DE19912569A1 - Wärmeerzeuger für Heizzwecke und Warmwasserbereitung - Google Patents

Abstract

Ein als Brennwertkessel ausgebildeter Wärmeerzeuger für Heizzwecke und Warmwasserbereitung ist zusammen mit einem Speicher, einem das Laden des Speichers besorgenden Wärmetauscher, Steuer- und Regeleinrichtungen sowie verbindenden Rohrleitungen als komplette Baueinheit ausgebildet und mit einem Brennwertkessel und Speicher gemeinsam und somit die Baueinheit umschließenden Gehäuse versehen. DOLLAR A Das Gehäuse weist von außen zugängliche, vorbereitete Anschlüsse für Heizungs- und Warmwasser-Vorlauf bzw. -Rücklauf, Kaltwasser, gasförmigen Brennstoff, Abgas und gegebenenfalls Frischluft sowie elektrische Energie auf. Der Speicher ist als Schichtenspeicher ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen als Brennwertkessel ausgebildeten Wärmeerzeuger für Heizzwecke und Warmwasserbereitung.

Wärmebedarf für die Beheizung von Wohnraum und Gebäuden wird, zum Beispiel aufgrund verbesserter Isolierung der Gebäude, zunehmend geringer. Dies ist auch angestrebt, um den Verbrauch an für Heizzwecke zu nutzenden Energien zu vermindern. Einen wesentlichen Beitrag zur Energieverminderung leisten ebenfalls als sogenannte "Brennwertkessel" ausgebildete Wärmeerzeuger, bei denen auch noch die latente Wärme, die in den bei der Verbrennung der Brennstoffe freigesetzten Rauchgasen enthalten ist, durch Kondensation genutzt wird. Dadurch ist der Heizbetrieb mit "Brennwertkesseln" besonders wirtschaftlich.

Zur Deckung des Heizwärmebedarfs reichen oftmals, insbesondere bei Neubauten, bereits Wärmeerzeuger mit relativ geringer Leistung aus. Dies ermöglicht die Verwendung verhältnismäßig gering dimensionierter Brennwertkessel, die sogar als leichte, kleine, wandhängende Geräte ausgebildet werden können und somit variable Einsatzmöglichkeiten bieten.

Zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Warmwasserkomforts bei der Ausführung als sogenanntes Kombigerät bedarf es jedoch eines Wärmeerzeugers mit wesentlich höherer Leistung. Gering dimensionierte Brennwertkessel, die allein für die Erfüllung der ihnen zugedachten Heizzwecke ausgelegt sind, reichen dazu in der Regel nicht mehr aus.

Die Aufrechterhaltung eines gewünschten Warmwasserkomforts, der zum Beispiel gewährleistet, daß eine Badewanne ausreichend schnell gefüllt wird, oder warmes Wasser auch für längere und insbesondere mehrere kurz aufeinander folgende Duschvorgänge zur Verfügung steht, bzw. gleichzeitige Zapfungen, erfordert es, die Auslegung des Brennwertkessels in Kombigerätausführung nach dem feststellbaren Wärmebedarf für Heizzwecke zu verlassen und den Wärmebedarf für die Warmwasserbereitung zugrundezulegen. Die Leistungsreserven, die ausschließlich für die Warmwasserbereitung zur Verfügung stehen, führen dann zwangsläufig zu für den Wärmebedarf der Heizung überdimensionierten Wärmeerzeugern.

Die Überdimensionierung des Wärmeerzeugers fällt dann, wenn er als Brennwertkessel ausgebildet ist, energetisch nicht sehr ins Gewicht, da die Teillast-Nutzungsgrade bei Brennwertkesseln an und für sich sehr hoch sind. Jede Überdimensionierung vergrößert jedoch die Bauabmessungen, durch die wiederum die Variabilität hinsichtlich der Wahl des Aufstellungsortes verloren gehen kann. Ebenfalls ergeben sich durch eine Überdimensionierung unnötige Mehrkosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen als Brennwertkessel ausgebildeten Wärmeerzeuger sowohl für Heizzwecke als auch zur Warmwasserbereitung optimal nutzbar zu machen, ohne daß dabei wesentliche Einschränkungen hinsichtlich des Warmwasserkomforts sowie der Variabilität der Aufstellung am Nutzungsort in Kauf genommen werden müssen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der als Brennwertkessel ausgebildete Wärmeerzeuger zusammen mit einem Speicher, einen das Laden des Speichers besorgenden Wärmetauscher, Steuer- und Regeleinrichtungen, sowie verbindende Rohrleitungen, als komplette Baueinheit ausgebildet und mit einem Brennwertkessel und Speicher gemeinsamen und somit die Baueinheit umschließenden Gehäuse versehen ist.

Das Gehäuse kann von außen zugängliche, vorbereitete Anschlüsse für Heizungs- und Warmwasser-Vorlauf bzw. Rücklauf, Kaltwasser, gasförmigen Brennstoff, Abgas und gegebenenfalls Frischluft sowie Elektroanschlüsse aufweisen.

Damit liegt erfindungsgemäß ein kompaktes Gerät für Heizung und optimale Warmwasserversorgung vor, bei dem keinerlei Komforteinschränkungen auftreten. Innerhalb der gemeinsamen Verkleidung, bzw. des Gehäuses, werden nur kurze Verbindungsleitungen, sowohl hydraulische als auch elektrische Verbindungsleitungen, notwendig. Die äußeren Abmessungen der Baueinheit lassen sich dadurch gering halten, so daß sich vielfältige Aufstellungsmöglichkeiten bei Renovierung und Neubau ergeben, wobei der erfindungsgemäße Wärmeerzeuger aufgrund seiner kompakten Bauweise auch wandbündig, zum Beispiel in Küchen, installiert werden kann. Für die Aufstellung in Küchen sind der Küchenform und/oder dem Küchendesign angepaßte Verkleidungen vorgesehen.

Es ist üblich, Warmwasserspeicher mit einer Vorrangschaltung auszurüsten, die das Laden, daß heißt, das Wiedererwärmen des im Behälter des Speichers vorhandenen Wasservorrats, nach einer Warmwasserentnahme automatisch einschaltet. Dabei wird der Wärmeerzeuger vom Heizungskreislauf abgekoppelt und ausschließlich zur Warmwasserbereitung genutzt. Die Nutzung des Wärmeerzeugers für Heizzwecke muß allerdings während des Nachladens aufgrund der Vorrangschaltung zurückstehen.

Eine Maßnahme, die Heizbetriebunterbrechungen zu verkürzen, umfaßt, den Speicher als Schichtenspeicher auszubilden. Für die Erreichung eines hohen Wirkungsgrades bei der. Warmwasserbereitung im Brennwertbetrieb sind Schichtenspeicher prädestiniert, da sie, wegen der hohen Spreizung zwischen Vor- und Rücklauf des Wärmeerzeugers zu guten Wirkungsgraden bei der Wärmeübertragung beitragen. Bei der Ladung wird Kaltwasser aus dem unteren Speicherbereich entnommen, in einem Gegenstromwärmetauscher aufgeheizt und schichtenförmig, daß heißt, mit Schichten unterschiedlich hoher Temperatur, im oberen Teil des Speicherbehälters wieder gespeichert. Dabei wird das dem Wärmetauscher zugeführte, die Temperatur des Heizungsvorlaufes aufweisende Heizwasser im Wärmetauscher soweit herabgekühlt, daß die erreichbare Spreizung zwischen Vor- und Rücklauftemperatur den Erfordernissen für einen Brennwertbetrieb des Wärmeerzeugers vom Grundsatz her bereits gegeben ist und durch Anwendung weiterer Maßnahmen auch noch weiter den jeweiligen Erfordernissen anpaßbar ist.

Eine solche optimierende Anpassung ist insbesondere dadurch erreichbar, daß die Volumenströme des Heizwassers und des Warmwassers einstellbar sind und optimal bezüglich der Wärmeübertragung aufeinander abgestimmt werden. Außerdem sind im Schichtenspeicher zwei Wassertemperaturfühler vorgesehen, von denen einer im oberen Drittel und ein anderer im unteren Viertel des Behälters positioniert ist.

Der erfindungsgemäße Wärmeerzeuger verfügt mit Vorteil auch über einen modulierend betreibbaren Brenner, sowie über eine Steuer- und Regeleinrichtung, die es ermöglicht, den Wärmeerzeuger im Brennwertbetrieb so zu steuern, daß optimale Betriebsbedingungen gegeben sind und folglich sowohl stets ein wirtschaftlicher Heizbetrieb als auch eine wirtschaftliche Warmwasserversorgung ohne Komforteinbußen mit dem als Brennwertkessel ausgebildeten Wärmeerzeuger möglich ist, der hinsichtlich seiner Dimensionierung und Leistung im wesentlichen durch die an ihn gestellten Anforderungen des Heizbetriebes bestimmt ist, der aber dennoch in Verbindung mit einem Speicher eine komfortable Warmwasserversorgung bietet.

Der als Brennwertkessel ausgebildete Wärmeerzeuger wird von der Steuer- und Regeleinrichtung über ein dafür installiertes Schaltprogramm betrieben, wobei der modulierende Gasbrenner Zeit- und speicherfühlerabhängig mit variablen Wärmebelastungen betrieben werden kann. Dadurch kann bei der Warmwasserbereitung gegebenenfalls die volle Leistung des Wärmeerzeugers genutzt werden. Eine zweite Stufe der Wärmebelastung bedeutet, daß der Brenner für eine gewünschte Wirkungsgradoptimierung bei Aufladung des Speichers in der Nacht sich auf die Bedingungen der eingestellten Heizwasser- bzw. WW-Volumenströme einstellt.

In Kombination mit den vorstehend beschriebenen Maßnahmen ist des weiteren erfindungsgemäß vorgesehen, eine in jedem Heizkreislauf, also dem Kreislauf mit Vor- und Rücklauf des Brennwertkessels, vorhandene Umwälzpumpe und/oder eine im Kreislauf der Warmwasser-Seite befindliche Brauchwasserladepumpe mit unterschiedlichen Drehzahlen zu betreiben. Im Nachtbetrieb, bei verringerter bzw. abgesenkter Wärmeanforderung für den Heizbetrieb, kann der Speicher mit aktiviertem unteren Temperaturfühler aufgeladen werden. Dabei kann zum Beispiel die Umwälzpumpe im Heizkreislauf mit der kleineren Drehzahl betrieben werden. Dies kann sowohl bei der Umwälzpumpe als auch bei der Brauchwasserladepumpe durch einstufigen, mehrstufigen oder stufenlos modulierenden Pumpenbetrieb erfolgen. Aufgrund der dadurch eintretenden relativ geringen Wärmebelastung, verbunden mit hohen Temperaturdifferenzen am Wärmetauscher, der im Ladekreislauf des Speichers sitzt, fällt die Kesselrücklauftemperatur sehr weit ab, was zu Kondensationen der Rauchgase mit hohen Wirkungsgraden im Brennwertkessel führt. Der gesamte Ladevorgang erfolgt im Brenner-Dauerbetrieb. Nach der Durchladung des Speichers läuft die Umwälzpumpe bis zur Umschaltung auf Normalbetrieb, also auf Heizungsbetrieb, mit kleiner Drehzahl weiter, was in der Nacht zur deutlichen Verringerung von Zirkulationsgeräuschen im gesamten Heiznetz beiträgt. Der Stromverbrauch wird ebenfalls reduziert.

Im Normalbetrieb läuft die Umwälzpumpe dann wieder mit hoher Drehzahl und der obere Temperaturfühler im Speicher ist aktiv. In der Regel ist am Tage keine Speichernachladung erforderlich. Bei sehr großem Warmwasserverbrauch mit Ansprechen des oberen Temperaturfühlers wird jedoch eine hohe Warmwasserleistung mit ausreichendem Komfort nach wie vor geliefert, wobei die Heizunterbrechungen nur kurz sind, da der Speicher nur jeweils im oberen Drittel aufgeladen wird, so lange, bis die Steuer- und Regeleinrichtung über den oberen Temperaturfühler das Erreichen der Warmwassertemperatur im oberen Bereich des Schichtenspeichers festgestellt hat und die Ladevorrangschaltung deaktiviert wird. Die Ladevorrangschaltung kann zum Beispiels mittels eines von der Steuer- und Regeleinrichtung beeinflußten Mehrwegeventils verwirklicht werden, welches entweder den Rücklauf von den Heizkörpern oder den Rücklauf vom Ladezwecken dienenden Wärmetauscher auf den zum Wärmeerzeuger geführten Kessel-Rücklauf schaltet.

Als Alternative und/oder zusätzlich zum Betreiben der Umwälzpumpe mit unterschiedlichen Drehzahlstufen, und damit auch unterschiedlichem Pumpendruck in den jeweiligen Leitungen, kann der sich einstellende Pumpendruck erfindungsgemäß auch genutzt werden, ein auf den jeweils vorbestimmten Druck reagierendes Ventil, das zum Beispiel in der Rücklaufleitung vom Wärmetauscher zum Mehrwegeventil sitzen kann, hydraulisch zu schalten. Dabei ist die Anordnung einer das Ventil überbrückenden "Bypass"-Leitung zweckmäßig und vorteilhaft.

Auch dadurch lassen sich die Temperaturen des Heizungsrücklaufes soweit herunterfahren, daß der Wärmeerzeuger in den für ein Brennwertgerät notwendigen Konsensationsbetrieb eintritt.

Bei Heizungsbetrieb (Normalbetrieb) läuft die Umwälzpumpe mit höherer Drehzahl. Das den Wärmeerzeuger verlassende Vorlaufwasser dient dem Wärmetransport zu den Heizkörpern zwecks Gebäudeheizung. Das Rücklaufwasser ist aufgrund der erfolgten Wärmeabgabe an die Heizkörper entsprechend abgekühlt. Die für den Kondensationsbetrieb gewünschte tiefe Rücklauftemperatur ist damit entsprechend den Anlagebedingungen erreichbar. Bei einem Betrieb zur Ladung des Schichtenspeichers bewirkt die Vorrangschaltung, daß das Vorlaufwasser einen speziellen Wärmetauscher durchströmt, und dabei zum Beispiel von einer separaten Ladepumpe aus dem Behälter entnommenes Kaltwasser erwärmt und dem Speicher wieder zugeführt wird.

Auch dabei wird das vom Wärmeerzeuger zugeführte Wasser auf eine Temperatur abgesenkt, die den Brennwertbetrieb des Wärmeerzeugers gewährleistet. Der Schichtenspeicher wird unter Ausnutzung der vollen Leistung des im Normalbetrieb laufenden Wärmeerzeugers in kürzester Zeit wieder aufgeladen, was dem Erhalt des gewünschten Warmwasserkomforts zweckdienlich ist.

Wird die Umwälzpumpe, beispielsweise im abgesenkten Nachtbetrieb, jedoch mit einer anderen Drehzahl, die niedriger als die Drehzahl für den Normalbetrieb ist, betrieben, was durch die Steuer- und Regeleinrichtung veranlaßt wird, sinkt der Pumpendruck auf einen Wert, bei dem das Ventil entweder betätigt oder selbständig hydraulisch schließt, wenn der Heizungsvorlauf vermittels aktivierter Vorrangschaltung nunmehr zum Wärmetauscher geführt ist, so daß der durch den Nachtbetrieb geringere Wärmeinhalt des dabei aufgrund der niedrigen Pumpendrehzahl auch geringeren Volumenstroms des Vorlaufwassers für den Ladebetrieb des Schichtenspeichers optimal genutzt wird. Aus dem unteren Teil des Behälters des Schichtenspeichers wird dabei die entsprechende Menge kalten Wassers abgezogen und nach Erwärmen im Wärmetauscher wieder in den oberen Teil des Behälters zurückgeführt. Auch dadurch wird ebenfalls während des Ladebetriebs, trotz abgesenkter Leistung des Wärmeerzeugers, zum Beispiel während des Nachtbetriebs, die gewünschte hohe Temperaturdifferenz zwischen am Eingang des Wärmetauschers gegebener Vorlauftemperatur und der wiederum für den Brennwertbetrieb des Wärmeerzeugers notwendigen niedrigen Rücklauftemperatur erzeugt.

Die Steuerung und Regelung der Umwälzpumpe ist besonders einfach, wenn erfindungsgemäß der Antriebsmotor für die Umwälzpumpe drehzahlspezifische, getrennt einschaltbare Wicklungen aufweist. Auf aufwendige elektronische Drehzahlregelungen kann dadurch verzichtet werden. Die Steuer- und Regeleinrichtung stellt die jeweils gewünschte höhere oder niedrigere Drehzahl der Umwälzpumpe ein, indem sie die Stromversorgung auf die jeweilige Wicklung schaltet. Diese einfachen Schaltvorgänge sind wenig störanfällig und der Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen Wärmeerzeugers förderlich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Wärmeerzeugers der als Brennwertkessel und Warmwasser-Speicher um­ fassende Baueinheit ausgebildet ist und die Baueinheit ein umschließendes, hier teilweise dargestelltes Gehäuse hat und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines schematischen, hydraulischen Schaltbildes für einen Wärmeerzeuger gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Wärmeerzeuger schematisch dargestellt, der hier als Standgerät ausgebildet ist. Der Wärmeerzeuger besteht aus einer Baueinheit 1, die einen Brennwertkessel 2 und einen darunter stehenden Speicher 3 für Warmwasser umfaßt. Brennwertkessel 2, Speicher 3 sowie ein das Laden des Speichers 3 besorgender Wärmetauscher 4, Steuer- und Regeleinrichtungen 5 sowie verbindende Rohrleitungen mit Pumpen und Ventilen bilden die komplette Baueinheit, die mit einem Brennwertkessel 2 und Speicher 3 gemeinsamen und somit die Baueinheit umschließenden Gehäuse 6 versehen ist. In Fig. 1 ist das Gehäuse lediglich teilweise dargestellt. Die vordere Gehäusewand und die rechte Gehäuseseitenwand sind abgenommen, um die vom Gehäuse umschlossene Baueinheit zu verdeutlichen.

Das Gehäuse weist einen Bereich 7 auf, in welchem vorbereitete Anschlüsse, wie Heizungs- und Warmwasservorlauf bzw. Rücklauf, Kaltwasser, gasförmigen Brennstoff, Abgas und gegebenenfalls Frischluft sowie elektrische Energie von außen zugänglich sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt der Anschluß für das Abgas jedoch wie üblich an der Oberseite des Gehäuses und ist mit 8 bezeichnet. Dort befindet sich auch die Frischluftzuleitung, die in an sich bekannter Weise als das Abgasrohr umgebendes Mantelrohr ausgebildet ist, was hier nicht weiter erläutert wird.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Schaltbilds des erfindungsgemäßen Wärmeerzeugers. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1 bezeichnet. Wasserführende Leitungen sind mit durchgehenden Linien angegeben. Elektrische Steuerleitungen und Verbindungen durch gestrichelte Linien.

Der Brennwertkessel 2 hat im oberen Teil einen gebläseunterstützten Brenner 9 und unten den Kondensatablaß 10. Die Wärmetauscherfläche 11 im Inneren des Brennwertkessel 2 ist lediglich schematisch angedeutet.

Das im Brennwertkessel 2 erwärmte Heizwasser verläßt über den Heizungsvorlauf 12 und den zugehörigen vorbereiteten Anschluß 13 die Baueinheit 1, den Wärmeerzeuger, und wird durch den Heizkreislauf 14 geleitet. Von dort gelangt das nach der Wärmeabgabe im Heizkreislauf 14 abgekühlte Rücklaufwasser über den vorbereiteten Rücklaufanschluß 15 wieder zurück zum Brennwertkessel 2, und zwar über die Rücklaufleitung 16, wobei noch ein umschaltbares Mehrwegeventil, hier das Dreiwegeventil 17 passiert wird. Dieses 3-Wege-Ventil kann sowohl im Rücklauf als auch im Verlauf angeordnet werden.

In diesem aus Vorlauf 12 und Rücklauf 16 sowie Heizkreislauf 14 gebildeten Umlauf für den Normalbetrieb, wird das für Heizzwecke erwärmte Wasser mittels der Umwälzpumpe 18 transportiert.

Die Funktion der Steuer- und Regeleinrichtung 5 beruht auf einer witterungsgeführten Vorlauftemperatursteuerung mit Außenfühler 19 unter Berücksichtigung der Heizkurve und Einsatz von Thermostatventilen an den Heizkörpern im Heizkreislauf 14.

Eine Variante, zum Beispiel in Etagenwohnungen, benutzt als Führungsgröße die von einem Raumtemperaturfühler 20 festgestellte Raumtemperatur.

Der Warmwasserversorgung dient der Speicher 3, dem warmes Brauchwasser über den Warmwasservorlauf 21 und den zugehörigen vorbereiteten Anschluß 22 entnommen und den entsprechenden Verbraucherstellen im Gebäude zugeführt werden kann. Das verbrauchte Warmwasser wird ersetzt durch dem Speicher 3 über die Kaltwasserleitung 23 mit normalem Leitungsdruck in Trinkwasserleitungen zugeführtes Frischwasser, das vorzugsweise an der tiefstmöglichsten Stelle in den Speicher 3 eintritt.

Der Speicher 3 weist einen ersten Temperaturfühler 24 auf, der vorzugsweise im oberen Drittel des Behälters des Speichers 3 sitzt. Des weiteren ist ein zweiter Temperaturfühler 25 vorgesehen, der vorzugsweise im unteren Viertel des Behälters des Speichers 3 sitzt. Der Speicher ist als Schichtenspeicher ausgebildet und die Temperaturfühler 24 und 25 können über die Steuer- und Regeleinheit 5 aktiviert bzw. deaktiviert werden. Während des normalen Heizbetriebes, abhängig von einer Wärmeanforderung des Außentemperaturfühlers 19, ist der erste Temperaturfühler 24 aktiviert. Wird Warmwasser verbraucht, tritt die in die Steuer- und Regeleinrichtung 5 integrierte Vorrangschaltung dann in Funktion, wenn über den ersten Temperaturfühler 24 eine Unterschreitung der ihm zugeordneten Solltemperatur im Speicher feststellbar ist. Das Dreiwegeventil 17 schaltet, veranlaßt vom Programm der Steuer- und Regeleinrichtung 5, um, so daß der Vorlauf 12 nunmehr durch den Wärmetauscher 4 strömt und über die Zweigleitung 26 zum Dreiwegeventil gelangt und von dort direkt über den Rücklauf 16 zurück zum Brennwertkessel 2. Die vorher für den normalen Heizbetrieb mit hoher Drehzahl laufende Umwälzpumpe 18 wird durch die Steuer- und Regeleinrichtung 5 nicht weiter beeinflußt. Der Brenner 9 wird mit einer der Last entsprechenden Brennerleistung geregelt und die Speicherladepumpe 27 eingeschaltet. Die Speicherladepumpe 27 zieht über die Leitung 28 aus den unteren Bereich des Speichers 3 kaltes Wasser ab und drückt es über den Wärmetauscher 4 als erwärmtes Wasser wieder zurück in den oberen Bereich des Speichers 3, wobei es sich in entsprechenden Temperaturschichten im Speicher 3 ablagert. Der Speicher ist wieder geladen, wenn entweder der erste Temperaturfühler 24 oder der zweite Temperaturfühler 25 die erreichte Solltemperatur des warmen Wassers an die Steuer- und Regeleinrichtung signalisieren kann. In diesem Moment kann der Wärmeerzeuger insgesamt wieder auf den normalen Heizungsbetrieb umgeschaltet werden, was bei aktiviertem ersten Temperaturfühler kürzere Ladezeiten und damit kürzere Unterbrechung des Heizbetriebes bewirkt.

In der Zweigleitung 26 sitzt ein betätigbares Ventil, daß hier als Überströmventil 29 ausgebildet ist. Das Überströmventil öffnet bei einem vorbestimmten Druck in der Zweigleitung 26, der abhängig von der Drehzahl der Umwälzpumpe 18 ist. Läuft die Umwälzpumpe 18 mit höchster Drehzahlstufe, ist der Druck so hoch, daß das Überströmventil 29 öffnet, so daß der Wärmetauscher 4 durchströmt wird und die entsprechende rasche Aufladung des Speichers 3 bei voller Leistung des Brennwertkessels erfolgt.

Es ist üblich, den Heizungsbetrieb nachts abzusenken. Dabei wird die Umwälzpumpe 18 auf eine niedrigere Drehzahlstufe geschaltet und der Brenner entsprechend der Wärmeanforderung gemäß abgesenkter Heizkurve mit einer der Last entsprechenden Brennerleistung geregelt, die geringer als während des normalen Heizungsbetriebes am Tage ist. In diesem Fall bleibt das Überströmventil 29 geschlossen, wenn das Dreiwegeventil 17 aufgrund einer Warmwasserzapfung durch die Vorrangschaltung umsteuert.

Selbstverständlich kann das Überströmventil 29 auch ein elektrisch oder hydraulisch geregeltes Ventil sein.

Die Warmwasserbereitung soll zur Erreichung hoher Wirkungsgrade möglichst bei niedriger Kesselleistung erfolgen, wobei sich aus relativ langen Aufheizzeiten dabei Probleme ergeben. Bei der Speicherladung ist der Heizbetrieb unterbrochen. Mit dem erfindungsgemäßen Wärmeerzeuger ist es jedoch möglich, die Warmwasserbereitung auch nachts während des reduzierten Heizbetriebes durchzuführen. Unter Benutzung des zweiten unteren Temperaturfühlers 25 im Speicher 3 erfolgt dabei die vollständige Aufladung des Speichers, was im einzelnen nachfolgend näher beschrieben wird.

Wird während des Tagesbetriebs soviel Warmwasser verbraucht, daß der obere erste Temperaturfühler 24 schaltet, muß die Speicherladung aus Zeitgründen mit hoher Pumpenleistung durchgeführt werden, und ist deshalb die Umwälzpumpe 18, wie vorbeschrieben auf hohe Drehzahl geschaltet.

Nachts wird der Heizbetrieb abgesenkt. Bei Wärmeanforderung des Außentemperaturfühlers 19 wird jedoch wie beim normalen Heizbetrieb am Tage das Dreiwegeventil 17 so geschaltet, daß der Heizkreislauf 14 in Betrieb gesetzt ist. Dabei ist jedoch nachts die Umwälzpumpe 18 niedrigere, zum Beispiel eine auf mittlere Drehzahlstufe umgeschaltet. Der Brenner 9 des Brennwertkessels 2 wird bei Heizbetrieb eingeschaltet und entsprechend der Wärmeanforderung gemäß abgesenkter Heizkurve mit einer der Last entsprechenden Brennerleistung geregelt.

Bei Wärmeanforderung des unteren zweiten Temperaturfühlers 25 des Speichers 3 schaltet das Dreiwegeventil 17 so um, daß, wie vorbeschrieben, der Vorlauf 12 durch den Wärmetauscher 4 und über das Dreiwegeventil 17 und die Umwälzpumpe 18 zurück zum Brennwertkessel 2 strömt. Da die Umwälzpumpe 18 nunmehr jedoch auf eine möglichst niedrige, zum Beispiel die kleinste Drehzahlstufe geschaltet ist, öffnet das Überströmventil 29 nicht mehr, wenn es als selbsttätig, druckabhängig arbeitendes Ventil ausgebildet ist. Damit jedoch auch bei solchen niedrigen Drehzahlen der Umwälzpumpe 18 noch der gewünschte Ladebetrieb des Speichers 3 aufrecht erhalten werden kann, wenn die Ladepumpe 27 eingeschaltet ist, ist zur Überbrückung des Ventils 29 eine Bypass-Leitung 30 vorgesehen.

Bei erreichen des Sollwertes der Wassertemperatur im Speicher 3, der dem zweiten unteren Temperaturfühler 25 zugeordnet ist, wird der Brenner 9 des Brennwertkessels 2 abgeschaltet und das Dreiwegeventil 17 bleibt entweder, wenn der Wärmeerzeuger im Sommerbetrieb läuft, unverändert für den Ladebetrieb geschaltet oder wird, im Winterbetrieb, wieder für die Versorgung des Heizkreislaufes 14 zurückgestellt.

Die Anordnung des Dreiwegeumschaltventils 17 ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Rücklauf 16 gewählt. Es ist jedoch auch möglich, das Dreiwegeventil 17 in den Vorlauf 12 zu setzen.

Es ist auch möglich, den erfindungsgemäßen Wärmeerzeuger mit zwei Umwälzpumpen in Verbindung mit Rückschlagklappen zu betreiben. Hierbei entfällt das Dreiwegeventil 17, welches durch eine entsprechende Speicherladepumpe ersetzt wird. Als Umwälzpumpen 18 bzw. 27 können zwei- oder dreistufige standardmäßig ausgeführte Pumpen eingesetzt werden, die entsprechend angesteuert werden, um die Temperaturwerte zu optimieren in Verbindung mit einem hydraulisch parallel geschalteten Überströmventil, welches bei der kleinen Pumpenleistung schließt und dadurch die erhöhte Temperaturspreizung erzeugt.

Kombinationen der unterschiedlich in technischer Hinsicht ausgeführten Umwälzpumpen sind ohne weiteres denkbar. Auch kann die Verwendung der Speicherladepumpe 27 bei entsprechender Anordnung in den hydraulischen wegen ebenfalls als Heizungsumwälzpumpe durch Umschaltung der hydraulischen Kreise mit einem Umschaltventil, welches dem Dreiwegeventil 17 entspricht, erfolgen. Alternativ kann auch eine separate Speicherladepumpe ohne ein Dreiwegeventil, wie es vorbeschrieben wurde, jedoch mit Rückschlagklappen, eingesetzt werden.

Ebenfalls sind mehrere Heizkreise denkbar.

Schließlich ist auch denkbar, eine Solarbeheizungsmöglichkeit anzubinden, die sowohl für die Warmwasserversorgung als auch für die Beheizung nutzbar wäre.

Claims (11)

1. Als Brennwertkessel ausgebildeter Wärmeerzeuger für Heizzwecke und Warmwasserbereitung, dadurch gekennzeichnet, daß er zusammen mit einem Speicher (3), einem das Laden des Speichers (3) besorgenden Wärmetauscher (4), Steuer- und Regeleinrichtungen (5) sowie verbindenden Rohrleitungen als komplette Baueinheit (1) ausgebildet und mit einem Brennwertkessel (2) und Speicher (3) gemeinsamen und somit die Baueinheit umschließenden Gehäuse (6) versehen ist.

2. Wärmeerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) von außen zugängliche, vorbereitete Anschlüsse (13, 15, 22) für Heizungs- und Warmwasser-Vorlauf (12; 21) bzw. -Rücklauf (16), Kaltwasser (23), gasförmigen Brennstoff, Abgas und gegebenenfalls Frischluft (8) sowie elektrische Energie aufweist.

3. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (3) als Schichtenspeicher ausgebildet ist.

4. Wärmeerzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtenspeicher wenigstens zwei Wasser- Temperaturfühler (24, 25) aufweist.

5. Wärmeerzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Temperaturfühler (24) im oberen Drittel und ein zweiter Temperaturfühler (25) im unteren Viertel des Behälters des Speichers (3) positioniert ist.

6. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er als Brennwertkessel (2) mit einem modulierenden Brenner (9) ausgebildet ist.

7. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuer- und Regeleinrichtung (5) ein Schaltprogramm installiert ist, das eine Heizungsumwälzpumpe (18) und/oder eine Ladeumwälzpumpe (27) in Abhängigkeit einer bestimmten Temperaturdifferenz zwischen von den Temperaturfühlern (24, 25') des Speichers (3) festgestellten Istwerten und vorbestimmten Sollwerten in unterschiedliche Drehzahlstufen versetzt.

8. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil zur Schaltung des Durchganges einer durch den ladenden Wärmetauscher (4) führenden Zweigleitung (26) zwischen Vorlauf (12) und Rücklauf (16) des Wärmeerzeugers vorgesehen ist.

9. Wärmeerzeuger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein in Abhängigkeit vom Druck, den die Umwälzpumpe (18) erzeugt, hydraulisch schaltbares Überströmventil (29) ist.

10. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Überstromventil (29) überbrückende Bypass-Leitung (30) vorgesehen ist.

11. Wärmeerzeuger nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor jeder Umwälzpumpe (18; 27) über drehzahlspezifische, getrennt mit elektrischer Energie beaufschlagbare Wicklungen verfügt.