DE2810775B1

DE2810775B1 - Zentralheizungsanlage mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer als Waermequelle

Info

Publication number: DE2810775B1
Application number: DE2810775A
Authority: DE
Inventors: Harald Sobig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-13
Filing date: 1978-03-13
Publication date: 1979-07-19
Also published as: DE2810775C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentralheizungsanlage mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer als Wärmequelle, einer Umwälzpumpe im Heizungskreis und einer von der Innen- oder Außentemperatur abhängigen elektronischen Regelung der Raumtemperatur.

Bei Zentralheizungsanlagen, die an einen Heizkessel als Wärmequelle angeschlossen sind, ist eine selbsttätige Regelung der Raumtemperatur mit Hilfe eines im Heizungskreis angeordneten motorbetätigten Mischventils bekannt. Mit Hilfe eines solchen Mischventils kann aus einem Primärkreis, der von der Wärmequelle gespeist wird, erwärmtes Wasser in beliebig dosierbaren Mengen abgezweigt und dem Heizungskreis mit den angeschlossenen Heizkörpern zugeführt werden. Gleichzeitig wird über das Mischventil eine gleichgroße Menge abgekühlten Wassers in den Primärkreis zurückgeführt. Auf diese Weise kann mit Hilfe des Mischventils die Wärmelieferung vom Primärkreis in den Heizungskreis dem tatsächlich benötigten Wärmebedarf jederzeit angepaßt werden.

Bei Zentralheizungsanlagen, die mit einem Umlauf-Wassererhitzer betrieben werden, ist eine Regelung der Raumtemperatur in der vorstehend beschriebenen Art nicht bzw. nicht ohne besondere Vorkehrungen möglich. Dies hängt vor allem mit der für eine einwandfreie Funktion eines gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers erforderlichen Mindestumlaufmenge zusammen, die im Primärkreis nicht unterschritten werden darf. Bei Unterschreitung der Mindestumlaufmenge spricht das Wassermangelventil an und bewirkt die Abschaltung des Wassererhitzers. Bei Verwendung eines Mischventils kann die geforderte Mindestumlaufmenge beispielsweise dann unterschritten werden, wenn das Mischventil eine solche Stellung einnimmt, daß kein Warmwasser an den Heizungskreis abgegeben wird. Die gleichen Schwierigkeiten ergeben sich bei Heizungsanlagen mit thermostatischen Heizkörperventilen, wenn alle Heizkörper gleichzeitig abgesperrt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentralheizungsanlage für den Betrieb mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer dahingehend weiterzuentwickeln und zu verbessern, daß bei allen möglichen Ausführungen und Betriebszuständen eine Mindestumlaufmenge gewährleistet ist und somit die Möglichkeit besteht, auch für solche Anlagen eine elektronische Regelung der Raumtemperatur anzuwenden und um damit alle Vorzüge dieser Temperaturregelung, wie sie von Heizungsanlagen mit einem Heizkessel bereits bekannt sind, ausnutzen zu können.

Bei einer Zentralheizungsanlage der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an die Wärmequelle ein Zwischenbehälter im Nebenschluß leitungsmäßig so angeschlossen ist, daß das Vorlaufrohr der Wärmequelle in den Zwischenbehälter einmündet und an anderer Stelle das zum Heizungskreis weiterführende Vorlaufrohr vom Zwischenbehälter ausgeht und daß das vom Heizungskreis kommende Rücklaufrohr durch den Zwischenbehälter hindurchgeführt und mit dem weiterführenden

Rücklaufrohr an die Wärmequelle angeschlossen ist, wobei die Rücklaufrohre innerhalb des Zwischenbehälters durch ein Abzweig- und Verteilelement verbunden sind, welches öffnungen zum Innenraum des Zwischenbehälters aufweist.

Der Zwischenbehälter bietet darüber hinaus die Möglichkeit, eine Zentralheizungsanlage der vorgenannten Art mit einem steuerbaren Mischventil zu betreiben. Eine solche Zentralheizungsanlage ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Heizungskreis über ein steuerbares Mischventil an den Zwischenbehälter angeschlossen ist und daß ein zur Regelung der Raumtemperatur dienendes Steuergerät auf das Mischventil einwirkt, während zur Steuerung der Wärmequelle am Zwischen- 1¹S behälter ein Vorwählthermostat angebracht ist.

Der Zwischenbehälter kann als aufrechtstehender Behälter mit einer gewissen Höhe ausgebildet sein, wobei für das ankommende Vorlaufrohr im Innern ein senkrecht stehendes Standrohr vorgesehen ist, welches im oberen Teil desselben endet Auf diese Weise wird der nicht an den Heizungskreis abgegebene Anteil des Vorlaufwassers veranlaßt, den Zwischenbehälter von oben nach unten zu durchströmen, so daß Wärmestauungen vermieden werden.

Das Abzweig- und Verteilelement kann in einer besonders einfachen Ausgestaltung aus einem Rohrstück mit einer Anzahl Wandungsbohrungen bestehen. Ebenso gut kann auch ein Abzweig- und Verteilelement benutzt werden, welches einerseits aus einem Kelchstück und andererseits aus einem Rohrstutzen besteht, der konzentrisch und mit radialem Spiel in das Kelchstück hineinragt, so daß zwischen dem inneren Ende des Rohrstutzens und dem Boden des Kelchstükkes ein Spalt freibleibt

Durch die Einschaltung eines Zwischenbehälters zwischen Wärmequelle und Heizungskreis ist die geforderte Mindestumlaufmenge eines gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers auch dann gewährleistet, wenn an den Heizungskreis kein Wasser abgegeben wird. In diesem Fall zirkuliert das erwärmte Wasser nur im Primärkreis, der über den Zwischenbehälter geschlossen ist. Wird dagegen Vorlaufwasser vom Heizungskreis abgenommen, so zirkuliert über den Zwischenbehälter selbsttätig nur die jeweilige Restmenge des zur Verfügung stehenden Vorlaufwassers, die sich im Abzweig- und Verteilelement mit dem vom Heizungskreis kommenden Rücklaufwasser wieder vermischt.

Der Zwischenbehälter kann außerdem dazu benutzt werden, einen Brauchwasserladespeicher aufzuheizen. Zu diesem Zweck sind nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung am Zwischenbehälter am oberen und unteren Ende Anschlußstutzen für den Anschluß der zum Brauchwasserladespeicher führenden Rohrleitungen vorgesehen.

Die Erfindung bietet gegenüber einer herkömmlichen Zentralheizungsanlage mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer wesentliche Vorteile. Neben der Sicherstellung der Mindestumlaufmenge besteht nunmehr die Möglichkeit, auch solche Heizungsanlagen mit einer elektronischen Temperaturregelung zu betreiben, so daß nunmehr auch alle bekannten Vorteile einer witterungsgeführten Regelung voll ausgenutzt werden können. Der Hauptvorteil einer witterungsgeführten Regelung liegt bekanntlich darin, daß die Wärmequelle an den Heizungskreis nur soviel Energie abgibt, wie entsprechend der jeweiligen Außentemperatur notwendig ist.

Die nach der Erfindung vorgesehene Verwendung eines Zwischenbehälters bietet weiterhin den großen Vorteil, daß eine witterungsgeführte Temperaturregelung ohne Schwierigkeiten mit Thermostatventilen an den einzelnen Heizkörpern kombiniert werden kann. Hierdurch ist eine individuelle Wahl der Temperatur in allen Räumen möglich. Hinzu kommt, daß der erfindungsgemäße Zwischenbehälter in bereits bestehende Zentralheizungsanlagen ohne großen Zeit- und Kostenaufwand nachträglich eingebaut werden kann. Dies gibt die Möglichkeit, vorhandene Heizungsanlagen hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit und ihres Komforts wesentlich zu verbessern.

Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Die Zeichnungen zeigen in schematischer Form in

F i g. 1 eine Zentralheizungsanlage mit aufrechtstehendem Zwischenbehälter mit witterungsgeführter Temperaturregelung,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Heizungsanlage mit liegend angeordnetem Zwischenbehälter und Raumtemperatur-Regelung,

Fig.3 eine erste Ausfuhrungsform eines Abzweig- und Verteilelementes in Form eines Rohres mit Wandungsbohrungen,

F i g. 4 eine zweite Ausführungsform eines Abzweig- und Verteilelementes in Form von zwei ineinandergreifenden Rohrenden und

F i g. 5 eine Zentralheizungsanlage ohne Mischventil.

F i g. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Zentralheizungsanlage mit einem Zwischenbehälter, einem Mischventil und witterungsgeführter Temperaturregelung. Mit dem als Wärmequelle dienenden gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer 1 in herkömmlicher Ausführung steht der Zwischenbehälter 2 über die Vorlaufleitung 3 und die Rücklaufleitung 4 in Verbindung. Der Heizungskreis 5 enthält aüe Heizkörper (von denen nur einer symbolisch dargestellt ist), eine Umwälzpumpe 6 und ein Mischventil 7, welches von einem Stellmotor 8 betätigt wird. Im Zuge der Rohrleitungen sind ferner Absperrventile 9 angedeutet, die dazu dienen, beim Auswechseln schadhafter Teile einzelne Rohrabschnitte abzusperren.

Das Mischventil 7 ist über eine Leitung 10 an den Warmwasserabgang des Zwischenbehälters 2 und ferner über eine Leitung 11 an den Stutzen für den Kaltwasserrücklauf desselben angeschlossen.

Der Zwischenbehälter 2 enthält im Innern ein Abzweig- und Verteilelement 12 in einer Ausführung entsprechend der Detaildarstellung nach Fig.4. Dieses Abzweig- und Verteilelement enthält ein Kelchstück 13, an das die Rücklaufleitung 4 angeschlossen ist, und einen Rohrstutzen 14, der mit der Leitung 11 in Verbindung steht und konzentrisch mit radialem Spiel in das Kelchstück 13 hineinragt, wobei zwischen dem inneren Ende des Rohrstutzens 14 und dem Boden des Kelchstückes ein Spalt freigelassen ist Die Vorlaufleitung 3 ist an ein aufrechtstehendes Standrohr 15 angeschlossen, welches im oberen Teil des Zwischenbehälters 2 endet

Am Zwischenbehälter 2 sind ferner am oberen und unteren Ende Anschlußstutzen 16 und 17 für den Anschluß eines nicht dargestellten Brauchwasserladespeichers vorgesehen. Weiterhin sind am Zwischenbehälter 2 ein Vorwählthermostat 18 für die Steuerung des Umlauf-Wassererhitzers 1 und ein Thermometer 19 angebracht

Die elektronische Steuerung enthält ein Zentralgerät 20, einen Außenfühler 21 und einen Vorlauffühler 22, der

mit dem Heizungskreis 5 in Verbindung steht. Die vom Außenfühler 21 und vom Vorlauffühler 22 gemessenen Temperaturen werden im Zentralgerät im Hinblick auf eine vorgegebene Zuordnung verglichen. Wenn eine Abweichung von dieser Zuordnung vorhanden ist, wird vom Zentralgerät 20 ein Impuls an den Stellmotor 8 abgegeben, der bewirkt, daß durch entsprechende Einstellung des Mischventils 7 die Wärmezufuhr zum Heizungskreis 5 verändert und folglich die Regelabweichung aufgehoben wird.

Beim Betrieb der Heizungsanlage wird im Zwischenbehälter 2 je nach Einstellung des Vorwählthermostaten 18 eine bestimmte Temperatur aufrechterhalten. Eine geeignete Isolierung verhindert unerwünschte Wärmeverlüste. Durch die im Zwischenbehälter 2 befindliche Wassermenge ist die Mindestumlaufmenge des Umlauf-Wassererhitzers 1 auch dann gewährleistet, wenn vom Heizungskreis kein Warmwasser abgenommen wird. Als zweiter Extremfall käme der Zustand in Betracht, bei dem die gesamte angebotene Wärmemenge vom Heizungskreis 5 abgenommen wird. Zwischen diesen beiden Extremzuständen wird entsprechend der jeweiligen Einstellung des Mischventils 7 dem Zwischenbehälter 2 eine solche Menge Warmwasser für den Heizungskreis entnommen, wie sie entsprechend der jeweiligen Außentemperatur zur Einhaltung der gewünschten Raumtemperatur notwendig ist. Dies bedeutet, daß über den Zwischenbehälter 2 jeweils die vom Heizungskreis 5 nicht benötigte Wassermenge an den Umlauf-Wassererhitzer 1 direkt wieder zurückgeführt wird. Die Verteilung der Wasserströme innerhalb des Zwischenbehälters 2 wird hierbei selbsttätig durch das Abzweig-und Verteilelement 12 bewirkt.

Durch die Hirizufügung des Zwischenbehälters 2 ist es nicht notwendig, am Umlauf-Wassererhitzer 1 irgendwelche Veränderungen vorzunehmen. Vielmehr können alle am Umlauf-Wassererhitzer normalerweise vorhandenen Sicherheitseinrichtungen, wie Ausdehnungsgefäß, Sicherheitsventil, Sicherheitsthermostat usw., weiter benutzt werden. Für kleinere Anlagen wäre es auch denkbar, den Zwischenbehälter in den Umlauf-Wassererhitzer zu integrieren.

F i g. 2 zeigt den Aufbau einer Zentralheizungsanlage mit einem Zwischenbehälter 2a in liegender Ausführung und einer Regelung in Abhängigkeit von der Raumtemperatur. Anstelle eines Außenfühlers ist für diese Anlage ein Raumfühler 21a vorgesehen. Alle übrigen Teile der Zentralheizungsanlage stimmen mit der Anlage nach F i g. 1 überein und sind daher auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Wie aus der zeichnerischen Darstellung hervorgeht, ist im Zwischenbehälter 2a das Abzweig- und Verteilelement 12 mit senkrecht stehender Rohrachse in

ίο der Nähe eines Behälterendes angeordnet. Die Vorlaufrohre 3 und 10 sind am entgegengesetzten Ende des Zwischenbehälters 2a im oberen Bereich desselben angeschlossen. Die Wirkungsweise dieser Anlage ist die gleiche wie die nach F i g. 1.

Fig.3 zeigt eine besonders einfache Ausführung eines Abzweig- und Verteilelements in Form eines Rohrstückes mit einer Anzahl Bohrungen in der Wandung desselben.

In F i g. 5 ist der Aufbau einer Zentralheizungsanlage dargestellt, die ohne Mischventil betrieben wird. In diesem Fall sind das Vorlaufrohr 10 und das Rücklauf rohr 11 des Heizungskreises 5 direkt an den Zwischenbehälter 2a in liegender Ausführung angeschlossen. Für das gewählte Ausführungsbeispiel wurde eine witterungsgeführte Temperaturregelung zugrundegelegt. Das Zentralgerät 20 ist hierbei an die Klemme »Raumthermostat« des Umlauf-Wassererhitzers 1 angeschlossen. Auch für eine solche vereinfachte Zentralheizungsanlage schafft der Zwischenbehälter 2a die Voraussetzung für die Anwendung einer witterungsgeführten Temperaturregelung.

Was das Volumen des Zwischenbehälters anbelangt, ist zu bemerken, daß ein gewisses Mindestvolumen im Verhältnis zum zugehörigen Umlauf-Wassererhitzer nicht unterschritten werden sollte. Eine größere Bemessung des Zwischenbehälters hat bei Zentralheizungsanlagen, die mit einem Mischventil betrieben werden, den Vorteil einer entsprechenden Verringerung der Schaltspiele, weil der Zwischenbehälter gleichzeitig die Funktion eines Wärmespeichers erfüllt. Für eine Wohnungszentralheizungsanlage ist bereits ein Zwischenbehälter mit einem Fassungsvermögen von 6 bis 10 lausreichend.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zentralheizungsanlage mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer als Wärmequelle, einer Umwälzpumpe im Heizungskreis und einer von der Innen- oder Außentemperatur abhängigen elektronischen Regelung der Raumtemperatür, dadurch gekennzeichnet, daß an die Wärmequelle (1) ein Zwischenbehälter (2, 2a) im Nebenschluß ieitungsmäßig so angeschlossen ist,- daß das Vorlaufrohr (3) der Wärmequelle (1) in den Zwischenbehälter (2,2a) einmündet undan anderer Stelle das zum Heizungskreis (5). weiterführende Vorlaufrohr (10) vom Zwischenbehälter (2, 2a;! ausgeht und daß das vom Heizungskreis (5) kommende Rücklaufrohr (11) durch den Zwischenbehälter hindurchgeführt und mit dem weiterführenden Rücklaufrohr (4) an die Wärmequelle (1) angeschlossen ist, wobei die Rücklaüfrohre (11, 4) innerhalb des Zwischenbehälters (2, 2a) durch ein Abzweig- und Verteilelement

(12) verbunden sind, welches Öffnungen zum Innenraum des Zwischenbehälters (2,2a) aufweist.

2. Zentralheizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizungskreis (5) über ein steuerbares Mischventil (7) an den Zwischenbehälter (2) angeschlossen ist und daß ein zur Regelung der Raumtemperatur dienendes Steuergerät (20) auf das Mischventil (7) einwirkt, während zur Steuerung der Wärmequelle (1) am Zwischenbehälter (2) ein Vorwählthermostat (18) angebracht ist. "-.--..

3. Zentralheizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter (2) als aufrechtstehender Behälter ausgebildet ist und daß für den Anschluß des ankommenden Vorlaufrohres (3) ein senkrecht stehendes Standrohr (15) im Behälter vorhanden ist, welches im oberen Abschnitt desselben endet.

4. Zentralheizungsanlage nach einem der Ansprüche 1, bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das abgehende Vorlauf rohr (10) am oberen Ende des Zwischenbehälters.(2) angeschlossen ist. -

5. Zentralheizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch; gekennzeichnet, daß das Abzweig- und Verteilelement (12) in der Nähe des Behälterbodens mit waagerecht verlaufender Rohrachse angeordnet ist.

6. Zentralheizüngsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter (2a) als waagerecht liegender Behälter ausgebildet ist und daß das Abzweig- und Verteilelement (12) in der Nähe eines Behälterendes mit senkrecht stehender Rohrachse angeordnet ist, während die Vorlaufröhre (3,10) am entgegengesetzten Ende im oberen Bereich des Zwischenbehälters (2a) angeschlossen sind.

7. Zentralheizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abzweig- und Verteilelement aus einem Rohrstück mit einer Anzahl Wandungsbohrungen besteht.

8. Zentralheizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abzweig- und Verteilelement aus einem Kelchstück

(13) und einem Rohrstutzen (14) besteht, der konzentrisch mit radialem Spiel in das Kelchstück (13) hineinragt, wobei zwischen dem inneren Ende, des Rohrstuf zens (14) und dem Boden des Kelchstükkes (13) ein Spalt freigelassen ist.

9. Zentralheizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter (2, 2a) am oberen und unteren Ende Anschlußstutzen (16, 17) für den Anschluß eines Brauchwasserladespeichers aufweist.