EP1450115A1 - Heizeinrichtung und zugehörige Betriebsverfahren - Google Patents

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Publication number
EP1450115A1
EP1450115A1 EP03027440A EP03027440A EP1450115A1 EP 1450115 A1 EP1450115 A1 EP 1450115A1 EP 03027440 A EP03027440 A EP 03027440A EP 03027440 A EP03027440 A EP 03027440A EP 1450115 A1 EP1450115 A1 EP 1450115A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating
heat exchanger
circuit
preheater
heat
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03027440A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernulf Goesling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1450115A1 publication Critical patent/EP1450115A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • 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
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • 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
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/48—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water
    • F24H1/50—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water incorporating domestic water tanks

Definitions

  • the present invention relates to a heating device for Heating one with at least one heat consumer heat transfer coupled heating circuit, especially one Central heating or a water heating system of a building with the characteristics of the generic term of Claim 1.
  • the invention also relates Operating method for operating such Heating device.
  • a heating device is known from EP 0 427 121 A2 known type, whose heating circuit to a Heating pipe system of a building central heating and to one Water heating system of a building is connected.
  • a primary heat exchanger is arranged in the heating circuit can be charged with a burner.
  • a main branch of the The heating circuit has a flow that is hot Output side of the primary heat exchanger to Heating line system that leads to at least one radiator, usually includes a variety of radiators.
  • a return leads the heating water from the heating pipe system an input side of the primary heat exchanger.
  • the heating circuit also has a secondary branch, on the one hand is connected in parallel to the main branch and on the other hand the Connects the flow with the return. In this branch is a secondary heat exchanger integrated, which is used for heating of service water.
  • the known heating device is the secondary heat exchanger with a storage for hot domestic water coupled to transfer heat. This Construction has the advantage that even when the burner is not in operation, essentially immediately warm Domestic water can be drawn off.
  • the burner If the burner is switched off on the hot water side there is a need for heat, for example if a Hot water withdrawal of the hot water tank is emptied, the burner must be started. If also the burner has been switched off for a long time, the Primary heat exchanger has cooled down in the meantime. Accordingly, the newly started burner must first Heat the primary heat exchanger until the heating circuit can provide sufficiently heated heating fluid. This warm-up process becomes more time-consuming the larger or the more powerful the primary heat exchanger is.
  • the heating circuit is at least between Primary heat exchanger and preheater for one operated for a sufficient period in a run-on operation.
  • the heating device according to the invention is suitable in special way for a heating circuit in which a relative large volume storage for hot heating water one Central heating for buildings or one for hot domestic water Building water heating system is arranged. at Such systems are intended for the burner sufficiently charged memory is switched off.
  • the inventive installation of the preheater in the The heating circuit can also react here Heating device within the heating circuit at one Heating power requirement sufficient heating power for Can be made available, advantageously shortened.
  • the inventive leads Construction of the heating device also to ensure that when the burner was not in use, it warmed up relatively quickly Domestic water can be tapped, with the Hot water storage can be dispensed with.
  • a heating device 1 comprises according to the invention a burner 2, which corresponds to a Arrow 3 with fuel, e.g. Natural gas or heating oil becomes.
  • the burner 3 heats one during operation
  • Primary heat exchanger 4, which is in a heating circuit 5 is involved, i.e. the primary heat exchanger 4 is from a heating fluid, in particular water, of the heating circuit 5 flow through.
  • the upstream of the Primary heat exchanger 4 is arranged in the heating circuit 5.
  • the Preheater 7 is designed so that it over the Heating circuit 5 can absorb and store heat. Heat stored in the preheater 7 can be used if necessary again delivered via the heating circuit 5 and according to the invention be transferred to the primary heat exchanger 4.
  • the heating device 1 also has a control unit 8 on that via control and / or signal lines 9 with the Pump 6, with a first temperature sensor 10, the Temperature in the preheater 7 measures, and with a second Temperature sensor 11 is connected, the temperature in Heating circuit 5 downstream of the primary heat exchanger 4 measures.
  • the heating circuit 5 has one Main branch 12 and a secondary branch 13.
  • the main branch 12 contains at least one, not shown here Main heat consumers.
  • the main branch 12 leads over a lead 14 to the at least one Main heat consumers.
  • a return 15 of the main branch 12 returns the heating fluid.
  • the at least one Main heat consumers of the main branch 12 can, for example a heated pool, especially a swimming pool, his.
  • This main heat consumer can also be a Form heating line system of a building central heating that one or more radiators, in particular also Underfloor heating circuits.
  • the secondary branch 13 connects the flow 14 with the return 15, with 13 at the junction between secondary branch and return 15, a switching valve 16 is arranged, the by means of an actuator 17 via a corresponding control and / or Switching line 9 can be actuated by control unit 8.
  • the switch valve 16 Depending on the switching position of the switching valve 16, the promotes Pump 6 the heating fluid completely or partially through the Main branch 12 or in whole or in part by the Secondary branch 13.
  • a secondary heat consumer 18 be arranged.
  • this is Secondary heat consumer 18 around a secondary heat exchanger 19, the one with a hot water circuit 20 by the way not building water heating system shown is coupled to transfer heat.
  • leading away from the secondary heat exchanger 19 Management of the hot water circuit 20 can be a third Temperature sensor 21 may be arranged via a corresponding signal and / or control line 9 also with the control unit 8 is connected.
  • the heating circuit 5 can be connected to the secondary heat exchanger 19 its secondary branch 13 heating output in the hot water circuit 20 transferred if there is a corresponding need.
  • the Hot water circuit 20 can go directly to corresponding Run hot water taps.
  • the secondary branch 13 is parallel to Main branch 12 switched or with the heating fluid flow through.
  • the preheating store 7 in Heating circuit 5 or in the secondary circuit 13 downstream of the Secondary heat consumer 18, that is, the secondary heat exchanger 19 is arranged.
  • the memory 3 can be in another embodiment in the heating circuit 5 next to the preheater 7 another Memory 22 may be arranged.
  • This memory 22 can serve for example for storing hot heating water and therefore part of a central heating system form. Accordingly, the memory 22 has one Forward 23 and a return 24. Basically it is there possible that the same heating fluid flows in the heating circuit 5 as in forward 23 or in return 24. That means that the Memory 22 allows fluid exchange.
  • the heating circuit 5 from the flow 23 and be separated from the return 24 of the central building heating, so there are separate circles.
  • the memory 22 can also be used to store serve hot domestic water, in which case it is a component a building water heating system. Accordingly, the lead 23 then supplies the Hot water taps of the water heating system, while over the return 24 fresh and cold Industrial water is refilled. Likewise, a Hot water system with permanent hot water circulation be provided so that the return 24 circulates and if necessary, hot water topped up with fresh water Memory 22 returns.
  • the memory 22 accordingly forms in this embodiment a heat consumer.
  • a fourth temperature sensor 25 measures the temperature of the Storage 22 or the fluid stored therein and is with a corresponding signal and / or control line 9 the control unit 8 in connection.
  • the heating device 1 works as follows:
  • the at least one, not shown, arranged in the main branch 12 Main heat consumer no longer needs heat, switches the burner 2 off.
  • the pump 6 can be switched off.
  • the pump 6 continues for a predetermined run-on time operated.
  • the actuator 17 Switching valve 16 switched so that the secondary branch 13 and thus the preheater 7 are flowed through.
  • the cooling of the Primary heat exchanger 4 advantageous for the lifetime of Primary heat exchanger 4 off, because excessive temperatures can be avoided by the after-heating effects mentioned.
  • the Overrun mode is switched off, for example, when the predetermined follow-up time has ended.
  • Parameters for the after-run mode that in the preheater 7 achievable temperature are used. For example the pump 6 is switched off when the Follow-up operation for no further temperature increase in the Preheater 7 leads.
  • the preheater 7 is useful effectively heat insulated so that the heat stored therein decreases only relatively slowly.
  • the control unit 8 a heating power requirement burner 2 must be started again.
  • the pump 6 can now be activated to at least in the preheater 7 stored thermal energy partly via heating circuit 5 to the primary heat exchanger 4 to transfer.
  • the switching valve 16 must again are switched so that the heating fluid through the Secondary branch 13 flows.
  • this measure shortens the heating-up time of the primary heat exchanger 4, so that after a relative shortly sufficient heating fluid in the Heating circuit 5 is transported.
  • this time can be determined to which the switching valve 16 is then also switched, that now the main branch 12 for supplying the or Main heat consumer flows through with hot heating fluid becomes.
  • the burner 2 therefore only switches off when both the or the main heat consumers of main branch 12 as well the secondary heat consumer 18 has no heat requirement.
  • a heat requirement leading to switching on the burner 2 can then in this embodiment, for example are present when 20 hot water are drawn from the hot water circuit will or should be.
  • the pump 6 is then also activated here and the Switch position of the switching valve 16 selected so that the Sub-branch 13 is flowed through. This is how the warmth of the Preheater 7 back into the primary heat exchanger 4, which shortens its heating-up time. this leads to a noticeable increase in comfort for the hot water circuit 20, since the hot water desired by the invention Measure can be provided faster.
  • the Pump 6 are activated to the in the preheater 7th stored heat via the heating circuit 5 on the To transfer primary heat exchanger 4. Which is thereby shortening the heating time of the primary heat exchanger 4 leads here too, that the memory 22 faster with hot Heating fluid can be supplied.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung (1) zum Beheizen eines mit wenigstens einem Wärmeverbraucher wärmeübertragend gekoppelten Heizkreises (5), insbesondere eine Gebäudezentralheizung und/oder einer Warmwasserbereitungsanlage eines Gebäudes. Die Heizeinrichtung (1) umfasst einen Brenner (2), der einen Primärwärmeübertrager (4) beaufschlagt, der seinerseits mit dem Heizkreis (5) wärmeübertragend gekoppelt ist. Um die Aufwärmzeit des Primärwärmeübertragers (4) zu verkürzen, ist erfindungsgemäß in dem Heizkreis (5) stromauf des Primärwärmeübertragers (4) ein Vorwärmspeicher (7) eingebunden, der darin gespeicherte Wärme beim Starten des Brenners (2) über den Heizkreis (5) an den Primärwärmeübertrager (4) überträgt. <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung zum Beheizen eines mit wenigstens einem Wärmeverbraucher wärmeübertragend gekoppelten Heizkreises, insbesondere einer Gebäudezentralheizung oder einer Warmwasserbereitungsanlage eines Gebäudes, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem Betriebsverfahren zum Betreiben einer derartigen Heizeinrichtung.
Aus der EP 0 427 121 A2 ist eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art bekannt, deren Heizkreis an ein Heizleitungssystem einer Gebäudezentralheizung und an eine Warmwasserbereitungsanlage eines Gebäudes angeschlossen ist. Im Heizkreis ist ein Primärwärmeübertrager angeordnet, der mit einem Brenner beaufschlagbar ist. Ein Hauptzweig des Heizkreises besitzt einen Vorlauf, der von der heißen Ausgangsseite des Primärwärmeübertragers zum Heizleitungssystem führt, das wenigstens einen Heizkörper, in der Regel jedoch eine Vielzahl von Heizkörpern, umfasst. Ein Rücklauf führt das Heizwasser vom Heizleitungssystem zu einer Eingangsseite des Primärwärmeübertragers zurück. Der Heizkreis besitzt außerdem einen Nebenzweig, der einerseits zum Hauptzweig parallel geschaltet ist und andererseits den Vorlauf mit dem Rücklauf verbindet. In diesen Nebenzweig ist ein Sekundärwärmeübertrager eingebunden, der zur Erwärmung des Brauchwassers dient. Bei der bekannten Heizeinrichtung ist der Sekundärwärmeübertrager mit einem Speicher für warmes Brauchwasser wärmeübertragend gekoppelt. Diese Bauweise hat den Vorteil, dass auch dann, wenn der Brenner nicht in Betrieb ist, im wesentlichen sofort warmes Brauchwasser gezapft werden kann.
Wenn bei ausgeschaltetem Brenner auf der Brauchwasserseite ein Wärmebedarf entsteht, beispielsweise wenn durch eine Warmwasserentnahme der Warmwasserspeicher entleert wird, muss der Brenner gestartet werden. Wenn außerdem der Brenner für längere Zeit ausgeschaltet war, hat sich der Primärwärmeübertrager zwischenzeitlich abgekühlt. Dementsprechend muss der neu gestartete Brenner zunächst den Primärwärmeübertrager aufheizen, bis der Heizkreis hinreichend erhitzte Heizflüssigkeit bereit stellen kann. Dieser Aufwärmvorgang wird um so zeitaufwendiger, je größer bzw. je leistungsstärker der Primärwärmeübertrager ist.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung entsprechend den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass in einem Vorwärmspeicher eine Wärmemenge bereit gestellt wird, die beim Starten des Brenners zum Vorwärmen des Primärwärmeübertragers genutzt werden kann. Hierdurch kann die zum Aufwärmen des Primärwärmeübertragers erforderliche Zeit erheblich verkürzt werden, so dass die Heizeinrichtung auch nach einem längeren Stillstand die gewünschte Heizleistung relativ rasch zur Verfügung stellen kann.
Darüber hinaus ergibt sich vorteilhaft die Möglichkeit, den Vorwärmspeicher durch diejenige Wärmemenge aufzuladen, die der Primärwärmeübertrager nach dem Abschalten des Brenners aufgrund sogenannter Nachheizeffekte weiterhin abgibt. Zu diesem Zweck wird der Heizkreis zumindest zwischen Primärwärmeübertrager und Vorwärmspeicher für eine hinreichende Zeitdauer in einem Nachlaufbetrieb betrieben.
Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung eignet sich in besonderer Weise für einen Heizkreis, in dem ein relativ großvolumiger Speicher für heißes Heizwasser einer Gebäudezentralheizung oder für warmes Brauchwasser einer Gebäudewarmwasserbereitungsanlage angeordnet ist. Bei derartigen Anlagen ist beabsichtigt, dass der Brenner bei hinreichend aufgeladenem Speicher ausgeschaltet ist. Durch den erfindungsgemäßen Einbau des Vorwärmspeichers in den Heizkreis kann auch hier die Reaktionszeit der Heizeinrichtung, innerhalb der über den Heizkreis bei einer Heizleistungsanforderung hinreichend Heizleistung zur Verfügung gestellt werden kann, vorteilhaft verkürzt werden.
Bei einer Anwendung, wie sie in der eingangs genannten EP 0 427 121 A2 beschrieben ist, führt der erfindungsgemäße Aufbau der Heizeinrichtung ebenfalls dazu, dass auch dann, wenn der Brenner nicht im Betrieb war, relativ rasch warmes Brauchwasser gezapft werden kann, wobei auf den Warmwasserspeicher verzichtet werden kann.
Besonders vorteilhaft ist dabei eine Weiterbildung, bei welcher der Sekundärwärmeübertrager und der Vorwärmspeicher in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Diese Bauweise vereinfacht die Wärmeisolierung dieser beiden Bauteile und erhöht somit den Wirkungsgrad der Heizeinrichtung.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 bis 3
schaltplanartige Prinzipskizzen einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung bei unterschiedlichen Ausführungsformen.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Entsprechend den Fig. 1 bis 3 umfasst eine Heizeinrichtung 1 nach der Erfindung einen Brenner 2, der entsprechend einem Pfeil 3 mit Brennstoff, z.B. Erdgas oder Heizöl, betrieben wird. Der Brenner 3 beheizt im Betrieb einen Primärwärmeübertrager 4, der in einen Heizkreis 5 eingebunden ist, d.h. der Primärwärmeübertrager 4 ist von einem Heizfluid, insbesondere Wasser, des Heizkreises 5 durchströmbar. Im Heizkreis 5 ist auch eine Pumpe 6 angeordnet, die das jeweilige Heizfluid im Heizkreis 5 antreibt.
Erfindungsgemäß ist in den Heizkreis 5 außerdem ein Vorwärmspeicher 7 eingebunden, der stromauf des Primärwärmeübertragers 4 im Heizkreis 5 angeordnet ist. Der Vorwärmspeicher 7 ist so ausgebildet, dass er über den Heizkreis 5 zugeführte Wärme aufnehmen und speichern kann. Im Vorwärmspeicher 7 gespeicherte Wärme kann bei Bedarf wieder über den Heizkreis 5 abgegeben und erfindungsgemäß auf den Primärwärmeübertrager 4 übertragen werden.
Die Heizeinrichtung 1 weist des weiteren ein Steuergerät 8 auf, das über Steuer- und/oder Signalleitungen 9 mit der Pumpe 6, mit einem ersten Temperatursensor 10, der die Temperatur im Vorwärmspeicher 7 mißt, und mit einem zweiten Temperatursensor 11 verbunden ist, der die Temperatur im Heizkreis 5 stromab des Primärwärmeübertragers 4 mißt.
Entsprechend den Fig. 1 und 2 besitzt der Heizkreis 5 einen Hauptzweig 12 sowie einen Nebenzweig 13. Der Hauptzweig 12 enthält wenigstens einen, hier nicht gezeigten Hauptwärmeverbraucher. Der Hauptzweig 12 führt dabei über einen Vorlauf 14 zu dem wenigstens einen Hauptwärmeverbraucher. Ein Rücklauf 15 des Hauptzweigs 12 führt das Heizfluid wieder zurück. Der wenigstens eine Hauptwärmeverbraucher des Hauptzweigs 12 kann beispielsweise ein beheiztes Wasserbecken, insbesondere eines Schwimmbads, sein. Ebenso kann dieser Hauptwärmeverbraucher ein Heizleitungssystem einer Gebäudezentralheizung bilden, die einen oder mehrere Heizkörper, insbesondere auch Fußbodenheizkreise, umfasst.
Der Nebenzweig 13 verbindet den Vorlauf 14 mit dem Rücklauf 15, wobei an der Verbindungsstelle zwischen Nebenzweig 13 und Rücklauf 15 ein Schaltventil 16 angeordnet ist, das mittels eines Stellglieds 17 über eine entsprechende Steuerund/oder Schaltleitung 9 vom Steuergerät 8 betätigbar ist. Je nach Schaltstellung des Schaltventils 16 fördert die Pumpe 6 das Heizfluid vollständig oder teilweise durch den Hauptzweig 12 oder vollständig oder teilweise durch den Nebenzweig 13.
Entsprechend Fig. 2 kann bei einer Weiterbildung im Nebenzweig 13 außerdem ein Nebenwärmeverbraucher 18 angeordnet sein. Beispielsweise handelt es sich bei diesem Nebenwärmeverbraucher 18 um einen Sekundärwärmeübertrager 19, der mit einem Warmwasserkreis 20 einer im Übrigen nicht dargestellten Gebäudewarmwasserbereitungsanlage wärmeübertragend gekoppelt ist. In einer nicht näher bezeichneten, vom Sekundärwärmeübertrager 19 wegführenden Leitung des Warmwasserkreises 20 kann ein dritter Temperatursensor 21 angeordnet sein, der über eine entsprechende Signal- und/oder Steuerleitung 9 ebenfalls mit dem Steuergerät 8 verbunden ist.
Über den Sekundärwärmeübertrager 19 kann der Heizkreis 5 mit seinem Nebenzweig 13 Heizleistung in den Warmwasserkreis 20 übertragen, wenn ein entsprechender Bedarf besteht. Der Warmwasserkreis 20 kann direkt zu entsprechenden Warmwasserzapfstellen führen. Zweckmäßig ist auch eine Ausführungsform, bei welcher der Warmwasserkreis 20 einen hier nicht gezeigten Warmwasserspeicher enthält, aus dem die einzelnen Warmwasserzapfstellen versorgt werden und der seinerseits über den Sekundärwärmeübertrager 19 beheizt wird.
Durch diese Anordnung ist der Nebenzweig 13 parallel zum Hauptzweig 12 geschaltet bzw. mit dem Heizfluid durchströmbar.
Wesentlich ist hierbei, dass der Vorwärmspeicher 7 im Heizkreis 5 bzw. im Nebenkreis 13 stromab des Nebenwärmeverbrauchers 18, also des Sekundärwärmeübertragers 19 angeordnet ist.
Entsprechend Fig. 3 kann bei einer anderen Ausführungsform in den Heizkreis 5 neben dem Vorwärmspeicher 7 ein weiterer Speicher 22 angeordnet sein. Dieser Speicher 22 kann beispielsweise zum Speichern von heißem Heizwasser dienen und somit einen Bestandteil einer Gebäudezentralheizung bilden. Dementsprechend besitzt der Speicher 22 einen Vorlauf 23 und einen Rücklauf 24. Grundsätzlich ist es dabei möglich, dass im Heizkreis 5 dasselbe Heizfluid strömt, wie im Vorlauf 23 bzw. im Rücklauf 24. Das bedeutet, dass der Speicher 22 einen Fluidaustausch ermöglicht. Ebenso kann bei einer anderen Ausführungsform der Heizkreis 5 vom Vorlauf 23 und vom Rücklauf 24 der Gebäudezentralheizung getrennt sein, so dass getrennte Kreise vorliegen.
Alternativ kann der Speicher 22 auch zum Speichern von warmem Brauchwasser dienen, wobei er dann einen Bestandteil einer Gebäudewarmwasserbereitungsanlage bildet. Dementsprechend versorgt dann der Vorlauf 23 die Warmwasserzapfstellen der Warmwasserbereitungsanlage, während über den Rücklauf 24 frisches und kaltes Brauchwasser nachgefüllt wird. Ebenso kann ein Warmwassersystem mit permanenter Warmwasserumwälzung vorgesehen sein, so dass der Rücklauf 24 umgewälztes und gegebenenfalls mit Frischwasser aufgefülltes Warmwasser zum Speicher 22 zurückführt.
Wesentlich ist hierbei, dass im Heizkreis 5 bzw. im Nebenzweig 13 der Vorwärmspeicher 7 stromab des Speichers 22 angeordnet ist.
Der Speicher 22 bildet bei dieser Ausführungsform demnach einen Wärmeverbraucher.
Ein vierter Temperatursensor 25 mißt die Temperatur des Speichers 22 bzw. des darin gespeicherten Fluids und steht über eine entsprechende Signal- und/oder Steuerleitung 9 mit dem Steuergerät 8 in Verbindung.
Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung 1 arbeitet wie folgt:
Wenn bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 der wenigstens eine, nicht gezeigte, im Hauptzweig 12 angeordnet Hauptwärmeverbraucher keinen Wärmebedarf mehr hat, schaltet der Brenner 2 aus. Üblicherweise könnte gleichzeitig auch die Pumpe 6 ausgeschaltet werden. Erfindungsgemäß wird jedoch die Pumpe 6 für eine vorbestimmte Nachlaufzeit weiter betrieben. Gleichzeitig wird über das Stellglied 17 das Schaltventil 16 so geschaltet, dass der Nebenzweig 13 und somit der Vorwärmspeicher 7 durchströmt werden. Durch Nachheizeffekte kann der Hauptwärmeübertrager 4 noch relativ viel Wärmeenergie abgeben. Während dieser Nachlaufzeit kann diese überschüssige Wärmeenergie vom Vorwärmspeicher 7 aufgenommen werden. Einerseits muss somit zum Aufladen des Vorwärmspeichers 7 keine zusätzliche Wärme erzeugt werden. Andererseits wirkt sich die so realisierte Kühlung des Primärwärmeübertragers 4 vorteilhaft auf die Lebenszeit des Primärwärmeübertragers 4 aus, da überhöhte Temperaturen durch die genannten Nachheizeffekte vermieden werden. Der Nachlaufbetrieb wird beispielsweise dann ausgeschaltet, wenn die vorbestimmte Nachlaufzeit beendet ist. Ebenso kann als Parameter für den Nachlaufbetrieb die im Vorwärmspeicher 7 erreichbare Temperatur herangezogen werden. Beispielsweise wird die Pumpe 6 dann ausgeschaltet, wenn der Nachlaufbetrieb zu keiner weiteren Temperaturerhöhung im Vorwärmspeicher 7 führt.
Je länger der Brenner 2 ausgeschaltet ist, desto mehr kühlt der Heizkreis 5 und insbesondere der Primärwärmeübertrager 4 ab. Im Unterschied dazu ist der Vorwärmspeicher 7 zweckmäßig effektiv wärmeisoliert, so dass die darin gespeicherte Wärme nur relativ langsam abnimmt.
Wenn schließlich nach einer längeren Ausschaltzeit des Brenners 2 dem Steuergerät 8 ein Heizleistungsbedarf gemeldet wird, muss der Brenner 2 erneut gestartet werden. Mit dem Starten des Brenners 2 oder bereits vor dem Starten des Brenners 2 kann nun die Pumpe 6 aktiviert werden, um die im Vorwärmspeicher 7 gespeicherte Wärmeenergie zumindest teilweise über den Heizkreis 5 auf den Primärwärmeübertrager 4 zu übertragen. Hierzu muss auch das Schaltventil 16 wieder so geschaltet werden, dass das Heizfluid durch den Nebenzweig 13 strömt. Hierdurch kommt es nun zu einer Erwärmung des Primärwärmeübertragers 4, die außerdem relativ rasch erfolgt, da die verwendete Heizflüssigkeit relativ viel Wärme an den Primärwärmeübertrager 4 abgeben kann. Insgesamt verkürzt sich durch diese Maßnahme die Aufheizzeit des Primärwärmeübertragers 4, so dass nach einer relativ kurzen Zeit hinreichend erhitzte Heizflüssigkeit im Heizkreis 5 transportiert wird. Über den zweiten Temperatursensor 11 kann dieser Zeitpunkt ermittelt werden, zu dem dann auch das Schaltventil 16 so geschaltet wird, dass nunmehr der Hauptzweig 12 zur Versorgung des oder der Hauptwärmeverbraucher mit heißer Heizflüssigkeit durchströmt wird.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 funktioniert das Vorwärmen des Primärwärmeübertragers 4 bzw. Aufladen des Vorwärmspeichers 7 grundsätzlich auf entsprechende Weise. Allerdings müssen hierbei die Betriebszustände des Nebenwärmeverbrauchers 18 berücksichtigt werden.
Der Brenner 2 schaltet daher erst dann aus, wenn sowohl der oder die Hauptwärmeverbraucher des Hauptzweigs 12 als auch der Nebenwärmeverbraucher 18 keinen Wärmebedarf besitzt.
Nach dem Ausschalten des Brenners 2 kann bei entsprechender Schaltstellung des Schaltventils 16 die Pumpe 6 im Nachlauf betrieben werden, um den Vorwärmspeicher 7 aufzuladen. Gleichzeitig wird dadurch - wie oben erwähnt - der Primärwärmeübertrager 4 gekühlt und vor einer unerwünschten Temperaturerhöhung geschützt.
Ein zum Einschalten des Brenners 2 führender Wärmebedarf kann bei dieser Ausführungsform beispielsweise dann vorliegen, wenn am Warmwasserkreis 20 Warmwasser abgezapft wird bzw. werden soll. Mit dem Einschalten des Brenners 2 wird dann auch hier die Pumpe 6 aktiviert und die Schaltstellung des Schaltventils 16 so gewählt, dass der Nebenzweig 13 durchströmt wird. So gelangt die Wärme des Vorwärmspeichers 7 wieder in den Primärwärmeübertrager 4, wodurch sich dessen Aufheizzeit verkürzt. Dies führt zu einer spürbaren Komfortsteigerung für den Warmwasserkreis 20, da das gewünschte Warmwasser durch die erfindungsgemäße Maßnahme schneller bereit gestellt werden kann.
Entsprechendes gilt auch für die Ausführungsform gemäß Fig. 3. Beim Ausschalten des Brenners 2 führt der Nachlauf der Pumpe 6 zu einer Kühlung des Primärwärmeübertragers 4 einerseits und zu einer Temperaturerhöhung im Vorwärmspeicher 7 andererseits. Gleichzeitig kann damit eine weitere Temperaturerhöhung im Speicher 22 einhergehen.
Wenn nun der Speicher 22 soweit abgekühlt ist, dass er wieder möglichst rasch aufgeheizt werden muss, wird der Brenner 2 gestartet. Gleichzeitig oder vorab kann wieder die Pumpe 6 aktiviert werden, um die im Vorwärmspeicher 7 gespeicherte Wärme über den Heizkreis 5 auf den Primärwärmeübertrager 4 zu übertragen. Die sich dadurch verkürzende Aufheizzeit des Primärwärmeübertragers 4 führt auch hier dazu, dass der Speicher 22 schneller mit heißem Heizfluid versorgt werden kann.
Bezugszeichenliste
1
Heizeinrichtung
2
Brenner
3
Brennstoffzuführung
4
Primärwärmeübertrager
5
Heizkreis
6
Pumpe
7
Vorwärmspeicher
8
Steuergerät
9
Signal- und/oder Steuerleitung
10
erster Temperatursensor
11
zweiter Temperatursensor
12
Hauptzweig von 5
13
Nebenzweig von 5
14
Vorlauf von 12
15
Rücklauf von 12
16
Schaltventil
17
Stellglied
18
Nebenwärmeverbraucher
19
Sekundärwärmeübertrager
20
Warmwasserkreis
21
dritter Temperatursensor
22
Speicher
23
Vorlauf von 22
24
Rücklauf von 22
25
vierter Temperatursensor

Claims (9)

  1. Heizeinrichtung zum Beheizen eines mit wenigstens einem Wärmeverbraucher (18,22) wärmeübertragend gekoppelten Heizkreises (5), insbesondere einer Gebäudezentralheizung und/oder einer Warmwasserbereitungsanlage eines Gebäudes, mit einem Brenner (2), der einen Primärwärmeübertrager (4) beaufschlagt, der wärmeübertragend mit dem Heizkreis (5) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den Heizkreis (5) stromauf des Wärmeübertragers (4) ein Vorwärmspeicher (7) eingebunden ist, der darin gespeicherte Wärme beim Starten des Brenners (2) über den Heizkreis (6) an den Primärwärmeübertrager (4) überträgt.
  2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass in den Heizkreis (5) ein einen Wärmeverbraucher bildender Speicher (22) für heißes Heizwasser einer Gebäudezentralheizung oder für warmes Brauchwasser einer Gebäudewarmwasserbereitungsanlage eingebunden ist,
    dass der Vorwärmspeicher (7) stromab des Speichers (22) im Heizkreis (5) angeordnet ist.
  3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Heizkreis (5) einen Hauptzweig (12) mit Vorlauf (14) und Rücklauf (15) aufweist, in den wenigstens ein Hauptwärmeverbraucher eingebunden ist,
    dass der Heizkreis (5) einen Nebenzweig (13) aufweist, der zum Hauptzweig (12) parallel geschaltet ist und der den Vorlauf (14) mit dem Rücklauf (15) verbindet,
    dass der Vorwärmspeicher (7) in den Nebenzweig (13) eingebunden ist.
  4. Heizeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass in den Nebenzweig (13) wenigstens ein Nebenwärmeverbraucher (18) eingebunden ist,
    dass der Vorwärmspeicher (7) stromab des wenigstens einen Nebenwärmeverbrauchers (18) angeordnet ist.
  5. Heizeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptwärmeverbraucher durch ein Heizleitungssystem mit wenigstens einem Heizkörper einer Gebäudezentralheizung gebildet ist.
  6. Heizeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenwärmeverbraucher (18) durch einen Sekundärwärmetauscher (19) gebildet ist, der wärmeübertragend mit einem Warmwasserkreis (20) einer Gebäudewarmwasserbereitungsanlage gekoppelt ist.
  7. Heizeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärwärmetauscher (19) und der Vorwärmspeicher (7) in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
  8. Verfahren zum Betreiben einer Heizeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem beim Starten des Brenners (2) der Heizkreis (5) so betätigt wird, dass der Vorwärmspeicher (7) darin gespeicherte Wärme über den Heizkreis (5) an den Primärwärmeübertrager (4) überträgt.
  9. Verfahren zum Betreiben einer Heizeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere nach dem Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem nach dem Abschalten des Brenners (2) der Heizkreis (5) so betätigt wird, dass der Primärwärmeübertrager (4) darin enthaltene Wärme über den Heizkreis (5) an den Vorwärmspeicher (7) überträgt.
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