DE19706505A1 - Water heating plant with laminated accumulator - Google Patents

Water heating plant with laminated accumulator

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DE19706505A1 DE19706505A DE19706505A DE19706505A1 DE 19706505 A1 DE19706505 A1 DE 19706505A1 DE 19706505 A DE19706505 A DE 19706505A DE 19706505 A DE19706505 A DE 19706505A DE 19706505 A1 DE19706505 A1 DE 19706505A1
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Carsten Auf Dem Kampe
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VAILLANT GMBH, 42859 REMSCHEID, DE
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Joh Vaillant GmbH and Co
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Abstract

The top part (11) of the laminated accumulator (1) is heated by a preliminary pipe (10) connected to a heat exchanger (9) itself connected to a return pipe (7) reaching into the lowest part (4) of the laminated accumulator, where it is connected to a circulating pump (8). A temperature sensor (16) is positioned in the middle part of the accumulator and affects the heat source (26,32) operating upon the heat exchanger. The preliminary pipe is connected to the return pipe by a bypass pipe (22) and valve (21). The bypass valve is controlled thermostatically in relation to the temperature of the heated water flowing out of the heat exchanger. The bypass pipe is connected between the circulating pump and the heat exchanger.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserheizanlage gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1.The invention relates to a water heating system according to the preamble of the An saying 1.

Bei bekannten derartigen Schichtspeichern erfolgt die Aufheizung und Nachheizung in der Weise, daß Wasser aus dem untersten Bereich des Schichtspeichers über die Speicher- Rücklaufleitung entnommen und nach der Aufheizung im Wärmetauscher in den obersten Bereich des Schichtspeichers über die Speicher-Vorlaufleitung eingeleitet wird.In known layered stores of this type, heating and post-heating take place in the Way that water from the lowest area of the stratified storage tank Return line removed and after heating in the heat exchanger in the top Area of the stratified storage tank is introduced via the storage supply line.

Üblicherweise sind in einem Schichtspeicher drei Temperaturfühler angeordnet, wobei einer in der Speicher-Vorlaufleitung, einer im mittleren und einer im untersten Bereich des Spei­ chers angeordnet ist, die alle mit einer Steuerung verbunden sind. Dabei erfolgt ein Start einer, meist in der Speicher-Rücklaufleitung angeordneten Umwälzpumpe und des Wärme­ tauschers, wenn im Bereich des mittleren Temperaturfühlers eine vorgegebene Temperatur unterschritten wird. Der im obersten Bereich des Schichtspeichers, oder in der Speicher- Vorlaufleitung angeordnete Temperaturfühler dient dabei zur Steuerung der Umwälzpumpe, die zur Sicherung einer ausreichend hohen Ladetemperatur entweder getaktet wird oder in ihrer Drehzahl gedrosselt werden kann. Der im untersten Bereich des Schichtspeichers an­ geordnete Temperaturfühler schaltet bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur den Wärmetauscher und die Umwälzpumpe ab und beendet damit den Ladevorgang.Three temperature sensors are usually arranged in a stratified storage tank, one of them in the storage supply line, one in the middle and one in the lowest area of the storage Chers is arranged, all of which are connected to a controller. There is a start a circulation pump and the heat, which is usually arranged in the storage return line exchanger if a predetermined temperature is in the area of the middle temperature sensor is undercut. The one in the top area of the stratified storage tank, or in the storage Flow line arranged temperature sensor is used to control the circulation pump, which is either clocked to ensure a sufficiently high charging temperature or in their speed can be throttled. The one in the lowest area of the stratified storage tank Ordered temperature sensor switches when a certain temperature is exceeded Heat exchanger and the circulation pump off and ends the charging process.

Bei einer Aufheizung wird kaltes Wasser aus dem unteren Bereich des Schichtspeichers über die Speicher-Rücklaufleitung abgezogen und über die Umwälzpumpe dem Wärmetau­ scher zugeführt und von diesem erwärmt. Anschließend wird das erwärmte Wasser in den oberen Bereich des Schichtspeichers rückgeführt. Solange am oberen Temperaturfühler die vorgesehene Solltemperatur noch nicht erreicht ist, wird die Umwälzpumpe getaktet oder mit relativ geringer Drehzahl betrieben, um eine ausreichend lange Verweilzeit des Wassers im Wärmetauscher sicherzustellen und damit eine ausreichende Erwärmung des Wassers zu erreichen.When it heats up, cold water comes out of the lower area of the stratified storage tank withdrawn via the storage return line and via the circulation pump to the heat exchanger  shear fed and heated by this. Then the heated water is in the returned to the upper area of the stratified storage tank. As long as the the specified target temperature has not yet been reached, the circulation pump is clocked or with operated relatively low speed to ensure a sufficiently long residence time of the water in the Ensure heat exchangers and thus sufficient heating of the water to reach.

Bei solchen Wasserheizanlagen ergibt sich jedoch der Nachteil, daß es eben aufgrund der Taktung der Umwälzpumpe zu einer Überhitzung im obersten Bereich des Schichtspeichers und damit zu einer Gefahr einer Verbrühung bei einer Zapfung von Brauchwasser kommen kann.In such water heating systems, however, there is the disadvantage that it is precisely because of the Clocking of the circulation pump to overheating in the uppermost area of the stratified storage tank and thus there is a risk of scalding from drawing off domestic water can.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Wasserheizanlage der ein­ gangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem eine Verbrühungsgefahr vermieden ist.The aim of the invention is to avoid this disadvantage and a water heating system propose the type mentioned above, in which a risk of scalding is avoided.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Wasserheizanlage der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.According to the invention, this is done in a water heating system of the type mentioned at the outset the characterizing features of claim 1 achieved.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß bei einer zu starken Erwär­ mung des Wassers kühleres Wasser über das Bypaßventil zugemischt wird. Dadurch wird eine Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur im obersten Bereich des Schichtspei­ chers, aus dem Brauchwasser abgezogen wird, sicher vermieden. Damit wird auch die Ge­ fahr einer Verbrühung beim Zapfen von Brauchwasser vermieden.The proposed measures ensure that if the heating is too strong cooler water is mixed in via the bypass valve. This will an exceeding of a predetermined temperature in the uppermost area of the stratified disc chers, from which domestic water is withdrawn, safely avoided. With this the Ge Avoid scalding when tapping domestic water.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Bypaß­ ventiles, bei dem keine separate Steuerung erforderlich ist.The features of claim 2 result in a very simple construction of the bypass valves that do not require a separate control.

Die Merkmale des Anspruches 3 ermöglichen einen sehr einfachen Zusammenbau des Bypaßventiles.The features of claim 3 allow a very simple assembly of the Bypass valves.

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

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Wasserheizungsanlage, Fig. 1 shows schematically a water heating system according to the invention,

Fig. 2 schematisch einen Schnitt durch ein Bypaßventil und Fig. 2 shows schematically a section through a bypass valve and

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Ventilsitz. Fig. 3 is a plan view of the valve seat.

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

Bei der dargestellten Wasserheizanlage ist ein Schichtspeicher 1 vorgesehen, der von einer Isolierschicht 2 ummantelt ist. In diesen mündet eine Kaltwasserleitung 3, die im untersten Bereich 4 des Schichtspeichers 1 endet. Dabei ist in der Kaltwasserleitung 3 ein Ventil 5 und ein Dehnwasserventil 6 vorgesehen, das bei Überschreiten eines bestimmten Druckes öffnet und Dehnwasser abläßt. Dabei wird jedoch nur kaltes Wasser abgelassen.In the water heating system shown, a stratified storage tank 1 is provided, which is encased by an insulating layer 2 . A cold water line 3 opens into this and ends in the lowest region 4 of the stratified storage tank 1 . In this case, a valve 5 and an expansion water valve 6 are provided in the cold water line 3, which valve opens when a certain pressure is exceeded and releases expansion water. However, only cold water is drained off.

Aus dem untersten Bereich 4 des Schichtspeichers 1 führt eine Speicher-Rücklaufleitung 7 weg, mit der eine Umwälzpumpe 8 verbunden ist. Diese Umwälzpumpe 8 ist über eine An­ schlußleitung 31 mit dem Einlaß eines Sekundärkreises 23 eines Wärmetauschers 9 ver­ bunden, der seinerseits mit einer Speicher-Vorlaufleitung 10 ausgangsseitig verbunden ist, die im obersten Bereich 11 des Schichtspeichers mündet.A storage return line 7 leads to the bottom area 4 of the stratified storage tank 1 , to which a circulation pump 8 is connected. This circulating pump 8 is connected via a connection line 31 to the inlet of a secondary circuit 23 of a heat exchanger 9 , which in turn is connected on the output side to a storage feed line 10 which opens into the uppermost region 11 of the stratified storage tank.

Dabei ist in der Speicher-Vorlaufleitung 10 ein Temperaturfühler 17 angeordnet, der über eine Signalleitung 12 mit einer Steuerung 14 verbunden ist.In this case, a temperature sensor 17 is arranged in the storage flow line 10 and is connected to a controller 14 via a signal line 12 .

Die Umwälzpumpe 8 ist über eine Steuerleitung 13 mit der Steuerung 14 verbunden, die eingangsseitig über Signalleitungen 12, 15 mit Temperaturfühlern 16, 17 verbunden ist, von denen der Temperaturfühler 16 in mittlerer Höhe des Schichtspeichers 1 angeordnet ist. The circulation pump 8 is connected via a control line 13 to the controller 14 , which is connected on the input side via signal lines 12, 15 to temperature sensors 16 , 17 , of which the temperature sensor 16 is arranged at a medium height of the stratified storage tank 1 .

Weiter ist die Steuerung 14 über eine Signalleitung 19 mit einem im untersten Bereich 4 des Schichtspeichers 1 angeordneten Temperaturfühler 20 verbunden.Furthermore, the controller 14 is connected via a signal line 19 to a temperature sensor 20 arranged in the lowest region 4 of the stratified storage tank 1 .

Weiters führt aus dem obersten Bereich 11 des Schichtspeichers 1 eine Brauchwasserlei­ tung 18 weg, die zu einer nicht dargestellten Zapfstelle führt.Furthermore, a Brauchwasserlei device 18 leads from the uppermost region 11 of the stratified storage tank 1 , which leads to a tap not shown.

In der Speicher-Vorlaufleitung 10 ist ein Bypaßventil 21 angeordnet, an dem eine Bypaßlei­ tung 22 angeschlossen ist, die zwischen der Umwälzpumpe 8 und dem Sekundärkreis 23 des Wärmetauschers 9 mit der Speicher-Rücklaufleitung 7 verbunden ist.In the storage flow line 10 , a bypass valve 21 is arranged, to which a bypass line 22 is connected, which is connected between the circulation pump 8 and the secondary circuit 23 of the heat exchanger 9 with the storage return line 7 .

Der Primärkreis 24 des Wärmetauschers 9 ist über eine Vorlaufleitung 25 von einem Primär- Wärmetauscher 26 mit Heizwasser versorgbar. Der Primär-Wärmetauscher 26 ist über eine Rücklaufleitung 27 mit einer Heiz-Umwälzpumpe 28 verbunden, die ihrerseits über eine Steuerleitung 29 mit der Steuerung 14 verbunden ist und die über eine Anschlußleitung 30 mit dem Primärkreis 24 des Wärmetauschers 9 verbunden ist.The primary circuit 24 of the heat exchanger 9 can be supplied with heating water from a primary heat exchanger 26 via a flow line 25 . The primary heat exchanger 26 is connected via a return line 27 to a heating circulation pump 28 , which in turn is connected to the controller 14 via a control line 29 and which is connected to the primary circuit 24 of the heat exchanger 9 via a connecting line 30 .

Der Primär-Wärmetauscher 26 ist von einem Brenner 32 beaufschlagbar, der über eine Gasleitung 33, in der ein Gasventil 34 angeordnet ist, mit Gas versorgbar ist.The primary heat exchanger 26 can be acted upon by a burner 32 , which can be supplied with gas via a gas line 33 in which a gas valve 34 is arranged.

Der Antrieb 35 des Gasventils 34 ist über eine Steuerleitung 36 mit der Steuerung 14 ver­ bunden.The drive 35 of the gas valve 34 is connected via a control line 36 to the controller 14 .

Bei der Aufladung des Schichtspeichers 1 wird kaltes bzw. kühleres Wasser aus dem un­ tersten Bereich 4 des Schichtspeichers 1 mittels der Umwälzpumpe 8 zum Wärmetauscher 9 gefördert und durch diesen erwärmt und in den obersten Bereich 11 des Schichtspeichers 1 gefördert. Dabei wird die Temperatur des Speicher-Vorlauf-Wassers durch den Tempera­ turfühler 17 erfaßt und an die Steuerung 14 weitergeleitet. Diese steuert die Umwälzpumpe 8 in der Weise, daß deren Förderleistung so eingestellt wird, daß die Temperatur im Bereich der Vorlaufleitung 10 ca. 60°C beträgt. When charging the stratified storage tank 1 , cold or cooler water is conveyed from the lowermost region 4 of the stratified storage tank 1 by means of the circulation pump 8 to the heat exchanger 9 and heated by this and conveyed into the uppermost area 11 of the stratified storage tank 1 . The temperature of the storage flow water is detected by the temperature sensor 17 and forwarded to the controller 14 . This controls the circulation pump 8 in such a way that its delivery rate is set so that the temperature in the area of the flow line 10 is approximately 60 ° C.

Steigt nun die Temperatur im untersten Bereich 4 des Schichtspeichers 1 aufgrund der Auf­ ladung, so gelangt wärmeres Wasser zum Wärmetauscher 9, so daß auch die Temperatur in der Vorlaufleitung 10 steigt, wodurch die Förderleistung der Umwälzpumpe 8 erhöht wird. Hat sich die Temperatur im untersten Bereich 4 so weit erhöht, daß die Umwälzpumpe 8 mit maximaler Förderleistung betrieben wird und sich die Vorlauftemperatur, die vom Tempera­ turfühler 17 erfaßt wird, weiter erhöht, beginnt das Bypaßventil 21 zu öffnen.Now increases the temperature in the lowermost area 4 of the stratified storage tank 1 due to the charge, so warmer water reaches the heat exchanger 9 , so that the temperature in the feed line 10 also rises, whereby the delivery rate of the circulation pump 8 is increased. Has the temperature in the lowest area 4 increased so far that the circulation pump 8 is operated at maximum delivery capacity and the flow temperature, which is detected by the temperature sensor 17 , further increases, the bypass valve 21 begins to open.

Sinkt die Temperatur im Schichtspeicher 1 aufgrund von Brauchwasserentnahme über die Brauchwasserleitung 18, wobei Kaltwasser über die Kaltwasserleitung 3 in den untersten Bereich 4 des Schichtspeichers nachströmt, auf einen Wert von z. B. 55°C, so wird der Wärmetauscher 9 und die Umwälzpumpe 8 für eine Nachladung des Schichtspeichers 1 wieder gestartet.If the temperature in the stratified storage tank 1 drops due to the removal of process water via the process water line 18 , cold water flowing in via the cold water line 3 into the lowest region 4 of the stratified storage tank to a value of, for. B. 55 ° C, the heat exchanger 9 and the circulation pump 8 is started again for reloading the stratified storage tank 1 .

Übersteigt die Temperatur in der Speicher-Vorlaufleitung 10 einen bestimmten Wert, so be­ ginnt das Bypaßventil 21 zu öffnen, wodurch kühleres Wasser von der Speicher-Rücklauf­ leitung 7 zur Speicher-Vorlaufleitung 10 überströmen kann und es daher zu einer Absen­ kung der Temperatur des in den Schichtspeicher 1 fließenden Wassers kommt. Dadurch wird die Gefahr einer Verbrühung beim Zapfen von Brauchwasser vermieden.If the temperature in the storage feed line 10 exceeds a certain value, the bypass valve 21 begins to open, as a result of which cooler water can flow from the storage return line 7 to the storage feed line 10 and therefore lead to a reduction in the temperature of the in the stratified tank 1 comes flowing water. This avoids the risk of scalding when tapping domestic water.

Das Bypaßventil 21 weist einen mit der Speicher-Vorlaufleitung 10 verbundenen Strömungs­ kanal 40 auf, der in einem im wesentlichen T-förmigen Teil 41 verläuft. Ein Steher 42 dieses Teiles 41 ist mit einem Anschlußteil 43 verschraubt, das mit der Bypaßleitung 22 verbindbar ist.The bypass valve 21 has a flow channel 40 connected to the storage flow line 10 , which runs in a substantially T-shaped part 41 . An upright 42 of this part 41 is screwed to a connecting part 43 which can be connected to the bypass line 22 .

Dieses Anschlußteil 43 trägt einen Ventilsitz 44, der eine Öffnung 45 umgibt, die einen Weg zur Bypaßleitung 22 öffnet. Dabei ist die Öffnung 45 von einem ausgekröpften Bügel 46 überbrückt. This connecting part 43 carries a valve seat 44 which surrounds an opening 45 which opens a path to the bypass line 22 . The opening 45 is bridged by a cranked bracket 46 .

Der Ventilsitz 44 wirkt mit einem Ventilkörper 47 zusammen, der auf einem Stab 48 ver­ schiebbar gehalten ist, wobei der Stab 48 auf dem Bügel 46 abgestützt und mit einem Aus­ dehnungskörper 49 verbunden ist.The valve seat 44 cooperates with a valve body 47 which is slidably held on a rod 48 , the rod 48 being supported on the bracket 46 and being connected to an expansion body 49 .

Der Ventilkörper 47 ist mittels einer Feder 50 gegen den Ventilsitz 44 vorgespannt, wobei die Feder 50 an nach innen gebogenen Schenkeln 51 eines Käfigs 52 abgestützt ist.The valve body 47 is prestressed against the valve seat 44 by means of a spring 50 , the spring 50 being supported on legs 51 of a cage 52 which are bent inwards.

Im Betrieb steigt die Temperatur des den Strömungskanal 40 durchströmenden Wassers, wodurch sich der Ausdehnungskörper 49 ausdehnt, der über Stege 53 mit dem Ventilkörper 48 verbunden ist. Dadurch wird bei der Ausdehnung des Ausdehnungskörpers 49 der Ven­ tilkörper 47 vom Ventilsitz 44 abgehoben, so daß es zu einem Überströmen von kühlerem Wasser aus der Speicher-Rücklaufleitung 7 zur Speicher-Vorlaufleitung kommt.During operation, the temperature of the water flowing through the flow channel 40 rises, as a result of which the expansion body 49 expands, which is connected to the valve body 48 via webs 53 . As a result, when the expansion body 49 of the Ven tilkörper 47 is lifted from the valve seat 44 , so that there is an overflow of cooler water from the storage return line 7 to the storage supply line.

Claims (3)

1. Wasserheizanlage mit einem Schichtspeicher (1), dessen obe­ rer Bereich (11) über eine an einen Wärmetauscher (9) ange­ schlossene Speicher-Vorlaufleitung (10) aufheizbar ist, wobei der Wärmetauscher (9) an eine in den untersten Bereich (4) des Schichtspeichers (1) reichende Speicher-Rücklaufleitung (7) und eine Umwälzpumpe (8) angeschlossen ist und im mitt­ leren Bereich des Schichtspeichers (1) ein Temperaturfühler (16) angeordnet ist, der auf eine den Wärmetauscher (9) be­ aufschlagende Wärmequelle (26, 32) einwirkt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Speicher-Vorlaufleitung (10) über eine Bypaßleitung (22) und ein Bypaßventil (21) mit der Speicher- Rücklaufleitung (7) verbindbar ist, wobei das Bypaßventil (21) thermostatisch in Abhängigkeit von der Temperatur des aus dem Wärmetauscher (9) abströmenden erwärmten Wassers gesteuert ist und die Bypaßleitung (22) zwischen der Umwälz­ pumpe (8) und dem Wärmetauscher (9) angeschlossen ist.1. Water heating system with a stratified storage tank ( 1 ), the upper region ( 11 ) of which is connected to a heat exchanger ( 9 ) connected to the storage feed line ( 10 ), the heat exchanger ( 9 ) being connected to one in the lowest region ( 4th ) of the stratified storage tank ( 1 ) reaching the storage return line ( 7 ) and a circulating pump ( 8 ) is connected and in the middle area of the stratified storage tank ( 1 ) a temperature sensor ( 16 ) is arranged, which is a heat exchanger ( 9 ) that serves as a heat source ( 26 , 32 ) acts, characterized in that the storage feed line ( 10 ) via a bypass line ( 22 ) and a bypass valve ( 21 ) can be connected to the storage return line ( 7 ), the bypass valve ( 21 ) being thermostatic in Depending on the temperature of the heated water flowing out of the heat exchanger ( 9 ) is controlled and the bypass line ( 22 ) between the circulating pump ( 8 ) and the heat exchanger ( 9 ) is scanned is closed. 2. Wasserheizanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bypaßventil (21) einen Ventilsitz (44) aufweist, der eine zur Bypaßleitung (22) führende Öffnung (45) aufweist und ein Ventilkörper (47) vorgesehen ist, der gegen den Ventilsitz (44) vorgespannt und von einem Ausdehnungskörper (49) ge­ steuert ist, der bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur den Ventilkörper (47) vom Ventilsitz (44) abhebt, wobei der Ausdehnungskörper (49) in einen mit der Speicher-Vorlauflei­ tung (10) verbundenen Strömungskanal (40) hineinragt.2. Water heating system according to claim 1, characterized in that the bypass valve ( 21 ) has a valve seat ( 44 ) which has a bypass line ( 22 ) leading opening ( 45 ) and a valve body ( 47 ) is provided, against the valve seat ( 44 ) biased and controlled by an expansion body ( 49 ), which lifts the valve body ( 47 ) from the valve seat ( 44 ) when a certain temperature is exceeded, the expansion body ( 49 ) in a device with the storage flow line ( 10 ) connected flow channel ( 40 ) protrudes. 3. Wasserheizanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bypaßventil (21) geteilt ausgebildet ist, wo­ bei ein mit der Bypaßleitung (22) verbindbarer Anschlußteil (43) den Ventilsitz (44) und einen mit diesem verbundenen, den Ausdehnungskörper (49) und den Ventilkörper (47) haltenden Käfig (52) trägt und dieser Teil (43) mit einem T-förmigen, den die Speicher-Vorlaufleitung (10) verbindenden Strömungskanal (40) aufweisenden Teil (41) verschraubt ist.3. Water heating system according to claim 1 or 2, characterized in that the bypass valve ( 21 ) is divided, where with a bypass line ( 22 ) connectable connecting part ( 43 ) the valve seat ( 44 ) and connected to it, the expansion body ( 49 ) and the valve body ( 47 ) holding cage ( 52 ) and this part ( 43 ) is screwed to a T-shaped part ( 41 ) having the flow channel ( 40 ) connecting the storage supply line ( 10 ).
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