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Heizungsanlage,
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insbesondere mit einem Gasheizgerät Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage
für die Brauchwasserbereitung, insbesondere kombiniert für Heiz-und Brauchwasserbereitung,
mit einem Heizgerät, insbesondere Gasheizgerät, das in seiner Leistung so ausgelegt
ist, daß es Zapfstellen nach Art eines Durchlauferhitzers mit der in der Zeiteinheit
maximal gewünschten Wassermenge beliefert.
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Zur Brauchwasserbereitung werden bekanntermaßen Durchlauferhitzer
oder beheizte Warmwasserspeicher eingesetzt.
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Durchlauferhitzer haben den Nachteil eines geringen Bedienungskomforts,
da Temperatur- oder Druckschwankungen des Versorgungsnetzes zu Temperaturänderungen
an den Zapfstellen führen. Außerdem ist bei Durchlauferhitzern zur Einschaltung
des Geräts eine minimale Wasserzapfmenge notwendig.
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Durchlauferhitzer haben darüber hinaus bei Beginn einer Warmwasserzapfung
eine Totzeit, in der noch kein Warmwasser zur Verfügung steht, weil zunächst der
Kessel des Durchlauferhitzers erwärmt werden muß. Je größer der Kessel ist, desto
länger wird die Totzeit. Dies wirkt sich insbesondere dann nachteilig aus, wenn
nur Kleinmengen, beispielsweise zum Händewaschen, gezapft werden sollen. Denn zum
einen muß der Benutzer auf das warme Wasser warten und zum anderen ist es unwirtschaftlich,den
Kessel aufzuheizen, wenn nur eine geringe Warmwassermenge gewünscht ist. Letzteres
wirkt sich vor allem dann stark aus, wenn es sich um eine für Heizung und Erauchwasserbereitung
kombinierte Anlage handelt, bei der im Sommerbetrieb der Kessel nur für die Brauchwasserbereitung
aufgeheizt werden muß.
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Bei Heizungsanlagen mit Warmwasserspeichern sind die Warmwasserspeicher
so ausgelegt, daß sie den in kurzer Zeit auftretenden maximalen Wasserbedarf decken.
Ihr Speicherinhalt liegt beispielsweise bei 100 1. Die obengenannten Nachteile sind
dabei weitgehend vermieden.
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Dafür müssen jedoch andere Nachteile in Kauf genommen werden. Zum
einen haben die Brauchwasserspeicher zwangsläufig große Abmessungen und sind teuer.
Zum anderen ist der Wirkungsgrad gering, da ständig eine große Menge von Wasser
warmgehalten werden muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Heizungsanlage der eingangs genannten
Art vorzuschlagen, bei der die Nachteile des Durchlauferhitzerprinzips und die Nachteile
des
Speicherprinzips vermieden sind, wobei ausgehend von einer Heizungsanlage der eingangs
genannten Art insbesondere die Totzeit unterdrückt ist.
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Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß das Heizgerät
im Primärkreis eines Wärmetauschers liegt, dem sekundärseitig über einen Heizstrang
ein Pufferbehälter nachgeschaltet ist, daß der Pufferbehälter über einen Nutzstrang
zu den Zapfstellen führt und an einen Kaltwasserzulauf angeschlossen ist und sein
Volumen so ausgelegt ist, daß es nur Kleinmengen-Warmwasserbedarf deckt, daß im
Primärkreis eine von der Temperatur im Pufferbehälter gesteuerte Pumpe vorgesehen
ist, die zusammen mit dem Heizgerät einschaltet, wenn der Pufferbehälter Kleinmengen
an Zapfstellen geliefert hat, und daß der Heizstrang erst zur Wasserführung freigeschaltet
ist, wenn der Primärkreis aufgeheizt ist.
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Wird bei der erfindungsgemäßen Heizungsanlage eine Kleinmenge Warmwasser,
beispielsweise zum Händewaschen, gezapft, dann wird dieses aus dem Pufferbehälter
geliefert. Das Heizgerät bleibt abgeschaltet. Es ersetzt eine gezapfte Kleinmenge
nicht. Erst wenn nach einer gewissen Zapfzeit oder der Entnahme mehrerer Kleinmengen
der Pufferbehälter weitgehend nur noch Kaltwasser enthält, wird der Primärkreis
beheizt. Dabei wird der Pufferbehälter nicht weiter abgekühlt. Denn der Heizstrang
öffnet erst, wenn der Primärkreis aufgeheizt ist. Danach wird dann, solange gezapft
wird,vom Primärkreis über den Wärmetauscher und den Heizstrang dem Nutzstrang Warmwasser
zugeführt.
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Durch die Erfindung ist also erreicht, daß durch den Pufferbehälter
einerseits Kleinmengen ohne Einschalten des Heizgeräts zur Verfügung gestellt werden
und andererseits der Pufferbehälter die Totzeit bis zum Aufheizen des Primärkreises
überbrückt. Damit ist einerseits eine wesentliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit
der Warmwasserbereitung erreicht. Andererseits ist auch der Bedienungskomfort verbessert.
Denn Kleinmengen können gezapft werden, ohne daß ein Mindestdurchfluß nötig ist
und ohne daß sich Temperatur- oder Druckschwankungen des Netzes auf die Kleinmengenzapfung
auswirken.
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Da das Volumen des Pufferbehälters wesentlich kleiner ist als das
Volumen, das für einen Speicherbehälter bei einer Heizungsanlage vergleichbaren
Warmwasserbedarfs nötig wäre, sind auch die Verluste des Pufferbehälters wesentlich
geringer. Darüber hinaus kann der Pufferbehält er aufgrund seines kleinen Volumens
auch einfacher untergebracht werden.
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Als Volumen des Pufferbehälters genügt etwa 1/3 eines vergleichbaren
Speicherbehälters. Das Volumen des Pufferbehälters kann beispielsweise in der Größenordnung
von 20 1 bis 30 1 liegen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Unteransprüchen. Die Figur zeigt
eine kombinierte Heizungsanlage schematisch.
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Ein Gasheizkessel 1 liegt in einem Primärkreis 2 eines Wärmetauschers
3. In den Primärkreis 2 ist ein Rückschlagventi 1 4 und eine Pumpe 5 geschaltet.
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An den Gasheizkessel 1 ist weiterhin ein Raumheizkreis 6 angeschlossen,
in dem Radiatoren 7, ein Rückschlagventil 8 und eine Pumpe 9 liegen.
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Sekundärseitig ist der Wärmetauscher 3 über einen Heizstrang 10 mit
einem Pufferbehälter 11 verbunden.
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Der Heizstrang 10 besteht aus einer Vorlaufleitung 12 und einer Rücklauf
leitung 13. In der Vorlaufleitung 12 liegt eine weitere Pumpe 14 und ein Ventil
15.
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Als Ventil 15 kann ein Thermostatventil mit einem Leckquerschnitt
eingesetzt werden, das öffnet, wenn im Leckquerschnitt etwa 600C erreicht sind.
Als Ventil 15 kann auch ein Magnetventil verwendet werden, das von einem Temperaturfühler
15' gesteuert ist und öffnet, wenn die Temperatur im Wärmetauscher 3 etwa 600C beträgt.
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Die Vorlaufleitung 12 mündet oben in dem Pufferbehälter 11.
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Die Rücklaufleitung 13 beginnt unten im Pufferbehälter 11. An den
Pufferbehälter 11 ist ein Nutzstrang 16 angeschlossen, welcher eine mit dem Wassernetz
verbundene Leitung 17 aufweist, die ebenfalls unten in dem Pufferbehälter 11 mündet.
Der Nutzstrang 16 umfaßt eine Warmwasserleitung 18, die oben im Pufferbehälter 11
beginnt und zu Zapfstellen 19 führt. Zwischen den
Leitungen 17 und
18 ist ein thermostatisches Mischventil 20 vorgesehen, das die Vorlauftemperatur
der Leitung 18 im Bereich der Zapfstellen 19 begrenzt.
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Die Leitungen 12 und 18 sind so im Pufferbehälter 11 angeordnet, daß
sich ihre Mündungen nahestehen. Ebenso sind die Leitungen 13 und 17 im Pufferbehälter
11 so angeordnet, daß sich dort ihre offenen Enden nahestehen. Die MC3ldungsöffnungen
können dabei so ausgerichtet sein, daß sie einander gegenüberstehen. In diesem Falle
kann dann die Einmündung der Leitung 13 einerseits und die der Leitung 18 andererseits
trichterförmig ausgebildet sein.
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Im Pufferbehälter 11 ist etwa in der Höhe zwischen dessen Boden und
dessen Mitte ein Temperaturfühler 21 angeordnet.
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Von diesem wird das Gasheizgerät 1 und die Pumpe 5 gesteuert.
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Der Pufferbehälter 11 sitzt in einem Isoliermantel 22.
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Sein Volumen beträgt etwa 30 1.
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Die Strömungsrichtungen sind in der Figur mit Pfeilen angegeben.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Heizungsanlage ist bezüglich der
Brauchwasserbereitung etwa folgende: Es sei angenommen, daß der Pufferbehälter zunächst
Wasser von 850C enthält und das Gasheizgerät 1 sowie die Pumpen 5 und 14 abgeschaltet
und das Ventil 15
geschlossen ist. Wird nun eine der Zapfstellen
19 geöffnet, dann drückt durch die Leitung 17 Kaltwasser Warmwasser aus dem Pufferbehälter
11 in die Leitung 18. Das Mischventil 20 begrenzt die Vorlauftemperatur dabei auf
600C. Der Strömungsverlauf des Wassers ist in der Zeichnung strichpunktiert angegeben.
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Wird bei der Zapfung nur eine Kleinmenge entnommen, beispielsweise
1 1, dann geschieht weiter nichts. Auch weitere Zapfungen von solchen Kleinmengen
sind möglich, ohne daß der Heizkessel 1 einschaltet. Erst wenn die Temperatur am
Temperaturfühler 21 eine untere Grenze, beispielsweise 500C, erreicht, schaltet
über den Temperaturfühler 21 der Gasheizkessel 1 und die Pumpe 5 ein. Es wird damit
der Primärkreis 2 aufgeheizt. Entsprechend erwärmt sich der Wärmetauscher 3. Sobald
dieser warm ist, öffnet das Ventil 15 und die Pumpe 14 schaltet ein, wenn als Ventil
15 ein Magnetventil verwendet wird.
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- Ist ein Thermostatventil mit Leckquerschnitt eingesetzt, dann läuft
die Pumpe 14 ständig mit - . Aus der RücklauReitung 13 wird über den Wärmetauscher
3 und die Vorlaufleitung 12 jetzt der Pufferbehälter 11 nanhgeheizt.
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Soll eine größere Warmwassermenge gezapft, beispielsweise eine Badewanne
gefüllt werden, dann reicht hierfür das Volumen des Pufferbehälters 11 nicht aus.
Zu Beginn der Zapfung liefert ebenso wie bei der Kleinmengenzapfung der Pufferbehälter
11 sofort - bei Vernachlässigung der Leitung 18 - Heißwasser. Es wird dann schnell
der Punkt erreicht, in dem der Gasheizkessel 1 und die Pumpe 5
einschalten.
Während der Primärkreis 2 aufgeheizt wird, liefert weiter der Pufferbehälter 11
Warmwasser. Wenn dann das Ventil 15 öffnet, wird die dauernde Warmwasserlieferung
zur Zapfstelle 19 vom Gasheizkessel 1 über den Wärmetauscher 3 praktisch im Durchlaufbetrieb
übernommen.
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Das zufließende Kaltwasser strömt durch die Leitung 17 direkt in
die Leitung 13 und aus der Vorlaufleitung 12 direkt in die Warmwasserleitung 18.
Dieses direkte Überströmen ist durch die einander gegenüberstehenden offenen Enden
der Leitungen begünstigt. Es ist damit weitgehend vermieden, daß Kaltwasser aus
der Leitung 17 unter Umgehung des Wärmetauschers 3 in die Warmwasserleitung 18 gelangt
oder Warmwasser aus der Vorlaufleitung 12 in die Leitung 13 zurückfließt. Der Strömungsverlauf
dieses Vorganges ist strichliert dargestellt.
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Wird die bis dahin geöffnete Zapfstelle 19 geschlossen, dann wird
noch der Pufferbehälter 11 nachgeheizt.
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Anschließend schaltet dann der Gasheizkessel 1 und die Pumpe 5 ab.
Das Ventil 15 sperrt.
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Die Leitungen 12 und 18 einerseits und die Leitungen 13 und 17 andererseits
müssen nicht notwendig als seperate Rohrstücke im Pufferbehälter 11 münden. Die
Leitungen 12 und 18 einerseits und die Leitungen 13 und 17 andererseits können als
durch den Pufferbehälter 11 durchgehende Leitungen ausgebildet sein, wobei dann
jedoch im Bereich der in der Figur dargestellten Mündungen der Einzelrohre Öffnungen
vorgesehen sind.