DE2537094A1 - Anordnung zur verlaengerung der laufzeitintervalle eines heizkessels mit separatem heisswasserbereiter - Google Patents

Anordnung zur verlaengerung der laufzeitintervalle eines heizkessels mit separatem heisswasserbereiter

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DE2537094A1 DE19752537094 DE2537094A DE2537094A1 DE 2537094 A1 DE2537094 A1 DE 2537094A1 DE 19752537094 DE19752537094 DE 19752537094 DE 2537094 A DE2537094 A DE 2537094A DE 2537094 A1 DE2537094 A1 DE 2537094A1
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Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER
DIPL-ING
H. KINKELDEY
DRING
W. STOCKMAIR
K. SCHUMANN
DR. RER MAT. 01PL-PJ-Ti1S
P. H. JAKOB
G. BEZOLD
DFl RER NAT ■ D(PL-CHiM
MÜNCHEN
8 MÜNCHEN 22
MAXIMILIANSTRASSE 43
20.8.1975 P 94-75-50/Hä
AKTIEBOIAGET GTC
Mölndalsvägen 85
4-12 85 Göteborg/Schweden
Anordnung zur Verlängerung der Laufzeit-Intervalle eines Heizkessels mit separatem Heißvmsserbereiter
'Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung bei einem. Heizkessel mit separatem Heißvmsserbereiter zur Verlängerung der Laufzeitintervalle des Heizkessels, vorzugsweise zur Einschaltung, wenn die Wärmeentnahme vom Heizkessel und Heißwasserbereiter niedrig Ist. Die Erfindung Ist vorzugsweise für die Anwendung bei Ölhelzkesseln vorgesehen.
Ein Heizkessel mit separatem Heißwasserbereiter hat ein kleines Wasservolumen im Heizkessel -und infolgedessen ein kleines
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TELEFON (Ο8Θ) 22QD62 TELEX O6-2B38O TELEGRAMME MONAPAT
Wärmeaufnahmevermögen; das bedeutet, daß die Lauf zeitintervalle des ölbrenners sehr kurz werden,da das Wasservolumen im Heizkessel schnell von der Temperatur -z.B. 70 C-bei welcher der Heizkesselthermostat den Ölbrenner des Heizkessels einschaltet auf die Temperatur, z.B. 75° C, bei welcher der Heizkesselthermcstat den Ölbrenner ausschaltet» erwärmt wird. Besonders während der Sommermonate, in denen die Wärmeentnahme vom Heizkessel ,bzw. Heißwasserbereiter niedrig ist» werden die Laufzeitintervalle kurz. Der Heizkesselthermostat j d.h. der normale Betriebsthermostat des Heizkessels,, hat im allgemeinen eine Temperaturdifferenz von etwa 5 - 6° C zwischen Ein- und Ausschalten; demzufolge ergibt sich eine große Anzahl von kurzen LaufZeitintervallen des Ölbrenners innerhalb von 24· Stunden.
Aufgrund dieser kurzen Laufzeitintervalle -in manchen fällen kürzer als eine Hinute- wird bei der Verbrennung nicht der Reinheitsgrad erreicht, der vom Gesichtspunkt des Umweltschutzes wünschenswert ist. Man hat also eine große Anzahl von Laufzeitintervallen mit weniger guter "Verbrennung, die umweltfeindlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die eine Verlängerung der Laufzeit Intervalle des Heizkessels ermöglicht, womit zugleich die Verbrennung besser und damit umweltfreundlicher wird. Bei der angegebenen Anordnung werden die Betriebskosten zusätzlich vermindert.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Anordnung gelöst, wie sie im Anspruch 1 gekennzeichnet ist.
Eine Äusführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt das Schaltschema einer Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 zeigt das Zeitdiagramm der Funktion der Anordnung nach Fig. 1.
Die Anordnung nach Fig. 1 ist für die Verwendung bei einem Heizkessel mit separatem Heißwasserbereiter vorgesehen, bei dem eine Zirkulationspumpe die Zirkulation des Kesselwassers durch den Heißvrasserbereiter zur Erwärmung des Verbrauchswassers bewirkt. Die Anordnung enthält einen Maximumthermostaten 10, der die Spannungszufuhr zur Anordnung ausschaltet, wenn die Wassertemperatur im Heizkessel ca. 900C erreicht hat. Der Thermostat 10 ist demzufolge als Sieherheitsthermostat eingesetzt. Die Spannung wird an den Thermostaten 10 über die Leitung 11 angelegt. Die Ausgangsleitung 12 vom Thermostaten 10 ist an einen Betriebsthermostaten 13 angeschlossen, der die Wassertemperatur des Heizkessels fühlt und die Spannung an eine Ausgangsleitung 14 anlegt, sobald die Kesselwassertemperatur unter eine untere Temperaturgrenze, z.B. 69 G, gesunken ist, und der die Ausgangsleitung 14 spannungsfrei schaltet, sobald die Kesselwassertemperatur über eine obere Temperaturgrenze, z.B. 750C* gestiegen ist. Die Ausgangsleitung 14 des Betriebsthermostaten 13 ist mit der Einschaltleitung 15 des Heizaggregats des Heizkessels, z.B. eines Ölbrenners, verbunden, so daß das Heizaggregat eingeschaltet wird, wenn der Betriebsthermostat 13 die Spannung auf seine Ausgangsleitung 14 durchschaltet.
Die Anordnung enthält weiter einen Heißwasserbereiterthermostaten 16, dessen Eingangsleitung 17 an der Ausgangsleitung des Maximumthermostaten 10 angeschlossen ist und dessen Ausgangsleitung 18 an der Einschalteleitung der Zirkulationspunrpe 19 angeschlossen ist, die das Kesselwasser im Heizkessel durch den Heißvrasserbereiter pumpt.
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Der Heißwasserbereiterthermostat 16 schaltet bei einer unteren Temperaturgrenze, z.B. 60° C, die Ausgangsleitung 12 des Maximumthermostsaten 10 an die Einschalteleitung 18 der Zirkulationspumpe, so daß bei geschlossenem Thermostaten 10 die Pumpe eingeschaltet wird. Bei einer höheren Temperatur, z.B. 65 C, unterbricht er wieder diese Verbindung.
Die oben beschriebenen Thermostaten 10, 13 und 16 und deren Anordnungen sind bekannt und in herkömmlichen Anlagen enthalten. In diesen Anlagen steuert also der Betriebsthermostat 13 die Kesselwassertemperatur im Heizkessel so, daß die Airsgangsleitung 14 als Einschalteleitung des Heiζaggregates dient, und der Heißwasserbereiterthermostat 16 steuert die Verbrauchswassertemperatur im Heißwasserbereiter. In der beschriebenen Ausführungsform wird also die Kesselwassertemperatur bei 69 - 75° C und die Verbrauchswassertemperatur bei 60*-65 C gehalten. Die maximal zugelassene Temperatur des Verbrauchswassers ist also 65 C.
Die Anordnung gemäß der Erfindung ist um einen zweiten Betriebsthermostaten 20 parallel zu dem ersten Betriebsthermostaten 13 und den Schalter 22 erweitert. Die Eingangsleitung des zweiten Betriebsthermostaten 20 ist ebenso wie die Ein-'gangsleitung des ersten Betriebsthermostaten 13 mit der Ausgangsleitung 12 des Maximumthermostaten 10 verbunden. Die Ausgangsleitung .21 des Betriebsthermostaten 20 kann mit der Einschalteleitung 15 des Heizaggregats verbunden werden, so daß der zweite Betriebsthermostat 20 das Ein- und Ausschalten des Heizaggregats übernehmen kann. Der zweite Betriebsthermostat 20 schaltet bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur als der erste Betriebsthermostat 13 ein, z.B. bei 55°°» und aus bei ca. 75 0· Der zweite- Betriebsthermostat 20 hat also einen wesentlich größeren Temperaturbereich zwischen Ein- und Ausschalten, und zwar etwa 20° C, als der erste Betriebsthermostat, der nur einen Temperaturbereich von etwa 6 C hat.
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Zwischen den beiden 3etriebsthermostaten 1~3 und 20 einerseits und dem Heiζaggregat andererseits ist ein Umschalter 22 angeordnet, der in der gestrichelten Lage V/ die Ausgangsleitung 14- des ersten Betriebsthermostaten 13 mit der Einschalteleitung 15 des Heiζaggregates verbindet und in der ausgezogenen Lage S die Ausgangsleitung 21 des zweiten Betriebsthermostaten 20 mit der Einschalteleitung 15 des Heizaggregates verbindet und gleichzeitig die Ausgangsleitung 14- des ersten Betriebsthermostaten 13 mit dem Heißwasserbereiterthermostaten 16 derart verbindet, daß Spannung an die Einschalteleitung 18 der Zirlculationspumpe 19 über die Verbindungsleitung 23 und den Heißwasserbereiterthermostaten 16 gelegt werden kann, wenn dieser sich in seiner gezeichneten ausgeschalteten Lage befindet.
Die oben beschriebene S-Lage des Umschalters ist während des Sommers zu benutzen, da in dieser Jahreszeit die Wärmeentnahme vom Heizkessel und Heißwasserbereiter niedrig ist. Die W-Lage ist während des übrigen Teils des Jahres zu benutzen.
Wenn die Anlage für Somm erbe trieb eingestellt v/erden soll, wird die Einstellung des ersten Betriebsthermostaten 13 so geändert, daß der Thermostat die Spannung an die Ausgangsleitung 13 dann schaltet, wenn die Temperatur bei oder vorzugsweise etwas unter der maximal zugelassenen Temperatur des Verbrauchswassers, z.B. bei 63° C, liegt. Die Temperatur des Ausschaltens wird dabei bei 69° C liegen, nachdem die Temperaturdifferenz des Thermostaten 13 6° C beträgt. Wenn dann der Umschalter 22 auf Sommerbetrieb, Lage S (ausgezogene Linien in Fig. 1), eingestellt wird, ist die Funktion der Anlage die folgende:
Der zweite Betriebsthermostat 20, der einen Temperaturbereich von 20° C zwischen Ein- und Ausschalttemperatur hat, steuert
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nur das Heizaggregat; dadurch wird die Kesselwassertemperatur des Heizkessels zwischen 55° C und 75 C liegen. Die Zirkulationspumpe 19 wird teils vom Heißwasserbereitertheniiostateni 16 und teils vom ersten Betx'iebsthermostaten 13, der wie oben erwähnt zum Einschalten bei der Temperatur 63 G im Kesselwasser eingestellt worden ist, gesteuert. Ist die Kesselwassertemperatur von 75° C auf 63° C gesunken, wird die Zirkulationspumpe über den ersten Betriebs thermostaten 13, den Umschalter 22, die Leitung 23 und den Thermostaten 16 eingeschaltet, wodurch das gemeinsame Wasser des Heizkessels und des Heißwasserbereiters durch den Heizkessel und Heißwasserbereiter zum Zirkulieren gebracht wird, so daß die Wassertemperatur im Heizkessel und im Heißwasserbereiter mit der gleichen Geschwindigkeit sinkt. Wena die Temperatur im Heißwasserberei ter auf die Einschaltetemperatur von 60° C des Heißwasserbereiterhermostaten 16 gesunken ist, schaltet der Thermostat um, so daß die Zirkulationspumpe direkt von der Ausgangsleitung 12 des Maximumthermostaten über die Leitung 17 mit Spannung versorgt wird. Der Heißwasserbereiterthermostat 16 übernimmt also dann die Steuerung" der Heißwasserbereitertemperatur.
Wenn die Kesseltemperatur dann auf die Einschalttemperatur des zweiten Betriebsthermostaten 20 gesunken ist, wird das Heizaggregat eingeschaltet, und die abgegebene Wärme wird teils zur Erwärmung des Wasservolumens des Heizkessels von 55 G auf 75° C und teils zur Erwärmung des Terbrauchswassers von 55° G auf 65° C gebraucht.
Das Heizaggregat erhält unter diesen Betriebsbedingungen maximal lange Laufzeitintervalle und maximal lange Stillstandintervalle zwischen den Laufzeitintervallen, so daß der zu Beginn* angegebene Zweck erreicht wird.
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Die oben beschriebene Funktion der Anlage wird in Fig. 2 graphisch, dargestellt. Die oberste ausgezogene Kurve stellt die Variation der Kesselwassertemperatur im Heizkessel dar, die untere gestrichelte die Variation der Verbrauchswassertemperatur im Heißwasserbereiter. Unter diesen beiden Kurven sind die Laufzeitintervalle der Zirkulationspumpe und des Heizaggregates eingezeichnet.
Die Temperatur im Heizkessel sinkt also ziemlich schnell auf den Punkt A, wo die Temperatur ungefähr der maximal zugelassenen Temperatur im Heißwasserbereiter gleichgestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt sind die Temperaturen im Heizkessel und im Heißwasserbereiter fast gleich. Am Punkt A wird die Zirkulationspumpe eingeschaltet und die Temperaturen im Heizkessel und im Heißwasserbereiter sinken mit der gleichen Geschwindigkeit auf den Punkt B, bei dem das Heizaggregat eingeschaltet wird. Dabei steigen die Temperatoren im Heizkessel und im Heißwasserbereiter wieder - die Geschwindigkeiten der Temperaturerhöhungen sind jedoch nicht gleich. Am Punkt C schaltet der erste Betriebsthermostat 13 aus und am Punkt D der zweite Betriebsthermostat 20, so daß das Heizaggregat ausgeschaltet wird. Die Zirkulationspumpe läuft aber weiter bis die Temperatur im Heißwasserbereiter den maximal zugelassenen Wert am Punkt E erreicht hat. Danach wird der Verlauf zyklisch wiederholt.
Die Temperatur im Heizkessel, der ein kleineres Vasservolumen als der Heißwasserbereiter enthält, sinkt schneller als die Temperatur im Heißwasserbereiter. Ein langsameres Sinken der Temperatur wird durch Einschalten der Zirkulationspumpe am Punkt A erreicht, wobei die Temperaturen im Heizkessel und im Heißwasserbereiter mit der gleichen Geschwindigkeit sinken- Da die Zirkulationspumpe auch während des Laufzeitintervalls des Heizaggregats arbeitet, wird ein Teil der abgegebenen Wärme unmittelbar dem Heißwasserbereiter zugeführt, wodurch die Temperaturerhöhung im Heizkessel langsamer erfolgt.
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Es ist natürlich wünsehenswert, daß die Temperatur im Heiß wasserbereiter möglichst nahe an der maximalen Temperatur liegt, wenn das Heizaggregat ausgeschaltet wird, d.h. daß der Zeitabstand zwischen den Punkten D und E in Fig. 2 möglichst klein ist. Dieses kann dadurch erreicht werden, daß der Zirkulationspumpe und den Verbindungsleitungen zwischen dem Heizkessel und dem Heißwasserbereiter eine größere Kapazität gegeben wird. Hierbei werden die Abschnitte der Temperaturerhöhung der Kurven näher aneinander verlaufen; das bedeutet, daß der Temperaturerhöhungsunterschied zwischen dem Heizkessel und dem Heißwasserbereiter vermindert wird, so daß das Laufzeitintervall noch langer wird. Das ist auch der Fall bei einem erhöhten Wärmeverbrauch im Heizkörperkreis. Es muß jedoch immer dafür gesorgt werden, daß die maximal zugelassene Temperatur im Heißwasserbereiter nicht überschritten wird. Wenn z.B. der erste Betriebsthermostat 13? der die Wassertemperatur im Heizkessel fühlt, eine Ausschaltetemperatur hat, die höher ist als die maximal zugelassene Temperatur im Heißwasserbereiter, muß deshalb dafür gesorgt werden, daß die Temperatur im Heizkessel so viel schneller als die Temperatur im Heißwasserbereiter steigt, daß der erste Betriebsthermostat ausschaltet bevor die Temperatur im Heißwasserbereiter über den maximal zugelassenen Wert gestiegen ist.
Mehrere Variationen der beschriebenen Ausführungsform sind selbstverständlich im Rahmen der Erfindung möglich. Der Thermostat, der die-Zirkulationspumpe einschaltet, wenn die Temperatur im Heizkessel auf etwa die maximal zugelassene Temperatur im Heißwasserbereiter gesunken ist, könnte ein besonderer Thermostat sein und muß also nicht ein normaler Betriebsthermostat sein, dessen Temperaturgrenzen eingestellt werden. Weiterhin könnten andere Temperaturgrenzen und Temperaturdifferenzen bei den verschiedenen Thermostaten gewählt werden. Der untere Temperaturbereich des ersten Betriebsthermostaten könnte z.B. 60° - 65° G betragen. Der
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Temperaturbereich des zweiten Betriebsthermostaten muß allerdings den Temperaturbereich des Heißwasserbereiterthermostaten umfassen und sollte sich auf beiden Seiten von diesem ausdehnen. Die Anordnung der elektrischen Schaltungen könnte auch in verschiedener V/eise ausgeführt werden. Die Ausgangsleitung des ersten Betriebsthermostaten könnte z.B. direkt an die Einschalteleitung der Zirkulationspumpe angeschlossen werden.
Statt der Zirkulationspumpe könnte für die Zirkulation des Wassers im Heizkessel eine andere Anordnung eingesetzt werden. Beispielsweise könnten regulierbare Ventile zum Einsatz kommen, die geöffnet werden können und dadurch die Selbstzirkulation des V/assers zwischen dem Heizkessel und dem Heißwasserbereiter ermöglichen. Längere Laufzeitintervalle und damit eine mögliche Verminderung der Betriebskosten werden ebenso gut durch den Einsatz der Anordnung gemäß der Erfindung bei sowohl Gasheizaggregaten als auch bei z.B. Heizaggregaten mit elektrischem Antrieb erreicht.
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Claims (7)

Patentansprüche
1.JAnordnung zur Verlängerung der Laufzeitintervalle eines Heizkessels mit separatem Heißwasserbereiter, die ein Zirkulation sorgan (19) zur Zirkulation des Wassers im Heizkessel durch den Heißwasserbereiter und einen Heißwasserbereiterthermostaten (16), der das Zirkulationsorgan bei einer bestimmten unteren Temperatur des Wassers im Heißwasserbereiter einschaltet und das Zirkulationsorgan bei einer bestimmten oberen Temperatur des Wassers ausschaltet, enthält, dadurch gekennzeichnet , daß ein erster Betriebsthermostat (13) vorgesehen ist, der bei einer Wassertemperatur im Heizkessel, die im wesentlichen gleich oder niedriger ist als die Ausschalttemperatur des Heißwasserbereiterthermostaten (16), das Zirkulationsorgan (19) einschaltet, und das Zirkulationsorgan eingeschaltet hält, bis die Wassertemperatur im Heißwasserbereiter unter die Einschalttemperatur des Heißwasserbereiterthermostaten (16) gesunken ist, daß von diesem Zeitpunkt an der Heißwasserbereiterthermostat (16) die Steuerung des Zirkulationsorgans übernimmt und dieses eingeschaltet hält, bis die Wassertemperatur des Heißwasserbereiters wieder auf die Ausschalttemperatur des Heißwasserbereiterthermostaten gestiegen ist, und daß ein zweiter Betriebsthermostat (20) vorgesehen ist, der bei einer bestimmten unteren Temperatur des Wassers im Heizkessel das Heizaggregat des Heizkessels einschaltet und bei einer bestimmten oberen Temperatur des Wassers im Heizkessel das Heizaggregat ausschaltet und daß der Temperaturbereich des zweiten Betriebsthermostaten (20) den Temperaturbereich des Heißwasserbereiterthermostaten (16) umfaßt.
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2. Anordnung; nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Temperaturbereich des zweiten Betriebsthermostaten (20) erheblich größer ist als der Temperaturbereich des Heißwasserbereiterthermostaten (16) und sich, auf beiden Seiten über diesen hinaus erstreckt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, vorzugsweise zur Einschaltung bei niedriger Wärmeentnahme vom Heizkessel und vom Heißwasserbereiter, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Betriebsthermostat (13) aus einem Thermostaten besteht, dessen Temperaturbereich verschiebbar und kleiner als der Temperaturbereich des zweiten Betriebsthermostaten (20) ist, und durch den anstelle des zweiten Betriebsthermostaten (20) das Ein- und Ausschalten des Heizaggregates des Heizkessels steuerbar ist, wenn eine Verlängerung der Laufzeitintervalle des Heizkessels nicht erforderlich ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein Umschalter (22) mit wenigstens zwei Schaltstellungen vorgesehen ist, der in einer ersten Stellung den zweiten Betriebsthermostaten (20) entkoppelt und die Ausgangsleitung (14) des ersten Betriebsthermostaten (13) mit der Einschaltleitung (15) des Heizaggregates verbindet und der in einer zweiten Stellung die Ausgangsleitung (21) des zweiten Betriebsthermostaten (20) mit der Einschaltleitung (15) des Heizaggregates und die Ausgangsleitung (14) des ersten Betriebsthermostaten (13) mit der Einschaltleitung (18) des Zirkulationsorgans (19) verbindet.
5. Anordnung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet , daß der Umschalter (22) die Ausgangsleitung (14) des ersten Betriebsthermostaten (13) derart mit dem Heißwasserbereiterhermostaten (16) verbindet,
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daß der Einschaltleitung (18) des Zirkulationsorgans (19) über den Heißwasserbereiterthermostaten eine Spannung zuführbar ist, wenn dieser sich in seiner ausgeschalteten Stellung befindet.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5? dadurch gekennzeichnet , daß der erste Betriebsthermostat (13) einen Temperaturbereich zwischen ca. 70 C und 75 C und einen Temperaturbereich zwischen ca. 60° und 65 C hat und daß der zweite Betriebsthermostat (20) einen Temperaturbereich zwischen ca. 55°C und =75 C hat, wobei der Heißwasserbereiterthermostat (16) einen Temperaturbereich zwischen ca. 60 C und 65°C hat.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 55 dadurch gekennzeichnet , daß der erste Betriebsthermostat (13) bei einer Wassertemperatur im Heizkessel, die höher ist als die Einschalttemperatur des Heißwasserbereiterthermostaten (16), das Zirkulationsorgan (19) einschaltet.
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DE19752537094 1974-09-19 1975-08-20 Anordnung zur verlaengerung der laufzeitintervalle eines heizkessels mit separatem heisswasserbereiter Withdrawn DE2537094A1 (de)

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SE7411822L (sv) 1976-03-22
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