DE8813666U1 - Heizungseinrichtung mit Warmwasseraufbereitung bzw. -versorgung - Google Patents

Description

Heizungeeinriahtung ait Varawaaeeraufbereitung bzw. »veraorguny

Die Neuerung bezieht eich auf eine Heizungeeinrichtung mit Warmwaseeraufbereitung bzw. -Versorgung, bestehend aus einem Heizkessel zum Aufheizen eines Heizungemediume, welcher in einen Heizungekreielauf angeordnet ist, der aus einem zu Heizkörpern führenden Vorlauf und aus einem Rücklauf besteht, wobei die Uarmwaeeeraufbereitung durch einen Wärmetauscher gebildet wird, welcher einerseits über ein Dreiwegeventil in Verbindung mit dem Vorlauf und andererseits mit dem Rücklauf in Verbindung steht und eine Zu- und Auelaßleitung für das Brauohwaeaer aufweist, wobei der Wärmetauscher für die Warmwasseraufbereitung aus einem Vorratsbehälter für das Brauchwaeeer besteht, wobei die Zuleitung für das Brauchwasser unten in den Behälter einmündet und dia Auslaßieitung für dee Brauchwasser einen in der Oberseite dea Behälters gelegenen Einlaß aufweist und das Heizungemedium ein in dem Behälter angeordnetes schrauben- oder wendeiförmiges Wärmetauscherrohr durchströmt

Eine derartige Heizungeeinrichtung ist aus Bt-A-23 36 529 bekannt.

Diese bekennte Heizungeeinrichtung hat den Nachteil, daß am Beginn der Entnahme von Brauchwasser die Temperatur zunächst einmal schnell fällt und anschließend wieder lengsam ansteigt, nachdem der Kessel angesprungen ist und Über das umgeschaltete Dreiwegeventil Heizungsmedium zum Wärmetauscher geführt wird. Dieser Temperaturabfall wird vom Benutzer als unangenehm empfunden. Die Neuerung zielt darauf ab, eine Heizungseinrichtung derart zu verbessern, daß einem solchen Temperaturabfall vorgebeugt ist oder dieser mindestens in beträchtlichem HaBe verringert wird.

Dieses Ziel wird gönäu der Erfindung dadurch erreicht* daß die Hündung der Zuleitung für das Brauchwasser ait Hitteln zum Reduzieren der Ausströmgeschwindigkeit versehen ist.

lip' I .·

Durch diese Konstruktion gelangt das kalte Brauchwasser in den Behälter, ohne eich mit dem hier bereite vorhandenen wärmen Brauchwasser zu mischen, wobei daa im Behälter erwärmte Brauchwasser diesen Behälter an dessen Oberseite verläßt. Auf diese Weite wird beim Beginn der Entnahme von Brauchwasser zunächst der in dem Behälter vorhandene Vorrat an warmem Brauchwasser verbraucht, während dessen des Dreiwegeventil umschaltet, der Kessel gestartet und warmes Heizungemedium durch das Wärmetauscherrohr geführt wird, so daö der Wärmetauscher nach einiger Zeit als Dufchatfüm»iefmötauscher bzw. Durchlauferhitzer wirkt.

Vorzugaweiee ist der Inhalt des Behälters so bemessen, daß der Behälter am Beginn der Entnahme von Brauchwasser als Vorrategefäß bzw. -behälter wirkt und nach Abnehme von etwa 50 - 80% als Durchetrömwärmetauecher bzw. Durchlauferhitzer arbeitet. Der Vorratsbehälter kann so ein relativ kleines Volumen aufweisen, wodurch dieser Behälter leicht mit dem Kessel zusammengebaut werden kann. DarUberhinaus haben derartige kleine Abmessungen zur Folge, daß Stillstsndeverluste kleiner sind und eine schnelle Aufheizzeit erzielt wird.

Vorzugsweise ist gemäß der Neuerung innerhalb des Behälters ein erster Temperaturfühler angebracht, der in Berührungskontakt mit der Zuleitung für das Brauchwasser steht. Darüberhinaus ist gemäß der Neuerung vorzugsweise ein zweiter Temperaturfühler an der Leitung angebracht, die das Wärmetauscherrohr mit dem Rücklauf bzw, mit der Rücklaufleitung des Heizungskreises verbindet. Der erste Temperaturfühler registriert, ob Brauchwasser entnommen wird und startet einerseits den Kessel und schaltet evtl. das Dreiwegeventil um, so daß das Heizungsmedium durch den Wärmetauscher für das Brauchwasser strömt. Wenn kein Brauchwasser entnommen wird, begrenzt dieser Temperaturfühler andererseits gleichzeitig die Temperatur des in dem Behälter vorhandenen Brauchwassers. Während der Entnahss registriert dieser Teapereturfuhler nur die Temperatur des zuströmenden Wassers, so daß ein zweiter Temperaturfühler für das Begrenzen der maximalen Temperatur

• ·

I I ·

dee Heizungsmediums vorgesehen ist. Dieser zweite Temperatur-¹ fühler ist an der Leitung angebracht, mit der das Wärmetauscherrohr an die Rücklaufleitung des Heizungskreises angeschlossen ist. Die Neuerung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren an einem AusfUhrungebeispiel beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch die Heizungseinrichtung gemäß der Neuerung und

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung den Wärmetauscher für das Brauchwasser.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht die Heizungeeinrichtung aus einem insgesamt mit Ziffer 1 bezeichneten Kessel, welcher In der Hauptsache einen Brenner 2 sowie einen Wärmetauscher aufweist. Der Wärmetauscher 3 ist an einen Heizkreislauf angeechlosaen, der aus einem Vorlauf bzw. aus einer Vorlaufleitung 4, die zu den Heizkörpern 5 führt, sowie aus einer von diesen Heizkörpern 5 an den Kessel 1 zurückführenden Rücklaufleitung 6 (Rücklauf) besteht. In der Rücklaufleitung 6 ist eine Umwälzpumpe 7 angeordnet. Die Heizungseinficncung weist weiterhin einen Ssiler bzw. WSrssstausehe? zum Aufbereiter» von warmem Brauchwasser auf, der (Wärmetauscher) insgesamt mit 8 bezeichnet ist. Dieser Wärmetauscher 8 besteht aus einem Behälter 9, in welchem ein schrauben- oder wendelförmig gebogenes Wärmetauscherrohr ID vorgesehen ist, welches einerseits über ein Rohr oder eine Leitung 11 und ein Dreiwege-Ventil 12 an die Vorlaufleitung des Heizungekreislaufes und andererseits über eine Leitung an die Rücklaufleitung 6 des Kreislaufes angeschlossen ist. Der Wärmetauscher 8 umfaßt weiterhin eine Zuleitung 14 und eine Auslaßleitung 15 für das Brauchwasser. Die Zuleitung mündet unten in den Behälter 9, während die Auslaßleitung eine nahezu an der Oberseite des Behälters 9 vorgesehene öffnung 16 besitzt.

In dem Behälter 9 ist ein erster Temperaturfühler 17 angebracht, &uacgr;&&idiagr; Ip wPrmeübertragender Berührung mit der Zuleitung 14 steht, wobei die Leitung 13 mit einem zweiten Temperaturfühler 18 versehen ist. Der Temperaturfühler 17 registriert die Temperatur innerhalb des Behälters 9 In dem Fall, daß kein Brauchwasser entnommen wird und stellt ebenfalls durch die Senkung der Temperatur in der Zuleitung 14 fest, ob Brauchwasser entnommen wird. Während der Entnahme von Brauchwasser kann der erste Fühler 17 die Temperatur dee Srsuch^ssssrs innerhalb des Behälters 9 rtisht sehr registrieren· Aus diesem Grund ist der zweite Temperaturfühler 18 an der Leitung 13 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt eine detailliertere Wiedergabe dee Wärmetauschers B. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, ist der Behälter 9 von einem aufrechtstehenden Zylinder mit einem gewölbten oberen Abecnluß und Boden gebildet, der mit einem isolierenden Material IB' umkleidet ist. Die Leitung 11 für das Heizungsmedium ist durch den Boden des Behälters 9 hindurchgeführt und setzt eich in dem schrauben- oder wendelförmig gebogenen Wärmetauscherrohr 10 fort, welches sich in geringem Abstand zu der zylindrischen Wand des Behälters 9 erstreckt und von eben nach unten durchströmt wird. Das schrauben- oder wendeiförmige Wärmetauscherrohr ?0 ist aus dem Behälter 9 an dessen Boden mit der Leitung 13 herausgeführt.

Die Zuleitung 14 fuir «.as Brauchwasser ist ebenfalls durch den Boden des Behälters 9 hindurchgeführt, erstreckt sich anschließend nach oben und führt daran anschließend über einen Bogen von IBO⁰ wieder nach unten bis in einigem Abstand von dem Boden des Behalters 9. Das hsrunterführende Teil der Zuleitung 14 liegt konzentrisch mit dem zylindrischen Behälter 9. Die Mündung der Leitung 14 ist mit einer A-deckung 19 versehen, die nach unten hin offen ist und die diese Hündung mit einigem Abstand umschließt. Das freie Ende e'er Zuleitung 14 ist mit einer angeschweißten oder dort durch Preßsitz gehaltenen Abschlußplatte ZO verschlosssn. In einigem Abstand von dieser Abschlußplatte 20 und innerhalb

der Abdeckung 19 ist die Zuleitung 14 mit einer Anzahl von radialen Öffnungen 21 versehen, durch die das Brauchwasser austreten kann.

An dem nach oben führenden Teil der Zuleitung 14 ist der Temperaturfühler 17 angebracht, der in wärmeübertragender Berührung mit dieser Zuleitung steht.

Die Auslaßleitung 15 für das Brauchwasser liegt mit ihrem Einlaß bzw. mit ihrer Öffnung 16 in der Hittelachse des zylindrischen Behälters 9, und zwar nahe der Oberseite dieses Behälters 9, wobei diese Auslaßleitung 15 den Behälter 9 ebenfalls durch dessen Boden verläßt.

Die Heizungseinrichtung gemäß der Erfindung wirkt, wie folgt. Solange kein Brauchwasser entnommen wird, weist das im Behälter 9 vorhandene Brauchwasser die gleiche Temperatur auf wie das in dem Wärmetauscherrohr IE vorhandene Heizungemedium. Wenn die Temperatur innerhalb dee Behälters 9 unter einen vorgegebenen Wert fällt, wird dies von dem Temperaturfühler 17 registriert, der euf bekannte Weise das Dreiwegeventil 12 umschaltet und den Kessel 1 einschaltet, ·&ogr; daß der Behälter 9 durch das Heizungemedium solange aufgeheizt wird, bis wieder eine festgelegte oder vorgegebene Temperatur durch den Temperaturfühler 17 registriert wird. Wenn über die Auslaßleltung 19 Brauchwasser entnommen wird, wird gleichzeitig dar Inhalt dte Behälters 9 über die Zuleitung 14 nachgefüllt. Hierbei atromt relativ kaltes Waaaer in den Behälter 9, was direkt durch den Temperaturfühler 17 registriert wird. Mittale dieaaa Temperaturfühlers 17 wird auf bekannte Weise dar Keaael 1 eingeechaltet und des Dreiwegeventil umgeeehaltet, eo daß daa Haizungemedium etett durch die Heizkörper i durch daa Wärmetauscherrohr 10 geleitet wird.

Dieses schrauben- oder wendel formöle Wärmetauscherrohr 10 hat vertikal übereinander angeordnete Windungen, wobei die oberste Windung höher liegt als die halb« Höh* dea Behälters 9, und zwar vorzugsweise auf 3/4 der Behälterhöhe.

f · ··! t ·· ItI

Das kalte Brauchwasser wird über die Hündung der Zuleitung so in den Behälter 9 geführt, daß dieses kalte Wasser sich nahezu nicht mit dem im Behälter 9 vorhandenen Härmen Brauchwasser mischen wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Ausströmung det kalten Brauchwassers durch die radialen Offnungen 21 innerhalb der Abdeckung 19 stattfindet. Die Gesamtfläche der Offnungen 21 ist hierbei größer als der Innenquerschnitt der Zuleitung 14. Die Umlenkung der Strömungsrichtung um ca. 90° hat &mgr; Kombination mit dieser Oberflächenvergrößerung eine gezielte Reduzierung der Austrittsgeschwindigkeit zur Folge. Die Abdeckung 19 erzwingt durch eine zweite Umlenkung der Strömungsrichtung um ca. erneut eine Oberflächenvergrößerung. Das kalte Brauchwasser tritt somit mit einer sehr geringen Geschwindigkeit und in den Behälter 9 ein, und zwar ohne Verwirbelungen zu verursachen, so daß nahezu keine Vermischung mit dem im Behälter vorhandenen warmen Brauchwasser auftritt. Dieses im Behälter 9 vorhandene warme Brauchwasser schwimmt sozusagen auf dem kalten Brauchwasser, wobei das warme Brauchwasser über die Öffnung 16 der Auslaßleitung 15 abgeführt bzw. entnommen wird. Der Wärmetauscher 8 arbeitet in dieser Phase als Vorratsbehälter, wobei dem im Behälter 9 vorhandenen Vorrat warmes Brauchwasser entnommen werden kann.

Die Menge an kaltem Brauchwasser, die zugeführt werden kann (bzw. die Menge an warmem Brauchwasser, die ent-nommen werden kenn) bevor der Wärmetauscher als Durchström-Wärmetauecher bzw. Durchlauferhitzer arbeiten win', beträgt ungefähr 50 -80* des Volumens des Behälters 9. Des bedeutet, daß der Wärmetauscher 8 wie ein Vorratsbehälter arbeitet, bis des neu zugeführte Brauchwasser ungefähr die oberste Windung des Wärmetauscherrohre 10 erreicht. Danach arbeitet der Wärmetauscher 8 ala Durchetrömwärmetauscher bzw. Durchlauferhitzer, was bedeutet, daß die von dam Brauchwasser aufgenommenen Wärmemenge gleich der Wärmemenge ist, die über das Heizungemedium (wärmetraneportierendee Medium)und das Wärmetauscherrohr 10 dem Brauchwasser zugeführt wird. Der Behälter 9 kann durch diese Konstruktion relativ klein sein

11*1 t 1

und leicht mit dem Kessel 1 zusammengebaut werden. In der Praxis hat der Behälter 9 einen Inhalt von ungefähr 25 Litern. Hierbei wird erwähnt, daß Vorratsbehälter (Boiler) für warmes Brauchwasser in der Regel einen Inhalt von 60 -12C 1 aufweisen, während ein reiner Durchlauferhitzer nur einen Inhalt von ungefähr 1-31 besitzt.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß diese Umschaltung in der Arbeitsweise des Wärmetauschers 8 mit einem Temperaturabfall des Brauchwassers verbunden ist, welcher wesentlich kleiner ist als bei den bisher bekannten Einrichtungen und daher vom Benutzer auch kaum als störend empfunden wird.

Es ist klar, daß im Rahmen dieser Erfindung eine große Anzahl von Änderungen möglich sind. Dies gilt insbes. fur die Konstruktion der Mittel zum Reduzieren der Austritts- bzw. Strömungsgeschwindigkeit.

f · · III

Claims (6)

Schutzansprüche:

1. Heizungseinrichtung mit Warmwasseraufbereitung, bestehend aus einem Heizkessel zum Aufheizen eines Heizungsmediums, welcher in einen Heizungskreislauf angeordnet ist, der aus einem zu Heizkörpern fuhrenden Vorlauf kind aus einem Rücklauf besteht, wobei die Warmwasseraufbereitung durch einen Wärmetauscher gebildet wird, welcher einerseits über ein Dreiwegeventil in Verbindung mit dem Vorlauf und andererseits mit dem Rücklauf in Verbindung steht und eine Zu- und Auslaßleitung für das Brauchwasser aufweist, wobei der Wärmetauscher für die Warmwasseraufbereitung aus einem Vorratsbehälter für das Brauchwasser besteht, wobei die Zuleitung für das Brauchwasser unten in den Behälter einmündet und die Auslaßleitung für das Brauchwasser einen in der Oberseite des Behälters gelegenen Einlaß auf«eis'. und das Heizungemedium ein in dem Behälter angeordnetes schrauben- oder wendeiförmiges Wärmetauscherrohr durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Zuleitung (14) für das Brauchwasser mit Mitteln (19, 21} zum Reduzieren der AusstrSrnge* schwindigkeit versehen iet.

2. Heizungeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Reduzieren der Ausströmgeschwindigkeit aus Organen (19, 21) für ein wenigstens einmaliges Umlenken der Strömungerichtung um einen Winkel von ungefähr 90° bestehen, wobei jede Umlenkung eine Vergrößerung der Ausetrömoberfläche zur Folge hat.

3. Heizungeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (14) für das Brauchwasser an der Unterseite dee Banalere (9) eintritt, daran anschließend Innerhalb des Behälters (9) eine gewisse Strecke nach oben verläuft und dann in einem Bogen von 180° nach unten zurückgeführt ist, so daß die Mündung nahe dem Boden des Behälters (9) liegt und auch auf diesen Boden gerichtet ist, daß die Mündung aus einem an

• * · ♦

■&idigr;.

seinem freien Ende verschlossenen Rohrteil besteht, in dessen Seitenwand eine Vielzahl von öffnungen (21) vorgesehen sind, die einen allseitigen, radialen Austritt bewirken, daß die Hündung mit einer nach unten hin offenen Abdeckung (19) versehen, die die Hündung mit einigem Abstand umschließt.

4. Heizungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, da8 der Inhalt des Behälters (9) so bemessen ist, daß der Behälter (9) am Beginn der Entnahme von Brauchwassers als Vorratsbehälter arbeitet und nach Entnahme von ungefih. 50 - 80S des Inhalts als Duichstrom-Wärmetauscher bzw. Durchlauferhitzer wirkt.

5. Heizungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter (9) ein erster Temperaturfühler (17) vorgesehen ist, der in Berührung steht mit der Zuleitung (14) für das Brauchwasser.

6. Heizungeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Temperaturfühler (18) an diejenige Leitung angebracht ist, 'ie das Wärmetauscherrohr (10) mit dem Rücklauf (6) des Heizungekreislaufs verbindet.