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(11) | EP 0 036 068 A2 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Warmwasser-Heizungsanlage |
| (57) Bei einer Warmwasser-Heizungsanlage ist zwischen Vorlauf 76 und Rücklauf 80 ein Differenzdruckregler
mit einem Überströmventil 22, 26 vorgesehen, durch den bei Überschreiten eines vorgegebenen
Differenzdrucks eine parallel zu den Heizkörpern 78 liegende Kurzschlußverbindung
freigebbar ist. Ein Schaltkontakt 42 im Steuerkreis der Wärmequelle 72 an dem Differenzdruckregler
öffnet bei Öffnen des Überströmventils 22, 23 und schaltet die Wärmequelle ab. Dadurch
erfolgt eine Regelung der Vorlauftemperatur in Abhängigkeit vom Wärmebedarf. Um ein
zu starkes Absinken der Vorlauftemperatur zu vermeiden, liegt parallel zu dem Überströmventil
22,26 ein Beimischventil 50, welches öffnet, wenn die Temperatur des Vorlaufwassers
einen vorgegebenen Wert unterscheidet. Der Differenzdruckregler mit Überströmventil
22, 26 und Beimischventil 50 liegt in Reihe mit einem als Warmwasserbereiter dienenden
Wärmetauscher 82 zwischen diesem und dem Rücklauf (Fig. 2). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Warmwasser-Heizungsanlage enthaltend: einen Warmwassererzeuger, der eine elektrisch über einen Steuerkreis einschaltbare Wärmequelle aufweist, einen Heizkreis mit Vorlauf, Heizkörpern und Rücklauf, wobei an den Heizkörpern temperaturgesteuerte Heizkörperventile vorgesehen sind, durch welche der Wasserdurchfluß durch die einzelnen Heizkörper in Abhängigkeit von den Raumtemperaturen und den an den Heizkörperventilen jeweils eingestellten Sollwerten regelbar ist, eine Umlaufpumpe zwischen Warmwassererzeuger und Vorlauf und einen Differenzdruckregler, der zwischen Vorlauf und Rücklauf geschaltet ist und ein Überströmventil aufweist und durch den in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf bei Überschreiten eines vorgegebenen Differenzdrucks eine parallel zu den Heizkörpern liegende Kurzschlußverbindung mehr oder weniger freigebbar ist, bei welcher an dem Differenzdruckregler ein Schaltkontakt vorgesehen ist, der öffnet, wenn der Differenzdruck einen vorgegebenen Ansprechpunkt überschreitet, bei welcher dieser Schaltkontakt im Steuerkreis der Wärmequelle liegt und bei welcher der Differenzdruckregler ein parallel zu dem Überströmventil zwischen Vorlauf und Rücklauf angeordnetes, von der Temperatur des Vorlaufwassers gesteuertes Beimischventil enthält, welches öffnet, wenn die Temperatur des Vorlaufwassers einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
[0002] Eine von einem Differenzdruckregler gesteuerte Warmwasser-Heizungsanlage ist Gegenstand der europäischen Offenlegungsschrift 0 001 826 (DE-OS 27 50 098). Wenn im Heizkreis ein geringer Wärmebedarf besteht, so daß die temperaturgesteuerten Heizkörperventile den Wasserdurchfluß durch die Heizkörper drosseln, dann erhöht sich der Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf. Der Differenzdruckregler öffnet das überströmventil, so daß das von der Umlaufpumpe geförderte Wasser an dem Heizkreis vorbei in den Rücklauf fließen kann. Beim Öffnen des überströmventils wird gleichzeitig die Wärmequelle, z.B. ein ölbrenner, abgeschaltet. Dadurch wird die Vorlauftemperatur abgesenkt und auf einen solchen Wert geregelt, daß die temperaturgesteuerten Heizkörperventile in einem mittleren Bereich ihrer öffnungscharakteristik arbeiten. Bei geringem Wärmebedarf kann dies aber dazu führen, daß die Vorlauftemperatur auf einen sehr niedrigen Wert abgesenkt wird, der im Taupunktbereich der Rauchgase liegt. Es kann dann eine Kondensation von Rauchgasen stattfinden, die beispielsweise bei ölbefeuerten Stahlheizkesseln zu Korrosionsschäden führen kann.
[0003] Es ist in der Europäischen Offenlegungsschrift auch eine Anordnung beschrieben, bei welcher als Warmwasserbereiter zur Bereitung von warmem Brauchwasser ein vom Heizwasser durchflossener Wärmetauscher vorgesehen ist, der in Reihe mit einem thermostatisch gesteuerten Ventil zwischen Vorlauf und Rücklauf liegt. Das Ventil wird durch einen Wärmefühler in Abhängigkeit von der Brauchwassertemperatur gesteuert. Durch den Wärmefühler wird gleichzeitig ein Schaltkontakt betätigt, der den Brenner unabhängig vom Wärmebedarf im Heizkreis einschaltet. Es sind dabei zusätzliche Regelmittel für die Brauchwasserbereitung erforderlich.
[0004] Um eine Warmwasser-Heizungsanlage der vorliegenden Art so auszubilden, daß stets eine Mindesttemperatur des Kesselwassers aufrechterhalten wird, welche eine Kondensation der Rauchgase verhindert, enthält gemäß der älteren, nicht vorveröffentlichten Europäischen Patentanmeldung 79 103 827.6 der Differenzdruckregler ein parallel zu dem Überströmventil zwischen Vorlauf und Rücklauf angeordnetes, von der Temperatur des Vorlaufwassers gesteuertes Beimischventil, welches öffnet, wenn die Temperatur des Vorlaufwassers einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
[0005] Wenn die Temperatur des Kesselwassers, also die Vorlauftemperatur des Heizkreises durch den Regelmechanismus der EU-OS O 001 826 einen zulässigen Mindestwert unterschreitet, öffnet das Beimischventil, wodurch die Druckdifferenz am Differenzdruckregler zusammenbricht und das Überströmventil schließt, so daß die Wärmequelle wieder eingeschaltet wird.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmequelle einer mit Warmwasserbereiter versehenen Heizungsanlage mit einfachen Mitteln so zu steuern, daß die Wärmequelle sowohl bei Wärmebedarf der Heizkörper als auch bei Wärmebedarf des Warmwasserbereiters sowie bei Unterschreiten einer vorgegebenen zulässigen Vorlauftemperatur eingeschaltet wird.
[0007] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Differenzdruckregler mit dem Überströmventil und dem dazu parallelen Beimischventil in Reihe mit einem zwischen Vorlauf und Rücklauf geschalteten, als Warmwasserbereiter dienenden Wärmetauscher zwischen diesen und den Rücklauf eingeschaltet ist.
[0009] Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Differenzdruckregler bei einer erfindungsgemäßen Warmwasser-Heizungsanlage.
Fig. 2 zeigt das Schaltbild der Heizungsanlage.
[0010] Der Differenzdruckregler enthält ein Gehäuse 10, welches durch eine Reglermembran 12 in eine vorlaufseitige Membrankammer 14 und eine rücklaufseitige Membrankammer 16 unterteilt ist. In der vorlaufseitigen Membrankammer 14 mündet ein vorlaufseitiger Anschlußstutzen 18. Das Gehäuse 10 weist einen zentralen, zylindrischen Ventilsitzkörper 20 auf, der vom Boden des Gehäuses in dessen Inneres gleichachsig zu der Membran 12 hineinragt und einen Ventilsitz 21 bildet. Das Innere des Ventilsitzkörpers 20 steht mit einem rücklaufseitigen Anschlußstutzen 24 in Verbindung. Mit der Reglermembran 12 ist ein Ventilteller 26 über einen Ventilstößel 28 verbunden. Der Ventilteller 26 wirkt mit dem Ventilsitz 22 zur Bildung des Überströmventils zusammen. Die Membrankammer 16 auf der dem Ventil abgewandten Seite der Membran 12 ist über eine in dem Ventilstößel 28 verlaufende T-Bohrung 30 mit dem Inneren des zylindrischen Ventilsitzkörpers 20 verbunden, also mit dem rücklaufseitigen Anschlußstutzen 24. Der Ventilstößel 28 liegt in der Membrankammer 16 an einem Druckstück 32 an, an welchem wiederum ein Stößel 34 unter dem Einfluß einer Belastungsfeder 36 anliegt. Der Stößel 36 bildet einen Flansch 38, an welchem der Schaltarm 40 eines Mikroschalters 42 anliegt. Wenn der Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf einen vorgegebenen Wert überschreitet, bewegt sich die Membran 12 nach oben und schiebt auch den Stößel 34 über das Druckstück 32 nach oben, wodurch der Mikroschalter 42 über den Schaltarm 40 betätigt wird. Der Mikroschalter bewirkt die Ausschaltung der Wärmequelle, also beispielsweise des Ölbrenners. Der Ansprechpunkt, bei welchem das Ventil 26,22 öffnet und der Mikroschalter 42 betätigt wird, kann durch die Vorspannung der Feder 36 eingestellt werden. Zu diesem Zweck stützt sich die Feder 36 an einer geradgeführten Mutter 44 ab, die auf einer mittels eines Stellknopfes 46 verdrehbaren Gewindespindel 48 geführt ist.
[0011] Der Differenzdruckregler enthält ein parallel zu dem überströmventil 22,26 zwischen Vorlauf und Rücklauf angeordnetes, von der Temperatur des Vorlaufwassers gesteuertes Beimischventil 50, welches öffnet, wenn die Temperatur des Vorlaufwassers einen vorgegebenen Wert überschreitet. Das,Beimischventil 50 ist im Gehäuse 10 des Differenzdruckreglers in einem das Reglerventil 22,26 des Differenzdruckreglers umgehenden Umgehungskanal 52 angeordnet. Das Beimischventil 50 wird von einem in diesem Umgehungskanal 52 angeordneten Thermostaten 54 gesteuert. Es ist dafür gesorgt, daß stets"wenigstens eine Mindestströmung durch den Umgehungskanal 52 aufrechterhalten bleibt. Dadurch wird sichergestellt, daß der Thermistat stets von der wahren Vorlauftemperatur beaufschlagt ist und nicht etwa von einer Temperatur, die von der Vorlauftemperatur abweicht und sich in einem vom Strom des Vorlaufwassers getrennten Seitenzweig gehalten hat.
[0012] Im einzelnen ist an dem Ventilsitzkörper 20 ein seitlicher Stutzen 54 vorgesehen, der einen Teil des Umgehungskanals 52 bildet und-in dem zur Bildung des Beimischventils 50 ein scheibenförmiger, den Querschnitt des Stutzen ausfüllender Ventilschließkörper 56 mittels radialer Rippen 58,60 geführt ist, die vor den Stirnflächen des Ventilschließkörpers 56 an diesem angebracht sind. Der Thermostat 54 ist ein Dehnstoffarbeitselement, an welchem der Ventilschließkörper 56 unter dem Einfluß einer Druckfeder 62 anliegt. Die Druckfeder 62 stützt sich in einer ringförmigen Vertiefung 64 des Stutzens 54 ab und liegt an einem Teller 66 an der vor den Stirnflächen der thermostatseitig angeordneten Rippen 60 sitzt und mit diesen verbunden ist. Der Thermostat 54 ragt durch einen zentralen Durchbruch dieses Tellers 66 hindurch. Das den Thermostaten 54 bildenden Dehnstoffarbeitselement stützt sich an in der Gehäusewandung geführten Stellschraube 68 ab. Auf diese Weise ist der Öffnungspunkt des Beimischventils 50 durch Verstellen der Stellschraube 68 einstellbar. Bei der beschriebenen Konstruktion des Beimischventils 50 gibt die Öffnungscharakteristik des Beimischventils 50 nach Überschreiten des öffnungspunktes schnell einen das Absinken des Differenzdrucks unter den besagten Ansprechpunkt erzwingenden Durchlaßquerschnitt frei.
[0014] In Fig. 2 ist mit 70 ein Heizkessel bezeichnet, der als Wärmequelle einen Brenner 72 enthält. Eine Umlaufpumpe 74 fördert Heizwasser über einen Vorlauf 76 zu einem Heizkörpersystem 78, von welchem das Heizwasser über einen Rücklauf 80 zum Kessel 70 zurückfließt.
[0015] Zwischen Vorlauf 76 und Rücklauf 80 liegt ein als Warmwasserbereiter dienender Wärmetauscher 82. In Reihe mit dem Wärmetauscher 82 und zwischen diesem und dem Rücklauf 80 liegt mit den Anschlüssen 18 und 24 ein Gerät 84 der in Fig. 1 dargestellten Art mit dem Überströmventil 22,26 und dem dazu parallelen Beimischventil 50.
[0016] Der Deutlichkeit halber sind in der schematischen Darstellung von Fig. 2 die Ventile 22,26 und 50 getrennt dargestellt. Das Bezugszeichen 86 bezeichnet den eigentlichen Heizungsregler. Das Beimischventil 50 parallel zu dem Überströmventil 22,26 ist von dem Theromstaten 54 im Umgehungskanal 52 gesteuert, in welchem, wie gesagt, ständig eine Mindestströmung aufrechterhalten bleibt.
[0017] Bei starker Drosselung der Heizkörper im Heizkörpersystem 78 steigt der Druck an der Membran 12. Der Mikroschalter 42 schaltet den Brenner 72 aus. Sinkt der Druck, der wegen des geringen Strömungswiderstandes des Wärmetauschers 82 praktisch der Druckdifferenz zwischen Vorlauf 76 und Rücklauf 80 entspricht, infolge höheren Wärmebedarfs und Öffnen der Thermostatventile, so wird der Brenner 72 wieder eingeschaltet.
[0018] Sinkt die Vorlauftemperatur unter ein für den Kessel kritisches Maß, spricht der Thermostat 54 an und öffnet das Beimischventil 50, wodurch die Druckdifferenz zwischen Vorlauf 76 und Rücklauf 80 abfällt und der Brenner 72 über den Mikroschalter 42 ebenfalls eingeschaltet wird.
[0019] Wird warmes Brauchwasser gezapft, so wird das durch den Wärmetauscher 82 und über den Umgehungskanal 52 fließende Heizungswasser stark abgekühlt. Auch dadurch wird das Beimischventil 50 geöffnet und damit die Druckdifferenz zwischen Vorlauf 76 und Rücklauf 80 vermindert, so daß der Brenner 72 über den Mikroschalter 42 eingeschaltet wird.
[0020] Vorzugsweise bietet das Beimischventil 50 in Offenstellung einen im Vergleich zum Heizkörpersystem sehr geringen Strömungswiederstand,-so daß sich an dem Beimischventil 50 ein geringer Druckverlust einstellt. Beim öffnen des Beimischventils 50 bricht dann die für das Heizkörpersystem 78 zur Verfügung stehende Druckdifferenz sehr stark zusammen, so daß praktisch kein Heizungswasser über das Heizkörpersystem strömt und die gesamte Kesselleistung zur Aufheizung des Warmwasserbereiters ausgenutzt wird.
1. Warmwasser-Heizungsanlage enthaltend:
einen Warmwassererzeuger (70), der eine elektrisch über einen Steuerkreis einschaltbare Wärmequelle (72) aufweist,
einen Heizkreis mit Vorlauf (76), Heizkörpern (78) und Rücklauf (80), wobei an den Heizkörpern (78) temperaturgesteuerte Heizkörperventile vorgesehen sind, durch welche der Wasserdurchfluß durch die einzelnen Heizkörper in Abhängigkeit von den Raumtemperaturen und den an den Heizkörperventilen jeweils eingestellten Sollwerten regelbar ist,
eine Umlaufpumpe (74) zwischen Warmwassererzeuger (70) und Vorlauf (76) und
einen Differenzdruckregler, der zwischen Vorlauf (76) und Rücklauf (80) geschaltet ist und ein Überströmventil (22,26) aufweist und durch den in Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf bei Überschreiten eines vorgegebenen Differenzdrucks eine parellel zu den Heizkörpern (78) liegende Kurzschlußverbindung mehr oder weniger freigebbar ist, bei welcher an dem Differenzdruckregler ein Schaltkontakt (42) vorgesehen ist, der öffnet, wenn der Differenzdruck einen vorgegebenen Ansprechpunkt überschreitet,
bei welcher dieser Schaltkontakt (42) im Steuerkreis der Wärmequelle (72) liegt und
bei welcher der Differenzdruckregler ein parallel zu dem Überströmventil zwischen Vorlauf und Rücklauf angeordnetes, von der Temperatur des Vorlaufwassers gesteuertes Beimischventil (50) enthält, welches öffnet, wenn die Temperatur des Vorlaufwassers einen vorgegebenen Wert unterschreitet,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Differenzdruckregler mit dem Überströmventil (22, 26) und dem dazu parallelen Beimischventil (50) in Reihe mit einem zwischen Vorlauf (76) und Rücklauf (80) geschaltet, als Warmwasserbereiter dienenden Wärmetauscher (82) zwischen diesen und den Rücklauf (80) eingeschaltet ist.
2. Warmwasser-Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beimischventil
(50) in Offenstellung einen sehr geringen Strömungswiderstand bietet.