DE2201628C3 - Temperaturgesteuerte Warmwasserbereitungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine temperaturgesteuerte Warmwasserbereitungsanlage in einem Gebäude mit einem Warmwasser-Heizkessel und einem an diesem über einen Wärmetauscher angeschlossenen Brauchwasserspeicher, der parallel zur Sekundärseite des Wärmetauschers in einer zur Verbraucherstelle führenden Brauchwasserleitung liegt, wobei zwischen dem Heizkessel und dem Brauchwasserspeicher ein wassertemperaturgesteuert.es Regelventil angeordnet ist.

Bei den bisher bekannten Anlagen der eingangs genannten Art mit einem sogenannten Ladegerät in Form eines Wärmetauschers, der primärseitig vom Kesselwasser durchflossen ist und an den sekundärseitjg der Gebrauchswasserspeicher angeschlossen ist, erfolgt die Temperaturregelung auf der Primärseite des Wärme tajschers mit Hilfe eines den Kesselwasserfluß zum Wärmetauscher steuernden Regelventils, das mit steigender Zapftemperatur schließt. Werden dabei Regler ohne Hilfsenergie verwendet, kommt es erfahrungsgemäß häufig vor, daß der Regler beschädigt wird und dann automatisch öffnet, wodurch der Sekundärkreis

ίο überhitzt wird. Dies hat zur Folge, daß das nachgeschaltete Brauchwassernetz und der Brauchwasserspeicher einer erhöhten Korrosion ausgesetzt werden, der nur mit erheblichem Kostenaufwand begegnet werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, Temperaturerhöhungen im Brauchwassernetz infolge Ausfalls des Temperaturreglers mit Sicherheit auszuschließen und hierdurch die Gefahr einer erhöhten Korrosion ohne größeren Kostenaufwand zu beseitigen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Regelventil in dem über die Sekundärseite des Wärmetauschers führenden Brauchwasserstrang liegt und so ausgebildet ist, daß es bei steigender Temperatur des Brauchwassers im Wärmetauscher öffnet.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß im Fall eines Defektes des thermostatischen Fühlers für das Regelventil, nämlich bei sogenannter verlorener Füllung, bei welcher der thermostatische Fühler ausgelaufen ist. das Regelventil auf der Sekundärseite des Wärmetauschers

schließt und dadurch eine Überhitzung des daran angeschlossenen Leitungssystems einschließlich des Brauchwasserspeichers sicher vermieden wird.

Zweckmäßig wird das Regelventil innerhalb des Wärmetauschers angeordnet. In vorteilhafter Ausgestaltung dieser Anordnung kann das Ventil dann aus einem eine Durchflußöffnung auf der Sekundärseite des Wärmetauschers unter Federkraft verschließenden Ventilkörper bestehen, der von einem vom Brauchwasser umspülten thermischen Fühler in Öffnungsrichtung betätigbar ist. Eine besonders vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung ergibt sich weiterhin dadurch, daß die Durchflußöffnung in einer in eine Rohrleitung eingesetzten Querwand angeordnet ist und von dem Betätigungsglied eines in der gleichen Rohrleitung angeordneten thermischen Fühlers durchragt wird, der an seinem freien Ende einen rückseitig gegen eine Druckfeder abgestützten Ventilkegel trägt.

Nach einem anderen Merkmal zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in dem über den Wärmetauscher führenden Brauchwassexstrang eine elektrisch betriebene Ladepumpe vorgesiehen, die von einem in der Kaltwasserzuleitung zum Speicher angeordneten Thermostaten bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur einschaltbar ist. Diese Pumpe sorgt beim Anfahren der Anlage für einen Wasserumlauf durch den Wärmetauscher und den Brauchvvasserspeicher, bis der in letzterem enthaltene Wasservorrat die gewünschte Warmwassertemperatur erreicht hat. Hiernach schaltet die Pumpe selbsttätig ab, springt aber sofort erneut an, wenn Warmwasser gezapft wird und dadurch Frischwasser zum Speicher fließt. Dadurch wird ein Teil des gezapften Warmwassers nicht aus dem Speicher, sondern unmittelbar vom Wärmetauscher bezogen, während sich der Brauchwasserspeicher gleich-

⁶S zeitig unter Zulauf von kaltem Frischwasser, je nach der Zapfmenge, enileert. Darüber hinaus kann zur Einstellung der Menge frisch erzeugten Warmwassers in dem über den Wärmetauscher führenden Brauchwas-

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serstrang ein einstellbares Drosselventil angeordnet sein, mit welchem die über diesen Strang fließende Wassermenge mehr oder weniger stark begrenzt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 ein Prinzipschahbild einer Warmwasseibereitungsanlage nach der Erfindung,

F i g. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch ein Rohrstück im Wärmetauscher mit einem darin eingebauten thermostatischen Regelventil,

F i g. 3 einen Querschnitt durch das Rohr mit dem Regelventil nach Linie III—111 in F i g. 2.

In F i g. 1 ist mit 10 der Kessel einer Warmwasserheizung in einem beliebigen Gebäude gezeichnet, an welchem über Kesselwasserleitungen Va und Wb die Primärseite eines in der Praxis zumeist als Ladegerät bezeichneten Wärmetauschers 12 angeschlossen ist.

Eine vom normalen Wasserleitungsnetz ausgehende Brauchwasserleitung 13 führt mit einem Strang 13a zum Deckel 14 eines in seiner Gesarrtheit mit 15 bezeichneten Brauchwasserspeichers und von dort durch eine vom Deckel ausgehende Rohrleitung 16 zum Behälterboden. Diese Rohrleitung 16 ist vorzugsweise flexibel, um das Abnehmen des Deckels 14 bei geringer Raumhöhe zu erleichtern, und kann wegen der ausgeschlossenen Gefahr einer Überhitzung des Braurhwassernetzes sogar aus Gummi oder Kunststoff bestehen. Weiterhin führt vom Behälterdeckel 14 eine Warmwasserleitung 17 zu einer oder mehreren (nicht eingezeichneten) Zapfstellen.

Von der Brauchwasserleitung 13 zweigt bei 18 eine Strangleitung 19 ab und führt über eine elektrisch betriebene Ladepumpe 20 und ein Drosselventil 21 zur Sekundärseite des Wärmetauschers 12, deren anderes Ende über eine Leitung 22 zur Warmwasserleitung 17 im Punkt 23 führt.

Ein im Brauchwasserstrang 13a unmittelbar hinter der Verzweigung 18 angeordneter Thermostat 24 dient zur Einschaltung der Ladepumpe 20 bei Unterschreiten einer bestimmten Wassertemperatur innerhalb des Brauchwasserstranges 13a. Weiterhin befindet sich am sekundärseitigen Ausgang des Wärmetauschers 12 ein thermostatisch gesteuertes Regelventil 25, dessen Aufbau im einzelnen aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht.

In F i g. 2 und 3 ist mit 26 ein Stück der sekundären Rohrleitung des Wärmetauschers 12 in unmittelbarer Nähe des sekundärseitigen Ausgangs bezeichnet. In dieses Rohrstück ist ein rahmenförmiger Einsatz 27 eingeschoben und auf geeignete Weise axial gesichert. Zwischen den beiden das Rohrinnere diametral durchsetzenden Rahmenseiten 27a und 276, die so schmal gehalten sind, daß sie beiderseits praktisch ungehindert umströmt werden können, befindet sich eine den gesamten Rohrquerschnitt ausfüllende Querwand 28 mit einer zentralen Durchflußöffnung 29. Die Rahmenseite 27a ist in der Mitte mit einer augenförmigen Verdikkung 30 versehen, in welche ein thermischer Fühler 31 eingesetzt ist. Der thermische Fühler 31 ist in bekannter Weise mit einem thermischen Dehnstoff, der mit zunehmender Erwärmung einen Betätigungsstift 32 herausschiebt, der die Durchbrechung 29 zentral durchsetzt und am freien Ende einen Ventilkonus 33 trägt, dessen Rückseite von einer gegen den Rahmenteil 27b ⁶S abgestützten Druckfeder in Schließrichtung belastet ist.

Die vorbeschriebene Anlage und das Regelventil arbeiten wie folgt:

Es sei zunächst angenommen, daß der Kessel 10 außer Betrieb ist und somit das gesamte Wassersystem kalt ist. Mit dem Anfahren des Kessels zirkuliert zunehmend erwärmtes Kessclwasser über die Leitungen lla und lib und die Primärseite des Wärmetauschers 12 und erwärmt das darin enthaltene Gebrauchswasser. Der thermische Fühler 31 reagiert auf die Erwärmung durch Ausfahren des Betätigungsstiftes 32, der den Ventilkegel 33 von seinem Sitz an der Durchbrechung 29 gegen die Kraft der Feder 34 wegdrückt, so daß das Ventil öffnet. Wenn nun der Hauptschalter für die Ladepumpe 20 eingeschaltet wird, läuft diese an, denn der Thermostat 24 hält im kalten Zustand des Brauchwassers den Stromkreis für den Elektromotor der Ladepumpe geschlossen. Die Ladepumpe 20 saugt über die Rohrleitung 16 und die Leitungen 13a und 19 kaltes Wasser aus dem Brauchwasserspeicher 15 an und fördert dieses nach Erwärmung im Wärmetauscher 12 über die Leitungen 22 und 17 in den Speicher 15 zurück, dessen Inhalt auf diese Weise von oben nach unten fortschreitend auf eine bestimmte Temperatur von beispielsweise 6O⁰C erwärmt wird. Wenn das gesamte Wasser im Speicher erwärmt ist, wird auch der Leitungsstrang 13a von warmem Wasser durchflossen, wodurch der Thermostat 24 anspricht und die Ladepumpe 20 abschaltet.

Wenn nun eine Zapfstelle geöffnet ist, strömt durch die Brauchwasserleitung 13 und den Leitungsstrang 13a sowie die Rohrleitung 16 kaltes Frischwasser in den Speicher 15 und drückt das darin gespeicherte warme Brauchwasser über die Leitung 1/ zur Zapfstelle. Das zuströmende Frischwasser führt zu einem sofortigen erneuten Ansprechen des Thermostaten 24, der die Ladepumpe 20 einschaltet und Frischwasser aus der Leitung 13 über den Strang 19 abzieht und über den Wärmetauscher 12 fördert, wo es erwärmt wird und als warmes Brauchwasser über die Leitung 22 zur Warmwasserleitung 17 und damit zur Zapfstelle gelangt. )e nach der abgezapften Wassermenge und der Einstellung des Drosselventils wird dadurch der Frischwasserstrom über den Warmwasserspeicher 15 etwas verringert, so daß sich der Speicher geringfügig langsamer entleert. Nach Beendigung der Warmwasserzapfung hält der Thermostat 24 die Ladepumpe 20 noch so lange eingeschaltet, bis erneut warmes Wasser aus dem Speicher 15 im Rückstrom durch den Strang 13a zum Thermostaten gelangt und die Abschaltung der Ladepumpe bewirkt.

Voraussetzung für einen Wasserdurchlauf durch den Wärmetauscher 12 ist, daß dieser primiirscitig erwärmt ist und somit das Regelventil 25 geöffnet ist. Ist der Kessel inzwischen abgeschaltet, ist auch das Regelventil 25 geschlossen, und die Ladepumpe 20 arbeitet gegen das geschlossene Ventil an, ohne dieses öffnen zu können.

Ist hingegen der Kessel 10 in Betrieb und fällt aus irgendeinem Grunde der thermische Fühler 31 durch Beschädigung und Auslaufen seiner Füllung aus. dann schließt das Regelventil 25 unter der Wirkung der Druckfeder 34 und verhindert mit Sicherheit, daß übermäßig erwärmtes Brauchwasser im Wärmetauscher 12 durch die Leitungen 22 und 17 zum Brauchwasserspeicher gelangt und diesen überhitzt.

Aufgrund dieser Überlastungssicherung ist es möglich, das Gefäß 35 des Brauchwasserspeichers 15 aus gewöhnlichem Stahlblech herzustellen und innenseitig mit Kunststoff auszufüttern. Diese Kunststoffausfütterung kann aus einem in das Speichergefäß 35 lediglich

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eingehängten Sack 36 bestehen, an dessen oberem Rand eine Flanschdichtung 37 angeschweißt ist. Diese wird einfach zwischen dem oberen Rand des Speichergefäßes 35 und dem Deckel 14 des Brauchwasserspeichers verspannt, wodurch allein noch der Deckel der Aggression und Kalkablagerung des Brauchwassers ausgesetzt ist und zu diesem Zwecke in bekannter Wei se aus korrosionsbeständigem Material hergestellt ist. Die genaue Temperaturregelung im Brauchwassersy stem schützt auch das dem Brauchwasserspeicher I¹ nachgeschaltete Rohrnetz vor frühzeitiger Korrosior durch überhöhte Wassertemperaturen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

22 Ol 628 Patentansprüche:

1. Temperaturgesteuerte Warmwasserbereitungsanlage in einem Gebäude mit einem Warmwasser-Heizkessel und einem an diesem über einen Wärmetauscher angeschlossenen Brauchwasserspeicher, der parallel zur Sekundärseite des Wärmetauschers in einer zur Verbraucherstelle führenden Brauchwasserleitung liegt, wobei zwischen dem Heizkessel und dem Brauchwasserspeicher ein wassertemperatürgesteuertes Regelventil angeordnet ist, d a durch gekennzeichnet, daß das Regelventil (25) in dem über die Sekundärseite des Wärmetauschers (12) führenden Brauchwasserstrang (19, 22) liegt und so ausgebildet ist, daß es bei steigender Temperatur des Brauchwassers im Wärmetauscher öffnet.

2. Warmwasserbereitungsanlage nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (25) innerhalb des Wärmetauschers (12) angeordnet ist.

3. Warmwasserbereitungsanlage nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (25) aus einem eine Durchflußöffnung (29) auf der Sekundärseite des Wärmetauschers (12) unter Federkraft (Druckfeder 34) verschließenden Ventilkörper (33) besteht, der von einem vom Brauchwasser umspülten thermischen Fühler (31,32) in Öffnungsrichtung betätigbar ist.

4. Warmwasserbereitungsanlage nach Anspruch

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußöffnung (29) in einer in eine Rohrleitung (26) eingesetzten Querwand (28) angeordnet ist und von dem Betätigungsglied (32) des in der gleichen Rohrleitung (26) angeordneten thermischen Fühlers (31) durchragt wird, der an seinem freien Ende einen rückseitig gegen eine Druckfeder (34) abgestützten Ventilkegel (33) trägt.

5. Warmwasserbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem über dem Wärmetauscher (12) führenden Brauchwasserstrang (19, 22) eine elektrisch betriebene Ladepumpe (20) vorgesehen ist, die von einem in der Kaltwasserzuleitung (13a) zum Brauchwasserspeicher (15) angeordneten Thermostaten (24) bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur einschaltbar ist.

6. Warmwasserbereitungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem über den Wärmetauscher (12) führenden Brauchwasserstrang (19, 22) ein einstellbares Drosselventil (21) angeordnet ist.