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(11) | EP 0 006 554 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Warmwasser-Heizungsanlage |
| (57) Bei einer Warmwasser-Heizungsanlage ist zwischen Vorlauf und Rücklauf ein Differenzdruckregler
mit einem Überströmventil geschaltet. An dem Differenzdruckregler ist ein im Steuerkreis
der Wärmequelle liegender erster Schaltkontakt (56) vorgesehen, der beim Öffnen des
Überströmventils öffnet. An dem Differenzdruckregler ist ein zweiter Schaltkontakt
(58) vorgesehen, der mit dem ersten Schaltkontakt (56) in Reihe liegt und bei einem
niedrigeren Differenzdruck öffnet als dieser. Zu diesem zweiten Schaltkontakt ist
ein von einer Schaltuhr (62) gesteuerter Überbrückungskontakt parallelgeschaltet.
Das ermöglicht eine Nachtabsenkung der Temperatur. Es werden konstruktive Einzelheiten
für die Ausbildung des Überströmventils und der Schaltkontakte angegeben. |
[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 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 von dem Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf bei Überschreiten eines vorgegebenen Ansprechpunktes eine parallel zu den Heizkörpern liegende Kurzschlußverbindung mehr oder weniger freigebbar ist, bei welcher an dem Differenzdruckregler ein Schaltkontakt vorgesehen ist, der bei geschlossenem Überströmventil geschlossen ist und bei Öffnen desselben ebenfalls öffnet, und bei welcher dieser Schaltkontakt im Steuerkreis der Wärmequelle liegt.
[0002] Eine solche Warmwasser-Heizungsanlage ist Gegenstand von Patentanspruch 2 der Europäischen Patentanmeldung 78101267.9.
[0003] Durch die in der genannten Europäischen Patentanmeldung beschriebene Erfindung soll mit möglichst geringem Aufwand eine Anpassung der Temperatur des Heizwassers an den Wärmebedarf erfolgen. Dadurch soll verhindert werden, daß die Thermostatventile den Durchfluß des Heizwassers durch die einzelnen Heizkörper bei geringem Wärmebedarf (z.B. relativ hoher Außentemperatur) extrem stark drosseln müssen, was regelungstechnisch ungünstig ist. Die Erfindung nach der Europäischen Patentanmeldung geht von der Erkenntnis aus, daß die Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf ein Maß für den Wärmebedarf der Heizungsanlage liefert, weil diese Druckdifferenz umso größer ist, je stärker die Thermostatventile den Heizwasserdurchfluß drosseln. Durch Abschalten der Wärmequelle wird die Temperatur des Heizwassers so weit abgesenkt, daß die Thermostatventile zur Deckung des Wärmebedarfs der Heizungsanlage in einem mittleren Bereich geöffnet sind.
[0004] In ähnlicher Weise kann die Heizung in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf auch auf einen eine geringere Heizleistung heruntergeregelt werden, die beispielsweise während der Nacht oder bei längerer Nichtbenutzung des beheizten Gebäudes benötigt wird. Nach der Europäischen Patentanmeldung ist zu diesem Zweck zwischen Vorlauf und Rücklauf ein Differenzdruckschalter vorgesehen, durch den ein zweiter Schaltkontakt schon bei einem geringeren Differenzdruck geöffnet wird, als demjenigen Differenzdruck, bei dem das Überströmventil öffnet. Parallel zu diesem zweiten Schaltkontakt liegt ein überbrückungskontakt, der von einer Schaltuhr gesteuert ist und während der Nachtzeit öffnet.
[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Warmwasser-Heizungsanlage der eingangs definierten Art so aufzubauen, daß ein gesonderter Differenzdruckschalter entbehrlich wird und über den Differenzdruckregler mit dem Überströmventil wahlweise auch eine Herabsetzung der Heizleistung ermöglicht wird.
[0006] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an dem Differenzdruckregler ein zweiter Schaltkontakt vorgesehen ist, der mit dem ersten Schaltkontakt in Reihe liegt und bei einem niedrigeren Differenzdruck öffnet als dieser und daß zu dem zweiten Schaltkontakt ein von einer Schaltuhr gesteuerter Überbrückungskontakt parallelgeschaltet ist.
[0007] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Differenzdruckregler mit Schaltkontakten gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine zugehörige Draufsicht.
[0008] Der Differenzdruckregler weist ein Reglergehäuse 10 mit einem Einlaßstutzen 12 und einem rechtwinklig zu dem Einlaßstutzen 12 angeordneten Auslaßstutzen 14 auf. Der Einlaßstutzen 12 steht mit einer Einlaßkammer 16 in Verbindung. Die Einlaßkammer 16 ist von dem Auslaßstutzen 14 durch eine Trennwand 18 getrennt. In der Trennwand 18 ist eine gleichachsig zum Auslaßstutzen 14 verlaufende Bohrung 20 vorgesehen, welche eine Verbindung zwischen Einlaßkammer 16 und Auslaßstutzen 14 herstellt. Das Reglergehäuse 10 weist ferner in Verlängerung des Auslaßstutzens 14 einen Ansatz 22 auf. Der Ansatz 22 trägt einen schalenförmigen Gehäuseteil 24. Dieser schalenförmige Gehäuseteil 24 ist durch einen umgebördelten Rand 26 mit einem ebenfalls schalenförmigen Gehäuseteil 28 verbunden. Zwischen die beiden schalenförmigen Gehäuseteile 24 und 28 ist eine ein Hubglied bildende Membran 30 eingespannt. Auf dem oberen schalenförmigen Gehäuseteil 28 sitzt wiederum ein zylindrischer Ansatz 32 des Gehäuses 10.
[0009] Der Ansatz 22 des Gehäuses 10 ist hohl, so daß sich die Einlaßkammer 16 über den Ansatz 22 in den Raum innerhalb des schalenförmigen Gehäuseteils 24 fortsetzt und somit an die Membran angrenzt. Die Membran 30 ist mit einem Ventilstößel 34 verbunden, welcher einen Ventilschließkörper 36 des Überströmventils trägt. Der Ventilstößel 34 erstreckt sich dabei durch das Innere des Ansatzes 22 und die Einlaßkammer 16. Der Ventilschließkörper 36 ist topfförmig ausgebildet und in der Bohrung 20 beweglich, welche die Verbindung zwischen der Einlaßkammer 16 und dem Auslaßstutzen 14 herstellt. Das offene Ende des "Topfes" ist dabei dem Auslaßstutzen 14 zugewandt. Der Ventilschließkörper 36 weist seitliche Schlitze 38 auf, über welche nach einem Anfangshub (nach oben in Fig. 1) eine Verbindung von der Einlaßkammer 16 durch das Innere des Ventilschließkörpers 36 zu dem Auslaßstutzen 14 herstellbar ist. Das Innere des Ventilschließkörpers 36 ist über eine in dem Ventilstößel 34 vorgesehene Kreuzbohrung 40 mit der der Einlaßkammer 16 abgewandten Seite der Membran 30 verbunden, nämlich mit dem Raum innerhalb des schalenförmigen Gehäuseteils 28.
[0010] Der Einlaßstutzen 12 wird im Betrieb mit dem Vorlauf der Warmwasser-Heizungsanlage verbunden, während der Auslaßstutzen 14'mit dem Rücklauf in Verbindung steht. Über die Einlaßkammer 16 ist daher die Unterseite der Membran 30 von dem Druck der Vorlaufleitung und die Oberseite der Membran 30 über den Auslaßstutzen 14, das Innere des Ventilschließkörpers 36 und die Kreuzbohrung 40 von dem Druck im Rücklauf beaufschlagt.
[0011] Auf dem Reglergehäuse 10 sitzt ein flach- quaderförmiges Gehäuse 42. Dieses Gehäuse 42 ist mittels einer Überwurfmutter 44 lösbar auf den Ansatz 32 des Reglergehäuses 10 aufgesetzt. An der Membran 30 ist auf der dem Ventilstößel 34 abgewandten Seite aber gleichachsig zu dem Ventilstößel 34 ein zylindrischer Ansatz 46 angebracht. Der zylindrische Ansatz 46 ist in einer Zwischenwand 48 des Gehäuseansatzes 32 geführt, wobei zwischen dem Ansatz 46 und der Zwischenwand 48 eine Dichtung 50 vorgesehen ist. In einer Vertiefung an der Stirnfläche des Ansatzes 46 ist ein Stößel 52 abgestützt. Der Stößel 52 ist in einer in den Gehäuseansatz 32 eingesetzten Stößeldurchführeinheit 54 abdichtend geführt und so aus dem Reglergehäuse herausgeführt. Die Stößeldurchführeinheit ist ausbaubar in dem Reglergehäuse 10 montiert.
[0012] Das Gehäuse 42 enthält ein Paar von Mikroschaltern 56,58, die in Fig. 1 hintereinander auf Stehbolzen aufgesteckt sind und von denen in Fig. 1 nur einer, nämlich der Mikroschalter 56 sichtbar ist. Die Mikroschalter 56 und 58 sind so eingestellt, daß sie nach unterschiedlichen Hüben ihrer Fühlerhebel 60 im jeweils öffnenden Sinne schalten. Der Schaltkontakt des Mikroschalters 58 liegt in Reihe mit dem Schaltkontakt des Mikroschalters 56. Parallel zu dem Schaltkontakt des Mikroschalters 58 ist ein Überbrückungskontakt geschaltet, der von einer ebenfalls dem Gehäuse 42 angeordneten Schaltuhr 62 gesteuert ist. Die Betätigung der Mikroschalter 56,58 erfolgt durch einen Federteller 64 der auf dem Stößel 52 sitzt und an welchem die Fühlerarme 60 der Mikroschalter 56,58 anliegen. Auf den Federteller drückt eine Schraubenfeder 66, die sich an einem Widerlager 68 abstützt. Das Widerlager 68 ist mittels einen Stellknopfes 70 axial verstellbar, wodurch die Vorspannung der Schraubenfeder 66 einstellbar ist. Die Einstellung kann an einer Skala 72 abgelesen werden.
[0013] Durch einen Schalter 74 mit drei Stellungen können verschiedene Betriebsweisen eingeschaltet werden. Bei einer Betriebsweise "Tag-/Nachtwechsel" erfolgt durch die Schaltuhr 62, die während der Nachtzeit den zum Schaltkontakt des Mikroschalters 58 parallelliegenden Überbrückungskontakt öffnet und diesen überbrückungskontakt während der Tagzeit geschlossen hält, während der Nachtzeit eine Umschaltung auf verminderte Heizleistung. In einer anderen Stellung kann ein mit dem Überbrückungskontakt in Reihe liegender Schaltkontakt geöffnet werden, so daß unabhängig von der Schaltstellung des Überbrückungskontakts der Schaltkontakt des Mikroschalters 58 ständig wirksam ist. Auf diese Weise kann, z.B. bei längerer Nichtbenutzung des durch die Warmwasser-Heizungsanlage beheizten Gebäudes die Heizleistung auf einem verminderten Wert gehalten werden. Schließlich kann in einer dritten Stellung der Schaltkontakt des Mikroschalters 58 ständig überbrückt gehalten werden, so daß keine Umschaltung zwischen Tagbetrieb und Nachtbetrieb stattfindet.
[0014] Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:
Bei kleiner Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf ist die Membran 30 unter dem Einfluß der Schraubenfeder 66 in ihrer unteren Stellung. Der Ventilschließkörper 36 sperrt die Verbindung zwischen Einlaßstutzen 12 und Einlaßkammer 16 einerseits und Auslaßstutzen 14 andererseits ab, so daß kein Heizwasser an den Heizkörpern vorbei vom Vorlauf zum Rücklauf strömt. Der gesamte Heizwasserumlauf erfolgt über die Heizkörper. Wenn der Wärmebedarf gering ist, wird dieser Heißwasserumlauf durch die Thermostatventile stark gedrosselt. Dadurch baut sich eine Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf auf. Der Druck im Vorlauf wirkt über den Einlaßstutzen 12 auf die Unterseite der Membran 30, während der Druck im Rücklauf über den Auslaßstutzen 14 und die Kreuzbohrung 40 auf die Oberseite der Membran 30 wirkt. Die Druckdifferenz erzeugt eine nach oben gerichtete Kraft, welche schließlich die Vorspannung der Schraubenfeder 66 überwindet, so daß sich die Membran mit dem Ventilschließkörper 36 nach oben zu bewegen beginnt. Während eines Anfangsteils des Öffnungshubes gibt der Ventilschließkörper 36 des Überströmventils keinen oder nur einen minimalen Querschnitt frei. Das Überströmtventil beginnt zu öffnen, wenn die seitlichen Schlitze 38 aus der Bohrung 20 heraustreten. Die Mikroschalter 56 und 58 sind so eingestellt, daß der Mikroschalter 58 schon während des Anfangsteils des Öffnungshubes öffnet, bevor also das Überströmventil einen merklichen Querschnitt freigegeben hat. Das geschieht also schon bei einer relativ geringen Drosselung des Heizwasserumlaufs durch die Thermostatventile. Nach einer weiteren Bewegung des Ventilschließkörpers 36 in öffnungsrichtung, wenn das Überströmventil einen Durchgang vom Vorlauf zum Rücklauf freigegeben hat, öffnet auch der Schaltkontakt des Mikroschalters 56. Durch das Öffnen der Schaltkontakte wird, wie eingangs schon geschildert, die Wärmequelle abgeschaltet, so daß sich die Heizwassertemperatur verringert. Bei gleichem Wärmebedarf sind dabei die Thermostatventile weiter geöffnet, da für den gleichen Wärmebedarf bei verbinderter Heizwassertemperatur ein stärkerer Heizwasserumlauf erforderlich wird. Die Thermostatventil arbeiten daher in einem günstigeren Bereich. Bei Wirksamwerden des Schaltkontakts des Mikroschalters 58 wird eine verminderte Heizleistung der Warmwasser-Heizungsanlage eingeregelt. Wenn dieser Schaltkontakt durch den Überbrückungskontakt überbrückt ist, was während der Tagzeit der Fall ist, dann ist - ° praktisch nur der Schaltkontakt des Mikroschalters 56 wirksam.
[0015] Bei der beschriebenen Anordnung sind die Mikroschalter 56,58 mit der Schraubenfeder 66 zur Vorbelastung des Differenzdruckreglers und die Schaltuhr 62 in dem Gehäuse 42 angeordnet, so daß diese Teile einen getrennten Bauteil bilden, der nach Installation des Differenzdruckreglers aufgesetzt werden kann. Die Teile im Gehäuse 42 sind daher während der Installationsarbeiten und der Montage des Differenzdruckreglers gegen Beschädigung gesichert.
[0016] Bei Undichtwerden der Stößeldurchführeinheit 54 kann das Gehäuse 42 nach Lösen der Überwurfmutter 44 abgenommen werden. Die Stößeldurchführeinheit 54 ist dann frei zugänglich und kann ausgebaut werden. Einwärts von der Stößeldurchführeinheit 54 sitzt die Dichtung 50 zwischen dem mit der Membran verbundene zylindrischen Ansatz 46 und der Zwischenwand 48 des Reglergehäuses 10. Diese Dichtung 50 gestattet einen Ausbau und Austausch der Stößeldurchführeinheit, ohne daß hierzu das Heizwasser aus dem System abgelassen zu werden braucht.
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 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 von dem Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf bei Überschreiten eines vorgegebenen Ansprechpunktes eine parallel zu den Heizkörpern liegende Kurzschlußverbindung mehr oder weniger freigebbar ist,
bei welcher an dem Differenzdruckregler ein Schaltkontakt vorgesehen ist, der bei geschlossenem Überströmventil geschlossen ist und bei Öffnen desselben ebenfalls öffnet, und bei welcher dieser Schaltkontakt im Steuerkreis der Wärmequelle liegt,
nach Anspruch 2 des Patentes...(Patentanmeldung P 27 50 098.7) dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Differenzdruckregler ein zweiter Schaltkontakt (58) vorgesehen ist, der mit dem ersten Schaltkontakt (56) in Reihe liegt und bei einem niedrigeren Differenzdruck öffnet als dieser und
daß zu dem zweiten Schaltkontakt (58) ein von einer Schaltuhr (62) gesteuerter Überbrückungskontakt parallelgeschaltet ist.
daß das Überströmventil des Differenzdruckreglers von einem federbelasteten, von dem Differenzdruck beaufschlagten Hubglied (30) gesteuert ist und während eines Anfangsteils seines Öffnungshubes keinen oder nur einen minimalen Querschnitt freigibt und
daß der zweite Schaltkontakt (58) während dieses Anfangsteils des Öffnungshubes öffnet, während der erste Schaltkontakt (56) erst bei geöffnetem Ventil nach Überschreiten dieses Anfangsteils des Öffnungshubes öffnet.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltkontakte von zwei Mikroschaltern (56,58) gebildet sind, die nebeneinander mit unterschiedlichen Schaltpunkten in einem auf den Differenzdruckregler aufgesetzten Gehäuse (42) gehaltert und durch einen mit dem Hubglied (30) verbundenen Stößel (52) betätigbar sind.
daß das Gehäuse (42) gleichzeitig die Schaltuhr (62) enthält, durch welche der Überbrückungskontakt steuerbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckregler als Hubglied (30) eine Membran enthält, die in einem Reglergehäuse (10) eingespannt ist und mit einem Ventilstößel (34) verbunden ist, welcher einen Ventilschließkörper (36) des
Überströmventils trägt,
daß der Ventilschließkörper (36) topfförmig ausgebildet und in einer Bohrung (20) beweglich ist, die eine Verbindung zwischen der mit einem Einlaßstutzen (12) verbundenden, an die Membran (30) angrenzenden Einlaßkammer (16) und einem Auslaßstutzen (14) herstellt, wobei das offene Ende des "Topfes" dem Auslaßstutzen (14) zugewandt ist,
daß der Ventilschließkörper (36) seitliche Schlitze (38) aufweist, über welche nach einem Anfangshub eine Verbindung von der Einlaßkammer (16) durch das Innere des Ventilschließkörpers (36) zu dem Auslaßstutzen (14) herstellbar ist,
daß das Innere des Ventilschließkörpers (36) über eine in dem Ventilstößel (34) vorgesehene Kreuzbohrung (40) mit der belastungsfederseitigen, der Einlaßkammer (16) abgewandten Seite der Membran (30) verbunden ist.
daß einwärts von der Stößeldurchführeinheit (54) zwischen einem mit der Membran (30) verbundenen zylindrischen Ansatz (46), auf dem der Stößel (52) abgestützt ist, und dem Reglergehäuse (30) eine Dichtung (50) vorgesehen ist.