DE29511720U1 - Heating system - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage bzw. ein Heizungssystem mit einem Wärmeerzeuger, z.B. Heizkessel, Therme usw., mitteis dem Wärme für ein Heizkreis mit einem Heizungsvorlauf und -rücklauf und für einen Warmwasserspeicher erzeugbar ist, wobei der Warmwasserspeicher einen Behälter mit Heizwasser aufweist, das vom Wärmeerzeuger erwärmt wqird und einen Wasserspeicher aufweist, der vom Heizwasser durch eine wärmeübertragende Zwischenwand getrennt ist und der Wasserspeicherbereich vorzugsweise Brauchwasser aufnimmt.The invention relates to a heating system or a heating system with a heat generator, e.g. boiler, thermal bath, etc., by means of which heat can be generated for a heating circuit with a heating flow and return and for a hot water storage tank, whereby the hot water storage tank has a container with heating water that is heated by the heat generator and has a water storage tank that is separated from the heating water by a heat-transferring partition wall and the water storage area preferably holds domestic water.
Solche Heizungsaniagen bzw. Heizungssysteme sind im häuslichen Bereich seit langem bekannt, wobei der Heizkreis Vor- und Zuleitungen sowie (Raum-)Heizkörper umfaßt und der Warmwasserspeicher regelmäßig zur Brauchwassererwärmung für Badewanne, Dusche, Warmwasser etc. dient. Auch sind Heizkreis und Warmwasserspeicher voneinander getrennt und die Erwärmung von Brauchwasser im Warmwasserspeicher erfolgt häufig vorrangig vor der Erwärmung des Heizkreises. Der Heizkreis wird also erst dann mit Wärme versorgt, wenn das Brauchwasser im Wasserspeicher die gewünschte Temperatur erreicht hat.Such heating systems have long been known in the home, with the heating circuit comprising supply and supply lines as well as (room) radiators and the hot water tank regularly being used to heat domestic water for the bathtub, shower, hot water, etc. The heating circuit and hot water tank are also separate from each other and the heating of domestic water in the hot water tank often takes priority over the heating of the heating circuit. The heating circuit is therefore only supplied with heat when the domestic water in the water tank has reached the desired temperature.
Ist ein entsprechend hohes Temperaturniveau im Warmwasserspeicher, welcher z.B. über eine Brauchwassermenge von etwa 100 bis 500 I verfügt, erreicht, wird die Heizwassererwärmung unterbrochen und die Wärmeversorgung des Heizkreises kann beginnen.If a sufficiently high temperature level is reached in the hot water tank, which e.g. has a domestic water volume of around 100 to 500 l, the heating of the heating water is interrupted and the heat supply to the heating circuit can begin.
Der Wärmeerzeuger ist üblicherweise ein Öl- oder Gas-Heiz-Kessel oder eine Therme mit einem Kesselspeicher. Ein solcher Wärmeerzeuger verfügt über einen Brenner, dem Brennmaterial zugeführt wird und der über einen Kessel bzw. Kesselspeicher mit einem Wasservolumen von etwa 20 bis 40 I verfügt. Zur Erwärmung des Heizkreises wird zunächst das Wasservolumen des Kessels des Wärmeerzeugers erwärmt, und sobald dieses Wasser die gewünschte Temperatur erreicht hat, wird die Wärmeerzeugung gestoppt, d.h. bei einem Gas- bzw."Ölbrenner Abschaltung des Brenners. Anschließend wird wiederkehrend das im Kessel erwärmte Wasser in den Heizkreis gepumpt, der über den Heizungsvorlauf abgekühltes Wasser aus dem Heizkreis wieder an den Kessel abgibt. Es herrscht aufgrund geschlossener Thermostatventile der Heizkörper jedoch selten ein gewünschter Umlauf des Wassers.The heat generator is usually an oil or gas boiler or a thermal bath with a boiler storage tank. Such a heat generator has a burner to which fuel is fed and which has a boiler or boiler storage tank with a water volume of around 20 to 40 l. To heat the heating circuit, the water volume of the boiler of the heat generator is first heated, and as soon as this water has reached the desired temperature, heat generation is stopped, i.e. in the case of a gas or oil burner, the burner is switched off. The water heated in the boiler is then repeatedly pumped into the heating circuit, which returns cooled water from the heating circuit to the boiler via the heating flow. However, due to the closed thermostat valves on the radiators, the desired circulation of the water rarely occurs.
Aufgrund des relativ kleinen Kesselwasserinhalts und des damit verbundenen geringen Wärmespeichervermögens, verglichen mit dem Wasseraufnahmevolumen bzw. Wärmebedarf des Heizkreises kühlt sich das Wasser im Kesselspeicher sehr schnell ab und eine neue Wärmeerzeugungs/Brennphase muß gestartet werden. Das Anfahren bzw. Ausschalten des Wärmeerzeugers wird üblicherweise als Taktung bezeichnet. Beiden bekannten Heizungsanlagen sind bei Normalbetrieb bislang 200 und mehr Taktungen pro Tag notwendig, um den Heizkreis mit der notwendigen Wärme zu versorgen, was unmittelbar eine erhebliche Belastung des Wärmeerzeugers durch das ständige An- und Abschalten zur Folge hat. Da zudem vor dem jeweiligen Anfahren eines Öl- oder Gas-Heiz-Kessels beim Kaltstart der Kesselspeicher gekühlt und die dem Kessel entzogene Wärme über den Abgaskanal abgeführt wird, wird vor der Aufwärmphase des Wärmeerzeugers dem Kessel sogar Wärme entzogen, welche in der Aufwärmphase wieder zugefügt werden muß. Außerdem wird beim ständigen An- und Abschalten des Wärmeerzeugers sehr viel Strom verbraucht - vergleichbar mit dem ständigen An- und Abschalten einer Leuchtstoffröhre. Im übrigen ist nicht zu vermeiden, daß während des Anlaufs des Wärmeerzeugers dieser aufgrund der noch nicht eingeschwungenen Zustände im Wärmeerzeuger nicht optimal läuft und viel Wärmeenergie bzw. Brennmaterial verschwendet. Schließlich haben auch die häufigen Anläufe des Wärmeerzeugers einen hohen Schadstoffausstoß zur Folge, da beim Anlauf des WärmeerzeugersDue to the relatively small boiler water content and the associated low heat storage capacity compared to the water absorption volume or heat requirement of the heating circuit, the water in the boiler tank cools down very quickly and a new heat generation/burning phase must be started. The starting and stopping of the heat generator is usually referred to as cycling. Both known heating systems have so far required 200 or more cycling cycles per day in normal operation to supply the heating circuit with the necessary heat, which immediately results in a considerable load on the heat generator due to the constant switching on and off. In addition, since the boiler tank is cooled before an oil or gas heating boiler is started during a cold start and the heat extracted from the boiler is discharged via the exhaust duct, heat is actually extracted from the boiler before the heat generator warms up, and this heat must be added again during the warm-up phase. In addition, a lot of electricity is consumed when the heat generator is constantly switched on and off - comparable to the constant switching on and off of a fluorescent tube. Furthermore, it is unavoidable that during the start-up of the heat generator it does not run optimally due to the conditions in the heat generator not yet being in a steady state and a lot of heat energy or fuel is wasted. Finally, the frequent start-ups of the heat generator also result in high levels of pollutant emissions, since when the heat generator starts up
häufig schlecht oder unverbrannter Brennstoff den Abgasausstoß erheblich belasten.Often poorly or unburned fuel significantly increases exhaust emissions.
Außerdem sorgt die Vielzahl von Taktungen für einen hohen Verschleiß am Wärmeerzeuger, insbesondere am Brenner eines Gas- oder Ölheizkessels, am Kessel selbst sowie für eine erhebliche Belastung der elektrischen Steuerung des Wärmeerzeugers, so daß die Haltbarkeit dieser Teile herabgesetzt und der Betrieb einer solchen Heizungsanlage insgesamt wartungsintensiv und teuer ist.In addition, the large number of cycles causes high wear on the heat generator, particularly on the burner of a gas or oil boiler, on the boiler itself and places a considerable load on the electrical control of the heat generator, so that the durability of these parts is reduced and the operation of such a heating system is overall maintenance-intensive and expensive.
Selbstverständlich wäre es denkbar, den Kessel bzw. Kesselspeicher zu vergrößern, um die hohe Zahl der Taktungen zu reduzieren. Dies ist jedoch sehr teuer und aus baulichen gründen häufig gar nicht möglich.Of course, it would be conceivable to enlarge the boiler or boiler storage in order to reduce the high number of cycles. However, this is very expensive and often not possible for structural reasons.
Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, die Zahl der Taktungen drastisch zu verringern, den Heizenergieverbrauch einer eingangs beschriebenen Heizungsanlage bei gleichbleibendem Heizungskomfort zu senken, den Verschleiß des Wärmeerzeugers zu verringern, den Betrieb der Heizungsanlage wartungsfreundiicher zu machen und den Stromverbrauch der Heizungsanlage zu senken. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Heizungsanlage zu schaffen, bei der auf eine einfache Art und Weise das vorstehend beschriebene Ziel erreicht wird, bei der die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteilevermieden werden, der Anlagenwirkungsgrad gesteigert und noch eine einfache und kostengünstige Nach- bzw. Umrüstung bestehender Heizungsanlagen ermöglicht wird. Dabei sollten die Maßnahmen zur Umsetzung der Erfindung so einfach gestaltet sein, daß auch ein Heizungsmonteur mit seinem geläufigen Berufswissen die Nach- bzw. Umrüstung vornehmen kann.The aim of the present invention is to drastically reduce the number of cycles, to reduce the heating energy consumption of a heating system described above while maintaining the same level of heating comfort, to reduce wear and tear on the heat generator, to make the operation of the heating system easier to maintain and to reduce the heating system's power consumption. The invention is also based on the object of creating a heating system in which the aim described above is achieved in a simple manner, in which the disadvantages inherent in the state of the art are avoided, the system efficiency is increased and existing heating systems can be retrofitted or converted easily and inexpensively. The measures for implementing the invention should be designed to be so simple that even a heating engineer with his usual professional knowledge can carry out the retrofitting or conversion.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Heizungsanlage gelöst, die einen Wärmeerzeuger, der einen Heizkreis und Heizwasser eines Warmwasserspeichers mit Wärme versorgt, umfaßt und ferner Mittel zur Einspeisung/Einkopplung des Heizwassers und/oder Heizwasserwärme des Warmwasserspeichers in den Heizkreis aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention with a heating system which comprises a heat generator which supplies a heating circuit and heating water of a hot water tank with heat, and further comprises means for feeding/coupling the heating water and/or heating water heat of the hot water tank into the heating circuit. Advantageous further developments of the invention are described in the subclaims.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß mit einer frappierend einfachen Maßnahme, nämlich mit der gesteuerten Einspeisung des Wärmepotentials des Warmwasserspeichers in den Heizkreis die Zahl der Taktungen einer Heizungsanlage von mehreren 100 pro Tag auf ca. 10 bis 20 oder weniger reduziert werden kann. Ein Mittel zur Einspeisung des Heizwassers kann beispielsweise ein Mischer sein,The invention is based on the knowledge that with a strikingly simple measure, namely the controlled feeding of the heat potential of the hot water tank into the heating circuit, the number of cycles of a heating system can be reduced from several hundred per day to around 10 to 20 or less. One means of feeding the heating water can be, for example, a mixer,
vorzugsweise ein Vierwegemischer, welcher abgekühltes Wasser aus dem Heizkreis mit Heizwasser des Warmwasserspeichers vermischt und das so erwärmte Wasser wiederum in den Vorlaufkreis des Heizkreises führt.preferably a four-way mixer, which mixes cooled water from the heating circuit with heating water from the hot water tank and then feeds the heated water into the flow circuit of the heating circuit.
Auf diese Art und Weise wird ähnlich wie bei einem Spannungstransformator ein Primärkreis und ein Sekundärkreis gebildet, wobei im Primärkreis der Warmwasserspeicher und W#rmeerzeuger und im Sekundärkreis der Heizkreis mit den Heizkörpern angeordnet ist. Je nach Wärmebedarf des Heizkreises wird das Mischungsverhältnis bei der Einspeiusung des Heizwassers in den Heizkreis geändert, wobei hierzu die schaltbare Veränderung des Mischungsverhältnisses durch Einstellung des Mischers abhängig von der Temperatur im Heizkreis oder der Außentemperatur vorteilhaft ist. Da solche Mischer häufig einen Stellmotor aufweisen, ist über eine Steuerleitungsverbindung zwischen dem Motor und einer Temperaturmeßeinrichtung bzw. Vorlauffühler im Heizkreis und/oder einen Außenfühler die entsprechende Ansteuerung des Mischers möglich.In this way, similar to a voltage transformer, a primary circuit and a secondary circuit are formed, with the hot water tank and heat generator in the primary circuit and the heating circuit with the radiators in the secondary circuit. Depending on the heat requirement of the heating circuit, the mixing ratio is changed when the heating water is fed into the heating circuit, whereby the switchable change in the mixing ratio by adjusting the mixer depending on the temperature in the heating circuit or the outside temperature is advantageous. Since such mixers often have a servomotor, the mixer can be controlled accordingly via a control line connection between the motor and a temperature measuring device or flow sensor in the heating circuit and/or an outside sensor.
Kühlt sich das Heizwasser des Warmwasserspeichers - weicher im übrigen auch als Boiler bezeichnet werden kann - unter die Temperatur des Brauchwassers im Wasserspeicher ab, wird das Heizwasser durch das Brauchwasser aufgrund von Wärmeübertragung aufgewärmt und das Wärmespeichervermögen des Warmwasserspeichers optimal genutzt. Durch die Einkopplung des Warmwasserspeichers in den Heizkreis, können in langen Erwärmungsphasen große Wärmemengen vom Wärmeerzeuger erzeugt und im Warmwasserspeicher gepuffert werden und die so gepufferte bzw. zwischengespeicherte Wärmemenge kann dann bei Stillstand des Wärmeerzeugers je nach Bedarf in den Heizkreis über das Einspeisesmittel abgegeben werden. Somit werden sehr wenige Taktungen des Wärmeerzeugers erreicht, was statt kurzer Brennphasen lange Brennphasen des Wärmeerzeugers erlaubt, so daß die Nachteile kleiner Brennphasen - hoher Energieverbrauch, hoher Schadstoffausstoß, hoher Verschleiß des Wärmeerzeugers, hoher Stromverbrauch für den Wärmeerzeugungsbetrieb, Anordnung von Abgasklappen bei Gas- oder Ölheizkessein usw. - prinzipiell vermieden werden.If the heating water in the hot water tank - which can also be referred to as a boiler - cools down below the temperature of the domestic water in the water tank, the heating water is warmed up by the domestic water due to heat transfer and the heat storage capacity of the hot water tank is used optimally. By coupling the hot water tank into the heating circuit, large amounts of heat can be generated by the heat generator during long heating phases and buffered in the hot water tank. The amount of heat buffered or temporarily stored in this way can then be fed into the heating circuit via the feed medium as required when the heat generator is not in use. This means that very few cycles of the heat generator are achieved, which allows long combustion phases of the heat generator instead of short combustion phases, so that the disadvantages of short combustion phases - high energy consumption, high pollutant emissions, high wear of the heat generator, high electricity consumption for heat generation operation, arrangement of exhaust flaps in gas or oil boilers, etc. - are basically avoided.
Bei gleichbleibendem Wärmekomfort der Heizungsanlage konnten bei ersten Prototypen der erfindungsgemäßen Heizungsanlage eine Brennstoffeinsparung von wenigstens 30%, eine Stromeinsparung von 70%, eine vielfache Verschleißverringerung, eine über 50%ige Schadstoffverringerung und eine spürbare Wirkungsgradsteigerung erzielt werden. Dies alles bei erheblich geringerem Wartungsaufwand und längerer Haltbarkeit des Öl- oder Gas-Heiz-Kessels. Auf bislang üblicheWhile maintaining the same level of thermal comfort in the heating system, the first prototypes of the heating system according to the invention were able to achieve fuel savings of at least 30%, electricity savings of 70%, a multiple reduction in wear, a reduction in pollutants of over 50% and a noticeable increase in efficiency. All of this with significantly lower maintenance costs and a longer service life for the oil or gas heating boiler.
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Abgasklappen eines Gas- oder Ölheiz-Kessels kann gänzlich verzichtet werden. Die geringere Wartung wird vor allem durch geringere Belastung des Öl- oder Gas-Heiz-Kessels erreicht, weicher über 90% eines Jahres stillsteht und über Rückiaufwasser aus der Anlage abkühlt und somit keinerlei Bereitschaftsverluste aufweist.Flue gas flaps on a gas or oil heating boiler can be dispensed with entirely. The lower maintenance is achieved primarily by lower load on the oil or gas heating boiler, which is idle for over 90% of a year and cools down using return water from the system and therefore has no standby losses.
Ferner erlaubt die Erfindung auf einfache Art und Weise ohne bauliche Schwierigkeiten die Nachrüstung von Altanlagen, und zwar mit im Handel erhältlichen Einzelteilen ohne großen Kosteneinsatz, was die sehr schnelle Amortisierung der Nachrüstungsinvestition ermöglicht. Schließlich ist die Umrüstung einer Altanlage bzw. die Neuausrüstung einer neuen Heizungsanlage und der Einsatz eines Einkopplungsmittels, z.B. eines Vierwegemischers, eine Tätigkeit, die von jedem Heizungsmonteur verrichtet werden kann.Furthermore, the invention allows old systems to be retrofitted in a simple manner without any structural difficulties, using commercially available individual parts at no great expense, which enables the retrofitting investment to be amortized very quickly. Finally, the conversion of an old system or the re-equipment of a new heating system and the use of a coupling device, e.g. a four-way mixer, is a task that can be carried out by any heating engineer.
Die erhebliche Verringerung des Schadstoffausstoßes kann erreicht werden, weil durch den Betrieb von wenigen Taktungen der Wärmeerzeuger über einen großen Zeitraum während der Erwärmungsphase im Optimalbereich arbeiten kann, indem der Schadstoffausstoß bezogen auf die erzeugte verfügbare Wärmemenge des Brennmaterials gering ist. Dies bewirkt auch die Steigung des Wirkungsgrades der Heizungsanlage.The significant reduction in pollutant emissions can be achieved because by operating the heat generator in a few cycles over a long period of time during the heating phase, the pollutant emissions are low in relation to the amount of heat generated by the fuel available. This also increases the efficiency of the heating system.
Ingesamt wird durch die Erfindung die Heizungsanlage bei Vernwendung marktüblicher Einzelaggregate wie Heizkreis, Wärmeerzeuger, Warmwasserspeicher, Rohre, Pumpen, Mischer usw. erheblich sparsamer, wesentlich umweltentlastender, haltbarer, funktionstreuer, wartungsunabhängiger, leistungsfähiger und verbraucht weniger Strom. Auch wird eine möglicherweise notwendige Schornsteinsanierung durch die Erfindung überflüssig aufgrund der geringeren Belastung der Abgaswege, welche durch die Erfindung ebenfalls weniger wartungsintensiv werden. Somit wird wird durch die Erfindung auch der Schornstein vor einer sogenannten Versottung geschützt.Overall, the invention makes the heating system considerably more economical, significantly less harmful to the environment, more durable, more reliable, less maintenance-intensive, more efficient and consumes less electricity when using commercially available individual units such as heating circuits, heat generators, hot water tanks, pipes, pumps, mixers, etc. The invention also makes any chimney renovation that may be necessary unnecessary due to the reduced load on the exhaust gas paths, which also become less maintenance-intensive thanks to the invention. The invention therefore also protects the chimney from sooting.
Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following, the invention is explained in more detail using an embodiment shown in drawings.
In der Zeichnung stellen dar:In the drawing represent:
Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage; und
Fig. 2 einen Querschnitt eines Warmwasserspeichers nach Fig. 1.Fig. 1 is a schematic diagram of a heating system according to the invention; and
Fig. 2 shows a cross-section of a hot water tank according to Fig. 1.
Fig. 1 zeigt - schematisch - einen Öl- oder Gas-Heiz-Kessel als Wärmeerzeuger 1, welcher einen Kesselspeicher 30 aufweist, der üblicherweise über ein Volumen von etwa 20 bis 50 I verfügt. Zuleitungen für den Brennstoff wie auch Abgasleitungen sind aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt. Der Öl- oder Gas-Heiz-Kessel ist über eine Wasserleitung 5, welche nachfolgend auch als Kesselrücklauf leitung bezeichnet ist, mit dem Heizungsrücklauf 6 eines Warmwasserspeichers 2 verbunden. In die Wasserleitung 5 ist eine Pumpe 7 integriert. Der Heizungsrücklauf 6 des Warmwasserspeichers 2 ist der Heizwassereingang des Heizwasserbereichs 30 des Warmwasserspeichers 2, welcher durch das Heizwasser 23 üblicherweise Brauchwasser 25 erwärmt. Das Brauchwasser 25 ist in einem Speicherbehälter 8, vorzugsweise aus Edelstahl, untergebracht und der Speicherbehälter 8 ist vollständig oder teilweise von über den Heizungsrücklauf 6 zugeführtes Heizwasser 23 umgeben, so daß über die Speicherbehälterwand die Wärmeübertragung zum Brauchwasser 25 oder umgekehrt erfolgt. Über einen Heizungsvorlaufausgang 9 ist der Heizwasserbereich 30 mit einem Vierwegemischer 4, der als Einkopplungs/Einspeisemittel dient, verbunden. Der Vierwegemischer 4 ist die Schnittstelle zwischen dem Warmwasserspeicher 2 und dem symbolisch dargestellten Heizkreis 3, welcher für die Raumerwärmung mittels Heizkörper - nicht dargestellt - sorgt. Der Heizkreis 3 verfügt über einen Vorlaufzweig 10 und einen Rückiaufzweig 11, wobei der Vorlaufzweig der Teil des Heizkreises 3 ist, in dem warmes Wasser zu den Heizkörpern hingeführt wird und der Rücklaufzweig der Teil des Heizkreises 3 ist, in dem abgekühltes Wasser von den Heizkörpern wieder abgeführt wird. In den Vorlaufzweig des Heizkreises ist eine Pumpe 12 zur Wasserbeförderung im Heizkreis geschaltet. Femer ist der Vierwegemischer mit einem Kesselvorlauf eingang 13 des Öl- oder Gas-Heiz-Kessels verbunden, damit ein Wasserrücklauf über den Kessel zum Heizwasserbereich 30 erfolgen kann. Der Vierwegemischer ist also die Schnittstelle zwischen Heizungsvoriauf 9 des Warmwasserspeichers 2, des Vorlaufzweiges 10 des Heizkreises 3, des Rücklaufzweiges 11 des Heizkreises 3 und des Kesselvorlaufs 13 des Öl- oder Gas-Heiz-Kessels 1. Der Öl- oder Gas-Heiz-Kessel 1 ist über eine Steuerleitung 28 mit einem Speicherthermostat 21 des Warmwasserspeichers 2 verbunden und wird von dort in Abhängigkeit der von einem Thermometer 14 gemessenen Temperatur des Brauchwassers 25 im Speicherbehälter 8 oder des Heizwassers 23 im Heizwasserbereich 30 gesteuert.Fig. 1 shows - schematically - an oil or gas heating boiler as a heat generator 1, which has a boiler storage tank 30, which usually has a volume of approximately 20 to 50 l. Supply lines for the fuel as well as exhaust pipes are not shown for the sake of simplicity. The oil or gas heating boiler is connected to the heating return 6 of a hot water storage tank 2 via a water line 5, which is also referred to below as the boiler return line. A pump 7 is integrated into the water line 5. The heating return 6 of the hot water storage tank 2 is the heating water inlet of the heating water area 30 of the hot water storage tank 2, which usually heats domestic water 25 using the heating water 23. The domestic water 25 is housed in a storage tank 8, preferably made of stainless steel, and the storage tank 8 is completely or partially surrounded by heating water 23 supplied via the heating return 6, so that the heat is transferred to the domestic water 25 or vice versa via the storage tank wall. The heating water area 30 is connected to a four-way mixer 4, which serves as a coupling/feeding means, via a heating flow outlet 9. The four-way mixer 4 is the interface between the hot water tank 2 and the symbolically shown heating circuit 3, which ensures room heating by means of radiators - not shown. The heating circuit 3 has a flow branch 10 and a return branch 11, whereby the flow branch is the part of the heating circuit 3 in which warm water is supplied to the radiators and the return branch is the part of the heating circuit 3 in which cooled water is discharged from the radiators. A pump 12 is connected to the flow branch of the heating circuit to transport water in the heating circuit. The four-way mixer is also connected to a boiler flow inlet 13 of the oil or gas heating boiler so that water can return via the boiler to the heating water area 30. The four-way mixer is therefore the interface between the heating flow 9 of the hot water tank 2, the flow branch 10 of the heating circuit 3, the return branch 11 of the heating circuit 3 and the boiler flow 13 of the oil or gas heating boiler 1. The oil or gas heating boiler 1 is connected to a storage thermostat 21 of the hot water tank 2 via a control line 28 and is controlled from there depending on the temperature of the domestic water 25 in the storage tank 8 or the heating water 23 in the heating water area 30 measured by a thermometer 14.
Der Vierwegemischer 4 weist ferner einen Mischermotor 15 auf, welcher seinerseits über Steuerleitungen 29 mit einem Außenfühler 16 und/oder einem Vorlauffühler 17 im Vorlaufzweig 10 des Heizkreises 3 verbunden ist.The four-way mixer 4 further comprises a mixer motor 15, which in turn is connected via control lines 29 to an external sensor 16 and/or a flow sensor 17 in the flow branch 10 of the heating circuit 3.
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Einen detaillierteren Aufbau des in Fig. 1 dargestellten Warmwasserspeichers ist in Fig. 2 gezeigt. Die Zuordnung der Bezugszeichen ergibt sich aus der Bezugszeichenliste. Ein solcher Warmwasserspeicher ist unter Bezeichnungen wie ACV-HB-130/160/210/240 bekannt und erhältlich. Selbstverständlich sind auch andere Warmwasserspeicher bzw. Brauchwasserbereiter einsatzfähig z.B. die Typen GL, HR, HRH, HRS des Herstellers A.C.V. International N.V. Statt des "Tank-in-Tank-Systems" nach Fig. 2 kann die Erwärmung des Brauchwassers selbstverständlich auch mittels Heizrohren erfolgen, welches das Brauchwasser durchsetzen und die vom Heizwasser durchströmt werden.A more detailed structure of the hot water tank shown in Fig. 1 is shown in Fig. 2. The assignment of the reference symbols can be found in the list of reference symbols. Such a hot water tank is known and available under names such as ACV-HB-130/160/210/240. Of course, other hot water tanks or domestic water heaters can also be used, e.g. the types GL, HR, HRH, HRS from the manufacturer A.C.V. International N.V. Instead of the "tank-in-tank system" as shown in Fig. 2, the domestic water can of course also be heated using heating pipes through which the domestic water flows and through which the heating water flows.
Der Betrieb der dargestellten Heizungsanlage verläuft wie folgt:The operation of the heating system shown is as follows:
In der Brennphase des Öl- oder Gas-Heiz-Kessels 1 wird erwärmtes Wasser Heizwasser 23 - über den Kesselrücklauf 5, die Pumpe 7 in den Heizwasserbereich 30 über den Heizungsrücklauf 6 des Warmwasserspeichers transportiert. Das Heizwasser 23 im Heizwasserbereich 30 erwärmt das Brauchwasser 25 durch Wärmeaustausch an der Speicherbehälterwand 8 und abgekühltes Heizwasser tritt über den Heizwasservorlauf 9 aus dem Warmwasserspeicher 2 aus und gelangt zum Mischer 4, weicher das abgekühlte Heizwasser 23 ganz oder teilweise über den Kesselvorlauf 13 zum Öl- oder Gas-Heiz-Kessel 1 zurückführt, wo es wieder erwärmt wird. Während der Aufwärmphase des Brauchwassers ist der Brenner ständig eingeschaltet. Sobald das Brauchwasser 25 im Warmwasserspeicher 2 eine gewünschte Temperatur z.B. ca. 60 bis 70° erreicht hat, schaltet der Temperaturregler bzw. das Speicherthermostat 21, welches die Brauchwassertemperatur erfaßt, den Öl- oder Gas-Heiz-Kessel ab. Zur Wärmezufuhr im Heizkreis wird nun nicht mehr je nach Bedarf - wie im Stand der Technik - der Öl- oder Gas-Heiz-Kessel angefahren, sondern über den Vierwegemischer als Einspeisungsmittel wird Heizwasser 23 vom Warmwasserspeicher mit abgekühltem Wasser aus dem Rücklaufzweig 11 des Heizkreises 3 vermischt: und in jeden Vorlaufzweig 10 des Heizkreises 3 transportiert, wo die Pumpe 12 das so erwärmte Wasser in den Heizkreis 3 drückt.During the combustion phase of the oil or gas heating boiler 1, heated water (heating water 23) is transported via the boiler return 5, the pump 7 into the heating water area 30 via the heating return 6 of the hot water tank. The heating water 23 in the heating water area 30 heats the domestic water 25 through heat exchange on the storage tank wall 8 and cooled heating water exits from the hot water tank 2 via the heating water flow 9 and reaches the mixer 4, which returns the cooled heating water 23 in whole or in part via the boiler flow 13 to the oil or gas heating boiler 1, where it is heated again. During the heating phase of the domestic water, the burner is constantly switched on. As soon as the domestic water 25 in the hot water tank 2 has reached a desired temperature, e.g. approx. 60 to 70°, the temperature controller or the storage thermostat 21, which records the domestic water temperature, switches off the oil or gas heating boiler. To supply heat to the heating circuit, the oil or gas heating boiler is no longer started up as required - as in the prior art - but heating water 23 from the hot water tank is mixed with cooled water from the return branch 11 of the heating circuit 3 via the four-way mixer as a feed medium: and transported into each flow branch 10 of the heating circuit 3, where the pump 12 pushes the water thus heated into the heating circuit 3.
Dabei erfolgt die Einstellung des Mischungsverhältnisses zwischen dem Heizwasser und dem Wasser des Rücklaufzweiges über eine Steuerung des Mischermotors 15, welcher über Steuerleitungen mit dem Vorlauf fühler 17 und dem Außenfühier 16 verbunden ist.The mixing ratio between the heating water and the water in the return branch is set by controlling the mixer motor 15, which is connected to the flow sensor 17 and the external sensor 16 via control lines.
Sollte die Temperatur des Heizwassers 23 unter die Temperatur des BrauchwassersIf the temperature of the heating water 23 falls below the temperature of the domestic water
25 im Warmwasserspeicher 2 sinken, so erwärmt dann das Brauchwasser 25 das Heäzwasser 23, welches in den Heizkreis eingemischt wird.25 in the hot water tank 2, the service water 25 heats the heating water 23, which is mixed into the heating circuit.
Durch die sehr einfache Einbaumaßnahme des Vierwegemischers entsteht somit vergleichbar einem Spannungstransformator ein Primärkreis mit Warmwasserspeicher und Wärmeerzeuger 1 und ein Sekundärkreis mit dem Heizkreis 3, wobei je nach festgestellter Temperatur am Vorlauffühler 17 oder Außenfühler 16 das Mischungsverhältnis bzw. das Übersetzungsverhältnis des Vierwegemischers 4 eingestellt wird und mal mehr oder weniger Heizwasser 23 in den Heizkreis 3 geleitet wird.The very simple installation of the four-way mixer thus creates a primary circuit with a hot water tank and heat generator 1 and a secondary circuit with the heating circuit 3, similar to a voltage transformer, whereby the mixing ratio or the transmission ratio of the four-way mixer 4 is set depending on the temperature determined at the flow sensor 17 or the outside sensor 16 and sometimes more or less heating water 23 is fed into the heating circuit 3.
Durch die Erfindung wird der Warmwasserspeicher als Pufferspeicher für Wärme verwendet, die je nach Bedarf über das Heizwasser in den Heizkreis geleitet werden kann.The invention uses the hot water tank as a buffer storage for heat, which can be fed into the heating circuit via the heating water as required.
Die Pufferung der Wärmeenergie im Warmwasserspeicher ermöglicht eine geringe Anzahl von Taktungen des Öl- oder Gas-Heiz-Kessels 1 und erlaubt eine lange Brenn- bzw. Erwärmungsphase, in der die Brennstoffverbrennung geregelt und schadstoffarm verläuft. Insgesamt erhöhen sich die Stillstandszeiten des Kessels 1, wodurch der Brennstoffverbrauch erheblich gesenkt wird und die wie vorstehend beschriebenen Vorteile erreicht werden.The buffering of the thermal energy in the hot water tank enables a small number of cycles of the oil or gas heating boiler 1 and allows a long combustion or heating phase in which the fuel combustion is regulated and low in emissions. Overall, the downtimes of the boiler 1 increase, which significantly reduces fuel consumption and achieves the advantages described above.
Statt eines Vierwegemischers können selbstverständlich auch andere Einkoppiungsmittel verwendet werden. Als Wärmeerzeuger können alle bekannten Öfen, Heizkessel, Thermen etc. zum Einsatz kommen.Instead of a four-way mixer, other coupling means can of course also be used. All known ovens, boilers, thermal baths, etc. can be used as heat generators.
1 Wärmeerzeuger; Öl- oder Gas-Heiz-Kessel1 heat generator; oil or gas heating boiler
2 Warmwasserspeicher, Boiler2 hot water tanks, boiler
3 Heizkreis mit Heizkörpern3 heating circuits with radiators
4 Einkopplungsmittel; Mischer, Vierwegemischer4 coupling means; mixer, four-way mixer
5 Kesselrücklaufleitung5 Boiler return line
6 Heizungsrücklauf des Warmwasserspeichers6 Heating return of the hot water tank
7 Pumpe7 Pump
8 Speicherbehälter aus Edelstahl8 stainless steel storage tanks
9 Heizungsvorlauf des Warmwasserspeichers9 Heating flow of the hot water tank
10 Vorlaufzweig des Heizkreises 310 Flow branch of heating circuit 3
11 Rücklaufzweig des Heizkreises11 Return branch of the heating circuit
12 Pumpe im Vorlaufzweig 1012 Pump in the flow branch 10
13 Kesselvorlaufleitung bzw. Eingang13 Boiler flow line or inlet
14 Temperaturmeßeinrichtung14 Temperature measuring device
15 Mischermotor; Mischerstellglied15 Mixer motor; mixer actuator
16 Außenfühler16 outdoor sensors
17 Vorlauffühler17 Flow sensor
18 Sanitäreintritt des Warmwasserspeichers18 Sanitary inlet of the hot water tank
19 Sanitäraustritt des Warmwasserspeichers19 Sanitary outlet of the hot water tank
20 Entlüftung20 Ventilation
21 Temperaturregler; Speicherthermostat21 Temperature controller; storage thermostat
22 Hart-PVC-Kappen22 hard PVC caps
23 Heizwasser; Heizwasserbereich23 Heating water; heating water area
24 isolierung24 insulation
25 Brauchwasser; Wasserspeicherbereich25 Domestic water; water storage area
26 Primärkreis26 Primary circuit
27 Sekundärkreis27 Secondary circuit
28 Steuerleitung zwischen Speicherthermostat und Kesselschaltfeld28 Control line between storage thermostat and boiler control panel
29 Steuerleitung Außenfühler/Vorlauffühler zum Mischermotor29 Control cable external sensor/flow sensor to mixer motor
Claims (11)
dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (4) zur Einspeisung des Heizwassers (23) und/oder Heizwasserwärme des Warmwasserspeichers (2) in den Heizkreis (3) vorgesehen sind.1. Heating system with a heat generator 1, which supplies a heating circuit (3) and heating water (23) of a hot water tank (2) with heat,
characterized in that means (4) are provided for feeding the heating water (23) and/or heating water heat from the hot water tank (2) into the heating circuit (3).
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