[0001] Die Erfindung befaßt sich mit der Bereitung von warmem Brauchwasser, die für eine
zentrale Wassererwärmung in Großanlagen anwendbar ist. Solches Brauchwasser wird auch
zu anderen Zwecken, z.B. Duschen oder Trinken, verwendet. Es wird direkt aus kaltem
Brauchwasser eines Kaltwasseranschlusses gewonnen, geleitet durch einen Wärmetauscher
im Durchflussprinzip, dem in der Primärseite Heißwasser zugeführt wird. Dieses Heißwasser,
welches das im Sekundärkreis im Durchflußprinzip durchgeleitete kalte Brauchwasser
erwärmt, um es als Warmwasser dem Brauchwasser-Benutzer zur Verfügung zu stellen,
kommt nicht in direkten Kontakt mit dem Brauchwasser.
[0002] Solche Brauchwasserbereiter im Durchflußprinzip haben sich aufgrund ihrer hohen Hygiene
im täglichen Gebrauch bestens bewährt. Ein Beispiel eines solches Systems ist in der
DE-B 40 35 115 (Sandler) beschrieben, auf die zur Steuerung eines solches Brauchwassererwärmers
hier verwiesen werden soll.
[0003] Aus der
FR-A 2 531 189 (Collard & Trolart) ist ein Warmwasser-Bereitungssystem bekannt, welches teilweise
im Durchlaufbetrieb und teilweise mit Zwischenspeicher arbeitet. Die Steuerung erfolgt
überwiegend über Temperatursensoren, wobei zwei Pumpen, von denen jede einen Wärmetauscher
speist, über einen Temperatursensor gesteuert werden. Einer dieser Temperatursensoren
erfasst die Temperatur im Speicher, schaltet also den zweiten Wärmetauscher hinzu,
wenn der erste nicht ausreicht. Der erste Temperatursensor wird abgeschaltet, wenn
ein Grenzwert der Temperatur im Speicher erreicht ist. In diesem Zustand kann überwiegend
aus dem Speicher Warmwasser zur Verfügung gestellt werden. Es können aber auch beide
Warmwassertauscher aktiv am Betrieb beteiligt sein, wobei dieser Betrieb dann' ebenfalls
temperaturgeregelt erfolgt, vgl. die dortigen Temperatursensoren in den Auslaufzweigen,
dort S5, S3, die zum gemeinsamen Strang, dort 6, und zu den Zapfstellen 10 führen.
Strömungsmessungen sind dort nicht vorgesehen, ebensowenig Schwellenwerte, die mit
diesen Strömungswerten verglichen werden.
[0004] Aus der
DE-A 38 09 893 (Steag AG) sind Wärmetauscher dem Fachmann zugänglich, welche grundsätzlich immer
parallel arbeiten, mit einem Eingangskreis und einem Ausgangskreis, vgl. dort die
Wärmetauscher 10, 11 mit deren parallel geschalteten Ausgangsleitungen 28/29 und der
Summenleitung 30. Eine Zirkulationspumpe, dort 34, sorgt für die Zirkulation vor der
letzten Zapfstelle und zur Rückführung in den ersten Wärmetauscher.
[0005] Eine Zusammenschaltung von ebenfalls zwei Wärmetauschern zeigt die Veröffentlichung
Patent Abstracts of Japan, Volume 13, Nr. 76 (N-800), vom 21. Februar 1989, unter
Wiedergabe des wesentlichen Inhaltes der
JP-A 63 273 757 (Noritsu) vom 10. November 1988. Darin wird ein Strömungswert gemessen, wobei der
Strömungswert der sekundäre Durchfluss für beide parallel geschalteten Warmwasserbereiter
mit Gasbrennern ist. Am Ausgang sind diese ebenfalls parallel geschaltet, jeweils
eigenständig abgeschottet durch ein öffnendes Ventil, vgl. dort 53,54, veranlasst
durch eine Steuereinrichtung, dort 60, welche einen gewissen Mindestgrenzwert als
Schwellenwert erfasst, der in einer Summenströmung von einem dortigen Sensor erkannt
werden muss, bevor der zweite Brenner einzuschalten ist. Diese Schaltungsanordnung
stellt sicher, dass eine große Menge von sekundärem Heißwasser zur Verfügung gestellt
werden kann, wobei ein Zeitpunkt detektiert wird, zu dem bereits eine Parallelschaltung
von zwei Warmwasserbereitern möglich ist, und zu diesem Zeitpunkt die Parallelschaltung
durch Öffnen des zweiten Durchflusses am Ausgang und durch Einschalten des Brenners
des zweiten Warmwasserbereiters auch durchgeführt wird.
[0006] Wenn Fördermengen (in Volumen oder Masse pro Zeiteinheit) größer werden, werden normalerweise
die Wärmetauscher auch größer ausgebildet. Je größer solche Wärmetauscher allerdings
werden, desto ungenauer wird die Temperaturführung des Ausgangs dieser Wärmetauscher,
also die Temperatur des zubereiteten Brauchwassers, im folgenden Warmwasser genannt.
Dieses Brauchwasser kann maximal diejenige Temperatur erreichen, die das Heißwasser
aus einem Speicher zur Verfügung stellt, wird diese Temperatur aber meist nicht erreichen.
Die Fördermenge dagegen ist durch den Durchfluß einerseits begrenzt, zum anderen durch
die zu erreichende Temperatur, so daß eine zu hohe Entnahmemenge (Fördervolumen pro
Zeit) zu einem Abfall der Temperatur des auf einen festen Temperaturwert normalerweise
geregelten Brauchwassers führt. Die zuvor beschriebene Möglichkeit der Bereitstellung
von größeren Wärmetauschern zur Schaffung eines größeren Durchflusses (Volumens pro
Zeit) kann zwar die Fördermenge zur Verfügung stellen, verliert aber die Möglichkeit,
eine genaue Regelung der Warmwasser-Temperatur am Ausgang des großen Wärmetauschers
zu erreichen. Ganz besonders findet das bei geringen Zapfleistungen seine Berechtigung,
wenn ein für hohe Zapfleistungen geeigneter Wärmetauscher im unteren Leistungsbereich
betrieben wird, so beispielsweise eine Förderleistung von über 300 l/min als Nennleistung
möglich ist, dieser Wärmetauscher aber nur in einem Bereich von unter 5% seines Volumendurchsatzes
betrieben wird. Auch dann können die Temperaturen nicht sorgfältig und sicher auf
einem konstant vorgegebenen Niveau gehalten werden.
[0007] Der Erfindung liegt deshalb
die Problemstellung zugrunde, einen erhöhten Volumendurchsatz von im Durchlaufprinzip erwärmtem Brauchwasser
zu ermöglichen und gleichzeitig die Temperaturstabilität mit hoher Genauigkeit beizubehalten,
auch bei niedrigen Förderleistungen (Volumen oder Masse pro Zeit).
[0008] Gelöst wird dieses Problem dadurch, daß zumindest zwei (zwei oder mehr) Wärmetauscher
im Durchflussprinzip ausgangsseitig parallel geschaltet werden (Anspruch 1, Anspruch
20).
[0009] Zunächst ist nur einer dieser Wärmetauscher aktiv und beteiligt sich an der Erwärmung
des gezapften Brauchwassers. Erreicht dieser Wärmetauscher seine Fördergrenze oder
droht diese Fördergrenze zu überschreiten, angezeigt durch das Erreichen, insbesondere
Überschreiten, eines Schwellenwertes, schaltet der zweite Wärmetauscher hinzu, dessen
Sekundärkreis hinsichtlich des Kaltwasser-Zulaufes dann parallel geschaltet ist, dessen
Sekundärkreis hinsichtlich des Warmwasser-Ausgangs auch parallel geschaltet ist, der
aber im Heißwasser-Zuleitungspfad über eine gesonderte Steuerung der zugeführten Heißwasser-Volumenmenge
eigenständig auf die Temperatur der Sekundärseite (des gezapften Brauchwassers) geregelt
wird.
[0010] Die Regelung übernimmt ein Steuergerät, das sowohl das Zuschalten (auch "Freigeben")
des Kaltwasser-Anschlusses (Anspruch 5,6) veranlaßt, wie auch jede einzelne Temperatur
am Ausgang des kombinatorisch zusammenwirkenden sekundären Warmwasser-Strömungsflusses
einstellt (Anspruch 8).
[0011] Um den Vergleich mit dem Schwellenwert zu ermöglichen, wird ein Meßwert ermittelt,
der für jeden Wärmetauscher vorgesehen sein kann. Übersteigt der Meßwert - beispielsweise
als eine gezapfte Brauchwassermenge - den Schwellenwert, so wird das Schaltsignal
zum Zuschalten des weiteren Wärmetauschers gegeben (Anspruch 11, 12, 13).
[0012] Der Schwellenwert kann im Bereich zwischen 50% und 100% der maximalen Förderleistung
des zuletzt eingeschalteten Wärmetauschers liegen, vgl. Anspruch 2 mit seinen Alternativen
und Anspruch 4. Er kann auch so definiert werden, daß bei einem Zusammenschalten von
mehreren gleichen Wärmetauschern mit gleicher maximaler Fördermenge (Anspruch 4) von
einem jeweiligen Mehrfachen eines festen maximalen Schwellenwertes ausgegangen wird,
wenn ein Signal als für den sekundären Durchfluß repräsentativ als Summensignal zur
Verfügung steht.
[0013] Für die Modularisierung ist es von Vorteil, wenn jeder Wärmetauscher eigenständig
steuerbar ist, sowohl hinsichtlich des für ihn erfaßten Meßwertes zum Durchflußvolumen,
wie auch hinsichtlich der Ausgangstemperatur und dem primärseitig aufgenommenen Fördervolumen
für das Heißwasser.
[0014] Der grundsätzlich betriebene Wärmetauscher, der regelmäßig zuerst eingeschaltet ist,
ist auch ohne ein zusätzliches Steuerventil realisierbar, das den Kaltwasseranschluss
öffnet, wenn der Schwellenwert überschritten wird. Aus Symmetriegründen kann es aber
von Vorteil sein, alle Wärmetauscher mit einem solchen Ventil zu versehen und einen
der Wärmetauscher über das Einschaltventil regelmäßig eingeschaltet zu lassen und
die anderen Wärmetauscher bei Überschreiten des jeweiligen Grenzwertes des vorhergehenden
Wärmetauschers über das jeweilige Einschaltventil hinzuzuschalten.
[0015] Dabei kann auch eine Abwechslung des jeweils die Anfangslast zur Verfügung stellenden
Wärmetauschers erfolgen, so daß eine gleichmäßige Verwendung aller in zeitlicher Kaskade
geschalteten Wärmetauscher langfristig erzielt wird.
[0016] Die Vorgabe des Schwellenwertes ist über einen weiten Bereich möglich, abhängig von
der Anwendung und abhängig von der Größe der Wärmetauscher. Wird der Schwellenwert
in einem Bereich unterhalb von 20% der Nennleistung eines jeweiligen Wärmetauschers
gelegt, so findet eine relativ frühe Zuschaltung des nächst folgenden Wärmetauschers
statt. Ein solches frühzeitiges Zuschalten des nächsten Wärmetauschers senkt die Druckschwankungen
im Zeitpunkt des Zuschaltens, zu dem dann zwei oder mehr parallele Strömungspfade
eigentlich gleichberechtigt nebeneinander stehen. Der Druckverlust von mehreren früh
parallel geschalteten Wärmetauschern wird hinsichtlich des geförderten Brauchwassers
gesenkt und Ausgleichsschwingungen am Ausgang hinsichtlich der Temperatur finden ebenfalls
in nur geringerem Maße statt.
[0017] Eine spätere Zuschaltung des nächsten Wärmetauschers ist vorteilhaft, so oberhalb
von 50% der Nennleistung, im Bereich zwischen 50% und 60% oder im Bereich zwischen
20% und 80% der jeweiligen Nennleistung, wobei von jeweils gleichen Wärmetauschern
ausgegangen wird, die parallel geschaltet sind (Anspruch 22). Für eine mittlere Förderleistung
werden meist zwei bis vier Wärmetauscher benötigt. Hier empfiehlt sich die Verwendung
einer Schwelle zwischen 50% und 80% der Nennleistung. Bei Großverbrauchern, wie beispielsweise
Stadien, werden mehr als vier Wärmetauscher benötigt.
[0018] Nach einem jeweiligen Umschalten findet eine Veränderung des Schwellenwertes statt,
um ein Zurückschalten des gerade zugeschalteten nächsten Wärmetauschers zu vermeiden.
Es kann hier mit der Hysterese gearbeitet werden, es kann mit einem zeitlichen Sperrsignal
gearbeitet werden, oder der Schwellenwert selbst wird herabgesetzt (Anspruch 16).
Die Herabsetzung ist so bemessenen, daß ein Verteilen des bislang in dem oder den
aktiven Wärmetauschern auf die Anzahl der nach dem Zuschalten parallel geschalteten
Wärmetauschern nicht dazu führt, daß ein Abschalten des neu hinzugekommenen Wärmetauschers
in seinem Sekundärkreis wieder stattfindet. Es herrscht für die Herabsetzung des Schwellenwertes
am auslösenden Wärmetauscher also eine Abhängigkeit von der Anzahl der parallel geschalteten
Wärmetauscher. Der Schwellenwert des neu hinzugekommenen Tauschers bleibt gleich.
[0019] Die Strömung verteilt sich ideal gleichmäßig auf die parallel geschalteten Wärmetauscher,
jeweils bezogen auf die Sekundärseite. Bei zwei parallel geschalteten Tauschern ist
die Herabsetzung des Schwellenwertes dann auf einen Wert unterhalb der Hälfte des
maximalen Fördervolumens vorgesehen, während ein Herabsetzen des Schwellenwertes auf
zwei Drittel erfolgt, wenn ein dritter Wärmetauscher hinzugeschaltet wird. Wird ein
vierter Wärmetauscher hinzugeschaltet, ergibt sich eine Schwellenwert-Reduzierung
auf einen Wert unter ¾. Als Vergleichswert kann regelmäßig derselbe Schwellenwert
herangezogen werden, der zuvor anhand von Anspruch 2 beschrieben war.
[0020] Vorteilhaft ist, daß jeder Wärmetauscher für sich eine eigene Steuerung der Abgabetemperatur
vornimmt, durch Einstellen des primären Heißwasser-Zulaufs und seinen Volumenstrom.
Die Steuersignale für das Zuschalten des sekundären Kreislaufes, die als solches bereits
angelegt sind, parallel geschaltet zu werden, nur durch ein Ventil erst nacheinander,
abhängig von der abzugebenden Volumenleistung hinzugeschaltet werden, kann mit einer
Steuerlogik ausgeführt werden, die nicht in die eigentliche Regelung der einzelnen
Wärmetauscher eingreift. Sie bleiben vielmehr sich selbst überlassen.
[0021] Es können nicht nur der direkte Meßwert der sekundären Strömung Verwendung finden,
es kann ebenso ein Signal (Meßwert oder Sollwert) Verwendung finden, das diesem zumindest
annähernd repräsentativ ist, bezogen auf den Zeitbereich, zu dem der Schwellenwert
erreicht wird. Das muß nicht zwingend eine Proportionalität sein.
[0022] Selbst wenn über eine zentrale Steueranlage alle Wärmetauscher geregelt werden, werden
sie regelungstechnisch selbständig hinsichtlich der Temperaturregelung behandelt.
Die übergeordnete Steuerlogik schaltet die sekundären Strömungspfade zu oder ab, je
nach Vorgabe der Schwellenwerte und dem sich ergebenden Vergleich mit dem fluß-repräsentativen
Signal.
[0023] Sinkt die gezapfte Fördermenge an mehreren parallel geschalteten Wärmetauschern entsprechend
einer gesunkenen Anforderung, schalten die Wärmetauscher langsam zurück, d.h. einer
nach dem anderen wird entsprechend dem Absinken und der gewählten Schwellenwerte wieder
aus der aktiven Parallelschaltung herausgenommen. Hierbei werden die Schwellenwerte
entsprechend umgekehrt verändert, also bei einem Sperren eines Wärmetauschers wird
der Schwellenwert erhöht, weil als Folge des weg-geschalteten Wärmetauschers sich
die weiterhin noch fließende Strömung auf eine geringere Anzahl von Wärmetauschern
verteilt und deshalb ein Anstieg der Strömung in jedem Wärmetauscher die Folge ist.
Auch hier hat die Bemessung so zu erfolgen, daß ein erneutes Freigeben des gerade
abgeschalteten Wärmetauschers vermieden wird.
[0024] Auch andere Steuerungen des Zuschaltens und Abschaltens können Anwendung finden,
die nicht durch eine Veränderung der Schwellenwerte arbeiten, wenn die dabei beschriebene
Logik des Zuschaltens und des Beibehaltens eines zugeschalteten Wärmetauschers ebenfalls
erfüllt wird. Praktisch hat sich das Verändern der Schwellenwerte als eine einfach
zu realisierende Steuerlogik erwiesen, die auch hinreichend sicher gegenüber Ausgleichsschwankungen
bei einem Schaltvorgang ist.
[0025] Die praktischen Schwellenwerte liegen im höheren Prozentbereich zumeist 10% bis 20%
unter den theoretischen Schwellenwerten.
[0026] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von
Beispielen in den Figuren näher erläutert.
- Figur 1
- ist ein Hydraulikschaltplan einer Kaskadensteuerung mit drei Wärmetauschern 1, 2,
3, einem Speicher K und einem Brauchwasserverbraucher 50.
- Figur 2
- ist ein schematisches Schaltbild von zwei Wärmetauschern 1,2, die in Kaskade geschaltet
sind und einen Verbraucher 50 versorgen.
- Figur 3
- ist ein Verlauf der geförderten Volumenströme mi(t) bei i=1,2,3,...n von drei sekundärseitig nacheinander parallel geschalteten Wärmetauschern,
wie in Figur 1 dargestellt, wobei Schwellenwerte g1,g2 und g3 eingezeichnet sind.
- Figur 4
- ist eine schematische Skizze einer Anordnung ähnlich der von Figur 1, nur mit zusätzlichem
Schaltventil 10a am ersten Wärmetauscher, wobei die relevanten Steuerungsleitungen
beibehalten wurden und die übrigen Steuerleitungen zur Schaffung von Übersichtlichkeit
fortgelassen wurden.
[0027] Figur 1 veranschaulicht ein Gesamtschaltbild von drei Wärmetauschern 1,2,3, die in einem
Verbund zusammengeschaltet sind. Gespeist werden sie gemeinsam von einem Speicher
K auf der Primärseite. Die zusammengeschalteten Wärmetauscher 1,2,3 speisen auf der
Sekundärseite gemeinsam eine Sammel-Leitung WW, die zu zumindest einem Verbraucher
50 im Haus führt. Eine Rücklauf-Zirkulationsleitung 51 kann von der Sammelleitung
zu einem der Frisch- oder Kaltwasser-Zuläufe 10 der drei Wärmetauscher zurückgeführt
werden, um auch bei wenig entnommenem Brauchwasser an der Zapfstelle 50 in der gesamten
Leitung WW eine im wesentlichen gleichmäßige Temperatur des Brauchwassers zu erreichen.
Ein Steuergerät 60 ist mit mehreren Eingangssignalen 61,62,63 sowie Ausgangs-Stellgrößen
64,65 und 67 versehen und steuert anhand eines vorgegebenen Steuerprogramms die zusammen
geschaltete Anordnung von den gezeigten drei Wärmetauschern.
[0028] Es soll im folgenden ein Wärmetauscher erläutert werden, wobei die Bezugszeichen
um jeweils zehn erhöht für den zweiten Wärmetauscher 2 und um weitere zehn erhöht
für den dritten Wärmetauscher 3 gelten und dabei gleiche Elemente bezeichnen. Das
System mit den drei gezeigten Wärmetauschern 1 bis 3 ist beliebig erweiterbar, zumindest
werden für eine Zusammenschaltung aber zwei einzelne Wärmetauscher benötigt, wie aus
Figur 2 ersichtlich, die später erläutert werden soll.
[0029] Von dem Speicher K wird über einen Strömungspfad 13 und eine steuerbare Zuführpumpe
13a dem ersten Wärmetauscher 1 auf der Primärseite heißes Wasser zugeführt, das dem
Schichtspeicher K entnommen wird. Das heiße Wasser HW gibt die - meist nicht erreichte
- maximale Temperatur wieder, die das Brauchwasser auf der Sekundärseite des Wärmetauschers
erhalten soll. Die Primärseite wird über die Förderpumpe 13a mit dem heißen Wasser
beaufschlagt, während das aus dem Wärmetauscher zurückfließende Brauchwasser im Rücklauf
RL dem Speicher wieder zugeführt wird. Ein Steuerventil 16 ist im Rücklauf so vorgesehen,
daß bei Anlagenstillstand eine Blindzirkulation gesperrt wird und die Gefahr von Steinbildung
auf der Trinkwasserseite herabgesetzt wird. Erst wenn ein Durchfluß auf der Sekundärseite
des Wärmetauschers erfaßt wird, schaltet das Steuergerät 60 das Ventil 16 ein, um
die Primärzirkulation in Gang zu setzen und steuert die Förderleistung der Zuführpumpe
13a.
[0030] Eine Temperatur am Temperatursensor 14 am Einlauf des Wärmetauschers 1 wird gemessen
und über eine der Leitungen 62 dem Steuergerät 60 zugeführt. Eine der Leitungen 65
steuert das Ventil 16 im Primärkreis und eine der Leitungen 62 gibt den Eingangs-Temperaturwert
des ersten Wärmetauschers auf der Primärseite, gemessen von dem Sensor 14 an das Steuergerät
60. Eine der Leitungen 64 steuert die Förderpumpe 13a im Heißwasser-Zulauf 13.
[0031] Auf der Sekundärseite ist ein Meßglied 11 vorgesehen, das eine Strömung im Sekundärkreis
erfaßt und als Meßwert über eine der Leitungen 61 dem Steuergerät 60 zuführt. Ein
Temperatursensor 15 auf der Sekundärseite erfaßt die Temperatur am Ausgang oder im
Ausgangsbereich des Wärmetauschers 1 und führt diesen Meßwert über eine der Leitungen
63 dem Steuergerät 60 zu. Die Ausgangsleitung für das warme Brauchwasser WW ist 12.
[0032] Der Wärmetauscher arbeitet im Gegenstromprinzip, also so, daß das schon stark erwärmte
sekundärseitige Brauchwasser an dem die hohe Temperatur aufweisenden primären Heißwasser
HW vorbeiströmt und die Strömungen im Wärmetauscher auf der Primärseite und Sekundärseite
gegensinnig gerichtet sind.
[0033] Die Beschreibung für dieses eine Wärmetauschersystem gilt auch für die beiden anderen
Wärmetauschersysteme 2 und 3. Zusätzlich zu dem beschriebenen System 1 ist bei dem
System 2, dessen Ausgangsleitung 22 auch auf der Sekundärseite liegt, ein Ventil 20a
auf der Sekundärseite im Kaltwasser-Zufluß 20 vorgesehen. Dieses Ventil wird von dem
Steuergerät 60 gesteuert. Ein ebensolches Ventil 30a ist in dem Kaltwasser-Zufluß
30 des dritten Wärmetauschers 3 vorgesehen, das auch über eine der Steuer-Leitungen
67 vom Steuergerät 60 angesteuert wird. Im ersten Wärmetauscher 1 ist ein solches
Ventil im Kaltwasser-Zufluß 10 nicht vorgesehen, es kann dort aber ebenfalls ergänzt
werden, was eine weitere Ausführungsvariante ist, die später beschrieben werden soll.
[0034] Die Funktion der am Ausgang (stromabwärts) parallel geschalteten drei Wärmetauscher
1,2,3 erschließt sich über die Zusammenschaltung der drei Ausgangsleitungen 12,22
und 32 sowie über die Zusammenschaltung der drei Kaltwasser-Eingangsleitungen 10,20
und 30, die stromeinwärts (eingangs) alle gemeinsam an einem Frisch- oder Kaltwasser-Zulauf
KW angeschlossen sind. Ist keines der beiden Steuerventile 20a, 30a geöffnet, so ist
alleine der Wärmetauscher 1 in Funktion und kann über die Steuerung des Steuergerätes
60 warmes Brauchwasser WW an seiner Ausgangsleitung 12 zur Verfügung stellen. Die
Steuerung arbeitet dabei mit einer Regelung über die sekundärseitig erfaßte Temperatur
am Sensor 15 und die per Meßwert ermittelte Zapfmenge am Sensor 11. Entsprechend des
Wärmebedarfs wird die Vorlaufpumpe 13a als Förderpumpe proportional angesteuert, bei
geöffnetem Ventil 16. Das Ventil 16 öffnet, nachdem der Sensor 11 im Sekundärkreis
den Beginn eines Zapfens von Brauchwasser an der Zapfstelle 50 signalisiert.
[0035] Erreicht die Zapfmenge des Verbrauchers 50 Größenordnungen (Volumen pro Zeit), die
von dem ersten Wärmetauscher 1 nicht mit einem gleichbleibenden Temperaturwert zur
Verfügung gestellt werden können, schaltet das Steuergerät 60 den zweiten Wärmetauscher
2 durch Einschalten (Öffnen) des dortigen Steuerventils 20a hinzu. Auch hier findet
danach eine Regelung des dortigen Temperaturwerts am Sensor 25 statt, durch Verändern
der Fördermenge der Förder- oder Zulaufpumpe 23a. Die Temperaturwerte der Sensoren
15 und 25 sollen gleich sein und entsprechend arbeitet die Steuerung 60 durch Einstellen
von individuellen Drehzahlen der Förderpumpen 13a und 23a.
[0036] Das Ventil 20a (auch 30a) ist nicht als Proportionalventil, sondern als Ein/Aus-Ventil
ausgestaltet, so daß mit ihm nur der Kaltwasser-Zufluß generell geöffnet wird, wenn
der erste Wärmetauscher 1 die geforderte Zapfleistung nicht bei gleichbleibender Temperatur
erbringen kann, oder geschlossen bleibt, wenn der erste Wärmetauscher für die geforderte
und verwendete Zapfmenge des Verbrauchers 50 ausreichend ist.
[0037] Das beschriebene Zuschalten des weiteren Wärmetauschers 2 bei Überschreiten der Leistungsfähigkeit
des ersten Wärmetauschers 1 setzt sich mit dem dritten Wärmetauscher 3 fort. Auch
hier wird bei Überschreiten eines Schwellenwertes, der repräsentativ für das Erreichen
der Leistungsgrenze des ersten Wärmetauschers ist, das Ventil 30a geöffnet. Es schließt
sich eine individuelle Temperaturregelung mit dem dem Ausgang von Tauscher 3 zugeordneten
Temperatursensor 35 an, gesteuert über die Fördermenge der Vorlaufpumpe 33a.
[0038] Der erste Schwellenwert kann so eingestellt sein, daß er im Bereich zwischen 90%
und 100% der Nenn-Förderleistung des ersten Wärmetauschers 1 liegt. Der zweite Schwellenwert
des zweiten Wärmetauschers 2 ist hinsichtlich der Förderleistung des zweiten Tauschers
2 entsprechend bemessen. Der Schwellenwert kann entsprechend den Gegebenheiten aber
auch so verändert werden, daß er auf den Wert einer maximalen Förderleistung gelegt
wird oder an die Grenze der Nennleistung, so daß ein abrupter Übergang zwischen den
beiden Wärmetauschern 1,2 erreicht wird.
[0039] Das Parallelschalten durch Vorgabe von Schwellenwerten kann auch in hier zusammengefaßt
erörterten Realisierungsvarianten modifiziert werden. So ist eine Parallelschaltung
nicht zwingend nur dann sinnvoll, wenn eine Leistungsgrenze des vorhergehenden Wärmetauschers
oder der schon parallel geschalteten vorhergehenden mehreren Wärmetauschern erreicht
wird. Hier soll der Begriff der "aktiven Parallelschaltung" geprägt werden, gegenüber
demjenigen einer passiven Parallelschaltung. Alle fest installierten Wärmetauscher
1,2,3 sind passiv auf der Sekundärseite parallel geschaltet, haben also die Fähigkeit,
eine Parallelschaltung einzugehen und sind durch Rohrleitungen 10,20,30 sowie 12,22,32
und den sekundären Strömungspfad im jeweiligen Wärmetauscher schon parallel geschaltet.
Es ist nur ein Ventil vorhanden, das mit 20a,30a bislang beschrieben war und das als
Ventil 10a auch in die Leitung 10 zum ersten Primärtauscher eingefügt werden kann.
Dieses Ventil trennt die aktive von der passiven Parallelschaltung. Ist es eingeschaltet,
so ist dieser Strömungspfad aktiv, ist es ausgeschaltet, so besteht nur die Möglichkeit
einer Parallelschaltung, und es ist eine passive Parallelschaltung vorgesehen.
[0040] Das Wechseln von dem passiven Parallelschalten in einen zeitlich gestaffelten aktiven
Zustand geschieht gemäß obiger Darstellung durch das Hinzunehmen eines Schwellenwertes.
Dieser kann abhängig vom Anwendungsgebiet, von der Anzahl der Wärmetauscher und abhängig
von der Größe der Wärmetauscher weitreichend variiert werden, eigentlich kann er die
gesamte Bandbreite des Fördervolumens pro Wärmetauscher einnehmen, also zwischen 5%
und praktisch 100% so gelegt werden, daß ein Hinzuschalten des nächsten Wärmetauschers,
also ein Überführen dieses Wärmetauschers in den aktiv parallel geschalteten Zustand,
früher oder später erreicht wird.
[0041] Eine frühere Zuschaltung empfiehlt sich dann, wenn große Anforderungen bei einer
großen Anzahl von Wärmetauschern benötigt werden, so daß möglichst schnell die gesamten
gestaffelten Wärmetauscher verfügbar sind und sich die Strömungslast auf alle Wärmetauscher
gleichmäßig aufteilt. Auch bei ganz kleinen Wärmetauschern unter 30liter/min kann
es sich empfehlen, oberhalb von 5% der Nennleistung bereits einen Umschaltvorgang
zum nächsten Wärmetauscher einzuleiten. Die Bereichsgrenzen liegen hier so, daß zwischen
20% und 80%, zwischen 50% und 60% oder oberhalb von 50% eine Umschaltung erfolgt.
Je später die Umschaltung erfolgt, desto stärker sind Ausgleichsvorgänge, weil sich
der Volumenstrom aus den aktiv parallel geschalteten Wärmetauschern dann auf die um
eins erweiterten aktiv parallel geschalteten Wärmetauscher aufteilt.
[0042] Im Falle von einer Zuschaltung eines zusätzlichen Wärmetauschers, also von einem
Wärmetauscher auf zwei Wärmetauscher, was zu einer Halbierung der Strömungslast in
dem bislang aktiven Wärmetauscher führt, ergibt sich ein sehr schnelles Ansteigen
der Strömung in dem neu hinzugeschalteten Wärmetauscher. Wenn diese Ausgleichsvorgänge
möglichst gering gehalten werden sollen, empfiehlt sich eine frühe Umschaltung. Das
kann sogar dazu führen, daß der Schwellenwert ganz fortgelassen wird und generell
alle Wärmetauscher in einem aktiv parallel geschalteten Zustand vorliegen, so daß
eine Multiplikation ihrer Förderleistungen gegeben ist.
[0043] Es kann sich auch anbieten, die Schwellenwerte gestaffelt zu verändern, also die
zeitlich später zugeschalteten Wärmetauscher bei höheren Schwellenwerten erst hinzuzunehmen,
während der anfängliche Wechsel von einem auf zwei Wärmetauscher schon früher geschieht,
um den Wechsel der Strömungslast nicht zu groß werden zu lassen. Zusätzlich hinzugenommene
Wärmetauscher ergeben nur noch eine (n-1)/n-Änderung, also von 1 auf 2/3 bei drei
Tauschern oder von 3/3 auf 3/4 bei Hinzuschalten des vierten Wärmetauschers, so daß
die Änderungen hier nicht mehr so gravierend sind.
[0044] Vorteilhaft ist bei dem Schaltvorgang auch eine Hysterese vorgesehen, die dafür sorgt,
daß ein Abschalten eines Wärmetauschers bei sinkender Entnahme des Verbrauchers 50
erst zu einem deutlich geringeren Volumenwert erfolgt, als zu dem Wert, bei welchem
die Zuschaltung erfolgte. Ein Bereich von 5% bis 10% der Nenn-Fördermarge hat sich
als günstig erwiesen.
[0045] Auf diese Weise wird sichergestellt, daß eine feinfühlige Regelung und eine genaue
Temperatureinstellung so möglich wird, als ob nur ein kleiner Wärmetauscher alleine
gesteuert wird und für die Brauchwasserversorgung verantwortlich ist. Ein Hinzuschalten
eines weiteren kleinen Wärmetauschers 2 verändert an diesen Gegebenheiten nichts,
es wird weiterhin eine genaue Steuerung der Temperatur erreicht, auch wenn die mögliche
Zapfmenge verdoppelt wird. So kann in einer Kaskade durch schrittweises Hinzuschalten
weiterer Wärmetauscher eine große Menge an zapfbarem Warmwasser WW zur Verfügung gestellt
werden, bei weiterhin erhaltener genauer Regelung der Temperatur so, als ob nur ein
kleiner Wärmetauscher für die Warmwasserbereitung eingesetzt wird.
[0046] Im Beispiel kann davon ausgegangen werden, daß eine Zapfmenge von beispielsweise
bis zu 320 l/min dazu führen würde, daß ein solches einzelnes Gerät bei gezapften
Fördermengen von 5 l/min nicht mehr hinreichend genau die Temperatur einhalten könnte.
Die beschriebenen Wärmetauscher 1,2 und 3, die im Nennbereich von 20 l/min, 30 l/min
oder 40 l/min liegen, also mit Leistungen deutlich unterhalb von 100 l/min Nennfördermenge
arbeiten, stellen eine genau beherrschbare Temperaturregelung bereit, bei beliebig
erweiterbarer Zapfmenge, durch jeweiliges Hinzuschalten eines weiteren Wärmetauschers,
der sekundärseitig parallel geschaltet und primärseitig über ein weiteres Ventil entsprechend
den Ventilen 20a,30a zunächst gesperrt wird.
[0047] Werden alle Wärmetauscher mit einem dem Ventil 20a entsprechenden Sperrventil zu
Steuerungszwecken versehen, kann das Gerät 60 auch so arbeiten, daß ein jeweils wechselnder
Wärmetauscher die Anfangslast erfüllt, während das Hinzuschalten des weiteren und
des nächsten Wärmetauschers entsprechend verändert ist. So kann jeder Wärmetauscher
im Zuge eines Gesamtsystems und in einem vorgegebenen Zeitschema einmal die Grundlast
für eine gewisse erste Zeitspanne erfüllen, während ein jeweils anderer Wärmetauscher
für die maximale Brauchwasser-Zapfmenge bereitsteht und insoweit meist im Wartezustand
verharrt, bei dem das Zulaufventil 20a, 30a nicht eingeschaltet ist.
[0048] Die beschriebenen Steuersignale der Leitungsgruppen 64, 65 haben jeweils so viele
Steuerleitungen, wie Förderpumpen 13a, 23a, 33a oder Sperrventile 16,26,36 betrieben
werden müssen. Die Steuerleitungen 67 steuern die beschriebenen Zulaufventile 20a,
30a, die abhängig von der Fördermenge nacheinander eingeschaltet werden. Die Meßsignale
der Leitungsgruppen 61,62 und 63 entsprechen der Anzahl der verwendeten Wärmetauscher.
Zusätzlich kann ein Meßsignal in der Gruppe 63 vorgesehen sein, das die Primärtemperatur
des Speichers K mißt und dem Steuergerät 60 ebenfalls zuführt.
[0049] Aus
Figur 2 geht eine Minimal-Schaltungsanordnung hervor, bei der zwei Wärmetauscher 1,2 Verwendung
finden. Der Primärkreis I ist im Inneren gezeigt, der Sekundärkreis II ist jeweils
außen gezeigt. Der Kaltwasser-Zufluß des ersten Wärmetauschers 1 führt in den Wärmetauscher
und ein Auslaß 12 am ersten Wärmetauscher führt zu der Entnahmestelle 50. In gleicher
Weise ist der zweite Wärmetauscher 2 vorgesehen, nur sekundärseitig bei 22 parallel
geschaltet, mit einem Einlauf des Kaltwassers über ein schaltendes Ventil 20a, das
über eine Steuerleitung 67 gesteuert wird. Die Sekundärseite des zweiten Wärmetauschers
2 ist 22 und führt auch zu der Zapfstelle 50. Die Summe der Durchflußmengen der beiden
Wärmetauscher steht für die Brauchwasserentnahme von warmem Brauchwasser WW zur Verfügung.
[0050] Primärseitig ist ebenfalls eine Parallelschaltung vorgesehen, wobei jeder Wärmetaucher
aber eigenständig und individuell über eine Förderpumpe P, die der Förderpumpe 13a,
23a aus Figur 1 entspricht, in seiner Wärmezufuhr gesteuert werden kann. Von der Wärmezufuhr
K aus einem Speicher oder direkt aus einem Erzeuger führt Heißwasser HW zu den Förderpumpen
P, während der primärseitige Rücklauf RL der beiden Wärmetauscher 1,2 zusammengefaßt
ist.
[0051] Sobald ein Schwellenwert der sekundärseitigen Fördermenge (pro Zeit) des ersten Wärmetauschers
1 erreicht wird, schaltet das Ventil 20a - bespielsweise als Motorventil - über die
Stellgröße 67 auf und erlaubt den Zufluß von Kaltwasser in den zweiten Wärmetauscher
2, um dort von dem Heißwasser und der Primärpumpe P erwärmt zu werden. Sein Volumenstrom
in der Ausgangsleitung 22 addiert sich zum Volumenstrom der Ausgangsleitung 12 des
ersten Wärmetauschers, so daß nahtlos und ohne wesentliche Temperaturschwankung eine
zusätzliche Fördermenge bereitgestellt wird, die eine höhere Förderleistung an der
Zapfstelle 50 erlaubt.
[0052] Die Erfassung der Fördermenge (pro Zeit) kann an beliebiger Stelle des Strömungspfades
auf der Sekundärseite erfolgen. Bevorzugt ist eine Strömungsmessung am Kaltwasser-Einlauf.
Eine solche Strömungsmessung kann aber auch indirekt durch eine Temperaturmessung
oder eine Differenzmessung erfolgen, ebenso wie andere Sensoren, die nicht Flügelzellenräder
sein müssen, Anwendung finden können. Auch Sollwerte können Verwendung finden, soweit
eine hinreichende Repräsentierung des sekundären Strömungsflusses bereitgestellt wird,
zumindest für denjenigen Bereich, in dem der Schwellenwert erreicht wird. Besonders
günstig ist eine Proportionalität und eine direkte Messung der sekundären Brauchwassermenge.
Ausreichend ist aber auch die Verwendung von diesen repräsentierenden anderen Größen
des Systems, wie beispielsweise die Förderleistung der Primärpumpe auf der Primärseite,
die von der Regelungstechnik auch als Sollwert zur Verfügung gestellt wird. Diese
"Meßgröße" kann also ein Sollwert, ein echter Meßwert oder ein synthetisch erzeugter
Wert sein, so daß er als ein Signal bezeichnet werden soll, daß repräsentativ für
den sekundären Fluß ist.
[0053] In einem Beispiel soll anhand der
Figur 3 erläutert werden, wie der Schwellenwert Einfluß auf den Schaltzustand des Systems
nach Figur 1 oder für zwei Wärmetauscher nach Figur 2 nimmt. In dieser Figur ist der
Massenstrom als kontinuierliche Größe m(t) eingezeichnet, einmal für den ersten Wärmetauscher
m
1(t), einmal für den zweiten Wärmetauscher m
2(t) und für die Figur 1 auch als dritter Massenstrom m
3(t). Beginnend links der Zeit t
1 steigt der Verbrauch an der Entnahme WW oder 50 an und demzufolge auch die Strömung
im ersten Wärmetauscher 1. Bei Erreichen des ersten Schwellenwertes g
1, der der maximalen Fördermenge im Beispiel entspricht, wird das Ventil 20a zugeschaltet,
was zum Zeitpunkt t
1 geschieht. Im Zeitpunkt zwischen t
1 und t
2 findet ein Ausgleichsvorgang zwischen den ersten beiden Wärmetauschern 1,2 statt,
der zu einem Ansteigen des als Zustandsgröße anzusehenden Flusses auf den halben Wert
im zweiten Wärmetauscher führt und zu einem Absinken auf den hälftigen Wert im ersten
Wärmetauscher. Anschließend wird angenommen, daß zwischen den Zeiten t
2 und t
3 keine Veränderung der Strömungsleistung an der Entnahmestelle 50 benötigt wird, so
daß keine Veränderung des Summenstroms stattfindet.
[0054] Zur Vermeidung einer Schaltschwellen-Problematik ist der Schwellenwert g
1 zum Zeitpunkt t
1 herabgesetzt worden. Er ist hier auf einen Wert unter g
2 herabgesetzt worden, was weniger als g
1/2 ist, um ein Zurückschalten zu vermeiden. Das ist an der Figur 3 anschaulich zu
ersehen.
[0055] Nach dem Zeitpunkt t
3 steigt der Verbrauch an der Entnahmestelle WW wieder an. Er steigt in beiden Wärmetauschern
1,2 gleichmäßig an, wobei hier nicht auf die übrigen Regelvorgänge der Primärpumpen
13a,23a Bezug genommen wird, die entsprechend höhere Fördervolumen benötigen, um dem
gestiegenen Bedarf Rechnung zu tragen und die Temperatur an der Meßstelle 15,25 jeweils
individuell für jeden Wärmetauscher konstant zu halten. Das Ansteigen bis zum Zeitpunkt
t
4 ist anschaulich ersichtlich. Zu dem Zeitpunkt t
4 erreicht der zweite Wärmetauscher 2 anhand des Signals, das von der dortigen Durchflußmessung
21 abgenommen wird, den maximalen Strömungswert g
1 als unveränderten Schwellenwert. Erneut schaltet ein weiteres Ventil, diesmal das
Ventil 30a in Figur 1. Im Zeitraum zwischen t
4 und t
5 findet ein Ausgleich der Strömungen statt, so daß jeder Wärmetauscher 2/3 der Gesamtlast
übernimmt, was zu einem starken Anstieg im dritten Wärmetauscher führt, der im dritten
Teilbild der Figur 3 ersichtlich ist. Der Schwellenwert wird zum Zeitpunkt t
4 als Schrittfunktion abgesenkt, auf einen Wert unterhalb g
3, also unter einen Wert von 2/3, um ein Zurückschalten des Ventils 30a zu vermeiden.
[0056] Der beschriebene Vorgang setzt sich mit weiteren Wärmetauschern entsprechend fort.
[0057] Die Veränderung der Schwellenwerte wird von der Steuereinrichtung 60 vorgenommen,
denen nach Figur 1 oder 2 die Meßgrößen 11,21,31 zugeführt werden. Statt diesen drei
Meßgrößen kann auch die einzige Meßgröße 11 oder 21 oder 31 verwendet werden, wenn
bei diesem Vergleich berücksichtigt wird, wie viele Wärmetauscher parallel angeschaltet
sind. Auch die oben beschriebenen anderen Signale, beispielsweise Sollwerte der Primärpumpen
13a,23a,33a oder nur eine dieser Pumpen kann Verwendung finden, um mit den Schwellenwerten
verglichen zu werden.
[0058] Alternativ zu einem fest vorgegebenen Schwellenwert kann dieser Schwellenwert auch
adaptiert werden, um einen optimierten Betriebszustand zu erreichen. Beispielsweise
kann ein Schwellenwert so ermittelt werden, daß er sich an eine Stelle im Verlauf
zwischen minimaler und maximaler Förderleistung des jeweiligen Wärmetauschers plaziert,
die dadurch festgelegt wird, daß ein Absinken seiner Ausgangstemperatur durch Sensor
15 detektiert wird. Genauer und schneller ansprechend sind aber solche Schwellenwerterkennungen,
die an der Fördermenge orientiert sind, weil sie die eigentliche Störgröße des Systems
ist. Sie wird durch den Benutzer am Entnahmeventil eingestellt und beeinflußt erst
den Regelvorgang an dem Wärmetauscher 1. Ein unmittelbares Erfassen der Änderung dieses
Strömungswertes ist deshalb die unmittelbarste und schnellste Meßgröße zur Ermittlung
eines Systemzustandes, von dem ausgehend Vergleiche stattfinden, welcher und wie viele
weitere Wärmetauscher nacheinander zugeschaltet werden müssen.
[0059] Schematisch herausgegriffen ist in
Figur 4 das zuvor erwähnte Beispiel, bei dem alle Wärmetauscher 1,2 und 3 jeweils ein Schaltventil,
beispielsweise ein Motorventil 10a,20a,30a besitzen, die über einen Steuerleitungsverbund
67 aus einzelnen Steuerleitungen 67a,67b,67c gesteuert werden. Alle übrigen Zustände
und Einrichtungen sind so wie aus Figur 1, und die einzelnen Massenströme m
1(t) und m
2(t) sowie m
3(t) sind dargestellt, wie aus Figur 3 ersichtlich, um gemeinsam am Ausgang als M(t)
abgegeben zu werden.
[0060] In einer ganz einfachen Ausführung kann das Ventil 20a aus Figur 2 oder alle Ventile
10a, 20a und 30a aus Figur 4 auch fortfallen, also nur eine Parallelschaltung im Sinne
einer dauernden aktiven Parallelschaltung aller Wärmetauscher vorgesehen sein. Die
Schwellenwerte von Figur 3 werden dann nicht benötigt und Ausgleichsvorgänge finden
nicht statt. Jeder Wärmetauscher selber wird aber eigenständig hinsichtlich der Ausgangstemperatur
am Sensor 15,25,35 gesteuert.
[0061] Die Steuerung der Pumpen P nach Figur 2 kann auch temperaturgeführt so erfolgen,
daß ein Sensor die Rücklauftemperatur des Wassers aus dem jeweiligen Wärmetauscher
ermittelt und die Pumpe P abschaltet, wenn diese Rücklauftemperatur einen Grenzwert
überschreitet, z.B. die Temperatur des Heißwassers HW am Einlauf, gemessen über entweder
Sensor 63a oder Sensor 14 (bzw. 24,34) am Wärmetauscher, abzüglich 5°C. Die Pumpe
P wird dann nicht mehr proportional betrieben, sondern ganz abgeschaltet. Die Einschaltung
und die Freigabe des weiteren Regelbetriebs der Zirkulationspumpe erfolgt erst wieder,
wenn die gemessene Temperatur im Rücklauf um einen zusätzlichen Schwellenwert, beispielsweise
2°C abgesunken ist, was durch die weitere Entnahme des Brauchwassers aus dem Sekundärkreis
veranlaßt wird. So ist an der Zapfstelle garantiert warmes Wasser vorhanden, aber
die Zirkulationspumpe P muß weniger oft laufen und Strom kann für diese Pumpe eingespart
werden.
1. Anordnung zum Bereitstellen von warmem Frisch- oder Brauchwasser (WW), bei welcher Anordnung
- von einem Kaltwasseranschluß (KW) kaltes, unter Druck stehendes Brauchwasser zumindest zwei sekundärseitig an einem Ausgang parallel geschalteten (12,22,32) Wärmetauschern (1,2,3)
zuführbar ist;
- jedem der Wärmetauscher (1,2,3) über einen im Durchfluß veränderbaren primären Strömungspfad
(13, 13a; 23, 23a, 33, 3a) heißes Wasser (HW) aus einer Heißwasserquelle (K) zuführbar
ist;
- die Wärmetauscher (1,2,3) im Durchlaufbetrieb arbeitsfähig sind und zumindest ein
erstes Signal (11) erzeugt wird, das für einen aktuellen Durchfluß (Volumenstrom,
Massestrom) nur des ersten Wärmetauschers (1) zumindest im wesentlichen repräsentativ
ist;
- zumindest ein Schwellenwert vorgegeben ist (60,g1), wobei ein Erreichen dieses Schwellenwertes durch das Signal ein Zuschalten (20a)
des zweiten Wärmetauschers (2) veranlaßt, um am sekundärseitigen Warmwasser-Ausgang
(WW) die Summe von mehreren Volumenströmen, zumindest aber der beiden Wärmetauscher
abzugeben.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwert im Bereich zwischen 20% und 80%
der maximalen Förderleistung oder der Nenn-Förderleistung des zuerst aktiven Wärmetauschers
(1) oder desjenigen Wärmetauschers (2,3) liegt, der zuletzt zugeschaltet worden ist;
oder
- der Schwellenwert im Bereich zwischen 50% und 60% der maximalen Förderleistung oder
der Nenn-Förderleistung des zuerst aktiven Wärmetauschers (1) oder desjenigen Wärmetauschers
(2,3) liegt, der zuletzt zugeschaltet worden ist; oder
- der Schwellenwert im Bereich zwischen 50% und 100% der maximalen Förderleistung
oder der Nenn-Förderleistung des zuerst aktiven Wärmetauschers (1) oder desjenigen
Wärmetauschers (2,3) liegt, der zuletzt zugeschaltet worden ist; oder
- der Schwellenwert im Bereich zwischen 5% und 20% der maximalen Förderleistung oder
der Nenn-Förderleistung des zuerst aktiven Wärmetauschers (1) oder desjenigen Wärmetauschers
(2,3) liegt, der zuletzt zugeschaltet worden ist; oder
das Zuschalten erfolgt, wenn der zuletzt eingeschaltete Wärmetauscher seine Leistungsgrenze
zu überschreiten droht.
3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei ein dritter Wärmetauscher (3) vorgesehen ist und ein weiterer Schwellenwert vorgegeben ist (60,g1), wobei ein Überschreiten dieses Schwellenwertes ein Zuschalten (30a) des dritten
Wärmetauschers (3) veranlaßt, um am sekundärseitigen Ausgang (WW) der drei Wärmetauscher
(1,2,3) die Summe von drei Volumenströmen abzugeben.
4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei der weitere Schwellenwert im Bereich zwischen 100%
und 50% der maximalen oder Nenn-Förderleistung des zweiten Wärmetauschers (2) liegt.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, wobei das Zuschalten des zweiten, dritten oder eines
weiteren Wärmetauschers (2,3) durch Öffnen eines Ventils (20a,30a), insbesondere in
der Zufuhr des Kaltwassers (KW) zum zweiten, dritten oder weiteren Wärmetauscher (2,3),
erfolgt.
6. Anordnung nach Anspruch 5, wobei das jeweilige Ventil (20a,30a) jeweils ein eigenständig
ansteuerbares, insbesondere motorisch betriebenes Ventil zur Veränderung des Strömungsquerschnitts
an einer Stelle des Sekundärpfades (II) ist.
7. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Wärmetauscher eine solche Nenn-Förderleistung
haben, die unterhalb von 100 l/min, insbesondere unterhalb von 50 liter/min liegt,
wobei insbesondere die mehreren Wärmetauscher eine im wesentlichen gleiche Nenn-Abgabemenge
pro Zeit oder Förderleistung (liter/min) besitzen.
8. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, wobei eine Abgabetemperatur des erwärmten Brauchwassers
nahe eines sekundären Ausgangs jedes Wärmetauschers gemessen wird (15,25) und einem
Steuergerät (60) zugeführt wird.
9. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Eingangstemperatur des Heißwassers (HW) zu jedem
der mehreren Wärmetauscher (1,2,3) erfaßt (34,24,14) und dem Steuergerät (60) zugeführt
wird.
10. Anordnung nach Anspruch 1, wobei ein Steuergerät (60) vorgesehen ist, das den sekundärseitigen
Durchfluß-Strömungspfad (II) zumindest eines der Wärmetauscher, insbesondere des zweiten
Wärmetauschers, für eine Strömung öffnet (67,20a), wobei der Strömungspfad vom Kaltwasser-Anschluß
(KW) zum Warmwasser-Ausgang (12,22) des warmen Brauchwassers des jeweiligen Wärmetauschers
reicht, und wobei die Öffnung des sekundären Strömungspfades dann erfolgt, wenn der
Schwellenwert überschritten wird oder die Förderleistung des zuletzt eingeschalteten
Wärmetauschers (2) oder der insgesamt zugeschalteten Wärmetauscher (1,2) der gezapften
Brauchwassermenge nicht mehr nachfolgen kann.
11. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Signal als ein Meßwert (11,21,31) im wesentlichen
proportional zum Durchfluß oder zum Volumen bzw. zur Masse pro Zeitintervall (Δm/Δt)
ist.
12. Anordnung nach Anspruch 1 oder 11, wobei das Signal bzw. der Meßwert repräsentativ
für den sekundären Durchfluß durch den einen Wärmetauscher (1) ist.
13. Anordnung nach Anspruch 3 oder 12, wobei an mehreren Wärmetauschern (1,2,3) jeweils
ein Meßwert erfaßt wird, der jeweils repräsentativ für den jeweiligen sekundären Durchfluß
des jeweiligen Wärmetauschers (1,2) ist und jeder Meßwert mit einem eigenen Schwellenwert
verglichen wird.
14. Anordnung nach Anspruch 13, wobei an zumindest drei Wärmetauschern (1,2,3), die als
sekundärseitig (12,22,32) parallel geschaltete mehrere Wärmetauscher (1,2,3) ausgebildet
sind, Durchflussmesswerte erfasst werden.
15. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine Signal (11,21,31) ein Sollwert
oder ein Istwert einer Förderpumpe (13a) in dem im Durchfluß veränderbaren Strömungspfad
(13a,13) einer der Primärseiten der zumindest zwei Wärmetauscher (1,2) ist.
16. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, wobei der Schwellenwert (g1,g2,g3) unterhalb des maximalen Förderstroms (Volumen oder Masse pro Zeit) des jeweiligen
Wärmetauschers liegt, der über eine Steuereinrichtung (60) das Zuschalten (20a,30a)
des nächsten Wärmetauschers (2,3) veranlaßt, der vor Überschreitung des Schwellenwertes
noch nicht zugeschaltet war.
17. Anordnung nach Anspruch 1 oder 16, wobei der Schwellenwert (g1) herabgesetzt wird
(g2,g3), nachdem das fluß-repräsentative Signal den unveränderten Schwellenwert überschritten
hat.
18. Anordnung nach Anspruch 17, wobei das Herabsetzen des gerade überschrittenen Schwellenwertes
dazu führt und ein solches Ausmaß besitzt, daß die veranlaßte Zuschaltung (20a) des
nächsten Wärmetauschers (2) und die Aufteilung der Strömungen in den dann mehreren
parallel geschalteten Wärmetauschern (1,2) nicht mehr zu einem Zurückschalten des
gerade eingeschalteten sekundären Strömungspfades des nächsten Wärmetauschers führt.
19. Anordnung nach Anspruch 18, wobei
(i) die Herabsetzung des Schwellenwertes beim ersten Wärmetauscher und nach dem Zuschalten
des zweiten Wärmetauschers (2) auf im wesentlichen die Hälfte oder weniger bewirkt
wird (g2); und/oder
(ii) wobei das Herabsetzen des dem zweiten Wärmetauscher (2) zugeordneten Schwellenwerts
(g2) auf ein Drittel oder weniger erfolgt (g3), nachdem der dritte Wärmetauscher (3) über ein diesem zugeordnetes Ventil (30a)
im sekundären Strömungspfad zugeschaltet worden ist.
20. Verfahren zum Betreiben einer Anordnung von zumindest zwei Brauchwasser-Erwärmern
(1,2,3) nach Anspruch 1, welche sekundärseitig parallel geschaltet sind (12,22), zur
Abgabe eines Summen-Volumenstroms von erwärmtem Brauchwasser (WW) und wobei zumindest
zwei Betriebszustände existieren;
(a) bei einer ersten gezapften Zapfmenge als Brauchwassermenge pro Zeit welche größer
als eine maximal mögliche Zapfmenge durch den ersten Wärmetauscher ist, der andere
oder zweite Wärmetauscher (2) parallel zugeschaltet ist und auch ihm Brauchwasser
zum Erwärmen im Durchlaufverfahren zugeführt wird (20a);
(b) bei einer zweiten gezapften Brauchwassermenge oder Zapfmenge, die wesentlich unterhalb
des maximalen Volumenstroms des einen oder ersten Wärmetauschers (1) liegt, nur dieser
Wärmetauscher (1) im Durchflußprinzip zugeschaltet ist, ohne den zweiten Wärmetauscher
am sekundären Strom des Warmwassers zu beteiligen;
um eine große Zapfmenge als Brauchwassermenge pro Zeit bei hoher Genauigkeit der Temperatur
des sekundären erwärmten Wassers (WW) zu erreichen.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die wesentlich unterhalb des maximalen Volumenstroms
liegende zweite Zapfmenge gemäß Merkmal (b) zwischen 50% und 80% der normalen Zapfmenge
(Nenn-Zapfleistung) des ersten Wärmetauschers (1) ist.
22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei ein Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwerts
(g1) von größer 50% der Nenn-Zapfleistung in einem Steuergerät (60) eine Ansteuerung
eines Ventils (20a) bewirkt, die einen weiteren sekundären Strömungspfad (22) für
das gezapfte Brauchwasser öffnet, und mehr als zwei Wärmetauscher sekundär parallel
betrieben werden.
23. Verfahren nach Anspruch 22 oder 20, wobei der Schwellenwert nach Auslösen eines Zuschaltens
des nächsten Wärmetauschers herabgesetzt wird (g2).
24. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Herabsetzen des Schwellenwertes nach Zuschalten
des nächsten Wärmetauschers, insbesondere der Freigabe des sekundären Strömungspfades
des nächsten Wärmetauschers, abhängig von der Anzahl der zugeschalteten und sekundärseitig
in freier Strömungsverbindung parallel geschalteten Wärmetauschern ist.
1. An arrangement for providing warm fresh or service water (WW), in which arrangement
- cold service water under pressure can be supplied from a cold water connection (KW)
to at least two heat exchangers (1, 2, 3) connected (12, 22, 32) in parallel on the
secondary side to an outlet;
- hot water (HW) can be supplied from a hot water source (K) to each of the heat exchangers
(1, 2, 3) via a primary flow path (13, 13a; 23, 23a, 33, 3a) which is variable with
regard to the throughflow;
- the heat exchangers (1, 2, 3) are operable in continuous operation and at least
a first signal (11) is generated, which is at least substantially representative of
a current throughflow (volume flow, mass flow) only of the first heat exchanger (1);
- at least one threshold value is predetermined (60, g1), wherein reaching this threshold value causes, through the signal, a connection
(20a) of the second heat exchanger (2) in order to discharge the total of a plurality
of volume flows, but at least of the two heat exchangers, at the warm water outlet
(WW) on the secondary side.
2. An arrangement according to claim 1, wherein the threshold value is in the range between
20% and 80% of the maximum delivery power or the nominal delivery power of the heat
exchanger (1) which was active first or of the heat exchanger (2, 3) which was connected
last; or
- the threshold value is in the range between 50% and 60% of the maximum delivery
power or the nominal delivery power of the heat exchanger (1) which was active first,
or of the heat exchanger (2, 3) which was connected last; or
- the threshold value is in the range between 50% and 100% of the maximum delivery
power or the nominal delivery power of the heat exchanger (1) which was active first
or of the heat exchanger (2, 3) which was connected last; or
- the threshold value is in the range between 5% and 20% of the maximum delivery power
or the nominal delivery power of the heat exchanger (1) which was active first or
of the heat exchanger (2, 3) which was connected last; or
the connection takes place when the heat exchanger connected last threatens to exceed
its power limit.
3. An arrangement according to claim 1, wherein a third heat exchanger (3) is provided
and a further threshold value is predetermined (60, g1), wherein an exceeding of this threshold value causes a connection (30a) of the third
heat exchanger (3) in order to discharge the total of three volume flows at the output
(WW) on the secondary side of the three heat exchangers (1, 2, 3).
4. An arrangement according to claim 3, wherein the further threshold value is in the
range between 100% and 50% of the maximum or nominal delivery power of the second
heat exchanger (2).
5. An arrangement according to claim 1 or 3, wherein the connection of the second, third
or a further heat exchanger (2, 3) takes place by opening a valve (20a, 30a), more
especially in the supply of cold water (KW) to the second, third or further heat exchanger
(2, 3).
6. An arrangement according to claim 5, wherein the respective valve (20a, 30a) is, in
each case, an independently controllable, more especially motor-operated valve for
changing the flow cross-section at one point of the secondary path (II).
7. An arrangement according to claim 1, wherein the heat exchangers have a nominal delivery
power, such as is below 100 l/min, more especially below 50 litres/min, wherein more
especially the plurality of heat exchangers have substantially the same nominal output
quantity per time or delivery power (litres/min).
8. An arrangement according to claim 1 or 3, wherein an output temperature of the heated
service water is measured (15, 25) close to a secondary output of each heat exchanger
and is supplied to a control apparatus (60).
9. An arrangement according to claim 1, wherein the inlet temperature of the hot water
(HW) to each of the plurality of heat exchangers (1, 2, 3) is detected (34, 24, 14)
and supplied to the control apparatus (60).
10. An arrangement according to claim 1, wherein a control apparatus (60) is provided
which opens (67, 20a) the throughflow flow path (II) on the secondary side at least
of one of the heat exchangers, more especially the second heat exchanger, for a flow,
wherein the flow path reaches from the cold water connection (KW) to the warm water
outlet (12, 22) of the warm service water of the respective heat exchanger, and wherein
the secondary flow path is opened when the threshold value is exceeded or the delivery
power of the heat exchanger (2) switched on last or the heat exchangers (1, 2) connected
as a whole can no longer follow the tapped service water quantity.
11. An arrangement according to claim 1, wherein the signal, as a measured value (11,
21, 31), is substantially proportional to the throughflow or to the volume or to the
mass per time interval (m/ t).
12. An arrangement according to claim 1 or 11, wherein the signal or the measured value
is representative of the secondary throughflow through one heat exchanger (1).
13. An arrangement according to claim 3 or 12, wherein a measured value is detected, in
each case, at a plurality of heat exchangers (1, 2, 3) and is representative, in each
case, of the respective secondary throughflow of the respective heat exchanger (1,
2) and each measured value is compared with its own threshold value.
14. An arrangement according to claim 13, wherein throughflow measured values are detected
at at least three heat exchangers (1, 2, 3), which are configured as a plurality of
heat exchangers (1, 2, 3) connected in parallel on the secondary side (12, 22, 32).
15. An arrangement according to claim 1, wherein the at least one signal (11, 21, 31)
is a desired value or an actual value of a delivery pump (13a) in the flow path (13a,
13), which is variable with respect to the throughflow, of one of the primary sides
of the at least two heat exchangers (1, 2).
16. An arrangement according to claim 1 or 3, wherein the threshold value (g1, g2, g3) is below the maximum delivery flow (volume or mass per time) of the respective heat
exchanger, which, via a control device (60), causes the connection (20a, 30a) of the
next heat exchanger (2, 3), which was not yet connected prior to exceeding the threshold
value.
17. An arrangement according to claim 1 or 16, wherein the threshold value (g1) is reduced
(g2, g3) after the signal representative of flow has exceeded the unchanged threshold value.
18. An arrangement according to claim 17, wherein the reduction in the threshold value,
which has just been exceeded, leads to the fact that, and has an extent such that,
the implemented connection (20a) of the next heat exchanger (2) and the division of
the flows into the then plurality of heat exchangers (1, 2) connected in parallel
no longer leads to a switching back of the secondary flow path which has just been
switched on, of the next heat exchanger.
19. An arrangement according to claim 18, wherein
(i) the reduction in the threshold value at the first heat exchanger and after the
connection of the second heat exchanger (2) is brought about (g2) substantially to half or less and/or;
(ii) wherein the reduction in the threshold value (g2) which is associated with the second heat exchanger (2) takes place (g3) to a third or less, after the third heat exchanger (3) has been connected via a
valve (30a) associated therewith in the secondary flow path.
20. A method for operating an arrangement of at least two service water heaters (1, 2,
3) according to claim 1, which are connected in parallel on the secondary side (12,
22) for discharging a total volume flow of heated service water (WW) und wherein at
least two operating states exist;
(a) in a first tapped tapping quantity, as the service water quantity per time, which
is greater than a maximum possible tapping quantity through the first heat exchanger,
the other or second heat exchanger (2) is connected in parallel and service water
is also supplied (20a) to it for heating in continuous operation;
(b) in a second tapped service water quantity or tapping quantity, which is substantially
below the the maximum volume flow of the one or first heat exchanger (1), only this
heat exchanger (1) is connected with the throughflow principle, without involving
the second heat exchanger in the secondary flow of the warm water;
in order to achieve a large tapping quantity as the service water quantity per time
with high precision of the temperature of the secondary heated water (WW).
21. A method according to claim 20, wherein the second tapping quantity lying below the
maximum volume flow, according to feature (b), is between 50% and 80% of the normal
tapping quantity (nominal tapping power) of the first heat exchanger (1).
22. A method according to claim 20, wherein exceeding a predetermined threshold value
(g1) of more than 50% of the nominal tapping power brings about an activation of a valve
(20a) in a control apparatus (60), which opens a further secondary flow path (22)
for the tapped service water, and more than two heat exchangers are operated in parallel
secondarily.
23. A method according to claim 22 or 20, wherein the threshold value is reduced (g2) after triggering a connection of the next heat exchanger,
24. A method according to claim 20, wherein the reduction in the threshold value after
connecting the next heat exchanger, more especially the clearing of the secondary
flow path of the next heat exchanger, is dependent on the number of connected heat
exchangers which are connected in parallel in free flow connection on the secondary
side.
1. Installation de fourniture d'eau douce ou d'eau industrielle (WW) chaude, dans laquelle
:
- de l'eau industrielle froide sous pression peut être acheminée par un raccord d'eau
froide (KW) à au moins deux échangeurs de chaleur (1, 2, 3) raccordés en parallèle
(12, 22, 32), côté secondaire, à une sortie;
- de l'eau chaude (HW) provenant d'une source d'eau chaude (K) peut être acheminée
à chacun des échangeurs de chaleur (1, 2, 3) par le biais d'une voie d'écoulement
primaire (13, 13a; 23, 23a, 33, 3a) dont le débit peut être modifié;
- les échangeurs de chaleur (1, 2, 3) peuvent fonctionner en service continu et il
est généré au moins un premier signal (11) qui est au moins sensiblement représentatif
d'un écoulement courant (flux volumique, flux massique) du premier échangeur de chaleur
(1) seulement;
- on prédéfinit au moins une valeur de seuil (60, g1) qui, lorsqu'elle est atteinte par le signal, entraîne une mise en circuit (20a)
du deuxième échangeur de chaleur (2) pour délivrer à la sortie d'eau chaude côté secondaire
(WW) la somme de plusieurs flux volumiques, mais au moins des deux échangeurs de chaleur.
2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle la valeur de seuil se situe dans
la plage comprise entre 20% et 80% du débit maximal ou du débit nominal de l'échangeur
de chaleur (1) actif en premier ou de l'échangeur de chaleur (2, 3), qui a été mis
en circuit en dernier; ou
- la valeur de seuil se situe dans la plage comprise entre 50% et 60% du débit maximal
ou du débit nominal de l'échangeur de chaleur (1) actif en premier ou de l'échangeur
de chaleur (2, 3), qui a été mis en circuit en dernier; ou
- la valeur de seuil se situe dans une plage comprise entre 50% et 100% du débit maximal
ou du débit nominal de l'échangeur de chaleur (1) actif en premier
ou de l'échangeur de chaleur (2, 3), qui a été mis en circuit en dernier; ou
- la valeur de seuil se situe dans la plage comprise entre 5% et 20% du débit maximal
ou du débit nominal de l'échangeur de chaleur (1) actif en premier ou de l'échangeur
de chaleur (2, 3), qui a été mis en circuit en dernier; ou
la mise en circuit se fait si l'échangeur de chaleur raccordé en dernier menace de
dépasser sa limite de puissance.
3. Installation selon la revendication 1, dans laquelle on prévoit un troisième échangeur
de chaleur (3) et on prédéfinit une autre valeur de seuil (60, g1), dont un dépassement entraîne une mise en circuit (30a) du troisième échangeur de
chaleur (3) pour délivrer à la sortie côté secondaire (WW) des trois échangeurs de
chaleur (1, 2, 3) la somme des trois flux volumiques.
4. Installation selon la revendication 3, dans laquelle l'autre valeur de seuil se situe
dans la plage comprise entre 100% et 50% du débit maximal ou du débit nominal du deuxième
échangeur de chaleur (2).
5. Installation selon la revendication 1 ou 3, dans laquelle la mise en circuit du deuxième,
du troisième ou d'un autre échangeur de chaleur (2, 3) se fait par ouverture d'une
soupape (20a, 30a), en particulier dans l'acheminement de l'eau froide (KW) au deuxième,
au troisième ou à l'autre échangeur de chaleur (2, 3).
6. Installation selon la revendication 5, dans laquelle la soupape respective (20a, 30a)
est respectivement une soupape qui peut être commandée de manière autonome, en particulier
actionnée par un moteur, pour modifier la section transversale d'écoulement en un
point de la voie secondaire (II).
7. Installation selon la revendication 1, dans laquelle les échangeurs de chaleur ont
un débit nominal qui se situe en dessous de 100 l/mn, en particulier en dessous de
50 l/mn, dans laquelle, en particulier, les multiples échangeurs de chaleur possèdent
une quantité de délivrance nominale par unité de temps ou un débit (litre/mn) sensiblement
identique.
8. Installation selon la revendication 1 ou 3, dans laquelle une température de délivrance
de l'eau industrielle réchauffée est mesurée (15, 25) à proximité d'une sortie secondaire
de chaque échangeur de chaleur et est acheminée à un appareil de commande (60) .
9. Installation selon la revendication 1, dans laquelle la température d'entrée de l'eau
chaude (HW) est relevée (34, 24, 14) pour chacun des multiples échangeurs de chaleur
(1, 2, 3) et acheminée à l'appareil de commande (60).
10. Installation selon la revendication 1, dans laquelle il est prévu un appareil de commande
(60) qui ouvre (67, 20a), pour un écoulement, la voie d'écoulement côté secondaire
(II) d'au moins un des échangeurs de chaleur, en particulier du deuxième échangeur
de chaleur, la voie d'écoulement allant du raccordement d'eau froide (KW) à la sortie
d'eau chaude industrielle (12, 22) de l'échangeur de chaleur respectif, et dans laquelle
l'ouverture de la voie d'écoulement secondaire a lieu si la valeur de seuil est dépassée
ou si le débit de l'échangeur de chaleur (2) raccordé en dernier ou des échangeurs
de chaleur (1, 2) mis en circuit en totalité ne suit plus la quantité d'eau industrielle
tirée.
11. Installation selon la revendication 1, dans laquelle le signal est, en tant que valeur
de mesure (11, 21, 31), sensiblement proportionnel au débit ou au volume ou à la masse
par intervalle de temps (Δm/Δt).
12. Installation selon la revendication 1 ou 11, dans laquelle le signal ou la valeur
de mesure est représentatif ou représentative du débit secondaire à travers le premier
échangeur de chaleur (1).
13. Installation selon la revendication 3 ou 12, dans laquelle on relève sur plusieurs
échangeurs de chaleur (1, 2, 3), respectivement, une valeur de mesure qui est respectivement
représentative d'un débit secondaire respectif de l'échangeur de chaleur respectif
(1, 2) et chaque valeur de mesure est comparée à une valeur de seuil propre.
14. Installation selon la revendication 13, dans laquelle on relève des valeurs de mesure
de débit sur au moins trois échangeurs de chaleur (1, 2, 3), qui se présentent sous
la forme de plusieurs échangeurs de chaleur (1, 2, 3) raccordés en parallèle côté
secondaire (12, 22, 32).
15. Installation selon la revendication 1, dans laquelle au moins un signal (11, 21, 31)
est une valeur théorique ou une valeur réelle d'une pompe de transport (13a) dans
la voie d'écoulement (13a, 13), dont le débit peut être modifié, d'un des côtés primaires
des au moins deux échangeurs de chaleur (1, 2).
16. Installation selon la revendication 1 ou 3, dans laquelle la valeur de seuil (g1, g2, g3) se situe en dessous du flux de transport maximal (volume
ou masse par unité de temps) de l'échangeur de chaleur respectif, qui entraîne, via
une unité de commande (60), la mise en circuit (20a, 30a) de l'échangeur de chaleur
suivant (2, 3), qui n'était pas encore mis en circuit avant le dépassement de la valeur
de seuil.
17. Installation selon la revendication 1 ou 16, dans laquelle la valeur de seuil (g1) est abaissée (g2, g3) après que le signal représentatif du débit a dépassé la valeur de seuil non modifiée.
18. Installation selon la revendication 17, dans laquelle l'abaissement de la valeur de
seuil juste dépassée est d'une ampleur telle que la mise en circuit suscitée (20a)
de l'échangeur de chaleur suivant (2) et la répartition des flux dans les multiples
échangeurs de chaleur raccordés en parallèle (1, 2) n'aboutissent plus à un nouveau
raccordement de la voie d'écoulement secondaire juste raccordée de l'échangeur de
chaleur suivant.
19. Installation selon la revendication 18, dans laquelle :
(i) l'abaissement de la valeur de seuil dans le premier échangeur de chaleur et après
la mise en circuit du deuxième échangeur de chaleur (2) est amené sensiblement à la
moitié ou moins (g2); et/ou
(ii) l'abaissement de la valeur de seuil (g2) affectée au deuxième échangeur de chaleur (2) se fait à un tiers ou moins (g3), après que le troisième échangeur de chaleur (3) a été mis en circuit par une soupape
(30a) affectée à celui-ci dans la voie d'écoulement secondaire.
20. Procédé pour faire fonctionner une installation formée d'au moins deux chauffe-eau
pour eau industrielle (1, 2, 3) selon la revendication 1, qui sont raccordés en parallèle
côté secondaire (12, 22), pour délivrer un flux volumique total d'eau industrielle
réchauffée (WW) et dans lequel il existe au moins deux états de fonctionnement;
(a) dans le cas d'une première quantité tirée comme quantité d'eau industrielle par
unité de temps qui est supérieure à une quantité de soutirage possible au maximum
à travers le premier échangeur de chaleur, l'autre ou le deuxième échangeur de chaleur
(2) est mis en circuit en parallèle et de l'eau industrielle à réchauffer lui est
également acheminée (20a) en mode continu;
(b) dans le cas d'une deuxième quantité d'eau industrielle soutirée ou d'une quantité
de soutirage qui se situe sensiblement en dessous du flux volumique maximal du premier
échangeur de chaleur (1), seul cet échangeur de chaleur (1) est mis en circuit dans
le principe d'écoulement sans faire participer le deuxième échangeur de chaleur au
flux secondaire de l'eau chaude;
afin d'atteindre une grande quantité de soutirage comme quantité d'eau industrielle
par unité de temps avec une précision élevée de la température de l'eau secondaire
réchauffée (WW).
21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel la deuxième quantité de soutirage se
situant sensiblement en dessous du flux volumique maximal selon la caractéristique
(b) est comprise entre 50% et 80% de la quantité de soutirage normale (puissance de
soutirage nominale) du premier échangeur de chaleur (1).
22. Procédé selon la revendication 20, dans lequel un dépassement d'une valeur de seuil
prédéfinie (g1) supérieur à 50% de la puissance de soutirage nominale dans un appareil de commande
(60) provoque une commande d'une soupape (20a), qui ouvre une autre voie d'écoulement
secondaire (22) pour l'eau industrielle soutirée, et dans lequel plus de deux échangeurs
de chaleur fonctionnent en parallèle côté secondaire.
23. Procédé selon la revendication 22 ou 20, dans lequel la valeur de seuil est abaissée
(g2) après déclenchement d'une mise en circuit de l'échangeur de chaleur suivant.
24. Procédé selon la revendication 20, dans lequel l'abaissement de la valeur de seuil
après mise en circuit de l'échangeur de chaleur suivant, en particulier après libération
de la voie d'écoulement secondaire de l'échangeur de chaleur suivant, dépend du nombre
d'échangeurs de chaleur mis en circuit et raccordés en parallèle côté secondaire en
raccordement à écoulement libre.