DE2817538C3

DE2817538C3 - Wasserumlauf-Zentralheizung

Info

Publication number: DE2817538C3
Application number: DE19782817538
Authority: DE
Inventors: Harald 4320 Hattingen Sobig
Original assignee: Individual
Current assignee: Interdomo & Co Heizungs- und Waermetechnik 4 GmbH
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1978-04-21
Publication date: 1981-03-19
Also published as: DE2817538B2; DE2817538A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserumlauf-Zentralheizung mit einer Wärmequelle, die von einem Gebläsebrenner zur Verbrennung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe beheizt wird, wobei der Heizungskreis über ein der Temperaturregelung dienendes Mischventil an den Kreis der Wärmequelle angeschlossen ist und sowohl im Heizungskreis als auch im Kesselkreis eine Umwälzpumpe vorgesehen ist.

Die in Zentralheizungsanlagen üblichen Heizkessel für öl- oder Gasfeuerung unter Verwendung eines Gebläsebrenners haben einen relativ großen Wasserinhalt. Das im Heizkessel befindliche Wasser dient

einerseits zum Wärmetausch, andererseits zur Wärmespeicherung. Im Hinblick auf diese beiden Funktionen ist eine Verringerung der Wassermenge im Heizkessel praktisch nicht möglich, obwohl dies aus verschiedenen Gründen erwünscht wäre.

Einer Verringerung der Wassermenge steht vor allem entgeger., daß bei einem zu geringen Wasservolumen die während der Einschaltzeit des Brenners zugeführte Wärme nicht schnell genug abgeführt und auch nicht gespeichert werden kann, da die während einer Einschaltpenode erzeugte Wärmemenge über einen größeren Zeitraum, d. h. auch noch nach Abschaltung des Brenners, an den Heizungskreis abgegeben wird. Hauptnachteile der bekannten Heizkessel sind ein entsprechend großer Raumbedarf, relativ große Stillstandsverluste, komplizierte Abgasführungen, die Gefahr der Bildung von Schwitzwasser bei zu niedrigen Temperaturen und nicht zuletzt eine entsprechende Trägheit hinsichtlich der Funktion als Wärmetauscher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentralheizung der eingangs genannten Gattung für Öl- oder Gasfeuerung unter Verwendung eines Gebläsebrenners dahingehend auszubilden, daß sie einen geringeren baulichen Aufwand erfordert und mit einem günstigen Wirkungsgrad betriebssicher gefahren werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Wasserumlauf-Zentralheizung der eingangs genannten Art erfindungemäß dadurch gelöst, daß die Wärmequelle als Wasserheizer mit minimalem Wasserinhalt ausgebildet ist, daß die Vorlauf- und Rücklaufleitungen zwischen Wärmequelle und Heizungskreis durch einen gesonderten Behälter als Wärmetauscher geführt sind, wobei die Umwälzpumpe des Kesselkreises in der Vorlauf- oder Rücklaufleitung zwischen Wärmequelle und Behälter angeordnet ist, daß am Behälter die Anschlüsse für die Vorlaufleitungen und die Anschlüsse u^r die Rücklaufleitungen an entgegengesetzten Enden desselben vorgesehen sind und daß im Behälter die Anschlüsse der Rücklaufleitungen durch ein konzentrisches Abzweig- und Verteileiement verbunden sind, welches einen Durchtritt zum Innenraum des Behälters aufweist

Die Wärmequelle kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als la' «!gestreckter rohrförmiger Heizkessel ausgebildet sein, dessen Kesselraum sich zwischen der Wandung einer rohrförmigen Brennkammer und einem äußeren Mantel befindet.

Der /wischengischaltete Behälter wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als langgestreckter Zy linderbehälter mit etwa waagerechter Gebrauchslage ausgebildet. Vorteilhafterweise besteht das Abzweig- und Verteilelement aus einem Kelchstück und einem Rohrstutzen, der mit radialem Spiel in das Kelchstück hineinragt, wobei zwischen dem inneren Ende des Rohrstutzen* und dem Boden des Kelchstückes ein Spalt freigelassen ist. Eine gute Funktion des Abzweig- und Verteilelementes wird erreicht, wenn es in aufrechtstehender Lage im behälter angeordnet ist. wobei das Kelchstück unterhalb des Rohrstutzens liegt und an die zur Wärmequelle führende Rüeklaufleitung angeschlossen ist.

Die nach der Erfindung vorgesehene Verlagerung der zur Speicherung notwendigen Wassermenge von der Wärmequelle in einen gesonderten Zwischenbehälter führt gegenüber bekannten Heizungsanlagen zu einer Reihe bedeutsamer Vorteile. Ein wesentlicher Vorteil liegt darin, daß anstelle eines Heizkessels üblicher Bauart ein Wärmeerzeuger äußerst einfacher Konstruk-

tion und mit sehr kleinen Abmessungen verwendbar ist. Dieser Wärmeerzeuger kann beispielsweise eine einfache rohrförmige Brennkammer sein, die außen von einem Wasserraum umgeben ist. Eine solche Brennkammer ermöglicht eine relativ lange Flamme und damit ein ^ einwandfreies Ausbrennen der Ramme.

Vorteilhaft sind ferner die wesentlich kürzere Aufheizzeit und die geringere Gefahr der Entstehung von Schwitzwasser. Als Folge der wesentlich kleineren Wassermenge in der Wärmequelle sind auch die ι» Stillstandsverluste entsprechend niedriger. Eine weitere Senkung der Stillstandsverluste ergibt sich dadurch, daß sowohl die WärmequeUe als auch das Zwischengefäß wegen der geometrisch einfachen Oberfläche wirksam zu isolieren sind. Der nach der Erfindung vorgesehene ^! > Zwischenbehälter bewirkt über den Zeitraum eines Jahres eine Vergleichmäßigung des Wirkungsgrades der Heizungsanlage und führt damit zu einer entsprechenden Senkung der Heizkostea

Infolge der sehr schnellen Wärmeabgabe von der Wärmequelle an den Zwischenbehälter kann die spezifische Heizflächenbelastung der Wärmequelle wesentlich gesteigert werden. Dies bedeutet, daß die Erfindung den Einsatz von Heizkesseln mit im Vergleich zu üblichen Bauarten relativ kleinen Abmessungen 2; ermöglicht.

Der Zwischenbehälter gewährleistet im übrigen eine beliebige feinfühlige Dosierung der an den Heizungs kreis abgegebenen Wassermenge und aamit eine optimale Anpassung an den jeweiligen Wärmebedarf J" bei gleichbleibender Umlaufmenge im Primärkreis, d. h im Kreis, der aus der Wärmequelle und dem Zwischenbehälter besteht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand zeichnerischer Darstellungen näher >~~> erläutert. Es zeigen

F i g. 1 bis 3 das Prinzip einer Heizungsanlage nach der Erfindung für drei verschiedene Betriebszustände und

F i g. 4 eine Schaltungsanordnung der Bestandteile ^4fl einer vollständigen Wasserumlauf-Zentralheizungsanlage nach der Erfindung.

Die Prinzipdarstellungen der F i g. I bis 3 zeigen den grundsätzlichen Aufbau einer Heizungsanlage mit einem Zwischenbehälter. Die einreinen Darstellungen ⁴> enthalten jeweils eine Wärmequelle A, einen Zwischenbehälter B mit einem Abzweig- und Verteilelement C und einen geschlossenen Heizungskreis D mit einem Dreiwege-Mischventi! £ der im Nebenschluß an den Zwischenbehälter B angeschlossen ist. Im Heizungs- >" kreis D und in dem aus Wärmequelle A und Zwischenbehälter B bestehenden Primärkreis sind Umwälzpumpen Fvorgesehen.

Die in den Heizungskreis D eintretende Wassermenge wird durch die Stellung des Mischventils fbestimmt. ^v> F i g. I zeigt den Betriebszustand bei voll geöffnetem Mischventil fund F i g. 3 den Betriebszustand, bei dem die ankommende Vorlaufleitung im Mischventil E abgesperrt ist. Bei dem Betriebszustand nach F i g. 1 stFömt die gesamte aus der Wärmequelle A austretende ^6f> Wassermenge durch den Heizungskreis D; im Zwischenbehälter B ist praktisch keine Querströmung vorhanden. Bei dem Betriebszustand nach F i g. 3 zirkuliert dagegen die aus der Wärmequelle A austretende Wassermenge nur im Primärkreis, d. h. das im Zwischenbehälter B vorhandene Speicherwasser wird entsprechend der zu^eführten Wärmemenge aufgeheizt.

Die Darstellung nach F i g. 2 gilt für alle Zwischenstellungen des Mischventils £ Der aus der Wärmequelle A austretende Wasserstrom verzweigt sich im Zwischenbehälter B in zwei Teilströme, von denen der eine Teilstrom in den Heizungskreis D fließt und der andere Teilstrom den Zwischenbehälter B durchquert und über das Abzweig- und Verteilelement C wieder zur Wärmequelle A zurückfließt. In gleichem Maße teilt sich auch der über die Rücklaufleitung in den Zwischenbehälter B zurückfließende Wasserstrom, &n. ein Teiistrom fließt unmittelbar weiter zur Wärmequelle A, während ein anderer Teilstrom den Zwischenbehälter B durchquert (durch gestrichelte Pfeile angedeutet) und zum Heizungskreis zurückfließt.

F i g. 4 zeigt in Form eines Schaltbildes den grundsätzlichen Aufbau einer Zentralheizung. Die Wärmequelle besteht aus einem einfachen Röhrenheizkessel 1. bei dem der Wasserraum zwischen dem inneren Lrennrohr und einem äußeren Maritelrohr liegt Für die Beheizung des Heizkess^.. 1 ist ein Gebläsebrenner 2 zur Verbrennung flüssiger cJer gasförmiger Brennstoffe vorgesehen. Der Heizkessel 1 ist über die Vorlaufleitung 3 und die Rücklaufleitung 4 nvt einem Zwischenbehälter 5 verbunden, wobei in der Rücklaufleitur^ 4 eine Umwälzpumpe 6 angeordnet ist.

Die vom Zwischenbehälter 5 abgehende Vorlaufleitung 7 führt über ein Dreiwege-Mischventil 8 und eine weitere Umwälzpumpe 9 zum HeizungskreislO, der alle angeschlossenen Heizkörper enthält. Über die Rücklaufleitung It ist der Heizungskreis 10 rücklaufseitig an den Zwischenbehälter 5 angeschlossen. Außerdem besteht eine Querverbindung 12 zum Mischventil 8.

Zur Regelung der Temperatur des Wassers im Zwischenbehälter 5 ist an diesem e ι Vorwählthermostat 13 angebracht, mittels desse ι der Brenner 2 gesteuert wird. Außerdem ist am Heizkessel 1 ein Sicherheitsthermostat 14 vorgesehen.

Die Regelung der Temperatur im Heizungskreis 10 wird mit einer elektronischen Steuerung bewirkt, die im wesentlichen ein Zentralgerät 15, einen Außenfühler 16 und einen Vorlauffühler 17 aufweist, der auf die Temperatur in der Vorlaufleitung des Heizungskreises 10 anspricht. Die vom Außenfühler 1* und dem Vorlauffühler 17 gemessenen Temperaturen werden im Zentralgerät 15 im Hinblick auf eine vorgegebene Zuordnung verglichen. Wenn eine Abweichung von dieser Zuordnung vorliegt, wird vom Zentralgerät 15 ein Impuls an den Stellmotor 18 des Mischventils 8 gegeben, der eine Veränderung der Einstellung des Mischventils 8 und damit eine solche Veränderung in der Wärmezufuhr zum Heizungskreis 10 bewirkt, daß die festgestellte Regelabweichung aufgehoben wird.

Während des Betriebes der Zentralheizung wird im Zwischenbehälter 5 entsprechend der Einstellung des Vorwählthermosiates 13 eine bestimmte Temperatur aufrechterhalten. Soweit der Zwischenbehälter 5 in unmittelbarer Nähe des Heizkessels 1 aufgestellt ist, unterscheidet sich die Wassertemperatur im Zwischenbehälter 5 nur wenig von der Wassertemperatur im Heizkessel 1. Durch eine geeignete Isolierung des Zwischenbehälters 5 und des Heizkessels ■ werden unerwünschte Wärmeverluste verhindert.

Wie aus der Darstellung in F i g. 4 hervorgeht, ist das Abzweig- und Verteilelement 19 innerhalb des Zwischenbehälters 5 in gleicher Weise wie bei den Prinzipdarstellungen der F i g. 1 bis 3 im Zuge der Rücklaufleitungen 11, 4 angeordnet. Es besteht aus einem Rohrstutzen 196, an den die ankommende

Rücklaufleitung 11 angeschlossen ist, und einem Kelchstück 19a, welches mit der abgehenden Rücklaufleitung 4 in Verbindung steht. Der Rohrstutzen 196 ist mit radialem Spiel in das Kelchstück 19a eingesetzt, wobei zwischen dem inneren Ende des Rohrstutzens 196 und dem Boden des Kelchstückes 19a ein Spalt treigelassen ist. Die Größe des Spaltes bestimmt den Durchtrittsquerschnitt, über den das Rohrinnere mit dem Innern des Zwischenbehälters 5 in Verbindung steht.

Wenn zusätzlich die Erwärmung von Brauchwasser vorgesehen ist, erfolgt der Anschluß eines entsprechenden Brauchwasserladespeichers 20 auf der Ausgangsseite des Zwischenbehälters 5 an die Vorlaufleitung 7 und die Rücklaufleitung 11, wie es in F i g. 4 dargestellt ist.

Das Fassungsvermögen des Zwischenbehälters 5 hängt von der Größe der Heizungsanlage ab. Ein gewisses Mindestvolumen sollte hierbei nicht unterschritten werden. Andererseits wirkt sich eine größere Bemessung insofern vorteilhaft aus, als dadurch die Schalthäufigkeit des Brenners verringert werden kann. Für eine übliche Wohnungszentralheizung sollte das Volumen des Zwischenbehälters etwa I I pro 1.16 kW (1000 kcal) Kesselleistung betragen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wasserumlauf-Zentralheizung mit einer Wärmequelle, die von einem Gsbläsebrenner zur Verbrennung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe beheizt wird, wobei der Heizungskreis über ein der Temperaturregelung dienendes Mischventil an den Kreis der Wärmequelle angeschlossen ist und sowohl im Heizungskreis als auch im Kesselkreis eine Umwälzpumpe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle (1) als Wasserheizer mit minimalem Wasserinhalt ausgebildet ist, daß die Vorlauf- und Rücklaufleitungen (3, 7 bzw. 11,4) zwischen Wärmequelle (1) und Heizungskreis (10) durch einen gesonderten Behälter (5) als Wärmetauscher geführt sind, wobei die Umwälzpumpe (6) des Kesselkreises in der Vorlauf- oder Rücklaufleitung (3 bzw. 4) zwischen Wärmequelle (1) und Behäl'er (S) angeordnet ist, daß am Behälter (S) die Anschlüsse für die Vorlaufleitungen (3,7) und die Anschlüsse für die Rücklaufleitungen (U, 4) an entgegengesetzten Enden desselben vorgesehen sind und daß im Behälter (5) die Anschlüsse der Rücklaufleitungen (11, 4) durch ein konzentrisches Abzweig- und Verteilelement (19) verbunden sind, welches einen Durchtritt jum Innenraum des Behälters (S) aufweist.

2. Zentralheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle (1) als langgestreckter rohrförmiger Heizkessel ausgebildet ist, dessen Kesselraum sich zwischen der Wandung einer rohrförmig ,ι Brennkammer und einem äußeren Mantel befindet.

3. Zentralheizung nach .ispruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (5) als langgestreckter Zylinderbehälter mit etwa waagerechter Gebrauchslage ausgebildet ist.

4. Zentralheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abzweig- und Verteilelement (19) aus einem Kelchstück (19a,/und einem Rohrstutzen {i9b) besteht, der mit radialem Spiel in das Kelchstück (\9a) nineinragt. woiwi zwischen dem inneren Ende des Rohrstutzens {19b) und dem Boden des Kelchstückes (19a) ein Spalt freigelassen ist.

5. Zentralheizung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Abzweig- und Verteilelement (19) in aufrechtstehender Lage im Behälter (5) angeordnet ist. wobei das Kelchstück (19ajsich unter dem Rohrstutzen {19b) befindet und an die zur Wärmequelle (1) führende Rücklaufleitung (4) angeschlossen ist