DE2933606C2

DE2933606C2 - Heißwasserbereiter

Info

Publication number: DE2933606C2
Application number: DE2933606A
Authority: DE
Inventors: Claude St. Lattier Morin
Original assignee: Pechiney Ugine Kuhlmann SA
Current assignee: Pechiney Ugine Kuhlmann SA
Priority date: 1978-08-21
Filing date: 1979-08-20
Publication date: 1982-09-02
Also published as: GR65267B; FR2391433A2; IT7925112A0; IT1212369B; PT70090A; ES483489A2; US4345583A; DE2933606A1; FR2391433B2

Description

Die Anmeldung betrifft einen Heißwasserbereiter gemäß dem Oberbegriff des Hatentanspruchs 1.

In der FR-OS 23 32 505 wird ein Verfahren zur Heißwasserbereitung beschrieben, bei dem das Wasser in zwei Behältern erhitzt wird; der eine Behälter wird mit Sonnenenergie beheizt und für den anderen Behälter steht eine andere Energiequelle in Form einer Elektro-Speicherheizung zur Verfügung; das Verfahren ermöglicht dank wichtiger Verbesserungen eine bessere Ausnutzung der Sonnenenergie und damit eine Verringerung des Verbrauches an anderen Energiearten.

Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß dieses Verfahren gewisse Nachteile aufweist, die vor allem in der Anwendung einer nicht mit Sonnenenergie betriebenen Speicher-Zusatzheizung liegen, die eine relativ geringe momentane Leistung bietet.

Wird für die Zusatzheizung elektrische Energie verwendet, so ist dies während der Hauptabnahmezeiten teuer. Der Stromverbrauch zu verbilligtem Tarif in den Zeiten geringen Bedarfes, d. h. während der Nacht, ist natürlich möglich, aber dann ist die Zusatzheizung nicht mehr auf die Beheizung mittels Sonnenenergie abgestimmt und ist daher nicht mehr so wirksam. Man stellt dann am Abend, wenn die Sonneneinstrahlung gering gewesen ist, fest, daß kein ausreichend warmes Wasser mehr verfügbar ist, da keine Zusatzernergie bzw. Zusatzheizung mehr zur Verfügung steht.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, hatte man bereits die Idee, die mit Sonnenenergie betriebene Speicherheizung mit einer Zusatzheizung in der Art der Durchlauferhitzer, die für eine derartige Anwendung das anpassungsfähigste und wirtschaftlichste Mittel darstellt, zu kombinieren. Bei den ersten Versuchen traten ernsthafte Schwierigkeiten auf, weil ein Durchlauferhitzer so konstruiert ist, daß er kaltes Wasser erhitzt und nicht bereits warmes Wasser weiter aufwärmt. Durchlauferhitzer werden automatisch in Betrieb gesetzt, wenn Wasser durch die Heizschlangen läuft, unabhängig von der Eintrittstemperatur des ·. Wassers. Man suchte daher Möglichkeiten der Inbetriebsetzung derartiger Apparate — ohne irgendeine Modifizierung — nur dann, wenn die Temperatur des Wassers aus dem mit Sonnenenergie beheizten Wasserbehälter zu niedrig ist.

in Aufgabe der Erfindung ist nun ein Heißwasserbereiter, der die Entnahme von Brauchwasser gewünschter Temperatur zu jeder beliebigen Zeit gestattet, wobei durch eine entsprechende Schaltung das Brauchwasser entweder nur aus einer mit Sonnenenergie betriebenen ι ι Speicherheizung stammt, oder bei zu niedriger Wassertemperatur, zusätzlich oder ggf. ausschließlich aus einer wirtschaftlich arbeitenden Zusatzheizung, die nur bedarfsweise zur Heißwasserbereitung einschaltet
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

2" Patentanspruch 1 beschriebenen Merkmale des Heißwasserbereiters gelöst.

Bei dem Gas-Durchlauferhitzer — wie er bei dem erfindungsgemäßen Heißwasserbereiter angewandt wird — hat man durch die entsprechende Schaltung

-'"> über die Mischbatterie die Möglichkeit, die Zündung des Gases für den Durchlauferhitzer jedes Mal, wenn der Hahn geöffnet und Wasser entnommen wird, zu verhindern. Dies ist von besonderer Bedeutung in den seh" häufigen Fällen, wo man Brauchwasser mit einer to Temperatur benötigt, die alleine durch die Sonnenheizung erreicht werden kann. Auf dem Sanitärgebiet wird Warmwasser in kleineren Mengen aber dafür sehr häufig benötigt. Wird nicht verhindert, daß bei jeder Wasserentnahme die Zusatzheizung betätigt wird, da r> das aus dem Leitungssystem kommende Frischwasser kalt ist, kommt es zu einer großen Gasverschwendung. so daß eine solche Anlage vom wirtschaftlichen Standpunkt uninteressant wäre.

Wie oben bereits darauf hingewiesen, ist bei dem

w erfindungsgemäßen Heißwasserbereiter zwischen den beiden Beheizungssystemen eine solche Schaltung vorzusehen, daß er in wirtschaftlicher Weise arbeitet und der Durchlauferhitzer nur dann betätigt wird, wenn die Sonnenheizung nicht ausreicht.

4) Über die Mischbatterie kann solange ausschließlich mit Sonnenenergie beheiztes Wasser entnommen werden, als dessen Temperatur zumindest gleich der eingestellten Temperatur (Regeltemperatur) der Mischbatterie ist. Liegt hingegen die Regeltemperatur der Mischbatterie über der Temperatur des mit Sonnenenergie beheizten Wassers, so entnimmt die Mischbatterie auch Wasser aus dem Durchlauferhitzer und setzt damit diesen in Betrieb, so daß die sofortige Erhitzung des Wassers einsetzt; automatisch wird dann durch die zugemischte Menge an Heißwasser die gewünschte Wassertemperatur erreicht.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung näher erläutert.

In dieser zeigen die vier Figuren schematisch Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Heißwasserbereiters.

Dem Warmwasserbehälter 1 (F i g. 1) wird am Boden durch die Frischwasserleitung 2 kaltes Wasser zugeführt, für dessen Erwärmung ein Wärmeaustauscher 3 sorgt, dessen Wärmeträger in den (nicht gezeigten) Sonnenkollektoren erwärmt wird. Über die Leitung 4 wird aus dem oberen Teil des Behälters 1 Warmwasser abgezogen und in die Mischbatterie 5 geführt. In diese

Mischbatterie mündet auch die Heißwasserleitung 6 aus dem Gas-Durchlauferhitzer 7. Der Durchlauferhitzer erhält kaltes Wasser über die Leitung 8; die Kaltwasserströmung betätigt wie üblich eine Zündeinrichtung tür den Gasbrenner. Aus der Mischbatterie wird Wasser der gewünschten Temperatur über die Leitung 9 entnommen.

Die Praxis hat gezeigt, daß eine solche Anlage vollkommen zufriedenstellend arbeitet, sobald sich das thermische Gleichgewicht eingestellt hat, d. h. lobald sich die Temperatur der Mischbatterie und insbesondere die Temperatur des Thermofühlers stabilisiert hat. Es gibt daher eine von der Länge der Leitungen abhängige Obergangsperiode, während welcher die Wassertemperatur in der Mischbatterie praktisch stets unterhalb der eingestellten Temperatur (Regeltemperatur) liegt. Während dieser Zeit läuft Wasser durch die Leitung 6 und damit ist der Durchlauferhitzer in Betrieb. Dies findet sogar dann statt, wenn die Wassertemperatur im Behälter 1 gleich oder höher ist als die Regeltemperatur. In diesem Falle wird nach einer gewissen Betriebszeit durch den Temperaturanstieg in der Mischbatterie allmählich der Wasserzulauf über die Leitung 6 gedrosselt und gestoppt und damit der Durchlauferhitzer wieder abgeschaltet.

Ein derartiger — in Wirklichkeit unnötiger — Betrieb während kurzer aber häufiger Zeit kann relativ teuer sein. Es wurde deshalb nach Verbesserungsmöglichkeiten hierfür gesucht und zwei Verbesserungen entwikkelt, die in den F i g. 2 und 3 gezeigt sind.

Die Verbesserung nach F i g. 2 besteht darin, daß die Mischbatterie oder zumindest deren Thermofühler auf eine Temperatur eingestellt wird, die der Temperatur im Warmwasserbereiter bzw. -speicher möglichst nahe kommt. Die¹, kann erreicht werden, indem die Mischbatterie mit dem Speicher thermisch gekoppelt ist, beispielsweise sich im Innern des Behälters oder Speichers befindet, in Berührung mit Warmwasser im Speicher steht oder sich an der Außenwand des Speichers befindet und wie dieser wärmeisoliert ist. Nach F i g. 2 ist die Mischbatterie 10 an der Wand 11 des mit Sonnenenergie beheizten Speichers 12 angeordnet und die wärmeisolierende Schicht 13 bedeckt sowohl den Speicher wie auch die Mischbatterie 10. Diese Mischbatterie steht über der öffnung 14' unmittelbar mit dem Speicher in Verbindung und ist mit dem Durchlauferhitzer 15 über die Heißwasserleitung 16 verbunden. Das Wasser der gewünschten Temperatur wird aus der Entnahmeleitung 17 abgezogen.

Unter diesen Bedingungen befindet sich die Mischbatterie bereits in Regelstellung, bevor die Entnahmeleitung 17 geöffnet wird. Wenn die Wassertemperatur im Speicher die Regeltemperatur erreicht oder überschreitet, wird die Leitung 16 vom Durchlauferhitzer 15 nicht geöffnet, bis die Wassertemperatur ^m Speicher wieder unter die Regeltemperatur abgesunken ist.

Liegt hingegen die Wassertemperatur im Speicher unter der Regeltemperatur, so öffnet die Mischbatterie die Heißwasserleitung 16 aus dem Durchlauferhitzer. Wird nun über die Leitung 17 Wasser entnommen, ist die Heizung im Durchlauferhitzer solange in Betrieb, als dieses Heißwasser eine höhere Temperatur als das Wasser aus dem Speicher hat, womit wieder die Mischbatterie für die Entnahme von Wasser der gewünschten, d. h. eingeregelten. Temperatur sorgt.

Läßt sich die Mischbatterie nicht so anordnen, daß ihr Thermofühler auf die gleiche oder eine sehr ähnliche Temperatur wie die Wassertemperatur im Speicher gebracht wird, solang kein Wasser entnommen wird, eignet sich eine Anlage, wie sie in F i g. 3 gezeigt ist.

In den mit Sonnenenergie beheizten Warmwasserspeicher 18 wird ein Thermofühler 19 eingebaut, allgemein m der Nähe des Austritts der Warmwasserleitung 20, der in bekannter Weise das öffnen und Schließen des Ventils 22 in der Heißwasserleitung 23 vom Durchlauferhitzer 24 zur Mischbatterie 21 steuert. Das Ventil 22 öffnet oder schließt sich je nachdem, ob die Temperatur im mit Sonnenenergie beheizten Speicher unter oder über der Regeltemperatur der Mischbatterie liegt, welche der angestrebten Entnahmetemperatur tu entspricht. Wird somit t_s £ t„ (t_s Temperatur im Speicher) bleibt das Ventil 22 geschlossen. Wenn dann die Entnahmeleitung 25 geöffnet wird, fließt durch die Mischbatterie kein Wasser aus dem Durchlauferhitzer und infolgedessen springt in diesem die Heizung nicht an. Es fließt dann ausschließlich Wasser aus dem Speicher 18 und die Temperatur in der Entnahmeleitung erreicht allmählich die Wassertemperatur des Speichers ohne Zusatz von Heißwasser aus dem Durchlauferhitzer. Ist ti < f,„ öffnet sich das Ventil 22 und beim Aufdrehen des Entnahmehahns wird zusätzlich Wasser aus dem nun arbeitenden Durchlauferhitzer der Mischbatterie zugeführt. 1st jedoch t_s > t_u, so wird entsprechend Kaltwasser zugeführt. Dies wird mit Hilfe einer zweiten Mischbatterie 26 (Fig.4) erreicht, die Warmwasser aus der ersten Mischbatterie 21 über Leitung 25' und Kaltwasser aus der Leitung 27 erhält.

Es kann jede Art von Durchlauferhitzer angewendet werden, der mit Hilfe des durchfließenden Wassers betätigbar ist. Dieses Betätigen kann ein Zünden von Gas mit einer Zündflamme, Glühzündung, Zündkerze und dergleichen sein. Der Durchlauferhitzer kann auch mit einer weiteren Einrichtung versehen sein, die die Stärke der Beheizung auf die Durchflußmenge einstellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Heißwasserbereiter, bestehend aus einem mit Sonnenenergie betriebenen Wasserspeicher und einer mit einer anderen Energiequelle betriebenen Zusatzheizung sowie einer über einen Thermofühler regelbaren Mischbatterie, die mit dem Sonnenenergie-Wasserspeicher und der Zusatzheizung verbur.-den ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizung als ein Gas-Durchlauferhitzer (7, 15, 24) ausgebildet ist und in Abhängigkeit von der Regeltemperatur des Warmwassers gesteuert ist.

2. Heißwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischbatterie mit dem Wasserspeicher (1,12,18) thermisch gekoppelt ist

3. Heißwasserbereiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischbatterie in oder an dem Wasserspeicher (12,18) in dessen Wärmeisolierung (13) angeordnet ist und der Thermofühler (14, IS) in den Wasserspeicher reicht.

4. Heißwasserbereiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermofühler (19) mit einem Ventil (22) in der Rohrleitung (23) zwischen dem Durchlauferhitzer (24) und der Mischbatterie (21) gekoppelt ist

5. Heißwasserbereiter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischbatterie (21) eine zweite Mischbatterie (26) nachgeschaltet ist, die eine Kaltwasser-Zuleitung aufweist.