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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserheizanlage gemäss dem Oberbegriff des Anspru- ches 1.
Bei bekannten derartigen Wasserheizanlagen ist meist ein Heizwasserspeicher vorgesehen, der über einen Wärmetauscher, der von einem Brenner beaufschlagt ist, erwärmt wird. Weiters ist ein Plattenwärmetauscher vorgesehen, über den ein Trinkwasserspeicher erwärmt wird und der ebenfalls vom Brenner beaufschlagt ist. Dabei ist es erforderlich, für die Kreisläufe über die Wär- metauscher Umwälzpumpen vorzusehen. Diese erfordern einen entsprechenden Einsatz an Hilfs- energie.
Aus der US 4 479 605 A ist ein direktbeheizter Heizwasserspeicher mit einem Wärmetauscher für den Anschluss eines Trinkwasserspeichers bekannt. Diese Anlage kann jedoch aufgrund einer nicht regelbaren Umwälzpumpe nicht im Teillastbereich betrieben werden und bedingt häufiges Ein- und Ausschalten, was die Lebensdauer der Bauteile verkürzt.
Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Was- serheizanlage der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei welcher der Einsatz von Hilfsenergie möglichst gering gehalten wird.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Wasserheizanlage der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist es möglich, die Umwälzung des Heizwassers al- lein mit der im die Heizkörperanordnung umfassenden Aussenkreis enthaltenen Umwälzpumpe sicherzustellen, so dass sich die bisher übliche Umwälzpumpe zwischen Wärmetauscher und Heizwasserspeicher erübrigt. Dadurch kann Hilfsenergie eingespart werden.
Ausserdem ergibt sich durch die vorgeschlagenen Massnahmen auch eine Reduzierung des Herstellungs- und des Installationsaufwandes. Dabei ergibt sich aufgrund des Fehlens zweier Wärmetauscher auch die Möglichkeit eines kompakteren Aufbaus.
Es ergibt sich die Möglichkeit, die Eintrittstemperatur des erwärmten Trinkwassers in den Trink- wasserspeicher auf einem weitgehend gleichbleibenden hohen, bzw. vorgewählten Niveau zu halten. Dadurch kann eine entsprechende Erhaltung einer Schichtung im Trinkwasserspeicher aufrecht erhalten werden. Bei Bedarf kann gleichzeitig das die Heizkörperanordnung aufweisende Heiznetz mit Heizenergie versorgt werden. Dazu genügt es die im Heiznetz angeordnete Umwälz- pumpe in Betrieb zu nehmen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch eine erfin- dungsgemässe Wasserheizanlage zeigt.
Die erfindungsgemässe Wasserheizanlage weist einen Heizwasserspeicher 1 auf, in dessen In- nerem eine Brennkammer 2 angeordnet ist, die mit einem den Heizwasserspeicher 1 axial durch- setzenden Abgasrohr 3 versehen ist. Dieses Abgasrohr 3 ist zur Verbesserung des Wärmeüber- ganges zweckmässigerweise gewellt ausgeführt oder mit Rippen versehen.
Die Brennkammer 2 nimmt einen Brenner 4 auf und ist mit einem im wesentlichen horizontal verlaufenden Luftkanal 5 versehen, über den Luft in die Brennkammer zuströmen kann und durch den auch eine Gasversorgungsleitung 6, in der ein Gasventil 7 angeordnet ist, geführt ist.
Der Heizwasserspeicher 1 ist in üblicher Weise mit einer Isolierung 8 versehen.
Aus dem Heizwasserspeicher 1 führt aus dessen obersten Bereich eine Heizungs- Vorlaufleitung 9 weg, die zu einer Heizkörperanordnung 10 führt, zu der eine mit einem Byassventil 11 versehene Bypass-Leitung 12 parallel geschaltet ist und die Heizungs-Vorlaufleitung 9 mit einer Heizungs-Rücklaufleitung 13 verbindet.
Von der Heizkörperanordnung 10 führt die Heizungs-Rücklaufleitung 13 in den untersten Be- reich des Heizwasserspeichers 1 zurück, wobei in der Heizungs-Rücklaufleitung 13 eine Umwälz- pumpe 14 angeordnet ist.
Im Heizwasserspeicher 1 ist weiters ein Wärmetauscher 15 angeordnet, der über eine Warm- wasserleitung 16 mit dem obersten Bereich eines Trinkwasserspeichers 17 und über einen Kalt- wasserabzug 18, der aus dem untersten Bereich des Trinkwasserspeichers 17 wegführt, mit dem demselben verbunden ist. Dabei ist im Kaltwasserabzug 18 eine Umwälzpumpe 19 angeordnet.
Der Trinkwasserspeicher 17 ist weiters mit einem Brauchwasserabzug 20, der aus dem obers- ten Bereich des Trinkwasserspeicher 17 wegführt, und mit einem Kaltwasserzulauf 21 versehen, der in den untersten Bereich des Trinkwasserspeichers 17 mündet, der mit einer Isolierung 22 versehen ist.
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Bei einer Wärmeanforderung des Trinkwasserspeichers 17 wird die Umwälzpumpe 19 in Be- trieb gesetzt, wobei dies in Abhängigkeit von der Temperatur des in den Trinkwasserspeicher 17 einströmenden Wassers auch getaktet oder mit variabler Drehzahl erfolgen kann. Wesentlich ist dabei, dass die Förderleistung, über einen bestimmten Zeitraum gemittelt, variabel ist. Dabei wird die mittlere Förderleistung der Umwälzpumpe 19 um so mehr reduziert, je kühler das im Heizwas- serspeicher 1 befindliche Wasser ist, um die Verweildauer des Trinkwassers im Wärmetauscher 15 zu verlängern, wie auch umgekehrt die Förderleistung erhöht wird, wenn das Heizwasser eine höhere Temperatur aufweist.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass das in den Trinkwasserspeicher 17 einströmende Wasser eine bestimmte Temperatur aufweist, so dass es zu keiner Störung der Schichtung des Trinkwasserspeichers 17 kommt.
Bei einer Brauchwasserzapfung wird warmes Wasser über den Brauchwasserabzug 20 abge- zogen, wobei gleichzeitig kaltes Wasser über den Kaltwasserzulauf 21 in den untersten Bereich des Trinkwasserspeichers 17 einströmt.
Bei einer Wärmeanforderung seitens der Heizkörperanordnung 10 oder aufgrund einer zu nied- rigen Temperatur des Heizwassers im Heizwasserspeicher 1, bzw. einer Wärmeanforderung des Trinkwasserspeichers 17, wird der Brenner 3 gestartet und erwärmt das Heizwasser im Heizwas- serspeicher 1 aufgrund der Beaufschlagung der Wände des Brennraumes 2 und des Abgasrohres 3 mit heissen Brenngasen.
Bei fehlender Wärmeanforderung durch die Heizkörperanordnung 10 kommt es im Inneren des Heizwasserspeichers 1 aufgrund der Thermosyphonwirkung zu einer Vermischung des Wassers.
Um die Vermischung zu verbessern kann auch die Umwälzpumpe 14 in Betrieb genommen wer- den, wobei bei fehlender Wärmeanforderung durch die Heizkörperanordnung 10 das Mischventil 11in der Bypass-Leitung 12 geöffnet wird.
Bei einer Wärmeanforderung der Heizkörperanordnung 10 wird die Umwälzpumpe 14 gestartet und treibt warmes Heizwasser durch die Heizkörperanordnung 10. Bei ausreichender Temperatur des Heizwassers im Heizwasserspeicher 1 kann der Brenner auch zeitweise stillgesetzt werden.
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The invention relates to a water heating system according to the preamble of claim 1.
In known water heating systems of this type, a heating water tank is usually provided, which is heated via a heat exchanger which is acted upon by a burner. Furthermore, a plate heat exchanger is provided, via which a drinking water tank is heated and which is also acted upon by the burner. It is necessary to provide circulation pumps for the circuits via the heat exchanger. These require a corresponding use of auxiliary energy.
From US 4,479,605 A a directly heated heating water tank with a heat exchanger for connecting a drinking water tank is known. However, due to a non-controllable circulation pump, this system cannot be operated in the partial load range and requires frequent switching on and off, which shortens the life of the components.
The aim of the invention is to avoid the disadvantages of the prior art and to propose a water heating system of the type mentioned at the beginning in which the use of auxiliary energy is kept as low as possible.
According to the invention this is achieved in a water heating system of the type mentioned by the characterizing features of the claim.
The proposed measures make it possible to ensure the circulation of the heating water alone with the circulation pump contained in the external circuit comprising the radiator arrangement, so that the previously common circulation pump between the heat exchanger and the heating water tank is not necessary. As a result, auxiliary energy can be saved.
In addition, the proposed measures also result in a reduction in manufacturing and installation costs. Due to the lack of two heat exchangers, there is also the possibility of a more compact structure.
There is the possibility of maintaining the inlet temperature of the heated drinking water in the drinking water storage tank at a largely constant high or preselected level. In this way, appropriate maintenance of stratification in the drinking water reservoir can be maintained. If necessary, the heating network comprising the radiator arrangement can be supplied with heating energy at the same time. To do this, it is sufficient to start up the circulation pump in the heating network.
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, which schematically shows a water heating system according to the invention.
The water heating system according to the invention has a heating water tank 1, in the interior of which a combustion chamber 2 is arranged, which is provided with an exhaust pipe 3 axially penetrating the heating water tank 1. This exhaust pipe 3 is expediently designed to be corrugated to improve the heat transfer or provided with ribs.
The combustion chamber 2 receives a burner 4 and is provided with an essentially horizontally running air duct 5, through which air can flow into the combustion chamber and through which a gas supply line 6, in which a gas valve 7 is arranged, is also guided.
The heating water tank 1 is provided with insulation 8 in the usual way.
From the uppermost area, a heating flow line 9 leads out of the heating water storage tank 1, which leads to a radiator arrangement 10 to which a bypass line 12 provided with a bypass valve 11 is connected in parallel and the heating flow line 9 with a heating return line 13 combines.
The heating return line 13 leads from the radiator arrangement 10 back to the lowest area of the heating water tank 1, a circulating pump 14 being arranged in the heating return line 13.
In the heating water tank 1 there is also a heat exchanger 15 which is connected via a hot water pipe 16 to the uppermost area of a drinking water tank 17 and via a cold water drain 18 which leads away from the lowest area of the drinking water tank 17 to which it is connected. A circulation pump 19 is arranged in the cold water outlet 18.
The drinking water tank 17 is further provided with a service water drain 20, which leads away from the uppermost area of the drinking water tank 17, and with a cold water inlet 21, which opens into the lowest area of the drinking water tank 17, which is provided with insulation 22.
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In the event of a heat request from the drinking water reservoir 17, the circulation pump 19 is put into operation, which can also be clocked or at a variable speed depending on the temperature of the water flowing into the drinking water reservoir 17. It is essential that the funding performance, averaged over a certain period, is variable. The average delivery rate of the circulation pump 19 is reduced the more, the cooler the water in the heating water tank 1 is, in order to prolong the residence time of the drinking water in the heat exchanger 15, and conversely the delivery rate is increased when the heating water is at a higher temperature having.
This can ensure that the water flowing into the drinking water reservoir 17 has a certain temperature, so that there is no disturbance in the stratification of the drinking water reservoir 17.
In the case of a domestic water tap, warm water is drawn off via the domestic water drain 20, with cold water simultaneously flowing in via the cold water inlet 21 into the lowest region of the drinking water reservoir 17.
When there is a heat request from the radiator arrangement 10 or because the temperature of the heating water in the heating water tank 1 is too low, or due to a heating request from the drinking water tank 17, the burner 3 is started and heats the heating water in the heating water tank 1 due to the action on the walls of the combustion chamber 2 and the exhaust pipe 3 with hot fuel gases.
If there is no demand for heat by the radiator arrangement 10, the water mixes in the interior of the heating water tank 1 due to the thermosiphon effect.
In order to improve the mixing, the circulation pump 14 can also be put into operation, the mixing valve 11 in the bypass line 12 being opened in the absence of heat demand from the radiator arrangement 10.
When there is a demand for heat from the radiator arrangement 10, the circulating pump 14 is started and drives warm heating water through the radiator arrangement 10. If the temperature of the heating water in the heating water reservoir 1 is sufficient, the burner can also be stopped temporarily.