DE3617061A1 - Brauchwasserheizung - Google Patents

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.