Stand der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage mit einer Gastherme, die über einen Wärmeübertrager
einen Heizwasser-Kreislauf und einen Trinkwasser-Speicher mit Wärme versorgt, wobei
der Trinkwasser-Speicher zum Warmhalten des Trinkwassers mit einer elektrischen Zusatzheizung
versehen ist, die mit einer vorgegebenen Warmhalte-Heizleistung betreibbar ist.
[0002] Eine derartige Heizungsanlage ist aus der FR 2 728 960 A1 bekannt. Dabei ist das
Trinkwasser der Kaltwasser-Versorgung entnommen und über einen Wärmetauscher im Wärmeübertrager
in den Trinkwasser-Speicher geleitet. In den Trinkwasser-Speicher ist eine einschaltbare
elektrische Zusatzheizung eingebaut. Die Zuastzheizung hat eine geringe Heizleistung.
Die geringe Heizleistung der Zusatzheizung hat den Nachteil, dass bei Aufnahme des
Betriebes eine sehr große Aufheizzeit erforderlich wird, um das Trinkwasser auf die
gewünschte Temperatur aufzuheizen, was als nicht befriedigender Benutzungskomfort
für den Benutzer empfunden wird.
[0003] Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Heizungsanlage der eingangs erwähnten Art
die Heizung des Trinkwasser-Speichers so zu gestalten, dass sie abgeschaltet werden
kann, aber im Betriebsfall sehr schnell ausreichend aufgeheiztes Trinkwasser zur Verfügung
stellt und damit den Benutzungskomfort wesentlich verbessert.
[0004] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Zusatzheizung mittels
einer Zeitschaltuhr ein- und ausschaltbar ist, dass die Heizleistung der Zusatzheizung
ein Vielfaches der Warmhalte-Heizleistung beträgt und dass die Warmhalte-Heizleistung
durch periodisches Ein- und Ausschalten der Zusatzheizung einstellbar ist.
[0005] Mit der wesentlich höheren Heizleistung wird eine kurze Aufheizzeit erreicht, was
sich insbesondere vorteilhaft bei der Inbetriebnahme des Trinkwasser-Speichers auswirkt.
Ist nur das Warmhalten des aufgeheizten Trinkwassers im Trinkwasser-Speicher erforderlich,
dann kann trotz hoher Leistungskapazität der Zusatzheizung nur mit der erforderlichen
Warmhalte-Heizleistung gearbeitet werden. Dazu sind nur die Einschalt- und Ausschaltphasen
der Zusatzheizung entsprechend zu wählen. So kann bei einer Leistungskapazität von
ca. 400 W im Dauerbetrieb die Heizleistung auf eine Warmhalte-Heizleistung von ca.
30 W reduziert werden. Die Zeitvorgaben für die Trinkwasser-Bereitstellung können
mittels einer einstellbaren Zeitschaltuhr, vorzugsweise tageszeitabhängig, vorgegeben
werden, so dass die elektrische Zusatzheizung im Nachtbetrieb abgeschaltet werden
kann. Dasselbe gilt selbstverständlich auch für die gesamte Urlaubszeit.
[0006] Da die Zeitschaltuhr nur die Bereitstellungszeit für Trinkwasser vorgibt, kann zur
Energieeinsparung zusätzlich vorgesehen sein, dass die Zusatzheizung bei eingeschalteter
Zeituhr nur beim Unterschreiten einer vorgegebenen Temperatur für das Trinkwasser
mit voller Heizleistung einschaltbar ist. Die Nachregelung über die elektrische Zusatzheizung
erfolgt dann nur beim Absinken der Temperatur des Trinkwassers und zwar mit voller
Heizleistung sehr schnell. Dabei kann durchaus ein Schwellwert für die Temperatur
vorgegeben werden, bei dem die Nachheizung einsetzt. Am einfachsten lässt sich die
Zusatzheizung dabei so steuern, dass in den Einschaltkreis der Zusatzheizung der Zeitschaltuhr
ein temperaturgesteuerter Schaltkreis nachgeschaltet ist, der von einem, einen Temperatur-Schwellwert
des Trinkwassers erfassenden Temperatursensor gesteuert ist.
[0007] Das Warmhalten des Trinkwassers kann nach einer weiteren Ausgestaltung so erfolgen,
dass bei eingeschalteter Zeitschaltuhr ein Zeitschaltkreis die Zusatzheizung periodisch
ein- und ausschaltet und mit der Warmhalte-Heizleistung betreibt, wenn eine vorgegebene
Temperatur des Trinkwassers unterschritten ist. Diese vorgegebene Temperatur kann
dabei noch über dem Temperatur-Schwellwert für die Einschaltung der Zusatzheizung
mit voller Heizleistung liegen.
[0008] Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
[0009] In der Zeichnung zeigt das Ausführungsbeispiel eine Gastherme 2 bekannter Art, die
einen Wärmeübertrager 1 mit Wärme versorgt. Der Wärmeübertrager 1 nimmt Wärme durch
Strahlung und Konvektion mit dem Abgas der Gastherme 2 auf und überträgt sie im Austauscherprinzip
auf den Heizwasser-Kreislauf mit dem Umschaltventil 5, den Heizkörpern 3 und einer
Umwälzpumpe 14. Mit dem Umschaltventil 5 kann ein Innen-Kreislauf 12 direkt auf die
Heizwasser-Rücklaufleitung 6 geschaltet werden, die nur noch über die Umwälzpumpe
14 zum Wärmeübertrager 1 zurückführt.
[0010] Der Wärmeübertrager 1 nimmt eine Rohrschlange als Wärmetauscher 7 auf, dem kaltes
Wasser aus einer Kaltwasser-Versorgung 8 zugeführt wird. Das über den Wärmetauscher
7 vorgewärmte Wasser wird über die Leitung 9 einem Trinkwasser-Speicher 10 zugeführt,
der nur wenige Liter, z.B. 4 Liter, Wasser aufnehmen kann.
[0011] Über ein Schaltventil 17 kann an einem Trinkwasserhahn 11 Trinkwasser entnommen werden.
An der Anzeige 16 kann der Betriebszustand oder Füllstand des Trinkwasser-Speichers
10 abgelesen werden.
[0012] In den Trinkwasser-Speicher 10 ist eine elektrische Zusatzheizung 18 eingebaut, die
mit einer Heizleistungskapazität von z.B. 400 W für Dauerbetrieb ausgelegt ist. Mit
einer Zeitschaltuhr 20, die auf bestimmte Tageszeiten, d.h. Nutzungszeiten für Trinkwasser,
einstellbar ist, wird die Einschaltung der Zusatzheizung 18 vorbereitend vorgegeben.
Der Einschaltbefehl wirkt über einen Schaltkreis 21 auf die Zusatzheizung 18, der
von einem Temperatursensor 15 an der Leitung 9 gesteuert wird. Der Schaltkreis 21
gibt den Einschaltbefehl der Zeitschaltuhr 20 nur weiter, wenn der Temperatursensor
15 das Absinken der Temperatur unter einen vorgegebenen Temperatur-Schwellwert abgefallen
ist. Dann schaltet der Schaltkreis 21 die Zusatzheizung 18 mit voller Heizleistung
von 400 W ein. Dies führt dazu, dass das Trinkwasser sehr schnell wieder auf die vorgegebene
Nutzungstemperatur aufgeheizt wird. Der Temperatursensor 15 schaltet den Schaltkreis
21 wieder aus. Der Temperatursensor 15 kann auch in den Trinkwasser-Speicher 10 integriert
sein und die Temperatur des darin befindlichen Trinkwassers messen.
[0013] Die Steuerung der Zusatzheizung 18 kann auch so abgewandelt werden, dass ein Temperatursensor,
der mit dem Temperatursensor 15 eins sein kann, die Temperatur des Trinkwassers auf
eine vorgegebene Temperatur überwacht, die noch höher ist als der vorher erwähnte
Temperatur-Schwellwert zur Einschaltung der Zusatzheizung mit voller Heizleistung.
Wird diese Temperatur unterschritten, dann wird ein Zeitschaltkreis 22 den von der
Zeitschaltuhr 20 vorgegebenen Einschaltbefehl übernehmen und in ein getaktetes Steuersignal
mit periodisch abwechselnden Einschalt- und Ausschaltphasen umsetzen. Die Einschalt-
und Ausschaltphasen sind so gewählt, dass die Zusatzheizung 18 mit einer Warmhalte-Heizleistung
von ca. 30 W betrieben wird, die zum Einhalten der vorgegebenen Temperatur für das
angebotene Trinkwasser ausreicht. Der Schaltkreis 21 wird erst wirksam, wenn aufgrund
von Abschaltvorgängen der Zeitschaltuhr 20 und Unterschreiten des Temperatur-Schwellwertes
am Temperatursensor 15 die Zusatzheizung 18 mit voller Heizleistung betrieben wird,
um den normalen Betriebszustand möglichst schnell wieder zu erreichen.
1. Heizungsanlage mit einer Gastherme, die über einen Wärmeübertrager einen Heizwasser-Kreislauf
und einen Trinkwasser-Speicher mit Wärme versorgt, wobei der Trinkwasser-Speicher
zum Warmhalten des Trinkwassers mit einer elektrischen Zusatzheizung versehen ist,
die mit einer vorgegebenen Warmhalte-Heizleistung betreibbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zusatzheizung (18) mittels einer Zeitschaltuhr (20) ein- und ausschaltbar ist,
dass die Heizleistung (ca. 400 W) der Zusatzheizung (18) ein Vielfaches der Warmhalte-Heizleistung
(ca. 30 W) beträgt und
dass die Warmhalte-Heizleistung (ca. 30 W) durch periodisches Ein- und Ausschalten der
Zusatzheizung (18) einstellbar ist.
2. Heizungsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zeitschaltuhr (20) einstellbar ist und die Einschaltung der Zusatzheizung (18)
nur für vorwählbare Zeiten (z.B. Tag von 6 Uhr bis 20 Uhr) freigibt.
3. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zusatzheizung (18) bei eingeschalteter Zeituhr (20) nur beim Unterschreiten einer
vorgegebenen Temperatur für das Trinkwasser mit voller Heizleistung (ca. 400 W) einschaltbar
ist.
4. Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei eingeschalteter Zeitschaltuhr (20) ein Zeitschaltkreis (22) die Zusatzheizung
(18) periodisch ein- und ausschaltet und mit der Warmhalte-Heizleistung (ca. 30 W)
betreibt, wenn eine vorgegebene Temperatur des Trinkwassers unterschritten ist.
5. Heizungsanlage nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in den Einschaltkreis der Zusatzheizung (18) der Zeitschaltuhr (20) ein temperaturgesteuerter
Schaltkreis (21) nachgeschaltet ist, der von einem, einen Temperatur-Schwellwert des
Trinkwassers erfassenden Temperatursensor (15) gesteuert ist.
6. Heizungsanlage nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zeitschaltkreis (22) von einem Temperatursensor (15) in Abhängigkeit von einer
vorgegebenen Temperatur des Trinkwasses ein- und ausschaltbar ist, die über dem Temperatur-Schwellwert
liegt.