DE3917068A1 - Aufheizsteuerung eines brauchwasserspeichers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Aufheizsteuerung eines Brauchwasserspeichers nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine solche Aufheizsteuerung und eine entsprechende Anlage ist der DE-OS 22 01 628 zu entnehmen. Die dort beschriebene Anlage besitzt einen Primärkreis zwischen dem Wassererhitzer und einem Wärmeaustauscher und einen Sekundärkreis zwischen dem Wärmeaustauscher und dem Brauchwasserspeicher. Der Primärkreis besteht aus einem Heizmittelvor- und -rücklauf und der Sekundärkreis aus einem Kalt- und Warmwasserzweig. Die Aufheizsteuerung erfolgt durch eine thermostatisch gesteuerte Brauchwasserladepumpe in Verbindung mit einem am Ausgang des Wärmeaustauschers angeordneten Regelventil. Da das Regelventil erst bei einer ausreichenden Temperatur öffnet, wird die Zufuhr von kaltem Wasser zum Brauchwasserspeicher über den Wärmeaustauscher vermieden. Die Brauchwasserladepumpe arbeitet dabei jedoch mit voller Leistung gegen das geschlossene Regelventil, was Nachteile zur Folge hat. Eine eigentliche Aufheizsteuerung des Primär- und des Sekundärkreises erfolgt nicht.

Gemäß der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 38 43 376.1 dient ein auf einen bestimmten Wert eingestellter Thermostat am Auslauf des Wärmeaustauschers der Steuerung, sowohl einer Ladepumpe im Primärkreis zwischen dem Wassererhitzer und dem Wärmeaustauscher als auch einer Ladepumpe im Sekundärkreis zwischen dem Wärmeaustauscher und dem Brauchwasserspeicher. Beide Ladepumpen werden mit geregelter Förderleistung derart betrieben, daß die Warmwasseraustrittstemperatur aus dem Wärmeaustauscher weitgehend konstant ist.

Die beschriebene Aufheizsteuerung funktioniert dann, wenn eine heizwirksame Mindesttemperatur vorhanden ist. Die Ladepumpen im Primär- und Sekundärkreis laufen dann mit abgestufter Leistung derart, daß die gewünschte Wärmetauschervorlauftemperatur eingehalten wird. Solange die Mindesttemperatur bei einer Anlage mit einem Niedertemperatur- oder Brennwertkessel noch nicht erreicht ist, kann diese Aufheizsteuerung keine einwandfreien Werte ergeben. Statt einer Aufheizung erfolgt nämlich zunächst eine Auskühlung des noch teilweise aufgeheizten Brauchwassers.

Es soll eine Aufheizsteuerung geschaffen werden, welche in allen Fällen die Einhaltung der eingestellten Wärmetauschervorlauftemperatur garantiert. Dadurch wird das Aufheizen des Speichers in einem einmaligen Umlauf des Speicherinhaltes ermöglicht.

Gemäß der Erfindung erfolgt dieses durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Maßnahmen.

Bei zunächst noch nicht ausreichend temperiertem Kesselwasser, was während des Sommerbetriebes immer und während des Winterbetriebes in der Niedertemperaturphase der Fall ist, wird bei einem Wärmebedarf des Brauchwasserspeichers in üblicher Weise sofort der Brenner gestartet. Der Heizkessel wird in kürzester Zeit aufgeheizt. Die Heizkreisladepumpe startet jedoch erst, wenn eine ausreichende Kesselvorlauftemperatur erreicht ist. Diese muß über (z.B. 10 K) der Solltemperatur des Brauchwasserspeichers liegen. Eine temperaturabhängige Volumenstromregelung hält dann diese Temperatur konstant, da die Heizkreisladepumpe mit einer der Einhaltung der Kesselvorlauftemperatur dienenden, variablen Förderleistung betrieben wird. Derselbe Vorgang wiederholt sich am Ausgang des Wärmeaustauschers. Die Brauchwasserladepumpe startet erst, wenn eine ausreichende Wärmetauschervorlauftemperatur erreicht ist, und sie läuft mit variabler Förderleistung, um diese Temperatur einzuhalten.

Durch die sinnvolle Aufheizsteuerung wird garantiert, daß nie zu kaltes Wasser vom Heizkessel zum Wärmeaustauscher und von dort zum Brauchwasserspeicher strömt. Es wird vielmehr zunächst die notwendige Vorlauftemperatur abgewartet und dann durch eine temperaturabhängige Volumenstromregelung eingehalten. Sobald dann die Brauchwasserladepumpe ununterbrochen mit voller Leistung läuft, beginnt die in der Patentanmeldung P 38 43 376.1 beschriebene Steuerung. Die Heizkreisladepumpe wird von dem Fühler am Ausgang des Wärmeaustauschers gesteuert, damit dem Wärmeaustauscher genau die Wärmemenge zugeführt wird, die zur Einhaltung der eingestellten Vorlauftemperatur nötig ist. Bei Unterschreiten dieser Vorlauftemperatur erfolgt wieder eine Steuerung der Brauchwasserladepumpe.

Für die einwandfreie Funktion der temperaturabhängigen Volumenstromregelung sind Ladepumpen erforderlich, die mit einem variablen, von der Sollwertabweichung abhängigen Puls-Pausenverhältnis gesteuert werden. Zu diesem Zweck wird zwischen den Temperaturfühlern und den Ladepumpen ein PID-Regler angeordnet.

Die beigefügte Zeichnung stellt in einer Figur ein Anlagenschema als Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.

In einem Primärkreis 1 mit einem Heizmittelvorlauf 2 und einem Heizmittelrücklauf 3 zwischen einem Wassererhitzer 4 und einem Wärmeaustauscher 5 erfolgt durch eine Heizkreisladepumpe 6 eine Zirkulation des Heizmittels. Vom Wärmeaustauscher 5 führt in einem Sekundärkreis 7 ein Warmwasserzweig 8 zu einem Brauchwasserspeicher 9 und von diesem ein Kaltwasserzweig 10 mit eingebauter Brauchwasserladepumpe 11 zum Wärmeaustauscher 5 zurück.

Beim Unterschreiten einer Einschalt-Solltemperatur an einem Thermostaten 13 werden vom Regler 14 der Heizkreis 16 abgesperrt, der Brenner 17 gestartet und die Ladepumpen 6, 11 in Bereitschaft gesetzt. Erst wenn am Kesselthermostaten 18 eine ausreichende Temperatur vorliegt, wird die Heizkreisladepumpe 6 eingeschaltet, u. zw. mit variabler Förderleistung, um diese Temperatur konstant zu halten. Die Brauchwasserladepumpe 11 wird erst eingeschaltet, wenn auch am Wärmetauscherfühler 15 die Brauchwasser-Solltemperatur vorliegt. Auch hier erfolgt dann ein Betrieb mit variabler Förderleistung, um die Vorlauftemperatur konstant zu halten. Bei feinster Leistungsabstufung über PID-Regler kann die Wärmetauschervorlauftemperatur so korrekt gesteuert werden, daß der Speicher in einem einmaligen Umlauf des Speicherinhaltes aufgeheizt wird. Sobald am Thermostaten 19 die Ausschalt-Solltemperatur des Brauchwassers erreicht oder leicht überschritten wird, werden die Funktionen des Brenners 17 des Heizkreises 16 und der Ladepumpen 6, 11 wieder umgekehrt, wobei auch ein verzögertes Rückschalten von Teilbereichen möglich ist.

Der wesentliche Effekt besteht darin, daß in den Wärmetauscher immer nur Wasser mit Kaltwassertemperatur einströmt und daß dem Heizkessel immer Heizwasser mit niedrigst möglichen Rücklauftemperaturen zugeführt wird, was auch eine maximale Nutzung eines Brennwertkessels erlaubt.

Claims (2)

1. Aufheizsteuerung eines Brauchwasserspeichers in einer Anlage mit einem Primärkreis zwischen einem Wassererhitzer und einem Wärmeaustauscher und einem Sekundärkreis zwischen dem Wärmeaustauscher und dem Brauchwasserspeicher, wobei im Primärkreis eine Heizkreisladepumpe und im Sekundärkreis eine Brauchwasserladepumpe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei zunächst zu geringer Kesselwassertemperatur die Heizkreisladepumpe (6) erst bei Erreichen einer ausreichenden Kesselvorlauf- und die Brauchwasserladepumpe (11) erst bei Erreichen einer ausreichenden Wärmetauschervorlauftemperatur eingeschaltet und beide Ladepumpen (6, 11) dann mit einer der Einhaltung dieser Kessel- bzw. Wärmetauschervorlauftemperatur dienenden, variablen Förderleistung betrieben werden.

2. Aufheizsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladepumpen (6,11) mit einem variablen, von der Sollwertabweichung abhängigen Puls-Pausenverhältnis gesteuert werden.