DE3617061A1 - Brauchwasserheizung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brauchwasserheizung zur Warm
wasserversorgung und zum Beheizen eines Gebäudes, mit ei
ner an eine Wasserversorgungszulaufleitung angeschlossenen
Ringleitung, in der eine Pumpe zum Umwälzen, eine Heizvorrich
tung zum Erhitzen des Wassers und eine Regeleinrichtung zum
Konstanthalten der Wassertemperatur angeordnet sind und
zwischen deren Vorlaufleitung und Rücklaufleitung min
destens eine Arbeitsleitung angeordnet ist, die eine Haupt
leitung mit den angeschlossenen Wärmetauschern für die
Raumheizung und mindestens eine Zweigleitung mit Zapf
stellen für die Entnahme von erhitztem Brauchwasser sowie
zusätzliche Steuerelemente zum raschen Erfassen des Tempe
raturabfalls des Rücklaufwassers aufweist.
Es ist eine Brauchwasserheizung dieser Art bekannt (DE-AS
19 01 160), bei der das Brauchwasser zur Warmwasserversor
gung des Haushaltes von einer Pumpe ständig umgewälzt und
zugleich für die Raumheizung verwendet wird, wobei es in
den zu beheizenden Räumen angeordnete Wärmetauscher durch
strömt. Wird aus einer Zweigleitung Brauchwasser gezapft,
so wird das aus dem System entnommene Wasser sogleich
durch die angeschlossene Wasserversorgungszulaufleitung
ersetzt, wobei der starke Temperaturabfall des Rücklauf
wassers sofort erfaßt und durch stärkere Aufheizung durch
die Heizvorrichtung ausgeglichen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brauchwasserheizung der
eingangs näher erläuterten Art so auszubilden, daß sie auch
in Mehrfamilienhäusern eingesetzt werden kann, wo die Wärme
entnahme für jede Arbeitsleitung getrennt gemessen und ggf.
angezeigt werden muß.
Wärmemengenmesser zum Messen der für die Raumheizung ver
brauchten Wärmemengen sind an sich bekannt. Sie arbeiten
in der Weise, daß die von den Wärmetauschern an den Raum
abgegebene Wärme zugleich eine Meßsubstanz verdampft, wo
bei die verdampfte Meßsubstanzmenge ein Maß für die ab
gegebene Wärmemenge darstellt. Diese bekannten Wärmemengen
meßvorrichtungen arbeiten sehr ungenau und erlauben nur
durch Vergleich mit anderen Verbrauchern der gleichen Hei
zung eine einigermaßen zutreffende Verteilung der ver
brauchten Wärmemengen und damit auch der Heizkosten. Die
beim Zapfen von Brauchwasser entnommenen Wärmemengen kön
nen hierdurch nicht erfaßt werden.
Um eine genaue Wärmemengenmessung in verschiedenen Arbeits
leitungen des gleichen Heizungssystems zu ermöglichen, das
nach dem Prinzip der Brauchwasserheizung arbeitet, wird mit
der Erfindung vorgeschlagen, daß der Arbeitsleitung eine
Wärmemengenmeßvorrichtung zugeordnet ist, welche sowohl die
von den Wärmetauschern für die Raumheizung entnommene als
auch die mit dem gezapften warmen Brauchwasser abgeführten
Wärmemengen erfaßt. Dies geschieht mit der Erfindung da
durch, daß die Wärmemengenmeßvorrichtung einen Rechner auf
weist, der die verbrauchte Wärmemenge aus der der Arbeits
leitung zugeführten Wassermenge und der Differenz von Ar
beitsvorlauftemperatur und Hauptrücklauftemperatur oder
Versorgungszulauftemperatur ermittelt.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß sowohl die durch die
Raumheizung verbrauchten Wärmemengen als auch die beim Zapfen
von Brauchwasser entnommenen Wärmemengen genau festgestellt
und ggf. angezeigt werden können, wenn an den Rechner eine
Anzeigevorrichtung angeschlossen ist.
Bei der praktischen Ausführung wird zweckmäßig in der Arbeits
vorlaufleitung ein Durchflußmengenmesser und ein Temperatur
fühler für die Vorlauftemperatur sowie in der Hauptrücklauf
leitung ein Temperaturfühler für die Rücklauftemperatur und
in der Versorgungszulaufleitung ein Temperaturfühler für die
Zulauftemperatur angeordnet. Hierbei werden der Durchfluß
mengenmesser und der Vorlauftemperaturfühler direkt und die
Temperaturfühler für Rücklauftemperatur und Zulauftemperatur
über einen Umschalter abwechselnd an den Rechner angeschlos
sen. Der Umschalter wird von einem Stromwächter betätigt,
der in der Zweigleitung angeordnet ist und dafür sorgt, daß
beim Zapfen von Brauchwasser anstelle der Temperatur des von
den Heizkörpern zurücklaufenden Wassers die Temperatur des
aus der Versorgungsleitung zufließenden Kaltwassers in den
Rechner eingespeist wird, so daß dieser die entnommene Wärme
menge aus der Differenz von Vorlauftemperatur und Kaltwasser
temperatur ermittelt, denn die mit dem Brauchwasser entnom
mene Wärmemenge ist besonders groß und muß vollständig er
setzt werden, während die Temperatur des von den Wärmetau
schern in die Ringleitung zurückfließenden Wassers in der
Regel wesentlich höher liegt, so daß mit der Heizung wesent
lich geringere Wärmemengen zugeführt werden müssen, um die
ses Rücklaufwasser wieder auf die gewünschte Vorlauftempera
tur zu bringen.
Um eine exakte Wärmemengenmessung bei Brauchwasserentnahme
zu gewährleisten, kann in der Hauptleitung vor den Wärme
tauschern für die Raumheizung ein Absperrventil angeordnet
sein, das von dem Stromwächter geschlossen wird, wenn dieser
einen Durchfluß feststellt und den Umschalter vom Rücklauf
temperaturfühler auf den Zulauftemperaturfühler umstellt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der ei
ne bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Bei
spiel näher erläutert ist und die eine Brauchwasserheizung
der erfindungsgemäßen Art in einem schematischen Schaltbild
zeigt.
Die in der Zeichnung dargestellte Brauchwasserheizung ver
wendet das für die Warmwasserversorgung benötigte Warmwasser
zugleich zur Beheizung des Gebäudes. Die Heizung hat eine
Ringleitung 10, zwischen deren Vorlaufleitung 11 und Rück
laufleitung 12 für jede Wohnung eine besondere Arbeitslei
tung angeschlossen ist, von denen in der Zeichnung jedoch
nur eine dargestellt ist, die in ihrer Gesamtheit mit 13
bezeichnet ist. An die Ringleitung 10 ist eine Wasserversor
gungszulaufleitung 14 angeschlossen, in der sich ein Rück
flußverhinderer 15 befindet, um zu gewährleisten, daß kein
Wasser aus der Ringleitung zurück in die Versorgungsleitung
strömt.
Das Wasser in der Ringleitung 10 wird von einer Heizvorrich
tung 16, die zweckmäßig ein Durchlauferhitzer ist, auf die
gewünschte Temperatur gebracht und von einer Pumpe 17 stän
dig umgewälzt. Hierbei wird die Temperatur des in die Vor
laufleitung 11 strömenden Brauchwassers durch eine Heizungs
regelung 18 konstant gehalten, welche den Brenner 19 der
Heizung 16 in Abhängigkeit von der Differenz aus Vorlauf
temperatur und Rücklauftemperatur des in der Ringleitung 10
strömenden Wassers steuert. Hierbei wird die Vorlauftempera
tur in der Ringleitung von dem zwischen Heizungsvorrichtung
16 und Pumpe 17 angeordneten Vorlauftemperaturfühler 20 und
dem vor der Heizung angeordneten Rücklauftemperaturfühler 21
abgetastet.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, teilt sich die Arbeitsvor
laufleitung 13 a in eine Hauptleitung 22 und in eine Zweig
leitung 23. Die Zweigleitung 23 führt zu mehreren Zapfstel
len 24, während in der Hauptleitung 22 die Wärmetauscher 25
für die Raumheizung angeordnet sind. In der Zeichnung ist
nur ein Wärmetauscher 25 dargestellt, es ist jedoch klar,
daß natürlich auch mehrere Wärmetauscher in Reihe hinterein
ander angeordnet sein können, um mehrere Räume zu beheizen,
und daß es auch möglich ist, die einzelnen Wärmetauscher 25
mit einer hier nicht näher dargestellten Bypassleitung zu
versehen, so daß sie einzeln abgesperrt und außer Betrieb
genommen werden können, ohne den Durchfluß durch die Haupt
leitung 22 zu beeinträchtigen.
Um die für die Raumheizung einerseits und beim Zapfen von
Brauchwasser andererseits entnommenen Wärmemengen exakt zu
messen, ist für jede Arbeitsleitung eine besondere Wärme
mengenmeßvorrichtung vorgesehen, die in ihrer Gesamtheit
mit 26 bezeichnet ist. Die Wärmemengenmeßvorrichtung 26 hat
einen Rechner 27, dem alle erforderlichen Meßdaten zugeführt
werden und der die errechneten Wärmemengenwerte einem An
zeigegerät 28 zuführt, wo sie als Summe der bisher verbrauch
ten Wärmemengen ständig angezeigt werden.
Der Rechner 27 errechnet die Wärmemengen aus der der Arbeits
leitung 13 zugeführten Wassermenge und der Differenz aus Vor
lauftemperatur und Rücklauftemperatur in der Arbeitsleitung
bzw. aus der Differenz der Vorlauftemperatur in der Arbeits
leitung und der Zulauftemperatur in der Zulaufleitung 14.
Um diese Werte zu ermitteln, ist in der Vorlaufleitung 13 a
der Arbeitsleitung 13 ein Durchflußmengenmesser 29 angeord
net, welcher die durchfließenden Wassermengen mißt und die
Meßwerte in den Rechner 27 eingibt. An die Vorlaufleitung
13 a ist ferner ein Temperaturfühler 30 zum Messen der Vor
lauftemperatur in der Arbeitsleitung 13 angeordnet, der
seine Werte ebenfalls in den Rechner 27 eingibt.
Die Rücklauftemperatur der Arbeitsleitung 13 wird in der
Arbeitsrücklaufleitung 13 b hinter dem letzten Wärmetauscher
25 mit einem dort angeordneten Temperaturfühler 31 gemessen
und ebenfalls dem Rechner 27 zugeführt. Hierbei ist die
Steuerleitung 31 s des Temperaturfühlers 31 aber nicht direkt
an den Rechner 27, sondern an die eine Klemme 32 a eines Um
schalters 32 angeschlossen, dessen andere Klemme 32 b an die
Steuerleitung 33 s eines Temperaturfühlers 33 angeschlossen
ist, der in die Versorgungszulaufleitung 14 eingeschaltet
ist und die Zulauftemperatur des durch die Zulaufleitung 14
eingespeisten, kalten Frischwassers abtastet.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird der Umschalter 32 von
einem Stromwächter 34 betätigt, der in der Zweigleitung 23
angeordnet ist und anspricht, sobald aus einer der Zapfstel
len 24 warmes Brauchwasser gezapft wird.
Der Stromwächter 34 steuert außerdem ein Absperrventil 35,
das in der Hauptleitung 22 vor den Wärmetauschern 25 ange
ordnet ist und diese Hauptleitung absperrt, wenn warmes
Brauchwasser gezapft wird und der Stromwächter 34 das Ab
sperrventil 35 betätigt.
Solange kein warmes Brauchwasser an einer der Zapfstellen 24
entnommen wird und in der Zweigleitung 23 kein Wasser fließt,
stellt der Umschalter 32 die Verbindung vom Temperaturfühler
31 zum Rechner 27 über den Kontakt 32 a her. Das Absperrventil
35 ist dann geöffnet und das von der Heizung 16 auf einen be
stimmten Wert erhitzte Brauchwasser strömt allein durch die
Hauptleitung 22. Hierbei wird die gelieferte Wassermenge von
dem Durchflußmengenmesser 29 erfaßt und die Differenz von Vor
lauftemperatur und Rücklauftemperatur von den Temperaturfüh
lern 30 und 31 gemessen. Diese Meßwerte werden dem Rechner 27
aufgegeben, der hieraus die entnommene Wärmemenge berechnet
und dem Anzeigegerät 28 zuführt.
Sobald Warmwasser aus einer der Zapfstellen 24 entnommen
wird, stellt der Stromwächter einen Durchfluß in der Zweig
leitung 23 fest. Er betätigt dann gleichzeitig den Umschal
ter 32 und das Absperrventil 35, wobei diese in die in der
Zeichnung dargestellten Lagen gelangen. Hierdurch wird der
Durchfluß durch die Hauptleitung 22 abgesperrt und der Tem
peraturfühler 33 an den Rechner anstelle des Temperatur
fühlers 31 angeschlossen. Der Rechner 27 ermittelt nun die
beim Zapfen von Brauchwasser entnommene Wärmemenge aus der
vom Durchflußmengenmesser 29 ermittelten Wassermenge und der
Differenz aus der von dem Temperaturfühler 30 gemessenen Vor
lauftemperatur und der von dem Temperaturfühler 33 gemessenen
Zulauftemperatur des kalten Wassers, welches die entnommene
Brauchwassermenge ersetzen muß, um das System gefüllt zu
halten. Die hierdurch stark herabgesetzte Rücklauftempera
tur in der Ringleitung wird sofort von dem Ringleitungs
temperaturfühler 21 erfaßt und in die Regelung 18 eingegeben,
welche sofort den Brenner 19 der Heizung 16 einschaltet und
dafür sorgt, daß das kühle, mit kaltem Leitungswasser ver
mischte Rücklaufwasser rasch auf die erforderliche hohe Vor
lauftemperatur erhitzt wird.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbei
spiel beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Er
gänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlas
sen. Beispielsweise ist es möglich, anstelle einer Zweig
leitung mit mehreren Zapfstellen auch mehrere Zweigleitun
gen mit je einer Zapfstelle vorzusehen und dann jeder Zweig
leitung einen eigenen Umschalter zuzuordnen. Außerdem ist das
Absperrventil 35 in der Hauptleitung 22 nicht unbedingt er
forderlich, da bei Brauchwasserentnahme aus einer Zapfstelle
24 das Druckgefälle zur Hauptleitung 22 so groß ist, daß dort
praktisch kein Wasser mehr fließt. Ferner könnte auch die Um
schaltung von dem Temperaturfühler 31 auf den Temperaturfüh
ler 33 und umgekehrt auf andere Weise erfolgen.
Claims (4)
1. Brauchwasserheizung zur Warmwasserversorgung und zum
Beheizen eines Gebäudes, mit einer an eine Wasserver
sorgungszulaufleitung angeschlossenen Ringleitung, in
der eine Pumpe zum Umwälzen, eine Heizvorrichtung zum
Erhitzen des Wassers und eine Regeleinrichtung zum Kon
stanthalten der Wassertemperatur angeordnet sind und
zwischen deren Vorlaufleitung und Rücklaufleitung min
destens eine Arbeitsleitung angeordnet ist, die eine
Hauptleitung mit den angeschlossenen Wärmetauschern
für die Raumheizung und mindestens eine Zweigleitung
mit Zapfstellen für die Entnahme von erhitztem Brauch
wasser sowie zusätzliche Steuerelemente zum raschen
Erfassen des Temperaturabfalls des Rücklaufwassers
aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Arbeitsleitung (13) eine Wärmemengenmeßvorrich
tung (26) zugeordnet ist, welche sowohl die von den
Wärmetauschern (25) für die Raumheizung entnommenen
als auch die mit dem gezapften warmen Brauchwasser ab
geführten Wärmemengen erfaßt.
2. Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmemengenmeßvorrichtung
(26) einen Rechner (27) aufweist, der die verbrauchte
Wärmemenge aus der der Arbeitsleitung (13) zugeführten
Wassermenge und der Differenz von Arbeitsvorlauftempe
ratur und Hauptrücklauftemperatur oder Versorgungs
zulauftemperatur ermittelt.
3. Heizung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Arbeitsvorlauf
leitung (13 a) ein Durchflußmengenmesser (29) und ein
Temperaturfühler (30) für die Vorlauftemperatur, in
der Hauptrücklaufleitung (13 b) ein Temperaturfühler (31)
für die Rücklauftemperatur und in der Versorgungszulauf
leitung (14) ein Temperaturfühler (33) für die Zulauf
temperatur angeordnet sind und daß der Durchflußmengen
messer (29) und der Vorlauftemperaturfühler (30) direkt
und die Temperaturfühler (31 und 33) für Rücklauftempe
ratur und Zulauftemperatur über einen Umschalter (32)
abwechselnd an den Rechner (27) angeschlossen werden,
wobei der Umschalter (32) von einem in der Zweigleitung
(23) angeordneten Stromwächter (34) betätigt wird.
4. Heizung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Hauptleitung
(22) vor den Wärmetauschern (25) für die Raumheizung ein
Absperrventil (35) angeordnet ist, das von dem Strom
wächter (34) geschlossen wird, wenn dieser einen Durch
fluß feststellt und den Umschalter (32) vom Rücklauf
temperaturfühler (31) auf den Zulauftemperaturfühler
(33) umstellt.
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DE3617061A1 true DE3617061A1 (de) | 1987-11-26 |
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