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Sammelheizungsanlage mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer
als Wärmequelle und mit einem Brauchwasserbereiter Die Erfindung bezieht sich auf
eine Sammelheizungsanlage mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer als Wärmequelle,
welcher mit einer Umwälzpumpe versehen ist und als Wärmequelle entweder für die
Sammelheizungsanlage oder mit Vorrang für einen als Speicher ausgebildeten Brauchwasserbereiter
dient, wobei das Umsteuern des Umlaufwasaer-Durchflusses von Durchlauf zu den Heizkörpern
der Sammelheizungsanlage auf Durchlauf zu dem Brauchwasserbereiter durch ein Dreiwegeventil
sowie das Inbetriebsetzen der Wärmequelle einschliesslich der Umwälzpumpe von einem
Thermostaten aus gesteuert ist, dessen Wärmefühler innerhalb des Speicherbehälters
vom Brauchwasser beeinflusst ist.
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Es*ist bereits eine Pumpensammelheizungsanlage bekannt (*schweizerische
Patentschrift 340 033), welche einen ölbeheizten Kessel zum Erhitzen des Umlaufwas$ers
aufweist, welchem ausser der Umwälzpumpe auch ein Dreiwegeventil zum Umdouern
des Umlaufwasser-Durchflusses entweder zu den Heizkörpern der Sammelheizungsanlage
oder zum Brauchwaegerbereiter zugeordnet ist.
Der Brauchwasserbereiter
ist dabei als Speicher ausgebildet, so dass je nach dessen Inhalt kurzfristig eine
verhältnismässig.. grosse Menge von warmem Brauchwasser zur Verfügung steht. Das
Dreiwegeventil wird durch einen Thermostaten geateuert.dessen Wärmefühler im Wasserraum.des
Brauchwaauerepeichere angeord-
net ist. Bei Brauchwasserentnahme oder bei
entsprechendem Absinken der Brauchwassertemperatur innerhalb des Speichers wird
durch das Dreiwegeventil das Umlaufwasser durch eine im Speicher angeordnete Rohrschlange
geleitet, während es sonst für die Sammelheizungsanlage zur Verfügung steht.
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Bei den bekannten Anlagen dieser Art besteht das Problem, bei der
Entnahme von warmem Brauchwarnser den durch Nachfliessen von Kaltwasser ergänzten
Speicherinhalt mög@iciuat rasch auf eine gewünschte Temperatur wieder aufzuheizen
und dabei einen möglichst hohen Wirkungsgrad hinsichtlich der Ausnutzung der zur
Verfügung stehenden Wärmekapazität zu erzielen. In dieser Hinnieht weisen die bekannten
kombinierten Anlagen für Sarm@elheizung und Brauchwasserbereitung noch verschiedene
Mängel auf.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mängel abzustellen und eine kombinierte
Anlage der beschriebenen Art zu schaffen, bei welcher tatsächlich bei kurzen Aufheizzeiten
eine hohe Leistung des Brauchwasserbereiters erzielt wird. - .
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Diese Aufgabe wird an einer Sammelheizungsanlage der eingangs angeführten
Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ausser dem vom Brauchwasser beOinflussten
Thermostaten ein zweiter Thermostat vorgesehen ist, dessen Wärmefühler in der Umlaufwasee.uleitung*
zum Brauohwassexbereiter angeordnet ist und welcher in Abhängig.»; . feit von den
an ihm eingestellten Grenzalerten nur die Gaszufuhr. zum Brenner der Wärmequelle
abwechselnd freigibt und absperrt, und dass die voi Brauchwasserthermostaten gesteuerte
Umwälzpumpe nach den jeweiligen Absperren der Gaszufuhr solange weiterläuft bis
durch diesen Thermostaten nach :ereiohen seiner eingestellten
Höchsttemperatur
die Wärmequelle auf normale Betriebsbereitschaft umgeschaltet wird.
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Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, in einer Sammelheizungsanlage
eine weiterlaufende Umwälzpumpe vorzusehen, welche auch bei abgesperrter
Gaszufuhr zum Umlauf-Wassererhitzer einen Wasserumlauf in der Anlage aufrechterhält,
um dadurch eine bessere und gleichmässigere Wärmeübertragung zu erreichen und zu
Dehnungsgeräuschen führende starke Temperaturschwankungen in der Anlage $u vermeiden.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Umwälzpumpe mit unterschiedlichen
Drehzahlen beim Betrieb des Umlaufwassererhitzers laufen zu lassen, um dadurch unterschiedliche
Schaltdruckverhältnisse an der Wassermangelsicherung zum Absperren der Gaszufuhr
zu erhalten. Die nach der Erfindung vorgesehene Anordnung und das Zusammenwirken
der beiden Thermostaten hat folgende vorteilhafte Wirkung: Wenn der vom Brauchwasser
beeinflusste Thermostat Wärme anfordert, wird in bereits bekannter Weise durch ein
Umschalten des Dreiwegeventils der Umlaufwasser-Durchfluss vom Umlauf-Wassererhitzer
oder einer sonsti&en Wärmequelle zum Brauchwasserspeicherkeleitet. Sobald
die Temperatur dieses durch den Brauchwasserspeicher geleiteten Umlaufwasser$ einen
oberen Grenzwert überschreitet, schaltet der zusätzliche Vorlaufthermostat
die Wärmequelle ab. Die weiterlaufende Umwälzpumpe fördert das Umlaufwasser jedoch
weiterhin durch den Brauchwasserspeicher hindurch, bis in der zum Brauchwasserspeicher
führenden Umlaufwasser-Zuleitung der zusätzliche Vorlaufthermostat bei Unterschreiten
des unteren Grenzwertes die Wärmequelle wieder einschaltet. Auf diese Weise wird
bei intermittierender Gaszufuhr . zur Wärmequelle fortlaufend warmes Vorlaufwasser
durch den Brauchwasserspeicher hindurchgeleitet, bis die gewünschte Temperatur des
Brauchwassers wieder erreicht ist und der vom Brauchwasser beeinflusste Thermostat
das Umschalten des Dreiwegeventils wieder hervorruft, so dass die Wärmequelle auf
normale Betriebsbereitschaft umgeschaltet wird und das Umlaufwasser wieder über
die
Heizkörper der Heizungsanlage geleitet wird, wenn von diesen aus Wärme angefordert
ist.
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Der Gegenstand der Erfindung wird in einem Ausführungebeispiel anhand
der Zeichnung erläutert, auf welcher eine erfindungsgemäss ausgebildete Sammelheizungsanlage
schematisch dargestellt ist. Die Sammelheizungsanlage weist als Wärmequelle einen
Umlauf-Wassererhitzer mit einem als Wärmetauscher dienenden Lamellenblock 10 und
einem Brenner 11 auf, dessen Flammen das durch eine den Lamellenblock 1,0 durchsetzende
Rohrschlange hindurchfliessende Umlaufwasser erhitzen. Die Gaszufuhr zum Brenner
erfolgt über eine Gaszufuhrleitung 12, in welche ein thermoelektrisches Zündsicherungsventil
13 und ein Gas-Sicherheltsventil 14 eingesetzt sind. Das Gas-Sicherheitsventil 14
wird von einer allgemein mit der Bezugsziffer 15 bezeichneten Wassermangelsicherung
aus gesteuert. Die Wassermangelsicherung 15 ist durch eine Membran 16 in bekannter
Weise in eine Hochdruckkammer 17 und in eine Niederdruckkammer 18 unterteilt. Der
Membran 16 ist ein Hembranteller 19 mit einem Stift 20 zugeordnet, dessen äusseres
freies Ende mit dem Schliessglied des Gas-Sicherheitsventils 14 verbunden ist, so
dass eine Bewegung der Membran 16 auf das Schliessglied des Gas-Sicherheitsventils
14 übertragen wird.
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Das im Lamellenblock 10 erhitzte Wasser gelangt über eine Vorlaufleitung
21 zu einem hier nicht näher interessierenden Umschaltventil 22, welches eine Verbindungsleitung
221 zum Beimischen von Vorlaufwasser in den Rücklauf steuert, und weiter zu einem
Dreiwegeventil 23, welches thermostatgesteuert ist und das Umlaufwasser entweder
zu den Heizkörpern 24 der Sammelheizungsanlage. oder zu einem als Speicher ausgebildeten
Brauchwasserbereiter 25 leitet. Der Brauchwasserspeicher 25 ist mit dem Dreiwegeventil
23 über eine Vorlaufzweigleitung 26 verbunden. Das Umlaufwasser fliesst durch eine
im Brauchwasserspeicher 25 angeordnete Rohrschlange 27 hindurch und über eine Rücklaufzweigleitung
28 zur
Rücklaufverbindungsstelle 29, an welcher die Vereinigung
mit einer von den Heizkörpern 24 kommenden Rückiaufzweigleitung stattfindet. In
der gemeinsamen Rücklaufleitung 30, welche über einen Luft-CD 31 führt, ist eine
Umwälzpumpe 32 angeordnet, welche in bekannter Weise betrieben wird.
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Zur Steuerung der Brauchwassererwärmung im Brauchwasserspeicher 25
sind gemäss der Erfindung zwei Thermostate angeordnet. Es handelt sich dabei um
den in an sich bekannter beise vom Brauchwasser beeinflussten Thermostaten 33 mit
einem Wärmefühler 331, welcher innerhalb des Brauchwasserspeichers 25 angeordnet
ist.' Ein zweiter Thermostat 34 ist mit seinem Wärmefühler 341 der Umlaufwasser-Zuleitung
zum Brauchwasserspeicher 25 zugeordnet,d.h. der Wärmefühler 341 ist in der Vorlaufzweigleitung
26 angeordnet. Der Brauchwasserthermostat 33 mit dem Wärmefühler 331 spricht also
auf die Temperatur des im Brauchwasserspeicher 25 befindlichen Brauchwassers an,
während der Vorlaufthermostat 34 mit dem Wärmefühler 341 von der Temperatur des
Umlaufwassers in der Vorlaufzweigleitung 26 beeinflusst wird. Der Vorlaufthermostat
34 mit dem Wärmefühler 341 steuert beim dargestellten Ausführungsbeispiel - wie
durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist -ein I%iTagnetventil 35, welches in
bekannter Weise in einer Verbindungsleitung 36 zwischen der Hochdruckkammer 17 und
der Niederdruckkammer 18 der Wassermangelsicherung 15 angeordnet ist. Der Vorlaufthermostat
34 steuert damit die Gaszufuhr zum Brenner 11 des Umlauf-Wassererhitzers, denn durch
ein Öffnen der Verbindungsleitung 36 wird der an der Wassermangelsicherung 15 auftretend:
Druckunterschied aufgehoben und damit das Gas-Sicherheitsventil 14 abgesperrt. Andererseits
wird durch Absperren der Verbindungsleitung 36 die Gaszufuhr zum Brenner 11 des
Umlauf-Wassererhitzers freigegeben.
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die in der Zeichnung ebenfalls durch gestrichelte Linien angedeutet
ist, beeinflusst der Brauchwasserthermostat 33 mit dem 'ilärmnfühler 331 einen Stellmotor
230 des Dreiwegeventils 23. Ausserdem beeinflusst dieser Brauchwasserthermostat
33 beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Umwälzp=pe 32, kann also die
Wassermangelsicherung
15 und damit die Gaszufuhr zum Brenner 11 des Umlauf-Wassererhitzers ebenfalls beeinflussen.
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Die Wirkungsweise des Brauchwasserthermostaten 33 mit dem Wärmefühler
331 und des Vorlaufthermostaten 34 mit dem Wärmefühler 341 is.t folgende Beim Zapfen
von Brauchwasser aus dem Brauchwasserspeicher 25, bei welchem automatisch kaltes
Wasser nachfliesst, oder bei einer Abkühlung des gespeicherten Brauchwassers durch
allmählichen Wärmeverlust nach aussen unter die eingestellte Brauchwassertemperatur
spricht der Brauchwasserthermostat 33 über den Wärmefühler 331 an und schaltet das
Dreiwegeventil 23 auf Umlaufwasser-Durchfluss über die Vorlaufzweigleitung 26 zum
Brauchwasserspeicher 25. Ausserdem wird gegebenenfalls über den Brauchwasserthermostat
33 mit dem Wärmefühler 331 auch die Umwälzpumpe@ 32 in Betrieb gesetzt, so dass
die Wassermangelsicherung 15 zum Ansprechen gebracht und dadurch die Gaßzufuhr über
das Gas-Sicherheitsventil 14 zum Brenner 11 freigegeben wird. Der Brauchwasserthermostat
33 bewirkt also auch ein Inbetriebsetzen des Umlauf-Wassererhitzers, wenn dieser
bei Beginn eines Zapfvorganges nicht in Betrieb ist.
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Das bei freigegebener Gaszufuhr zum Umlauf-Wassererhitzer erwärmte
Umlaufwasser gelangt über die Vorlaufzweigleitung 26 in die Rohrschlange 27 des
Brauchwasserspeichers 25 und fliesst dabei am Wärmefühler 341 des Vorlaufthermostaten
34 vorbei. Dieser Thermostat ist so geschaltet, dass er normalerweise das Yagnetventil
35 geschlossen hält. Übersteigt jedoch die Temperatur des Umlaufwassers einen bestimmten
eingestellten oberen Grenzwert, spricht der Vorlaufthermostat 34 an und bewirkt
über das Magnetventil 35 ein Öffnen der Verbindungsleitung 36 zwecks Druckausgleichs
zwischen der Hochdruckkammer 17 und der Niederdruckkammer 18 der Wassermangelsicherung
15 mit nachfolgendem Schliessen des Gas-Sicherheiteventils 14 und damit e .dein
Erlöschen des Brenners 11 des Umlauf-Waseererhitzers.
Durch das
Ansprechen des Vorlaufthermostaten 34 mit dem Wärmefühler 341 wird beim dargestellten
Ausführungsbeispiel jedoch die Umwälzpumpe 32 nicht beeinflusst, welche also weiterhin
das Umlaufwasser durch den Lamellenblock 10 und über die Vorlaufzweigleitung 26
durch die Rohrschlange 27 des Brauchwasserspeichers 25 hindurchführt. Durch die
Wärmeübertragung im Brauchwasserspeicher 25 kühlt dabei das Umlaufwasser fortlaufend
ab. Unterschreitet die Temperatur des Umlaufwassers den eingestellten unteren Grenzwert,
schaltet der Vorlaufthermostat 34 wieder das Magnetventil 35 ab und sperrt die Verbindungsleitung
36 zwischen den beiden Kammern 17 und 18 der Wassermangelsicherung 15. Folglich
öffnet das Gas-Sicherheitsventil 14 und gibt die Gaszufuhr zum Brenner 11 des Umlauf-Wassererhitzers
frei, so dass wieder eine erneute Erwärmung des Umlaufwassers erfolgt. Es wird also
erneut Wärme in den Brauchwasserspeicher 25 geliefert. Das Schaltspiel des Vorlaufthermostaten
33 erfolgt periodisch mehrere Male hintereinander und solange, bis das Brauchwasser
im Brauchwasserspeicher 25 auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt ist und der
Brauchwasserthermostat 33 über seinen Wärmefühler 331 anspricht, so dass das Dreiwegeventil
23 auf Durchlauf zu den Heizkärpern 24 der Sammelheizungsanlage und der Umlauf-Wassererhitzer
auf Betriebsbereitschaft geschaltet wird.
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Die Umwälzpumpe 32 und das Magnetventil 35 oder das thermoelektrische
Zündsicherungsventil 13 sind in nicht dargestellter und hier nicht interessierender
Weise vom Heizungsteil der Anlage her über einen nicht dargestellten Raumthermostaten
und einen in Umlaufrichtung vor dem Umschaltventil 23 angeordneten weiteren Vorlaufthermostaten
37 beeinflusst.
| Durch das erfindungsgemässe Aufschaukeln der Temperatur des |
| im Brauchwasserspeicher 25 gespeicherten Brauchwassers auf
die |
| gewünschte Temperatur durch ein intermittierendes Betreiben
der |
| tsärmeqn@llF: `§sst sich ein Erreichen dieser Temperatur in
kUrzes- |
| tel:;@e@ @@ ei.:en höchstmöglichen Nutzungegrad der
Wärmequelle |
| erzielen. yübei ist nur eine einfache.Temperaturregleranordnung |
erforderlich. Als zusätzlicher Vorteil ergibt sich eine nur geringe
Nachheiztemperatur am Lamellenblock 10 beim Absperren der Gaszufuhr zum Brenner
11. Die Anlage kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden. Beispielsweise kann
die Anlage mit einer Umwälzpumpe 32 mit einer einzigen Nenndrehzahl betrieben werden,
es wäre aber auch die Verwendung einer Umwälzpumpe mit veränderbarer D7ehzahl möglich.