DE19517250A1

DE19517250A1 - Gasheizgerät

Info

Publication number: DE19517250A1
Application number: DE19517250A
Authority: DE
Inventors: Torsten Hannig; Norbert Markus; Roland Merker; Klaus-Dieter Wahnschaffe
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 1996-11-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasheizgerät zur Beheizung eines Durchlaufspeichers für die Brauchwassererwärmung, wobei eine Umwälzpumpe Kreislaufwasser durch den Durchlaufspeicher fördert und der Durchlaufspeicher eine Rohranordnung mit Einlaufrohr aufweist, durch die beim Zapfen Wasser strömt und mit einer Steuerelektronik.

Ein derartiges Gasheizgerät ist in der DE 42 23 799 A1 und in der EP 0 509 611 B1 beschrieben. Der Durchlaufspeicher hat ein vergleichsweise kleines Speichervolumen, beispielsweise 5 l. Er dient in erster Linie als Wärmeübertrager zwischen dem fließenden Kreislaufwasser und dem fließenden Brauchwasser. Sein Speichervolumen gewährleistet, daß bei Zapfbeginn schnell warmes Wasser zur Verfügung steht.

An ein solches Gasheizgerät ist auch ein Raumheizungskreislauf anschließbar, wobei das Heizungswasser durch eine weitere Umwälzpumpe gefördert wird.

Es besteht das Problem, daß die Umwälzpumpe bzw. der Brenner schnell auf das Fließen von Brauchwasser reagieren sollen, wobei sich dieses im Durchlaufspeicher nicht mit dem Kreislaufwasser mischt. Hierfür im Brauchwasserstrom einen Differenzdruckschalter oder einen Durchflußmengenfühler anzuordnen, erscheint aufwendig.

In der US-PS 3 465 123 ist ein elektrisch beheizter Warmwasserspeicher beschrieben. Die Kaltwasserleitung mündet bei einem unteren Heizelement in das Speicherwasser. Bei einer Ausführung ragt das thermostatisch gesteuerte elektrische Heizelement direkt in eine Erweiterung des Kaltwasser-Zuführrohres. Es soll dadurch ein schnelles Aufheizen erreicht werden. Abgeschaltet wird die Beheizung, wenn eine Solltemperatur im Speicherbehälter erreicht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gasheizgerät der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem auf einfache Weise bei Zapfbeginn ein schnelles Einschalten der Umwälzpumpe bzw. des Brenners gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Temperaturfühler in einem Bereich des wärmeleitenden Einlaufrohres angeordnet ist, welcher innerhalb des Durchlaufspeichers liegt, so daß bei Zapfbeginn die Temperatur am Temperaturfühler durch das vorbeiströmende Kaltwasser sinkt, wodurch die Steuerelektronik die Umwälzpumpe und den gegebenenfalls abgeschalteten Brenner einschaltet, und nach Zapfende das den Durchlaufspeicher durchströmende Kreislaufwasser Wärme über das wärmeleitende Einlaufrohr auf den Temperaturfühler überträgt, wodurch die Umwälzpumpe und/oder der Brenner abschaltet.

Damit ist erreicht, daß bei Zapfbeginn die Umwälzpumpe bzw. der Brenner schnell einschalten, weil das kalte Brauchwasser den Temperaturfühler umströmt. Das infolge der vorherigen Standzeit in der Rohranordnung anstehende Warmwasser fließt gleich zur Zapfstelle. Während des Zapfens wird das die Rohranordnung durchströmende Wasser im Durchlaufbetrieb vom Kreislaufwasser erwärmt. Nach dem Zapfen wird auch das nun im Einlaufrohr stehende Wasser durch das Wasser des Durchlaufspeichers erwärmt, wobei sich diese Wärme auf den Temperaturfühler überträgt, was die Steuerelektronik zum Abschalten der Umwälzpumpe bzw. des Brenners auswertet.

Ein besonderer Vorteil dieser verbesserten Meßmethode besteht darin, daß nur ein einziger Temperaturfühler notwendig ist, um das Ein- und Ausschalten des Brenners bzw. der Umwälzpumpe zu steuern. Dadurch sind auch Störfälle, die bei anderen Lösungen auftreten können, vermieden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Schaltschema des Gasheizgerätes in Verbindung mit Zapfstellen und Raumheizkörpern,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Durchlaufspeichers des Gasheizgeräts,

Fig. 3 eine Teilansicht des Durchlaufspeichers im Bereich seines Einlaufrohres und

Fig. 4 den zeitlichen Temperaturverlauf bei einem Zapfvorgang.

Ein Gasheizgerät (1) weist einen Kessel (2) auf, der von einem Brenner (3) von oben beheizt ist. Die Gas- und Luftführung und die Rauchgasführung sind nicht näher dargestellt. Im Kessel (2) sind Wasserführungskanäle (4) gestaltet, an die eine Vorlaufleitung (5) an der heißen Seite des Kessels (2) anschließt. Die Vorlaufleitung (5) führt zu einer Verzweigungsstelle (6), an der eine zu Raumheizkörpern (7) führende äußere Vorlaufleitung (8) liegt. Die Raumheizkörper (7) sind über eine Rücklaufleitung (9), in der eine Heizungswasser-Umwälzpumpe (10) angeordnet ist, an die Wasserführungskanäle (4) angeschlossen.

An der Verzweigungsstelle (6) zweigt eine Leitung (11) ab, die zu einem Durchlaufspeicher (12) führt. In einer Rücklaufleitung (13) des Durchlaufspeichers (12) ist eine Umwälzpumpe (14) vorgesehen. Die Rücklaufleitung (13) ist wie die Rücklaufleitung (9) mit den Wasserführungskanälen (4) verbunden.

Der Durchlaufspeicher (12) dient als Wärmetauscher zwischen dem die Leitungen (11,13) durchströmenden Kreislaufwasser und dem Brauchwasser, das durch eine Kaltwasserleitung (15) einer im Durchlaufspeicher (12) angeordneten Rohranordnung (16) zugeführt wird und über eine Warmwasserleitung (17) an Zapfstellen (18) entnehmbar ist.

Die Kaltwasserleitung (15) mündet an einem Einlaufrohr (19) in die Rohranordnung (16). Das Einlaufrohr (19) liegt teilweise innerhalb des Durchlaufspeichers (12) und besteht aus einem gut wärmeleitenden Material (vgl. Fig. 3). Die Rohranordnung (16) ist als Wendel auf einen Einsatz (20) gewickelt, der wie auch die Zwischenräume der Rohrwendel vom Kreislaufwasser durchströmt sind. Der Bereich, in dem das Einlaufrohr (19) im Kreislaufwasser des Durchlaufspeichers (12) liegt, ist mit (21) bezeichnet.

Im Einlaufrohr (19) ist ein Temperaturfühlerrohr (22) angeordnet, das sich achsparallel, speziell koaxial, zum Einlaufrohr (19) erstreckt. Das Temperaturfühlerrohr (22) besteht ebenfalls aus einem gut wärmeleitenden Material.

Es ist an seinem einen Ende (23) aus einem Krümmer (24) des Einlaufrohres (19) herausgeführt und an seinem anderen Ende (25) mit einem Stopfen (26) verschlossen. In das Temperaturfühlerrohr (22) ist ein Temperaturfühler (27), beispielsweise ein PTC-Fühler, eingeschoben. Dieser liegt im Bereich (21) des Einlaufrohres (19), welcher sich innerhalb des Durchlaufspeichers (12) befindet.

Der Temperaturfühler (27) ist an eine Steuerelektronik (28) angeschlossen, mit der der Brenner (3), die Umwälzpumpe (14) und auch die Heizungswasser-Umwälzpumpe (10) steuerbar sind.

Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist, soweit hier von Interesse, folgende (vgl. Fig. 4):
Es wird davon ausgegangen, daß im Beispielsfalle im Stillstand der Umwälzpumpe (14) das Wasser im Durchlaufspeicher (12) eine Temperatur von etwa 55°C hat. Dementsprechend liegt auch die Temperatur des in der Rohranordnung (16) und deren Einlaufrohr (19) stehenden Wassers bei etwa 55°C, so daß auch der Temperaturfühler (27) auf dieser Temperatur liegt.

Wird zum Zeitpunkt (t1) eine Zapfstelle (18) geöffnet, dann strömt das in der Rohranordnung (16) gespeicherte Warmwasser zu dieser und nachfließendes Kaltwasser strömt durch die Kaltwasserleitung (15) um das Temperaturfühlerrohr (22) durch das Einlaufrohr (19). Die Temperatur des Temperaturfühlers (27) sinkt dadurch schnell ab (vgl. Kurvenzug (a) in Fig. 4). Hat die Temperatur am Temperaturfühler (27) einen unteren Grenzwert, beispielsweise 15°C, erreicht, was nach Fig. 4 etwa im Zeitpunkt (t2) der Fall ist, dann wird von der Steuerelektronik (28) die Umwälzpumpe (14) eingeschaltet und der Brenner (3) eingeschaltet, wenn er nicht ohnehin läuft. Die Heizungswasser-Umwälzpumpe (10) wird abgeschaltet. Für die genannten Schaltvorgänge muß nicht unbedingt ein Grenzwert ausgewertet werden. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Steuerelektronik (28) den negativen Temperaturgradienten des Kurvenzugs (a) zur Auslösung der genannten Schaltvorgänge auswertet.

Nach dem Einschalten der Umwälzpumpe (14) strömt Warmwasser durch den Durchlaufspeicher (12), das im Durchlaufbetrieb während des Zapfvorganges das die Rohranordnung (16) durchströmende Kaltwasser erwärmt. Die Temperatur am Temperaturfühler (27) ändert sich dabei kaum (vgl. Kurvenzug (b) in Fig. 4), weil das fließende Kaltwasser keine Wärmeübertragung im Bereich (21) auf den Temperaturfühler (27) zuläßt.

Wird beispielsweise zum Zeitpunkt (t3) die Zapfstelle (18) geschlossen, dann fließt nicht weiter Kaltwasser durch das Einlaufrohr (19). Das Warmwasser des Durchlaufspeichers (12) erwärmt nun im Bereich (21) das Einlaufrohr (19) und das zwischen diesem und dem Temperaturfühlerrohr (22) stehende Wasser, wodurch sich das Temperaturfühlerrohr (22) und damit auch der Temperaturfühler (27) entsprechend erwärmt. Die Temperatur am Temperaturfühler (27) steigt somit an (vgl. Kurvenzug (c) in Fig. 4). Die Steuerelektronik (28) erfaßt diesen positiven Temperaturgradienten und schaltet daraufhin die Umwälzpumpe (14) ab und den Brenner (3) aus, wenn er nicht zur Beheizung der Raumheizkörper (7) weiterlaufen soll. Es ist auch möglich, diesen Schaltvorgang vom Erreichen eines Temperaturgrenzwertes abhängig zu machen, der im Beispielsfalle aber 15°C liegt. Jedenfalls ist gewährleistet, daß die Abschaltung erst dann erfolgt, wenn in der nachfolgenden Standzeit das in der Rohranordnung (16) stehende Wasser vom abgeschalteten Kreislaufwasser durch Nacherwärmung auf die gewünschte Anfangstemperatur, im Beispielsfalle 55°C, gebracht werden kann.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 erstreckt sich das Temperaturfühlerrohr (22), das Wärme auf den Temperaturfühler (27) überträgt, auch im kalten Bereich des Einlaufrohres (19) - außerhalb des Durchlaufspeichers (12). Dadurch ist erreicht, daß die Temperatur am Temperaturfühler (27) beim Zapfbeginn besonders schnell absinkt, auch wenn nur kleine Durchlaufmengen gezapft werden. Diese Anordnung führt beim Zapfende zu einer gewissen Reduzierung des positiven Temperaturgradienten (vgl. Kurvenzug c), weil das Temperaturfühlerrohr (22) Wärme vom Temperaturfühler (27) wegleitet.

Claims

1. Gasheizgerät mit einem brennerbeheizten Kessel zur Beheizung eines Durchlaufspeichers für die Brauchwassererwärmung, wobei eine Umwälzpumpe Kreislaufwasser durch den Durchlaufspeicher fördert und der Durchlaufspeicher eine Rohranordnung mit Einlaufrohr aufweist, durch die beim Zapfen Wasser strömt, und mit einer Steuerelektronik, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (27) in einem Bereich (21) des wärmeleitenden Einlaufrohres (19) angeordnet ist, welcher innerhalb des Durchlaufspeichers (12) liegt, so daß bei Zapfbeginn die Temperatur am Temperaturfühler (27) durch das vorbeiströmende Kaltwasser sinkt, wodurch die Steuerelektronik (28) die Umwälzpumpe (14) und den gegebenenfalls abgeschalteten Brenner (3) einschaltet, und nach Zapfende das den Durchlaufspeicher (12) durchströmende Kreislaufwasser Wärme über das wärmeleitende Einlaufrohr (19) auf den Temperaturfühler (27) überträgt, wodurch die Steuerelektronik (28) die Umwälzpumpe (14) und/oder den Brenner (3) abschaltet.

2. Gasheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (27) in einem wärmeleitenden Temperaturfühlerrohr (22) angeordnet ist, das achsparallel im Einlaufrohr (19) liegt.

3. Gasheizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlerrohr (22) koaxial im Einlaufrohr (19) angeordnet ist.

4. Gasheizgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlerrohr (22) sich teilweise in einem Bereich des wärmeleitenden Einlaufrohres (19) erstreckt, welcher innerhalb des Durchlaufspeichers (12) liegt und teilweise außerhalb dieses Bereiches verläuft.

5. Gasheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (28) beim Zapfbeginn die Umwälzpumpe (14) bzw. den Brenner (3) bei einem negativen Temperaturgradienten oder bei einem Temperaturgrenzwert einschaltet, der unter der Speichertemperatur liegt.

6. Gasheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (28) die Umwälzpumpe (14) und/oder den Brenner (3) bei einem positiven Temperaturgradienten oder einem oberen Temperaturgrenzwert am Temperaturfühler (27) abschaltet.