DE2214880B2 - Heizungsanlage mit einem wasserkreislauf als waermetraeger, einem insbesondere gasbeheizten wassererhitzer und einer umwaelzpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungsanlage mit einem Wasserkreislauf als Wärmeträger, einem insbesondere gasbeheizten Wassererhitzer und einer Umwälzpumpe, die über einen Temperaturregler ein- und ausschaltbar ist, welcher auch die Brennstoffzufuhr zum Brenner des Wassererhitzers steuert, und ferner mit Schaltmitteln, welche nach dem Abschalten der Brennstoffzufuhr die Umwälzpumpe erst nach einem bestimmten Nachlaufen abschalten.

Umlauf-Wassercrhitzcr für Heizungsanlagen, in denen das zu erhitzende Wasser den Wärmetauscher in einem oder mehreren Rohren durchströmt und z.B. durch Gasbeheizung erhitzt wird, arbeiten mit einer Wasser-Umwälzpumpe im Rücklauf zusammen, welche dem Bedarf der Heizungsanlage entsprechend durch einen Raumtempcraturregler oder Vorlauftemperaturregler ein- oder ausgescnaltel wird. Schaltet der 5«; Raumtemperaturregler die Umwälzpumpe und das Gasventil zum Absperren der Gaszufuhr ab. so kommt das Wasser im Wärmetauscher sofort zum Stillstand, wogegen der Brenner während der Schließzeit des Gasventils noch etwas nachbrennt und den Wärnietauscher nachheizt. Diese Nachheizung des Wärmetauschers und die im Wärmetauscher gespeicherte Wärme können unter Umständen zur Dampfbildung im Wärmetauscher führen und Kondensationsschläge hervorrufen, welche in Wohneinheiten störend wirken und für den Wärmetauscher auch schädlich sein können. Außerdem kann der Wärmetauscher schneller verkalken. Eine Reihe von an sich aufwendigen Maßnahmen wurden schon getroffen um diese Nachwarmeerscheinungen zu vermeiden.

Zur Geräuschdämpfung wurde beispielsweise schon eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche dem durch den Wärmetauscher strömenden Wasser Luft beimischt, welche die Dampfbildung im Wärmetauscher mindern

Ferner wurde eine während des Durchlaufes vom Flüssigkeitsstrom angetriebene Wasserkraftmaschine in den Umlaufstromkreis des Gerätes eingeschaltet, die einen Kraftspeicher spannt und nach Beendigung des Durchlaufes vom Kraftspeicher mit gleicher Drehrichtung angetrieben wird und als Pumpe wirkend, den Flüssigkeitsumlauf bewirkt. Mit dieser aulwendigen Vorrichtung sollen nach Beendigung des Durchlaufes im Heizkörper unangenehme Nachwärmecrscheinuiigen durch nachträgliche Umwälzung eines Flüssigkeitsvolumens vermieden werden.

Schließlich wurde auch schon das Abschalten der Umwälzpumpe gegenüber der Schließbewegung des Gasventils zeitabhängig mittels eines WC-Gliedes verzögert, um die durch das Nachheizen verursachte Dampfbildung im Wärmetauscher zu verhindern. Diese von der Entladung des ÄC-Gliedes zeitabhängige Abschaltverzögerung der Umwälzpumpe ist aber auch unbefriedigend, da sie den tatsächlichen Verlauf der Nachhei7iing und der Abkühlung des Wärmetauschers nicht berücksichtigt, weshalb die Abschaltverzögerung der Umwälzpumpe entweder zu kurz oder zu lang sein kann. Im eisten Fall werden die Nachwärmeerscheinungen nicht ganz eliminiert, wogegen der zweite Fall unwirtschaftlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Machlaufen der Umwälzpumpe mit einfachen Mitteln so zu steuern, daß eine schädliche Nachheizung des Wasserr im Wärmetauscher auch bei extremen Betriebsbedingungen mit Sicherheit vermieden wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Wärmetauscher des Wassererhitzer in bekannter Weise ein Meßfühler eines temperaturabhängigen Schalters vorgesehen ist, durch den ein Stromkreis für das Nachlaufen der Umwälzpumpe schließbar ist.

Dadurch ist erreicht, daß die Dauer des Pumpennachlaufs eine Funktion der Nachheizung und der Abkühlung des Wärmetauschers ist. Durch entsprechende Auslegung des Schalters läßt sich auf einfache Weise sicherstellen, daß die Umwälzpumpe energiesparend jeweils nur so lange nachläuft, als die Temperatur des Wärmetauschers nach dem Abschalten der Brennstoffzufuhr über einem in bezug auf schädliche Naehwärmeerscheinungen kritischen Wert liegt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist als Meßfühler ein temperaturabhängiger Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten vorgesehen. Die Ausbildung ist dabei so getroffen, daß der temperaturabhängige Schalter parallel zu dem vom Temperaturregler gesteuerten Betriebsschalter der Pumpe geschaltet ist.

Schließlich ist es von Vorteil, daß der Meßfühler des temperaturabhängigen elektrischen Schalters in der Nähe der Einmündung der Rücklaufleitung vorzugsweise an einer Lamelle des Lamellenblockes des Wärmetauschers angeordnet ist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines gasbeheizten Umlauf-Wasscrerhitzers mit Wasser-Umwälzpumpe für

Heizungsanlagen, an dessen Wärmetauscher ein NTC-Widerstand als Überbrückungsschalter angeordnet ist,

F i g. 2 das Prinzipschalibild gemäß I" i g. 1. wobei am Wärmeiauscher der Ausdehnungsfühler eines elektrischen Überbriickungsschaliers angeordnet ist. >

In der Zeichnung ist in Fig. 1 und 2 das Prinzipschaltbild eines gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers schematisch dargestellt, wobei für die gleichen Teile in den beiden Ausführiingsbeispielen die gleichen Bezugszeichen beibehalten werden. Der Umlauf-Wasvererhitzer weist einen Brenner 10 auf, dessen Flammen das durch den allgemein mit II bezeichneten Wärmetauscher fließende Umlaufwasser erhitzen. Der Wärmetauscher Il besteht aus einer Rohrschlange 12 und einem Lamellenblock 13. Die Gaszufuhr zum Brenner i* 10 erfolgt von einer Gaszüfuhrleitung 14 aus. In diese Gaszufuhrlcitung 14 ist ein Gasventil 15 eingesetzt, welches von einer allgemein mit dem Bezugszeichen 16 bezeichneten Wassermangelsicherung gesteuert isi. Das Gasventil 15 kann aber auch ohne Wassermangelsicherung als elektrisch steuerbares Magnetventil ausgebildet sein. Die Wassermangelsicherung 16 ist durch eine Membran 17 in eine Hochdruckkummer 18 und eine Niederdruckkammer 19 unterteilt. Der Membran 17 ist ein Membranteller 20 zugeordnet, welcher über einen Stift 21 mit dem durch eine Schließfeder beaufschlagten Schließglied des Gasventils 15 verbunden ist. so daß eine Verstellbewegung der Membran 17 auf das Schließglied desGasventils 15 übertragen wird.

Die Hochdruckkammer 18 der Wassermangelsicherung 16 ist über einen Hochdruckkanal 22 an eine Rücklaiiflcitung 23 des Wassererhitzers auf der Hochdruckseite einer Wasser-Umwälzpumpe 24 angeschlossen. Die Niederdruckkammer 19 ist über einen Niederdruckkanal 25 mit der Vorlaiilk itung 26 des Wassererhit/ers verbunden. Der I lochdruckkanal 22 ist mit dem Nicderdruckkanal 25 über einen Umgehungskanal 27 verbunden, in dem ein Magnetventil 28 vorgesehen ist. Eine Heizungsanlage 29 ist einerseits an die Vorlaufleilung 26 und andererseits an die Rücklaufleitung 23 auf der Niederdruckseite der Umwälzpumpe 24 angeschlossen. Das Magnetventil 28 ist über Leitungen 30, 31 an das Stromversorgungsnetz angeschlossen, deren Stromzufuhr durch einen nicht dargestellten Hauptschalter und den Schallkontakt 32 eines Temperaturreglers 33 gesteuert wird. Die Umwälzpumpe 24 ist ebenfalls an die beiden Leitungen 30, 31 angeschlossen und von einem Schaltkontakt 34 des Temperaturreglers 33 überwacht. Die Schaltkontakte 32 und 34 öffnen gleichzeitig, wenn die Temperatur des beheizten Raumes bzw. eines die Raumtemperatur bestimmenden Mittels, z. B. die Temperatur des Vorlaufwassers, einen bestimmten Wert überschreitet. Beim Unterschreiten dieses Wertes schließen die beiden Schaltkontakte 32 und 34 und setzen das Magnetventil 28 und die Umwälzpumpe 24 unter Strom.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ein temperaturabhängiger Widerstand 36 mit negativem Temperaturkoeffizienten in der Nähe der Einmündung der Rücklaufleitung 23 beispielsweise an einer Lamelle des Lamellenblocks 13 angeordnet und mittels zweier elektrischer Leitungen 37 und 38 mit dem Schaltkontakt 34 und einem vor dem Schall kontakt 34 liegenden Anschlußpunkt 35 der Leitung 31 verbunden.

Indem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist zum Überbrücken des Schaltkontaktes 34 ein elektrischer Schalter 39 vorgesehen, dessen beweglichem Schaltkontakt 40 ein am Lamellenblock 13 angeordneter Ausdehnungsfuhler 41 zugeordnet ist.

Die Wirkungsweise der Ausführungsbeispiele ist folgende:

Die Inbetriebnahme des Wassererhitzer erfolgt bei Ansprechen des Temperaturreglers 33. der dabei die Schallkontakte 32 und 34 schließt und dadurch das Magnetventil 28 in die Absperrstellung bringt und die Umwälzpumpe 24 anlaufen lä'U. Die Steuerung der Gaszufuhr aus der Gaszufuhrleitung 14 zu dem Brenner 10 des Wassererhitzer erfolgt in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der Hochdruckkammer 18 und der Niederdruckkammer 19 der Wasermangelsichcrung 16. Der bei Normalbetrieb der Umwälzpumpe 24 in der hoehdruckseitigen Rücklaufleitung 23 auftretende Druck in Verbindung mit dem Druckabfall im Lamellenblock 11 und dem deshalb in der Vorlaufleitung 26 auftretenden verminderten Druck reichen aus. um zwischen der Hochdruckkammer 18 und der Niederdruckkammer 19 der Wassermangelsicherung 16 eine so starke Druckdifferenz zu schaffen, daß die Membran 17 gemäß der Zeichnung nach oben bewegt und das Gasventil 15 geöffnet wird, so daß Gas zum Brenner 10 strömen kann. Das im Lamcllenblock 11 des Umlauf-Wassererhitzers erhitzte Umlaufwasser gelangt unter der Wirkung der Umwälzpumpe 24 über die Vorlaufleitung 26 durch die Heizkörper 29 der Heizungsanlage hindurch zur Saugseite der Umwälzpumpe 24.

Sobald in der Heizungsanlage die gewünschte vorgewählte Temperatur des Vorlaulwassers oder des Rücklaufwassers oder eine gewünschte Temperatur der mittels der Heizungsanlage beheizten Räume erreicht ist, schaltet der Temperaturregler 33 die Schallkontakte

32 und 34 aus, wodurch zunächst das Magnetventil 28 stromlos wird und über den IJmgchungskana! 27 ein Druckausgleich zwischen der Hochdruckkammer 18 und der Niederdruckkammer 19 stattfindet. Die Membran 17 kehrt dabei in die dargestellte I age zurück, so daß das Gasventil 15 unter der Wirkung seiner Schließfeder in die Absperrstellung gelangt.

Ohne die Anordnung eines Pumpennachlaufes würde beim Ansprechen des Temperaturreglers 33 auch die Pumpe 24 ausgeschaltet und der Wasserumlauf sofort unterbrochen werden. Das Absperren der Gaszufuhr durch das Gasventil 15 erfolgt aber nicht sofort, sondern es ergibt sich infolge der Öffnungszeil des Magnetventils 28 und der Schließzeit des Gasventils 15 eine Verzögerung, während welcher am Brenner IO noch ausströmendes Gas brennt, obwohl durch das Abschalten der Umwälzpumpe 24 der Wasserumlauf bereits zum Stillstand gekommen ist. Durch dieses Nachbrennen des Brenners 10 nach dem Abschalten der Umwälzpumpe 24 würde der Wärmetauscher 11 nachgeheizt, was zu einem weiteren Erhitzen des im Wärmetauscher 11 zum Stillstand gekommenen Wassers und gegebenenfalls zur Dampfbildung führen könnte.

Die Nachwärmeerscheinungen werden durch eine von der Abkühlung des Wärmetauschers 11 abhängige Abschaltverzögerung der Umwälzpumpe 24 vermieden, während welcher der Wasserumlauf aufrechterhalten und dadurch ein weiteres Erhitzen des Wassers durch Abführen des Wärmeüberschusses während der Nachheizzeit verhindert wird. Wenn der Temperaturregler

33 die Schaltkontakte 32 und 34 öffnet, läuft die Umwälz-pumpe 24 weiter, da der erwärmte NTC-Widerstand 36 einen geringen Widerstand aufweist und den Schaltkontakt 34 elektrisch überbrückt. Die Umwälzpumpe 24 hält daher den Wasserumlauf aufrecht, so daß

das Nachheizen des Wärmetauschers 11 zu keinen störenden Nachwärmecrschcinungen führt. Nachdem das Gasventil 15 in die Schließstellung gelangt ist und die Gaszufuhr absperrt, hört das Nachheizen auf und der Wärmetauscher kühlt ab. Der Widerstand des sich dabei ebenfalls abkühlenden NTC-Widcrstandes 36 wird so groß, daß er den über ihn fließenden elektrischen Strom derart reduziert, daß die Umwälzpumpe 24 jetzt nach einer von der Abkühlung des Wärmetauschers 11 abhängigen Abschaltvcrzögerung zum Stillstand kommt. Die störenden Nachwärmeerschcinungcn werden auf diese Weise wirksam vermieden.

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispicls gemäl: Γ i g. 2 ist dieselbe wie vor beschrieben mit dem einer Unterschied, daß anstelle des NTC-Widcrstandes eir elektrischer Schalter 39 vorgesehen ist. dessen Schalt kontakt 40 durch einen am Wärmetauscher 1 angeordneten Bimetall- oder Ausdehnungsfühler 4 betätigt wird und für einen Nachlauf der Pumpe 24 dei

ίο Schaltkontakt 34 überbrücken kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Heizungsanlage mit einem Wasserkreislauf als Wärmeträger, einem insbesondere gasbeheizten Wassererhitzer und einer Umwälzpumpe, die über einen Temperaturregler ein- und ausschalibar ist. welcher auch die Brennstoffzufuhr zum Brenner des Wassererhitzer steuert, und ferner mit Schaltmitteln, welche nach dem Abschalten der Brcnnstoffzufuhr die Umwälzpumpe erst nach einem bestimmten Nachlaufen abschalten.- dadurch gekennzeichnet, daß am Wärmetauscher (11) des Wassererhitzers in bekannter Weise ein Meßfühler eines temperaturabhängige!! Schalters (36 bzw. 39 bis 41) vorgesehen ist, durch den ein Stromkreis (30, 31) für das Nachlaufen der Umwälzpumpe (24) schließbar ist.

2. Anlage nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß als Meßfühler ein temperaturabhängiger Widerstand (36) mit negativem Temperaturkoeffizienten vorgesehen ist.

3. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Schalter (36 bzw. 39) parallel zu dem vom Temperaturregler (33) gesteuerten Betriebsschalter (34) der Pumpe (24) geschaltet ist.

4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler des temperaiurabhängigen elektrischen Schalters (36 bzw. 39, 40, 41) in der Nähe der Einmündung der Rücklaufleitung (23) vorzugsweise an einer Lamelle des Lamellenblockes (13) des Wärmetauschers (11) angeordnet ist.

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