AT400629B

AT400629B - Wasserheizer

Info

Publication number: AT400629B
Application number: AT0109494A
Authority: AT
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1994-05-27
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1996-02-26
Also published as: ATA109494A

Description

AT 400 629 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserheizer gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei solchen Wasserheizem, die als Umlaufwasserheizer oder Kessel ausgebildet sein können, ergibt sich aufgrund der immer besseren Wärmedämmung der Häuser ein immer größer werdender Unterschied 5 zwischen der zur Beheizung des Hauses erforderlichen Leistung und der zur Bereitung von Brauchwasser mit einem entsprechenden Komfort erforderlichen Leistung. Ein gattungsgemäßer Wasserheizer ist aus der DE-OS 41 14 619 bekanntgeworden. Dieser Wasserheizer ist mit einem Primärwärmetauscher sehr hoher Leistung ausgestattet. Die Maximalleistung entspricht dabei dem vollen Wärmebedarf des Brauchwasser-Sekundärwärmetauschers. Dies führt dazu, daß der Brenner des bekannten Wasserheizers in einem weiten io Leistungsbereich modulierend betrieben werden muß, wodurch sich entsprechende Nachteile im Hinblick auf den Wirkungsgrad ergeben.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Wasserheizer der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich mit hohem Wirkungsgrad betreiben läßt.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Wasserheizer der eingangs erwähnten Art durch die kennzeich-15 nenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Dadurch ist es möglich, einen Brenner relativ kleiner Leistung zu verwenden, wobei der Brenner eine Leistung aufweisen kann, die nur wenig über dem Heizungsbedarf liegt. Der Heizwasserspeicher kann während der Pausen einer Wärmeanforderung der Heizanlage aufgeheizt werden.

Bei einer Zapfung von Brauchwasser kann der Energiebedarf zur Bereitung des Brauchwassers zum . 20 Teil aus dem gespeicherten Heizwasser gedeckt werden, wobei der Primärwärmetauscher zur Lieferung der Restwärme herangezogen wird. Während der Zapfung kann dem Heizwasserspeicher kurzfristig eine sehr hohe Leistung entnommen werden, wobei der Primärwärmetauscher seine Leistung über unbegrenzte Zeit abgeben kann und beides gemäß der Erfindung einzeln oder kombiniert genützt wird.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil, daß das Heizwasser des Heizwasserspei-25 chers über den Primärwärmetauscher nacherhitzt werden kann, bevor es dem Primärkreis des Sekundärwärmetauschers zugeführt wird. Dadurch kann der Speicher kleiner ausgeiegt werden.

Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich ein einfacher Aufbau des Wasserheizers.

Durch die Merkmale des Anspruches 4 ist es möglich, außer dem Primärwärmetauscher auch noch eine weitere Wärmequelle zur Erwärmung des Inhaltes des Heizwasserspeichers heranzuziehen. 30 Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Wasserheizer,

Fig. 2 bis 5 schematisch verschiedenen Betriebsweisen des Wasserheizers gemäß der Fig. 1 und

Fig. 6 bis 9 eine weitere Ausführungsform eines Wasserheizers, wobei verschiedene Betriebsarten 35 schematisch dargestellt sind.

Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen in allen Fig. dieselben Teile beziehungsweise Gegenstände.

Ein Primärwärmetauscher 1, der von einem Brenner 3 beaufschlagbar ist, ist über eine Auslaßleitung 2 mit einem Mehrstellungsventil 4 verbunden.

An diesem, gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 als Vier-Wege-Ventil ausgebildete 40 Mehrstellungsventil 4 ist eine Speicherleitung 5, die zu einem Heizwasserspeicher 6 führt, eine zu einem Sekundärwärmetauscher 7 beziehungsweise dessen Primärzweig 8 führende Anschlußleitung 9 und eine Heizkreisleitung 10 angeschlossen. An die Heizkreisleitung 10 ist eine Heizungsanlage 11 über eine Vorlaufleitung 12 angeschlossen, in der ein Bypassventil 13 und eine Umwälzpumpe 14 angeordnet sind. Dabei sind diese Teile 13 und 14 über Verbindungsleitungen 15 und 16 miteinander und mit der 45 Heizungsanlage 11 verbunden.

Eine Rücklaufleitung 17 der Heizungsanlage 11 führt zum Heizwasserspeicher 6, wobei eine Sekundärwärmetauscher-Rücklaufleitung 18 in die Rückiaufleitung 17 einmündet. Weiter münden eine Bypassleitung 19 und eine Anschlußleitung 20, die von einem Überströmventil 21 wegführt, das an die Heizkreisleitung 10 angeschlossen ist, in die Rücklaufleitung 17. so Ein Sekundärzweig 22 des Sekundärwärmetauschers 7 ist mit einer Kaltwasseranschlußleitung 23 und einer Zapfleitung 24 verbunden.

Der Heizwasserspeicher 6 ist mit einer von seinem unteren Bereich 37 wegführenden Rückiaufleitung 25 verbunden, die zu einem Mischventil 26 führt. Dieses ist über eine in den oberen Bereich 36 des Heizwasserspeichers 6 mündende Anschlußleitung 27 mit dem Heizwasserspeicher 6 und über eine 55 Verbindungsleitung 28 mit einer Umwälzpumpe 29 verbunden, die über eine weitere Anschlußieitung 30 mit dem Primärwärmetauscher 1 verbunden ist.

Der Heizwasserspeicher 6 ist weiter über eine Vorlaufleitung 31 und eine Rücklaufleitung 32 mit einem Sonnenkollektor 33 verbunden. Dadurch kann der Inhalt des Heizwasserspeichers 6 auch über den

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Sonnenkollektor 33 erwärmt werden.

Der Brenner 3 ist über eine Gasleitung 34, in der ein proportional arbeitendes Gasventil 35 angeordnet ist, modulierend mit Gas versorgbar.

An eine Steuer- und Regeleinheit 39 ist ein Außentemperaturfühler 40 über eine Leitung 41 angeschlossen. Weiter ist ein Vorlauftemperaturfühler 42 über eine Leitung 43, ein im oberen Bereich 36 des Heizwasserspeichers 6 angeordneter Temperaturfühler 50 über eine Leitung 51, ein im unteren Bereich 37 des Heizwasserspeichers 6 angeordneter Temperaturfühler 48 über eine Leitung 49, ein in der Rücklauftei-tung 32 vom Sonnenkollektor 33 angeordneter Temperaturfühler 64 über eine Leitung 65 mit der Steuer-und Regeleinheit 39 verbunden. Ausgangsseitig ist die Steuer- und Regeleinheit 39 über eine Leitung 63 mit einem Antrieb 62 des Mehrstellungsventiles 4, über eine Leitung 56 mit einem Antrieb 55 des Gasventiles 35, über eine Leitung 58 mit einem Motor 57 der Umwälzpumpe 29, über eine Leitung 47 mit einem Antrieb 46 des Bypassventiles 13, über eine Leitung 45 mit einem Motor 44 der Umwälzpumpe 14 und über eine Leitung 61 mit einem Motor 60 einer Umwälzpumpe 59, an der der Sonnenkollektor 33 angeschlossen ist, verbunden. Weiter ist ein in der Leitung 28 angeordneter Temperaturfühler 53 über eine Leitung 54 mit einem Antrieb 52 des Mischventiles 26 verbunden, so daß das dem Wärmetauscher 1 zugeführte Wasser auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden kann.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen schematisch verschiedene Betriebsarten des Wasserheizers.

Dabei zeigt Fig. 2 den Betrieb bei einer Ladung des Speichers 6, wobei die Strömung des Heizwassers mit einem dicken Strich eingezeichnet ist. Dabei kommt es bei laufender Umwälzpumpe 29 zu einer Strömung über die Auslaßleitung 2, das Mehrstellungsventil 4, die Speicherleitung 5, den Heizwasserspeicher 6, die Rücklaufleitung 25, das Mischventil 26, die Verbindungsleitung 28, die Umwälzpumpe 29 und die Anschlußleitung 30 zum Primärwärmetauscher 1. Dabei ist der Brenner 3 mit Gas versorgt und beheizt den Primärwärmetauscher 1, der seinerseits das Temperaturniveau des Heizwasserspeichers 6 anhebt.

Bei diesem Betrieb wird ausschließlich der Inhalt des Heizwasserspeichers 6 erwärmt.

Fig. 3 zeigt die Strömungsverhältnisse bei einem Heizbetrieb mit Hybridversorgung der Heizungsanlage 11, wobei die durchströmten Bereiche mit dickeren Strichen angedeutet sind.

Bei diesem Betrieb kommt es zu einer Strömung des Heizwassers über die Anschlußleitung 2, das Mehrstellungsventil 4, die Heizkreisleitung 10, die Vorlaufleitung 12, das Bypassventil 13, die Verbindung®-leitung 15, die gegebenenfalls ausgeschaltete Umwälzpumpe 14, die Verbindungsleitung 16 zur Heizungsanlage 11. Von dieser strömt das Heizwasser über die Rücklaufleitung 17 zum Heizwasserspeicher 6. Dabei kommt es je nach Stellung des Mischventiles 26 zu einer Aufteilung der Strömung über die Rücklaufleitung 25 und über den Heizwasserspeicher 6 zum Mischventil 26.

Dabei wird dem Primärwärmetauscher 1 über die Verbindungsleitung 28, die Umwälzpumpe 29 und die Anschlußleitung 30 Wasser zugeführt, dessen Temperatur von der Rücklauftemperatur der Heizungsanlage, der Temperatur im Heizwasserspeicher 6 und dem Mischungsverhältnis der durch den Heizwasserspeicher 6 und die Rücklaufleitung 25 strömenden Wasserströme abhängt. Dabei kann die Zulauftemperatur für den Primärwärmetauscher 1 durch eine entsprechende Einstellung des Mischventiles 26 eingestellt werden, wobei dieses thermisch von der Temperatur in der Leitung 28 gesteuert werden kann.

Bei diesem Betrieb kann ein Teil der zur Versorgung der Heizungsanlage 11 erforderlichen Energie vom Heizwasserspeicher 6 zugeführt werden, den Rest deckt der Primärwärmetauscher 1. Im Extremfall, zum Beispiel durch eine Nachtabsenkung oder zur Überbrückung, kann die Heizungsanlage 11 für eine bestimmte Zeit allein vom Heizwasserspeicher 6 versorgt werden, wie dies aus der Fig. 5 zu ersehen ist.

Dabei ergibt sich eine Strömung vom Heizwasserspeicher 6 über die Speicherleitung 5, das Mehrstellungsventil 4, die Heizkreisleitung 10, die Vorlaufleitung 12, das Bypassventil 13, das auch eine Aufteilung des Wasserstromes über die Bypassieitung 19 ermöglicht, die Verbindungsleitung 15, die laufende Umwälzpumpe 14 und die Verbindungsieitung 16 zur Heizungsanlage 11. Dabei ist die Heizungsanlage 11 über die Rückiaufleitung 17 mit dem Heizwasserspeicher 6 verbunden. Bei diesem Betrieb ist der Brenner 3 nicht mit Gas versorgt.

Weiter ist auch bei entsprechender Stellung des Mischventiles 26 eine Energieversorgung der Heizungsanlage 11 allein über den Primärwärmetauscher 1 möglich, wobei eine Durchströmung des Heizwasserspeichers 6 unterbleibt und der Brenner 3 mit Gas versorgt ist (vgl. Fig. 3).

Der Betriebszustand "Brauchwasserbereitung" ist in der Fig. 4 dargestellt, wobei die Strömung des Heizwassers mit dickeren Strichen dargestellt ist.

In diesem Betriebszustand strömt das Heizwasser vom Primärwärmetauscher 1 über die Auslaßleitung 2, das Mehrsteliungsventil 4, die Anschlußleitung 9, den Primärzweig 8 des Sekundärwärmetauschers 7, die Sekundärwärmetauscher-Rücklaufleitung 18, die Rücklaufleitung 17, den Heizwasserspeicher 6, die Anschlußleitung 27, das Mischventil 26, die Verbindungsleitung 28, die Umwälzpumpe 29 und die Anschlußiei-tung 30 zum Primärwärmetauscher 1 zurück. 3

Claims

ÄT 400 629 B Dabei ergibt sich ein Hybridbetrieb, bei dem die Energieversorgung des Primärzweiges 8 des Sekundärwärmetauschers 7 sowohl über den Heizwasserspeicher 6, als auch über den Primärwärmetauscher 1 erfolgt. Dadurch ist es möglich, mit einem relativ leistungsschwachen Primärwärmetauscher 1 einen hohen Brauchwasserkomfort zu erzielen, da während der Brauchwasserbereitung relativ hohe Energiemen-5 gen dem Heizwasserspeicher 6 zusätzlich entnommen werden können. Wird bei kleinen Brauchwasserleistungen das Mischventil 26 so verstellt, daß die Leitung 27 verschlossen ist, so speist der Primärwärmetauscher 1 aileine den Sekundärwärmetauscher 7. Der Wasserheizer nach den Fig. 6 bis 9 unterscheidet sich von jenem nach den Fig. 1 bis 5 dadurch, daß die Heizkreisleitung 10 nicht an dem Mehrstellungsventil 4, sondern an dem Heizwasserspeicher 6 über io eine Zusatzleitung 38 angeschlossen ist und in dessen oberem Bereich 36 mündet und dann das Mehrstellungsventil 4 als Umschaltventil mit zwei Stellungen ausgebildet ist. Beim Betrieb "Speicherladung" ergibt sich bei dem Wasserheizer nach der Fig. 6 bis 9 eine Strömung des Heizwassers vom Primärwärmetauscher 1 über die Auslaßleitung 2, das Mehrstellungsventil 4, die Speicherleitung 5, den Heizwasserspeicher 6, die Rücklaufleitung 25, das Mischventi! 26, das auch eine is Bypassströmung über die Anschlußleitung 27 ermöglicht, die Verbindungsleitung 28, die Umwälzpumpe 29 und die Anschlußleitung 30 zurück zum Primärwärmetauscher 1, vgl. Fig. 6. Die Fig. 7 zeigt die Verhältnisse bei einem Heizbetrieb mit ausschließlicher Versorgung der Heizungsanlage 11 vom Heizwasserspeicher 6. Dabei wird die Umwälzung des Heizwassers allein durch die der Heizungsanlage zugeordnete Umwälz-20 pumpe 14 sichergestellt. Es bildet sich dabei eine Umwälzung des Heizwassers vom Heizwasserspeicher 6 über die Zusatzleitung 38, die Heizkreisleitung 10, die Vorlaufleitung 12, das Bypassventil 13, die Verbindungsleitung 15, die Umwälzpumpe 14 zur Heizungsanlage 11 und über die Rücklaufleitung 17 zurück zum Heizwasserspeicher 6 aus. Wie aus der Fig. 9 ersichtlich, in der ebenfalls die durchströmten Leitungen mit stärkeren Strichen 25 dargestellt sind, kann während des Betriebes der Heizungsanlage 11 der Heizwasserspeicher 6 aufgeheizt werden. Dies erfolgt, wie anhand der Fig. 6 beschrieben. Die Fig. 8 zeigt die Brauchwasserbereitung. Dabei ergibt sich eine Strömung des Heizwassers vom Primärwärmetauscher 1 über die Auslaßleitung 2, das Mehrstellungsventil 4, die Anschlußleitung 9, den Primärzweig 8 des Sekundärwärmetauscher 7, die Sekundärwärmetauscher-Rücklaufleitung 18, die Rück-30 laufleitung 17, den Heizwasserspeicher 6, die Anschlußleitung 27, das Mischventil 26, die Verbindungsleitung 28, die Umwälzpumpe 29 und die Anschlußleitung 30 zurück zum Primärwärmetauscher 1. Dabei kann über das Mischventil 26 eine den Heizwasserspeicher 6 überbrückende Bypassströmung über die Rück-iaufieitung 25 eingestellt werden, zum Beispiel um eine zu hohe Eintrittstemperatur des Heizwassers in den Primärwärmetauscher 1 zu vermeiden beziehungsweise ein Hybridbetrieb, wie anhand der Fig. 4 beschrie-35 ben, zu realisieren. Patentansprüche 1. Wasserheizer mit einem von einem Brenner (3) beaufschlagbaren Primärwärmetauscher (1) und einen 40 Heizwasserspeicher (6) zur Versorgung einer Heizungsanlage (11) und zur Versorgung eines Sekundärwärmetauschers (7) für die Brauchwasserbereitung, wobei in einer zum Primärwärmetauscher (1) führenden Rücklaufleitung (30) eine Umwälzpumpe (29) angeordnet ist, und der Primärwärmetauscher (1) über ein Mehrsteliungsventil (4) wahlweise indirekt über den Heizwasserspeicher (6) mit der Heizanlage (11) oder dem Sekundärwärmetauscher (7) zur Bereitung von Brauchwasser (23, 24) oder 45 direkt mit dem Heizwasserspeicher (6) verbindbar ist, wobei über dieses Mehrsteliungsventil (4) der Heizwasserspeicher (6) sowohl mit dem Primärwärmetauscher (1) als auch mit dem Sekundärwärmetauscher (7) verbindbar ist, so daß sowohl der Heizwasserspeicher (6) allein, als auch die in Serie geschalteten Sekundärwärmetauscher (7) und Heizwasserspeicher (6) mit der Heizanlage (11) verbunden sind beziehungsweise der Inhalt des Heizwasserspeichers (6) vom Primärwärmetauscher (1) so aufgeheizt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärwärmetauscher (1) als Kleinleistungswärmetauscher ausgebildet ist, daß über das Mehrsteliungsventil (4) der Heizwasserspeicher (6) mit der Heizanlage (11) und auch die Serienschaltung des Primärwärmetauschers (1) mit dem Heizwasserspeicher (6) mit der Heizanlage (11) verbindbar ist.
2. Wasserheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der vom Heizwasserspeicher (6) zum Primärwärmetauscher (1) führenden Rücklaufleitung (25, 28, 30) ein weiteres Mehrsteliungsventil (26) angeordnet ist, an dessen einem Anschluß eine im oberen Bereich (36) des Speichers (6) von diesem ausgehende Leitung (27) angeschlossen ist. 4 ;:f AT 400 629 B
3. Wasserheizer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rücklaufleitung (17) der Heizungsanlage (11) und des Primärzweiges (8) des Sekundärwärmetauschers (7) über die Rücklaufiei-tung (18) miteinander verbunden sind und in den unteren Bereich (37) des Speichers (6) münden.
4. Wasserheizer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB an den Heizwasserspeicher (6) zusätzlich ein an sich bekannter Sonnenkollektor (33) mit seiner Vor- und Rücklaufleitung (31,32) angeschlossen ist. Hiezu
5 Blatt Zeichnungen

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