EP4191159A1 - Heizgerät, verfahren zum betreiben eines heizgerätes und verwendung eines bypassventils - Google Patents

Heizgerät, verfahren zum betreiben eines heizgerätes und verwendung eines bypassventils Download PDF

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EP4191159A1
EP4191159A1 EP22208719.9A EP22208719A EP4191159A1 EP 4191159 A1 EP4191159 A1 EP 4191159A1 EP 22208719 A EP22208719 A EP 22208719A EP 4191159 A1 EP4191159 A1 EP 4191159A1
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EP
European Patent Office
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hot water
heat exchanger
heating device
bypass valve
flow
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EP22208719.9A
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French (fr)
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EP4191159C0 (de
EP4191159B1 (de
Inventor
Nicolas Morilleau
Arnaud Labonne
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Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
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Publication date
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Publication of EP4191159B1 publication Critical patent/EP4191159B1/de
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    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
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    • 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
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/08—Storage tanks

Definitions

  • the invention relates to a heater, a method for operating a heater and the use of a bypass valve.
  • a heater often has a heat exchanger that can transfer a heat flow to a mass flow of drinking water or process water that is to be heated.
  • the disadvantage here is that the water often has too low a temperature at the beginning of hot water extraction until a sufficient flow of heat has set in the heat exchanger. Excessive temperatures can also occur if the hot water outlet is opened again shortly after it has been closed.
  • storage tanks are sometimes used in which water heated to the desired temperature is stored and which are arranged between the heat exchanger and the hot water outlet.
  • So-called micro tanks which can store a small amount of water, can be used for this purpose, particularly in the case of smaller heaters, for example wall-mounted heaters.
  • an additional electric heater can be provided, adapted to heat the water in the micro-storage tank.
  • the electric auxiliary heater must be put into operation very regularly, especially if only small amounts of hot water are frequently drawn off, where the user does not usually expect water at the desired temperature.
  • the high energy costs associated with the commissioning of the additional heater are disadvantageous.
  • an additional heater increases the complexity of the heater and requires additional installation space.
  • the invention should at least not significantly increase the complexity of a heating device and only require minor structural changes to a heating device and enable simple integration into an existing production process.
  • the heater comprises at least one heat generator, in particular a gas condensing boiler, which releases thermal energy by burning a fuel and can transfer it to a heating circuit via at least one heat exchanger, with consumers of the heating circuit being able to be connected to the heater via a heating flow and a heating return.
  • the exhaust gases produced during combustion can be fed to an exhaust system via an exhaust duct of the heater.
  • a circulating pump can be set up in the heating circuit to circulate a heat transfer medium (heating water), with heat transfer medium heated via a heating flow being fed to consumers, such as convectors or surface heating systems, and being returned to the heat generator or the at least one heat exchanger via a heating return.
  • the heater can have a water inlet and a hot water outlet for removing the heated drinking or service water.
  • the storage can be any storage container known in the art.
  • the memory can be a stratified memory, the formation of a (vertical or geodetic) temperature stratification of the drinking or service water contained a supply and removal of water at different temperatures depending on the Withdrawal height in the stratified storage tank.
  • the memory can also have a thermally insulating cover to reduce heat loss to the environment.
  • the controllable hot water bypass valve can be placed in an open position (where water can flow through) and a closed position (where water flow is prevented).
  • open position hot water from the heat exchanger can flow past the storage tank directly into the hot water outlet.
  • open position a small proportion of the water can also flow into or through the stratified storage tank and thus keep the temperature there constant. This position is particularly suitable when the water flowing out of the heat exchanger has reached the desired temperature.
  • the memory can be a so-called micro memory.
  • These micro-reservoirs can have a maximum capacity of 10 liters, often in the range of around 3 liters.
  • Temperature stratification can form within a micro-storage device (e.g. with a very slim shape), so that it can also be regarded as a stratified storage device.
  • the heat exchanger for transferring a heat flow from the heating circuit to a water flow for hot water preparation can be a plate heat exchanger.
  • a plate heat exchanger enables a particularly high heat transfer performance.
  • a supply line for heated water from the heat exchanger for hot water preparation to the storage tank can end in a lower cold area of the storage tank.
  • the cold area has a temperature range of 5 to 45° C. [degrees Celsius].
  • the cold range can also include the lowest temperatures in the memory.
  • a withdrawal line can lead from an upper hot area of the reservoir to the water outlet.
  • the hot area has a temperature range of 45 to 65° C. [degrees Celsius].
  • the hot zone may include the highest temperatures in the store.
  • the hot water bypass valve can be arranged in particular in a bypass line between the extraction line and the supply line, or depending on the structural conditions of the heater, the supply and extraction lines can be connected directly.
  • a flow measuring device can be arranged in an area between a water inlet and the heat exchanger and/or the heat exchanger (3) and the hot water bypass valve.
  • a withdrawal of hot water at the hot water outlet can be detected by means of the flow measuring device and can be included in the control of the hot water bypass valve.
  • a temperature sensor can be arranged in such a way that a temperature of the water at the outlet of the heat exchanger can be measured in a supply line to the storage tank.
  • the temperature sensor makes it possible to detect a temperature of the heated water and thus to compare it with a desired (setpoint) temperature.
  • Steps a) and b) can be carried out depending on the specified operating status of the heater.
  • the hot water bypass valve can be closed or kept closed if no water withdrawal is detected at the hot water outlet, or if water withdrawal is detected but the temperature of the hot water flowing out of the heat exchanger does not correspond to the desired temperature.
  • the hot water bypass valve can be closed according to step a) if the temperature of the water flowing out of the heat exchanger is too low or too high.
  • the closed hot water bypass valve allows hot water at the desired temperature from the storage tank to be fed to the hot water outlet.
  • the hot water bypass valve can be opened when water of the desired temperature emerges from the heat exchanger.
  • water escaping from the heat exchanger can now flow directly to the hot water outlet and it is also possible to draw off a large amount of hot water, for example to fill a bathtub.
  • a computer program is also proposed which is set up to carry out a method proposed here.
  • this relates to a computer program product, comprising instructions which, when the program is executed by a computer (such as a control unit), cause the latter to carry out a method described here.
  • a storage medium on which the computer program is stored is also proposed.
  • the storage medium is usually a computer-readable storage medium.
  • a control unit for a heater is also proposed, set up to carry out a method proposed here.
  • the control unit can have a processor, for example, or have it at its disposal, which can execute the method or computer program stored, for example, in a memory of the control unit.
  • a heater described here is also proposed, having a control unit proposed here.
  • a hot water bypass valve arranged between a heat exchanger and a memory of a heating device to increase the comfort of hot water preparation.
  • the increase in comfort can consist in particular in the provision of hot water, which has a desired temperature from the start of hot water extraction and also ensures a large extraction quantity.
  • a heating device, a method for operating it, a computer program, a storage medium, a control device and a use are thus specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the invention at least contributes to enabling a high level of comfort in the provision of hot water, in particular it can be ensured that the hot water can be drawn off at a desired temperature as far as possible at any time.
  • the invention can enable a particularly high energy efficiency of the hot water supply.
  • the invention can be implemented very easily in a heating device and requires hardly any additional components and therefore only little additional installation space. Rather, even a known from the prior art electrical auxiliary heater for the memory is omitted. A very cost-effective implementation of the invention is also advantageously possible in this way.
  • the 1 shows a heating device 12 proposed here by way of example and schematically.
  • This can comprise a heat generator 1 which can transfer a heat flow to a heating circuit 13 .
  • the heat generator 1 can be a gas condensing boiler, for example, and the heat flow generated by the combustion of a fuel can be transferred to the heating circuit 13 via a heat exchanger.
  • a circulation pump which circulates a heat transfer medium (heating water), can be arranged in the heating circuit 13 .
  • a heat exchanger 3 can be arranged between a heating flow 6 and a heating return 5 of the heating circuit 13 in such a way that the heat transfer medium of the heating circuit 13 can flow through it.
  • the heat exchanger 3 can also be connected to a water inlet 7 and transfer a heat flow from the heat transfer medium in the heating circuit 13 to a water flow from the water inlet 7 .
  • a reservoir 9 Downstream of the heat exchanger 3, there can be a reservoir 9, which is designed in particular as a stratified reservoir with an upper hot area and a lower cold area can be.
  • An extraction line 15 can connect the upper hot area of the storage tank (9) to a hot water outlet 8 . About the hot water outlet 8 hot water can be provided for removal.
  • a hot water bypass valve 4 can be arranged in a bypass line 11 between the supply line 17 and the removal line 15 .
  • the hot water bypass valve 4 can be controllable and electrically connected to a control unit 16 of the heater 12 .
  • a first temperature sensor 14 can be arranged in the supply line 17 and can be electrically connected to the control unit 16 .
  • the line from the water inlet 7 to the heat exchanger 3 can have a flow measuring device 10 for measuring the mass flow of water flowing through, with which a removal of water from the hot water outlet 8 can be determined.
  • the 1 The heater shown can be operated as follows: According to a step a), the hot water bypass valve 4 is closed, so that when hot water begins to be drawn off at the hot water outlet 8, the hot water is drawn from the storage tank 9. In other words, the hot water bypass valve 4 can always be closed when hot water is not being drawn off and the flow measuring device 10 can therefore not determine any mass flow of water. According to a step b), the hot water bypass valve 4 opens when hot water flowing out of the heat exchanger 3 has reached a desired temperature.
  • a mass flow from the flow measuring device 10 can be used for this purpose Water can be detected, with the hot water bypass valve 4 remaining closed for the time being and the water removal from the (upper hot area) of the memory 9 takes place and at the same time water flows into the memory 9 via the supply line.
  • the water in the (upper hot area) of the reservoir 9 has the desired temperature and thus a high level of comfort is ensured, since water of the desired temperature can emerge immediately after opening a water extraction point. Only when the temperature at the outlet of the heat exchanger 3 in the supply line 17 has reached the desired temperature with a determined mass flow of water, the hot water bypass valve 4 is opened and the water is drawn off directly from the heat exchanger 3.
  • a method proposed here can be carried out on the control device 16 of the heating device 12 .
  • this can detect the temperature at the temperature sensor 14 and the mass flow at the flow rate measuring device 10 and switch the hot water bypass valve 4 .

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Abstract

Es wird ein Heizgerät (12) vorgeschlagen aufweisend eine Warmwasserbereitung umfassend zumindest: einen Wärmetauscher (3), dazu eingerichtet einen Wärmestrom von einem Heizkreislauf (13) auf eine Wasserstrom zur Warmwasserbereitung zu übertragen, und einen zwischen dem Wärmetauscher (3) und einem Warmwasserauslauf (8) angeordneten Speicher (9), wobei ein steuerbares Warmwasser-Bypassventil (4) derart angeordnet und eingerichtet ist, dass Warmwasser vom Wärmetauscher (3) direkt zum Warmwasserauslauf (8) geleitet werden kann. Auch wird ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (12) vorgeschlagen, umfassend zumindest die folgenden Schritte: a) Schließen des Warmwasser-Bypassventils (4), so dass bei einer beginnenden Warmwasserentnahme am Warmwasserauslauf (8) das Warmwasser aus dem Speicher (9) entnommen wird, und b) Öffnen des Warmwasser-Bypassventils (4), wenn aus dem Wärmetauscher (3) ausfließendes Warmwasser eine gewünschte Temperatur hat. Verfahren und Heizgerät ermöglichen eine besonders komfortable Warmwasserbereitstellung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Heizgerät, ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes und eine Verwendung eines Bypassventils.
  • Zur Warmwasserbereitstellung weist ein Heizgerät häufig einen Wärmetauscher auf, der einen Wärmestrom auf einen zu erwärmenden Massestrom Trink- oder Brauchwasser übertragen kann. Nachteilig hat das Wasser hierbei zu Beginn einer Warmwasserentnahme häufig eine zu niedrige Temperatur bis sich ein ausreichender Wärmestrom im Wärmetauscher eingestellt hat. Zudem können auch überhöhte Temperaturen auftreten, wenn der Warmwasserauslauf kurz nach dessen Schließen erneut geöffnet wird.
  • Beispielsweise wird in der DE 10 2005 036 882 A1 ein Warmwasserbereitungssystem vorgeschlagen, bei dem ein Regelventil zum Einsatz kommt, das sehr schnelle Regelzeiten aufweist, wodurch auf den Einsatz eines Warmwasserspeichers verzichtet werden kann. Gleichwohl kann das System unerwünschte Temperaturschwankungen zu Beginn einer Warmwasserentnahme nicht verhindern.
  • In diesem Umfeld kommen daher teilweise Speicher zum Einsatz, in denen auf die gewünschte Temperatur erwärmtes Wasser gespeichert ist und die zwischen Wärmetauscher und Warmwasserauslauf angeordnet sind. Insbesondere bei kleineren, beispielsweise wandhängenden, Heizgeräten können hierzu sogenannte Mikrotanks zur Anwendung kommen, die eine geringe Wassermenge speichern können. Um ein Auskühlen des in den Mikrotanks enthaltenen Warmwassers zu verhindern, kann ein elektrischer Zusatzheizer vorgesehen sein, dazu eingerichtet, das Wasser im Mikrospeicher zu erwärmen. Insbesondere bei einer häufigen Entnahme nur geringer Warmwassermengen, bei denen der Nutzer in der Regel Wasser der gewünschten Temperatur nicht erwartet, muss der elektrische Zusatzheizer sehr regelmäßig in Betrieb genommen werden. Nachteilig sind die mit der Inbetriebnahme des Zusatzheizers verbundenen hohen Energiekosten. Zudem erhöht ein Zusatzheizer die Komplexität des Heizgerätes und erfordert zusätzlichen Bauraum.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Heizgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes vorzuschlagen, die die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwinden. Insbesondere soll eine komfortable und energieeffiziente Warmwasserbereitstellung ermöglicht werden.
  • Zudem soll die Erfindung die Komplexität eines Heizgerätes zumindest nicht wesentlich erhöhen und nur geringe bauliche Veränderungen an einem Heizgerät erfordern und eine einfache Integration in einen bestehenden Produktionsprozess ermöglichen.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Hierzu trägt ein Heizgerät bei, aufweisend eine Warmwasserbereitung mit zumindest folgenden Elementen:
    • einen Wärmetauscher, dazu eingerichtet, einen Wärmestrom von einem Heizkreislauf auf einen Wasserstrom zur Warmwasserbereitung zu übertragen, und
    • einen zwischen dem Wärmetauscher und einem Warmwasserauslauf angeordneten Speicher,
    wobei ein steuerbares Warmwasser-Bypassventil derart angeordnet und eingerichtet ist, dass Warmwasser vom Wärmetauscher direkt zum Warmwasserauslauf geleitet werden kann.
  • Das Heizgerät umfasst zumindest einen Wärmeerzeuger, insbesondere einen Gas-Brennwertkessel, der durch Verbrennung eines Brennstoffes Wärmeenergie freisetzt und über mindestens einen Wärmetauscher auf einen Heizkreislauf übertragen kann, wobei Verbraucher des Heizkreislaufes über einen Heizungsvorlauf und einen Heizungsrücklauf an das Heizgerät anschließbar sind. Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase können über einem Abgaskanal des Heizgerätes einer Abgasanlage zugeführt werden. Im Heizgerät kann im Heizkreislauf eine Umwälzpumpe dazu eingerichtet sein, ein Wärmeträgermedium (Heizungswasser) umzuwälzen, wobei über einen Heizungsvorlauf erwärmtes Wärmeträgermedium Verbrauchern, wie Konvektoren oder Flächenheizungen, zugeführt und über einen Heizungsrücklauf zum Wärmeerzeuger bzw. dem mindestens einen Wärmetauscher rückgeführt werden kann.
  • Zur Verwirklichung einer Warmwasserbereitung kann das Heizgerät einen Wasserzulauf und eine Warmwasserauslauf zur Entnahme des erwärmten Trink- oder Brauchwassers aufweisen.
  • Der Speicher kann ein beliebiger Speicherbehälter nach dem Stand der Technik sein. Insbesondere kann der Speicher ein Schichtspeicher sein, der durch Ausbildung einer (vertikalen bzw. geodätischen) Temperaturschichtung des enthaltenen Trink- oder Brauchwassers eine Zuführung und Entnahme von Wasser verschiedener Temperaturen in Abhängigkeit der Entnahmehöhe im Schichtspeicher. Der Speicher kann zudem eine thermisch isolierende Umhüllung aufweisen, um Wärmeverluste an die Umgebung zu mindern.
  • Das steuerbare Warmwasser-Bypassventil kann in eine geöffnete Position (in der es von Wasser durchflossen werden kann) und eine geschlossene Position (in der ein Wasserdurchfluss verhindert wird) gebracht werden. In der geöffneten Position kann Warmwasser aus dem Wärmetauscher am Speicher vorbei direkt in den Warmwasserauslauf fließen. Insbesondere kann in der geöffneten Position auch ein geringer Anteil des Wassers in bzw. durch den Schichtspeicher fließen und so die Temperatur dort konstant halten. Diese Position ist besonders geeignet, wenn aus dem Wärmetauscher ausfließendes Wasser die gewünschte Temperatur erreicht hat.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Speicher ein sogenannter Mikrospeicher sein. Diese Mikrospeicher können eine Kapazität von maximal 10 Litern aufweisen, häufig im Bereich von etwa 3 Litern. Innerhalb eines Mikrospeichers kann sich (beispielsweise bei sehr schlanker Form) eine Temperaturschichtung ausbilden, so dass dieser auch als Schichtspeicher angesehen werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Wärmetauscher zur Übertragung eines Wärmestromes vom Heizkreislauf ein Wasserstrom der Warmwasserbereitung ein Plattenwärmetauscher sein. Ein Plattenwärmetauscher ermöglicht eine besonders hohe Wärmeübertragungsleistung.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Zuführleitung für erwärmtes Wasser vom Wärmetauscher der Warmwasserbereitung zum Speicher in einem unteren Kaltbereich des Speichers enden. Der Kaltbereich weist insbesondere einen Temperaturbereich von 5 bis 45 °C [Grad Celsius] auf. Beziehungsweise kann der Kaltbereich die tiefsten Temperaturen in dem Speicher umfassen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Entnahmeleitung aus einem oberen Heißbereich des Speichers zum Wasserauslauf führen. Der Heißbereich weist insbesondere einen Temperaturbereich von 45 bis 65 °C [Grad Celsius] auf. Beziehungsweise kann der Heißbereich die höchsten Temperaturen in dem Speicher umfassen.
  • Das Warmwasser-Bypassventil kann insbesondere in einer Bypassleitung zwischen Entnahmeleitung und Zuführleitung angeordnet sein, oder je nach den baulichen Gegebenheiten des Heizgerätes Zuführ- und Entnahmeleitung direkt verbinden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in einem Bereich zwischen einem Wasserzulauf und dem Wärmetauscher und/ oder dem Wärmetauscher (3) und dem Warmwasser-Bypassventil eine Durchflussmesseinrichtung angeordnet sein. Mittels der Durchflussmesseinrichtung kann eine Entnahme von Warmwasser am Warmwasserauslauf erkannt werden und in die Steuerung des Warmwasser-Bypassventils einbezogen werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Temperatursensor derart angeordnet sein, dass eine Temperatur des Wassers am Ausgang des Wärmetauschers in einer Zuführleitung zum Speicher messbar ist. Der Temperatursensor ermöglicht ein Erfassen einer Temperatur des erwärmten Wassers und somit einen Vergleich derselben mit einer gewünschten (Soll-)Temperatur.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Verfahren zum Betreiben eines hier vorgeschlagenen Heizgerätes angegeben, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
    1. a) Schließen des Warmwasser-Bypassventils, so dass bei einer beginnenden Warmwasserentnahme am Warmwasserauslauf das Warmwasser aus dem Speicher entnommen wird,
    2. b) Öffnen des Warmwasser-Bypassventils, wenn aus dem Wärmetauscher ausfließendes Warmwasser eine gewünschte Temperatur hat.
  • Die Schritte a) und b) können in Abhängigkeit der angegebenen Betriebszustände des Heizgerätes durchgeführt werden. So kann Schritt a) ein Schließen oder Geschlossenhalten des Warmwasser-Bypassventils erfolgen, wenn keine Wasserentnahme am Warmwasserauslauf festgestellt wird, oder wenn eine Wasserentnahme festgestellt wird, jedoch die Temperatur des aus dem Wärmetauscher ausfließenden Warmwassers nicht der gewünschten Temperatur entspricht.
  • So kann das Warmwasser-Bypassventil gemäß Schritt a) geschlossen werden oder sein, wenn die Temperatur des aus dem Wärmetauscher ausfließenden Wassers zu niedrig oder auch zu hoch ist. Durch das geschlossene Warmwasser-Bypassventil wird dem Warmwasserauslauf Warmwasser der gewünschten Temperatur aus dem Speicher zugeführt.
  • Gemäß einem Schritt b) kann das Warmwasser-Bypassventil geöffnet werden, wenn aus dem Wärmetauscher Wasser der gewünschten Temperatur austritt. Durch das Öffnen des Warmwasser-Bypassventils kann nun aus dem Wärmetauscher austretendes Wasser direkt zum Warmwasserauslauf strömen und es wird ermöglicht auch eine große Menge Warmwasser zu entnehmen, beispielsweise zum Füllen einer Badewanne.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens eingerichtet ist. Dies betrifft mit anderen Worten ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer (wie einem Steuergerät) diesen veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren durchzuführen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Regelmäßig handelt es sich bei dem Speicherträger um einen computerlesbaren Speicherträger.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Steuergerät für ein Heizgerät vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen oder über diesen verfügen, welcher das beispielsweise auf einem Speicher des Steuergerätes hinterlegte Verfahren bzw. Computerprogramm ausführen kann.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein hier beschriebenes Heizgerät vorgeschlagen, aufweisend, ein hier vorgeschlagenes Steuergerät.
  • Nach einem weiteren Aspekt, wird auch eine Verwendung eines Warmwasser-Bypassventils, angeordnet zwischen einem Wärmetauscher und einem Speicher eines Heizgerätes zur Komfortsteigerung einer Warmwasserbereitung, vorgeschlagen. Die Komfortsteigerung kann insbesondere in einer Warmwasserbereitstellung bestehen, welche von Beginn der Warmwasserentnahme an eine gewünschte Temperatur aufweist und zudem eine große Entnahmemenge gewährleistet.
  • Hier werden somit ein Heizgerät, ein Verfahren zu dessen Betreiben, ein Computerprogramm, ein Speichermedium, ein Steuergerät sowie eine Verwendung angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere trägt die Erfindung zumindest dazu bei, einen hohen Komfort der Warmwasserbereitstellung zu ermöglichen, insbesondere kann gewährleistet werden, dass die Warmwasserentnahme weitestgehend zu jedem Zeitpunkt mit einer gewünschten Temperatur erfolgen kann. Zudem kann die Erfindung eine besonders hohe Energieeffizienz der Warmwasserbereitstellung ermöglichen.
  • Nicht zuletzt kann die Erfindung sehr einfach in einem Heizgerät umgesetzt werden und erfordert kaum zusätzliche Bauteile und somit auch nur geringen zusätzlichen Bauraum. Vielmehr kann sogar ein aus dem Stand der Technik bekannter elektrischer Zusatzheizer für den Speicher entfallen. Gleichfalls vorteilhaft ist so eine sehr kostengünstige Verwirklichung der Erfindung möglich.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigt:
    • Fig. 1:
    ein hier vorgeschlagenes Heizgerät.
  • Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch ein hier vorgeschlagenes Heizgerät 12. Dieses kann einen Wärmeerzeuger 1 umfassen, der einen Wärmestrom auf einen Heizkreislauf 13 übertragen kann. Der Wärmeerzeuger 1 kann beispielsweise ein Gas-Brennwertkessel sein und der durch die Verbrennung eines Brennstoffes erzeugte Wärmestrom über einen Wärmetauscher auf den Heizkreislauf 13 übertragen werden. Im Heizkreislauf 13 kann eine Umwälzpumpe angeordnet sein, die ein Wärmeträgermedium (Heizwasser) zirkuliert.
  • Zwischen einem Heizungsvorlauf 6 und einem Heizungsrücklauf 5 des Heizkreislaufes 13 kann ein Wärmetauscher 3 derart angeordnet sein, dass dieser vom Wärmeträgermedium des Heizkreislaufes 13 durchströmt werden kann. Der Wärmetauscher 3 kann zudem mit einem Wasserzulauf 7 verbunden sein, und einen Wärmestrom vom Wärmeträgermedium im Heizkreislauf 13 auf einen Wasserstrom vom Wasserzulauf 7 übertragen.
  • Dem Wärmetauscher 3 nachgeordnet, kann ein Speicher 9 sein, der insbesondere als Schichtspeicher, mit einem oberen Heißbereich und einem unteren Kaltbereich, ausgebildet sein kann. Eine Zuführleitung 17 vom Ausgang des Wärmetauschers 3, aus dem erwärmtes Wasser vom Wasserzulauf 7 austritt, kann in den Kaltbereich des Speichers 9 münden. Eine Entnahmeleitung 15 kann den oberen Heißbereich des Speichers (9) mit einem Warmwasserauslauf 8 verbinden. Über dem Warmwasserauslauf 8 kann Warmwasser zur Entnahme bereitgestellt werden.
  • Zwischen der Zuführleitung 17 und der Entnahmeleitung 15 kann ein Warmwasser-Bypassventil 4 in einer Bypassleitung 11 angeordnet sein. Das Warmwasser-Bypassventil 4 kann steuerbar sein und mit einem Steuergerät 16 des Heizgerätes 12 elektrisch verbunden sein.
  • In der Zuführleitung 17 kann ein erster Temperatursensor 14 angeordnet sein, der mit dem Steuergerät 16 elektrisch verbunden sein kann. Die Leitung vom Wasserzulauf 7 zum Wärmetauscher 3 kann eine Durchflussmesseinrichtung 10 aufweisen, zur Messung des durchfließenden Massestromes Wasser, mit der eine Entnahme von Wasser aus der Warmwasserauslauf 8 feststellbar ist.
  • Entsprechend einem hier vorgeschlagenen Verfahren kann das in Fig. 1 gezeigte Heizgerät wie folgt betrieben werden: Gemäß einem Schritt a) erfolgt ein Schließen des Warmwasser-Bypassventils 4, so dass bei einer beginnenden Warmwasserentnahme am Warmwasserauslauf 8 das Warmwasser aus dem Speicher 9 entnommen wird. Mit anderen Worten kann das Warmwasser-Bypassventil 4 immer geschlossen sein, wenn keine Entnahme von Warmwasser erfolgt und somit die Durchflussmesseinrichtung 10 keinen Massestrom Wasser feststellen kann. Gemäß einem Schritt b) erfolgt ein Öffnen des Warmwasser-Bypassventils 4, wenn aus dem Wärmetauscher 3 ausfließendes Warmwasser eine gewünschte Temperatur erreicht hat. Beispielsweise kann hierzu von der Durchflussmesseinrichtung 10 ein Massestrom Wasser festgestellt werden, wobei das Warmwasser-Bypassventil 4 vorerst verschlossen bleibt und die Wasserentnahme aus dem (oberen Heißbereich) des Speichers 9 erfolgt und gleichzeitig Wasser über die Zuführleitung in den Speicher 9 nachfließt.
  • Vorteilhaft hat das Wasser im (oberen Heißbereich) des Speichers 9 die gewünschte Temperatur und somit ist ein hoher Komfort gewährleistet, da direkt nach dem Öffnen einer Wasserentnahmestelle Wasser der gewünschten Temperatur austreten kann. Erst wenn bei einem festgestellten Massestrom Wasser sich die Temperatur am Ausgang des Wärmetauschers 3 in der Zuführleitung 17 die gewünschte Temperatur erreicht hat, wird das Warmwasser-Bypassventil 4 geöffnet und die Entnahme erfolgt direkt aus dem Wärmetauscher 3.
  • Ein hier vorgeschlagenes Verfahren kann auf dem Steuergerät 16 des Heizgerätes 12 durchgeführt werden. Hierzu kann dieses die Temperatur am Temperatursensor 14 und den Massestrom an der Durchflussmesseinrichtung 10 erfassen und das Warmwasser-Bypassventil 4 schalten.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wärmeerzeuger
    2
    Umwälzpumpe
    3
    Wärmetauscher
    4
    Warmwasser-Bypassventil
    5
    Heizungsrücklauf
    6
    Heizungsvorlauf
    7
    Wasserzulauf
    8
    Warmwasserauslauf
    9
    Speicher
    10
    Durchflussmesseinrichtung
    11
    Bypassleitung
    12
    Heizgerät
    13
    Heizkreislauf
    14
    Temperatursensor
    15
    Entnahmeleitung
    16
    Steuergerät
    17
    Zuführleitung

Claims (11)

  1. Heizgerät (12), aufweisend eine Warmwasserbereitung umfassend zumindest:
    - einen Wärmetauscher (3), dazu eingerichtet einen Wärmestrom von einem Heizkreislauf (13) auf eine Wasserstrom zur Warmwasserbereitung zu übertragen, und
    - einen zwischen dem Wärmetauscher (3) und einem Warmwasserauslauf (8) angeordneten Speicher (9),
    wobei ein steuerbares Warmwasser-Bypassventil (4) derart angeordnet und eingerichtet ist, dass Warmwasser vom Wärmetauscher (3) direkt zum Warmwasserauslauf (8) geleitet werden kann.
  2. Heizgerät (12) nach Anspruch 1, wobei der Wärmetauscher (3) ein Plattenwärmetauscher ist.
  3. Heizgerät (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Speicher (9) ein Schichtspeicher ist und eine Leitung vom Wärmetauscher (3) in einem unteren Kaltbereich desselben mündet.
  4. Heizgerät (3) nach Anspruch 3, wobei eine Entnahmeleitung aus einem oberen Heißbereich des Speichers (9) zum Wasserauslauf (8) führt.
  5. Heizgerät (3) nach Anspruch 3, wobei in einem Bereich zwischen einem Wasserzulauf (7) und dem Wärmetauscher (3) und/ oder dem Wärmetauscher (3) und dem Warmwasser-Bypassventil (4) eine Durchflussmesseinrichtung (10) angeordnet ist.
  6. Heizgerät (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Temperatursensor (14) derart angeordnet ist, dass eine Temperatur des Wassers am Ausgang des Wärmetauschers (3) in einer Zuführleitung (17) zum Speicher (9) messbar ist.
  7. Verfahren zum Betreiben eines Heizgerätes (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
    a) Schließen des Warmwasser-Bypassventils (4), so dass bei einer beginnenden Warmwasserentnahme am Warmwasserauslauf (8) das Warmwasser aus dem Speicher (9) entnommen wird,
    b) Öffnen des Warmwasser-Bypassventils (4), wenn aus dem Wärmetauscher (3) ausfließendes Warmwasser eine gewünschte Temperatur hat.
  8. Computerprogramm eingerichtet zur Durchführung eines Verfahren nach Anspruch 7.
  9. Steuergerät (16) eines Heizgerätes (12) eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 7.
  10. Heizgerät (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend ein Steuergerät (16) nach Anspruch 9.
  11. Verwendung eines Warmwasser-Bypassventils (4), angeordnet zwischen einem Wärmetauscher (3) und einem Speicher (9) eines Heizgerätes (12), zur Komfortsteigerung einer Warmwasserbereitung.
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