DE2250439B2 - Regeleinrichtung für einen Umlaufwasserheizer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es ist ein Gaswasserheizer bekannt, bei dem in der Vorlaufleitung ein Temperatur! uhler vorhanden ist, der einen Temperaturregler nach Maßgabe des Vergleiches des von dem Fühler gemessenen Istwertes mh einem Sollwert ein Gasventil des Wassererhitzer steuert. Hierbei bleibt jedoch der Wasserstrom, der von dem Erhitzer erwärmt wird, unberücksichtigt.

Es ist weiterhin bekannt, Gaswasserheizer mit einem Konstantstrom-Wasserregler zu versehen, wobei dann aber die Temperatur des Wassers in der Vorlaufleitung nicht erfaßt wird.

Beii einer solchen Anordnung ist es nachteilig, daß beim 'Erreichen des Wasserstromes der Heizer in Betrieb gesetzt wird und daß sich so eine der Geräteleistung, dem Wasserstrom sowie der Wassereintrittstemperattir entsprechende Wasseraustrittstemperatur einstellt. Es muß hier der volle Warmwasserstrom entsprechend der Geräteleistung entnommen werden, auch wenn nur ein kleiner Wassen-trom benötigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitserhitzer in der Weise auszubilden, daß bei jedem abgezapften Wasserstrom die am Temperaturregler eingestellte Temperatur exakt eingehalten wird. Damit soll erreicht werden, daß der maximal entnehmbare Warmwasserstrom so begrenzt wird, daß unter Ausnutzung der Maximaileistung (oder nahezu) die für einen kleinen Wasserstrom vorgewählte Auslauftemperatur erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Regelvorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Für diese Merkmale wird Schutz nur in Verbindung mit den übrigen Merkmalen des Anspruchs beansprucht.

Durch das Vorhandensein des Wasserstromreglers wird die vorgewählte Temperatur des auslaufenden Wassers unter allen Umständen aufrechterhalten, wenn die Leistung der Wärmequelle an ihrem Maximum angelangt ist, unter Verminderung des auslaufenden Wasserstromes. Ist dieser Regler nicht vorhanden, so wurde 5 der Wasserstrom konstant bleiben und damit würde die eingestellte Temperatur fallen. Man erreicht weiterhin als Vorteil, daß man sowohl Warmwasserleitungen mit vorgewählter Temperatur zapfen kann, die unter der Maximalleisttmg des Umlaufheizers liegen, als auch die ίο Maximalleistung bei voll geöffneten Zapfventil mit derselben oder einer anderen vorgewählten Temperatur.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im folgenden sind zwei Ausfuhrungsbeispiele be schrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Umlaurwasserheizers,-

F i g. 2 zeigt einen elektrisch beheizten Durchlaufer hitzer für Gebrauchswasser.

In beiden Figuren bedeuten die gleichen Bezugszei chen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Eine Umwälzpumpe 1 gemäß F i g. 1 fördert Umlaufwasser über eine Rücklaufleitung 2 zu einem Wärmetauscher 3 eines Umlaufwasserheizers 4, wo es durch einen Brenner "5 erwärmt wird uiid als heißes Vorlaufwasser über eine Vorlaufleitung 6 zu einem Vorrangumschaltventil 7 gelangt. Der eine Ausgang des Vorrangumschaltventils mündet in eine Heizungsvorlauflei tung 8, welche zusammen mit Heizkörpern 9 und einer Heizungsriicklaufleitung 10 einen Heizkreis bildet.

Parallel zu dem Heizkreis liegt in einer Kurzschlußleitung 11 ein Gebrauchswasserwärmetauscher 12; die Kurzschlußleitung 11 verbindet über einen zweiten Ausgang des Vorrangumschaltventils 7 die Vorlaufleitung 6 mit der Rücklaufleitung 2. Durch den Gebrauchswasserwärmetauscher führt eine Gebrauchswasserleitung 13. die .'Ii ihrem einen Ende 32 durch ein Gebrauchswasser-Zapfventil 33 verschließbar ist In der Gebrauchswasserleitung 13 liegt in Serie mit dem Gebrauchswasserwärmetauscher ein Konstantstromregler 14, dem kaltes Gebrauchswasser aus dem Leitungsnetz 15 zugeführt ist

Der Stromregler 14 hält einen einmal an ihm eingestellten Wasserstrom unabhängig von dem Vordruck, wenn dieser oberhalb eines Grenzwertes — des Mindestansprechdruckes — liegt, in dem Leitungsnetz 15 konstant Der Wasserstrom oder auch Sollwert des Reglers ist durch eine Welle 16 einstellbar, an der sin Zahnrad 17 befestigt ist Das Zahnrad 17 kämmt mit einem Zahnrad 18, an dessen Welle 19 eine Handhabe 20 angebracht ist Das Zahnrad 18 kämmt weiterhin mit einem Zahnrad 21, das dieselbe Zähnezahl wie das Zahnrad 17 aufweist, und an einer Welle 22 befestigt ist Diese Welle verstellt den Sollwert eines Temperaturreglers 23 im Temperaturgleichlauf oder einem gewünschten Versatz. Bei Wahl unterschiedlicher Zähnezahlen der Räder 17 und 21 ergibt sich eine Proportional-Verstellung. Die Regler 14 und 23 können auch getrennt voneinander unabhängig einstellbar sein.

Dem Temperaturregler 23 werden über eine Eingangsleitung 24 Meßwerte eines Temperaturfühlers 25 eingegeben; der Regler kann über eine Eingangsleitung 26, die mit dem Wasserstromregler 14 verbunden ist, in Tätigkeit gesetzt werden, bzw, überbrückt werden.

Ausgangsleitungen des Temperaturreglers 23 sind einmal die Leitung 27, die ein Brennerrelais 28 des Gasoder Ölverdampfungsbrenners 5 ansteuert. Bei elektri-

scher Beheizung des Umlaufwasserheizers ist statt des Magnetventils 28 ein Leitungsschutt vorgesehen, das Zuleitungen zu drehstromgespeisten Heizwendeln beherrscht

Eine weitere Ausgangsleitung 29 steuert die Pumpe 1 an. Eine dritte Ausgangsleitung 30 betätigt einen Antrieb 31 für das Vorrangumschaltventil 7.

Ausgehend von der Tatsache, daß kein Gebrauchswasser angefordert wird, der Zapfhahn 33 mithin geschlossen ist, ist das Vorrangumschaltventil 7 so ange- ₍₀ steuert, daß die Vorlaufleitung 6 mit dem Heizkreis 8,9 und 10 verbunden ist. Durch die Bypassleitung 11 und den Gebrauchswasserwärmetauscher fließt somit kein Wasser. Die Temperatur des Wasserstromes in der Vorlaufleitung 6 wird durch den Temperatur-Meßwert- ,5 geber 25 abgefühlt und als Ist-Wertgröße auf den Temperaturregler 23 gegeben. Der Sollwert des Tempera-■.urregFers wird durch Betätigen der Handhabe 20 vor-1» -geben. Als Folge des Soll-lstwert-Vergleiches er-,..hein'i auf der Leitung 27 ein Ausgangssignal, das im _;o Falle der F i g. 1 das Magnetventil 28 in bestimmten /eitabständen taktet, d. h. öffnet und schlieft. Als Folge davon brennt der Brenner 5 mit unterschiedlichen einstellbaren Ein-Aus-Intervallen.

Wird nun das Zapfventil 33 geöifnet, so fließt kaltes ^ Wasser aus dem Netz 15 durch den Wasserstromregler !-}, wobei die maximale Größe des Wasserstromes, d h. die Wassermenge in der Zeiteinheit über die Handhabe 20 einstellbar ist. Dieser vorgegebene Wasserstrom \'.ird in dem Gebrauchswassererhit/.er 12 aufgehest ^c und verläßt diesen über die Leitung 32 als warmes Gebr.) jchswas.ser. Für den Fall, daß der am Zapfventil 33 eingestellte Wasserstrom des Gebrauchswassers unterhalb der Maximalleistung des Flüssigkeitserhitzers liegt, wird über den Temperaturregler 23, der durch die -;< Leitung 26 in Tätigkeit bleibt, der Brenner 5 in einem anderen Intervall getaktet; das Verhältnis von Brennereinschaltd .uer zu Brennerausschahdauer wird kleiner werden.

Die Maximalleistung des Flüssigkeitscrhitzers ist dabei als Produkt der größtmöglichen Ten.peraturerhöhung bei größtmöglichem Wasserstrom zu verstehen.

Wird die Maximalleistung des Flüssigkeitserhitzers erreicht, so kann über die Leitung 26 der Temperaturregler außer Betrieb gesetzt werden. Das bedeutet, daß bei einer gewünschten Temperaturerhöhung des Gebrauchswassers der Wasserstrom durch den Wasserstromregler 14 gedröselt wird. Wenn der Zapfhahn 33 zur Entnahme von Gebrauchswasser geöffnet wird, spricht der Wasserstromregler 14 an, und über die Leitung 26 erhält der Temperaturregler 23 von diesem Zustand Kenntnis. Über die Leitung ?0 wird der Antrieb des Vorrangumschaltventils 7 angesteuert; gleichfalls läuft über die Leitung 29 die Umwälzpumpe 1 an. sofern sie das noch nicht tat.

In der F i g. 2 ist statt eines Umlauigaswasserheizers wie in F i g. 1 ein elektrisch beheizter Durchlauferhitzer dargestellt. Ein Heizblock 40 weist Kanäle 41 auf, in denen elektrische Widerstandswendeln 42 unterge bracht sind. Die Kanäle sind strömungsmäßig parallel geschaltet, die Widerstandswendeln drehstrommäßig geschaltet. Den Kanälen 41 wird die zu erhitzende Flüssigkeit über die Rücklaufleitung 2 zugeführt und über die Vorlaufleitu'.ig 6 abgeführt. In der Rücklaufleitung 2 ist der WasserJtromregler 14 angeordnet, der, wie bereits geschildert, über das an der Welle 22 angebrachte Zahnrad 21 in ..'.einem Sollwert verstellt werden kann. Der Temperaturregler 23 ist in seinem Sollwert gleichfalls Ober das auf der Welle 16 angebrachte Zahnrad 17 abstellbar; beide Zahnräder 17 und 21 kennen über die Einstellvorrichtung 19 und 20 im Gleichlauf, aber auch mit Versatz gegeneinander verteilt werden. Auch eine getrennte Verstellung der Sollwerte beider Regler ist möglich. Es ist also möglich, den Sollwert des einen Reglers gegenüber den des anderen voreilen au lassen und es ist weiterhin möglich, die Proportionalität der gleichlaufenden Verstellung der Sollwerte beider Regler mit einem anderen Wert als 1 zu betreiben, beispielsweise dadurch, daß die Zahnrader 21 und 17 unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen.

Ober die Eingangsleitung 26 kann der Temperaturregler 23 überbrückt werden, wenn der volle Wasserstrom durch den Wasserstromregler 14 durchgesetzt wird. An der Vorlaufleitung 4 wird die Temperatur der dort durchströmenden Flüssigkeit vor« dem einen Temperatur-Meßwertgeber 25 abgefühlt und über die Lei tung 24 an den Temperaturreglf r 23 gegeben. Die Ausgangsleitung 27 steuert eine Ph? ..nanschniusschaltung 43 an. so daß aus einem Netz 44 konmende Wechselspannungshalbwellen ganz oder nur teilweise über die Netzleitungen 45 und 46 auf die Heizwendel 42 gegeben werden.

DL Vorlaufleitung 4 kann sich bei 47 verzweigen und zu mehreren durch Zapfventile 48. 49 absperrbaren Verbrauchssiellen 50 und 51 führen. Sofern die an den einzelnen Verbrauchsstellen gezapften Wasserstrome unterschiedlich groß sind, kann man in der Zapfstelle mit dem größten Wasserstrom eine einstellbare Drossel 52 anordnen. Der maximale Durchlaßquerschnitt dieser Drossel ist kleiner gehalten als der vom Wasserstromregler 14 maximal durchgelassene Wasserstrom.

Die Wirkungsweise der eben beschriebenen Einrichtung ist folgende:

Der Flüssigkeitserhitzer ruht, solange die Zapfventile 48,49 und gegebenenfalls weiter vorgesehene geschlossen sind. Es wird davon ausgegangen, daß das Zapfventil 49 geöffnet wird, durch das nur ein relativ kleiner Wasserstrom entnommen werden kann, so daß die sich einstellende Geräteleistung mit Sicherheit unter der Maximalleistung liegt. Durch einen niciit dargestellten Wasserschalter werden die Hei?.wendeln 42 an die Spannung eines 3-Phasennetzes 44 gelegt. Als Folge davon werden sich die Wendeln erwärmen, und der Vorlaufleitung 6 wird wärmer werdendes Wasser zugeführt. Die Temperaturerhöhung wird von dem Temperatur-Meßwertgeber 25 abgefühlt und dem Temperaturregler 23 zugeleitet. Wird an dem Zapfventil 49 ein Wasserstrom vorgewählter Temperatur entnommen, d.-r unter dem am Wasserstromregler 14 eingestellten Werf liegt, so wird die Auslauftemperatur durch den Temperaturregler 23 bestimmt, indem er den Sollwert durch Einflußnahme auf die Phasenansclinittssteuerung 43 konstant hält. Der Wasserstrom wird somit durch den öffnungs* rad eines Zapfventils und dem Vordruck aus dem Wassernetz bestimmt.

Bei weiterem öffnen des Zapfventils erzielt man eine gleichbleibende Auslauftemperatur, was auch dann noch gewährleistet ist, wenn das Zapfventil voll geöffnet ist, weil jetzt der Wasserstromregler den Durchfluß auf den Wert begrenzt, der der gegebenen maximalen Geräteleistiing bei vorgewählter Temperatur entspricht.

Wird der durch den Wasserstromregler begrenzte maximale Wassrrstrom bei vorgewählter Temperatur erreicht, so kann maii entweder die volle Geräteleistung freigeben, d. h, der Temperaturregler 23 wird

über die Leitung 26 überbrückt, was auf Grund unterschiedlicher Zulauftemperaturen aus dem Wassernetz in gleichem Maße unterschiedliche Auslauftemperaturen ergibt oder man beläßt die dominierende Funktion bei dem Temperaturregler 23, wodurch man auch bei schwankenden Zulauftemperaturen eine konstante Auslauftemperatur auf Grund einer geringfügigen Minderleistung des Flüssigkeitserhitzers erzielt.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist dadurch gegeben, daß man den Wasserstromregler 14 und den elektrischen Temperaturregler 23 unabhängig voneinander einstellbar macht. Dadurch besteht die Möglichkeit, für Zapfstellen mit begrenztem Wasserbedarf andere Temperaturen vorzuwählen als an Zapfstellen, die die volle Warmwasserleistung benötigen. Dabei wird der an der Kleinzapfstellen 51 entnehmbare Wasserstrom derart begrenzt, vgl. Drossel 52, daß der Ansprechpunkt des Wasserstromreglers nicht erreicht werden kann, so daß die am elektrischen Temperaturregler 23 vorgewählte Temperatur sicher zur Auswirkung kommt.

An einer Zapfstelle 50 mit großem Warmwasserbedarf, einer Wanne oder Dusche, kann dann entweder der vorgewählte Kleinzapl'strom elektrisch geregelt oder beim vollen öffnen die durch die Einstellung des Wasserstromreglers bestimmte Temperatur bei voller Geräteleistung entnommen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   I. Regeleinrichtung für einen Umlaufwasserheizer mit einer in ihrer Wärmeabgabe durch ein Stellglied eines Temperaturreglers beherrschten WIrmequelle und einem die Temperatur einer Vorlaufleitung des Erhitzers abfühlenden Temperatur-Meßwertgeber, gekennzeichnet durch einen Konstantstromregler (14) in der Gebrauchswasserleitung (13), der mit dem Temperaturregler (23) gekoppelt ist
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Sollwerte sowohl für den Temperaturregler (23) als auch für den Konstantstromregler (14) miteinander durch eine Kopplung (18, 19, 20) einstellbar sind.
3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwerte beider Regler ('4, 23) im Gleichlauf verstellbar gekoppelt sind.
4. 4. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwerte beider Regler (14, 23) im gegeneinander versetzten Gleichlauf verstellbar gekoppelt sind.