EP1158251A2 - Verfahren zur Steuerung einer Wasserheizeinrichtung - Google Patents

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EP1158251A2 EP01250169A EP01250169A EP1158251A2 EP 1158251 A2 EP1158251 A2 EP 1158251A2 EP 01250169 A EP01250169 A EP 01250169A EP 01250169 A EP01250169 A EP 01250169A EP 1158251 A2 EP1158251 A2 EP 1158251A2
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temperature sensor
temperature
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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

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a water heater according to the preamble of claim 1.
  • the point in time of the start of charging or Heating of the stratified storage by lowering the temperature of the content of the Storage determined below a predetermined temperature.
  • the aim of the invention is to propose a method of the type mentioned at the outset can be carried out in practice with only a small outlay on equipment.
  • the proposed measures make it possible to use a single one Temperature sensors to find the end, since ultimately only an exceeding the Temperature at any point of a run over the stratified storage Water cycle needs to be recorded.
  • the memory is at least activated during each of the selected switch-on times cooled to a certain extent u. between both through radiation losses, as also by tapping, so that reheating even when using a corresponding one Sensor would have taken place.
  • Another object of the invention is a device for performing the method to propose.
  • the temperature sensor is only used as a switch-off sensor, which is used when a certain limit is exceeded Temperature ends charging.
  • the features of claim 4 have the advantage that the achievement of a full charge of the stratified storage can be detected exactly.
  • the features of claim 5 have the advantage that in addition to heating at a specified point in time, intermediate heating if the temperature is too high Unloading is possible due to an unusually strong tap. Such will be triggered when the temperature in the central area of the memory is below one predetermined value decreases. This creates a very high level of comfort for the user ensured.
  • the water heating device has a store 1 operated as a stratified store, which is provided with insulation 25 on all sides.
  • a cold water drain 4 leads from the lowermost area 26 of the store 1 to a heat exchanger 6 leads. Furthermore, a cold water inlet 2 opens into the bottom Area of the memory 1. In the cold water drain 4, a pump 5 is provided, which for a corresponding circulation of the water ensures.
  • a hot water inlet 7 leads from the heat exchanger 6 into the uppermost region 27 of the storage 1.
  • a hot water pipe 3 leads away from this uppermost area.
  • a temperature sensor 12 is arranged, which when charging of the memory 1 detects the temperature of the incoming hot water.
  • a temperature sensor 14 is arranged in the lowest area of the memory 1.
  • the temperature sensor 14 is connected to a controller 10 via a signal line 24, which also has a switching timer 11. This sensor 14 delivers when one is exceeded predetermined temperature a signal that indicates the full charge of the memory and ended this by means of the control.
  • the temperature sensor 12 is also connected to the controller 10 via a signal line 22 connected. This controls a motor of the pump 5 and the via a control line 21 Acting on the primary branch 6 'of the heat exchanger 6 via not shown Control devices of a water heater.
  • control 10 or its switching timer 11 delivers a signal to start charging
  • the controller 10 emits a signal to start the pump 5 via the control line 21, wherein the heat exchanger 6 is acted upon at the same time Primary branch 6 'is applied.
  • Cool water is drawn off from the lowermost region 26 of the reservoir 1 and conveyed to the heat exchanger 6 and heated there.
  • the warm water flows in the uppermost area 27 of the memory 1. Reaches the temperature in the range of Sensor 14 a certain value, this emits a signal, and the controller 10 ends the charging of the memory 1, the pump 5 being stopped and the Actuation of the primary branch 6 'of the heat exchanger 6 is ended.
  • cold water overflows the cold water inlet 2 and in the lowermost area 26 of the reservoir 1.
  • the delivery rate of the pump 5 can be carried out by the controller 10 in such a way that this is chosen so that the temperature of the outflowing process water is sufficiently high.

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Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Wasserheizeinrichtung mit einem Schichtenspeicher (1), bei dem die Abschaltung eines Ladevorganges bei Erreichen einer bestimmten Temperatur des Wassers erfolgt. Um einen einfachen Betrieb zu ermöglichen, ist vorgesehen, daß der Start eines Ladevorganges zu einem festgelegten Zeitpunkt erfolgt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Wasserheizeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei bekannten derartigen Verfahren wird der Zeitpunkt des Beginns einer Aufladung bzw. Aufheizung des Schichtenspeichers durch ein Absinken der Temperatur des Inhaltes des Speichers unter eine vorgegebene Temperatur bestimmt.
Um ein solches Verfahren durchführen zu können, ist ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich. So sind hierfür entweder drei Temperaturfühler im Speicher erforderlich oder zwei Temperaturfühler und ein Thermostatventil.
Weiter ist auch ein Verfahren der eingangs erwähnten Art bekannt, bei dem der Start einer Aufladung zwar von einem Absinken der Temperatur des Inhaltes des Speichers abhängig ist, aber nur innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters, das mit der Schaltzeituhr festgelegt werden kann, möglich ist.
Auch bei diesem Verfahren ist jedoch ein entsprechend großer apparativer Aufwand erforderlich.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, das sich in der Praxis mit einem nur geringen apparativen Aufwand durchführen läßt.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es möglich, mit einem einzigen Temperaturfühler das Auslangen zu finden, da letztlich lediglich ein Überschreiten der Temperatur an beliebiger Stelle eines über den Schichtenspeicher geführten Wasserkreislaufes erfaßt zu werden braucht.
Üblicherweise reichen z.B. für einen Vier-Personenhaushalt zwei bis drei Aufheizungen eines Speichers mit z.B. 120 Liter Inhalt aus, um den Warmwasserbedarf eines Tages zu decken. Es können daher drei Zeitpunkte im Laufe eines Tages festgelegt werden, zu denen eine Aufheizung gestartet wird. Dies bedeutet, daß zu jedem dieser Zeitpunkte ein Wärmeerzeuger, z.B. ein Wärmetauscher und die Pumpe gestartet werden. Die Abschaltung der Aufladung erfolgt dabei in jedem Fall, sobald ein bestimmter Temperaturwert an einer bestimmten Stelle des über den Speicher geführten Wasserkreislaufes überschritten wird.
In der Regel wird im Betrieb zu jedem der gewählten Einschaltzeiten der Speicher zumindest in einem gewissen Ausmaß abgekühlt sein u. zw. sowohl durch Abstrahlungsverluste, als auch durch Zapfungen, so daß eine Nachheizung auch bei Einsatz eines entsprechenden Fühlers erfolgt wäre.
Sollte der Speicher dennoch einmal zu Beginn einer Aufladung ausreichend aufgeheizt sein, so wird dies durch Überschreiten der vorgesehenen Temperatur erfaßt und die Aufheizung beendet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen.
Ausgehend von Einrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2, werden die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 vorgeschlagen.
Weiter werden auch, ausgehend von einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 3, die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 3 vorgeschlagen.
In beiden Fällen ergibt sich eine in konstruktiver Hinsicht sehr einfache Lösung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren sehr einfach durchgeführt werden kann. In beiden Fällen dient der Temperaturfühler lediglich als Ausschaltfühler, der bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur die Aufladung beendet.
Durch die Merkmale des Anspruches 4 ergibt sich der Vorteil, daß die Erreichung einer vollen Aufladung des Schichtenspeichers exakt erfaßt werden kann.
Durch die Merkmale des Anspruches 5 ergibt sich der Vorteil, daß neben einer Aufheizung zu einem festgelegten Zeitpunkt auch eine Zwischenaufheizung bei einer zu weitgehenden Entladung aufgrund von einer ungewöhnlich starken Zapfung möglich ist. Eine solche wird ausgelöst, wenn die Temperatur im mittleren Bereich des Speichers unter einen vorbestimmten Wert sinkt. Dadurch wird ein sehr hoher Komfort für den Benutzer sichergestellt.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch eine erfindungsgemäße Warmwasserheizeinrichtung zeigt.
Die Wasserheizeinrichtung weist einen als Schichtenspeicher betriebenen Speicher 1 auf, der mit einer allseitigen Isolierung 25 versehen ist.
Aus dem untersten Bereich 26 des Speichers 1 führt ein Kaltwasserabzug 4 weg, der zu einem Wärmetauscher 6 führt. Weiters mündet ein Kaltwasserzulauf 2 in den untersten Bereich des Speichers 1. In dem Kaltwasserabzug 4 ist eine Pumpe 5 vorgesehen, die für eine entsprechende Umwälzung des Wassers sorgt.
Von dem Wärmetauscher 6 weg führt ein Warmwasserzulauf 7 in den obersten Bereich 27 des Speichers 1. Aus diesem obersten Bereich führt eine Brauchwasserleitung 3 weg. In dem Warmwasserzulauf 7 ist ein Temperaturfühler 12 angeordnet, der bei einer Aufladung des Speichers 1 die Temperatur des zulaufenden Warmwassers erfaßt.
Weiter ist noch im untersten Bereich des Speichers 1 ein Temperaturfühler 14 angeordnet.
Der Temperaturfühler 14 ist über eine Signalleitung 24 mit einer Steuerung 10 verbunden, die auch eine Schaltzeituhr 11 aufweist. Dieser Fühler 14 liefert bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur ein Signal, das die vollständige Aufladung des Speichers anzeigt und diese mittels der Steuerung beendet.
Der Temperaturfühler 12 ist ebenfalls über eine Signalleitung 22 mit der Steuerung 10 verbunden. Diese steuert über eine Steuerleitung 21 einen Motor der Pumpe 5 und die Beaufschlagung des Primärzweiges 6' des Wärmetauschers 6 über nicht dargestellte Steuereinrichtungen eines Wasserheizers.
Liefert die Steuerung 10, bzw. deren Schaltzeituhr 11 ein Signal zum Start einer Aufladung, so gibt die Steuerung 10 ein Signal zum Start der Pumpe 5 über die Steuerleitung 21 ab, wobei gleichzeitig eine Beaufschlagung des Wärmetauschers 6, stattfindet bzw. dessen Primärzweig 6' beaufschlagt wird.
Dabei wird kühles Wasser aus dem untersten Bereich 26 des Speichers 1 abgezogen und zum Wärmetauscher 6 gefördert und dort aufgeheizt. Das warme Wasser strömt dabei in den obersten Bereich 27 des Speichers 1 ein. Erreicht die Temperatur im Bereich des Fühlers 14 einen bestimmten Wert, so gibt dieser ein Signal ab, und die Steuerung 10 beendet die Aufladung des Speichers 1, wobei die Pumpe 5 stillgesetzt und die Beaufschlagung des Primärzweiges 6' des Wärmetauschers 6 beendet wird.
Wird Brauchwasser über die Brauchwasserleitung 3 gezapft, so strömt kaltes Wasser über den Kaltwasserzulauf 2 und in den untersten Bereich 26 des Speichers 1 nach.
Falls in einem mittleren Bereich 28 des Speichers 1 ein nicht dargestellter weiterer Temperaturfühler vorgesehen ist, so kann mit diesem eine Zwischenaufheizung gesteuert werden. Diese wird ausgelöst, wenn in einem für eine normale Aufladung gesperrten Zeitraum die Temperatur im mittleren Bereich des Speichers 1 unter eine bestimmte Temperatur, die durch den zusätzlichen Fühler erfaßt wird, sinkt. Dabei wird durch dessen entsprechendes Signal eine Zwischenaufheizung durch die Steuerung 10 gestartet und die Pumpe 5 und die Beaufschlagung des Primärzweiges 6' des Wärmetauschers 6 gestartet.
Die Förderleistung der Pumpe 5 kann dabei durch die Steuerung 10 in der Weise erfolgen, daß diese so gewählt wird, daß die Temperatur des abströmenden Brauchwassers ausreichend hoch ist.
Die Beendigung einer solchen Zwischenaufheizung, durch die zu allen Zeiten ein hoher Warmwasserkomfort sichergestellt ist, kann in Abhängigkeit von der Zapfung von Brauchwasser erfolgen.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Wasserheizeinrichtung mit einem Schichtenspeicher (1), bei dem die Abschaltung eines Ladevorganges bei Erreichen einer bestimmten Temperatur des Wassers erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Start eines Ladevorganges zu einem oder mehreren festgelegten Zeitpunkten erfolgt.
  2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Schichtenspeicher (1), einem aus dessen untersten Bereich wegführenden Kaltwasserabzug (4), der über eine Pumpe (5) mit einem Wärmetauscher (6) verbunden ist, von dem ein Warmwasserzulauf (7) in den obersten Bereich des Speichers (1) führt, einer Brauchwasserleitung (3), einer mit dem untersten Bereich des Speichers (1) in Verbindung stehenden Kaltwasserzuleitung (2) und einem die Temperatur des Wassers erfassenden Temperaturfühler (12), der mit einer Steuerung (10) verbunden ist, die eine Schaltzeituhr (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (12) im Warmwasserzulauf (7) angeordnet ist.
  3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Schichtenspeicher (1), einem aus dessen untersten Bereich wegführenden Kaltwasserabzug (4), der über eine Pumpe (5) mit einem Wärmetauscher (6) verbunden ist, von dem ein Warmwasserzulauf (7) in den obersten Bereich des Speichers (1) führt, einer Brauchwasserleitung (3), einer mit dem untersten Bereich des Speichers (1) in Verbindung stehenden Kaltwasserzuleitung (4) und einem die Temperatur des Wassers erfassenden Temperaturfühler (12), der mit einer Steuerung (10) verbunden ist, die eine Schaltzeituhr (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (12) im Kaltwasserabzug (4) angeordnet ist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Temperaturfühler (14) im untersten Bereich des Speichers (1) angeordnet ist, der mit der Steuerung (10) verbunden ist.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (10) zwei Schaltzeituhren (11) aufweist, wobei eine für die Festlegung der Zeitpunkte für Vollaufladungen und die zweite für die Einstellung von Zeitpunkten für Teilladungen vorgesehen ist.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (10) eine Schaltuhr (11) aufweist, die für die Festlegung der Zeitpunkte für Vollaufladungen und Teilaufladungen vorgesehen ist.
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