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B e s c h r e i b u n g
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Warmwassererzeugung
mit einem wärmeabgebenden Aggregat, vorzugsweise einem Wärmepumpenaggregat, einem
Kühlaggregat o.dgl., einem Brauchwasserspeicher, einem Heizkessel für fossile oder
gasförmige Brennstoffe und einem Wärmetauscher.
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Es sind kombinierte Wärmeerzeugungsanlagen zur Erzeugung warmen Brauchwassers
und Heizungswassers bekannt, die neben einem mit fossilen oder gasförmigen Brennstoffen
betreibbaren Heizkessel eine nach dem Verdampferprinzip funktionierenden Wärmepumpe
oder Solarenergieanlage aufweisen. Anstelle einer Wärmepumpe oder zusätzlich zu
einer Wärmepumpe können auch Wärmetauscher zur teilweisen Rückgewinnung der in warmem
Brauchwasser befindlichen Wärmeenergie vorgesehen werden, wobei sämtliche wärmeabgebenden
Aggregate über eine spezielle Steuervorrichtung so gesteuert werden, daß ein optimaler
Wirkungsgrad der gesamten Heizungsanlage in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur,
den Kosten für die fossilen oder gasförmigen Brennstoffe und/oder in Abhängigkeit
von den Energiekosten, die für den Betrieb der Umwälzpumpe erforderlich sind, erzielt
werden.
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Aufgrund der unterschiedlichen Energiemengen pro Zeiteinheit, die
von den einzelnen wärmeabgebenden Aggregaten erzeugt werden, müssen jedoch Vorkehrungen
getroffen werden, die einen optimalen Betrieb der gesamten Heizungsanlage sicherste]len.
Dies c1ji t sowohl hinsicht lich der Steuerung der einzelnen Aggregate als auch
@in
sichtlich der Speicherung des erwärmten Brauchwassers.
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Besonders problematisch wird der optimale Einsatz verschiedener wärmeabgebender
Aggregate in Betrieben, wo erhebliche Mengen an Abwärme anfallen, die sich für eine
Wärmerückgewinnung, beispielsweise zur Aufheizung kalten Brauchwassers, besonders
eignen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Warmwassererzeugung
mit einem wärmeabgebenden Aggregat und einem Heizkessel zu schaffen, bei der eine
optimale Rückgewinnung der von dem Aggregat abgegebenen Wärme gewährleistet ist,
die in kürzestmöglicher Zeit die Abgabe von erwärmtem Brauchwasser einstellbarer
Sollwerttemperatur sicherstellt und für die nur geringe zusätzliche Anlagekosten
erforderlich sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher
aus einem Kondensator mit koaxial ineinander angeordneten und gewendelten Rohren
besteht, die an das wärmeabgebende Aggregat über ein erstes Mehrwegeventil an eine
Brauchwasserleitung bzw. an den Brauchwasserspeicher und über ein zweites Mehrwegeventil
an eine Heizwasserleitung bzw. an den Heizkessel angeschlossen sind.
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Die erfindungsgemäße Lösung stellt einen optimalen Betrieb der gesamten
Heizungsanlage sicher, gewährleistet in kürzester Zeit die Bereitstellung von erwärmtem
Brauchwasser bestimmter, voreinstellbarer Sollwerttemperatur und bedingt nur geringe
zusätzliche Anlagekosten gegenüber konventionellen Heizungsanlagen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die koaxialen
Rohre des Kondensators nach dem
Gegenstromprinzip durchflossen sind, wobei das mit dem wärmeabgebenden Aggregat
verbundene Rohr mittig angeordnet und in der einen Richtung von einem von dem wärmeabgebenden
Aggregat überhitzten und komprimierten Kältemittelgas durchströmt ist, während das
innere Rohr mit dem ersten Mehrwegeventil verbunden ist und in der anderen Richtung
von zugeführtem, kaltem Brauchwasser durchflossen wird und das äußere Rohr mit dem
zweiten Mehrwegeventil verbunden ist und von dem abgekühlten Heizwasser ebenfalls
in der anderen Richtung durchflossen ist.
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Die Verwendung eines Koaxialkondensators als Wärmeaustauscher zur
Verbindung der verschiedenen wärmeabgebenden Aggregate sowie des Speicherbehälters
stellt einen optimalen Wärmeaustausch mit geringstmöglichen Verlusten sicher. Da
zwischen dem vom heizungswasserdurchflossenen Koaxialrohr und dem wärmeabgebenen
Rohr keine so hohe mittlere Temperaturdifferenz wie auf seiten des Brauchwasserrohres
vorliegt, wird für den Heizwasserkanal das äußere gedrallte Rohr verwendet, so daß
infolge des größeren Durchmessers der kleineren mittleren Temperaturdifferenz eine
größere Wärme-Austauschfläche entgegengesetzt wird. Zudem ist durch den damit bedingten
größeren Durchflußquerschnitt der für gleich großen Energieaustausch bei kleinerer
mittlerer Temperaturdifferenz resultierenden größeren Wasserdurchfluß Rechnung getragen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung
ist dadurch gekennzeichnet, daß am Ablauf des inneren Rohres ein thermostatgesteuerter
Wassertemperatur- und Kondensatordruckregler angeordnet ist, der den Brauchwasserdurchlauf
öffnet, sobald das
in dem inneren Rohr befindliche Brauchwasser
eine voreinstellbare Solltemperatur erreicht hat und den Brauchwasserdurchlauf schließt,
sobald die eingestellte Solltemperatur einen einstellbaren Temperaturbereich, vorzugsweise
2 bis 3 "C unterschreitet.
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Der thermostatgesteuerte Wassertemperatur- und Kondensator-Druckregler
gewährleistet, daß brauchwasserseitig sofort nach Inbetriebnahme nur gebrauchsfertiges,
entsprechend vom Betreiber auf eine bestimmte Sollwerttemperatur eingestelltes heißes
Wasser zur Verfügung steht, wobei sich auf der Seite des das wärmeabgebende Aggregat
durchfließenden Mittels ein der eingestellten Wassertemperatur entsprechend hoher
Verflüssigungsdruck bei Anlauf des wärmeabgebenden Aggregats schnell einstellt und
konstant gehalten wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Brauchwasserbehälter eine horizontale Trennwand
aufweist, in der eine Wasserdurchlauföffnung vorgesehen ist und daß im oberen Behälterteil
eine Zusatz-Heizeinrichtung vorgesehen ist.
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Der spezielle Aufbau des Warmwasserspeichers hat zur Folge, daß sich
während der gesamten Aufheizphase eine hohe mittlere und darüber hinaus konstante
Temperaturdifferenz und damit hohe Heizflächqnleistung ergibt und eine über die
eingestellte Brauchwasser-Sollwerttemperatur ansteigende Wassertemperatur in dem
Wärmetauscher durch die Uberhitzungstemperatur des wärmeabgebenden Mittels vermieden
und dadurch eine Verkalkung des Brauchwasserkanais im Wärmetauscher weitestgehend
verhindert wird. Darüber hinaus wird sichergestellt, daß
nicht
die gesamte im Behälter gespeicherte Brauchwassermenge bei Bedarf mittels der zusätzlichen
Heizvorrichtung erwärmt werden muß, sondern nur soviel, wie dem durch die Trennwand
verkleinerten Inhalt des oberen Behälterteils entspricht, was einer sparsameren
Energieverwendung gleichkommt Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß das erste Mehrwegeventil als Dreiwegeventil
ausgebildet ist, das einerseits mit dem thermostatgeregelten Wassertemperatur- und
Kondensator-3ruclcregler und andererseits mit einer aus dem oberen Teil des Brauchwasserbehälters
herausgeführten Brauchwasserleitung und über eine Rohrleitung mit dem oberen Bereich
des unteren Behälterteils des Brauchwasserbehälters verbunden ist, wobei die Rohrleitung
vorzugsweise dicht unterhalb der horizontalen Trennwand in den Brauchwasserbehälter
einmündet Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung stellt sicher, daß in
Verbindung mit der in dem Brauchwasserspeicher vorgesehenen Trennwand auch dann
eine optimale Ausnutzung der durch Wärmerückgewinnung oder Wärmepumpe gewonnenen
Energie gewährleistet ist, wenn Brauchwasser mit höherer Temperatur benötigt wird
Das vorgewärmte Wasser wird entweder in den oberen Behälterteil oder dicht unterhalb
der horizontalen Trennwand in den unteren Behälterteil eingeleitet wird. Dadurch
werden zum einen die Anlagekosten verringert, da die Zusatzheizung im oberen Behälterteil
nur so bemessen werden muß, wie für die Erwärmung des vorgeheizten Wassers erforderlich
ist. Im Zusammenhang mit der horizontalen Trennwand wird zusätzlich sichergestellt,
daß ein unnötiges Vermischen des mit teurerer Energie erzeugten heißeren Wassers
in dem oberen Behälterteil mit dem kostengünstigeren, mittels Wärmerückgewinnung
erzeugten Warmwassers vermieden wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung
ist dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Mehrwegeventil als Vierwegeventil ausgebildet
ist, das zum einen mit einer Heizwasser-Rücklaufleitung und dem Ablauf des äußeren
Koaxialrohres des Wärmetauschers und zum anderen mit dem Heizkessel und dem Zulauf
des äußeren Koaxialrohres des Wärmetauschers verbunden ist, wobei an der Heizwasser-Rücklaufleitung
einerseits und an dem Ablauf des äußeren Koaxialrohres des Wärmetauschers andererseits
jeweils ein Thermostatfühler angeordnet ist, die mit einer elektronischen Differenz-Thermostateinrichtung
verbunden sind, die mittels eines elektromotorischen Stellantriebs das zweite Mehrwegeventil
steuert.
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Schließlich ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Lösung dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Umschaltvorrichtung zum Umschalten
vom Wärmerückgewinnungsbetrieb über den Wärmetauscher auf Heizungsbetrieb vorgesehen
ist, wobei die Umschaltvorrichtung mit der Brauchwasser-Umwälzpumpe mit Schwerkraftbremse
und dem elektromotorischen Stellantrieb zur Steuerung des zweiten Mehrwegeventils
verbunden ist und bei Umschaltung von Wärmerückgewinnungsbetrieb auf Heizungsbetrieb
die Brauchwasser-Umwälzpumpe mit Schwerkraftbremse und damit den Brauchwasserkreislauf
abschaltet, während die elektronische Differenz-Thermostateinrichtung über den elektromotorischen
Stellantrieb das zweite Mehrwegeventil so steuert, daß jeweils nur soviel Heizungs-Rücklaufwasser
durch das äußere Koaxialrohr des Wärmetauschers fließt, wie zur Aufrechterhaltung
einer minimalen Wassertemperatur im Wärmetauscher und daraus resultierendem Verflüssigungs-Mindestdruck
auf der Seite des wärmeabgebenden Aggregats und zur Aufrechterhaltung
der
für den Wärmeaustausch erforderlichen Temperaturdifferenz erforderlich ist Diese
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung stellt sicher daß immer nur soviel Heizungs-Rücklaufwasser
über das betreffende Koaxialrohr des Koaxialkondensators durchgeleitet wird, wie
zur Aufrechterhaltung einer Mindestwassertemperatur im Wärmetausche und einem daraus
resultierenden Verflüssigungs-Mindestdruckes auf der Seite des wärmeabgebenden Aggregats
und Aufrechterhaltung der S:ü den Wärmeaustausch nötigen Temperaturdifferenz erforderlich
ist Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der
Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden Es zeigen Fig. 1 eine
prinzipielle Darstellung der gesamten Vorrichtung zur Erzeugung warmen Brauch-und
Heizungswassers; Fig. 2 eine Seitenansicht und Draufsicht auf den erfindungsgemäßen
Wärmetauscher; Fig. 3 einen Querschnitt durch den thermostatgesteuerten Wassertemperatur-
und Kondensator-Druckregler und Fig. 4 einen Querschnitt durch das thermostatgesteuerte
Dreiwegeventil.
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Der in Fig. 1 dargestellte Installationsplan der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Abgabe erwärmten Brauch-und Heizungswassers zeigt einen als Koaxialkondensator
ausgebildeten Wärmetauscher 4 mit drei wärmetechnisch in engem Kontak stehenden
Rohren 41, 42, 43, die mit den verschiedenen Anlagenteilen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung verbunden sind Das mittlere Koaxialrohr 42
ist mit
einem wärmeabgebenden Aggregat 6 verbunden, das aus einer Wärmepumpe oder einem
Kühlaggregat bestehen kann. Das äußere Koaxialrohr 43 des Wärmetauschers 4 ist über
eine Heizwasser-Vorlaufleitung 17 mit einem Anschluß eines Vierwegeventils 5 verbunden,
dessen zweiter Anschluß über eine Heizwasser-Rücklaufleitung 9 mit dem anderen Anschluß
des äußeren Koaxialrohres 43 verbunden ist. Das innere Koaxialrohr 41 des Wärmetauschers
4 ist über einen thermostatgesteuerten Wassertemperatur- und Kondensator-Druckregler
3 und eine Rohrleitung 15 mit einem Anschluß eines Dreiwegeventils 2 verbunden,
dessen zweiter Anschluß über eine Rohrleitung 18 mit einer warmes Brauchwasser abgebenden
Rohrleitung 14 verbunden ist. Der dritte Anschluß des Dreiwegeventils 2 ist über
eine Rohrleitung 19 unmittelbar mit einem Brauchwasserbehälter bzw. -speicher 1
verbunden.
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Der andere Anschluß des inneren Koaxialrohres 41 ist über eine Brauchwasser-Umwälzpumpe
mit Schwerkraftbremse 16 mit einem Kaltwasserzulaufrohr 19 des Brauchwassers verbunden.
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Der Brauchwasserbehälter 1 ist in zwei Behälterteile la und lb unterteilt,
die durch eine Trennwand 11 mit einer in der Trennwand 11 vorgesehenen Öffnung 12
voneinander getrennt sind. Der obere ehälterteil la des Brauchwasserbehälters 1
umfaßt etwa ein Drittel des Volumens des gesamten Brauchwasserbehälters 1. In dem
oberen Brauchwasserbehälter ist eine ilektrische Zusatzheizung 13 vorgesehen, an
deren Stelle auch ein Heizkörper vorgesehen werden kann, der durch ein von einem
Heizkessel 7 erwärmtes Heizwasser durchflossen wird.
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Das Vierwegeventil 5 ist mit einem dritten Anschluß mit
einer
Rücklaufrohrleitung für Heizwasser 30 und über ein Rohr 10 mit einem Heizkessel
7 verbunden, in den ein nicht näher bezeichnetes Vorlaufrohr einmündet Das Dreiwegeventil
2 ist über ein Sapillarrohr mit einem im oberen Behälterteil le des Brauchwasserbehälters
1 angeordneten Fernfühler 22 verbunden. Das gleiche trifft auf den thermostatgesteuerten
Wassertemperatur- und Kondensator-Druckregler 3 zu, der über ein Kapillarrohr mit
einem am inneren Roaxialrohr 41 des Wärmetauschers 4 angeordneten Fernfühler 32
angeschlossen ist. Ein am Ablauf des äußeren Koaxialrohres 43 des Wärmetauschers
4 angeordneter Fernffihler 53 sowie ein am Rücklaufrohr 30 angeordneter weiterer
Fernfühler 52 ist mit dem Stellantrieb 54 des Vierwegemischers 5 verbunden, der
zusätzlich mit einer Umschaltvorrichtung 8 verbunden ist, die auch die Brauchwasser-Umwälzpumpe
mit Schwerkraftbremse 16 ansteuert. Darüber hinaus ist der Stellantrieb 5g für den
Vierwegemischer 5 mit einem elektronischen Differenzthermostat 51 verbunden.
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Die an den Zu- und Ablaufrohren der einzelnen Koanialrohre 41, 42,
43 des Wärmetauschers 4 eingetragenen Pfeile zeigen die Durchflußrichtung des Brauchwassers,
Heizungswassers bzw. mit dem wärmeabgebenden aggregat verbundenen Kältemittels an.
Aus der eingetragenen Pfeilrichtung ist deutlich ersichtlich, daß der Wärmetauscher
4 nach dem sogenannten Gegenstromprinzip abeitet, in dem die Richtung des Kältenaittels
der Flußrichtung des Brauchwassers sowie Heizungswassers entgegengerichtet ist.
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In Fig. 2 ist eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht
des
Wärmetauschers 4 dargestellt, wobei aus der Seitenansicht deutlich die koaxiale
Anordnung der einzelnen Rohre, die mit dem Brauchwasserbehälter 1, dem Vierwegeventil
5 und dem wärmeabgebenden Aggregat verbunden sind, ersichtlich ist. Das mittlere
Koaxialrohr 42 ist dabei mit dem wärmeabgebenden Aggregat 6 verbunden, während das
äußere Koaxialrohr mit dem Vierwegeventil 5 und das innere Koaxialrohr 41 über den
thermostatgesteuerten Wassertemperatur- und Kondensator-Druckregler 3 sowie das
Dreiwegeventil 2 einerseits und über die Brauchwasser-Umwälzpumpe mit Schwerkraftbremse
16 andererseits mit dem Speicherbehälter 1 verbunden ist.
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Die Draufsicht auf den Wärmetauscher 4 zeigt die verschiedenen Anschlüsse
für den Heizungswasser-Kreislauf, den Kältemittel-Kreislauf und den Brauchwasser-Kreislauf.
Selbstverständlich handelt es sich nur um ein Ausführungsbeispiel, das in jeder
beliebigen Weise modifizierbar ist.
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Der in Fig. 3 dargestellte Querschnitt durch den thermostatgesteuerten
Wassertemperatur- und Kondensator-Druckregler zeigt die einzelnen Elemente des Reglers,
der aufbaumäßig weitestgehend einem handelsüblichen Thermostatventil zur Steuerung
von Heizkdrpern entspricht, wobei lediglich die Funktionsweise der der üblicher
Thermostatventile entgegengesetzt ist. Während nämlich ein Thermostatventil zur
Steuerung des eizwasserdurchlaufs von Heizkörpern mit zunehmender Ang eichung der
Umgebungstemperatur an die am Thermostatventil eingestellte Temperatur schließt,
öffnet der erfindungsgemäße thermostatgesteuerte Wassertemperatur- unQ Kondensator-Druckregler
bei einer bestimmten, eingestellten Sollwerttemperatur des Brauchwassers und schließt
bei Unterschreiten eines bestimmten, voreinstellbaTen Temperaturbetrages
des
Brauchwassers. Der aus dem Querschnitt ersichtliche Aufbau des Wassertemperatur-
und Kondensator-Druckreglers 3 zeigt eine Verbindungsleitung mit einem Fernfühler
32 und das im Innern des Wassertemperatur- und Kondensator-Druckreglers angeordnete
thermostatische Element 31. Ein Handgriff 34-dient zur Einstellung der gewünschten
Sollwerttemperatur, die über eine Einstellfeder 35 und einen Druckstift 36 auf eine
O-Ring-Stoffbuchse 37 übertragen wird. Die von dem Fernfühler 32 erfaßte Isttemperatur
des Brauchwassers wird auf ein gewelltes Rohr 33 übertragen. In Abhängigkeit von
der Differenz der Soll- und Istwerttemperatur öffnet und schließt ein in einem Ventilgehäuse
39 enthaltener Ventilkegel 38 den Durchlauf des Brauchwassers durch den Wärmetauscher
bzw. das innere Koaxialrohr des Wärmetauschers.
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Das in Fig. 4 dargestellte, thermostatgesteuerte Dreiwegeventil ist
analog zum Wassertemperatur- und Kondensator-Druckregler 3 aufgebaut und enthält
ein mit einem Fernfühler 22 über ein Wellrohr 23 einerseits und andererseits mit
einem Handgriff 24 verbundenes thermostatisches Element 21, eine Einstellfeder 25,
einen Druckstift 26 und eine O-Ring-Stoffbuchse 27. Zwei Ventilkegel 28 öffnen oder
schließen alternierend die Verbindung der mit dem Wassertemperatur- und Kondensator-Druckregler
3 verbundenen Rohrleitung 15 mit dem Ablauf für erwärmtes Brauchwasser oder den
Einlauf in den unteren Behälterteil lb des Brauchwasserbehälters 1. Am Ende des
thermostatgesteuerten Dreiwegeventils ist eine Druckfeder 10 angeordnet.
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Nachstehend soll die Funktionsweise der gesamten Vorrichtung und deren
einzelner Elemente näher erläutert werden.
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Nach dem Einschalten des wärmeabgebenden Aggregats 6 gelangt überhitztes
und komprimiertes Kältemittelgas in das gedrallte mittlere Koaxialrohr 42 des nach
dem Gegenstromprinzip arbeitenden Wärmetauschers 4 und überträgt die überhitzungs-
und Verflüssigerwärme auf das in dem inneren Koaxialrohr 41 gegenströmende Brauchwasser
des Wasserbehälters 1 bzw. das in dem äußeren Koaxialrohr 43 gegenströmende Heizungswasser.
Sobald das im Wärmetauscher 4 befindliche Brauchwasser die am Wassertemperatur-
und Kondensator-Druckregler 3 eingestellte wählbare Sollwerttemperatur erreicht
hat, öffnet der thermostatgesteuerte Wassertemperatur- und Kondensator-Druckregler
3 den Brauchwasser-Kreislauf und schließt ihn, sobald die eingestellte Sollwerttemperatur
um ca. 2 bis 3 "C unterschritten wird. Innerhalb dieser beiden Grenzen erfolgt die
Öffnung bzw. Drosselung des Brauchwasser-Kreislaufs. Der thermostatgesteuerte Wassertemperatur-
und Kondensator-Druckregler 3 gewährleistet somit, daß brauchwasserseitig sofort
nach Inbetriebnahme nur gebrauchsfertiges, heißes Wasser zur Verfügung steht, dessen
Temperatur vom Betreiber am Handgriff des thermostatgesteuerten Wassertemperatur-
und Kondensator-Druckreglers 3 eingestellt wird.
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Dieses vom Wärmetauscher 4 abgegebene heiße Brauchwasser wird in dem
Wasserbehälter 1 von oben nach unten geschichtet, was zur Folge hat, daß sich zum
einen während der gesamten Aufheizphase eine hohe mittlere und darüber hinaus konstante
Temperaturdifferenz und damit hohe Heizflächenleistung einstellt und zum anderen
eine über die eingestellte Wasser-Sollwerttemperatur ansteigende Wassertemperatur
im Wärmetauscher 4 durch die Überhitzungstemperatur des Kältemitteldampfes vermieden
und dadurch eine Verkalkung des Brauchwasserkanals im Wärmetauscher 4 weitestgehend
verhindert wird.
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Darüber hinaus wird kältemittelseitig ein der eingestellten Wasser-Sollwerttemperatur
entsprechend hoher Verflüssigungsdruck bei Anlauf des wärmeabgebenden Aggregats
schnell erreicht und konstant gehalten.
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Da grundsätzlich zwischen dem Heizungswasser und dem Kältemittelkanal
keine so hohe mittlere Temperaturdifferenz wie brauchwasserseitig vorhanden ist,
wird für den Heizungswasserkanal das äußere gedrallte Koaxialrohr 43 verwendet,
so daß infolge des größeren Durchmessers der kleineren mittleren Temperaturdifferenz
eine größere Austauschfläche entgegengesetzt wird.
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Außerdem ist durch den damit bedingten größeren Durchflußquerschnitt
der für gleich großen Energieaustausch bei kleinerer mittlerer Temperaturdifferenz
resultierenden größeren Wasserdurchfluß Rechnung getragen.
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Die im Brauchwasserbehälter 1 vorgesehene Trennwand 11 mit der darin
vorgesehenen Wasserdurchlauföffnung 12, die Zusatzheizung 13 und das thermostatgesteuerte
Dreiwegeventil 2 mit im oberen Behälterteil la des Brauchwasserbehälters 1 angeordneten
Fernfühler 21 haben bei Erhitzung des Brauchwassers durch die Wärmeabgabe des wärmeabgebenden
Aggregats 6, d. h. im Wärmerückgewinnungs- oder Wärmepumpenbetrieb keinerlei Wirkung.
Sobald aber die Zusatzheizung 13 automatisch oder von Hand eingeschaltet wird, wenn
die mittels Wärmerückgewinnung erzielbare Wassertemperatur nicht ausreicht, beispielsweise
im Hinblick auf die Vorschriften in gewerblichen Großküchen, bei denen eine Mindesttemperatur
von 70 "C an den Warmwasser-Zapfstellten vorgeschrieben ist, oder weil der Warmwasserverbrauch
die von dem wärmeabgebenden Aggregat abgegebene Energie übersteigt, so steigt auch
die Temperatur des im Tauchrohr befindlichen
Fernfühlers 22 über
die sonst übliche Betriebstemperatur an und betätigt durch den damit ansteigenden
Gasdruck über das Kapillarrohr das thermostatgesteuerte Dreiwegeventil 2 derart,
daß das mittels Wärmerückgewinnung erzeugte Warmwasser nicht mehr an die Warmwasserausgangsleitung
14 sondern unterhalb der Trennwand 11 an den unteren Behälterteil lb des Brauchwasserbehälters
1 abgegeben wird.
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Die Trennung des Brauchwasserbehälters 1 hat zur Folge, daß nicht
der Inhalt des gesamten Brauchwasserbehälters 1 mit vergleichsweise teurer elektrischer
Energie oder indirekt über teure fossile oder Gasenergie aufgeheizt werden muß,
um Brauchwasser höherer Temperatur zu erhalten, sondern nur den im oberen Behälterteil
la vorhandenen Brauchwasserteil. Darüber hinaus bewirkt die Trennwand, daß das mittels
Wärmerückgewinnung erzeugte Brauchwasser vollständig als vorgeheiztes Brauchwasser
ausgenutzt wird, da die Trennwand einen Wärmeaustausch des Behälterinhalts durch
Schwerkraftzirkulation verhindert. Die durch die Wärmeleitung der metallischen Trennwand
11 vom oberen heißeren zum unteren kälteren Behälterinhalt übertragene Energie ist
gering und kann, da sie ohnehin für den anschließenden Verbrauch erhalten bleibt,
vernachlässigt werden. Die Funktion des Dreiwegeventils 2 mit Fernfühler 22 gewährleistet,
daß auch nach Abschalten der Zusatzheizung 13 erst dann auf einen ausschließlichen
Wärmerückgewinnungsbetrieb umgeschaltet wird, wenn die Brauchwassertemperatur im
oberen Behälterteil la des BrauchwSsserbehälters 1 auf eine Temperatur abgesunken
ist, die höchstens 2 bis 3 "c über der Brauchwassertemperatur im unteren Behälterteil
lb des Brauchwasserbehälters 1 liegt. Somit wird ein unnötiges Vermischen des mit
teurer Energie erzeugten
heißeren Wassers im oberen Behälterteil
la mit dem kostengünstigeren, durch Wärmerückgewinnung erzeugten Wassers vermieden.
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Ein weiterer Vorteil der Trennung des Brauchwasserbehälters 1 liegt
darin, daß ansonsten ein diese energiesparende Funktion des Brauchwasserbehälters
1 erfüllender zusätzlicher Warmwasserspeicher eingespart wird, was eine zusätzliche
Qualitätssteigerung bei gleichzeitiger Materialeinsparung bedeutet.
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Schließlich liegt ein Vorteil der Unterteilung des Brauchwasserbehälters
darin, daß die Zusatzheizung 13 in ihrer Leistungsauslegung so bemessen werden kann,
daß der obere Behälterteil la des Brauchwasserbehälters einerseits die Wirkung eines
Durchlauferhitzers aufweist, andererseits aber mit einem wesentlich kleineren Anschlußwert
zu versehen ist, da für diesen Anwendungszweck nur vorgewärmtes Wasser nachgeheizt
werden muß, wofür sonst leistungsfähigere Anschlüsse eingesetzt werden müßten.
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Wird mittels der elektrischen Umschalteinrichtung 8 vom Wärmerückgewinnungs-
auf den Heizungsbetrieb umgestellt, so wird der Betrieb der Umwälzpumpe mit Schwerkraftbremse
16 und damit der Brauchwasserkreislauf unterbrochen, während der elektronische Differenzthermostat
51 mit den Fühlern 52 und 53 den Vierwegemischer 5 über den motorischen Antrieb
54 so steuern, daß immer nur soviel Heizungs-Rücklaufwasser durch das äußere Koaxialrohr
43 des Wärmetauschers 4 geleitet wird, wie zur Aufrechterhaltung einer Mindestwassertemperatur
im Wärmetauscher 4 und eines daraus resultierenden Verflüssigungs-Mindestdruckes
auf der kältetechnischen Seite
und Aufrechterhaltung der für den
Wärmeaustausch erforderlichen Temperaturdifferenz erforderlich ist.
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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel dient nur zur Erläuterung
des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens und kann in beliebiger Weise erweitert
und modifiziert werden. So ist beispielsweise auch die Anordnung eines thermostatgesteuerten
Wassertemperatur- und Kondensator-Druckreglers am Ablauf des äußeren Koaxialrohres
43 des Wärmetauschers 4 für den Heizungswasser-Kreislauf möglich. Weitere Modifikationen
sind in der Weise durchführbar, daß der Brauchwasserbehälter in weitere Behälterteile
unterteilbar ist, wobei in den unterschiedlichen Behälterteilen Einlaufrohre nach
Art des Rohres 19 einführbar sind, die an entsprechende Mehrwegeventile angeschlossen
werden können.