DE1454438C - Sammelheizungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwerkraft-Warmwasser-Sammelheizungsanlage mit einem elektrisch beheizten Durchlauferhitzer und einem parallel dazu angeordneten elektrisch beheizten Wärmespeicher, die nur während der Niedertarifzeit einschaltbar sind.

Es ist eine elektrisch aufzuheizende Zentralheizungsanlage bekannt (deutsche Patentschrift 632 339), bei welcher der Vorlauf während der Stromentnahmezeit von einem Durchlauferhitzer gespeist wird und der Wärmebedarf während der Stromsperrzeit ausschließlich durch einen während der Stromentnahmezeit aufgeladenen Speicher gedeckt werden soll. Als Speicher dient ein einziger großer Behälter, der neben dem Durchlauferhitzer und auf demselben Niveau wie dieser angeordnet ist. Mit der vorgeschlagenen Anordnung eines großen Speicherbehälters neben einem Durchlauferhitzer auf gleicher Höhe ist ein wirtschaftliches Arbeiten der Anlage und eine ausreichende Wärmeversorgung der zu beheizenden Räume bei vertretbarer Größe des Speichers kaum zu erreichen.

Ein anderer bekannter Vorschlag für eine elektrische Warmwasserheizungsanlage sieht keinen Durchlauferhitzer vor, sondern richtet sich auf eine größere Anzahl von nebeneinander angeordneten, elektrisch beheizbaren Wasserbehältern, die durch Öffnen von Absperrorganen wahlweise nacheinander an das zu versorgende System angeschlossen werden sollen (deutsche Patentschrift 354 774). Diese Anlage bringt einen erheblichen Platzbedarf mit sich.

Es ist weiterhin eine Heizungsanlage bekannt (deutsche Patentschrift 640 860), die einen stehenden Behälter mit: darin in verschiedenen Höhen angeordneten Heizelementen aufweist. Je nachdem, wie viele dieser Heizelemente eingeschaltet sind, sollen verschieden große Teile des Behälterinhalts auf unterschiedliche Temperaturen aufgeheizt werden. Hier ist es unausbleiblich, daß im Behälter Mischzonen entstehen und eine Durchmischung von Volumina mit verschiedenen Temperaturen eintritt. Dadurch steht die gewünschte und erforderliche Temperatur in dem zur Versorgung der Anlage benötigten Volumenanteil nicht mehr voll zur Verfügung. Weiterhin sind die im Inneren eines großen Behälters mit unterschiedlichen Temperaturzonen auftretenden Abstrahlverluste erheblich. Alles dies beeinträchtigt die Arbeitsweise und die Wirtschaftlichkeit der Anlage. Um eine Heizungsanlage bei jeder der geforderten unterschiedlichen Temperaturen ausreichend versorgen zu können, müßte außerdem ein Behälter dieser Art eine Größe haben, die sich bei normalen räumlichen Gegebenheiten nur schwer unterbringen ließe.

Bei den einen einzigen Speicherbehälter und einen Durchlauferhitzer aufweisenden Heizungsanlagen nach den bekannten Vorschlägen ist im Durchlauferhitzer und im Speicherbehälter jeweils eine gleiche Anzahl von elektrischen Heizwiderständen vorhanden, und die Schaltung ist so gewählt, daß während der Stromentnahmezeiten im Durchlauferhitzer und im Speicherbehälter immer die gleiche Anzahl von Heizwiderständen in Betrieb ist. Dabei ist auch vorgesehen, das Ein- und Ausschalten von Heizwiderständen durch ein Kontaktthermometer in einem der zu beheizenden Räume zu steuern und weitere, auf verschiedene Temperaturen ansprechende Kontaktthermometer im Freien anzuordnen, derart, daß in Abhängigkeit vom Raum-Kontaktthermometer nur dann mehrere oder alle Heizwiderstände im Durchlauferhitzer und Speicherbehälter eingeschaltet werden können, wenn an den im Freien angeordneten Kontaktthermometern bestimmte Temperaturen vorhanden sind. Eine solche Verknüpfung von jeweils mehreren Heizwiderständen in einem Durchlauferhitzer und in einem einzigen Speicherbehälter und deren gemeinsame Steuerung in gleichzeitiger Abhängigkeit von Raum- und Außenthermometern läßt zu wünschen übrig.

Aufgabe der Erfindung war es, eine elektrisch beheizte Sam'melheizungsanlage der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist, sich leicht montieren läßt und die sich durch günstige Arbeitsweise und wirtschaftlichen Betrieb auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Durchlauferhitzer über einem aus mehreren übereinander angeordneten Speicherbehältern bestehenden Wärmespeicher angebracht ist und die parallelen Vorläufe der Speicherbehälter in eine gemeinsame Vorlaufleitung münden, die in die Heizungsvorlaufleitung zusammen mit einer Vorlaufleitung des Durchlauferhitzers übergeht, wobei die Heizungsrücklaufleitung sich in parallele Rückläufe für den Durchlauferhitzer und die Speicherbehälter verzweigt und wobei in Strömungsrichtung des Heizwassers gesehen hinter dem obersten, unmittelbar unter dem Durchlauferhitzer angeordneten Speicherbehälter ein von einem Raumthermostat gesteuertes Magnetventil eingebaut ist, und daß ein weiterer Raumthermostat allein die Heizleistung des Durchlauferhitzers steuert und femer für die elektrische Heizung eines jeden Speicherbehälters je ein Außenthermostat vorhanden ist, die entsprechend bestimmter Grenztemperaturen bei sinkender Außentemperatur die Heizleistung des ihnen zugeordneten Speicherbehälters einschalten.

Eine solche Ausbildung einer Sammelheizungsanlage bringt eine Reihe wesentlicher Vorteile mit sich. Durch die Aufteilung des Wärmespeichers in mehrere übereinander angeordnete Speicherbehälter, die jeder für sich nach außen und gegeneinander einwandfrei isoliert werden können, braucht im Vergleich zu einer Anlage mit nur einem Speicherbehälter nicht immer ein großes Wasservolumen erwärmt zu werden, und es werden gleichzeitig Verluste infolge Durchmischung der in einem einzigen Behälter vorhandenen Schichten unterschiedlicher Temperatur sowie Verluste durch Abstrahlung innerhalb eines großen Behälters vermieden. Außerdem wird durch die Aufteilung in mehrere kleinere Einzelbehälter die Aufstellung und Montage des Wärmespeichers vereinfacht. Die erfindungsgemäße Sammelheizungsanlage ist bei alledem einfach und unkompliziert und erfordert auch keinen großen Aufwand an Ventilen. Armaturen und sonstigen Hilfsvorrichtungen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sammelheizungsanlage in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Die dargestellte Sammelheizungsanlage enthält einen Durchlauferhitzer I, der mit Hilfe von strichpunktiert angedeuteten Abstandskonsolen 1 oberhalb eines Wärmespeichers angebracht ist. Letzterer besteht bei der gezeigten Ausführung aus drei übereinander angeordneten und ebenfalls durch Abstandskonsolen voneinander getrennten einzelnen Speicherbehälter!! II, III und IV. Sowohl der Durch-

lauferhitzer I als auch die Speicherbehälter II, III, IV sind jeweils für sich mit einem wärmeisolierenden Mantel versehen.

Im Inneren des Durchlauferhitzers I und der Speicherbehälter II, III und IV sind jeweils mit Abstand Λ vom Boden elektrische Heizstäbe HZl, HZl, HZ3 und HZ4 eingebaut, deien Stromversorgung aus dem Netz RST über Schütze Si, S₂, S₃ und S₄ erfolgt. Die Schütze Si, S₂, S₃ und S₄ können zusammen mit einem Stromhauptschütz HS und einer die Versorgung in den Niedertarifzeiten freigebenden Zeitschaltuhr WH in einem zweckmäßig verschließbaren Gehäuse 5 untergebracht sein, das auch die sonstigen für einen automatischen Betrieb der Anlage erforderlichen Elemente und Einrichtungen enthält.

Der Durchlauferhitzer I und die Speicherbehälter II, III, IV sind jeweils mit einem die Aufheizung überwachenden Thermostat Kh, Kt%, Kt₃ und Kt^ sowie mit Thermometern Ti, T%, T₃ und T₄ versehen. Die Zeitschaltuhr WH läßt eine Stromversorgung der Heizstäbe nur außerhalb der Stromsperrstunden zu, insbesondere in den Nachtstunden und gegebenenfalls in einigen Mittags- oder Nachmittagsstunden.

Von den oberen Teilen der Speicherbehälter II, III, IV ausgehende parallele Vorläufe 4 b, 4 c, 4 d münden in eine gemeinsame Vorlaufleitung 4, 4 a, die zusammen mit dem Vorlauf 2 a des Durchlauferhitzers I in die gemeinsame Heizungsvorlaufleitung 2 übergeht, an welche die Heizkörper HK1 und HK 2 angeschlossen sind. In der Vorlauf leitung ist zwischen deren Teilen 4 und 4 α ein Magnetventil MV angeordnet. Mit den Buchstaben SV und SF₁ sind Sicherheitsvorlaufleitungen bezeichnet, die zu einem Ausdehnungsgefäß 7 führen. Die mit den Heizkörpern HKl und HK 2 sowie mit einer vom Ausdehnungsgefäß kommenden Sicherheitsrücklaufleitung SÄ verbundene Heizungsrücklaufleitung 3 verzweigt sich in parallele Rückläufe 3 b, 3c, 3d und 3e, die in die unteren Teile des Durchlauferhitzers I und der Speicherbehälter II, III und IV münden. Mit den Buchstaben EH ist ein Entleerungshahn und mit den Buchstaben FH ein Füllhahn bezeichnet.

Die Heizleistung der Heizstäbe HZ 1 des Durchlauferhitzers I wird in Verbindung mit dem Uberwachungsthermostat Kh mit Hilfe eines Raumthermostaten/? T 20 gesteuert, während die Steuerung des Magnetventils MV in der Vorlauf leitung 4, 4 a in Abhängigkeit von einem Raumthermostaten R T18 erfolgt.

Die Aufheizung der Speicherbehälter II, III und IV mittels der Heizstäbe HZ 2, HZ 3 und HZ 4 wird in Verbindung mit den Überwachungsthermostaten Kt2, Kt₃ und Kh durch Außenthermostate AT2, AT3 und AT4 gesteuert, die beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse 6 untergebracht sein können. Der Außenthermostat j4 T 2 für den Speicherbehälter II ist beispielsweise für eine Außentemperatur von + 10⁰C eingestellt, der Außenthermostat A T 3 für den Speicherbehälter III auf eine solche von 0° C und der Außenthermostat AT4 für den Speicherbehälter IV auf eine solche von —10⁰C. Die Steuerung arbeitet dann so, daß jeweils während der Niedertarifzeit bei einer unter + 10⁰C absinkenden Außentemperatur die Aufheizung des Speicherbehälters II erfolgt und bei einer unter 0⁰C fallenden Außentemperatur zusätzlich die Aufheizung des Speicherbehälters III freigegeben wird, während bei einer Außentemperatur unter —10° C auch der Speicher-ί behälter rV aufgeheizt wird. Dies ist eine besonders vorteilhafte Betriebsweise bei einem in einzelne Behälter aufgegliederten Wärmespeicher.

Während der Aufheizung des Wärmespeichers in der Niedertarifzeit ist normalerweise das Magnetic ventil MV geschlossen, und der Wärmebedarf der Anlage wird vom Durchlauferhitzer I gedeckt, dessen Heizleistung dabei mittels des Raumthermostaten RT20 gesteuert werden kann. Während der Stromsperrzeiten wird die Anlage vom Speicher II, III, IV •.f, versorgt, wobei das in Abhängigkeit vom Raumthermostat RTlS steuerbare Magnetventil MV den jeweils benötigten Durchlaßquerschnitt in der Vorlaufleitung 4, 4 a freigibt.

Die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf kann z. B. 40 bis 50° C betragen.

Der aus den einzelnen Behältern bestehende Wärmespeicher läßt sich je nach den Gegebenheiten an Ort und Stelle schnell und ohne Schwierigkeiten zusammenbauen und mit dem Durchlauferhitzer vereinigen. Das gesamte Aggregat kann aber auch bereits im Herstellerwerk zu einem Block zusammengefaßt sein, so daß dieses nach dem Aufstellen nur noch an ein vorhandenes Rohrnetz angeschlossen zu werden braucht. Auch kann die Steuerung weitgehend fertig verdrahtet und zum schnellen Anschluß vorbereitet sein.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schwerkraft -Warmwasser - Sammelheizungsanlage mit einem elektrisch beheizten Durchlauferhitzer und einem parallel dazu angeordneten elektrisch beheizten Wärmespeicher, die nur während der Niedertarifzeit einschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch- lauferhitzer (I) über dem aus mehreren übereinander angeordneten Speicherbehältern (II bis IV) bestehenden Wärmespeicher vorgesehen ist und die parallelen Vorläufe (4 b, 4 c, 4 d) der Speicherbehälter (II bis IV) in eine gemeinsame Vorlaufleitung (4) münden, die in die Heizungsvorlaufleitung (2) zusammen mit einer Vorlaufleitung (2 a) des Durchlauferhitzers (I) übergeht, wobei die Heizungsrücklaufleitung (3) sich in parallele Rückläufe (3 b, 3 c, 3 d, 3 e) für den Durchlauferhitzer (I) und die Speicherbehälter (II bis IV) verzweigt und in Strömungsrichtung des Heizwassers gesehen hinter dem obersten, unmittelbar unter dem Durchlauferhitzer (I) angeordneten Speicherbehälter (II) ein von einem Raumthermostat (RT 18) gesteuertes Magnetventil (MV) eingebaut ist, und daß ein weiterer Raumthermostat (i?T20) allein die Heizleistung des Durchlauferhitzers (I) steuert und ferner für die elektrische Heizung eines jeden Speicherbehälters (II bis IV) je ein Außenthermostat (AT2 bis AT4) vorgesehen ist, die entsprechend bestimmter Grenztemperaturen bei sinkender Außentemperatur die Heizleistung des ihnen zugeordneten Speicherbehälters einschalten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen