DE29819670U1

DE29819670U1 - Wärmeaustauscher-Aggregat für die Brauchwasserbereitung

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Publication number: DE29819670U1
Application number: DE29819670U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2008-11-05

Description

BETRIFFT:

Wärmeaustauscher-Aggregat für die Brauchwasserbereitung.

Die Erfindung betrifft ein Wärmeaustauscher-Aggregat für die Brauchwasserberei tung, dessen Wärmeaustauscher mit seinem Heizmedium-Durchflußbereich an einen Heizmediumspeicher (Warmwasserspeicher) anzuschließen ist sowie mit seinem Brauchwasser-Durchflußbereich sowohl an eine Frischwasserzuleitung aus dem Wasserversorgungsnetz als auch an eine zu versorgende Brauchwasserleitung mit mindestens einer Zapfstelle anzuschließen ist.

Derartige Wärmeaustauscherstationen sind bekannt in Verbindung mit einer Fernheizanlage. Bei diesen gelangt das Heizmedium unter Druck aus der Fernheizungsleitung in den Heizmedium-Durchfluß des Wärmeaustauschers. Das im Wärmeaustauscher aufzuheizende Frischwasser wird mit Druck aus dem Wasserversorgungsnetz dem Brauchwasser-Durchflußbereich des Wärmeaustauschers zugeleitet, in dem es vom vorbeiströmenden Heizmedium erwärmt wird. Durch Öffnen eines Zapfventils kann des in der Zuführungsleitung zur Zapfstelle befindliche Wasser entnommen werden. Das nach Öffnen eines Zapfventils entnommene Wasser wird im Wärmeaustauscher durch Zufluß von Kaltwasser aus deir. Wasserversorgungsnetz ersetzt.

Bei längerem Stillstand des Wassers in der Leitung zur Zapfstelle erkaltet des im Wärmeaustauscher erwärmte Wasser und mul? erst ablaufen, bevor w&rmes Wasser an der Zapfstelle ansteht und entnommen werden kann. Dies bedeutet eine Frischwasser- und Energievergeudung. Die Möglichkeit einer verbrauchsabhängigen Regelung des Durchflusses durch den Wärmeaustauscher bieten die bekannten Wärmeaustauscherstationen nicht. Daher haben die bekannten Wärmeaustauscherstationen nur ein sehr kleines Einsatzgebiet finden können.

Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, ein leicht herstellbares, Frischwasser und Energie sparendes Wärmeaustauscher-Aggregat zu schaffen, das als externe Wärmeaustauscherstation schnell und einfach an Energiespeicher wie z.B. Solarpufferspeicher, Heizgeräte zur Erwärmung von Heizungswasser oder an gas- oder strombetriebene Durchlauferhitzer angeschlossen werden kann, um angeschlossene Zapfstellen mit Warmwasser zu versorgen.

Es ist bekannt, in Brauchwasser-Zirkulatonsleitungen Zirkulationspumpen einzusetzen, welche das Brauchwasser entweder ständig oder in voreinstellbaren Intervallen durch eine Warmwasserbereitungseinrichtung zirkulieren lassen. In den bekannten Wärmeaustauscherstationen befinden sich keine Zirkulationspumpen, sodaß diese Stationen keine Möglichkeit der Regelung des Durchlaufs durch den Wärmeaustauscher in Abhängigkeit vom Verbrauch aufweisen, wie sie durch die vorliegende Erfindung geschaffen worden ist.

G&genstand der Erfindung sind die Kennzeichen-Merkmale des Anspruchs 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Kennzeichen-Merkmalen der Unteransprüche .

Eine beispielsweise Ausführung eines Wärmeaustauscher-

Aggregates gemäß der Erfindung, auf das diese jedoch nicht beschränkt ist, ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Diese zeigt eine schematische Prinzip-Darstellung des Aufbaues des Wärmeaustauscher-Aggregates.

Das Heizmedium, in diesem Fall wsrmes Wasser, befindet sich in einem Warmwasserspeicher 1. Dieser ist über eine Warmwasservorlaufleitung 10a und eine Warmwasserrücklaufleitung 10b an den Heizmittel-Durchflußbereich eines Wärmeaustauschers 2 angeschlossen, in dem des warme Wasser seine Wsirme an das zu erwärmende Brauchwasser abgibt. Dieses wird der Brauchwasser-Durchflußleitung des Wärmeaustauschers vom Wasserversorgungsnetz aus über eine Kaitwasserleitung 3 zugeführt, die in eine Brauchwasserzuleitung 2üb zur Brauchwasser-Durchflußleitung des Wärmeaustauscher einmündet, die an das Leitungsende angeschlossen ist, an dem das Heizmedium aus dem Wärme_austauscher abgeführt wird, scdaß das zu erwärmende Brauchwasser den Wärmeaustauscher gegenläufig zum Heizmedium durchströmt. An das entgegengesetzte Brauchwasserleitungsende des Wärmeaustauschers ^! ist eine Warmwasserentnahmeleitung 20 a angeschlossen. Die beiden Leitungen 20a und 20b sind über eine Zapfstellenleitung 20c miteinander verbunden, von der mindestens eine mit warmem Wasser zu versorgende Zapfstelle 4 mit Zapfventil 4a abgezweigt ist. Die Leitungszweige 20a, 20b und 20c bilden zusammen mit der Brauch-Wcsserdurchflußleitung des Wärmeaustauschers eine Brauchwasser-Zirkulationsleitung.

Das Wärmeaustauscher-Aggregat ist mit zwei Pumpen 5 und 6 ausgestattet, nämlich einer Ladepumpe 5 in der Warmwasserrückleitung 10b und einer Zirkulationspumpe 6 in der Brauchwasserrückleitung 20b. Die Zirkulationspumpe 6 ist mit einem eingebauten, einstellbaren Temperaturschalter ausgestattet, der die Pumpe 6 automatisch

beim Erreichen der jeweils eingestellten Solltemperatur des durch die Pumpe geförderten Mediums abschaltet. Die Wiederanschaltung der Zirkulationspumpe 6 ermöglicht der eingebaute Temperaturschalter erst &eegr;sch einem vorgebbaren bzw. vorgegebenen Temperaturabfall im geförderten Medium. Beim Ausführungsbeispiel wird unterstellt, daß sich dieser Temperaturabfall über bis zu 15 Minuten hinziehen kann, wie bei den im Handel erhältlichen Pumpen mit eingebautem Zeitschalter üblich.

Die Pumpe 5 befördert das Warmwasser aus dem Speicher 1 über die Vorlaufleitung 10a in den Heizmediumdurchflußbereich des Wärmeaustauschers 2 und durch diesen hindurch zur Rücklaufleitung 10b, die es in den Speicher

1 zurückführt. Die Pumpe 6 läßt bei geschlossenem Zapfventil 4a das Brauchwasser in der Zirkulationsleitung 20a, 20b, 20c und durch die Brauchwasserleitung des Wärmeaustauschers 2 zirkulieren, wobei das Warmwasser aus dem Warmwasserspeicher 1 im Wärmeaustauscher

2 Wärme auf das im Gegenstrom durch die Brauchwasserleitung des Wärmeaustauschers 2 hindurch geleitete Brauchwasser überträgt. Bei geöffnetem Zapfventil 4a fließt aus diesem Brauchwasser aus, das aus dem Wärmeaustauscher 2 über die Leitung 20a zuläuft und im Wärmeaustauscher 2 durch aus dem Wasserversorgungsnetz über die Leitung 3 zulaufendes Frischwasser ersetzt wird,

In die Kaltwasserzuleitung 3 ist ein Durchflußsensor

7 eingeschaltet, der bei Kaltwasserdurchfluß durch

die Leitung 3 einen Impuls erzeugt, der über die Signalleitung 8a dem Signaleingang einer Pumpensteuerung 8 zugeleitet wird, in der er zu einem Aktivierungsimpuls für die Pumpen 5 und 6 verarbeitet wird, der diese über Leitungen 8b und 8c aktiviert. In die Steuerung

8 ist ein einstellbares Zeitglied integriert, vorzugsweise ein stufenlos einstellbares Zeitrelais zum Akti-

• ·

vieren der Pumpen 5 und 6 durch deren Anschalten an das Stromnetz, mit dem die Steuerung 8 über ein Kabel 9 mit Schukostecker 11 zu verbinden ist. Durch das Zeitglied wird die Stromzuleitung zu den Pumpen 5 und 6 beim Ablauf des eingestellten Zeitintervalls (z.B. bis zu 10 Minuten) ab Pumpenanschaltung unterbrochen, sodaß erst ein erneuter Impuls vom Sensor die Pumpen 5 und 6 wieder aktivieren kann. Um einen Impuls bei Kaltwasserentnahme zu verhindern, weist der Durchflußsensor 7 einen mit einer Ausgleichsbohrung versehenen Hohlkolben auf.

Der Wärmeaustauscher 2 mit den an ihn angeschlossenen Leitungen, nämlich den Wasservor- und -rücklaufleitungen 10a und 10b, den Brauchwasserleitungen 20a und 20b sowie der Kaltwasserzuleitung 3 mit dem Sensor 7, die Pumpen 5 und 6 und die Steuerung 8 mit den Leitungen 8a, 8b und 8c sind in einem montagefertigen Gehäuse 12 untergebracht, durch dessen Wandungen die l/erbindungsleitungen zwischen Wärmeaustauscher 2 und dem Wärmespeicher 1 einerseits (Leitungen 10a und 10b) und der externen Leitung 20 c andererseits (Leitungen 20a und 20b) und überdies dem Wasserversorgungsnetz (Leitung 3) mit ihren freien Anschlußenden hindurchgeführt sind, die zujeckmäßigerweise mit Anschlußbuchsen od. dergl. ausgerüstet sind. Kabel 9 ist ebenfalls durch das Gehäuse 12 hindurchgeführt, sodaß sich der Schukostecker 11 außerhalb des Gehäuses 12 befindet. Der Anschluß des Wärmeaustauscher-Aggregates an den Wärmespeicher 1, die zu versorgende(&eegr;) Brauchwasserleitung(en) und das Wasserversorgungsnetz kann somit auf einfache und schnelle Weise durch Anschließen von fünf anschlußfertigen Rohrenden an die Warmwasserspeicher-Zu- und Ableitungen bzw. die Zu- und Abflüsse der zu versorgenden Brauchwasserlei tang 20c und das Wasserversorgungsnetz erfolgen, wonach durch Einstecken des Schukosteckers in eine 230-Volt Schuko-Steckdose der Anschluß ans Stromnetz erfolgen kann.

Das Wärmeaustauscher-Aggregat arbeitet im Einbau-Zustand wie folgt:

Durch nur kurzzeitiges Öffnen des Zapfventils 4a wird ein kurzzeitiger Durchfluß von Kaltwasser durch die Leitung 3 verursacht, durch den im Sensor 7 ein Impuls erzeugt wird, der in der Steuerung 8 einen Anschaltimpuls für die Pumpen 5 und 6 erzeugt, der diese anlaufen läßt. Es strömt nun sowohl Heiz-Warmwasser als auch Brauchwasser durch den Wärmeaustauscher 2 so lange, bis die Brauchwassertemperatur in der Zirkulationsleitung 20a, 20b, 20c den eingestellten Wert erreicht hat. Bei diesem schaltet der Temperaturschalter in der Zirkulationspumpe 6 diese ab, sodaß nur die Pumpe 5 weiterläuft, bis diese vom Zeitschaltglied der Steuerung 8 nach der vorgegebenen Zeit abgeschaltet wird. An der Zapfstelle 4a kann nun durch erneutes Öffnen des Zapfventils 4a das auf die gewünschte Temperatur erwärmte Brauchwasser entnommen werden, was je nach Auslegung des Systems nur wenige Sekunden nach Auslösen des Impulses im Sensor 7 möglich ist. Während der Brauchwasserentnahme sorgt die Pumpe 5 für die Zuführung der nötigen Wärmeenergie zum Wärmeaustauscher. Solange nicht die Brauchwassertemperatur unter den vorgegebenen Wert abgesunken ist, bleibt die Zirkulationspumpe 6 durch den eingebauten Temperaturschalter abgeschaltet. Sie bleibt dies nach dem Abschaltimpuls durch die Zeitschaltung auch bei Unterschreiten dieser Minimaltemperatur, wenn kein Zapfventil für warmes Brauchwasser geöffnet ist bzw. wird, demzufolge kein Kaltwasser durch den Sensor 7 nachströmt und kein Sensor-Pumpenanschalt-Impuls die Steuerung erreicht. Nach Ablauf des am Zeitglied der Steuerung voreingestellten Zeitintervalls wird auch die Pumpe 5 deaktiviert uhd verbleibt in diesem Zustand bis zu erneuter Aktivierung mittels eines Signales des Sensors 7, das durch den Frischwasserzulauf zum Wärmeaustauscher 2 erzeugt wird.

Durch diese verbrauchsabhängige Steuerung der Pumpenlaufzeiten ist eine beträchtliche Energieeinsparung möglich bei Verminderung des Pumpenverschleisses. Die Möglichkeit des schnellen Aufwärmens von an einer WarmiAiasser-Zapfstelle anstehendem, erkalteten Brauchwasser in Zirkulationsströmung vermeidet die bei den bekannten Systemen in diesen Fällen auftretenden Wasserverluste.

Das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel kann Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen Ermessens erfahren, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann der Heizenergiespeicher eine andere Speicherart als ein Warmwasserspeicher sein, z.B. ein Solarpufferspeicher, ein Durchlauferhitzer od. dergl.

Claims

Schutzansprüche:

1. Wärmeaustauscher-Aggregat für die Brauchwasserbereitung, dessen Wärmeaustauscher mit seiner Brauchwasserdurchflußleitung sowohl an eine Frischwasserzuleitung aus dem Wasserversorgungsnetz als auch an eine zu versorgende Brauchwasser-Abzapfleitung mit mindestens einer Zapfstelle anzuschließen bzw. angeschlossen ist, sowie mit seinem Heizmediumdurchflußbereich an einen Heizmediumspeicher, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Heizmediumdurchflußleitung des Wärmeaustauschers (2) an beiden Enden mit je einem Leitungszweig (10a, 10b) fest verbunden ist, dessen offenes Ende als Anschlußende ausgebildet ist, z.B. mittels einer Anschlußbuchse, wobei in den Rücklaufzweig (10b) eine Pumpe (5) eingeschaltet ist,

- daß die Brauchwasserdurchflußleitung des Wärmeaustauschers (2) an ihren beiden Enden mit je einem Leitungszweig (20a, 20b) fest verbunden ist, dessen offenes Ende als Anschlußende ausgebildet ist, z.B.

mittels einer Anschlußbuchse, wobei in einen Leitungszweig (20b) eine Pumpe (6) eingeschaltet ist,

- daß in einen mit dem Brauchwasser-Zuflußende des Wärmeaustauschers (2) fest verbundenen Kaltwasserleitungszweig (3), dessen offenes Ende als Anschlußende ausgebildet ist, z.B: mittels einer Anschlußbuchse, ein Durchflußsensor (7) eingeschaltet ist, der beim Wasserdurchlauf einen Impuls erzeugt, der einer Steuerung (8) zugeleitet wird, und

- daß die Steuerung (8) eine Schaltung zur Verarbei- ^O tung des Sensorimpulses zu den Pumpen (5, 6) zugeleiteten Aktivierungsenergien aufweist, sowie ein vorzugsweise stufenlos einstellbares Zeitschaltelement, das die Pumpen (5, 6) nach dem eingestellten Zeitintervall abschaltet.

2. Wärmeaustauscher-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußsensor (7) zur Vermeidung einer Impulserzeugung bei Kaltwasserentnahme mit einem Hohlkolben mit Ausgleichsbohrung versehen ist.

^ 3. Wärmeaustauscher-Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen in die Zirkulationspumpe (6) integrierten, einstellbaren Temperaturschalter, der die Pumpe (6) bei Erreichen der vorgegebenen Maximaltemperatur im Fördermedium automatisch abschaltet und eine Wiedereinschaltung der Pumpe (6) vor Absinken der Fördermediumtemperatur unter einen vorgegebenen Minimalwert verhindert.

4. Wärmeaustauscher-Aggregat nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitschaltelement der Steuerung (8) ein (vorzugsweise stufenlos) einstellbares Zeitrelais ist.

5. Wärmeaustauscher-Aggregat nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zentrale Stromzuleitung (9) zur Steuerung (8), vorzugsweise durch ein Kabel (9) mit Schukostecker (11), von der aus die Stromversorgungsleitungen (8a, 8b, 8c) zu den übrigen Stromverbrauchern des Aggregats führen.

6. Wärmeaustauscher-Aggregat nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (2) mit den mit ihm fest verbundenen Leitungszweigen (10a, 10b, 20a, 20b, 3) und den Pumpen (5, 6) sowie dem Durchflußsensor (7) und die Steuerung (8) mit den zugehörenden Leitungen (8a, 8b, 8c, 9) in einem montagefertigen Gehäuse (12) untergebracht sind, durch dessen Wandungen die Leitungszweige (10a, 10b, 20a, 20b, 3) sowie die zentrale Stromzuführung (9) hindurch geführt sind, sodaß sich die Leitungsanschlußenden sowie der Schukostecker (11) außerhalb des Gehäuses (12) befinden.