EP0337922A2 - Heizungsanlage - Google Patents

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EP0337922A2
EP0337922A2 EP19890710027 EP89710027A EP0337922A2 EP 0337922 A2 EP0337922 A2 EP 0337922A2 EP 19890710027 EP19890710027 EP 19890710027 EP 89710027 A EP89710027 A EP 89710027A EP 0337922 A2 EP0337922 A2 EP 0337922A2
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heat exchanger
water tank
heating
burner
hot water
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Joachim Berg
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N.V. VAILLANT S.A.
Vaillant Austria GmbH
Vaillant GmbH
Vaillant SARL
Vaillant Ltd
Original Assignee
Vaillant Austria GmbH
Nv Vaillant Sa
Joh Vaillant GmbH and Co
Vaillant GmbH
Vaillant SARL
Vaillant Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1069—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water regulation in function of the temperature of the domestic hot water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/212—Temperature of the water
    • F24H15/223—Temperature of the water in the water storage tank
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/305—Control of valves

Definitions

  • the invention relates to a heating system with a primary water heat exchanger that can be heated by a burner and to the flow of the primary heat exchanger via a three-way valve connected heating water circulation lines for heating a secondary heat exchanger arranged in a domestic hot water tank and / or at least one radiator.
  • the object of the invention is to ensure a constant, arbitrarily selectable hot water temperature independent of the respective cold water temperature and of the respective tap quantity, in particular when the system is operated by means of a single-stage burner.
  • Plants of the type mentioned at the outset have been working in a wide range of their work area to provide hot process water in cyclical operation, whereby it inevitably comes to fluctuations in the temperature of the heating water heating the domestic water, which has a negative effect on the desirable constant maintenance of the domestic water temperature.
  • this process water temperature is also dependent on the respective draw-off quantity and on the temperature of the cold water flowing from the supply line to the storage tank.
  • the invention aims at solving all of these problems and, according to its most important feature, provides that in a system of the type mentioned at the outset for controlling the three-way valve and a valve regulating the fuel supply to the burner, a first temperature sensor in a branch leading to the secondary heat exchanger of the domestic hot water tank Flow line of the primary heat exchanger and a second temperature sensor in or on the domestic hot water tank or the hot water line via signal lines to a common, via control lines with the valve regulating the fuel supply to the burner and connected to the three-way valve controller.
  • a flow switch can be arranged in its cold water supply line or in its tap line, which starts the burner regardless of the instantaneous temperature of the storage water. If the burner is equipped with a combustion air or exhaust gas blower, the blower is operated continuously from the first burner cycle until the end of the tap cycle in order to achieve a delay-free cycle of the burner and thus to limit the fluctuations in the flow temperature to a minimum.
  • the water heating system comprises a burner that heats a water-carrying heat exchanger 1, preferably a gas burner 2, the Fuel gas is supplied via a gas supply line 3 and a valve 4 regulating the gas supply.
  • This primary heat exchanger 1 emits heating water via a supply line 5 and is connected to a return line 6, which returns the cooled heating water.
  • a three-way valve 7 is arranged, which either opens the way to a heating circuit 8 in which there is at least one heating element 9, or - during the continuous or recharging operation - the flow flowing from the primary heat exchanger the way to a secondary heat exchanger 11 of a hot water tank 12 via the circulation line 10 opens.
  • a tap line 13 with at least one tap valve 14 and a tap point 15 starts from the hot water tank 12.
  • the hot water tank 12 is supplied with cold water from the supply line 16.
  • the flow switch 17 can be arranged, which is connected to the controller 22 via a signal line 25 and starts the continuous operation of the domestic hot water tank 12 as soon as a tap takes place.
  • the system comprises at least two temperature sensors, namely a temperature sensor 18 in the flow of the circulation line device 10 of the hot water heater 12 heating water and a temperature sensor 19 arranged in or on this hot water tank 12 itself or on the tap 13.
  • temperature sensors 18 and 19 are connected via signal lines 20 and 21 to a common controller 22 which controls the valve 4 regulating the fuel supply to the burner 2 via the control line 23 and the three-way valve 7 via the control line 24, depending on the two of them measured values transmitted by the temperature sensors 18 and 19.
  • the controller 22 is assigned a preselection device 26 for the desired hot water temperature and connected to it via a control line 27.
  • Figure 2 shows the head area of the domestic hot water tank 12 on a larger scale, together with the connection of the hot water circulating line 10 and the outlet of the tap line 13 and with part of the coil forming the secondary heat exchanger 11.
  • the power output of the burner 2 is regulated as a function of the temperature detected by the temperature sensor 18 in the flow line 10 and its deviation from a predetermined target value.
  • This target value is formed by the controller 22 as a function of the difference between the hot water temperature set on the preselector 26 and the temperature measured on the sensor 19.
  • the target value for the flow temperature is reduced, thus ensuring a hot water temperature that is independent of the cold water temperature and the flow rate (draw-off volume).
  • this temperature sensor 19 also takes over the function of a mechanical thermostat regulating the temperature of the storage water and starts or ends a recharge of the domestic water storage.

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Abstract

Heizungsanlage mit einem durch einen Brenner beheizbaren, heizwasserführenden Primärwärmetauscher sowie an den Vorlauf des Primärwärmetauschers über ein Dreiwegeventil angeschlossene Heizwasserumlaufleitungen zur Erwärmung eines in einem Brauchwasserspeicher angeordneten Sekundärwärmetauschers und/oder mindestens eines Heizkörpers. Zur Konstanthaltung der Temperatur des Brauchwassers ist dieses Dreiwegeventil (7) und ein die Brennstoffzufuhr zum Brenner (2) regelndes Ventil (4) von einem gemeinsamen Regler (22) steuerbar, dem Signalleitungen (20, 21) zweier Temperaturfühler (18 und 19) angeschlossen sind. Der eine Temperaturfühler (18) ist in einem zum Sekundärwärmetauscher (11) des Brauchwasserspeichers (12) führenden Zweig (10) der Vorlaufleitung (5) des Primärwärmetauschers (1) und der zweite Temperaturfühler (19) ist im Brauchwasserspeicher (12) angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage mit einem durch einen Brenner beheizbaren, heizwasserführenden Primärwärmetauscher sowie an den Vorlauf des Primärwärme­tauschers über ein Dreiwegeventil angeschlossene Heizwas­serumlaufleitungen zur Erwärmung eines in einem Brauch­wasserspeicher angeordneten Sekundärwärmetauschers und/oder mindestens eines Heizkörpers.
  • Aufgabe der Erfindung ist eine von der jeweiligen Kalt­wassertemperatur und von der jeweiligen Zapfmenge unab­hängige Gewährleistung einer konstanten, beliebig wähl­baren Brauchwassertemperatur, insbesondere bei einem Betrieb der Anlage mittels eines einstufigen Brenners.
  • Anlagen der eingangs bezeichneten Gattung arbeiten bisher in einem weiten Umfang ihres Arbeitsbereiches zur Bereit­stellung warmen Brauchwassers im Taktbetrieb, wobei es zwangsläufig zu Schwankungen der Temperatur des das Brauchwasser beheizenden Heizwassers kommt, die sich ne­gativ auf die wünschenswerte Konstanthaltung der Brauch­wassertemperatur auswirken. Außerdem ist diese Brauch­wassertemperatur auch bei gleichbleibender Temperatur des beheizenden Wassers, zum Beispiel bei Einsatz eines modu­lierbaren Brenners, auch noch von der jeweiligen Zapfmen­ge und von der Temperatur des dem Speicher aus der Versorgungsleitung zuströmenden Kaltwassers abhängig.
  • Die Erfindung zielt auf eine Lösung all dieser Probleme ab und sieht ihrem wesentlichsten Merkmal zufolge vor, daß bei einer Anlage der eingangs bezeichneten Gattung zur Steuerung des Dreiwegeventiles und eines die Brenn­stoffzufuhr zum Brenner regelnden Ventiles ein erster Temperaturfühler in einem zum Sekundärwärmetauscher des Brauchwasserspeichers führenden Zweig der Vorlaufleitung des Primärwärmetauschers und ein zweiter Temperaturfühler im oder am Brauchwasserspeicher oder der Warmwasserlei­tung über Signalleitungen an einen gemeinsamen, über Steuerleitungen mit dem die Brennstoffzufuhr zum Brenner regelnden Ventil und mit dem Dreiwegeventil verbundenen Regler angeschlossen sind.
  • Mit diesen beiden Zielstrebig angeordneten Wärmefühlern kann eine vorwählbare Auslauftemperatur des Brauchwassers an der Zapfstelle unabhängig von der Temperatur des zu­strömenden Kaltwassers und unabhängig von der jeweiligen Zapfmenge gewährleistet werden.
  • Zur Auslösung des Durchlaufbetriebes des Brauchwasser­speichers kann in dessen Kaltwasserversorgungsleitung oder in dessen Zapfleitung ein Strömungsschalter angeord­net sein, der den Brenner unabhängig von der augenblick­lichen Temperatur des Speicherwassers startet. Ist der Brenner mit einem Verbrennungsluft- oder Abgasgebläse ausgerüstet, wird ab dem ersten Brennertakt bis zum Ende des Zapfzyklus das Gebläse im Dauerlauf betrieben, um ein verzögerungsfreies Takten des Brenners zu erreichen und damit die Schwankungen der Vorlauftemperatur auf ein Minimum zu begrenzen.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen veranschaulicht.
  • Im einzelnen zeigen:
    • Figur 1 das Schaltschema der Anlage und
    • Figur 2 den Kopf des Brauchwasserspeichers.
  • Die erfindungsgemäße Wasserbeheizungsanlage umfaßt gemäß Figur 1 einen einen wasserführenden Wärmetauscher 1 be­heizenden Brenner, vorzugsweise einen Gasbrenner 2, dem über eine Gaszufuhrleitung 3 und ein die Gaszufuhr re­gelndes Ventil 4 Brenngas zugeführt wird.
  • Dieser Primärwärmetauscher 1 gibt über eine Vorlauflei­tung 5 Heizwasser ab und ist an eine Rücklaufleitung 6 angeschlossen, die das abgekühlte Heizwasser rückführt.
  • In der Vorlaufleitung 5 ist ein Dreiwegeventil 7 angeord­net, das dem Vorlauf entweder den Weg in einen Heizkreis 8 freigibt, in dem sich zumindest ein Heizkörper 9 befin­det, oder - während des Durchlauf- oder Nachladebetrie­bes - dem vom Primärwärmetauscher zuströmenden Vorlauf den Weg zu einem Sekundärwärmetauscher 11 eines Warmwas­serspeichers 12 über die Umlaufleitung 10 öffnet. Vom Warmwasserspeicher 12 geht eine Zapfleitung 13 mit zumin­dest einem Zapfventil 14 und einer Zapfstelle 15 aus.
  • Der Brauchwasserspeicher 12 wird aus der Versorgungslei­tung 16 mit Kaltwasser versorgt. In dieser Versorgungs­leitung 16 (oder in der Zapfleitung 13) kann der Strö­mungsschalter 17 angeordnet sein, der über eine Signal­leitung 25 mit dem Regler 22 verbunden ist und den Durchlaufbetrieb des Brauchwasserspeichers 12 startet, sobald eine Zapfung erfolgt.
  • Die Anlage umfaßt zumindest zwei Temperaturfühler, näm­lich einen Temperaturfühler 18 im Vorlauf der Umlauflei­ tung 10 des den Brauchwasserspeicher 12 beheizenden Heizwassers und einen in oder an diesem Brauchwasserspei­cher 12 selbst oder an der Zapfleitung 13 angeordneten Temperaturfühler 19.
  • Diese Temperaturfühler 18 und 19 sind über Signallei­tungen 20 beziehungsweise 21 mit einem gemeinsamen Regler 22 verbunden, der über die Steuerleitung 23 das die Brennstoffzufuhr zum Brenner 2 regelnde Ventil 4 und über die Steuerleitung 24 das Dreiwegeventil 7 steuert, und zwar in Abhängigkeit von den beiden ihm seitens der Tem­peraturfühler 18 und 19 übermittelten Meßwerte.
  • Dem Regler 22 ist eine Vorwahleinrichtung 26 für die ge­wünschte Brauchwassertemperatur zugeordnet und über eine Steuerleitung 27 mit diesem verbunden.
  • Figur 2 zeigt den Kopfbereich des Brauchwasserspeichers 12 in einem größeren Maßstab, samt dem Anschluß der heiz­wasserführenden Umlaufleitung 10 und dem Ausgang der Zapfleitung 13 sowie mit einem Teil der den Sekundärwär­metauscher 11 bildenden Rohrschlange.
  • Die Leistungsabgabe des Brenners 2 wird in Abhängigkeit von der durch den Temperaturfühler 18 in der Vorlauflei­tung 10 erfaßten Temperatur und deren Abweichung von ei­nem vorgegebenen Soll-Wert geregelt. Dieser Soll-Wert wird durch den Regler 22 in Abhängigkeit von der Diffe­renz zwischen der an der Vorwahleinrichtung 26 einge­stellten Brauchwassertemperatur und der am Fühler 19 gemessenen Temperatur gebildet.
  • Mit steigender Brauchwassertemperatur wird der Soll-Wert für die Vorlauftemperatur zurückgenommen und somit eine von der Kaltwassertemperatur und der Durchflußmenge (Zapfmenge) unabhängige Brauchwassertemperatur gewährlei­stet.
  • Außerhalb der Zapfzeiten übernimmt dieser Temperaturfüh­ler 19 auch die Funktion eines die Temperatur des Spei­cherwassers regelnden mechanischen Thermostaten und startet beziehungsweise beendet eine Nachladung des Brauchwasserspeichers.

Claims (2)

1. Heizungsanlage mit einem durch einen Brenner be­heizbaren, heizwasserführenden Primärwärmetau­scher sowie an den Vorlauf des Primärwärmetau­schers über ein Dreiwegeventil angeschlossene Heizwasserumlaufleitungen zur Erwärmung eines in einem Brauchwasserspeicher angeordneten Sekun­därwärmetauschers und/oder mindestens eines Heizkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung dieses Dreiwegeventiles (7) und eines die Brennstoffzufuhr zum Brenner (2) regelnden Ventiles (4) ein Temperaturfühler (18) in einem zum Sekundärwärmetauscher (11) des Brauchwasser­speichers (12) führenden Zweig (10) der Vorlauf­leitung (5) des Primärwärmetauschers (1) und ein weiterer Temperaturfühler (19) im Brauchwasser­ speicher (12) über Signalleitungen (20 bezie­hungsweise 21) an einen gemeinsamen, über Steuerleitungen (23 beziehungsweise 24) mit dem die Brennstoffzufuhr zum Brenner (2) regelnden Ventil (4) und mit dem Dreiwegeventil (7) ver­bundenen Regler (22) angeschlossen sind.
2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in der Kaltwasserversorgungsleitung (16) des Brauchwasserspeichers (12) oder in des­sen Zapfleitung (13) angeordneten Strömungs­schalter (17) zur Auslösung des Durchlaufbetrie­bes des Brauchwasserspeichers (12).
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