspruch 1, bei der je eine in der Heizkörpervorlaufleitung (43) und der Wärmetauschervorlauflei­ tung (45) angeordnete Umwälzpumpe (7, 8) vorgesehen sind, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Heizkörperanordnung-Rück­ laufleitung (44) ein Drei-Wege-Mischer (10) angeordnet ist, an dessen drittem Anschluß eine die in der Heizkörperanordnung- Vorlaufleitung (43) angeordnete Umwälzpumpe (7) und die Heiz­ körperanordnung (4) überbrückende Bypassleitung (47) ange­ schlossen sind, wobei der Drei-Wege-Mischer (10) in Abhängig­ keit von der Temperatur in der Heizkörpervorlaufleitung (45) steuerbar ist.
7. Wasserheizungsanlage nach Anspruch 1, bei der je eine in der Heizkörpervorlaufleitung (43) und der Wärmetauschervorlauflei­ tung (45) angeordnete Umwälzpumpe (7, 8) vorgesehen sind, da­ durch gekennzeichnet, daß der Drei-Wege-Mischer (9) mit einer an die Heizkörperanordnung-Vorlaufleitung (43) angeschlossene Leitung (48) verbunden und in der Wärmetauscherrücklaufleitung (46) angeordnet ist, wobei die Heizkörperanordnung-Rücklauflei­ tung (44) in die Wasserheizerrücklaufleitung (42) mündet.
8. Wasserheizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuerung (5) einen Zeitgeber (13) aufweist.
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