DE29801084U1

DE29801084U1 - Heizungssystem bzw. eine Heizungsanlage mit einem oder mehreren Wärmeerzeugern

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Publication number: DE29801084U1
Application number: DE29801084U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 1999-10-14
Anticipated expiration: 2008-02-18

Description

Heizungsanlage

Die Erfindung betrifft ein Heizungssystem bzw. eine Heizungsanlage mit einem oder mehreren Wärmeerzeugern, z.B. Brennwertgeräte, Heizkessel, Therme usw., mittels dem Wärme für einen oder mehrere Heizkreise, sowie einen oder mehrere Brauchwasserspeicher über einen oder mehrere Warmwasserspeicher (Pufferspeicher), der/die vom Wärmeerzeuger erwärmt wird und der vom Heizwasser durch ein wärmeübertragendes Material (wenn erforderlich) getrennt ist, ansonsten kann auch ein oder mehrere Warmwasserspeicher ohne wärmeübertragende Tauscherfläche verwendet werden.

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, den Heiz- und Warmwasser-Energieverbrauch einer eingangs beschriebenen Heizungsanlage - bei gleichbleibendem oder besseren Heizungskomfort - zu senken, die Zahl der Taktungen deutlich zu verringern, den Stromverbrauch der Heizungsanlage zu senken und die Wartung einfacher zu gestalten. Außerdem soll mit dieser Heizungsanlage eine drastische Reduzierung der Schadstoffausstöße erreicht werden. Ferner soll die Erfindung dies Ziel erreichen, ohne die Nachteile, die dem Stand der Technik bei Heizungsanlagen anhaften, mit übernommen werden. Dabei sollten die Maßnahmen zur Umsetzung der Erfindung so einfach gestaltet sein, daß jeder Heizungsmonteur mit seinem Berufswissen so eine Neu- Nach- bzw. Umrüstung vornehmen kann.

Beschreibung

Solche Heizungsanlagen bzw. Heizungssysteme sind im häuslichen Bereich seit langem bekannt, wobei der Heizkreis Vor- und Rücklaufleitungen sowie alle Arten von (Raum-)Heizkörpern umfaßt umfaßt und der Warmwasserspeicher regelmäßig zur Brauchwassererwärmung für Badewanne, Dusche, Warmwasser und Warmwasserspeicher voneinander getrennt und die Erwärmung von Brauchwasser im Wasserspeicher erfolgt vorrangig vor der Erwärmung des Heizkreises. Der Heizkreis wird also erst dann mit Wärme versorgt, wenn das Brauchwasser die gewünschte Temperatur erreicht hat.

Ist ein entsprechend hohes Temperaturniveau im Warmwasserspeicher, welcher z.B. über eine Brauchwassermenge von etwa 100 Litern aufwärts verfügt, erreicht, wird die Warmwassererwärmung unterbrochen und die Wärmeversorgung des Heizkreises kann beginnen.

Der Wärmeerzeuger ist üblicherweise ein Gas- oder Öl-Heiz-Kessel, eine Therme oder ein Brennwertgerät mit einem eigenen, kleinen Speicher. Ein solcher Wärmeerzeuger verfügt über einen Brenner, dem Brennstoff zugeführt wird und der über einen Kessel bzw. Speicher mit einem, je nach Typ, Wasservolumen von etwa 20 bis 50 Liter verfügt. Zur Erwärmung des Heizkreises wird zunächst das Wasservolumen des Kessels des Wärmeerzeugers erwärmt, und sobald dieses Wasser die gewünschte Temperatur erreicht hat, wird die Wärmeerzeugung gestoppt, d.h. bei einem Gas- bzw. Ölbrenner Abschaltung des Brenners. Anschließend wird wiederkehrend das im Kessel erwärmte Wasser in den Heizkreis gepumpt, der über den Heizungsvorlauf abgekühltes Wasser aus dem Heizkreis wieder an den Kessel abgibt. Es herrscht aufgrund geschlossener Thermostatventile der Heizkörper jedoch selten ein gewünschter Umlauf des Wassers.

Aufgrund des relativ kleinen Kesselwasserinhaltes und des damit verbundenen geringeren Wärmespeichervermögens, verglichen mit dem Wasseraufnahmevolumen bzw. Wärmebedarf des Heizkreises kühlt das Wasser im Kesselspeicher sehr schnell ab und eine neue Wärmeerzeugungs/Brennphase muß gestartet werden. Das Anfahren bzw. Ausschalten des Wärmeerzeugers wird üblicherweise als Taktung bezeichnet. Bei den herkömmlichen Heizungsanlagen

sind jährlich 30.000 bis 40.000 Taktungen notwendig, um den Heizkreis und das Brauchwasser zu versorgen - was eine erhebliche Belastung des Wärmeerzeugers durch das ständige An- und vor dem jeweiligen Anfahren eines Kessels - in der Stillstandphase der Kessel durch den Abgaskanal gekühlt wird, muß zum erneuten Aufheizen mehr Energie aufgewendet werden. Auch wird beim ständigen An- und Abschalten des Wärmeerzeugers viel Brennstoff und (AnIauf-)Strom verbraucht - vergleichbar einem KFZ, welches im Stadtbetrieb gefahren wird, auf der Autobahn bei konstanter Geschwindigkeit weniger Verbrauch und bedeutend weniger Schadstoffausstoß hat.

Durch die Vielzahl der Taktungen sind die herkömmlichen Geräte erheblichen Belastungen ausgesetzt, so daß die Heizungen wartungsintensiv und teuer sind.

Es wäre denkbar, den Kesselinhalt des Wärmeerzeugers zu vergrößern - was allerdings sehr teuer wäre und Probleme mit den baulichen Gegebenheiten mitbringen würde.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den Heiz und Warmwasserenergieverbrauch einer Heizungsanlage - bei gleichbleibendem Komfort - zu senken, den Verschleiß zu reduzieren, die Wartungsfreundlichkeit zu erhöhen und den Stromverbrauch zu senken. Dies führt zu einer spürbaren Emissionsminderung (Treibhauseffekt, Ozon), besonders beim An- und Abfahren der Anlage, da die thermische Verbrennung hier noch nicht eindeutig geklärt ist.

Ferner soll die Erfindung dies Ziel erreichen, ohne die Nachteile, die dem Stand der Technik bei Heizungsanlagen anhaften, mit übernommen werden. Dabei sollten die Maßnahmen zur Umsetzung der Erfindung so einfach gestaltet sein, daß jeder Heizungsmonteur so eine Neu-, Nach- bzw. Umrüstung vornehmen kann.

Die Aufgabe wird erfindergemäß mit einer Heizungsanlage gelöst, die einen Wärmeerzeuger, der einen Warmwasserspeicher aufpuffert oder aufheizt umfaßt und ferner Mittel (z.B. Wärmetauscher) zur Einspeisung des im Warmwasserpufferspeicher erhitzten Mediums (Wasser) in den jeweiligen Heizkreis oder zum Brauchwarmwasserspeicher leitet.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß mit einer einfachen Maßnahme, nämlich mit der gesteuerten Einspeisung des Wärmepotentials des Wärmeerzeugers in einen Wärmepufferspeicher (und ggf. in separate Heizkreise und Brauchwasserkreise) die Zahl der Taktungen einer Heizungsanlage von 30.000 bis 40.000 pro Jahr auf 1.500 bis 2.500 Taktungen pro Jahr reduziert werden kann.

Der Prototyp der erfindungsgemäßen Heizungsanlage bewährte sich im praktischen Gebrauch bisher sehr sparsam. Die geringe Wartung wird vor allem durch die kleine Belastung des Öl- oder Gasheizkessels erreicht, welcher die meiste Zeit im Jahr stillsteht.

Die erhebliche Verringerung des Schadstoffaustoßes kann erreicht werden, weil durch den Betrieb von wenigen Taktungen der Wärmeerzeuger über einen großen Zeitraum während der Erwärmungsphase im Optimalbereich arbeitet.

Die Heizungsanlage wird also durch Verwendung markt- und handelsüblicher Einzel aggregate wie Wärmeerzeuger, Wärmespeicher, Brauchwasserspeicher, Mischer, Pumpen, Rohre usw. erheblich sparsamer, haltbarer, funktionstreuer, wartungsunabhängiger und bedeutend schadstoffärmer.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Bezugszeichenliste

1. Wärmeerzeuger; Öl- oder Gasheizkessel, Brennwertgerät

2. Wärmespeicher oder Pufferspeicher

3. Brauchwasserspeicher

4. Förderpumpen

5. Vorlaufverteiler

6. Rücklaufverteiler

7. Einkopplung; Mischer, 3- oder 4-Wege-Mischer

8. Heizkreise (Fußboden, Radiatoren etc.)

9. Solarkollektor oder jede andere Energiequelle, z. B. Holzofen
T = Temperaturf ühlerY-einsteller

AF = Außenfühler

VF = Vorlauffühler

TB = Temperaturbegrenzer

RV = Rückschlagventil

KW₁WW= Kalt-/Warmwasser

Beschreibungsablauf

Der Pufferspeicher (2) gibt die erwärmte Wassermenge in den Vorlaufverteiler (5), von wo aus die einzelnen Heizkreise (8) weiter bedient werden. Dies geschieht explizit über einen Mischer (3-4-Wege) (7) der über einen Mischermotor verfügt. Dieser Mischermotor wird vom Vorlauffühler (VF) gesteuert, der hinter der Förderpumpe (4) sitzt. Ebenfalls wird der Mischermotor vom Außenfühler (AF) angesteuert. Der Mischermotor regelt dann, mit diesen beiden Werten, die Förderpumpe (4). Im Sommerbetrieb, wenn keine Heizungswärme angefordert wird, sind die Förderpumpen außer Betrieb und der Mischermotor stellt den Mischer auf &ldquor;Kurzschluß", d.h. Vorlaufverteiler (5) zu Rücklaufverteiler (6). Im Heizbetrieb regelt, wie beschrieben, der Mischer (7) die notwendige Vorlauftemperatur. Bei Fußbodenheizungen ist ein Temperaturbegrenzer (TB) eingebaut. Die Förderpumpen (4) entnehmen also soviel Warmwasser aus dem Pufferspeicher (2), bis der Temperaturfühle^-einsteller (T) an den Kessel meldet, notwendige Warmwassertemperatur für Heizkreise unterschritten. Diese Meldung wird vom Wärmeerzeuger (1) aufgenommen. Es erfolgt eine Brennphase, in deren Verlauf der Pufferspeicher (2) wieder auf eine vorher bestimmte Temperatur aufgeladen wird. Wenn diese Temperatur erreicht ist, meldet der Temperaturfühler (T) &ldquor;Temperatur erreicht" an den Wärmeerzeuger und die Brennphase wird beendet. Durch den Einsatz des Rückschlagventils (RV) hinter der Förderpumpe (4) zum Pufferspeicher (2) ist gewährleistet, das kein warmes Wasser in den Kessel zurückfließen kann. Es erfolgt wieder ein Bedienen des Heizkreises aus dem Pufferspeicher (2) bis zur nächsten Brennphase des Wärmeerzeugers (1).

Die Versorgung des Brauchwasserspeichers verläuft analog. Auch hier fordert der Temperaturfühler (T) über die Förderpumpe (4) Heizwasser zum Aufhei-

zen des Brauchwassers an, wenn die erforderliche Brauchwassertemperatur unterschritten wird.

Als Puffer- und Brauchwasserspeicher sind alle handelsüblichen Speicher möglich. Es sollte beim Pufferspeicher auf ausreichende Dimensionierung geachtet werden.

Bei Einbindung einer weiteren Energiequelle (9), egal ob Solar, Holz etc., erfolgt der Anschluß analog dem Wärmeerzeuger, ebenfalls mit Förderpumpe und Rückschlagventil. Zur Sicherung des Pufferspeichers erfolgt bei Überschreiten der zulässigen Speichertemperatur eine Abschaltung der Förderpumpe (4) von Energiequelle (9) zum Pufferspeicher.

Anlage: Zeichnung-Nr: 1
Zeichnung Nr. 2

Legende

1. Wärmeerzeuger

2. Pufferspeicher

3. Brauchwasserspeicher

4. Förderpumpe

5. Vorlaufverteiler

6. Rücklattfverteiler

7. Mischer

8. Heizkretse (FuSboden_TRadiatojeneJtc.)

9. Solarkollektoren oder jede andere Energiequelle, z.B. Holzofen VF-Vortauffühler AF= Außenfühler RV= Rückschlagventil TB=-Temperaturbegrenzer

Claims

Die nachfolgende Heizungsanlage // Hydraulische Schaltung, ist gekennzeichnet durch die Anordnung von folgender Bauteile Sie besteht aus:
Den Wärmeerzeuger (1) den Rohrleitungen zu den Pufferspeicher (2), der Förderpumpe (4), dem Rückschlagventil (RV), den Pufferspeicher (2) mit Temperaturregler (T), den Rohrleitungen zu den Vorlaufverteiler (5) und den Rücklaufverteiler (6), den Vorlaufverteiler (5) den Rücklaufverteiler (6) den Rohrleitungen zu den Mischer (7), den Mischer (7), den Förderpumpen (4), den Temperaturbegrenzer (TB), den Vortauffühler (VF), den Außenfühler (AF), den Rohrleitungen zu den Heizkreisen (8), den Heizkreisen (8), den Rohrleitungen von dem Pufferspreicher (2) zu den Brauchwasserspeicher (3) der Förderpumpe (4) das Rückschlagventil (RV), den Brauchwasserspeicher (3) mit dem Temperaturregler (T), den Kaltwasseranschluß (KW) den Warmwasseranschluß (WV), den Solarkollektor - oder jede andere alternativer Energieerzeuger wie z. B. Holzofen, Wärmepumpe Blockheizkraftwerk (9), den Rohrleitungen vom Solarkollektor (9) zu dem Pufferspeicher (2), der Förderpumpe (4) das Rückschlagventil (RV), sowie der Stromleitungsanschlüsse NET-/-/-/- und Z-/-/-/-.