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EP0931988A2 - Verfahren und Einrichtung zur Reduzierung der Wartezeit für das Zapfen von warmen Wasser - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Reduzierung der Wartezeit für das Zapfen von warmen Wasser Download PDF

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Publication number
EP0931988A2
EP0931988A2 EP98121850A EP98121850A EP0931988A2 EP 0931988 A2 EP0931988 A2 EP 0931988A2 EP 98121850 A EP98121850 A EP 98121850A EP 98121850 A EP98121850 A EP 98121850A EP 0931988 A2 EP0931988 A2 EP 0931988A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
secondary heat
primary circuit
connecting line
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98121850A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0931988A3 (de
Inventor
Bernd Haslanger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wolf GmbH
Original Assignee
Wolf GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wolf GmbH filed Critical Wolf GmbH
Publication of EP0931988A2 publication Critical patent/EP0931988A2/de
Publication of EP0931988A3 publication Critical patent/EP0931988A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for Reduction of the waiting time for dispensing hot domestic water, with or with an intermittent worker Burner, primary heat exchanger and secondary heat exchanger comprehensive combination heater, especially gas combination water heater, the primary heat exchanger being part of a at least one space heater primary circuit and the secondary heat exchanger part of at least one Hot water tap comprehensive secondary circuit is.
  • an intermittent worker Burner primary heat exchanger and secondary heat exchanger comprehensive combination heater, especially gas combination water heater, the primary heat exchanger being part of a at least one space heater primary circuit and the secondary heat exchanger part of at least one Hot water tap comprehensive secondary circuit is.
  • the Secondary heat exchanger is further if necessary Primary circuit can be activated.
  • Flow and return 111, 112 is with at least one space heater connected.
  • the secondary circuit 130 comprises at least a hot water tap. Neither radiator nor tap are shown in Fig. 6. If hot water is required, jumps the gas burner 80 to the primary heat exchanger 70 to heat up water in the primary circuit, which by the circulation pump 50 is circulated, among other things by the connecting line 90 through.
  • the three-way valve 20 switched so that the flow 111 is blocked.
  • the Circulation pump 50 thus rolls what is heated by gas burner 80 Water only via the connecting line 90 um.
  • the secondary circuit 30 is only fully opened when there is a leakage current through the thermostatically controlled valve 32 experiences sufficient temperature rise, the Temperature rise is due to the transfer of heat from the primary circuit in the connecting line 90 via the secondary heat exchanger 30 on the secondary circuit.
  • the opening temperature of the thermostatic has reached controlled valve 32, this opens; the Hot water is then available to consumers.
  • the waiting time when heating the water in the secondary circuit shortened that apart from the leakage current through the thermostatically controlled valve 32 no hot water through the Device or the secondary circuit flows; with it less energy discharged through the hot water or process water. Disadvantageous is, however, that when you first open the hot water tap only the leakage current drips from the tap. Only when that thermostatically controlled valve 32 opens A larger amount of hot water is available to consumers.
  • the object of the present invention is a method and a device of the type mentioned at the beginning create that while avoiding Readiness losses to a noticeable reduction in the waiting time guaranteed for dispensing hot domestic water.
  • the essence of the present invention is therefore that Start of hot water tapping during a heating phase of the secondary heat exchanger, the part of the secondary circuit is, at first interrupted, at least severely throttled until the water from the secondary heat exchanger Primary circuit is heated to a predetermined temperature. Then the secondary heat exchanger can be fully switched back to the primary circuit become. In this way, the heating phase can be done reduce time considerably.
  • the water is preferably in the short-circuited primary circuit at a standby temperature of around 30 to 50 degrees celsius, especially about 40 degrees celsius.
  • bypass line 8 The function of the aforementioned parts of the facility has already been 6 with the exception of the bypass line 8. The importance of this bypass line 8 is shown below discussed in more detail.
  • circulation pump 5 and gas burner 6 start up.
  • the primary circuit connection line 9 which is assigned to the secondary heat exchanger 3, as long blocked until the heating water temperature at the connecting line 9 has reached a predetermined setpoint.
  • the heating water is heated up by the burner output and from the circulation pump 5 in a the secondary heat exchanger 3 immediate bypass line 8 circulated. Accordingly no burner output to the process water in the secondary circuit 13 transfer.
  • the total burner output is used to that water in the short-circuited by the bypass line 8 Bring primary circuit 10 to the target temperature. Is this target temperature on the connecting line 9, it is opened with the result that the heating power via the secondary heat exchanger 3 transferred to the domestic water in the secondary circuit 13 becomes. Accordingly, the secondary circuit is opened 13 associated taps when opening the same hot water immediately with a temperature useful for the consumer Available.
  • the first variant is shown in Fig. 1.
  • Connecting line 9 to the primary circuit 10 via an electric motor operated three-way valve 2 in connection. This can be placed either in the forward 11 or return 12.
  • valve 2 moves to a middle position of both the heating flow 11 and heating return 12 as also the connecting line 9 via the secondary heat exchanger 3 is cordoned off.
  • Due to the generated by the circulation pump 5 Delivery pressure creates a differential pressure before and after you arranged in the bypass line 8 overflow valve 4, through that this is opened.
  • the water in the primary circuit 10 will accordingly circulated via the bypass line 8.
  • Much of the Heating capacity of the gas burner 6 is via the primary heat exchanger 7 transferred to the water in the primary circuit 10. The heating accordingly, the water takes place quickly.
  • the Desired setpoint temperature in the bypass line 8 short-circuited primary circuit 10 and thus on the three-way valve 2 is reached, this is switched to water heating.
  • the connecting line 9 takes priority over the heating circuit open.
  • the secondary heat exchanger is immediately fully heated Water available. That will be correspondingly fast Domestic water heated in the secondary circuit 13, so that at the Hot water is available. As soon as the three-way valve 2 is opened, the pressure difference goes lost on the overflow valve 4, so that this again closes.
  • the heating water temperature at the three-way valve 2 is determined by a temperature sensors positioned there. This stands in connection with the motor control for the three-way valve 2.
  • the embodiment according to FIG. 3 largely corresponds to that 1. It differs from this essentially only in that in the connecting line 9 before or behind the secondary heat exchanger 3 is an electric motor or solenoid-controlled two-way valve 1 arranged is. Through this the flow in the connecting line 9 locked at the start of the tap. The result is that the spill valve 4 in the bypass line 8 opens, so that the primary circuit 10th via the bypass line 8 according to the embodiment according to Fig. 1 is short-circuited. As soon as the desired temperature the water in the short-circuited primary circuit has been reached, the two-way valve 1 is opened so that the heating power transmitted to the secondary circuit 13 via the secondary heat exchanger 3 can be. Otherwise, this embodiment the three-way valve 2 is always open. It is either in the open position to the connecting line 9 or in the open position to lead 11.
  • the variant according to FIG. 4 differs from that according to Fig. 3 only in that that before (or behind) the secondary heat exchanger 3 arranged two-way valve 1 as a thermostatic Valve is formed.
  • Heating water circuit is the thermostatic valve 1, apart of a defined leakage current, closed.
  • the heating water is in this position on the bypass line 8 and the overflow valve 4 arranged in this circulates.
  • the leakage current mentioned is the thermosensitive area of the thermostatic valve 1 from the heating water washed around at the start of the tap.
  • the heating water has the opening temperature reached the thermostatic valve 1, this is complete open.
  • the overflow valve 4 closes due to the pressure drop caused by the opening of the two-way valve 1 into the bypass line 8.
  • the heated heating water of the primary circuit flows through the connecting line 9. This will Domestic water in the manner described via the secondary heat exchanger 3 heated.
  • the thermostatic valve 1 can be used as a memory metal or as Expansion body, as in the cooling circuit of a motor vehicle is used to be executed. Contains an expansion body a thermosensitive material, e.g. B. paraffin, which is in Temperature rise expands. The volume increase becomes Exploited movement of a valve plug or the like.
  • the Opening characteristics of the thermostatic valve 1 can be so be designed so that at low flow temperatures of approx. 50 degrees Celsius, as with a water heater a target hot water temperature of around 40 degrees Celsius is still fully open. On the other hand, the valve 1 but only open so late that after opening the consumer immediately hot water at the desired high temperature level is available.
  • the Bypass line 8 branches off from the primary circuit connecting line 9, namely directly in front of or behind the secondary heat exchanger 3.
  • the valve mentioned 1 ' the flow in the connecting line 9 in the Secondary heat exchanger 3 comprising the same section interrupted.
  • the bypass line 8 is opened so that the Primary circuit 10 is shorted again with the result that the heating water in the short-circuited via the bypass line 8 Primary circuit brought to target temperature relatively quickly becomes.
  • this valve 1 ' is opened with simultaneous shut-off the bypass line 8.
  • gas combination water heater can be used in the variants described above 6.7 at a warming temperature of about 40 degrees Celsius can be kept. At this temperature level are the readiness losses compared to a holding temperature low from 60 to 65 degrees Celsius; the waiting time at water heating is further reduced. This operation is particularly beneficial in summer.

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Abstract

Verfahren und Einrichtung zur Reduzierung der Wartezeit für das Zapfen von warmem Brauchwasser bei bzw. mit einem einen intermittierend arbeitenden Brenner (6), Primär-Wärmetauscher (7) und Sekundär-Wärmetauscher (3) umfassenden Kombinationsheizgerät, wobei der Primär-Wärmetauscher (7) Teil eines wenigstens einen Raum-Heizkörper sowie eine Umlaufpunpe (5) umfassenden Primärkreises (10, 11, 12) und der Sekundär-Wärmetauscher (3) Teil eines wenigstens eine Warmwasser-Zapfstelle umfassenden Sekundärkreises (13) ist. Bei Bedarf ist der Sekundär-Wärmetauscher (3) über eine zwischen Vorlauf (11) und Rücklauf (12) des Primärkreises (10) angeordnete Verbindungsleitung (9) dem Primärkreis zuschaltbar. Der Sekundär-Wärmetauscher (3) ist durch eine Bypass-Leitung (8) überbrückbar, wobei der Verbindungsleitung (9) ein Ventil (2) zugeordnet ist, mittels dem der Durchfluß durch diese unterbrechbar ist derart, daß der Sekundärwärmetauscher (3) vom Primärkreis entkoppelt ist. Auf diese Weise läßt sich das Heizwasser im Primärkreis sehr schnell aufheizen. Wird die Solltemperatur in dem durch die Bypass-Leitung (8) kurzgeschlossenen Primärkreis erreicht, wird die Bypass-Leitung (8) geschlossen und die dem Sekundär-Wärmetauscher (3) zugeordnete Verbindungsleitung (9) geöffnet. Am Sekundärkreis (13) liegt dann die volle Heizwasser-Temperatur an. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Reduzierung der Wartezeit für das Zapfen von warmem Brauchwasser, bei bzw. mit einem einen intermittierend arbeitenden Brenner, Primär-Wärmetauscher und Sekundär-Warmetauscher umfassenden Kombinationsheizgerät, insbesondere Gaskombi-Wasserheizgerät, wobei der Primär-Warmetauscher Teil eines wenigstens einen Raum-Heizkörper umfassenden Primärkreises und der Sekundär-Wärmetauscher Teil eines wenigstens eine Warmwasser-Zapfstelle umfassenden Sekundärkreises ist. Der Sekundär-Wärmetauscher ist des weiteren bei Bedarf dem Primärkreis zuschaltbar.
Im vorliegenden Fall geht es also um die Verkurzung der Aufheizzeiten für die Warmwasserbereitstellung bei Gaskombi-Wasserheizern.
In den Stillstandsphasen des Brenners kühlen die Bauteile eines Gaskombi-Wasserheizgerätes teilweise bis auf Raumtemperatur aus. Wird dann Warmwasser gezapft, muß der Verbraucher eine gewisse Wartezeit hinnehmen, bis Warmwasser mit dem gewünschten Temperaturniveau zur Verfügung steht. Die Wartezeit hat zwei Ursachen:
  • Die an der Warmwasserbereitung beteiligten Bauteile werden in der Startphase aufgeheizt. Ein Teil der Brennerleistung wird für die Aufheizung dieser Bauteile entzogen. Die Energiemenge, die für die Aufheizung der Bauteile entzogen wird, und damit die Aufheizzeit des Warmwassers verlängert, ist abhängig von den Wärmekapazitäten der beteiligten Bauteile.
  • Während des Aufheizvorgangs wird bereits ein Teil der Brennerleistung auf das Warmwasser übertragen. Dieses Warmwasser wird vom Verbraucher aber nicht genutzt, da die gewünschte Warmwassertemperatur unter der für den Verbraucher nützlichen Temperatur liegt. Der Energieinhalt des ungenutzt auslaufenden Warmwassers geht somit verloren.
Anhand der Fig. 6 wird ein bekanntes Prinzip zur Reduzierung der Wartezeit für die Bereitstellung von Warmwasser erläutert. Dabei bedeuten in Fig. 6 die Bezugsziffern
100 =
Primärkreis
111 =
Vorlauf
112 =
Rücklauf
50 =
Umlaufpumpe
60 =
Brenner, insbesondere Gasbrenner
70 =
Primär-Wärmetauscher
30 =
Sekundär-Wärmetauscher
90 =
Verbindungsleitung zwischen Vor- und Rücklauf des Primärkreises
20 =
Dreiwege-Ventil
32 =
thermostatisch gesteuertes Ventil
130 =
Sekundärkreis.
Vor- und Rücklauf 111, 112 ist mit wenigstens einem Raum-Heizkörper verbunden. Der Sekundärkreis 130 umfaßt wenigstens eine Warmwasser-Zapfstelle. Weder Heizkörper noch Zapfstelle sind in Fig. 6 dargestellt. Wird Warmwasser benötigt, springt der Gasbrenner 80 an, um über den Primär-Wärmetauscher 70 das im Primärkreis befindliche Wasser aufzuheizen, welches durch die Umlaufpumpe 50 umgewälzt wird, und zwar unter anderem durch die Verbindungsleitung 90 hindurch. Dabei wird das Dreiwege-Ventil 20 so geschaltet, daß der Vorlauf 111 gesperrt ist. Die Umlaufpumpe 50 wälzt also das durch den Gasbrenner 80 erwärmte Wasser nur über die Verbindungsleitung 90 um. Der Sekundärkreis 30 wird erst dann vollständig geöffnet, wenn ein Leckstrom durch das thermostatisch gesteuerte Ventil 32 hindurch einen ausreichenden Temperaturanstieg erfährt, wobei der Temperaturanstieg bedingt ist durch die Übertragung der Wärme vom Primärkreis in der Verbindungsleitung 90 über den Sekundär-Wärmetauscher 30 auf den Sekundärkreis. Wenn das Wasser im Sekundärkreis 130 die Öffnungstemperatur des thermostatisch gesteuerten Ventils 32 erreicht hat, öffnet dieses; dem Verbraucher steht dann Warmwasser zur Verfügung. Die Wartezeit beim Aufheizen des Wassers im Sekundärkreis wird dadurch verkürzt, daß abgesehen von dem Leckstrom durch das thermostatisch gesteuerte Ventil 32 kein Warmwasser durch das Gerät bzw. den Sekundärkreis fließt; damit wird weniger Energie durch das Warmwasser bzw. Brauchwasser abgeführt. Nachteilig ist jedoch, daß beim Öffnen des Warmwasserhahnes zunächst nur der Leckstrom aus dem Zapfhahn tröpfelt. Erst wenn das thermostatisch gesteuerte Ventil 32 öffnet, steht dem Verbraucher eine größere Warmwassermenge zur Verfügung.
In Verbindung mit einem Durchlauferhitzer ist dieses Prinzip beschrieben z. B. in der DE-U 90 12 654.
Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Verkürzung der Wartezeit für warmes Brauchwasser wird das Gaskombi-Wasserheizgerät permanent auf einer Warmhaltetemperatur im Bereich der eingestellten Warmwassertemperatur gehalten. Vor allem bei raumluftabhängigen Gaskombi-Wasserheizgeräten treten hierbei hohe Bereitschaftsverluste auf, die es zu vermeiden gilt. Bezüglich dieses Standes der Technik wird auf die EP 0 427 121 A2 verwiesen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, das bzw. die unter Vermeidung von Bereitschaftsverlusten zu einer merklichen Reduzierung der Wartezeit für das Zapfen von warmem Brauchwasser gewährleistet.
Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 und vorrichtungstechnisch durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 5 gelöst.
Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt also darin, daß bei Beginn der Warmwasserzapfung während einer Aufheizphase die Zuschaltung des Sekundär-Wärmetauschers, der Teil des Sekundärkreises ist, zunächst unterbrochen, zumindest stark gedrosselt wird, bis das am Sekundär-Wärmetauscher anstehende Wasser des Primärkreises auf vorbestimmte Temperatur aufgeheizt ist. Dann kann der Sekundär-Wärmetauscher wieder dem Primärkreis voll zugeschaltet werden. Auf diese Weise läßt sich die Aufheizphase zeitlich erheblich reduzieren.
Damit dies sowohl im Sommer- als auch Winterbetrieb stets gewährleistet ist, hat das Aufheizen des Wassers im kurzgeschlossenen Primärkreis auf die vorbestimmte Temperatur bei Beginn einer Warmwasserzapfung stets Vorrang. Dies gilt insbesondere im Winterbetrieb des Primärkreises.
Für den Sommerbetrieb ist es denkbar, daß der Primärkreis unter Umgehung des Sekundär-Wärmetauschers für eine vorbestimmte Zeit oder vorbestimmte Zeitspannen kurzgeschlossen wird, so daß das Wasser während dieser vorbestimmten Zeit bzw. Zeitspannen auf vorbestimmter Bereitschaftstemperatur gehalten wird. Damit kann die Aufheizphase zeitlich auch im Sommerbetrieb erheblich reduziert werden.
Vorzugsweise wird dabei das Wasser im kurzgeschlossenen Primärkreis auf einer Bereitschaftstemperatur von etwa 30 bis 50 Grad celsius, insbesondere etwa 40 Grad celsius gehalten.
Bezüglich konstruktiver Details der erfindungsgemäßen Einrichtung wird neben Anspruch 5 auf die Ansprüche 6 bis 11 verwiesen sowie auf die nachstehende Beschreibung mehrerer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung anhand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt in:
Fig. 1
eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung in schematischer Darstellung;
Fig. 2
eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung in schematischer Darstellung;
Fig. 3
eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung in schematischer Darstellung;
Fig. 4
eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung in schematischer Darstellung;
Fig. 5
eine fünfte Ausführungsfrom einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung in schematischer Darstellung; und
Fig. 6
eine Einrichtung zur Verkürzung der Wartezeit beim Aufheizen von Warmwasser nach dem Stand der Technik in schematischer Darstellung
Bei sämtlichen Ausführungsformen sind folgende gleiche Teile mit den folgenden Bezugsziffern gekennzeichnet:
3 =
Sekundär-Wärmetauscher
5 =
Umlaufpumpe
6 =
Gasbrenner
7 =
Primär-Wärmetauscher
8 =
Bypass-Leitung
9 =
Primärkreis-Verbindungsleitung
10 =
Primärkreis
11 =
Vorlauf (Heizung)
12 =
Rücklauf (Heizung)
13 =
Sekundärkreis.
Die Funktion der vorgenannten Teile der Einrichtung wurde bereits anhand der Fig. 6 beschrieben mit Ausnahme der Bypass-Leitung 8. Auf die Bedeutung dieser Bypass-Leitung 8 wird nachstehend näher eingegangen.
Wird bei der Ausführungsform nach Fig. 1 Warmwasser gezapft, laufen Umlaufpumpe 5 und Gasbrenner 6 an. Während der Aufheizphase des Warmwassers wird die Primärkreis-Verbindungsleitung 9, der der Sekundär-Wärmetauscher 3 zugeordnet ist, so lange gesperrt, bis die Heizwassertemperatur an der Verbindungsleitung 9 einen vorgegebenen Sollwert erreicht hat. Während dieser Zeit wird das Heizwasser durch die Brennerleistung aufgeheizt und von der Umlaufpumpe 5 in einer den Sekundär-Wärmetauscher 3 umgehenden Bypass-Leitung 8 umgewälzt. Dementsprechend wird keine Brennerleistung an das Brauchwasser im Sekundärkreis 13 übertragen. Die gesamte Brennerleistung wird dazu verwendet, daß Wasser in dem durch die Bypass-Leitung 8 kurzgeschlossenen Primärkreis 10 auf Solltemperatur zu bringen. Steht diese Solltemperatur an der Verbindungsleitung 9 an, wird diese geöffnet mit der Folge, daß die Heizleistung über den Sekundär-Wärmetauscher 3 auf das Brauchwasser im Sekundärkreis 13 übertragen wird. Dementsprechend steht beim Öffnen eines dem Sekundärkreis 13 zugeordneten Zapfhahns beim Öffnen desselben sofort Warmwasser mit einer für den Verbraucher nützlichen Temperatur zur Verfügung.
Für die Absperrung der Verbindungsleitung 9 und dementsprechend die Entkoppelung des Sekundär-Wärmetauschers 3 vom Primärkreis 10 sowie für die Gestaltung der Bypass-Leitung 8 sind folgende Varianten möglich:
Die erste Variante ist in Fig. 1 dargestellt. Dort steht die Verbindungsleitung 9 mit dem Primärkreis 10 über ein elektromotorisch betriebenes Dreiwege-Ventil 2 in Verbindung. Dieses kann wahlweise im Vorlauf 11 oder Rücklauf 12 plaziert sein. Bei Zapfbeginn fährt das Ventil 2 in eine Mittelstellung, bei der sowohl der Heizungsvorlauf 11 bzw. Heizungsrücklauf 12 als auch die Verbindungsleitung 9 über den Sekundär-Wärmetauscher 3 abgesperrt ist. Aufgrund des von der Umlaufpumpe 5 erzeugten Förderdrucks entsteht ein Differenzdruck vor und hinter einem in der Bypass-Leitung 8 angeordneten Überströmventils 4, durch den dieses geöffnet wird. Das Wasser im Primärkreis 10 wird dementsprechend über die Bypass-Leitung 8 umgewälzt. Die dabei entstehenden Verluste sind minimal. Ein Großteil der Heizleistung des Gasbrenners 6 wird über den Primär-Wärmetauscher 7 auf das Wasser im Primärkreis 10 übertragen. Die Aufheizung des Wassers erfolgt dementsprechend schnell. Sobald die gewünschte Solltemperatur in dem über die Bypass-Leitung 8 kurzgeschlossenen Primärkreis 10 und damit am Dreiwege-Ventil 2 erreicht ist, wird dieses auf Warmwasserbereitung geschaltet. Die Verbindungsleitung 9 wird im Vorrang vor dem Heizkreislauf geöffnet.
Am Sekundär-Wärmetauscher steht damit sofort voll aufgeheiztes Wasser zur Verfügung. Dementsprechend schnell wird auch das Brauchwasser im Sekundärkreis 13 aufgeheizt, so daß an der Zapfstelle entsprechend heißes Wasser zur Verfügung steht. Sobald das Dreiwege-Ventil 2 geöffnet wird, geht die Druckdifferenz am Überströmventil 4 verloren, so daß dieses wieder schließt.
Die Heizwassertemperatur am Dreiwege-Ventil 2 wird durch einen dort positionierten Temperaturfühler festgestellt. Dieser steht mit der Motorsteuerung für das Dreiwege-Ventil 2 in Verbindung.
Die Alternativlösung, bei der das Dreiwege-Ventil 2 im Rücklauf 12 plaziert ist, d. h. zwischen Verbindungsleitung 9 und Rücklauf 12 des Primärkreises 10, ist in Fig. 1 mit gepunkteter Linie dargestellt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist zwischen Vorlauf 11 und Verbindungsleitung 9 ein elektromotorisch betriebenes Vierwege-Ventil 2' angeordnet. An diesem ist auch noch die Bypass-Leitung 8 angeschlossen. Bei Zapfbeginn wird durch das Vierwege-Ventil 2' die Bypass-Leitung 8 geöffnet und damit der Primärkreis 10 über die Bypass-Leitung 8 kurzgeschlossen. Sobald die Solltemperatur am Vierwege-Ventil 2' durch einen entsprechenden Temperaturfühler festgestellt wird, schaltet das Vierwege-Ventil 2 auf Warmwasserbereitung um. Dazu wird die Bypass-Leitung 8 geschlossen und die Verbindungsleitung 9 im Vorrang zum Vorlauf 11 des Primärkreises 10 geöffnet. Wird die Zapfstelle im Sekundärkreis 13 geschlossen, wird im Winterbetrieb sowohl durch das Dreiwege-Ventil 2 gemäß Fig. 1 als auch durch das Vierwege-Ventil 2' gemäß Fig. 2 der Vorlauf 11 des Primärkreises 10 unter gleichzeitiger Absperrung der Verbindungsleitung 9 geöffnet, so daß die Heizleistung des Gasbrenners 6 dem Heizkreis bzw. den hier nicht dargestellten Raum-Heizkörpern zur Verfügung gestellt wird. Im Sommerbetrieb wird nach Beendigung der Warmwasser-Zapfung ebenfalls die Verbindungsleitung 9 durch die Ventile 2 bzw. 2' wieder geschlossen, wenn die Temperatur des Primärkreises unter die Schalttemperatur abfällt.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 entspricht weitgehend derjenigen gemäß Fig. 1. Sie unterscheidet sich von dieser im wesentlichen nur dadurch, daß in der Verbindungsleitung 9 vor oder hinter dem Sekundär-Wärmetauscher 3 ein elektromotorisch betriebenes oder magnetgesteuertes Zweiwege-Ventil 1 angeordnet ist. Durch dieses wird der Durchfluß in der Verbindungsleitung 9 bei Zapfbeginn gesperrt. Die Folge ist, daß das Überströmventil 4 in der Bypass-Leitung 8 öffnet, so daß der Primärkreis 10 über die Bypass-Leitung 8 entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 1 kurzgeschlossen ist. Sobald die gewünschte Temperatur des Wassers im kurzgeschlossenen Primärkreis erreicht ist, wird das Zweiwege-Ventil 1 geöffnet, so daß die Heizleistung über den Sekundär-Wärmetauscher 3 an den Sekundärkreis 13 übertragen werden kann. Im übrigen ist bei dieser Ausführungsform das Dreiwege-Ventil 2 stets offen. Es befindet sich entweder in der Offenstellung zur Verbindungsleitung 9 oder in der Offenstellung zum Vorlauf 11.
Die Alternativlösung, bei der das Zweiwege-Ventil 1 hinter dem Sekundär-Wärmetauscher 3 angeordnet ist, ist in Fig. 3 mit gepunkteter Linie dargestellt.
Die Variante gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 3 nur dadurch, daß das vor (oder auch hinter) dem Sekundär-Wärmetauscher 3 angeordnete Zweiwege-Ventil 1 als thermostatisches Ventil ausgebildet ist. Bei abgekühltem geräteinternen Heizwasserkreis ist das thermostatische Ventil 1, abgesehen von einem definierten Leckstrom, geschlossen. Das Heizwasser wird in dieser Stellung über die Bypass-Leitung 8 und das in dieser angeordnete Überströmventil 4 umgewälzt. Durch den erwähnten Leckstrom wird der thermosensible Bereich des thermostatischen Ventils 1 von dem sich aufwärmenden Heizwasser bei Zapfbeginn umspült. Hat das Heizwasser die Öffnungstemperatur des thermostatischen Ventils 1 erreicht, wird dieses vollständig geöffnet. Das Überströmventil 4 schließt aufgrund des durch die Öffnung des Zweiwege-Ventils 1 bedingten Druckabfalls in die Bypass-Leitung 8. Das aufgeheizte Heizwasser des Primärkreises strömt durch die Verbindungsleitung 9. Damit wird das Brauchwasser in der beschriebenen Weise über den Sekundär-Wärmetauscher 3 aufgeheizt.
Das thermostatische Ventil 1 kann als Memorymetall oder als Dehnstoffkörper, wie er im Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges eingesetzt wird, ausgeführt sein. Ein Dehnstoffkörper enthält ein thermosensibles Material, z. B. Paraffin, welches sich bei Temperaturanstieg ausdehnt. Die Volumenvergrößerung wird zur Bewegung eines Ventilkegels oder dergleichen ausgenutzt. Die Öffnungscharakteristik des thermostatischen Ventils 1 kann so ausgelegt sein, daß es bei niedrigen Vorlauftemperaturen von ca. 50 Grad Celsius, wie sie bei einer Warmwasserbereitung mit einer Warmwassersolltemperatur von etwa 40 Grad Celsius vorkommen, noch vollständig geöffnet ist. Andererseits soll das Ventil 1 jedoch erst so spät öffnen, daß nach Öffnung dem Verbraucher sofort Warmwasser auf dem gewünschten hohen Temperaturniveau zur Verfügung steht.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 unterscheidet sich von den vorgenannten Ausführungsformen im wesentlichen dadurch, daß die Bypass-Leitung 8 von der Primärkreis-Verbindungsleitung 9 abzweigt, und zwar unmittelbar vor bzw. hinter dem sekundär-Wärmetauscher 3. Zu diesem Zweck ist vor oder hinter dem Sekundär-Wärmetauscher 3 in der Verbindungsleitung 9 ein elektromotorisch oder thermisch gesteuertes Dreiwege-Ventil 1' angeordnet. In der Aufheizphase wird durch das erwähnte Ventil 1' der Durchfluß in der Verbindungsleitung 9 in dem den Sekundär-Wärmetauscher 3 umfassenden Abschnitt derselben unterbrochen. Die Bypass-Leitung 8 wird geöffnet, so daß der Primärkreis 10 wieder kurzgeschlossen ist mit der Folge, daß das Heizwasser in dem über die Bypass-Leitung 8 kurzgeschlossenen Primärkreis relativ schnell auf Solltemperatur gebracht wird. Sobald am Dreiwege-Ventil 1' die Solltemperatur anliegt, wird dieses Ventil 1' geöffnet unter gleichzeitiger Absperrung der Bypass-Leitung 8. Damit steht am Sekundär-Wärmetauscher 3 innerhalb kürzester Zeit die gewünschte Brauchwasser-Temperatur an. Die Ausführungsform mit einem hinter dem Sekundär-Wärmetauscher 3 angeordneten motorischem Dreiwege-Ventil 1' ist in Figur 5 mit gepunkteter Linie dargestellt.
Zusätzlich kann bei den vorbeschriebenen Varianten der Gaskombi-Wasserheizer 6,7 auf einer Warmhaltetemperatur von etwa 40 Grad Celsius gehalten werden. Bei diesem Temperaturniveau sind die Bereitschaftsverluste im Vergleich zu einer Warmhaltetemperatur von 60 bis 65 Grad Celsius gering; die Wartezeit bei der Warmwasserbereitung wird weiter verringert. Dieser Betrieb ist insbesondere im Sommer von Vorteil.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen beschriebenen Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Reduzierung der Wartezeit für das Zapfen von warmem Brauchwasser, bei einem einen intermittierend arbeitenden Brenner (6), Primär-Wärmetauscher (7) und Sekundär-Wärmetauscher (3) umfassenden Kombinationsheizgerät, insbesondere Gaskombi-Wasserheizgerät, wobei der Primär-Wärmetauscher Teil eines wenigstens einen Raum-Heizkörper umfassenden Primärkreises und der Sekundär-Wärmetauscher Teil eines wenigstens eine Warmwasser-Zapfstelle umfassenden Sekundärkreises ist, und wobei der Sekundär-Wärmetauscher bei Bedarf dem Primärkreis zuschaltbar ist.
    dadurch gekennzeichnet, daß
    bei Beginn der Warmwasserzapfung während einer Aufheizphase die Zuschaltung des Sekundär-Wärmetauschers zunächst unterbrochen, zumindet stark gedrosselt wird, bis das Wasser des Primärkreises unter Umgehung des Sekundär-Wärmetauschers und Kurzschließen des Primärkreises auf vorbestimmte Temperatur aufgeheizt ist, um dann den Sekundär-Wärmetauscher dem Primärkreis wieder zuzuschalten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Aufheizen des Wassers im kurzgeschlossenen Primärkreis auf die vorbestimmte Temperatur bei Beginn einer Warmwasserzapfung stets Vorrang hat, und zwar insbesondere auch im Winterbetrieb des Primärkreises.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Primärkreis unter Umgehung des Sekundär-Wärmetauschers für eine vorbestimmte Zeit oder vorbestimmte Zeitintervalle, insbesondere im Sommerbetrieb, kurzgeschlossen wird, so daß das Wasser während dieser vorbestimmten Zeit bzw. Zeitintervalle auf vorbestimmter Bereitschaftstemperatur gehalten wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Wasser im kurzgeschlossenen Primärkreis auf einer Bereitschaftstemperatur von etwa 30 bis 50 Grad Celsius, insbesondere etwa 40 Grad Celsius, gehalten wird.
  5. Einrichtung zur Reduzierung der Wartezeit für das Zapfen von warmen Brauchwasser mit einem einen intermittierend arbeitenden Brenner (6), Primär-Wärmetauscher (7) und Sekundär-Wärmetauscher (3) umfassenden Kombinationsheizgerät, insbesondere Gaskombi-Wasserheizgerät, wobei der Primär-Wärmetauscher (7) Teil eines wenigstens einem Warmwasser-Heizkörper sowie eine Umlaufpumpe (5) umfassenden Primärkreis (10, 11, 12) und der Sekundärwärmetauscher (3) Teil eines wenigstens eine Warmwasser-Zapfstelle umfassenden Sekundärkreises (13) ist, und wobei der Sekundär-Wärmetauscher (3) bei Bedarf über eine zwischen Vorlauf (11) und Rücklauf (12) des Primärkreises angeordnete Verbindungsleitung (9) dem Primärkreis zuschaltbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Sekundär-Wärmetauscher (3) durch eine Bypass-Leitung (8) überbrückbar ist, und daß der Verbindungsleitung (9) ein Ventil (2; 2' 1; 1') zugeordnet ist, mittels dem der Durchfluß durch diese unterbrechbar oder zumindest auf eine Leckströmung reduzierbar ist derart, daß der Sekundär-Wärmetauscher (3) vom Primärkreis (10, 11, 12) entkoppelt ist.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das der Verbindungsleitung (9) zugeordnete Ventil ein Dreiwege-Ventil (2) ist, welches zwischen der Verbindungsleitung (9) einerseits und entweder dem Vorlauf (11) oder Rücklauf (12) des Primärkreises (10) andererseits angeordnet ist, und daß in der Bypass-Leitung (8) ein Überströmventil (4) vorgesehen ist, welches bei einem vorbestimmten Differenzdruck öffnet (Fig. 1).
  7. Einrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das der Verbindungsleitung (9) zugeordnete Ventil ein Vierwege-Ventil (2') ist, welches zwischen der Verbindungsleitung (9) einerseits und entweder dem Vorlauf (11) oder Rücklauf (12) des Primärkreises (10) andererseits angeordnet ist, und von dem ferner die Bypass-Leitung (8) abzweigt, so daß bei Zapfbeginn unter Absperrung der Verbindungsleitung (9) die Bypass-Leitung (8) öffenbar ist, während nach Erreichen einer Solltemperatur, insbesondere an einem dem Ventil (2') zugeordneten Temperaturfühler, die Verbindungsleitung (9) unter Absperrung der Bypass-Leitung (8) öffnet (Fig. 2).
  8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Drei- oder Vierwege-Ventil (2; 2') elektromotorisch betrieben und mit einem Vor- oder Rücklauftemperatur-Fühler gekoppelt ist derart, daß bei Erreichen der Solltemperatur am Ventil dieses die bei Zapfbeginn zunächt geschlossene Verbindungsleitung (9), der der Sekundär-Wärmetauscher (3) zugeordnet ist, öffnet, so daß der Sekundär-Wärmetauscher (3) dem Primärkreis zugeschaltet wird.
  9. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    in der Verbindungsleitung (9) vor oder hinter den dieser zugeordneten Sekundär-Wärmetauscher (3) ein Zweiwege-Ventil (1) angeordnet ist, welches bei Zapfbeginn den Durchfluß in der Verbindungsleitung (9) sperrt oder zumindest stark drosselt so lange, bis die Solltemperatur im kurzgeschlossenen Primärkreis erreicht ist, um dann die Verbindungsleitung (9) wieder zu öffnen, so daß der Sekundär-Wärmetauscher (9) dem Primärkreis zugeschaltet wird (Fig. 3, 4).
  10. Einrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das dem Sekundär-Wärmetauscher (3) vor- oder nachgeschaltete Zweiwege-Ventil (1) entweder ein eletromotorisch (M) betriebenes und mit Vor- oder Rücklauftemperatur-Fühlern, insbesondere einem dem Ventil (1) zugeordneten Temperatur-Fühler gekoppeltes (Fig. 3) oder ein thermostatisch (T) gesteuertes Ventil (Fig. 4) ist.
  11. Einrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Bypass-Leitung (8) von der Verbindungsleitung (9), der der Sekundär-Wärmetauscher (3) zugeordnet ist, abzweigt, wobei die Abzweigung entweder vor oder hinter dem Sekundär-Wärmetauscher (3) durch ein Dreiwege-Ventil (1') definiert ist, welches entweder elektromotorisch (M) betrieben oder thermostatisch (T) gesteuert ist, derart, daß bei Zapfbeginn nach Erreichen einer vorbestimmten Solltemperatur im Primärkreis bzw. an der ursprünglich geöffneten Bypass-Leitung (8) diese geschlossen und der dem Sekundär-Wärmetauscher (3) zugeordnete, ursprünglich geschlossene Abschnitt der Verbindungsleitung (9) geöffnet wird (Fig. 5).
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