-
Temperaturgesteuerte Warmwasserbereitungsanlage.
-
Die Erfindung betrifft eine temperaturgesteue Warmwasserbereitungsanlage
in einem Gebäude mit einem Warmwasser-Heizkessel und einem an diesem über einen
Wärmetauscher angeschlossenen Brauchwasserspeicher, der parallel zur Sekundärseite
des Wärmetauschers in einer zur Verbraucherstelle führenden 3räuch'asserleitung
liegt, wobei zwischen dem Heizkessel und dem Brauch-wasserspeicher ein wassertemperaturgesteuertes
Regelventil angeordnet ist.
-
Bei den bisher bekannten Anlagen der eingangs genannten Art mit einem
sogenannten Ladegerät in Form eines Wärmetauschers, der primärseitig vom Kesselwasser
durchflossen ist und an den sekundärseitig der Gebrauchswasserspeicher angeschlossen
ist, erfolgt die Temperaturregelung auf der Primärseite des Wärmetauschers mit Hilfe
eines den Kesselwasserfluß zum Wärmetauscher steuernden Regelventils, das mit steigender
Zapftemperatur schließt. Werden dabei Regler ohne Hilfsenergie verwendet, kommt
es erfahrungsgemäß häufig vor, daß der Regler beschädigt wird und dann
automatisch
öffnet, wodurch der Sekundärkreis überkitzt wird. Dies hat zur Folge, daß das nachgeschaltete
Brauchwassernetz und der Brauchwasserspeicher einer erhöhten Korrosion ausgesetzt
werden, der nur.mit erheblichem Kostenaufwand begegnet werden kann.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, Temperaturerhöhungen im Brauchwassernetz
infolge Ausfalls des Temperaturreglers mit Sicherheit auszuschließen und hierdurch
die Gefahr einer erhöhten Korrosion ohne größeren Kostenaufwand zu beseitigen. Erfindungsgemäß
wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Regelventil in dem über die Sekund.irseite
des W:irmetauschers füJIrcnden Brauchwar;ortrang liegt und Ao ausgebildet ist, daß
es bei steigender Temperatur des Brauchwassers im Wärmetauscher öffnet.
-
Durch die Erfindung wird erreicht, daß im Fall eines Defektes des
thermostatischen Fühlers für das Regelventil, nämlich bei sogenannter verlorener
Füllung, bei welcher der thermostatische Fühler ausgelaufen ist; das Regelventil
auf der Sekundärseite des Wårmetauschers schließt und dadurch eine Uberhitzung des
daran angeschlossenen Beitungssystems einschließlich des Brauchwasserspeichers sicher
vermieden wird.
-
Zweckmäßig wird das Regelventil innerhalb des Eårmetauschers angeordnet.
In vorteilhafter Ausgestaltung dieser Anordnung kann das Ventil dann aus einem eine
Durchflußöffnung auf der Sekundärseite des Wärnietauschers unter Federkraft verschließenden
Ventilkörper bestehen, der von einem vom Brauchwasser umspülten thermischen Fühler
in Offnungsrichtung betätigbar ist. Eine besonders vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung
ergibt sich weiterhin dadurch,
daß die Durchflußöffnung in einer
in eine Rohrleitung eingesetzten Querwand angeordnet ist und von dem Betatigungsglied
eines in der gleichen Rohrleitung angeordneten thermischen Fühlers durchragt wird,
der an seinem freien Ende einen rijckseitig gegen eine Druckfeder n:bgestützten
Ventilkogel tr:It.
-
Nach einem anderen Merkmal zur woi.boi'c'n Ausgestaltung der Erfindung
ist in dem über den W.irmetauscher führenden Brauchwasserstrang eine elektrisch
betriebene Ladepumpe vorgesehen, die von einem in der Kaitwasserzuleitung zum Speicher
angeordneten Thermostaten bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur einschaltbar
ist. Diese Pumpe sorgt beim Anfahren der Anlage für einen Wasserumlauf durch den
Wärmetauscher und den Braucli7sserspeicher, bis der in letztere enthaltene Wasservorrat
die gewünschte Warmwassertemperatur erreicht hat. Hiernach schaltet die Pumpe selbsttätig
ab, springt aber sofort erneut an, wenn Warmwasser gezapft wird und dadurch Frischwasser
zum Speicher fließt. Dadurch wird ein Teil des gezapften Warmwassers nicht aus dem
Speicher, sondern unmittelbar vom Wärmetauscher bezogen, während sich der Brauchwasserspeicher
gleichzeitig unter Zulauf von kaltem Frischwasser, ae nach der Zapfmenge, entleert.
Darüber hinaus kann zur Einstellung der Menge frisch erzeugten Warmwassers in dem
über den Wärmetauscher führenden Brauchwasserstrang ein einstellbares Drosseiventil
angeordnet sein, mit welchem die über diesen Strang fließende Wassermenge mehr oder
weniger stark begrenzt werden kann.
-
Durch die Erfindung ist es möglich, das Gehäuse des Brauchwasserspeichers
aus gewöhnlichem Stahlblech herzustellen, welches mit Kunststoff ausgefüttert ist.
EiSe
besonders zweckmäßige Ausgestaltung für einen solchen Brauchwaserspeicher-'
ergibt sich weiterhin dadurch, daß die Kunstatoffausfütterung von einem in das Stahlblechgehäuse
eingehängten Kunststoffsack gebildet ist, der im Bedarfsfall auf einfache Weise
erneuert werden kann. Zu diesem Zwecke wird der Kunststoffsack zweckmäßig am oberen
Rand mit einer angeschweißten Flanschdichtung versehen, die zwischen dem Stahlblechgehause
und dessen Deckel verspannt wird. Es ist dann nur erforderlich, den Deckel des Gebrauchswasserspeichers
wie bisher aus korrosionsbeständigem Material herzustellen, wodurch sich wie Gesamtkosten
des Speichers jedoch erheblich vermindern.
-
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erlåutert; Es zeigen: Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer
Warmwasserbereitungsanlage nach der Erfindung, Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt
durch ein Rohrstück im Wärmetauscher mit einem darin eingebauten thermostatischen
Regelventil, Fig. 3 einen Querschnitt durch das Rohr mit dem Regelventil nach Linie
III-III in Fig. 2.
-
In Fig. 1 ist mit 10 der Kessel einer Warmwasserheizung in einem beliebigen
Gebäude gezeichnet, an welchem über Kesselwasserleitungen ila und lib die Primärseite
eines in der Praxis zumeist als Ladegerät bezeichneten Wärmetauschers 12 angepohlossen
ist.
-
Eine vom normalen Wasserleitungsnetz ausgehende Braiichwasserleitung
13 führt mit einem Strang 13a zum Deckel 14 eines in seiner Gesamtheit mit 15 bezeichneten
Brauchwasserspeichers und von dort durch eine vom Deckel ausgehende Rohrleitung
16 zum BehjJterboden. Diese Rohrleitung 16 ist vorzugsweise flea el, um das Abnehmer
des Deckels 1# bci geringer Raumh(ihe zu erleichtern, und kann wegen der erfindungsgemäß
ausgeschlossenen Gefahr einer Überhitzung des Brauchwassernetzes sogar aus Gummi
oder Kunststoff bestehen. Weiterhin fjiiirt vom Behälterdeckel 14 eine Warmwasserleitung
17 zu einer oder mehreren (nicht eingezeichneten) Zapfstellen.
-
Von der Brauchwasserleitung 13 zweigt bei 18 eine Strangleitung 19
ab und führt über eine elektrisch betriebene Ladepumpe 20 und eine Drosselventil
21 zur Sekundärseite des Wårmetauschers 12, deren anderes Ende über eine leitung
22 zur Warmwasserleitung 17 im Punkt 23 führt.
-
Ein im Brauchwasserstrang 13a unmittelbar hinter der Verzweigung 18
angeordneter Thermostat 24 dient zur Binschaltung der Ladepumpe 20 bei Unterschreiten
einer bestimmten Wassertemperatur innerhalb des Brauchwasserstranges 13a.
-
Weiterhin befindet sich am sekundärseitigen Ausgang des Wårmetauschers
12 ein thermostatisch gesteuertes Regelventil 25, dessen Aufbau im einzelnen aus
den Figuren 2 und 3 hervorgeht.
-
In Fig. 2 und 3 ist mit 26 ein Stück der sekundären Rohrleitung des
Wärmetauschers 12 in unmittelbarcr Nahe des sekundärseitigen Ausgangs bezeichnet.
In dieses Rohrstück ist ein rahmenförmiger Einsatz 27 eingeschoben und auf geeignete
Weise axial gesichert. Zwischen den beiden das Rohrinnere diametral diirchsetzenden
Rahmenseiten 27a und 27b, die so schmal gehalten sind, daß sie beiderseits praktisch
ungehindert umströmt werden können, befindet sich eine den gesamten Rohrquerschnitt
ausfüllende Querwand 28 mit einer zentralen Durchflußöffnung 29. Die
Rahnienseite
27a ist in der Mitte mit einer augenförmigen Verdickung 30 versehen, in welche ein
thermischer Fühler 31 eingesetzt ist. Der thermische Kühler 31 ist in bekannter
Weise mit einem thermischen Delulstoff, der mit zunehmender Erwärmung einen Betätigungsstift
32 herausschiebt, der die Durchbrechung 29 zentral durchsetzt und am freien Ende
einen Ventilkonus 39 trägt dessen Rückseite von einer gegen den Rahmenteil 27b abgestützten
Druchfeder in Schließrichtung belastet ist.
-
Die vorbeschriebene Anlage und das Regelventil arbeiten wie folgt:
Es sei zunächst angenommen, daß der Kessel 10 außer Betrieb ist und somit das gesamte
Wassersystem kalt ist. Mit dem Anfahren des Kessels zirkuliert zunehmend erwärmtes
Kessclwasser über die Leitungen 11a und 11b und die Primärseite des Wårmetauschers
12 und erwärmt das darin enthaltene Gebrauchswasser. Der thermische Fühler 31 reagiert
auf diese Erwärmung durch Ausfahren des Betätigungastiftes 92, der den Ventilkegel
33 von seinem Sitz an der Durchbrechung 29 gegen die I(raft der Feder 34 wegdrückt,
so daß das Ventil öffnet. Wenn nun der Hauptschalter für die Ladepumpe 20 eingeschaltet
wird, läuft diese an, denn der Thermostat 24 hält im kalten Zustand des Brauchwassers
den Stromkreis für den Elektromotor der Ladepumpe geschlossen. Die Ladepumpe 20
saugt uber die Rohrleitung 16 und die Leitungen 13a und 19 kaltes Wasser aus dem
Brauchwasserspeicher 15 an und fördert dieses nach Erwärmung im Wärmetauscher 12
über die Leitungen 22 und 17 in den Speicher 15 zurück, dessen Inhalt auf diese
Weise von oben nach unten fortschreitend auf eine bestimmte Temperatur von beispielsweise
60 0C erwärmt wird. Wenn das gesamte Wasser im Speicher er wärmt ist, wird auch
der Leitungsstrang 13a von warmem Wasser durchflossen, wodurch der Thermostat 24
anspricht und die Ladepumpe 20 abschaltet.
-
Wenn nun eine Zapfstelle gcöIlnet ist, strömt durch die Brauchwasserleitung
13 und den Leitungsstrang 13a sowie die Rohrleitung 16 kaltes Frischwasser in den
Speicher 15 und drückt das darin gespeicherte warme Brauchwasser über die Leitung
17a zur Zapfstelle. Das zuströmende Frischwasser führt zu einem sofortigen erneuten
Ansprechen des Thermostaten 24, der die Ladepumpe 20 einschaltet und Frischwasser
aus der Leitung 13 über den Strang 19 abzieht und über den Warmetauscher 12 fördert,
wo es erwärmt wird und als warmes Brauchwasser über die Leitung 22 zur Warmwasserleitung
17 und damit zur Zapfstelle gelangt. Je nach der abgezapften Wassermenge und der
Einstellung des Drosselventils wird dadurch der Frischwasserstrom über den Warmwasserspeicher
15 etwas verringert, so daß sich der Speicher geringfügig langsamer entleert. Nach
Beendigung der Warmwasserzapfung heilt der Thermostat 24 die Ladepumpe 20 noch solange
eingeschaltet, bis erneut warmes Wasser aus dem Speicher 15 im Rückstrom durch den
Strang 13a zum Thermostaten gelangt und die Abschaltung der Ladepumpe bewirkt.
-
Voraussetzung für einen Wasserdurcblat durch den Wärmetauscher 12
ist, daß dieser prinirsetig erwärmt ist und somit das Regelventil 25 geöffnet ist.
ist der Sessel inzwischen abgeschaltet, ist auch das Regelventil 25 geschlossen,
und die Ladepumpe 20 arbeitet gegen das geschlossene Ventil an, ohne dieses öffnen
zu können.
-
Ist hingegen der Kessel 10 in Betrieb und fallt aus irgendeinem Grunde
der thermische Fühler 31 durch Beschädigung und Auslaufen seiner Füllung aus, dann
schließt das Regelventil 25 unter der Wirkung der Druckfeder 34 und verhindert mit
Sicherheit, daß übermäßig erwärmtes Brauchwasser
im Wärmetauscher
12 durch die Leitungen 22 und 17 zum Brauchwasserspeicher gelangt und diesen überhitzt.
-
Aufgrund dieser Uberlastungssicherung ist es möglich, das Gefäß 35
des Braucharasserspeichers 15 aus gewöhnlichem Stahlblech herzustellen und innenseitig
mit Kunststoff auszufüttern. Diese Kunststoffausfütterung kann aus einem in das
Speichergefäß 35 lediglich eingehängten Sack 36 bestehen, an dessen oberem Rand
eine Flanschdichtung 37 angeschweißt ist. Diese wird einfach zwischen dem oberen
Rand des Speichergefässes 35 und dem Deckel 14 des Brauchwasserspeichers verspannt,
wodurch allein noch der Deckel der Aggression und Kalkablagerung des Brauchwassers
ausgesetzt ist und zu diesem Zwecke in bekannter Weise aus korrosionsbeständigem
Material hergestellt ist.
-
Die Herstellung des Speichergefässes aus Stahlblech senkt die Gesamtkosten
des Brauchwasserspeichers erheblich.
-
Der lediglich in das Stahloiechgehäuse eingehängte Kunststoffsack
verbilligt den Speicher weiter und ermöglicht einen schnellen Austausch, wenn sich
größere Kalkablagerungen oder sonstige Beschädigungen zeigen sollten.
-
Die genaue Temperaturregelung im Brauchtrassersystem schützt auch
das dem Brauchwasserspeicher 15 nachgeschaltete Rohrnetz vor frühzeitiger Korrosion
uurch überhöhte Wassertemperaturen.
-
Patentansprüche