DE3100121C2

DE3100121C2 - Verfahren zum Aufheizen von Brauchwasser in einem doppelwandigen Speicher mit einem Brauchwasser- und einem Heizwasserteil und Warmwasserheizvorrichtung mit einer Wärmepumpe

Info

Publication number: DE3100121C2
Application number: DE3100121A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl.-Ing. 5787 Olsberg Kötz; Reinhard Ing.(grad.) 5789 Wulmeringhausen Schmidt
Original assignee: OLSBERG GESELLSCHAFT fur PRODUKTION und ABSATZ MBH 5790 BRILON DE
Current assignee: OLSBERG GESELLSCHAFT fur PRODUKTION und ABSATZ MBH 5790 BRILON DE
Priority date: 1981-01-05
Filing date: 1981-01-05
Publication date: 1984-08-16
Also published as: DE3100121A1

Abstract

Ein doppelwandiger Brauchwasserspeicher weist ein Brauchwasserabteil (12) und ein Heizwasserabteil (11) auf. Durch eine an das Heizwasserabteil (11) angeschlossene Wärmepumpe erfolgt eine Aufheizung des Heizwassers. Die Wärmepumpe wird durch eine Sicherheitsschaltung bei einer vorbestimmten maximalen Sicherheitstemperatur abgeschaltet oder vom Heizwasserkreislauf abgetrennt. Um ein Einschalten bzw. Abschalten der Wärmepumpe (13) nach einem optimalen Zeitzyklus durchführen zu können, wird die Wärmepumpe (13) schon bei einer geringfügig unterhalb der maximalen Temperatur liegenden Höchsttemperatur abgeschaltet bzw. vom Heizwasserkreislauf getrennt. Erst dann wird die Wärmepumpe (13) wieder eingeschaltet bzw. mit dem Heiz wasserkreislauf verbunden. Dies wird so lange fortgesetzt, bis zwischen dem Brauchwasserabteil (11) und dem Heizwasserabteil (12) ein weitgehender Temperaturausgleich erfolgt ist.

Description

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Brauchwasser-Heizwasser-Temperaturdifferenz-Feststellvorrichtung jeweils einen im Brauchwasserteil (11) und einen im Heizwasserteil (12) angeordneten Temperaturfühler (16, 17) sowie einen auf die von den beiden Temperaturfühlern (16, 17) festgestellte Temperaturdifferenz ansprechenden Schwellwertschalter (18) umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der vom Schwellwertschalter (18) zum Wärmepumpenschalter (19) bzw. zum Umschaltventil (20) führenden Leitung ein Schalter (23) vorgesehen ist, der bei Erreichen der Maximaltemperatur im Brauchwasserteil (11) über einen dort angeordneten Temperaturmeßfühler (24) und eine Betätigungsvorrichtung (25) geöffnet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brauchwasser-Heizwasser-Temperaturdifferenz-Feststellvorrichtung durch einen im Brauchwasserteil (11) angeordneten Temperaturmeßfühler (17') mit eingebauter Schalidiffcrenz gebildet ist, der die Wärmepumpe (13) oder das Umschaltventil (21) bei Erreichen einer gegenüber der vorbestimmten Temperatur um einige Grade herabgesetzten Temperatur ab- bzw. umschaltet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab- bzw. Umschalttemperätur um etwa 8⁰C unter der vorbestimmten Temperatur

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der Temperaturfühler (17) im unteren Bereich des Heizwasserteils (12) bei etwa '/₄ der Gesamthöhe angeordnet ist

8. Warmwasserheizvorrichtung mit siner Wärmepumpe zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der das Heizwasserteil eines aufrechtstehenden, doppelwandigen Brauchwasserspeidurs an die Wärmepumpe angeschlossen und eine Schaltvorrichtung zum Abschalten oder Abtrennen der Wärmepumpe vom Heizwasserkreislauf vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet daß ein Zeitschaltgerät <22) vorgesehen ist in das die zum Aufheizen, des keizwasserteils (11) auf die vorbestimmte Maximaltemperatur und zum anschließenden annähernden Temperaturausgleich erforderlichen Zeiten fest eingespeichert sind und welches die Wärmepumpe (13) bzw. ein Umschaltventil (21) beim Erreichen einer vorbestimmten Temperatur abschaltet bzw. umschaltet und erst nach einem weitgehenden Temperaturausgleich zwischen Heizwasserteil (12) und Brauchwasserteil (11) wieder einschaltet bzw. zurückschaltet und daß eine bei Erreichen der maximalen Temperatur im Brauchwasserteil (11) wirksam werdende Wiedereinschaltsperre (23, 24, 25) vorgesehen ist

9. Warmwasserheizvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß ein die Temperatur im Brauchwasserteil (11) messender Temperaturmeßfühler (24) an das Zeitschaltgerät (22) angeschlossen ist um den fest eingespeicherten Zeitschaltzyklus beim Absinken der Temperatur im Brauchwasserteil (11) auf denjenigen Zeitwert zurückzustellen, der der abgesunkenen Temperatur im Brauchwasserteil (11) entspricht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bi« 9, dadurch gekennzeichnet daß dzs Volumenverhältnis zwischen Heiz- und Brauchwasscr.cil (11,12) wenigstens 1 :5 und höchstens 1 :1 beträgt

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß das Volumenverhältnis zwischen Heiz- und Brauchwasserteil (11, 12) etwa 1 :2 be-

act

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Brauchwasserteil (11) im wesentlichen zylindrisch und konzentrisch vom Heizwassertejl (12) umgeben ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, welche eine Sicherheitsschaltung mit einem am Kondensator angeschlossenen Druckpressostat um· laßt, der die Wärmepumpe bei Erreichen einer maximalen Sicherheitstemperatur im Heizwasserkreislauf abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Sicherheitstemperatur etwas höher als die vorbestimmte Abschaltungstemperatur liegt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den Oberbegriffen der Patentansprüche bzw. 4.

Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Aufheizung eines doppelwandigen Brauchwasserspeichers mittels einer Wärmepumpe besteht das Problem, daß

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insbesondere bei einer relativ hohen Wärmepümpenleisiung, die auch noch zur Belieferung eines weiteren Heizungssystems ausreicht, ein taktartiges Aus- und Einschalten der Wärmepumpe erfolgt, weil ein am Kondensator angeschlossener Druckpressostat beim Erreichen der zugelassenen Maximaltemperatur diese Abschaltung vornimmt. Nach einem Abschalten brechen nämlich Temperatur und Druck im Kondensator zusammen, so daß der Pressostat schon ganz kurz nach einem Abschaltvorgang die Wärmepumpe wieder einschaltet Da dann die zugelassene Maximaltemperatur im Heizwasserkreislauf praktisch noch vorhanden ist, erfolgt aber sofort, wieder eine weitere Abschaltung. Dieses Takten bzw. Flattern der Wärmepumpe ist unerwünscht. Man hat schon versucht, diesen Nachteil dadurch zu vermindern, daß nach einer Abschaltung durch ein Zeitrelais gewisse Sperrzeiten von beispielsweise einigen Minuten vorgegeben werden, während der ein erneutes Einschalten der Wärmepumpe bzw. Umschalten des Umschaltventils auf den Brauchwasserspeicher nicht möglich ist. Hierdurch wird aber lediglich die Schaltperiode des Taktens etwas herabgesetzt. Gibt man bei einer weiteren bekannten Anordnung (DE-OS 25 58 5'■£) den Betrieb der Wärmepumpe nur zu bestimmten Tages- oder Nachtstunden frei, so kann es einerseits zu einem zeitweiligen vollständigen Verbrauch von warmem Brauchwasser kommen, während andererseits das Takten innerhalb der Betriebszeiten der Wärmepumpe nicht vollständig unterbunden wird.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit denen das Takten wirksam vermieden wird und eine Einschaltung bzw. Abschaltung der Wärmepumpe nach einem optimalen Zeitzyklus verläuft, welcher mit einer minimalen Anzahl von Schaltvorgängen eine möglichst schnelle und wirkungsvolle Aufheizung des Brauchwasserteils auf die maximale Endtemperatur gewährleistet

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

Erfindungsgemäß kommt es also darauf an, daß das Heizwasserteil im Vergleich zum Brauchwasserteil so voluminös ausgebildet ist, daß ihm eine echte Wärmespeicherfunktion zukommt, so daß durch Wärmeleitung in den Schaltpausen das Brauchwasserteil merklich, d. h. um wenigstens einige Grade aufgeheizt wird. Um dies zu erreichen, ist nicht nur ein gewisses minimales Volumenverhältnis zweckmäßig, sondern auch eine solche bauliche Anordnung des Heizwasserteils um das Brauchwasserteil herum, daß in den Schaltpausen die zum Temperaturausgleich erforderliche Wärmemenge auch tatsächlich durch reine Wärmeleitung vom Heizwasserteit in das Brauchwasserteil übergehen kann. Hierzu eignet sich besonders ein Brauchwasserspeicher mit konzentrisch angeordneten zylindrischen Heizwasser- und Brauchwasserteilen, wobei das Heizwasserteil außen liegt und von einer Wärmeisolierung umgeben ist, während das Brauchwasserteil innen angeordnet ist.

Erfindungsgemäß wird also nicht schon nach irgendeinem mehr oder weniger geringen Temperaturabfall im Heizwasserteil die Wärmepumpe wieder an- bzw, eingeschaltet, sondern man wartet mit diesem Einschalten bzw. Anschalten so lange, bis die Temperatur des Heizwasserteils sich weitgehend mit der des Brauchwasserteils ausgeglichen hat.

Sofern bei der erfindungsgemäßen Warmwasserhei?.-vorrichtung ein Dnickpressostat vorgesehen ist, soli dessen maximale Sicher-heitstemperatur etwas höher als die vorbestimmte Abschalttemperatur liegen, so daß der Druckpressostat eine reine Sicherheitsfunktion ausübt

Besonders vorteilhaft wird das erfindungsgemäüe Verfahren dort angewandt, wo die Wärmepumpe während der Nichtaufheizzeiten des Heizwasserkreislaufes an ein anderes Heizungssystem, insbesondere ein Zentralheizungssystem angeschlossen ist In diesem Fall schafft nämlich das erfindungsgemäße Verfahren ausreichend lange Abtrennzeiten der Wärmepumpe vom Brauchwasserspeicher, damit in der Zwischenzeit das andere Heizungssystem ausreichend mit Wärme versorgt werden kann. In diesem Fall bleibt die Wärmepumpe selbst kontinuierlich eingeschaltet, was günstig forderen Lebensdauer und Zustand ist

Eine bevorzugte Warmwasserheizvorrichtung mit einer Wärmepumpe zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch Anspruch 2 gekennzeichnet. Die Weiterbildung nach den Ansprüchen 3 und 4 sieht vor. daß die Brauchwasser-Heizwasser-Temperaturdifferenz-Fesistellvorrichtung erst bei p'ner nahe Null liegenden. Differenztemperatur zwischen, den beiden Temperaturfühlern das Schaltsignal abgibt das die Wärmepumpe abschaltet bzw. das Umschaltventil vom Brauchwasserspeicher ab- und an das Heizungssystem anschaltet

Von besonderem Vorteil ist die Ausführungsform nach Anspruch5, weil man hier mit einem einzigen Meßfühler für das Ab- und Einschalten auskommt Durch Vorwahl einer geeigneten Differenztemperatur von z. B. etwa 8° kann erreicht werden, daß bis zum Erreichen dieser Wiedereinschalttemperatur in jedem denkbaren Betriebszustand ein ausreichender Temperaturausgleich zwischen Heizwasserteil und Brauches wasserteil erfolgt ist

Das Ausführungsbeispiel nach Fig.8 beruht auf der Erkenntnis, daß die aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens vorliegenden Ein- und Ausschaltzeitperioden für eine bestimmte Heizungsanlage weitgehend konstant sind.

Eine gewisse Berücksichtigung der Temperatur ist aber auch bei diesem Ausführungsbeispiel noch durch die Merkmale des Anspruchs 9 möglich. Dies ist deswegen zweckmäßig, weil im Falle de: Verbrauches von Wasser aus dem Brauchwasserteil die Temperatur an dem Meßfühler nicht unbedingt bis zum Beginn des Zeitzyklus auf den entsprechenden Wert absinken muß, sondern im allgemeinen irgendein Zwischenwert zwischen der Minimai- und der Maximaltemperatur annehmen wird. Für diesen Fall ist es zweckmäßig, daß die im Brauchwasserteil an der Meßstelle noch vorhandene Temperatur zur Führung des fest eingespeicherten Zeitschaltzyklus verwendet wird.
Besonders vorteilhafte Maßverhältnisse ergeben sich aus den Ansprüchen 10 und 11.

Die Ausführungsform nach Anspruch 12 ist sowohl baulich als auch wärmetechnisch besonders zweckmäßig.
Die Merkmale des Anspruches 13 sorgen für eine si-

w) chcre Abschaltung beim Überschreiten vorbestimmter Sichcrhciistemperaturwerte,

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
F i g. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufheizung eines doppelwandigen Brauchwasserspeichers durch eine an das Heizwasserteil angeschlossene Wärmepumpe,

F i g. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vor-

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richtung zur Aufheizung eines doppelwandigen Brauchwasserspeichers durch eine an das Heizwasserteil angeschlossene Wärmepumpe, wobei die Wärmepumpe auberdem noch ein Zentralheizungssystem speisen kann.

Fig. 3 den beim erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Schaltzyklus als Diagramm der Temperatur in Abhängigkeit von der Zeit und

F i g. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Nach F i g. 1 ist eine Wärmepumpe 13 mit einem Verdampfer 26, einem von einem Schaltgerät 19 beaufschlagten Kompressor 27, einem Kondensator 28, einem thermostatischen Expansionsventil 29, einem Filtertrockner 30 und einer Umwälzpumpe 31 an den Hcizwasservorlauf 15 bzw. den Heizwasserrücklauf 34 eines doppelwandigen Brauchwasserspeichers 35 angeschlossen. Der Brauchwasserspeicher ist allseits von einer Wärmeisolierschicht 36 umgeben. Von oben her treten ein Kölfwasscrcir.isßrchr 37 und ein Warmwnsserauslaßrohr 38 in den Brauchwasserspeicher 35 ein. Sie münden in dem inneren Brauchwasserteil 11, welches über eine Zwischenwand 39 von dem äußeren Heizwasserabteil 12 getrennt ist, in dem der Vorlauf 15 bzw. der Rücklauf 34 münden. Am Heizwasservorlauf 15 ist oben noch ein Entlüftungsventil 40 vorgesehen. Am Kondensator 28 ist ein Druckpressostat 33 vorgesehen, welcher beim Erreichen einer maximal zugelassenen Sicherheitstemperatur (Druck) den Kompressor 27 und damit die Wärmepumpe 13 abschaltet Der Druckpressostat 33 und die ihn mit dem Kondensator 28 und dem Kompressor 27 verbindenden Organe bilden zusammen eine Sicherheitsschaltung.

Wenn die Wärmepumpe in Betrieb ist, zieht die Umwäzpumpe 7 Wasser aus dem Heizwasserrücklauf 34 ab und führt es durch den Kondensator 28 hindurch, wo es erwärmt wird. Es wird dann durch den Heizwasservor- !s'jf !5 wieder in das Heizwasserteil 12 zurückgeführt.

Erfindungsgemäß sind im Brauchwasserteil 11 und im Heizwasserteil 12 Temperaturmeßfühler 16 bzw. 17 vorgesehen, die an ein Differenztemperatur-Schwellenwertschaltgerät 18 angeschlossen sind. Das Differenztemperatur-Schwellenwertschaltgerät 18 liegt über einen Schalter 23 an dem Wärmepumpenschaltgerät 19, das den Kompressor 27 ein- und ausschalten kann. Der Schalter 23 wird von einer Betätigungsvorrichtung gesteuert, die auf einen im Brauchwasserteil 11 angeordneten weiteren Temperaturmeßfühler 24 anspricht Statt des weiteren Temperaturmeßfühlers 24 könnte auch der Temperaturmeßfühler 16 an die Betätigungsvorrichtung 25 angeschlossen sein.

Die Arbeitswerte der Vorrichtung nach Fig. 1 wird nun anhand von F i g. 3 geschildert welche für ein beispielsweises Volumenverhältnis zwischen Heizwasserteil 12 und Brauchwasserteil 11 von 1 :4 in ausgezogenen Linien den Temperaturverlauf in Abhängigkeit von der Zeit am Vorlauf 15 bzw. am Rücklauf 34 des Heizwasserkreislaufs und in gestrichelten Linien oben bzw. unten im Brauchwasserteil 11 wiedergibt

Zum Zeitpunkt 0, wo die Wärmepumpe 13 eingeschaltet wird, möge die Temperatur im Brauchwasserteil 11 bei 13°C liegen. Aufgrund der Wärmeleitung steigt jetzt die Temperatur am Heizwasservorlauf gemäß der Kurve 15 am stärksten an. Gemäß der Kurve 34 ist die Temperatur am Heizwasserrücklauf 34 um ca. 10° C geringer, und zwar wegen der beim Durchlaufen durch das Heizwasserteil 12 an das Brauchwasserteil abgegebenen Wärme.

Die gestrichelten Kurven 1 Iu (Temperatur unten im Brauchwasserteil 11) und Uo (Temperatur oben im Brauchwasserteil) steigen schwächer an und liegen absolut auch um mindestens 5° C unterhalb derTempera- tür am Heizwasserrücklauf 34.

Stellt der Temperaturmeßfühler 17 oder ein am Heizwasservorlauf vorgesehener weiterer Temperaturmeßfühler 41. welcher in der in F i g. 1 gestrichelt angedeuteten Weise ebenfalls an das Schwellenwertschaltgerät 18

ίο angeschlossen sein kann, fest, daß eine bestimmte vorgegebene Maximaltemperatur (beispielsweise 60⁰C am Heizwasservorlauf 15 oder beispielsweise 48°C am Heizwasserrücklauf 34 oder irgendein Zwischenwert am Temperaturmeßfühler 17) vorliegt, so gibt das

Schaltgerät 18 einen Schaltimpuls ab, der einen Schalter im Wärmepumpenschaltgerät 19 öffnet und so den Kompressor 27 ausschaltet. Die Temperatur, bei der Druckpressostat 33 aus Sicherheitsgründen die Wärmepumpe 13 abschaltet, liegt im vorliegenden Beispiel bei

μ 65" C.

Die Umschaltung aufgrund der Temperaturmeötunler möge nach 54,1 Min. erfolgen. Nunmehr fällt die Temperatur im Heizwasserteil 12 ab, während die Temperatur gemäß den Kurven Uu und Uo im Brauchwasseriell 11 langsam zunimmt. Zum Zeitpunkt 73,8 Min. hat ein weitgehender Temperaturausgleich stattgefunden. Dieser wird durch die Meßfühler 16,17 vom Differenztempcratur-Schwellenwertschaltgerät 18 festgestellt, wor-mf er erneut ein Schaltsignal abgibt, das das Wärmepumpenschaltgerät 19 veranlaßt, den Kompressor 27 wieder einzuschalten.

Es folgt jetzt nach der relativ langen ersten Einschaltperiode I die wesentlich kürzere Einschaltperiode H, welche nur ca. 75 Min. dauert, da das Brauchwasserteil 11 ja schon eine höhere Ausgangswärme hatte. Nach erneutem Erreichen der vorgegebenen Grenztemperatur wird der Kompressor 27 wieder abgeschaltet, und es erfolgt während der folgenden 13,8 Min. erneut ein weitgehender Temperaturausgleich. Dann wird der Kompressor 27 in der Einschaltperiode Ul wieder für 3,8 Min. eingeschaltet Es schließt sich eine Pause von 113 Min. an. Dann folgt noch eine Einschaltperiode IV von 2,5 Min. mit einer anschließenden Pause von 10 Min. Die letzte Einschaltperiode beträgt schließlich 2 0 Min. Jetzt ist das Brauchwasserteil 11 auf seine Maximaltemperatur von annähernd 50⁰C aufgeheizt, was der Temperaturmeßfühler 24 (oder auch der Temperaturmeßfühler 16) feststellt Über eine Betätigungsvorrichtung 25 wird dann der Schalter 23 geöffnet und der Kompressor 27 bleibt zunächst ausgeschaltet Erst wenn die Temperatur des Brauchwassers wieder unterhalb des Maximalwertes abgesunken ist, was z. B. durch Verbrauch von Warmwasser relativ schnell erfolgen kann, beginnt der Schaltzyklus an einer der dann erreichten Temperatur entsprechenden Stelle im Diagramm der F ig. 3.

Da der aus F i g. 3 ersichtliche Schaltzyklus an einer bestimmten erfindungsgemäßen Warmwasserheizanlage einmal bestimmt werden kann und dann für alle Zei-60 ten festliegt ist es auch möglich, den Zeitzyklus in ein in F i g. 1 angedeutetes Zeitschaltgerät 22 einzuspeichern, welches statt des Schaltgerätes 18 gemäß der strichpunktierten Linie an das Wärmepumpenschaltgerät angeschlossen sein kann. In das Zeitschaltgerät 22 ist 65 auch eine vom Temperalurmeßfühler 24 kommende Leitung eingeführt. . „ ._

Das Zeitschaltgerät 22 kann ausgehend vom z.eupunkt 0 genau die sich aus F i g- 3 ergebenden Einschalt-

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Perioden Il bis V bzw. die dazwischenliegenden Ab- schalttemperatur und der Wiedereinschalttemperatur

schaltperioden vorgeben. Der Anschluß des Zeitschalt- ist für die Verwirklichung des erfindungsgemäßen Ver-

gerätes 22 an den Temperaturmeßfühler 24 erfolgt, um fahrens wesentlich. Der Druckpressostat 33 ist übrigens

bei einem Absinken der Temperatur im Brauchwasser- auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2

teil U den Zeitschaltzyklus an der Stelle im Diagramm 5 und 4 zwecks Sicherheitsabschaltung bei der Sicher-

der F i g. 3 beginnen lassen zu können, welche der dann hcitslcmpcratur vorhanden.

vorhandenen abgesunkenen Temperatur im Brauch- l£rfiinliin(!Ngcmäl3 ist der TcntpcruturnicDfühlrr 17 so

wasseneil 11 entspricht. Sinkt also die Temperatur im angeordnet, daß bis zum Erreichen der unteren Tempc-

Bniuch'vasserabteil oben beispielsweise auf 40°C ab, ratur in jedem denkbaren Betriebszustand ein ausrei-

was in Fig.3 durch einen Kreis auf der gestrichelten to chender Temperaturausgleich zwischen Heizwasserteil

Kurve 1 Io angedeutet ist, so beginnt das Zeitschaltgerät und Brauchwasserteil erfolgen kann.

22 seinen Zyklus an dieser Stelle. Der Temperaturmeßfühler 17 ist über einen Regler 32

F i g. 2 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen entweder an den Kompressor 27 der Wärmepumpe 13 Verfahrens bei einer Wärmepumpe 13, die außer dem oder an das Umschaltventil 21 angeschlossen. Brauchwasserspeicher 35 auch noch ein Zentralhei- 15 Die Arbeitsweise des Temperaturmeßfühlers 17 und zungssystem 14 speist. Bei dieser Ausführungsform ist des Reglers 32 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach die Umwälzpumpe 31 hinter dem Kondensator 28 der F i g. 4 so, daß das Ventil 21 in dem Augenblick, wo an Wärmepumpe in den Heizwasserkreislauf eingeschaltet. der Temperaturmeßstelle 17 eine vorbestimmte maxi-Weiter befindet sich im Anschluß an die Umwälzpumpe male Temperatur erreicht ist, vom Regler 32 auf Heiz-31 noch eine Rückschlagkappe 42. 20 betrieb oder andere Wärmeverbraucher umgestellt

Die Umschaltung der Wärmepumpe 14 vom Heiz- wird. Es ist somit ein durchgehender Wärmepumpenbe-

wasserkreislauf auf das Zentralheizungssystem 14 er- trieb gewährleistet, sofern das Heizsystem 14 einen

folgt mittels eines Umschaltventils 21. das durch ein Wärmebedarf hat. Andernfalls wird die Wärmepumpe

Umschaliventil-Betätigungsorgan 20 umgeschaltet wer- 13 kurzzeitig abgestellt.

den kann. An das Betätigungsorgan 20 ist das Zeitschalt- 25 Sinkt die Temperatur im Heizwasserteil an der Meßgerät 22 angeschlossen, das wieder durch einen Tempe- stelle des Temperaturmeßfühlers 17 auf einen vorberaiurmeßfühler 24 im Brauchwasserteil U geführt ist. stimmten unteren Wert ab, wird über den Regler 32 das Di» Arbeitsweise ist völlig analog dem Ausführungsbei- Ventil wieder auf Brauchwassererwärmung umgeschalspiel nach F i g. 1 mit dem einen Unterschied, daß nach tet. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 kommt dem Ende einer der Einschaltperioden I bis V in F i g. 3, 30 man also mit einem einzigen Temperaturmeßfühler 17 wiih-end der das Umschaltventil 21 so steht, daß das aus, ohne daß auf die Vorteile der erfindungsgemäßen Warmwasser von der Wärmepumpe 13 ausschließlich Heizintervallsteuerung verzichtet werden muß. durch das Heizwasserteil 12 geführt wird, nicht die War- Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß mit zumepumpe 13 abgeschaltet, sondern vielmehr das Ventil nehmendem Volumenverhältnis von Heizwasserteil 12 21 so umgeschaltet wird, daß das Warmwasser nunmehr 35 zu Brauchwasserteil 11 die erste Einschaltperiode ländurch das Zentralheizungssystem 14 fließt. ger wird und die Temperatur im oberen Bereich des

Die Steuerung des Umschaltventil-Betätigungsor- Brauchwasserteils sich der Heizwassertemperatur stark

gans 20 könnte auch analog F i g. 1 durch das Differenz- nähen, während die Soütempcfatur im unteren Bereich

temperatur-Schwellenwertschaltgerät 18 erfolgen. Ein des Brauchwasserteils mit weniger Einschaltperioden Zeitschaltgerät 22 mit fest eingespeicherten Schaltzei- 40 erreicht wird. Es liegt somit ein Vorteil gegenüber her-

ten, das von der Temperatur im Brauchwasserteil 11 kömmlichen Systemen vor, die diesen Effekt nur mit

geführt ist. ist jedoch wegen des geringeren Aufwandes hohem Aufwand erreichen können,

bevorzugt Unter der Leistung einer Wärmepumpe ist im Sinne

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 hat den Vorteil, der vorliegenden Erfindung die konstruktiv gewählte daß die wegen des zusätzlich vorhandenen Heizungssy- 45 Basisleistung zu verstehen. Die tatsächliche Leistung

stern 14 erforderliche höhere Leistung der Wärmepum- der Wärmepumpe schwankt natürlich in Abhängigkeit

pe 13 in optimaler Weise zur Aufheizung des Brauch- von der Wärmequellentemperatur beispielsweise zwi-

wassers einerseits und zur Aufrechterhaltung der War- sehen 12 und 16 kW.

me im Zentralheizungssystem 14 optimal ausgenutzt

wird, indem dem Heizwasserkreislauf 12 gewisserma- 50 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Ben Wärmestöße verabreicht werden, die dann während

der Beaufschlagung des Zentralheizungssystems 14 zum langsamen und stetigen Aufheizen des Wassers im Brauchwasserteil 11 dienen.

In F i g. 4 bezeichnen gleiche Bezugszahlen entspre- 55 chende Teile wie in den vorangehenden Figuren.

Fig.4 zeigt eine besonders einfache Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der lediglich im unteren Bereich des Heizwasserteils 12 ein einziger Temperaturmeßfühler 17 angeordnet ist, und zwar 60 in der Außenwand des Heizwasserbehälters bei etwa ein Viertel der Gesamthöhe des Doppelmantelspeichers. Der Temperaturmeßfühler 17 ist erfindungsgemäß nun in der Weise zur Erfassung einer Schaltdifferenz ausgestattet, daß er bei der Höchsttemperatur ein 65 Abschaltsignal abgibt, jedoch ein Einschaltsigna] erst bei einer um einige Grad, vorzugsweise etwa 8⁰C geringeren Temperatur. Diese Differenz zwischen der Ab-

Claims

31 OO Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufheizen von Brauchwasser in einem doppelwandigen Speicher mit einem Brauchwasser- und einem Heizwasserteil durch eine an das Heizwasserteil angeschlossene Wärniepumpe, bei dem die Wärmepumpe gegebenenfalls wiederholt bei einer vorbestimmten Temperatur im Heizwasserkreislauf abgeschaltet oder vom Heizwasserkreislauf abgetrennt und danach wieder eingeschaltet bzw. mit dem Heizkreislauf wieder verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe erst dann wieder eingeschaltet bzw. mit dem Heizwasserkreislauf verbunden wird, wenn is zwischen dem Brauchwasserteil und dem Heizwasserteil ein weitgehender Temperaturausgleich erfolgt ist, und daß eine Wiedereinschaltung ab einer unterhalb der vorbestimmten Temperatur liegenden maximalen Temperatur im Brauchwasserteil unterbundenwird.

2. Warmwasseriieizvorrichtung mit einer Wärmepumpe zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der das Heizwasserteil eines aufrecht stehenden, doppelwandigen Brauchwasserspeichers an die Wärmepumpe angeschlossen und eine Schaltvorrichtung zum Abschalten oder Abtrennen der Wärmepumpe vom Heizwasserkrcislauf vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (17,4t), der die Wärmepumpe (13) oder ein Umschaltventil (21) beim Erreichen einer vorbestimmten Temperatur abschaltet bzw. umschaltet und eine Brauchwasser-Heizwasser-Temperaturdifferenz-Feststellvorrichtung (16, \7., 18) vorgesehen sind, die erst nach einem weitgehenden Temperaturausgleich zwischen Heizwasserteil '52) und Brauchwasserteil (11) die Wärmepumpe (!3) bzw. das Umschaltventil (21) wieder einschaltet bzw. zurückschaltet, und daß eine bei Erreichen der maximalen Temperatur im Brauchwasserteil (11) wirksam werdende Wiedereinschaltsperre (23,24,25) vorgesehen