[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizanlage mit einem Wärmeerzeuger und einem Heizwasserkreislauf
der im Oberbegriff des Anspruchs l angegebenen Gattung sowie ein Verfahren zu deren
Betrieb.
[0002] Bei bekannten Heizanlagen mit einem Heizkessel als Wärmeerzeuger wird die Wärmekapazität
des im Heizkessel befindlichen Wassers benötigt, um eine Anpassung zwischen der Brennerleistung
und dem wesentlich kleineren Leistungsbedarf der Anlage herbeizuführen. Die bekannten
Heizkessel besitzen deshalb einen Wasserinhalt von mindestens 35 Liter bei Kleinanlagen
und von 100 Liter und mehr bei größeren Anlagen. Eine relativ große Wärmekapazität
ist auch erforderlich um vernünftig lange Brennerlaufzeiten mit möglichst wenigen
Ein- und Ausschaltvorgängen im Tagesverlauf zu erhalten.
[0003] Andererseits findet während des Brennerstillstands eine Auskühlung des Kessels infolge
Schornsteinzugs statt. Die dadurch bedingten Auskühlungsverluste sind um so größer,
je größer die Wärmekapazität des Kessels ist. Die Wassermenge kann jedoch nicht beliebig
reduziert werden, da dies zu immer kürzeren Brennerlaufzeiten und damit zu häufigeren
Ein- und Ausschaltvorgängen und zu stärkeren Schwankungen in der Vorlauftemperatur
führt. Die ungünstigen Verbrennungsvorgänge in der Zündphase, die zu Ruß
- und Schadstoffbildung führen, erhalten bei kürzeren Brennerlaufzeiten ein größeres
Gewicht. Außerdem werden im Mittel niedrigere Abgastemperaturen erreicht mit der Folge
einer rascheren Schornsteinkorrosion. Um dies zu vermeiden, werden häufig für den
Kessel unangemessen hohe Brennerleistungen eingestellt, die wiederum zu erhöhten Verlusten
und zu kürzeren Brennerlaufzeiten führen.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Heizanlage zu entwickeln, bei
der die Schwankungen in der Heizungsvorlauftemperatur in engen Grenzen gehalten werden
können und deren Wärmeerzeuger weitgehend unabhängig von der Verbraucherleistung mit
relativ langen Laufzeiten und wenigen Einschaltvorgängen betrieben werden kann. Eine
weitere Erfindungsaufgabe besteht darin, ein vorteilhaftes Verfahren zum Betrieb einer
solchen Heizanlage anzugeben.
[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Patentansprüchen 1 und 20 angegebenen
Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0006] Die Erfindung geht einmal von der an sich bekannten Erkenntnis aus, daß für einen
gleichmäßigen Betrieb der Anlage mit langen Laufzeiten und wenigen Einschaltvorgängen
des Wärmeerzeugers eine hohe Wärmekapazität im Bereich des Wärmeerzeugers erforderlich
ist. Andererseits wurde erkannt, daß der Wärmeerzeuger als solcher in seiner Wärmekapazität
nicht überdimensioniert werden darf, damit keine zu großenAuskühlverluste auftreten
und der optimale Betriebszustand im Verlauf der Anfahrphase rasch erreicht wird. Mit
den erfindungsgemäßen Vorkehrungen wird diesen an sich gegensätzlichen Anforderungen
dadurch Rechnung getragen, daß ein Wärmeerzeuger mit relativ geringer Speicherkapazität
mit einem von diesem getrennten Pufferspeicher mit hoher Speicherkapazität in geeigneter
Weise kombiniert wird: Das am Wärmeerzeuger austretende aufgeheizte Wasser wird nach
Maßgabe der Austrittstemperatur anteilmäßig auf einen den Pufferspeicher enthaltenden
Ladezweig und einen zur Einläßstelle des Wärmeerzeugers unmittelbar zurückgeführten
Bypasszweig verteilt, wobei dem durch den Bypasszweig zurückgeleiteten Wasser verdrängtes
Kaltwasser aus dem Pufferspeicher und/oder dem Heizwasserkreislauf beigemischt wird
und der Heizwasserkreislauf mit Heißwasser aus dem Pufferspeicher gespeist wird.
[0007] Zu Beginn eines Heizzyklus wird das aus dem Wärmeerzeuger austretende Wasser zunächst
vollständig über den Bypasszweig umgewälzt, bis eine vorgegebene Austrittstemperatur
erreicht ist. Um die optimalen Betriebstemperaturen des Wärmeerzeugers möglichst rasch
zu erreichen, kann zu Beginn eines Heizzyklus das im Wärmeerzeuger befindliche Wasser
durch Heißwasser aus dem Pufferspeicher verdrängt werden. Entsprechend kann am Ende
eines Heizzyklus das im Wärmeerzeuger befindliche Wasser durch Kaltwasser aus dem
Pufferspeicher verdrängt werden, um die Auskühlverluste während des Stillstands so
klein wie möglich zu halten.
[0008] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Pufferspeicher als Schichtspeicher
ausgebildet, in welchem von dem oben befindlichen Heißwassereinlaß zum unten befindlichen
Kaltwasserauslaß ein schichtweise monoton abnehmender Temperaturverlauf aufrechterhalten
wird. Der Ladevorgang wird über zwei Temperaturfühler geregelt, die in senkrechtem
Abstand voneinander im oberen bzw. unteren Teil des Pufferspeichers angeordnet sind.
Im Verlauf eines solchen Ladevorgangs wird der Pufferspeicher allmählich über den
Heißwassereinlaß von oben nach unten mit Heißwasser gefüllt, während das Kaltwasser
über den Kaltwasserauslaß verdrängt wird. Der Pufferspeicher weist vorzugsweise ein
Mehrfaches, zweckmäßig das Fünf- bis Zehnfache des Wasserinhalts des Wärmeerzeugers
auf.
[0009] Als Wärmeerzeuger wird bevorzugt ein Heizkessel verwendet, dessen Wasserinhalt weniger
als 35 Liter, vorzugsweise zwischen 15 und 20 Liter beträgt. Vorteilhafterweise ist
eine zur Frontfläche des Heizkessels hin einseitig offene Brennkammer für einen Gas-
oder Ölgebläsebrenner vorgesehen. Die Frontfläche ist zumindest teilweise wassergekühlt
und trägt als Wärmeleitungsrippen ausgebildete Leitbleche zur Umlenkung der aus der
Brennkammer austretenden Verbrennungsgase in einen die Brennkammer umgebenden, an
seiner Außenfläche wassergekühlten Ringraum, der in einen eine wassergekühlte Nachschaltheizfläche
aufweisenden Abgassammler mündet. Die Leitbleche im Bereich der Frontfläche sind zur
Verbesserung des Wärmeübergangs spiralförmig gekrümmt. Aus dem gleichen Grund weist
die wassergekühlte Außenfläche des Ringraumes schraubenförmig gewundene, als Wärmeleitungsrippen
ausgebildete Leitbleche für die Verbrennungsgase auf.
[0010] Grundsätzlich ist es auch möglich, den Wärmeerzeuger als wassergekühlte Wärmepumpe
auszubilden, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Pufferspeichers und der erfindungsgemäßen
Bypassleitung unabhängig von der augenblicklichen Leistungsanforderung unter konstanten,
an die Auslegungsparameter der Wärmepumpe optimal angepaßten Zustandsbedingungen betrieben
werden kann.
[0011] Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schaltskizze eines an eine Heizanlage anschließbaren Wärmeerzeugers mit
Puffer- speicher und Thermostatventil im Ladekreislauf;
Fig. la den Ausschnitt A der Fig. l mit einem Verteilventil im Ladekreislauf;
Fig. lb den Ausschnitt B der Fig. 1 mit einem Misch-ventil im Ladekreislauf;
Fig. 2 eine Schaltskizze eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines an eine Heizanlage
anschließbaren Wärmeerzeugers mit Pufferspeicher und aus dem Pufferspeicher abgezweigtem
Bypass sowie Mischventil im Ladekreislauf;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen als Heizkessel ausgebildeten Wärmeerzeuger.
[0012] Die in Fig. 1 und 2 schematisch als Schaltbild dargestellten Heizanlagen enthalten
einen Wärmeerzeuger 10, einen Pufferspeicher 12 und einen über einen Dreiwegemischer
14 an den Wärmeerzeuger 10 und den Pufferspeicher 12 angeschlossenen Verbraucherkreis
16,18. Der Wärmeerzeuger 10 wird an seinem Wassereinlaß 20 über eine Ladepumpe 22
mit dem aufzuheizenden Wasser beaufschlagt. Das aufgeheizte Wasser tritt am Heißwasserauslaß
24 aus dem Wärmeerzeuger 10 aus und gelangt von dort über die Ladeleitung 26 und den
im oberen Bereich des Speicherbehälters 28 angeordneten Heißwassereinlaß 30 in den
Pufferspeicher 12. Der im unteren Bereich des Speicherbehälters 28 angeordnete Kaltwasserauslaß
32 des Pufferspeichers 12 steht über die Leitung 34 und die Ladepumpe 22 mit dem Wassereinlaß
20 des Wärmeerzeugers 10 in Verbindung. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist an der Stelle 35 eine Bypassleitung 36 abgezweigt, die unter Umgehung des Pufferspeichers
12 unmittelbar über die Ladepumpe 22 zum Wassereinlaß 20 des Wärmeerzeugers 10 zurückgeführt
ist. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bypassleitung 36 an einer
Stelle 38 im Heißwasserbereich des Pufferspeichers 12 abgezweigt und über die Ladepumpe
22 zum Wassereinlaß 20 des Wärmeerzeugers 10 zurückgeführt.
[0013] Das Verhältnis der Durchflußmengen durch den den Pufferspeicher 12 enthaltenden Ladezweig
26 und die
Bypassleitung 36 wird über den Temperaturfühler 39 nach Maßgabe der im Bereich des
Heißwasserauslasses 24 des Wärmeerzeugers 10 gemessenen Wassertemperatur eingestellt.
Diese Einstellung kann mit verschiedenen Mitteln erfolgen, von denen in den Figuren
1,la und lb drei bevorzugte Varianten aufgezeigt sind.
[0014] Bei der in Fig. 1 dargestellten Regelvariante befindet sich in der Ladeleitung 26
ein thermostatisches Wasserventil 40, das über den Temperaturfühler 39 ansteuerbar
ist. Zu Beginn eines Heizzyklus, solange die Wassertemperatur am Heißwasserauslaß
24 des Wärmeerzeugers 10 noch niedrig ist, ist das Wasserventil 40 geschlossen, so
daß das aus dem Wärmeerzeuger 10 austretende Wasser zunächst vollständig über die
Bypassleitung 36 umgewälzt wird. Sobald die Austrittstemperatur einen vorgegebenen
Wert erreicht, öffnet das Thermostatventil 40, so daß ein Teil des Heißwassers zum
Heißwassereinlaß 30 des Pufferspeichers 12 gelangt, während der Reststrom nach wie
vor über die Bypassleitung 36 unmittelbar zum Wassereinlaß 20 des Wärmeerzeugers 10
zurückgeführt wird. Im gleichen Maße, wie Heißwasser zum Pufferspeicher 12 gelangt,
wird nun jedoch an der Mischstelle B Kaltwasser aus dem Pufferspeicher 12 und/oder
dem Heizungsrücklauf 16 dem Bypassstrom beigemischt.
[0015] Bei der in Fig. la gezeigten Regelvariante erfolgt die Aufteilung des Heißwasserstromes
auf die Ladeleitung 26 und die Bypassleitung 36 mit Hilfe eines Verteilventils 42,
das nach Maßgabe der am Temperaturfühler 39 gemessenen Wassertemperatur über einen
Stellmotor 44 einstellbar ist. Der Einstellbereich des Verteilventils 42 ist größer
als der des Thermostatventils 40 nach Fig. 1, da hier auch der Bypassstrom bis zur
vollständigen Abschaltung gesteuert werden kann. Bei optimaler Dimensionierung der
Heizanlage beträgt während der Heizphase der Bypassstrom mindestens 50%, vorzugsweise
mehr als 80% des durch den Wärmeerzeuger 10 umgewälzten
Heizwasserstroms.
[0016] Als dritte Regelvariante ist gemäß Fig. lb an der Mischstelle B ein Mischventil 46
vorgesehen, das anstelle des Thermostatventils 40 nach Fig. 1 oder des Verteilventils
42 nach Fig. la verwendet wird. Das Mischventil 46 wird über einen Stellmotor 48 nach
Maßgabe der mit dem Temperaturfühler 39 am Heißwasserauslaß 24 gemessenen Temperatur
gesteuert. Im übrigen lassen sich damit die gleichen Betriebszustände wie mit dem
Verteilventil 42 einstellen.
[0017] Im Gegensatz zu dem Thermostatventil 40 nach Fig. 1 lassen sich das Verteilventil
42 nach Fig. la und das Mischventil 46 nach Fig. lb auch noch unabhängig von dem Temperaturfühler
38 extern ansteuern und damit zu einer Optimierung der Einschalt- und Abschaltphase
eines Heizzyklus in der nachstehend beschriebenen Weise verwenden:
[0018] Zu Beginn eines Heizzyklus muß der ausgekühlte Wärmeerzeuger 10, beispielsweise ein
Heizkessel, möglichst kurzzeitig auf seine Betriebstemperatur gebracht werden, um
korrisionsgefährdende Kondensationserscheinungen zu vermeiden. Die Aufheizzeit kann
merklich verkürzt werden, wenn das im Wärmeerzeuger 10 befindliche abgekühlte Wasser
vor Beginn der Wärmezufuhr, also beispielsweise vor der Zündung einer Brennerflamme,
durch Heißwasser aus dem Pufferspeicher 12 verdrängt und der Wärmeerzeuger 10 dadurch
zumindest im wasserführenden Bereich etwa auf Betriebstemperatur gebracht wird. Die
hierfür erforderlichen Strömungswege können grundsätzlich über das Verteilventil 42
oder das Mischventil 46 eingestellt werden. Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung
muß dazu allerdings die Strömungsrichtung im Ladekreislauf und damit die Pumprichtung
der Ladepumpe 22 umgekehrt werden.
[0019] Um eine Strömungsumkehr zu vermeiden, ist bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung der
Bypass 36 aus dem Heißwasserbereich des Pufferspeichers 12 abgezweigt, so daß an der
Abzweigstelle 38 Heißwasser aus dem Puffer- speicher 12 entnommen und in Pumprichtung
dem Wassereinlaß 20 des Wärmeerzeugers 10 zugeleitet werden kann. Die während der
Anfahrphase dabei im oberen Bereich des Pufferspeichers 12 auftretende Durchmischung
mit dem aus dem Wärmeerzeuger verdrängten Wasser kann in Kauf genommen werden, da
dieses Mischwasser beim anschließenden Ladevorgang im Pufferspeicher 12 nach unten
verdrängt wird.
[0020] Am Ende eines Heizzyklus ist im Wärmeerzeuger 12 je nach dessen Wärmekapazität noch
eine erhebliche Wärmemenge gespeichert, die der Heizanlage als sogenannte Auskühlverluste
verloren gehen kann, wenn keine zusätzlichen Vorkehrungen getroffen werden. Bei der
hier beschriebenen Anlage können diese Verluste dadurch vermieden werden, daß am Ende
eines jeden Heizzyklus das Wasser im Ladekreislauf noch eine Zeitlang umgewälzt wird,
bis das im Wärmeerzeuger 10 befindliche Wasser durch Kaltwasser aus dem Pufferspeicher
12 verdrängt ist. Auch die hierfür erforderlichen Strömungswege können über das Verteilventil
40 oder das Mischventil 46 gegebenenfalls über eine externe Regelung eingestellt werden.
[0021] Der Pufferspeicher 12 ist ein sogenannter Schichtspeicher, dessen Heißwasserein-
und -auslässe 30,50 an der Oberseite und dessen Kaltwasseraus- und -einlässe 32,52
an der Unterseite eines wärmeisolierten Speicherbehälters 28 angeordnet sind. Zwischen
dem oberen und unteren Teil des Pufferspeichers 12 wird die höchstmögliche Temperaturdifferenz
der Anlage aufrechterhalten. Im Zwischenbereich stellt sich ein schichtweise monoton
abnehmender Temperaturverlauf mit einem mehr oder weniger steilen Temperaturgradienten
zwischen der Heißwasserzone und der Kaltwasserzone ein.
[0022] Im oberen Bereich des Pufferspeichers 12 ist an einem Heißwasserauslaß 50 des Speicherbehälters
28 eine Entladeleitung 54 angeschlossen, über die der Heizungsvorlauf 16 des Verbraucherkreises
mit Heißwasser beaufschlagbar ist. Die Temperatur am Heizungsvorlauf 16 wird über
den Dreiwegemischer 14 eingestellt, dessen Heißwasseranschluß 56 mit der Entladeleitung
54 und dessen Kaltwasseranschluß 58 mit dem Heizungsrücklauf 18 verbunden und der
über einen Stellmotor 60 z.B. nach Maßgabe der gemessenen Außentemperaturen einstellbar
ist.
[0023] Der Heizungsrücklauf 18 ist außerdem mit dem Kaltwassereinlaß 52 des Pufferspeichers
12 und damit über die Mischstelle B auch mit dem Wassereinlaß 20 des Wärmeerzeugers
10 verbunden.
[0024] Der Ladevorgang wird über zwei Temperaturfühler 62,64 geregelt, die in senkrechtem
Abstand voneinander im oberen bzw. unteren Teil des Pufferspeichers 12 angeordnet
sind. Sobald die vom oberen Temperaturfühler 62 gemeldete Temperatur einen Vorgabewert
unterschreitet, wird über den Regler 66 ein Heizzyklus mit Ladevorgang ausgelöst.
Im Verlauf des Heizzyklus wird der Puffer- speicher 12 allmählich über den Heißwassereinlaß
30 von oben nach unten mit Heißwasser gefüllt, während das Kaltwasser über den Kaltwasserauslaß
32 aus dem Pufferspeicher verdrängt wird. Der Ladevorgang wird so lange fortgesetzt,
bis die Temperatur am unteren Temperaturfühler 64 einen vorgegebenen Wert übersteigt
und der Regler 66 durch Abschalten des Wärmeerzeugers 10 den Lagevorgang beendet.
[0025] Während des Heizzyklus kann ständig auch Heißwasser über die Entladeleitung 54 entnommen
und dem Verbraucher zugeführt werden. In diesem Falle wird ein entsprechender Teil
des am Heizungsrücklauf 18 ankommenden Kaltwassers dem aus dem Pufferspeicher 12 verdrängten
Kaltwasser zugemischt und der Mischstelle B des Ladekreislaufs zugeleitet. In der
Zeit zwischen zwei Heizzyklen, in denen der Ladekreislauf abgestellt ist, gelangt
das Kaltwasser aus dem Heizungsrücklauf 18 ausschließlich zum Kaltwassereinlass 52
des Pufferspeichers, so daß das Heißwasser allmählich über die Entladeleitung 54 aus
dem Pufferspeicher 12 verdrängt wird, bis ein neuer Heizzyklus eingeleitet wird.
[0026] Der Wärmeerzeuger 10 kann beispielsweise ein Heizkessel 70 sein, der aufgrund des
Vorhandenseins eines zusätzlichen Pufferspeichers 12 nur einen verhältnismäßig kleinen
Wasserinhalt benötigt. In Fig. 3 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines solchen
Heizkessels 70 in einem senkrechten Schnitt dargestellt.
[0027] Der Heizkessel enthält eine zur Frontplatte 72 hin einseitig offene Brennkammer 74,
in die durch eine Öffnung 76 in der Frontplatte 72 hindurch das Brennerrohr 78 eines
Öl- oder Gasgebläsebrenners einführbar ist. Die in der Brennerflamme 80 entstehenden
Verbrennungsgase (Pfeile 82) werden in der Brennkammer zur Frontseite hin umgekehrt
und gelangen dort über die Öffnung 84 und die spiralig gebogenen Leitbleche 86 im
Bereich der Frontplatte 72 radial nach außen, um von dort über den Ringraum 88 zu
dem Abgassammler 90 und dem Austrittsstutzen 92 geleitet zu werden. Sowohl die Frontplatte
72 als auch der den Ringraum 88 und den Abgassammler 90 umgebende Mantel 93 sind wassergekühlt.
Der Wassereinlaß 20 und der Heißwasserauslaß 24 des Heizkessels 70 befinden sich an
einander gegenüberliegenden Stellen des Wassermantels 92,94 im Bereich je eines über
Durchtrittsöffnungen 100 mit dem Wassermantel 92,94 verbundenen rohrförmigen Sammlers
102,104. Die gekrümmten Leitbleche 86 sind als Wärmeleitungsrippen ausgebildet, die
den Wärmeübergang zur wassergekühlten Frontplatte 72 verbessern und für eine weitgehend
gleichmäßige Temperaturverteilung sorgen. Auch im Bereich des Ringraums 88 sind als
Wärmeleitungsrippen ausgebildete Leitbleche 106 vorgesehen, die unter Vergrößerung
des Strömungswegs und Verbesserung des Wärmeübergangs schraubenförmig gewunden sind.
Der Abgassammler 90 ist an seiner wassergekühlten Nachschaltheizfläche 94 gleichfalls
mit Rippen 108 versehen und weist einen nach Maßgabe der Volumenverringerung der Verbrennungsgase
in Strömungsrichtung abnehmenden Strömungsquerschnitt auf. Der innere Totraum des
Abgassammlers 90 ist zu diesem Zweck mit einem Verdrängungskörper 110 ausgefüllt.
[0028] Um das Innere des Heizkessels 70 zu Wartungs- und Reinigungszwecken zugänglich zu
machen, sind der die Brennkammer 74 enthaltende zylindrische Teil und der Abgassammler
90 an einer Flanschverbindung 112 lösbar miteinander verbunden. Die Verbindung des
Wassermantels 92,94 dieser beiden Teile kann dabei innerhalb der Flanschverbindung
112 oder mit Hilfe von Verbindungsrohren hergestellt werden.
[0029] Der Heizkessel 70, der Pufferspeicher 12 und der Dreiwegemischer 14 für den Anschluß
des Heizungsvor-und -rücklaufs 16,18 werden zweckmäßig in einem gemeinsamen wärmegedämmten
Gehäuse angeordnet. Für die Versorgung eines Einfamilienhauses reicht ein Heizkessel
mit einem Wasserinhalt von ca. 15 bis 25 Litem aus, während der Pufferspeicher einen
Inhalt von etwa 100 bis 200 Litern haben sollte. Auch bei größeren Heizanlagen, die
eine größere Brennerleistung erfordern, wird der Kesselinhalt kaum mehr als 35 Liter
betragen müssen.
[0030] Innerhalb oder außerhalb des wärmegedämmten Gehäuses kann außerdem noch ein nicht
dargestellter Warmwasserbereiter vorgesehen werden, dessen Wasserinhalt über einen
zusätzlichen, vom Pufferspeicher 12 gespeisten Heizwasserkreislauf aufheizbar ist.
[0031] Gemäß einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel -kann der Wärmeerzeuger
10 auch als wassergekühlte Wärmepumpe ausgebildet werden. Mit Hilfe der beschriebenen
Regelmechanismen unter Verwendung eines Pufferspeichers 12 und einer Bypassleitung
36 kann eine solche Wärmepumpe unabhängig von der augenblicklichen Leistungsanforderung
unter konstanten, an die Auslegungsparameter der Wärmepumpe optimal angepaßten Betriebsbedingungen
betrieben werden.
1. Heizanlage mit einem einen Wassereinlaß (20) und einen Heißwasserauslaß (24) aufweisenden
Wärmeerzeuger (10) und mindestens einem über einen Heizungsvorlauf (16) und einen
Heizungsrücklauf (18) gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Mischers (14) mit
dem Wärmeerzeuger (10) verbindbaren Heizwasserkreislauf, dadurch gekennzeichnet ,
daß der Heißwasserauslaß (24) des Wärmeerzeugers (10) unter Bildung eines Ladekreislaufs
mit einem Heißwassereinlaß (30) eines Pufferspeichers (12) verbindbar ist, der einen
mit dem Wassereinlaß (20) des Wärmeerzeugers verbindbaren Kaltwasserauslaß (32) aufweist,
daß von dem Ladekreislauf von einer vor dem Heißwassereinlaß (30) des Pufferspeichers
(12) oder einer im Heißwasserbereich des Pufferspeichers (12) befindlichen Stelle
(35,38) eine mit dem Wassereinlaß (20) des Wärmeerzeugers (10) verbindbare Bypassleitung
(36) abgezweigt ist, daß im Ladekreislauf vor der Abzweigung (35,38) oder hinter der
Einmündung (B) der Bypassleitung (36) eine Ladepumpe (22) angeordnet ist, und daß
der Heizungsvorlauf (16) des Heizwasserkreislaufs über eine Entladeleitung (54) an
einen Heißwasserauslaß (50) des Pufferspeichers (12) anschließbar ist, während der
Heizungsrücklauf (18) mit dem Wassereinlaß (20) des Wärmeerzeugers und/oder mit einem
Kaltwassereinlaß (52) des Pufferspeichers verbindbar ist.
2. Heizanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis der Durchflußmengen
durch die zum Heißwassereinlaß (30) des Pufferspeichers (12) führende Ladeleitung
(26) und die Bypassleitung (36) nach Maßgabe der im Bereich des Heißwasserauslasses
(24) des Wärmeerzeugers (10) gemessenen Wassertemperatur einstellbar ist.
3. Heizanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß in der Ladeleitung (26)
ein steuerbares Wasserventil (40) angeordnet ist.
4. Heizanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß an der Abzweigstelle (35)
zwischen der Ladeleitung (26) und der Bypassleitung (36) ein steuerbares Verteilventil
(42) angeordnet ist.
5. Heizanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (36)
und eine vom Kaltwasserauslaß (32) des Pufferspeichers (12) kommende Leitung (34)
an zwei Eingänge eines mit seinem Ausgang zum Wassereinlaß (20) des Wärmeerzeugers
(10) führenden steuerbaren Mischventils (46) angeschlossen sind.
6. Heizanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das steuerbare
Wasserventil (40), Verteilventil (42) oder Mischventil (46) über einen im Bereich
des Heißwasserauslasses (24) des Wärmeerzeugers (10) angeordneten Temperaturfühler
(39) ansteuerbar ist.
7. Heizanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Entladeleitung
(54) des Pufferspeichers (12) und eine vom Heizungsrücklauf (18) abgezweigte Leitung
an die Eingänge (56,58) eines zum Heizungsvorlauf (16) führenden steuerbaren Mischventils
(14) angeschlossen sind.
8. Heizanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a - durch gekennzeichnet , daß der
Pufferspeicher (12) als Schichtspeicher ausgebildet ist, dessen Heißwasserein- und
-auslässe (30,50) an der Oberseite und dessen Kaltwasseraus- und -einlässe (32,52)
an der Unterseite eines wärmeisolierten Speicherbehälters (28) angeordnet sind.
9. Heizanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß im oberen und unteren
Bereich des Speicherbehälters (28) je ein Temperaturfühler (62,64) eines Reglers (66)
für die Ansteuerung einer Wärmequelle des Wärmeerzeugers (10) angeordnet ist.
10. Heizanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der
Wärmeerzeuger (10),der Pufferspeicher (12) und gegebenenfalls das an den Heizungsvorlauf
(16) und den Heizungsrücklauf (18) angeschlossene Mischventil (14) in einem gemeinsamen
wärmegedämmten Gehäuse angeordnet sind.
11. Heizanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der
Wärmeerzeuger (10) als Heizkessel (70) mit kleinem Wasserinhalt ausgebildet ist und
daß der Pufferspeicher (12) ein Mehrfaches des Wasserinhalts des Heizkessels aufweist.
12. Heizanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Heizkessel (70)
einen Wasserinhalt von weniger als 35 Liter, vorzugsweise zwischen 15 und 20 Liter
aufweist.
13. Heizanlage nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß eine zur Frontplatte
(72) des Heizkessels (70) hin einseitig offene Brennkammer (74) für einen Gas- oder
Ölgebläsebrenner (78) vorgesehen ist, daß die Frontplatte (72) zumindest teilweise
wassergekühlt ist und als Wärmeleitungsrippen ausgebildete Leitbleche (86) zur Umlenkung
der aus der Brennkammer (74) austretenden Verbrennungsgase (82) in einen die Brennkammer
umgebenden, an seiner Außenfläche wassergekühlten Ringraum (88) trägt, und daß der
Ringraum (88) in einen eine wassergekühlte Nachschaltheizfläche (94) aufweisenden
Abgassammler (90) mündet.
14. Heizanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die an der Frontplatte
(72) angeordneten Leitbleche (86) spiralförmig gekrümmt sind.
15. Heizanlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß die wassergekühlte
Außenfläche (93) des Ringraumes (88) schraubenförmig gewundene, als Wärmeleitungsrippen
ausgebildete Leitbleche (106) für die Verbrennungsgase (82) trägt.
16. Heizanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß der
Abgassammler an seiner wassergekühlten Nachschaltheizfläche (94) berippt ist und einen
nach Maßgabe der Volumenverringerung der Verbrennungsgase in Strömungsrichtung abnehmenden
Strömungsquerschnitt aufweist.
17. Heizanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß der
die Brennkammer (74) enthaltende Teil des Heizkessels (70) mit dem Abgassammler (90)
lösbar verbunden ist.
18. Heizanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der
Wärmeerzeuger (10) eine wassergekühlte Wärmepumpe ist.
19. Heizanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß einer
der Heizwasserkreisläufe durch einen Wärmetauscher eines Warmwasserbereiters geführt
ist, der vorzugsweise in dem gemeinsamen wärmegedämmten Gehäuse angeordnet ist.
20. Verfahren zum Betrieb einer Heizanlage, bei welchem Heizwasser durch einen Wärmeerzeuger
und mindestens einen an den Wärmeerzeuger angeschlossenen Heizwasserkreislauf umgewälzt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß das am Wärmeerzeuger austretende aufgeheizte Wasser
nach Maßgabe der Austrittstemperatur anteilmäßig auf einen einen Pufferspeicher enthaltenden
Ladezweig und einen zur Einlaßstelle des Wärmeerzeugers zurückführenden Bypasszweig
verteilt wird, daß dem durch den Bypasszweig zurückgeleiteten Wasser Kaltwasser aus
dem Pufferspeicher und/oder dem Heißwasserkreislauf beigemischt wird und daß der Heizwasserkreislauf
mit Heißwasser aus dem Pufferspeicher gespeist wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß zu Beginn eines Heizzyklus
das aus dem Wärmeerzeuger austretende Wasser zunächst vollständig über den Bypasszweig
umgewälztwird, bis eine vorgegebene Austrittstemperatur erreicht ist.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet , daß am Ende eines
Heizzyklus das im Wärmeerzeuger befindliche Wasser durch Kaltwasser aus dem Pufferspeicher
verdrängt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß zu
Beginn eines Heizzyklus das im Wärmeerzeuger befindliche Wasser durch Heißwasser aus
dem Pufferspeicher verdrängt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß im
Pufferspeicher von dem oben befindlichen Heißwassereinlaß zum unten befindlichen Kaltwasserauslaß
ein schichtweise monoton abnehmender Temperaturverlauf aufrechterhalten wird, daß
die Wassertemperatur in kleinem Abstand unterhalb des Heißwassereinlasses und oberhalb
des Kaltwasserauslasses gemessen wird und daß bei Unter- bzw. Überschreiten einer
jeweiligen Solltemperatur ein Heizzyklus ausgelöst bzw. beendet wird.