DE19915300B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Heizgerätes - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Heizgerätes mit einer Umwälzpumpe, welche das Heizmedium über ein von einem Strömungsschalter hydraulisch betätigtes Umschaltventil wahlweise in einen Heizkreis oder in einen Kreislauf durch einen Wärmetauscher zur Warmwasserbereitung fördert, Temperaturfühlern für das Heizmedium in den beiden Kreisläufen und am warmwasserseitigen Ausgang des Wärmetauschers zur Ansteuerung eines Brenners, sowie einer Wahlmöglichkeit in einer Regeleinrichtung zwischen Sommerbetrieb mit ausschließlichem Wannwasserbetrieb und Winterbetrieb mit abwechselndem Heiz- und Warmwasserbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß am Umschaltventil (2) ein mindestens zweistufiger Schalter (12) mit einer separaten Zuordnung von jeder Schaltstufe (13, 13') zu je einem Eingang (W, S) in der Regeleinrichtung (14) angebracht ist und daß die Eingänge (W, S) mit der Funktion für Winter- und Sommerbetrieb verknüpft sind.

Description

• Die Erfinindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Heizgerätes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Heizgeräte werden zur Wärmeversorgung für einen oder mehrere Heizkreise und zur Warmwasserbereitung eingesetzt. Eine Umwälzpumpe fördert das Heizmedium über ein hydraulisch betätigtes Umschaltventil wahlweise in einen Heizkreis oder in einen Kreislauf durch einen Wärmetauscher zur Warmwasserbereitung. Das Umschaltventil wird von einem Strömungsschalter im angeschlossenen Warmwasserkreislauf über zwei hydraulische Steuerleitungen und ein differenzdruckgesteuertes Membranventil betätigt. Bei einer Zapfung entsteht ein Druckabfall, welcher eine Warmwasseranforderung signalisiert.
• Ein Temperaturfühler erfaßt die Vorlauf- und ein anderer die Warmwassertemperatur am Ausgang des Wärmetauschers. Im Heizbetrieb wird die Leistung des Brenners ausschließlich nach dem Temperaturfühler im Vorlauf des Heizkreises geregelt. Erfolgt nun durch eine Zapfung die Umschaltung auf den Warmwasserkreislauf, so befindet sich direkt zu Beginn der Warmwasserbereitung das Umschaltventil in einer Zwischenstellung. Dies führt zumindest kurzzeitig zu einem Parallelbetrieb von Heiz- und Warmwasserkreis. Dabei besteht an den Auslaufstellen Verbrühungsgefahr, weil das Heizmedium mit Temperaturen von bis zu 80 °C in den Warmwasserkreis gelangen kann, wenn z. B. vor der Umschaltung eine derartige Vorlauftemperatur im Heizkreis gefordert wurde.
• Bei bekannten Heizgeräten bilden Umschaltventil, Strömungsschalter, Steuerleitungen und der Warmwasserwärmetauscher eine Baueinheit. Außerdem ist ein einstufiger elektrischer Schalter an das Umschaltventil gekoppelt. Dieser hat die Funktion eines Wasserschalters. Das heißt, daß trotz kleiner Zapfungen die Information des anstehenden Warmwasserbetriebes erst ab einer vorbestimmten Zapfrate, beispielsweise etwa 2 bis 2,5 Liter pro Minute, wirksam weitergeleitet und tatsächlich der Warmwasserbetrieb aufgenommen wird.
• Von der Regeleinrichtung her besteht eine Wahlmöglichkeit zwischen Sommerbetrieb und Winterbetrieb. Im Sommerbetrieb ist die vorstehend beschriebene Funktion mit einer verzögerten Umschaltung nach einer festgelegten Zapfmenge sinnvoll. Es werden keine unnötigen Brennerstarts bei ganz geringen Zapfungen ausgelöst, denn das Heizgerät geht hier ausschließlich zur Warmwasserbereitung in Betrieb. Weiterhin wird bei verringerter Zapfmenge eine Warmwasser-Temperaturregelung im sogenannten „Ein-Aus-Betrieb" sicher vermieden und damit ein gleichmäßiges Auslauftemperaturverhalten erreicht, da bei Unterschreitung der Mindestzapfmenge das Heizgerät außer Betrieb geht.
• Ein Nachteil der Wasserschalter-Funktion zeigt sich im Winterbetrieb, d. h. bei möglichem Heiz- und Warmwasserbetrieb. Wird während des Heizbetriebes eine Wassermenge unterhalb der vorbestimmten Zapfrate entnommen, so ergibt sich eine Umgehung des vom Gerätebediener einzustellenden Sollwertes für die maximale Warmwassertemperatur, weil sich der Kessel immer noch im Heizbetrieb befindet und gegen die eingestellte maximale Vorlauftemperatur von z. B. 80 °C moduliert. Es besteht Verbrühungsgefahr, denn in diesem Zustand ist die kontinuierliche Zapfung von sehr heißem Warmwasser möglich. Außerdem kommt es dabei zu verstärkten Kalkablagerungen im Plattenwärmetauscher.
• Aus der DE 39 23 030 A1 ist eine Vorrichtung zum Betrieb eines Heizgerätes mit einer Umwälzpumpe bekannt, welche das Heizmedium über ein von einem Strömungsschalter hydraulisch betätigtes Umschaltventil wahlweise in einen Heizkreis oder in einen Kreislauf durch einen Wärmetauscher zur Warmwasserbreitung fördert. Temperaturfühler für das Heizmedium befinden sich in den beiden Kreisläufen und am warmwasserseitigen Ausgang des Wärmetauschers zur Ansteuerung eines Brenners. Es besteht eine Wahlmöglichkeit in einer Regeleinrichtung zwischen einem Betrieb mit ausschließlichem Warmwasserbetrieb und einem solchen mit abwechselndem Heiz- und Warmwasserbetrieb, was einem Sommer- bzw. Winterbetrieb entspricht. Eine derartige Vorrichtung ist außerdem in der DE 19 88 343 A1 enthalten.
• Weiterhin ist aus der DE 30 46 369 C2 ein Verfahren zum Betrieb eines Heizgerätes mit einem Heizkreis und einem Kreislauf mit einem Wärmetauscher zur Warmwasserbereitung bekannt. Dabei wird beim Überschreiten einer festgelegten, keinen weiteren Bedarf an Heizwärme erfordernden Außentemperatur, der Heizkreis selbsttätig abgeschaltet und diese selbsttätige Abschaltung durch einen Raum- oder Brauchwasserthermostat überbrückt.
• Zusätzlich geht aus der DE 296 11 368 U1 ein gattungsgemäßes Heizgerät hervor, das ein Umsteuerventil aufweist, mit dem zwischen den Heizkreisen umgeschaltet werden kann. Dabei wird über ein Ventilglied, je nach Stellung, der Durchgang zwischen zwei Anschlüssen ermöglicht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Warmwasserbetrieb bei einem Heizgerät, insbesondere hinsichtlich Verbrühungsschutz am Auslauf, zu optimieren.
• Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteil hafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Das Verfahren und die Vorrichtung zum Betrieb eines Heizgerätes sind gekennzeichnet durch einen mindestens zweistufigen Schalter am Umschaltventil. Jede Schaltstufe ist mit einem zugeordneten Eingang in der Regeleinrichtung verbunden. Dabei sind die Eingänge in der Regeleinrichtung mit der vorgegebenen Funktion für Sommer- und Winterbetrieb verknüpft.
• Die erste Stufe des Schalters mit dem zugeordneten Eingang in der Regeleinrichtung ist mit der Funktion für den Winterbetrieb und die zweite Stufe des Schalters mit dem zugeordneten Eingang mit der Funktion für den Sommerbetrieb belegt. Dabei wird die erste Stufe des Schalters unmittelbar nach dem Ansprechen des Umschaltventiles bei einer Warmwasseranforderung ausgelöst und das Heizgerät wird danach für die Warmwasserbereitstellung nach den Werten des Temperaturfühlers im Warmwasserkreislauf betrieben. Erst wenn das Umschaltventil vollständig in der für die Warmwasserbereitung erforderlichen Position steht, wird die zweite Schaltstufe betätigt. Dieser Stufe ist in der Regeleinrichtung der Sommerbetrieb zugeordnet. In dieser Schaltstellung überwacht die Regeleinrichtung aber auch das Durchschalten der ersten Stufe, d. h. dem zugeordneten Eingang für den Winterbetrieb.
• Mit dem erfindungsgemäßen Vertahren entsteht ein Heizgerät mit einer einfach aufgebauten Verbrühungsschutzfunktion und es wird gleichzeitig eine durch hohe Temperaturen verursachte Verkalkungsgefahr im Plattenwärmetauscher vermindert.
• In den Umschaltvorgang fließt zusätzlich noch von der Regeleinrichtung die Vorgabe für Sommer- oder Winterbetrieb ein. Die Platine weist daher zwei Eingänge für den sogenann ten Wasserschalter auf und es ist damit eine Unterscheidung zwischen einem späten Umschalten auf den Warmwassertemperaturfühler im Sommerbetrieb und einem sofortigen Umschalten nach einer Ventilbewegung im Winterbetrieb möglich.
• Der Temperaturfühler im Warmwasserkreislauf befindet sich vorzugsweise am Ausgang des Plattenwärmetauschers und wird sofort nach dem Umschalten überwacht, so daß die Regelung auch im Winterbetrieb nach dem Warmwassersollwert arbeitet. Die Wärmeleitung im Metallgehäuse der Baueinheit führt zu einer am Warmwasserfühler anstehenden Temperatur und somit zum sofortigen Zurückmodulieren des Brenners mit einer Temperaturabsenkung.
• Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und zeigt in einer einzigen Figur den hydraulischen Aufbau eines Heizgerätes mit der Anbindung an die Regeleinrichtung.
• Eine Umwälzpumpe 1 fördert das Heizmedium über ein hydraulisch betätigtes Umschaltventil 2 wahlweise in einen Heizkreis 3 oder in einen Kreislauf 4 durch einen Wärmetauscher 5 zur Warmwasserbereitung. Das Umschaltventil 2 wird von einem Strömungsschalter 6 im angeschlossenen Warmwasserkreislauf 7 über zwei hydraulische Steuerleitungen 8, 8' und ein differenzdruckgesteuertes Membranventil 15 betätigt. In Normalstellung befindet sich das Umschaltventil 2 auf durchgängiger Position für Heizbetrieb. Erst bei einer Zapfung bewegt es sich entgegen einer Federkraft. Ein Temperaturfühler 9 erfaßt die Vorlauftemperatur im Heizkreis 3 und ein anderer Temperaturfühler 10 die Warmwassertemperatur am Ausgang des Wärmetauschers 5.
• Am Umschaltventil 2 befindet sich ein zweistufiger, vom Ventilgestärige 11 betätigter Schalter 12. Jede Schaltstufe 13, 13' ist mit einem zugeordneten Eingang (W, S) in der Regeleinrichtung 14 verbunden. Dabei ist die erste Schaltstufe 13 mit dem zugeordneten Eingang W mit der Funktion für den Winterbetrieb und die zweite Schaltstufe 13' mit dem zugeordneten Eingang S mit der Funktion für der Sommerbetrieb belegt.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betrieb eines Heizgerätes mit einer Umwälzpumpe, welche das Heizmedium über ein von einem Strömungsschalter hydraulisch betätigtes Umschaltventil wahlweise in einen Heizkreis oder in einen Kreislauf durch einen Wärmetauscher zur Warmwasserbereitung fördert, Temperaturfühlern für das Heizmedium in den beiden Kreisläufen und am warmwasserseitigen Ausgang des Wärmetauschers zur Ansteuerung eines Brenners, sowie einer Wahlmöglichkeit in einer Regeleinrichtung zwischen Sommerbetrieb mit ausschließlichem Wannwasserbetrieb und Winterbetrieb mit abwechselndem Heiz- und Warmwasserbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß am Umschaltventil (2) ein mindestens zweistufiger Schalter (12) mit einer separaten Zuordnung von jeder Schaltstufe (13, 13') zu je einem Eingang (W, S) in der Regeleinrichtung (14) angebracht ist und daß die Eingänge (W, S) mit der Funktion für Winter- und Sommerbetrieb verknüpft sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltstufe (13) unmittelbar nach dem Ansprechen des Umschaltventiles (2) bei einer Warmwasseranforderung betätigt wird und das Heizgerät danach für den Warmwasserbetrieb nach den gemessenen Werten am Temperaturfühler (10) im Warmwasserkreislauf betrieben wird.
3. Verfrfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltstufe (13) erst anspricht, wenn das Umschaltventil (2) vollständig in der für die Warmwasserbereitung erforderlichen Position steht.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (14) auch im Sommerbetrieb den der ersten Schaltstufe (13) zugeordneten Eingang (W) für den Winterbetrieb überwacht.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am zweistufigen Schalter (12) am Umschaltventil (2) die erste Schaltstufe (13) mit dem zugeordneten Eingang (W) in der Regeleinrichtung (14) mit der Funktion für Winterbetrib und die zweite Schaltstufe (13') mit dem zugeordneten Eingang (S) mit der Funktion für den Sommerbetrieb verknüpft ist.