DE2906869A1

DE2906869A1 - Warmwasser-sammelheizungsanlage

Info

Publication number: DE2906869A1
Application number: DE19792906869
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Heitzmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1979-02-22
Publication date: 1980-09-04

Description

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ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Warmwasser-Sammelheizungsanlage Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Anlage nach der Gattung des Hauptanspruehs. Es ist schon eine derartige Anlage bekannt (H. Schrowang: "Einführung in die Heizungs-Regelungstechnik", 3. Auflage 1972, Seite 236), bei welcher die Pumpe in der Kurzschlußleitung angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist das Heizungsnetz hinter den Anschlüssen der Kurzschlußleitung in men-, rere Kreise aufgeteilt, von denen jeder eine eigene Pumpe und eine weitere_a von einem Dreiwege-Mischer gesteuerte Kurzschlußleitung zum Beimischen von Rücklaufwasser zum Vorlaufwasser hat. Bei Anlagen mit nur

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einem Heizkreis bedingt die Anordnung der Pumpe in der Kurzschlußleitung, daß in dem über die Heizkörper führenden Heizkreisteil eine weitere Pumpe vorgesehen werden muß, sofern die Anlage nicht im reinen Schwerkraftbetrieb arbeitet. Die bekannte Anordnung ist auch insofern nachteilig, weil das Ventil entfernt von den Anschlüssen der Kurzschlußleitung an die Vor- bzw. Rücklaufleitung angeschlossen ist und die Signale des" Thermostaten aufwendig über einen motorischen Stellantrieb auf das Ventil übertragen werden.

Bei einer anderen bekannten Ausführung zur Verhinderung der Taupunktkorrosion in Kesseln (DE-AS 12 24 901) ist ein thermostatisches Ventil in der Rücklaufleitung stromauf der Einmündung der Kurzschlußleitung vorgesehen, welches den Durchfluß durch die Heizkörper und den Rücklauf umso stärker drosselt, je kälter das Rücklaufwasser ist und umgekehrt. Mit zunehmender Drosselung des Rücklaufs vor der Einmündung der Kurzschlußleitung wird ein immer größerer Teil der gesamten Umlaufwassermenge zum Durchtritt durch die Kurzschlußleitung gezwungen, wodurch die erwünschte Anhebung der Temperatur des Rücklaufwassers beim Eintritt in den Kessel erreicht; wird. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sie insbesondere bei Anlagen mit vielen Heizkörpern und gegenüber dem Kessel größeren Wasserinhalt sehr träge arbeitet, weil das Ventil den Wasserdurchlauf durch die Heizkörper stark behindert und die ansteigende Rücklauftemperatur am Kessel dem Thermostaten des^ Ventils mit erheblicher Verzögerung mitgeteilt wird. Bei Kesseln größerer Leistung kann es zur Überhitzung durch Nachheizen kommen und außerdem ist

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bei geöffnetem Ventil im Betrieb der Anlage die Kurzschlußleitung ständig offen, was eine sorgfältige Abstimmung der Widerstände aller Leitungsabschnitte bedingt.

Bei Sammelheizungsanlagen mit einer Heiztherme als Heizquelle ist es bekannt (DE-OS 15 79 926), die Einmündung der Kurzschlußleitung in die Rücklaufleitung durch ein thermostatisches Dreiwege-Ventil zu überwachen und dessen Wärmefühler zwischen Ventil und Kessel in die Rücklaufleitung zu legen. Bei Anlagen mit einem Kessel hat die völlige Absperrung des über die Heizkörper führenden Heizkreisteils im Kurzschlußbetrieb selbst dann den Nachteil, daß der Kessel überhitzt werden kann, wenn der Wärmefühler des Thermostaten stromab der Einmündung der Kurzschlußleitung in die Rücklaufleitung eingesetzt ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei Einkreisanlagen eine weitere Pumpe im Heizkreis entfallen kann, weil die einzige Pumpe das Heizwasser bei entsprechender Stellung des eine. Beimischfunktion ausübenden Ventils in der Kurzschlußleitung sowohl durch die Kurzschlußleitung als auch durch den über die Heizkörper führenden Heiznetzteil fördert. Durch die Beaufschlagung des Wärmefühlers des Thermostaten mit dem Mischwasser aus der Kurzschlußleitung und der Rücklaufleitung spricht das Ventil rasch an, so daß rechtzeitig der Wasserdurchfluß durch die Heizkörper erhöht und außerdem die Gefahr einer überhitzung

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des Kessels durch Nachheizung vermieden wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptpatent angegebenen Anordnung möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das die Kurzschlußleitung überwachende Ventil unmittelbar an deren Einmündung in die Rücklaufleitung angeordnet und mit dem Thermostaten baulich vereinigt ist. Das Arbeitselement des Thermostaten ist in diesem Fall direkt mit dem Ventilverschlußkörper verbunden und vom Mischwasser hinter der Einmündung der Kurzschlußlextung umspült. Ein solches Ventil kann gebildet sein aus einem bereits vorhandenen thermostatischen Dreiwege-Ventil, das mit wenigen baulichen Veränderungen in ein Beimischventil mit der in der erfindungsgemäßen Anordnung erwünschten Punktion umgewandelt werden kann.

In die Kurzschlußlextung kann vorteilhaft eine einstellbare Drossel eingebaut sein, mit welcher die maximale Durchflußmenge durch die Kurzschlußlextung begrenzbar ist. Die Drossel kann im Ventil integriert sein.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist besonders vorteilhaft anwendbar in Anlagen von einer Leistungsgröße, für die bevorzugt Kessel mit atmosphärischem Brenner eingesetzt werden, bei denen aufgrund ihrer technischen Voraussetzungen eine Mischerregelung ausscheidet.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich-

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nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 in schematischer Darstellung die gesamte Heizungsanlage und Figur 2 einen Längsschnitt durch das Ventil. In Figur 3 ist ein herkömmliches thermostatisches Dreiwege-Ventil im Längsschnitt dargestellt und Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf ein Einzelteil des Ventils nach Figur 3· In den Figuren 5 bis 7 sind verschiedene Steuerungsmöglichkeiten einer Heizungsanlage mit der erfindungsgemäßen Anordnung eines Beimischventils dargestellt.

Beschreibung der Erfindung

Die Heizungsanlage hat einen Kessel 10 mit einem atmosphärischen Brenner, von dem eine Vorlaufleitung 11 über eine Pumpe 12 zu Heizkörpern 13, l4 führt, die über eine Rücklaufleitung 15 mit einem ersten Eingangsstutzen 16 (Figur 2) eines thermostatischen Beimischventils 17 verbunden sind, von dessen Ausgangsstutzen 18 ein zweiter Abschnitt 20 der Rücklaufleitung zurück zum Kessel 10 führt. Das Beimischventil 17 hat einen zweiten Eingangsstutzen 22, an den eine Kurzschlußleitung 24 angeschlossen ist, die hinter der Pumpe 12 von der Vorlaufleitung 11 abgezweigt ist und eine einstellbare Drossel 25. enthält.

Im Beimisehventil 17 ist ein Ventilsitz 30 gebildet, der die Mündung der Kurzschlußleitung 24 umgibt und von einem Verschlußkörper 32 überwacht ist, welcher über einen Stößel 33 mit dem Arbeitskolben eines thermostatischen Arbeitselementes 34 verbunden ist. Dieses ist in einer Zwischenwand 35 i^m Gehäuse des Beimischventiles 17 befestigt, welche mit Durchbrüchen 36 ver-

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sehen ist, durch welche das zulaufende Heizungswasser in den Abflußstutzen 18 gelangt.

Das Beimischventil 17 ist so ausgelegt, daß es geschlossen ist, wenn die Temperatur des das Arbeitselement 34 umspülenden Wassers etwa 55 C beträgt. Das Beimischventil 17 öffnet, wenn die Temperatur des Wasser unter diesen Wert sinkt. Bei Inbetriebnahme der Anlage ist das Ventil wie dargestellt offen, so daß das über die Pumpe 12 in Umlauf gesetzte Wasser zum größeren Teil über die Kurzschlußleitung 24 und das geöffnete Beimischventil zurück zum Kessel 10 gelangt. Wegen des größeren Widerstandes in dem von der Kurzschlußleitung 24 überbrückten Heiznetzteils gelangt trotz der ständig offenen Rücklaufverbindung im Beimischventil 17 nur ein geringerer Teil des Umlaufwassers durch die Heizkörper, so daß sich die Temperatur des Rücklaufwassers in der Leitung 20 rasch erhöht und der für die Taupunktkorrosion des Kessels gefährliche untere Temperaturbereich rasch durchfahren wird. Mit zunehmendem Anstieg der sich im Beimischventil 17 bildenden Mischtemperatur des Wassers schiebt das Arbeitselement 34 den Verschlußkörper 32 näher an den Ventilsitz 30 heran, so daß der Wasserdurchfluß durch die Kurzschlußleitung 24 zunehmend gedrosselt und diese schließlich ganz geschlossen wird. Von diesem Betriebspunkt ab gelangt das ganze von der Pumpe 12 geförderte Umlaufwasser durch die Heizkörper 13 und 14, wo seine Wärme an den zu beheizenden Raum abgegeben wird. Über die Drossel 25 in der Kurzschlußleitung 24 kann die bei voll geöffnetem Beimischventil 17 maximal über die Kurzschlußleitung fließende Wassermenge eingestellt werden.

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Das in Figur 2 schematisch dargestellte Beimischventil 17 kann gemäß Figur 3 und 4 aus einem handelsüblichen Ventil durch leichte bauliche Veränderungen gebildet werden. Dieses Ventil hat ein aus zwei topfförmigen Teilen 40 und 42 gebildetes Gehäuse, zwischen denen eine Ringscheibe 43 aus Blech dicht eingespannt ist. An dieser sind zwei U-förmige Bügel 44 und 45 befestigt, von denen der erste den Kolben 46 des Arbeitselementes 34 trägt und der zweite zur Abstützung einer Feder 47 ' dient. Diese greift an einem Kopf 48 an, welcher mit dem Zylinder des Arbeitselementes 34 verbunden ist. In diesem Zylinder ist ein mit wärmeempfindlichem Ausdehnungsmedium gefüllter Raum gebildet, der von der oberen Stirnseite des Kolbens 46 begrenzt ist. Die Feder 47 drückt den Zylinder des Arbeitselmentes J>k so weit nach unten, bis der Raum zwischen Zylinder und Kolben das bei der jeweiligen Temperatur des Mischwassers im Beimischventil 17 vorhandene Volumen des Ausdehnungsmediums einnimmt. Am Arbeitselement 3¹* ist ein Bund 50 befestigt, an welchem sich eine Feder 51 für das Schließglied des Beimischventiles 17 abstützt, dem ein Ventilsitz 53 zugeordnet ist. Am Arbeitselement 34 ist ein zweiter Bund 54 befestigt, an welchem das Schließglied im Offenstellungsbereich des Ventils anliegt.

Die Ringscheibe 43 hat bei der bisher verwendeten Normalausführung des Ventils eine durch die strichpunktierte Linie angedeutete Bohrung 55 _s deren Rand einen Ventilsitz für den Kopf 48 des Arbeitselementes 34 bildet. Beim Absinken der Temperatur der das Ärbeitselement umgebenden Flüssigkeit auf einen vorbestimmten Wert legt die Feder 47 den Kopf 48 auf den Rand der Bohrung 55 auf, wonach der Durchgang durch das Ventil zum Stutzen

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unterbrochen ist. Bei Erwärmung des Arbeitselementes schiebt das sich ausdehnende Arbeitsmedium bei feststehendem Kolben 46 den Zylinder samt Kopf 48 des Arbeitselementes 34 nach oben, wobei der wirksame Durchgangsquerschnitt des Ventils 52, 53 verkleinert wird. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Ventils ist die Ringscheibe 43 im zentralen Bereich durch eine wesentlich größere öffnung 56 ausgespart, wodurch der Ventilsitz für den Kopf 48 des Arbeitselementes 34 entfällt. Durch die öffnung 56, die funktionsmäßig den Bohrungen 36 in Figur 2 entspricht, gelangt das über die Stutzen 16 und 22 zufließende Heizungswasser zum Stutzen 18, von wo es zurück zum Kessel fließt. In der der weitesten Öffnung des Ventils 52, 53 entsprechenden Endstellung des Arbeitselementes 34 wird die Kraft der Feder 48 über das Arbeitsmedium im Arbeitselement und den Kolben 46 auf dem Bügel 44 und von diesem über die Ringscheibe auf das Gehäuse 40, 42 des Ventils übertragen.

Die Regelung der Anlage selbst kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, nach Figur 5 kann zur Regelung ein Raumthermostat 60 vorgesehen sein, der lediglich die Pumpe 12 beeinflußt. Zur überwachung der Kesseltemperatur ist in diesem Fall ein Temperaturregler 6l vorgesehen, der durch Steuerung des atmosphärischen Brenners 62 die Temperatur des Kesselwassers auf etwa 90° C hält. Gemäß Figur 6 kann die Regelung nach Figur 5 auch witterungsgeführt sein, wobei dem Kessel 10 ein Regelgerät 64 zugeordnet ist, welches die Leistung des atmosphärischen Brenners 62 nach Maßgabe eines Außentemperatürfühlers 65, eines Vorlauffühlers 66 im Kessel 10 und von Temperaturwächtern 67 und 68 steuert.

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Bei einer witterungsgeführten Regelung mit thermostatischen Heizkörperventilen 70 nach Figur 7 ist der Vorlauffühler 66 an der Vorlaufleitung zwischen Pumpe 12 und Thermostatventilen 70 angebracht, die Anlage im übrigen gleich wie jene nach Figur 6 aufgebaut.

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ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Warmwasser-Sammelheizungsanlage Zusammenfassung

Es wird eine Warmwasser-Sammelheizungsanlage vorgeschlagen, bei der mit einfachen Mitteln eine Taupunktkorrosion des Kessels vermieden ist. Zu diesem Zweck ist eine die Heizkörper überbrückende Kurzschlußleitung (24) von der Vorlaufleitung (11) zur Rücklaufleitung (15) geführt, die von einem thermostatisch gesteuerten Ventil (17) überwacht ist, dessen Wärmefühler stromab der Einmündung der Kurzschlußleitung in die Rücklaufleitung liegt, über die Kurschlußleitung wird beim Anfahren der Anlage so lange warmes Vorlaufwasser dem kalten Rücklaufwasser beigemischt und dessen Temperatur am Eingang des Kessels angehoben, bis die Mischtemperatur einen vorgegebenen Wert von z.B. ca. 55° C erreicht. Die Pumpe für das umlaufende Heizungswasser ist zwischen Heizkessel und der Anschlußstelle der Kurzschlußleitung in der Vor- oder Rücklaufleitung angeordnet, so daß eine eigene Pumpe für die Beimischung des Vorlaufwassers entfällt. Das Ventil ist vorzugsweise an der Einmündung der Kurzschlußleitung in die Rücklaufleitung vorgesehen und mit dem Thermostaten baulich vereinigt.

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Claims

κ. 53 15 5.2.1979 Ki/KÖ ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Ansprüche

1.1 Warmwasser-Sammelheizungsanlage, mit einem Heizkessei, einer vom Kessel zu Heizkörpern führenden Vorlaufleitung, einer von den Heizkörpern zum Kessel führenden Rücklaufleitung, einer Umwälzpumpe in der Vorlauf- oder Rücklaufleitung, und einer die Vorlaufleitung mit der . Rücklaufleitung zwischen Kessel und Heizkörpern verbindenden KurζSchlußleitung, die von einem Ventil überwacht ist, welches von einem von der Temperatur des Rücklaufwassers beaufschlagten Thermostaten derart gesteuert ist, daß zur Vermeidung von Taupunktkorrosion im Kessel ein Teil des Vorlaufwassers unter Umgehung der Heizkörper dem Rücklaufwasser beigemischt wird, bis die Temperatur des Rücklaufwassers einen vorgegebenen Wert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußleitung (24) stroihäb der in der Vorlaufleitung (11) liegenden Pumpe (12) bzw. stromauf der in der Rücklaufleitung (20) liegenden Pumpe (12) an die Vorlaufleitung (11) bzw. Rücklaufleitung (20) angeschlossen und der Wärmefühler des Thermostaten strom-

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ab der Einmündung der Kurzschlußleitung (24) in die Rücklaufleitung im Rücklauf-Mischwasser angeordnet ist.

2. Anlage nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß in die Kurzschlußleitung (24) außer dem Ventil (17) eine Drossel (25) eingebaut ist.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kurzschlußleitung (24) überwachende Ventil (17) unmittelbar an deren Einmündung in die Rücklaufleitung (15) angeordnet und mit dem Thermostaten baulich vereinigt ist, dessen Arbeitselement (34) direkt mit dem Ventilverschlußkörper (32 bzw. 52) verbunden und vom Mischwasser hinter der Einmündung der Kurzschlußleitung (24) umspült ist.

4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kessel (10) einen atmosphärischen Brenner hat.

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