DE19820188A1 - Wasserheizer mit einem Schichtenspeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserheizer gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.

Bei solchen bekannten derartigen Wasserheizern wirkt die Flammenüberwachungsschal­ tung ausschließlich auf die Wärmequelle, das heißt den Brenner, ein und unterbindet, falls sich beim Zünden des Brenners innerhalb einer vorgegebenen Zeit keine Flammen bilden, die weitere Brennstoffzufuhr zum Brenner. Andererseits wirkt der Wärmeanforderungsfühler über die Steuerung nicht nur auf den Brenner, sondern auch auf die Umwälzpumpe ein.

Dadurch ergibt sich der Nachteil, daß im Falle eines Ansprechens der Flammenüberwa­ chungsschaltung die Umwälzpumpe aufgrund der weiter bestehenden Wärmeanforderung weiter läuft und es daher zu einer Vermischung des Inhaltes des Schichtenspeichers kommt.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und einen Wasserheizer der ein­ gangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem es auch im Falle eines Ansprechens der Flammenüberwachungsschaltung zu keiner Vermischung des Inhaltes des Schichtenspei­ chers kommt.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Wasserheizer der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß die Flammenüberwachungs­ schaltung auch mit der Ansteuerung der Umwälzpumpe verknüpft ist, so daß im Falle des Ansprechens der Flammenüberwachungsschaltung auch eine Stillsetzung der Umwälz­ pumpe sichergestellt ist. Dadurch wird sicher verhindert, daß es zu einer Vermischung des im unteren Bereich des Schichtenspeichers befindlichen kühleren Wassers mit dem sich im oberen Bereich befindlichen wärmeren Wasser kommt. Zu einer solchen Vermischung kommt es, wenn durch eine in Betrieb befindliche Umwälzpumpe kühles Wasser aus dem unteren Bereich des Schichtenspeichers abgezogen und aufgrund eines Ansprechens der Flammenüberwachungsschaltung und damit bei stillgesetzten Brenner ohne Wärmezufuhr in den obersten Bereich des Schichtenspeichers zurückgeführt wird.

Bei einem Wasserheizer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2 ergibt sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 der Vorteil eines sehr einfachen Aufbaues.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen erfin­ dungsgemäßen Wasserheizer zeigt.

Ein erfindungsgemäßer Wasserheizer weist einen Schichtenspeicher 1 auf, aus dessen un­ terstem Bereich ein Kaltwasserabzug 2 nach oben wegführt und zu einer Umwälzpumpe 3 führt, die über eine Anschlußleitung 4 mit einem Sekundärkreis 5 eines Wärmetauschers 6 verbunden ist.

An den Sekundärkreis 4 ist eine Warmwasserleitung 7 angeschlossen, die im obersten Be­ reich des Schichtenspeichers 1 in diesen mündet. Dabei ist in der Warmwasserleitung ein Warmwasserfühler 8 angeordnet.

Der Primärkreis 9 des Wärmetauschers 6 ist über eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung 10, 11 mit einer Wärmequelle 12 verbunden.

Diese weist einen Primär-Wärmetauscher 41 auf, an den die Wärmetauscher-Vorlaufleitung 10 und die Wärmetauscher-Rücklaufleitung 11 angeschlossen sind, wobei in der Wärme­ tauscher-Rücklaufleitung 11 eine Primär-Wärmetauscher-Umwälzpumpe 42 angeordnet ist.

Der Primär-Wärmetauscher 41 ist von einem Gasbrenner 43 beaufschlagt, der über ein Gasventil 44 mit Gas versorgbar ist. Dabei ist das Gasventil 44 über eine Steuerleitung 46 mit einer Flammenüberwachungsschaltung 45 verbunden, an die ein Flammenwächter 47, der im Bereich des Brenners 43 angeordnet ist, über eine Signalleitung 48 angeschlossen ist.

Im mittleren Bereich des Schichtenspeichers 1 ist ein Wärmeanforderungsfühler 13 und im untersten Bereich des Schichtenspeichers 1, in den ein Kaltwasserzulauf 14 mündet, ist ein Ladungsfühler 15 angeordnet.

Für den Wasserheizer ist eine Steuerung vorgesehen. Diese weist ein Flip-Flop 19, einen Impulsgeber 20, einen weiteren Vergleicher 21, ein ODER-Gatter 22 und ein UND-Gatter 23 auf, wobei ein Soll-Wert-Geber 24 vorgesehen ist. Dieser legt den Temperaturwert fest, bei dem die Ladung des Schichtenspeichers 1 beendet wird, sobald dieser im Bereich des La­ dungsfühlers 15 erreicht ist.

Der Soll-Wert-Geber 24 ist über die Leitung 25 mit einem Soll-Wert-Eingang des Verglei­ chers 21 verbunden.

Der Warmwasserfühler 8, der die Temperatur des in den Schichtenspeicher 1 einströmen­ den Wassers erfaßt, ist über die Leitung 28 mit dem zweiten Eingang des Vergleichers 21 verbunden.

Der Wärmeanforderungsfühler 13, der bei Unterschreitung einer vorgegebenen Temperatur ein Signal abgibt, ist über eine Leitung 30 mit einem Setzeingang des Flip-Flops 19 verbun­ den, dessen Rücksetzeingang mit dem Ladungsfühler 15, der bei Überschreitung eines vor­ gegebenen Soll-Wertes ein Signal abgibt, über eine Leitung 31 verbunden ist.

Der Ausgang des Flip-Flops 19 ist über eine Leitung 34 mit einem Eingang des UND- Gatters 23 verbunden.

An die Leitung 34 ist weiters eine Leitung 35 angeschlossen, die eine Verbindung zwischen dem Ausgang des Flip-Flops 19 mit einem Eingang des Impulsgebers 20 herstellt.

Der Impulsgeber 20 ist über eine Leitung 37 mit einem ODER-Gatter 22 verbunden, dessen zweiter Eingang über eine Leitung 38 mit dem Ausgang des Vergleichers 21 verbunden ist.

Der Ausgang des ODER-Gatters 22 ist über eine Verbindungsleitung 39 mit einem zweiten Eingang des UND-Gatters 23 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 23 ist über eine Steuerleitung 40 mit der Umwälzpumpe 3 verbunden. Ein dritter negierender Eingang des UND-Gatters 23 ist über eine Signalleitung 49 mit dem Steuerausgang der Flammenüber­ wachungsschaltung 45 verbunden.

In der Wärmetauscher-Vorlaufleitung 10 ist ein Vorlauf-Temperaturfühler 50 angeordnet, der über eine Signalleitung 51 mit einer Signalleitung eines weiteren Vergleichers 52 ver­ bunden ist, dessen Soll-Wert-Eingang über eine Signalleitung 53 mit einem Heizkurven­ speicher 54 verbunden ist, der über eine Signalleitung 55 mit einem Außentemperaturfühler 56 verbunden ist und in Abhängigkeit von der Außentemperatur und den eingespeicherten Heizkurven einen Soll-Wert für die Wärmetauscher-Vorlauftemperatur vorgibt.

Der Ausgang des weiteren Vergleichers 52, der eine vorgegebene Schalthysterese auf­ weist, ist über eine Signalleitung 57 mit einem Eingang einer durch ein UND-Gatter 58 ge­ bildete Logikschaltung verbunden, deren negierender zweiter Eingang über eine Signallei­ tung 59, an der die Signalleitung 49, die zum UND-Gatter 23 führt, angeschlossen ist, mit dem Signalausgang der Flammenüberwachungsschaltung 45 verbunden ist.

An diesen Signalausgang ist über eine Steuerleitung 60 eine Störungsanzeige 71 ange­ schlossen.

Die Flammenüberwachungsschaltung 45 weist einen Vergleicher 61 auf, an dessen Si­ gnaleingang die vom Flammenwächter 47 kommende Leitung 48 angeschlossen ist und an dessen Soll-Werteingang ein festes Signal anliegt. Der Ausgang des Vergleichers 61 ist über eine Signalleitung 62 mit einem Eingang eines ODER-Gatters 63 verbunden, dessen zweiter Eingang über eine Signalleitung 64 mit dem Ausgang eines Zeitgebers 65 verbun­ den ist.

Der Eingang des Zeitgebers 65 ist über eine Signalleitung 66 mit dem Ausgang des UND- Gatters 58 verbunden.

Der Ausgang des ODER-Gatters 63 ist über die Signalleitung 67 mit einem Eingang eines UND-Gatters 68 verbunden, dessen zweiter Eingang über eine Signalleitung 69 mit dem Ausgang des UND-Gatters 58 verbunden ist.

Weiters ist der Ausgang des ODER-Gatters 63 über eine Signalleitung 69 mit einem negie­ renden Eingang eines weiteren UND-Gatters 70 verbunden, dessen zweiter Eingang an die Signalleitung 69 angeschlossen ist, die mit dem Ausgang des UND-Gatters 58 verbunden ist.

Der Ausgang des UND-Gatters 70 ist über die Signalleitung 73 an ein Flip-Flop 72 ange­ schlossen, das an die Signalleitung 59 und die Steuerleitung 60 angeschlossen ist, an der die Störungsanzeige 71 angeschlossen ist, wobei an den Ausgang des UND-Gatters 68 die Steuerleitung 46 angeschlossen ist, die mit dem Gasventil 44 verbunden ist.

Fällt im Betrieb des Wasserheizers die Temperatur im Bereich des Wärmeanforderungsfüh­ lers 13 unter einen bestimmten Wert, so gibt der Wärmeanforderungsfühler 13 ein Signal an das Flip-Flop 19 ab. Dadurch gibt dieses an seinem Ausgang ein Signal ab, das einer­ seits am Impulsgeber 20 anliegt, der an seinem Ausgang einen Impulszug abgibt. Weiters liegt das Ausgangssignal des Flip-Flops 19 an einem Eingang des UND-Gatters 23 an.

Bei einem Stillstand der Wärmequelle 12 liegt die Temperatur im Bereich des Warmwasser­ fühlers 8 unterhalb des Soll-Wertes, der durch den Soll-Wert-Geber 24 vorgegeben ist. Da­ durch ist sichergestellt, daß der Vergleicher 21 an seinem Ausgang kein Signal abgibt.

Da die Temperatur im Bereich des Warmwasserfühlers 8 unter dem Soll-Wert liegt, gibt der Vergleicher 21 kein Signal an seinem Ausgang ab. Das diesem nachgeschaltete ODER- Gatter 22 gibt daher im Rhythmus des Impulszuges des Impulsgebers 20 ein Signal an das UND-Gatter 23 ab, an dessen zweitem Eingang das Ausgangssignal des Flip-Flops 19 an­ liegt. Das UND-Gatter 23 gibt jedoch nur dann im Rhythmus des Impulszuges des Impuls­ gebers 20 ein Signal an die Umwälzpumpe 3 ab, wenn an dem negierenden Eingang kein Signal anliegt. Dies ist nur dann der Fall, wenn am Signalausgang der Flammenüberwa­ chungsschaltung 45 kein Signal ansteht.

Die Ausgangssignale des UND-Gatters 23 steuern die Umwälzpumpe 3.

Bei laufender Umwälzpumpe 3 wird kaltes Wasser aus dem untersten Bereich des Schich­ tenspeichers 1 abgezogen, über den Wärmetauscher 6 beziehungsweise dessen Sekun­ därkreis 5 geführt und in den obersten Bereich des Schichtenspeichers 1 zurückgeführt. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Wärmequelle 12 aktiviert ist.

Mit fortschreitender Ladung des Schichtenspeichers 1 beginnt die Temperatur im Bereich des Warmwasserfühlers 8 zu steigen. Überschreitet die Temperatur des Wassers im Be­ reich des Warmwasserfühlers 8 den vorgegebenen Soll-Wert, so gibt der Vergleicher 21 an seinem Ausgang ein Signal ab, wodurch an dem ODER-Gatter 22 ein ständiges Signal an­ liegt und dieses daher ein konstantes Signal abgibt. Da das Flip-Flop 19 so lange ein Signal abgibt, solange nicht im Bereich des Ladungsfühlers 15 eine vorgegebene Temperatur überschritten ist und diese ein Signal an den Rücksetzeingang des Flip-Flops 19 abgibt, gibt nun das UND-Gatter 23 ein konstantes Signal an die Umwälzpumpe 3 ab, so daß diese konstant läuft und daher eine größere Menge fördert. Dadurch kann die Wärme der Wär­ mequelle 12 trotz des gegen Ende der Ladung geringen Temperaturunterschiedes zwi­ schen dem Wasser aus dem untersten Bereich des Schichtenspeichers 1 und der vorgese­ henen maximalen Temperatur des Warmwassers abgeführt werden.

Da mit fortschreitender Ladung des Schichtenspeichers 1 auch die Temperatur des dem Wärmetauscher 6 zugeführten Wassers steigt, nimmt der Sekundärkreis 5 des Wärmetau­ schers 6 weniger Wärme ab, wodurch auch dessen Primärkreis 9 weniger Wärme entzogen wird und daher die Wärmetauscher-Vorlauftemperatur ansteigt, die vom Temperaturfühler 50 erfaßt wird.

Übersteigt die Wärmetauscher-Vorlauftemperatur den durch den Heizkurvenspeicher 54 vorgegebenen und vom Außentemperaturfühler 56 beeinflußten Soll-Wert, so verschwindet das Ausgangssignal vom Ausgang des Vergleichers 52, und das UND-Gatter 58 gibt kein Ausgangssignal mehr ab. Dadurch verschwinden auch die Eingangssignale an den UND- Gattern 68 und 70, so daß diese keine Ausgangssignale abgeben können.

Dabei ist wesentlich, daß das UND-Gatter 68 kein Ausgangssignal mehr abgibt und daher das Gasventil 44 schließt und die weitere Gasversorgung des Brenners 41 unterbunden wird.

Sinkt die Wärmetauscher-Vorlauftemperatur unter den durch die Hysterese des Verglei­ chers 52 vorgegebenen Wert, so gibt der Vergleicher 52 ein Signal an seinem Ausgang ab. Da bei außer Betrieb befindlichem Brenner am Signalausgang der Flammenüberwachungs­ schaltung 45 kein Signal ansteht, gibt das UND-Gatter 58 an seinem Ausgang ein Signal ab, das an die UND-Gatter 68 und 70 anliegt und den Zeitgeber 65 startet. Dabei gibt der Zeitgeber 65 nach dem Einlangen eines Eingangssignales für eine bestimmte Zeit ein Aus­ gangssignal ab. Dieses liegt für diese Zeitspanne an dem ODER-Gatter 63 an, so daß die­ ses ein Ausgangssignal abgibt, das an dem Eingang des UND-Gatters 68 anliegt. Dieses gibt aufgrund des Umstandes, daß an dessen zweitem Eingang auch das Ausgangssignal des UND-Gatters 58 anliegt, ein Signal an seinem Ausgang ab, das dem Gasventil zuge­ führt wird und dieses öffnet. Weiters wird eine nicht dargestellte Zündeinrichtung aktiviert, so daß der Brenner 41 zündet.

Die Flammen des Brenners 41 werden vom Flammenwächter 47 erfaßt, so daß dieser ein Signal abgibt, das über dem Schwellwert des Vergleichers 61 liegt. Dadurch gibt der Ver­ gleicher 61 ein Signal an seinem Ausgang ab, wodurch auch an dem ODER-Gatter 63 ein Signal anliegt und dieses daher auch an seinem Ausgang ein Signal abgibt. Damit gibt auch das UND-Gatter 68 ein Signal an seinem Ausgang ab, solange der Vergleicher 52 ein Signal abgibt, das heißt, daß die Wärmetauscher-Vorlauftemperatur unter dem vom Heiz­ kurvenspeicher 54 vorgegebenen Soll-Wert liegt.

Kommt es zu keiner Zündung des Brenners 41, bevor die Zeit des Zeitgebers 65 abgelau­ fen ist, so verschwindet das Ausgangssignal des Zeitgebers 65, und da in einem solchen Fall auch der Vergleicher 61 kein Ausgangssignal abgibt, so verschwindet das Signal am Ausgang des UND-Gatters 68 und das Gasventil schließt.

Gleichzeitig gibt aber das UND-Gatter 70, dessen invertierender Eingang mit dem Ausgang des ODER-Gatters 63 verbunden ist, ein Signal ab, so daß die Störungsanzeige 71 aktiviert wird, wobei es über das Flip-Flop 72 zu einer Verriegelung des Gasventiles 44 kommt.

Gleichzeitig wird auch ein Signal an den invertierenden Eingang des UND-Gatters 58 und des UND-Gatters 23 gelegt. Dadurch verschwindet das Ausgangssignal des UND-Gatters 58, wodurch eine Ansteuerung des Gasventiles 44 unterbunden wird, das über die Stö­ rungsanzeige 71 in der geschlossenen Stellung über das Flip-Flop 72 verriegelt wird.

Bei Ansprechen der Flammenüberwachungsschaltung 45 wird durch das Ausgangssignal des UND-Gatters 70 auch das UND-Gatter 23 über dessen invertierenden Eingang ge­ sperrt, so daß auch die Umwälzpumpe 3 stillgesetzt wird.

Nach einer manuellen Entriegelung des Flip-Flops 72 kann über den Zeitgeber 65 ein neuer Brennerstart versucht werden.

Claims (2)

1. Wasserheizer mit einem Schichtenspeicher (1), der über einen von einer Wärmequelle (12) beheizten Wärmetauscher (6) und eine mit dem Schichtenspeicher (1) in Verbindung stehende Um­ wälzpumpe (3) beladbar ist, wobei ein mit einem die Temperatur des zuströmenden Warmwassers erfassender Warmwasserfühler (8), einem im mittleren Bereich des Schichtenspeichers (1) ange­ ordneten Wärmeanforderungsfühler (13), einem im untersten Be­ reich des Schichtenspeichers angeordneten Ladungsfühler (15) sowie einem Soll-Wert-Geber (24) und einen die Wärmezufuhr zum Wärmetauscher (6) erfassenden Fühler (50) verbundene Steuerung für die Wärmequelle (12) und die Umwälzpumpe (3) vorgesehen ist und der einen Brenner (41) aufweisenden Wärme­ quelle (12) eine Flammenüberwachungsschaltung (45) zugeord­ net ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Flam­ menüberwachungsschaltung (45) mit einem Eingang einer logi­ schen Verknüpfung (58) verbunden ist, deren mindestens einer weiterer Eingang mit einer eine Wärmeanforderung erfassenden Schaltung der Steuerung verbunden ist, wobei der Ausgang der Verknüpfung (58) die Umwälzpumpe (3) steuert.

2. Wasserheizer nach Anspruch 1, bei dem der Wärmetauscher (6), beziehungsweise dessen Primärkreis (9) über eine Wärmetau­ scher-Vorlauf- und -Rücklaufleitung (10, 11) mit einem Primär- Wärmetauscher (41) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wärmetauscher-Vorlaufleitung (10) ein Fühler (50) an­ geordnet ist, der mit einer einen Soll-Wert vorgebenden Schal­ tung (54, 56) verbundenen Vergleicher (52) verbunden ist, dessen Ausgang über eine Logikschaltung (58) mit der Flammenüberwa­ chungsschaltung (45) verbunden ist, deren einer Eingang mit ei­ nem Flammenwächter (47) verbunden ist, wobei der Ausgang der Flammenüberwachungsschaltung (45) mit einem Eingang der dem Vergleicher (52) nachgeschalteten Logikschaltung (58) ver­ bunden ist.