DE9205301U1 - Heating circuit system with a solid fuel boiler... - Google Patents
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Description
Heizkreisanlage mit einem Wechselbrand- oder Feststoffbrennkessel mit eingebautem Öl-/Gasbrenner.Heating circuit system with an alternating combustion or solid fuel boiler with built-in oil/gas burner.
Die Erfindung betrifft eine Heizkreisanlage mit einem Wechselbrand- oder Feststoffbrennkessel mit eingebautem Öl-/Gasbrenner, einem Brauchwasserspeicher, mindestens einem Wärmespeicher (Pufferspeicher) sowie einer Heizungsanlage mit mindestens einem Verbraucher.The invention relates to a heating circuit system with an alternating combustion or solid fuel boiler with built-in oil/gas burner, a domestic water storage tank, at least one heat storage tank (buffer storage tank) and a heating system with at least one consumer.
Heizkreisanlagen der eingangs genannten Art sind bekannt. Wechselbrand- oder Feststoffbrennkessel werden häufig in holzverarbeitenden Betrieben eingesetzt, wo tagsüber eine Menge an brennbaren Holzresten anfällt. Feste Brennstoffe, z.B. Holz, Holzreste, Späne, Kohle, Hackschnitzel etc., werden dem Wechselbrand- oder Feststoffbrennkessel während der Tageszeit zugeführt, und der Kessel ist in der Lage, die Heizungsanlage und den Brauchwasserspeicher entsprechend mit Energie zu versorgen. Damit der Heizkessel ständig im Vollastbereich brennen kann, denn nur dann brennt der Feststoffbrennkessel umweltfreundlich, geht die Energie, die die Heizungsanlage bzw. der Brauchwasserspeicher nicht aufnehmen kann, in den oder die Pufferspeicher. Darüber hinaus speichern die Pufferspeicher aufgewärmtes Wasser, um dieses bei Bedarf, d.h., wenn der Wechselbrand- oder Feststoffbrennkessel nicht arbeitet (z.B. in der Nacht oder am nächsten Tag) , an die Heizungsanlage oder den Brauchwasserspeicher abzugeben. Die bekannten Heizkreisanlagen mit einem Wechselbrand- oder Feststoffbrennkessel, mit wahlweisem Öl-/Gasbrenner, arbeitenHeating circuit systems of the type mentioned above are well known. Alternating combustion or solid fuel boilers are often used in wood processing companies, where a lot of combustible wood residues are produced during the day. Solid fuels, e.g. wood, wood residues, shavings, coal, wood chips, etc., are fed to the alternating combustion or solid fuel boiler during the day, and the boiler is able to supply the heating system and the domestic hot water tank with the necessary energy. So that the heating boiler can constantly burn at full load, because only then does the solid fuel boiler burn in an environmentally friendly way, the energy that the heating system or the domestic hot water tank cannot absorb goes into the buffer tank(s). In addition, the buffer tanks store heated water in order to supply it to the heating system or the domestic water tank when required, i.e. when the alternating combustion or solid fuel boiler is not working (e.g. at night or the next day). The well-known heating circuit systems with an alternating combustion or solid fuel boiler, with an optional oil/gas burner, work
aber im wesentlichen deshalb unwirtschaftlich, weil die Steuerung der Warmwasserzufuhr zu den einzelnen Verbrauchern ungenügend ist.but essentially uneconomical because the control of the hot water supply to the individual consumers is insufficient.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Heizkreisanlage der eingangs genannten Art mit einer Regelung zu versehen, die einen wirtschaftlichen Betrieb dieser Anlage unter allen Bedingungen, und insbesondere auch dann ermöglicht, wenn der Wechselbrand- oder Feststoffbrennkessel mit öl bzw. Gas betrieben wird.The invention is therefore based on the object of providing a heating circuit system of the type mentioned at the beginning with a control system that enables economical operation of this system under all conditions, and in particular also when the alternating combustion or solid fuel boiler is operated with oil or gas.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Umschalten des Wechselbrand- oder Feststoffbrennkessels auf Öl-/Gasbetrieb die Zufuhr zu dem Wärmespeicher (Pufferspeicher) unterbrochen wird. D.h., daß bei öl- bzw. Gasbetrieb des Wechselbrand- oder Feststoffbrennkessels eine Aufladung der Pufferspeicher unterbleibt. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird die Warmwasserversorgung der einzelnen Verbraucher bei Betrieb des Kessels mit Festbrennstoff derart gesteuert, daß zunächst das Wasser des Brauchwasserspeichers auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt wird und dann die Heizungsanlage mit Heizenergie bis zum Erreichen einer bestimmten Temperatur versorgt wird, und anschließend erst der Wärmespeicher geladen wird. D.h., es besteht eineThe object is achieved according to the invention in that when the alternating combustion or solid fuel boiler is switched to oil/gas operation, the supply to the heat storage tank (buffer tank) is interrupted. This means that when the alternating combustion or solid fuel boiler is operating with oil or gas, the buffer tank is not charged. According to a special feature of the invention, the hot water supply to the individual consumers when the boiler is operating with solid fuel is controlled in such a way that first the water in the domestic water tank is heated to a predetermined temperature and then the heating system is supplied with heating energy until a certain temperature is reached, and only then is the heat storage tank charged. This means that there is a
Brauchwasservorrangschaltung. Besonders wirtschaftlich insbesondere im Hinblick auf die Lebensdauer des Wechselbrand- oder Feststoffbrennkessels stellt sich die Maßnahme der Verbindung des Vor- und des Rücklaufes des Kessels durch einen Mischer dar, wobei der Mischer derartDomestic water priority circuit. Particularly economical especially with regard to the service life of the alternating combustion or solid fuel boiler is the measure of connecting the flow and return of the boiler by means of a mixer, whereby the mixer is
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eingestellt ist, daß bei Heizbetrieb und Versorgung der Heizungsanlage und/oder des Brauchwasserspeichers und/oder des Pufferspeichers jeweils etwa ein Drittel der aus dem Vorlauf austretenden Wassermenge in den Rücklauf gefördert wird. D.h., daß durch diese Maßnahme verhindert wird, daß in dem Kessel eine bestimmte Temperatur und damit der Taupunkt nicht unterschritten wird. Hierdurch wird Rostansatz im Kessel selbst verhindert. Dem gleichen Zweck dient auch die Maßnahme, während der Anheizphase durch den Mischer den Vor- und den Rücklauf unmittelbar miteinander zu verbinden, da hierdurch die Kesselrücklauftemperatur sehr schnell auf das gewünschte hohe Niveau gebracht werden kann.is set so that when heating and supplying the heating system and/or the domestic hot water tank and/or the buffer tank, approximately one third of the water volume coming out of the flow is pumped into the return. This means that this measure prevents the boiler from falling below a certain temperature and thus the dew point. This prevents rust from forming in the boiler itself. The same purpose is served by the measure of connecting the flow and return directly to one another using the mixer during the heating-up phase, as this allows the boiler return temperature to be brought to the desired high level very quickly.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird bei Entladen des Pufferspeichers zunächst der Brauchwasserspeicher geladen, und erst dann wird die Heizungsanlage mit-Energie versorgt. Weiterhin wird die Wasserversorgung derart gesteuert, daß bei einer vorbestimmten Mindesttemperatur des Wassers im Pufferspeicher das Wasser unter Umgehung des Brauchwasserspeichers unmittelbar der Heizungsanlage zugeführt wird.According to a further feature of the invention, when the buffer tank is discharged, the domestic water tank is charged first and only then is the heating system supplied with energy. Furthermore, the water supply is controlled in such a way that when the water in the buffer tank reaches a predetermined minimum temperature, the water is fed directly to the heating system, bypassing the domestic water tank.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine besondere Ausbildung des in der Heizkreisanlage eingebauten Mischers (Rücklaufanhebung).The invention also relates to a special design of the mixer installed in the heating circuit system (return flow increase).
Zur Einstellung der Ablaufmenge des Wassers aus dem Mischer aus den beiden Abläufen ist in dem Gehäuse des Mischers ein Mengenteiler drehbar gelagert. Der Mengenteiler weist hierbei im einzelnen einen Schieber auf, wobei die Größe der Fläche des Schiebers derart gewählt ist, daß die QuerschnittsflächeTo adjust the amount of water flowing out of the mixer from the two outlets, a flow divider is mounted in the mixer housing so that it can rotate. The flow divider has a slide, whereby the size of the surface of the slide is selected such that the cross-sectional area
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der Abläufe jeweils zu 1/3 bzw. zu 2/3 durch den Schieber abgedeckt ist. D.h., wenn der eine Ablauf zu 1/3 geöffnet ist, ist der andere Ablauf mit 2/3 seiner Fläche offen. Die Verteilkammer selbst ist kreissektorförmig ausgebildet, wobei der Schieber des Mengenteilers korrespondierend hierzu ebenfalls kreissektorförmig ausgebildet ist.the outlets are covered by the slide valve to 1/3 or 2/3. This means that if one outlet is 1/3 open, the other outlet is open to 2/3 of its area. The distribution chamber itself is designed in the shape of a circular sector, whereby the slide valve of the flow divider is also designed in the shape of a circular sector.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen nachstehend näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
Fig. 1 zeigt die Schaltung der einzelnenFig. 1 shows the circuit of the individual
Verbraucher bzw. Aggregate; Fig. 2 zeigt den Mischer in einer Draufsicht imConsumers or aggregates; Fig. 2 shows the mixer in a plan view in
Schnitt.Cut.
Die in dem Schaubild dargestellten Symbole sind allgemein bekannt, weshalb auf die Erläuterung dieser Symbole im folgenden verzichtet wird, sofern sie nicht für die Erfindung wesentlich sind.The symbols shown in the diagram are generally known, which is why the explanation of these symbols is omitted below unless they are essential to the invention.
Der mit 1 bezeichnete Wechselbrand- oder Feststoffbrennkessel mit einem zusätzlich eingebauten Brenner für Gas bzw. öl ist mit der Heizungsanlage 2, dem Brauchwasserspeicher 3 bzw. dem Wärmetauscher des Brauchwasserspeichers und dem insgesamt mit 4 bezeichneten Wärmespeicher (Pufferspeicher) verbunden.The alternating combustion or solid fuel boiler designated 1 with an additional built-in burner for gas or oil is connected to the heating system 2, the domestic hot water tank 3 or the heat exchanger of the domestic hot water tank and the heat storage tank (buffer tank) designated 4.
Die Funktionsweise der gesamten Heizkreisanlage stellt sich wie folgt dar:The functionality of the entire heating circuit system is as follows:
Während der Anheizphase ist der Mischer 8 zur Heizungsanlage hin geschlossen. Bei eine Kesselwassertemperatur von 350CDuring the heating phase, the mixer 8 is closed to the heating system. At a boiler water temperature of 35 0 C
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schaltet der Temperaturregler 13 die Pumpe 10 (Kesselkreispumpe) ein. In dem Moment ist die Rücklaufanhebung in Betrieb. D.h., daß der Mischer 8 zur Heizungsanlage hin geschlossen ist, jedoch über die Leitungen 5, 6 mit dem Kessel verbunden ist. Ab etwa 600C Kesselwasserrücklauftemperatur schaltet der Temperaturregler 14 den Mischer 8 zur Heizungsanlage 2 hin auf. Durch die Pumpe 12 wird dem Brauchwasserspeicher warmes Wasser zugeführt. Ab der eingestellten Brauchwassertemperatur (0-600C) Brauchwassertemperatur wird die Pumpe 12 ausgeschaltet, und die Pumpe 11 zur Heizungsanlage hin wird eingeschaltet. Obwohl der Mischer 15 von Anfang an geöffnet ist, wird die Heizungsanlage 2 erst jetzt mit Energie versorgt. Wenn von der Heizungsanlage 2 keine Energie mehr angefordert wird, die Heizungsanlage kann beispielsweise über witterungsgeführte Vorlauftemperaturregelung oder Raumthermostat gesteuert sein, wird der Mischer 15 geschlossen. Da nunmehr weder die Heizungsanlage noch der Brauchwasserspeicher Wärme anfordern, werden nunmehr die Pufferspeicher 4 durch die Pumpe 10 mit Warmwasser versorgt. Bei einer Pufferspeichertemperatur von 900C in den Pufferspeichern darf der Kessel nicht mehr mit festen Brennstoffen beschickt werden, d.h., man läßt den Kessel ausgehen.the temperature controller 13 switches on the pump 10 (boiler circuit pump). At that moment the return flow increase is in operation. This means that the mixer 8 is closed towards the heating system, but is connected to the boiler via lines 5, 6. From around 60 0 C boiler water return temperature, the temperature controller 14 switches the mixer 8 to the heating system 2 on. The pump 12 supplies hot water to the domestic water storage tank. From the set domestic water temperature (0-60 0 C) the domestic water temperature, the pump 12 is switched off and the pump 11 to the heating system is switched on. Although the mixer 15 is open from the start, the heating system 2 is only now supplied with energy. When no more energy is required from the heating system 2 - the heating system can be controlled, for example, via weather-compensated flow temperature control or a room thermostat - the mixer 15 is closed. Since neither the heating system nor the domestic hot water tank now require heat, the buffer tanks 4 are now supplied with hot water by the pump 10. When the buffer tank temperature reaches 90 0 C, the boiler may no longer be fed with solid fuels, ie the boiler is allowed to go out.
Ist der Heizkessel 1 außer Betrieb, fordert aber der Brauchwasserspeicher und/oder die Heizungsanlage warmes Wasser, so wird die Pumpe 12 eingeschaltet. Es besteht also eine Vorrangschaltung zugunsten des Brauchwasserspeichers 3,If the boiler 1 is not in operation, but the domestic hot water tank and/or the heating system requires hot water, the pump 12 is switched on. This means that there is a priority circuit in favour of the domestic hot water tank 3.
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da der Brauchwasserspeicher bevorzugt vor der Heizungsanlage mit Energie versorgt wird. Die Pumpe 12 zieht jetzt die angeforderte Energie in Form von warmem Wasser aus den Pufferspeichern 4. Wenn die Temperatur (Temperaturregler 25) im Brauchwasserspeicher beispielsweise 6O0C erreicht hat, schaltet die Pumpe 12 ab und automatisch wird die Pumpe 11 eingeschaltet, so daß nunmehr das Wasser aus den Pufferspeichern 4 in die Heizungsanlage 2 gelangt. Hat die Temperatur des Wassers im Pufferspeicher 45°C erreicht, dann wird die Zufuhr zu dem Brauchwasserspeicher unterbunden. Dies ist deshalb erforderlich, damit das Brauchwasser solange wie möglich warm bleibt und nicht durch das kalter werdende Wasser aus dem Pufferspeicher abgekühlt wird. In diesem Fall wird durch den Temperaturregler 24 die Pumpe 12 ab- und automatisch die Pumpe 11 eingeschaltet. D.h., die Heizungsanlage 2 wird nunmehr mit ca. 45°C warmem Wasser aus dem Pufferspeicher 4 versorgt, bis der Pufferspeicher keine Energie mehr aufweist. Wird Wärme von dem Kessel gefordert, ist aber kein Festbrennstoff vorhanden, so schaltet der öl- bzw. Gasbrenner des Kessels 1 ein; damit keine unnötige Energie in die Pufferspeicher 4 hineinfließt, wird in diesem Fall das Magnetventil 26 geschlossen. D.h. bei öl- bzw. Gasbetrieb wird lediglich der Brauchwasserspeicher und die Heizungsanlage mit Energie versorgt.because the domestic water tank is supplied with energy before the heating system. The pump 12 now draws the requested energy in the form of warm water from the buffer tanks 4. When the temperature (temperature controller 25) in the domestic water tank has reached, for example, 6O 0 C, the pump 12 switches off and pump 11 is automatically switched on so that the water from the buffer tanks 4 now reaches the heating system 2. When the temperature of the water in the buffer tank has reached 45°C, the supply to the domestic water tank is cut off. This is necessary so that the domestic water stays warm for as long as possible and is not cooled down by the colder water from the buffer tank. In this case, the temperature controller 24 switches pump 12 off and pump 11 is automatically switched on. This means that the heating system 2 is now supplied with water at a temperature of approx. 45°C from the buffer tank 4 until the buffer tank no longer has any energy. If heat is required from the boiler but no solid fuel is available, the oil or gas burner of boiler 1 switches on; in this case, so that no unnecessary energy flows into the buffer tank 4, the solenoid valve 26 is closed. This means that when oil or gas is used, only the domestic hot water tank and the heating system are supplied with energy.
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Der Mischer 8 besteht aus einem Gehäuse 16 mit einer Verteilerkammer 16a, in der der Mengenteiler 18 drehbar gelagert ist. Der Mengenteiler 18 besteht aus einem Schieber 19, der durch einen Arm 20 mit der Achse 21 verbunden ist. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Mengenteilers wird durch die Fläche des Schiebers 19 etwa 2/3 der Querschnittsfläche des Ablaufs 23 und entsprechend 1/3 der des Ablaufs überdeckt, so daß sich eine entsprechende Aufteilung des durch den Zulauf 22 einströmenden Wassers ergibt.The mixer 8 consists of a housing 16 with a distribution chamber 16a in which the flow divider 18 is rotatably mounted. The flow divider 18 consists of a slide 19 which is connected to the axis 21 by an arm 20. In the position of the flow divider shown in Fig. 2, the surface of the slide 19 covers approximately 2/3 of the cross-sectional area of the outlet 23 and correspondingly 1/3 of that of the outlet, so that a corresponding distribution of the water flowing in through the inlet 22 results.
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