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Warmwasser-Umlaufheizungsanlage Die Erfindung betrifft eine lQarmsrasser-Umlaufheizungsanlage
mit weinigstens einem Umlaufwasserheizer, der mit einer Erhitzervorlauf- und einer
Erhitzerrücklaufleitung in einem Erhitzerkreis liegt, und einem Heizkreis mit einer
Heizungsvorlauf- und einer Heizungsrücklaufleitung und einer Heizungs-Umlaufpumpe,
wobei Erhitzerkreis und Heizkreis einen gemeinsamen Leitungsabschnitt als Beimischstrecke
auf weisen.
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Es ist bekannt, mehrere Umlaufwasserheizer parallel oder in Reihe
zu installieren. Dabei kann jeder einzelne Erhitzer mit einer Unwälzpumpe ausgestattet
sein oder es kann eine. gemeinsame Umwälzpumpe für mehrere Erhitzer vorgesehen werden.
Dabei sind Umlaufwasserheizer, Heizkreis und Pumpe in Reihe geschaltet. Da aber
Umlaufwasserheizer wegen ihres kleinen Wasserinhal tes im Verhältnis zu ihrer Leistung
zu einer einwandfreien Funktion an einem bestimmten Wasserdurchsatz gebunden sind,
sind dadurch die Steuerungsmöglichkeiten fiir den Heizkreis entsprechend eingeengt.
In einem Falle, wenn der Heikreis mit kleiner Temperaturspreizung und großer Umlaufmenge
betrieben werden soll , rlUß wcyeti
der großen Widerstände im Umlaufwasserheizer
eine relativ große Pumpe eingeset7t werden. In einem anderen Falle ist es wünschenswert,
eine Heizungsanlage mit temperaturgesteuerten Radiatorventilen auszustatten, welche
bei Erreichen einer vorgegebenen Raumtemperatur den Wasserumlauf drosseln. Das kann
im Extremfall zu einer Funktionsstörung des Umlaufwasserheizers führen, weil bei
abgesperrten Radiatorventilen der Wasserdurchsatz zu klein wird.
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Es ist weiterhin bekannt, einen Mischer vorzusehen, welcher Vorlaufwasser
vom Umlaufwasserheizer und Rücklaufwasser vom Heizkreis in Abhängigkeit von der
Raumtemperatur oder der Außentemperatur mischt, wobei der Mischer entweder von Hand
oder durch ein automatisches Steuergerät einges-tellt wird.
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Eine solche Art der Steuerung ist aufwendig. Da ein Umlauf wasserheizer
in Vergleich zu einem Kessel einen kleinen Wasser- und somit auch Wärmeinhalt besitzt,
ergeben sich bei einer solchen Anordnung auch regelungstechnische Schwierigkeiten
wegen der starken Schwankung der Vorlauftemperatur am Abscllaltbereich des Vorlaufthermostaten.
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Es ist weiterhin eine Anordnung bekannt (DT-PS 1 253 890), bei welcher
ein den Umlaufwasserheizer enthaltender Erhitzerkreis und der Heizkreis mit den
Radiatoren parallel an einer einzigen Umlaufpumpe liegen. Die Umlaufpumpe erzeugt
somit eine Druckdifferenz, welche Wasser durch den Umlaufwasserheizer treibt. Die
gleiche Druckdifferenz treibt Wasser durch den Heizkreis. in dem die Pumpe enthaltenden
gemeinsamen Teil der beiden Kreise erfolgt somit eine Beimischung von heißem Vorlaufwasser
des Umlaufwasserheizers zu dem abgekühlten Rücklaufwasser des Heizkreises. Dieser
die Pumpe enthaltende Leitungsabschnitt wirkt somit als Beimischstrecke. Das bedingt,
daß der Strömungswiderstand im Heizkreis mindestens so groß sein muß, daß die zur
einwandfreien Funktion notwendige Wassermenge Uber denUmlaufwasserheizer fließt.
Daraus folgt, daß d-ie über den Heizkreis
fließende Wassermenge
begrenzt ist und nicht beliebig groß gewählt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Warmwasser-Umlaufheizungsanlage
zu schaffen, die einwandfreie Regelung mit einfachen Mitteln gestattet und nicht
zu Beschränkungen des Wasserdurchflusses im Heizkreis nach oben oder unten führt.
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Ausgehend von einer Warmwasser-Umlaufheizungsanlage der eingangs erwähnten
Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine gesonderte Erhitzer-Umlaufpumpe in
dem Erhitzerkreis außerhalb des Heizkreises vorgesehen ist.
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Durch die Erfindung wird somit eine Warmwasser-Umlaufheizungsanlage
geschaffen, bei welcher ebenfalls Erhitzerkreis und Heizkreis parallel zueinander
liegen und nur eine Beimischstrecke gemeinsam haben. Dabei kann aber die im Heizkreis
umlaufende Wassermenge nach oben und unten beliebig variiert werden, ohne daß dies
die Funktion des Umlaufwasserheizers beeinträchtigen kann.
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Die Rohrdimensionen für die Beimischstrekce sollten zweckr.äßigerweise
so groß gewählt werden, daß beim Durchströmen der größtmöglichen Wassermenge sowohl
vom Erhitzerkreis als auch vom Heizkreis kein nennenswerter Druckabfall entsteht.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden esnter
Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert: Fig. 1 zeigt drei Umlauftfasserheiter
die jeweils mit einer Umwälzpumpe ausgerUstet und zu einander parallel geschaltet
sind, deren gerezinsames Vorlaufwasser in die Beimischstrecke des Heizkreises eingespeist
wird.
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Fig. 2 zeigt eine Heizungsanlage, bei der drei Umlaufwasserheizer
durch eine gemeinsame Umlaufpumpe betrieben werden und der gemeinsame Vorlauf der
Umlaufwasserheizer ebenfalls in die Beimischstrecke des Heizkreises eingesleist
wird.
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Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Ausführung nach Fig.
2, bei welcher ein Warmeaustauscher zur Erzeugung von warmem Gebrauchswasser vorgesehen
ist.
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In Fig. 1 sind drei Umlaufwasserheizer 1, 2 und 3 dargestellt.
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Diese sind jeweils mit einem Wärmeaustauscher 4, 5 und 6, einem Brenner
7, 8 und 9, einem Magnetventil 10, 11, 12 einem Vorlaufthermostaten 13, 14 und 15
und einem temperaturgesteuerten Umschaltventil (Vorlaufweiche) 16, 17 und 18 sowie
einer Pumpe 19, 20 und 21 ausgestattet Die Magnetventile 10, 11 und 12 beherrschen
die Gaszufuhr zu den Brennern 7, 8 und .
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Ein Steuergerät 22 mit einem Istwertfühler 23 und einem Sollwertfühler
24 bewirkt ein dem augenblicklichen Wärmebedarf entsprechendes Zu- und Abschalten
einzelner Umlaufwasserheizer. Der Sollwertfühler 24 ist dabei von der Außentemperatur
oder der Raunitemperatur beaufschlagt und liefert einen von dieser Temperatur abhängigen
Sollwert für die Vorlauftemperatur. Die Vorlauftemperatur wird mittels des Istwertfühlers
23 gemessen und mit diesem Sollwert verglichen. Je nach der Größe der Regel ab weichung
werden von dem Steuergerät 22 einzelne Umlaufwasserheizer 1, 2, 3 zu- oder abgeschaltet.
Die Vorlaufleitungen 2, 26 und 27 der einzelnen Umlaufwasserheizer 1, 2, 3 sind
zu einer gemeinsamen Vorlaufleitung 28 zusammengeführt. Ein gemeinsarner Rücklauf
29 verzweigt sich in die einzelnen Rücklaufleitungen 30, 31 und 32. Die Vorlaufweichen
16, 17 und 18 mtschen während der Aufheizphase Uber Kurzschlußstrecken 33, 34 und
35 dem RUckl auf der Uml aufwasserheizer h.i F)es Vorl aufwasser Zt!.
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Damit wird in bekannter Weise eine schnelle Aufheizung erreicht und
Kondensatbildung an den Wärmeaustauschern 4, 5, 6 vermieden.
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Der Heizkreis enthält parallel zueinanderliegende Radiatoren 36, 37
mit vorgeschalteten ilandventilen 38, 39. Der Heizkreis hat eine Beimischstrecke
40 mit dem Erhitzerkreis gemeinseln.
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Der Erhitzerkreis enthält die Vorlaufleitung 28, die Beimiächstrecke
40 und die Rücklaufleitung 29 sowie die den einzelnen Erhitzern zugeordneten Vor-
und Rücklaufleitungen und Pumpen.
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In dem Heizkreis ist eine Umwälzpumpe 41 angeordnet, die von den Umwälzpumpen
19, 20, 21 der einzelnen Umlaufwasserheizer verschieden ist und den Wasserumlauf
im Heizsystem bewirlst.
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Sie würde die gleiche Aufgabe an den Stellen 41' oder 41'' erfüllen.
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Wenn von dem Steuergerät 22 Wärme angefordert wird, setzt das Steuergerät
gleichzeitig die Vorlaufweichen 16, 17 und 18, die Umwälzpumpen 19, 20 und 21, die
Gasmagnetventile 10, 11 und 12 und somit über eine nicht dargestellte Zündeinrichtung
die Brenner 7, 8 und 9 in Betrieb. Das durch die Pumpen 19, 20 und 21 geförderte
Rücklaufwasser wird in den Wärmeaustauschern 4, 5 und 6 erhitzt und wird an den
Vorlaufweichen 16, 17 und 18 in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur zum Teil
Uber die Kurzschlußstrecken 33, 34 und 35 unmittelbar den Umwälzpumpen 19, 20 und
21 zum anderen Teil über die Vorlaufleitungen 25, 26 und 27 dem gemeinsamen Vorlauf
28 zugeführt. Das bei 28 fließende Vorlaufwasser wird in der Beimischstrecke 40
mit dem durch die Umwälzpumpe 41 in den Radiatoren 36 und 37 umgewälzten Heizungswasser
gemischt und anschließend Uber die gemeinsame Rücklaufleitung 29 sowie die einzelnen
RUcklaufleitungen 30, 31 und 32 den Umlaufwasserheizern 1, 2 und 3 wieder zugeführt.
Bei Erreichen einer bestimmten Vorlauftemperatur sperren die Vorlaufweichen 16.
17 und 18 den Durchgang Uber die Kurzschlußstrecken 33, 34 und 35 ab.
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Wird am Fühler 23 ein bestimmter Sollwert Uberschritten, so schaltet
das Steuergerät 22 einen oder mehrere Umlaufwasserheizer aus, indem es gleichzeitig
durch Ausschalten des jewelligen Stellmotors einen Wasserkreislauf Uber das entsprechende
Gerät verhindert und darüberhinaus die Umwälzpumpe und das Magnetventil ausschaltet.
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Durch die beschriebene Anordnung wird erreicht, daß während der Anheizphasc
und ii späterer Heizbetrieb in dem Heizkreis eine von der Vorlauf-Beimischeinrichtung
und dem Druckverlust des Umlaufwasserheizers im Erhitzerkreis unabhängige Wassermenge
fließen kann.
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In Fig. 2 sind ebenfalls drei Umlauiasserheizer 42, 43 und 44 dargestellt.
Eine gemeinsame Rücklaufleitung 45 verbindet Uber Rücklaufleitungen 46, 47 und 48
die Wärmeaustauscher 49, 50 und 51 und die Vorlaufleitungen 52, 53 und 54 mit dem
gemeinsamen Vorlauf 55, der Uber ein temperaturabhängig gesteuertes Umschaltventil
56 (Vorlaufweiche) und eine Beimischstrecke 57 mit der Saugseite einer gemeinsamen
Umwälzpumpe 59 verbunden ist. Das ist der Erhitzerkreis. Während der Anheizperiode
wird die Verbindung zur Umwälzpumpe 59 durch das Umschaltventil 56 über eine Kurzschlußleitung
58 hergestellt.
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Die Umlaufwasserheizer 42, 43 und 44 sind darüberhinaus mi je einem
Vorlaufthermostaten 60, 61 und 62 sowie je einem Magnetventil 63, 64 und 65 in der
Gaszuleitung zu je einem Brenner 66, 67 und 68 ausgerüstet.
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Der Heizkreis mit parallel zueinanderliegenden Radiatoren 69 und 70
und vorgeschalteten thermostatisch geregelten Ventilen 71, 72 ist über die Beimischstrecke
57 mit dem Erhitzerkreis verbunden. Eine Umwälzpumpe 73 bewirkt den Umlauf im Heizkreis.
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Die drei Umlaufwasserheizer 42, 43 und 44 werden durch die Vor laufthermostaten
60, 61 und 62 gesteuert, so daß der Umlauf Uber-die Vorlaufleitungen 52, 53 und
54 sowie den gemeinsamen Vorlauf 55 im Betriebszustand immer eine bestimmte vorgewählte
Temperatur hat. Der gemeinsame Vorlauf 55 gelangt Uber das Umschaltventil 56, welches
während der Anheizphase Wasser über die Kurzschlußstrecke 58 fließen läßt, in die
Beimischstrecke 57. Dort wird es mit dem Rücklaufwasser von den Radiatoren 69 und
70, welches durch die Umwälzpumpe 73 im Heizkreis umgewälzt; wird, vermischt und
gelangt dan Uber die Umwälzpumpe 59 in den gemeinsamen Rücklauf und dann über die
RUcklaufleitungen 46 47 und 48 zu den Umlaufwasserheizern 42, 43 und 44
zurück.
Ein anderer Teil des in der Beimischstrecke 47 vermischten Wassers fließt im Heizkreis.
Der Wärmebedarf im Heizkreis bestimmt die Menge des im Heizkreis umlaufenden Wassers.
Die tiiermostati sch gesteuerten Radiatorventile 71 und 72 bewirken nämlich durch
ihre Einflußnahme auf die Durchflußemenge durch die Radiatonen eine Regelung der
Raumtemperatur. Diese Wasserdrosselung bleibt ohne Einfluß auf den Wasserdurciifluß
der Umlaufwasserhei zer.
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Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht darin, daß
während der Anheizphase zwar über das Umschaltventil 56 nur eine begrenzte Wassermenge
aus dem Erhitzerkreis in den Heizkreis fließt jedoch auch im Heizkreis sofort die
volle Wassermenge umgepumpt wird.
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Fig. 3 zeigt eine Erweitertrng der Ausfuehrung nach rig. 2.
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Die Umlauferhitzer 74, 75 und 86 sowie der Heizkreis 77 mit der Beimischstrecke
78 werden ergänzt durch einen. Gebrauchswasserbereiter 79, also einen Wärmeaustauscher,
der Wärme von dem Umlaufwasser auf durchfließendes Gebrauchswasser zu übertragen
gestattet. Es ist ein Vorrangthermostat 80 sowie ein Dreiwegeventil 81 vorgesehen,
welches von dem Vorrangthcrnioita ten gesteuel t ist.
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Utiabht:ngig von dem Betriebszustand der heizungsanlage setzt der
Vorrangthermostat 80 den Umlaufwasserheizer 74 in Betrieb und bringt das Ventil
81 in die Stellung, daß das gesamte Vorlaufwasser von diesem Umlaufwasserheizer
74 auf den Gebrauchswasserbereiter 79 geleitet wird und zur Gebrauchswassererwärmung
zur Verfügung steht. Dazu ist notwendig, daß während der Heizpausen die Umwälzpumpe
82 in Betrieb gesetzt wird.
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Von dem Gebrauchswasserbereiter strö.tnt das Uml aufwasser dann zur
Saugseite der Umlaufpumpe 82.