EP0471644B1

EP0471644B1 - Kombiheizgerät

Info

Publication number: EP0471644B1
Application number: EP91710024A
Authority: EP
Inventors: Bernd Schulz
Original assignee: Vaillant Austria GmbH; Vaillant NV; Joh Vaillant GmbH and Co; Vaillant GmbH; Vaillant SARL; Vaillant Ltd; Vaillant BV
Current assignee: Nv Vaillant Sa; VAILLANT B.V.; Vaillant Austria GmbH; Vaillant GmbH; Vaillant SARL; Vaillant Ltd
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2011-07-30
Also published as: DE9109421U1; DE59101779D1; EP0471644A1; ATE106529T1; ATA160090A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kombiheizgerät mit einem Heizwasserumlauf und einem Sekundär-Wärmetauscher zur Brauchwassererwärmung, der mittels eines magnetschalterbetriebenen Vorrang-Umschaltventils während der Brauchwasserzapfungen von dem Heizwasser durchflossen ist, wobei ein derartiges Kombiheizgerät aus der DE-AS 12 75 748 bekannt ist. Bei dieser Anlage wirkt ein Magnetschalter auf ein 3-Wege-Ventil. Die Spule des Magnetschalters ist dabei stromdurchflossen, das heißt, der Magnetschalter ist in Betrieb, wenn der Brauchwasserkreis geschlossen ist und Brauchwasser entnommen wird. Die Zeitdauer, während der die Heizung des Kombigerätes in Betrieb ist, übertrifft im allgemeinen ganz beträchtlich die Zeitdauer der Brauchwasserentnahme, so daß die Leistungsaufnahme des Schalters und insbesondere die Dimensionierung der Magnetspule im wesentlichen von dem inneren Aufbau des Magnetschalters abhängt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kombiheizgerät der oben beschriebenen Art hinsichtlich des Energieverbrauchs und des Aufbaus des Magnetschalters zu verbessern.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, wonach der Magnetschalter aus einer Magnetspule mit Eisenkern und einer in einem Membranschaltergehäuse angeordneten, mit einem Schließglied versehenen Blattfeder besteht, wobei der während der Brauchwasserzapfungen magnetisierte Eisenkern die Blattfeder gegen deren Rückstellkraft anzieht, wodurch das Schließglied alternativ entweder eine Druckausgleichsöffnung einer Membran eines Membranschalters oder eine druckseitig einer Umwälzpumpe einmündende Druckaufbauleitung verschließt, während die Membran über einen Schaltstift mit einem federbelasteten Membranteller verbunden ist, der alternativ den Heizungsrücklauf oder den Rücklauf über den Sekundär-Wärmetauscher freigibt. Infolge beginnender Brauchwasserzapfung ist die Magnetspule des Magnetschalters stromdurchflossen, so daß die Blattfeder angezogen wird und mit ihrem Schließglied die Druckaufbauleitung verschließt.
Gleichzeitig wird die Druckausgleichsöffnung der Membran des Membranschalters freigegeben. Zwischen den beiden Kammern des Membranschalters bildet sich ein Druckausgleich, und die Membran erschlafft. Dadurch wird der über einen Schaltstift mit der Membran verbundene Membranteller von dessen Rückstellfedern gegen seinen anderen Anschlag gepreßt. Dieser Anschlag ist so gewählt, daß nunmehr der Heizungsrücklauf verschlossen und gleichzeitig der Rücklauf über den Sekundär-Wärmetauscher freigegeben ist. Nach Beendigung des Zapfvorganges fällt die Blattfeder von der jetzt stromfreien Magnetspule ab. Das Schließglied der Blattfeder bewegt sich aufgrund der Rückfederung von der Druckaufbauleitung zur Druckausgleichsöffnung der Membran. Die auf diese Weise abgedichtete Membran trennt zwei separate Druckkammern voneinander, wobei sich innerhalb der Kammer, in der die Druckaufbauleitung mündet, ein Überdruck aufbauen kann.
Die Membran zwischen den beiden Kammern wird ballonartig gedehnt und verschiebt dabei den mit ihr verbundenen Membranteller gegen dessen Federlast. Der Membranteller wird an den Mündungsbereich der über den Sekundär-Wärmetauscher geleiteten Rücklaufleitung angedrückt, so daß diese verschlossen ist, und gibt die allein der Heizung dienende Rücklaufleitung frei. Dieser Aufbau nach Servomanier erfordert nur eine geringe Anzugskraft beziehungsweise Leistungsaufnahme des Magnetschalters und daher auch nur eine kleine Magnetspule.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zweigen von durch die Membran getrennten Kammern des Membranschalters jeweils eine Leitung zu zwei weiteren Kammern eines zweiten Membranschalters ab. Dieser zweite Membranschalter weist bevorzugt eine Wippe auf, wobei ein mit der Membran verbundener Stellstift an einem federbelasteten Arm der Wippe angreift und der andere Arm mit Schaltkontaktelementen versehen ist. Auf diese Weise können in Abhängigkeit von der Betriebsart des Kombiheizgerätes weitere Funktionen ausgelöst werden. Beispielsweise läßt sich ein Thermostatregler einschalten, der aufgrund der gewünschten Auslauftemperatur des zu zapfenden Brauchwassers vorzugsweise über die Umlaufpumpe auf die Strömung des den Sekundär-Wärmetauscher durchfließenden Rücklaufwassers einwirkt. Der zweite Membranschalter kann aber auch zur SollWert-Umschaltung oder Gasmengensteuerung eingesetzt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet beziehungsweise werden nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Vorrang-Umschaltventils in der Konfiguration "Zapfbetrieb" und
Figur 2 wie Figur 1, aber in der Konfiguration ""Heizbetrieb".

Das dargestellte Vorrang-Umschaltventil besteht im wesentlichen aus einem Magnetschalter 1 und einem durch den Magnetschalter 1 betätigbaren Membranschalter 2. Eine während des Zapfbetriebes stromdurchflossene Magnetspule 3 bewirkt die Magnetisierung eines von der Magnetspule 3 eingeschlossenen Eisenkernes 4. Der in eine erste Kammer 5 des Membranschalters 2 hineinragende magnetisierte Eisenkern 4 zieht einen Eisenbeschlag 6 einer innerhalb der ersten Kammer 5 gelagerten Blattfeder 7 an. Die Blattfeder 7 ist an ihrem schwingenden Ende mit einem Schließglied 8 versehen. Bei angezogener Blattfeder 7 verschließt das Schließglied 8 die Einmündung einer mit der Druckseite 9 einer Umwälzpumpe 10 verbundenen Druckaufbauleitung 11.
Eine die Kammer 5 von einer zweiten Kammer 12 trennende Membran 13 des Membranschalters 2 ist mit einer dem Schließglied 8 gegenüberliegenden Druckausgleichsöffnung 14 versehen. Die Membran 13 ist außerdem mit einem Schaltstift 15 verbunden, welcher einen Membranteller 16 trägt und durch die Membranschalterwandung in eine benachbarte Rücklaufkammer 17 hineinragt. Die zweite Kammer 12 des Membranschalters 2 besitzt außerdem eine Öffnung für den Heizungsrücklauf 18, während der über den Sekundär-Wärmetauscher geführte Rücklauf 19 in die Rücklaufkammer 17 einmündet. Bei der in Figur 1 veranschaulichten Konfiguration für Zapfbetrieb ist der über den Sekundär-Wärmetauscher geführte Rücklauf 19 über die Rücklaufkammer 17 mit der Umwälzpumpe 10 verbunden. Der Anschluß des Heizungsrücklaufes 18 an die Rücklaufkammer 17 ist durch den von einer Druckfeder 20 gegen eine Öffnung 21 gepreßten Membranteller 16 versperrt. Durch diese zwischen der zweiten Kammer 12 des Membranschalters 2 und der Rücklaufkammer 17 befindliche Öffnung 21 ragt auch der den Membranteller 16 mit der Membran 13 verbindende Schaltstift 15 hindurch.
Wie in dem Ausführungsbeispiel dargestellt, können von den beiden Kammern 5 und 12 des Membranschalters zwei Zweigleitungen zu den Kammern 22 und 23 eines weiteren Membranschalters 24 führen. Zwischen diesen Kammern 22 und 23 bauen sich die gleichen Druckverhältnisse auf wie zwischen den beiden Kammern 5 und 12 des ersten Membran-schalters 2. Die Membran 25 des zweiten Membranschalters ist in dem Ausführungsbeispiel mit einem durch das Kammergehäuse hindurchragenden Stellstift 26 verbunden, welcher eine Wippe 27 in Bewegung setzt. Die Wippe 27 ist an ihrem stellstiftseitigen Ende mit einer Rückstellfeder 28 versehen. Ein an der anderen Seite der Wippe 27 vorgesehener Kontaktstift 29 löst in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebsart beziehungsweise Konfiguration des Vorrang-Umschaltventils weitere Funktionen aus, bevorzugt Soll-Wert-Umschaltung oder Gasmengensteuerung.
In Figur 2 ist das gleiche Vorrang-Umschaltventil in der Konfiguration Heizbetrieb dargestellt. Die Magnetspule 3 ist stromlos, der Eisenkern 4 verliert seine Magnetisierung, die Blattfeder 7 federt zurück, wodurch die Druckaufbauleitung 11 mit der ersten Kammer 5 des Membranschalters verbunden und gleichzeitig die Druckausgleichsöffnung 14 der Membran 13 verschlossen wird. In der ersten Kammer 5 baut sich ein Druck auf, der die Membran 13 durchwölbt und den Membranteller 16 gegen dessen Federbeaufschlagung von der Öffnung 21 zwischen der zweiten Kammer 12 und der Rücklaufkammer 17 wegdrückt. Dabei wird die über den Sekundär-Wärmetauscher führende Rücklaufleitung 19 verschlossen. Folglich ist nunmehr die Verbindung zwischen dem Heizungsrücklauf 18 und der Rücklaufkammer 17 frei, und das von der Umwälzpumpe 10 beförderte Wasser gelangt ausschließlich in den Heizkreislauf.
Auch zwischen den beiden Kammern 22 und 23 des zweiten Membranschalters 24 bildet sich eine Druckdifferenz, so daß der Stellstift 26 mitsamt der Membran 25 hochgedrückt wird. Dadurch wird das mit dem Stellstift 26 verbundene Ende der Wippe 27 ebenfalls hochgedrückt, die Rückstellfeder 28 dehnt sich, und der Kontaktstift 29 am gegenüberliegenden Wippenende vollführt eine Schwenkbewegung.

Claims

Kombiheizgerät mit einem Heizwasserumlauf und einem Sekundär-Wärmetauscher zur Brauchwassererwärmung, der mittels eines magnetschalterbetriebenen Vorrang-Umschaltventils während der Brauchwasserzapfungen von dem Heizwasser durchflossen ist, wobei die Magnetspule des Magnetschalters des Vorrang-Umschaltventils während der Brauchwasserzapfungen stromdurchflossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetschalter (2) aus einer Magnetspule (3) mit Eisenkern (4) und einer in einem Magnetschaltergehäuse angeordneten, mit einem Schließglied (8) versehenen Blattfeder (7) besteht, wobei der während der Brauchwasserzapfungen magnetisierte Eisenkern (4) die Blattfeder (7) gegen deren Rückstellkraft anzieht, wodurch das Schließglied (8) alternativ eine Druckausgleichsöffnung (14) einer Membran (13) eines Membranschalters oder eine druckseitig einer Umwälzpumpe (10) einmündende Druckaufbauleitung (11) verschließt, während die Membran (13) über einen Schaltstift (15) mit einem federbelasteten Membranteller (16) verbunden ist, der alternativ den Heizungsrücklauf (18) oder den Rücklauf (19) über den Sekundär-Wärmetauscher freigibt.
Kombiheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von durch die Membran getrennten Kammern (5 und 12) des Membranschalters (2) jeweils eine Leitung zu zwei weiteren Kammern (22 und 23) eines zweiten Membranschalters (24) abzweigt.
Kombiheizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Membranschalter (24) eine Wippe (27) aufweist, wobei ein mit der Membran (25) verbundener Stellstift (26) an einen federbelasteten Arm der Wippe (27) angreift und der andere Arm mit Schaltkontaktelementen, insbesondere einem Kontaktstift (29), versehen ist.