DE2519796A1

DE2519796A1 - Raumheizungs- und warmwasserversorgungseinrichtung

Info

Publication number: DE2519796A1
Application number: DE19752519796
Authority: DE
Inventors: Johannes Marinus Bergman
Original assignee: BURNHAM EUROPA BV
Current assignee: BURNHAM EUROPA BV
Priority date: 1974-05-06
Filing date: 1975-05-03
Publication date: 1975-11-20
Also published as: NL7406078A; BE828286A; FR2270528A1

Description

Anmelder: Burnham Europa B.V., 15 Gildenstraat, Nijkerk/Holland

"Raumheizungs- und Warmwasserversorgungseinrichtung¹

Die Erfindung betrifft eine Raumheizungs- und Warmwasserversorgungseinrichtung mit einem Heizkessel und einem Brenner, mit einem Konvektoren aufweisenden Heizkreislauf und einer Zuleitung zu einem Warmwasserbehälter, der aus der Wasserleitung gespeist wird und Zapfstellen für Warmwasser aufweist, wobei eine Umlaufpumpe und ein umschaltbarer Mehrwegehahn vorgesehen ist sowie ein Regelthermostat zur Steuerung des Brenners über einen Stromkreis.

Bei einer bekannten derartigen Einrichtung wird das Brauchwasser in dem Warmwasserbehälter mittels des aus dem zentralen Heizkessel kommenden Heizungswassers erwärmt. Dieses Heizungswasser umfließt den Warmwasserbehälter oder durchfließt ihn über ein Rohr, beispielsweise ein Spiralrohr. Bei dieser bekannten Einrichtung wird der Heizkessel mittels eines Minimalthermostaten auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten. Das hierdurch ständig auf einer vorgegebenen Temperatur befindliche Heizungwasser der Zentralheizung wird entweder kontinuierlich oder periodisch auf der Heizungsseite des Warmwasserbehälters entlang geführt.

509847/0384

10 945 - 2 - 2.5.1975

Der Mehrwegehahn ist dabei ein Mischventil, das von einem Raumthermostaten gesteuert wird. Durch die Anwendung der Mischregelung wird für eine zweckmäßige Raumheizung gesorgt. Bei der Mischregelung wird der aus den Konvektoren abströmende Heizungswasserrücklauf mit aufgeheiztem Heizungswasser aus dem Heizungskessel vermischt, und zwar in der Weise, daß das in die Konvektoren eintretende Heizungswasser die gewünschte Temperatur erhält.

Dieses bekannte System hat den bedeutenden Nachteil, daß infolge der konstant gehaltenen Mindesttemperatur im Heizkessel beträchtliche Wärmeverluste über den Schornstein eintreten. Aufgrund des natürlichen Luftzugs aus der Umgebung des Heizkessels streicht Raumluft über die Heizflächen des Heizungskessels und kühlt diese ab. Die über die Heizflächen aufgeheizte Zugluft führt die aufgenommene Wärme über den Schornstein ab. Auch die Mischregelung für den Zentralheizungsteil bereitet in der Praxis Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Raumheizungsund Warmwasserversorgungseinrichtung zu schaffen, bei der die erwähnten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Stromkreis eine Schaltuhr angeordnet ist, die ein Schließen des Stromkreises zum Beheizen des Warmwasserbehälters nur während vorwählbarer Einschaltzeiten zuläßt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß für das Betreiben der Raumheizung keine Mischregelung erforderlich ist. Außerdem werden die Wärmeverluste über den Schornstein auf die vorgegebenen Aufwärmperioden beschränkt. Durch die richtige Wahl der Schaltzeitpunkte wird die Raumheizung nicht negativ beeinflußt. So kann z.B. zur Nachtzeit die Temperatur der Raumheizung gesenkt werden.

509847/0384

10 945 - 3 - 2.5.1975

Die Beschränkung der zur Verfügung stehenden Warmwassermenge kann dadurch vermieden werden, daß das Volumen des Warmwasserbehälters richtig gewählt wird, ferner durch ein mehrmaliges Aufheizen des Warmwasserbehälters pro Tag und schließlich durch ein Überwachen des Minimalvorrats an Warmwasser.

Es hat sich deshalb als zweckmäßig erwiesen, daß in dem Warmwasserbehälter auf etwa halber Höhe ein Minimalthermastat vorgesehen ist, der im Stromkreis angeordnet ist und diesen schließt, wenn das Kaltwasserniveau die vorgegebene Minimalhöhe erreicht hat. Eine solche Anordnung hat zur Folge, daß eine zusätzliche Erwärmungsperiode für den Warmwasserkessel eingeschaltet wird, wenn beispielsweise infolge unkalkulierten Extraverbrauchs Warmwassermangel droht. Durch den Minimalthermostaten wird der Warmwasserbehälter unabhängig von den durch die Schaltuhr vorgegebenen Einschaltzeiten wieder auf die gewünschte Temperatur gebracht.

Schließlich schlägt die Erfindung noch vor, daß die Wärmekapazität des Warmwasserbehälters einen Wert aufweist, der größer ist als die Wärmemenge, die der Heizkessel während der kürzesten Einschaltdauer der Schaltuhr an das Heizungswasser abgeben kann. Hierdurch wird von dem Thermostaten des Warmwasserbehälters der Heizungswasserzulauf zum Warmwasserbehälter gestoppt, bevor die Einschaltdauer der Schaltuhr zu Ende ist. Es ist dabei sichergestellt, daß die Temperatur des Heizungsvorlaufs stets auf einem ausreichend hohen Wert gehalten wird und nicht zu Lasten der Warmwasseraufbereitung absinkt.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Raumheizungs- und Warmwasserversorgungseinrichtung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

509847/038^

10 945 - 4 - 2.5.1975

Fig. 1 die Vorrichtung beim Raumheizungsbetrieb,

Fig. 2 dieVorrichtung bei Beheizung des Warmwasserbehälters,

Fig. 3 die Vorrichtung während der Brenner des Heizungskessels ausgeschaltet ist,

Fig. 4 das Schaltschema der Vorrichtung bei dem in Figur 1 angedeuteten Zustand.

Die Vorrichtung besteht aus einem Heizkessel 1 mit einem oder mehreren Brennern 2 und Anschlüssen 3 und 4 für einen Heizungskreislauf. In der Vorlaufleitung hinter dem Anschluß 3 sitzt ein Mehrwegeventil 12, welches den Heizungswasservorlauf entweder zum Konvektor 6 bzw. anderen, nicht dargestellten Konvektoren schaltet oder zur Zuleitung 7,welche zu einem als Wärmetauscher ausgebildeten Warmwasserbehälter 8 führt. Der Warmwasserbehälter 8 besitzt auf der Kaltwasserseite in üblicher Weise eine Kaltwasserzulaufleitung 9 und eine Warmwasserablaufleitung 1O. Die Warmwasserablaufleitung 10 führt zu nicht dargestellten Warmwasserzapfstellen. In der Heizungsrücklaufleitung ist vor dem Anschluß 4 eine Umlaufpumpe 10 vorgesehen. Innerhalb des Warmwasserbehälters 8 befindet sich ein Regelthermostat 13, welcher in der Aufheizperiode die Brenner 2 steuert. In der Anlage ist ferner ein Gasventil und ein Raumthermostat 15 vorgesehen. In der Ableitung vom Warmwasserbehälter 8 ist ein Strömungsschalter 16 angeordnet, in dem Schaltbild gemäß Figur 4 sind die Bauteile 11 bis 16 ebenfalls ersichtlich. Eine Schaltuhr 17 kann sowohl ein Relais 18 als auch das Mehrwegeventil 12 bedienen. Der im Warmwasserbehälter 8 auf etwa halber Höhe vorgesehene Minimalthermostat 19 liegt ebenfalls im Stromkreis und unterbricht bei einer bestimmten vorgegebenen Temperatur, z.B. 55°C,den Stromkreis. In Figur 4 sind außerdem noch die üblicherweise vorhandenen Bauteile angedeutet, nämlich ein Regelthermostat 20 und ein Maximalthermostat 21 des

509847/0384

10 945 - 5 - ■ 2.5.1975

Heizkessels 1. Es ist auch der herkömmliche Transformator 22 eingezeichnet.

In Figur 1, welche den Zustand der Anlage bei Raumheizungsbetrieb zeigt, sind Pfeile eingezeichnet, die den von der Pumpe 11 ausgehenden Strom des Zentralheizungswassers symbolisieren. Der Raumthermostat 15 steuert das Gasventil 14 derart,, daß dieses je nach Bedarf geöffnet oder geschlossen ist.

Figur 2 zeigt den Zustand der Anlage, in dem die Schaltuhr 17 das Dreiwegeventil 12 so umgeschaltet hat, daß der Heizungswasservorlauf zum Warmwasserbehälter 8 strömt. Die eingezeichneten Pfeile symbolisieren auch bei dieser Figur den Heizungswasserumlauf. In dem in Figur 2 dargestellten Zustand ist die Warmwassertemperatur im Warmwasserbehälter 8 im Bereich des Thermostaten 13 niedriger als diejenige Temperatur (meist ca. 70°),bei der dieser Thermostat den Stromkreis unterbricht. Unter diesen Bedingungen bleibt die Umlaufpumpe 11 in Betrieb und der Strömungsschalter 16 betätigt nun das Gasventil 14.

In dem in Figur 3 dargestellten Zustand ist die Temperatur des warmen Wassers am Thermostaten 13 höher als der eingestellte Wert von meistens 70°C. Die Umlaufpumpe 11 steht still und es findet kein Wärmetransport statt.

Aus Figur 4 ist ersichtlich, daß, falls die Schaltuhr 17 einschaltet, das Relais 18 erregt wird. Von diesem Moment an steuert der Thermostat 13 die Heizungsanlage und das Dreiwegeventil 12 führt das aufgeheizte Heizungswasser auf der Heißwasserseite des Warmwasserbehälters 8 entlang (vgl. Fig. 2). Dabei übernimmt der Strömungsschalter 16 die Steuerung des Gasventils 14 von dem Raumthermostaten 15.

Wenn die eingestellte Temperatur von 70 C in dem Warmwasserbehälter 8 erreicht ist, wird der Stromkreis über den Thermostaten 13 unterbrochen und demzufolge wird die gesamte

509847/0384 " ⁶ "

10 945 - 6 - 2.5.1975

Schaltung gemäß Figur 4 spannungslos gemacht. Die Umlaufpumpe 11 stoppt und der Kreislauf bleibt so lange unterbrochen, bis eine Änderung die Schaltuhr 17 veranlaßt wird. Der Thermostat 19 überwacht den Minimumvorrat dadurch, daß er einschaltet, sobald das Kaltwasserniveau seine Höhe erreicht hat. In der Praxis erfolgt die Einschaltung, wenn die Temperatur an dieser Stelle mehr als 20° unter die gewünschte Temperatur von 70° C fällt.

Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, 'daß die Lüftungsverluste in dem Kessel 1 verringert werden. Bei den bekannten Anlagen, welche mit einer Mischregelung arbeiten und bei denen die Temperatur des Kesselwassers das ganze Jahr über auf ca. 80° gehalten vird, können diese Verluste 20% der jährlichen Heizkosten oder sogar noch mehr betragen. Durch das Vorsehen der Schaltuhr erübrigt sich die Mischregelung und die durchschnittliche Wassertemperatur in dem Heizkessel kann derart gesenkt werden, daß die Lüftungsverluste lediglich ein Viertel oder weniger des früher geltenden Wertes betragen.

Auch die Geräuschbelastungen sind geringer als bei den herkömmlichen Systemen. Das Knacken oder Klopfen der Heizungsrohre durch schnelle Temperaturänderungen wird bei der erfindungsgemäßen Lösung weitgehend vermieden. Am Ende einer Auf wärmperiode, wie sie in Figur 2 symbolisiert ist, wird die Temperatur des Kesselwassers etwa 90° C betragen. Das Wasser im Kreislauf 5 ist beträchtlich kühler und eine unmittelbare Zuführung dieses warmen Kesselwassers in den Kreislauf würde bedeutende Temperaturunterschiede und demzufolge Geräuschbelästigungen bewirken. In dem erfindungsgemäßen System gibt es nach jeder Aufwärmperiode des Wärmebehälters 8 eine Ruheperiode. Dies wird dadurch erzielt, daß die Wärmekapazität des befüllten Warmwasserbehälters einen Wert hat, der größer is;t als es der kürzesten wirksamen Periode der Schaltuhr entspricht. Während dieser Ruheperiode steht die Umlaufpumpe 11 still und das warme Kesselwasser wird noch

509847/0384 " ⁷ ~

10 945 - 7 - 2.5.1975

nicht in den Kreislauf 5 eingeführt. Durch die Lüftung des Kessels und Schornstein wird das Kesselwasser zuerst noch einige Zeit gekühlt. Erst danach kommen das Kesselwasser und das Wasser aus dem Kreislauf 5 wieder miteinander in Berührung. Die Temperaturunterschiede sind nun kleiner und werden demzufolge auch geringere Geräuschprobleme mit sich bringen.

- Patentansprüche -

509847/038^

Claims

945 - 8 - 2.5.1975

Patentansprüche

f 1. J Raumheizungs- und Warmwasserversorgungseinrichtung in einem Heizkessel und einem Brenner, mit einem Konvektoren aufweisenden Heizkreislauf und einem über Leitungen mit dem Heizkreislauf verbundenen Warmwasserbehälter, der aus der Wasserleitung gespeist wird und Abgänge für Warmwasser aufweist, wobei ein Umlaufpumpe und ein umschaltbares Mehrwegeventil vorgesehen sind, sowie ein das Warmwasser abfühlender Regelthermostat zur Steuerung des Brenners über einen Stromkreis,dadurch gekenn ζ ei chne t, daß im Stromkreis eine Schaltuhr (17) angeordnet ist, die ein Schließen des Stromkreises zum Beheizen des Warmwasserbehälters (8) nur während vorwählbarer Einschaltzeiten zuläßt.
2. Raumheizungs- und Warmwasserversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Warmwasserbehälter (8) auf etwa halber Höhe ein Fühler eines Minimalthermostaten (19) vorgesehen ist, der im Stromkreis angeordnet ist und diesen schließt, wenn das Kaltwasserniveau die vorgegebene Minimalhöhe erreicht hat.
3. Raumheizungs- und Warmwasserversorgungseinrichtung nach

Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmekapazität des Warmwasserbehälters (8) mit Füllung einen Wert aufweist, der größer ist als diejenige Wärmemenge, die der Heizkessel (1) während der kürzesten Einschaltdauer der Schaltuhr (17) an das Heiζungswasser abgeben kann.

509847/0384

e e r s e i t e