DE4308105C2 - Warmwasserheizanlage mit einem Kessel für Festbrennstoffe mit eingebautem Öl- oder Gasbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Warmwasserheizanlage mit einem Kessel für Festbrennstoff mit eingebautem Öl- oder Gasbrenner, mit mindestens einem Pufferspeicher, sowie eine Heizungsanlage mit mindestens einem Verbraucher.

Aus der FR 2452 675 ist eine Warmwasserheizanlage bekannt, die zur Aufheizung von Wasser auf mehrere unterschiedliche Heizquellen zurückgreift. Das durch diese Heizquellen erwärmte Wasser wird in einem isolierten Speicher gespeichert und bei Bedarf den Verbrauchern, z. B. einer Heizungsanlage, zugeführt.

Warmwasserheizanlagen der eingangs genannten Art mit einem Feststoffbrennkessel mit eingebautem Öl- oder Gasbrenner werden häufig in holzverarbeitenden Betrieben eingesetzt, wo tagsüber eine Menge an brennbaren Holzresten anfällt. Feste Brennstoffe, z. B. Holz, Holzreste, Späne, Kohle, Hackschnitzel etc., werden dem Feststoffbrennkessel während der Tageszeit zugeführt, und der Kessel ist in der Lage, die Heizungsanlage und einen Brauchwasserspeicher entsprechend mit Energie zu versorgen. Damit der Heizkessel ständig im Vollastbereich brennen kann, denn nur dann brennt der Feststoffbrennkessel umweltfreundlich, geht die Energie, die die Heizungsanlage bzw. der Brauchwasserspeicher nicht aufnehmen kann, in den oder die Pufferspeicher. Darüber hinaus speichern die Pufferspeicher aufgewärmtes Wasser, um dieses bei Bedarf, d. h., wenn der Feststoffbrennkessel nicht arbeitet (z. B. in der Nacht oder am nächsten Tag), an die Heizungsanlage oder den Brauchwasserspeicher abzugeben. Die bekannten Warmwasserheizanlagen mit einem Feststoffbrennkessel, mit wahlweisem Öl- oder Gasbrenner, arbeiten aber im wesentlichen deshalb unwirtschaftlich, weil die Steuerung der Warmwasserzufuhr zu den einzelnen Verbrauchern ungenügend ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Warmwasserheizanlage der eingangs genannten Art mit einer Regelung zu versehen, die einen wirtschaftlichen Betrieb dieser Anlage unter allen Bedingungen, und insbesondere auch dann ermöglicht, wenn der Kessel mit Öl oder Gas betrieben wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Umschalten des Kessels von Festbrennstoff auf Öl- oder Gasbetrieb die Zufuhr des Warmwassers (Pufferspeicher) unterbrochen wird. D.h., daß bei Öl- bzw. Gasbetrieb des Kessels eine Aufladung der Pufferspeicher unterbleibt. Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist die Warmwasserheizanlage einen Brauchwasserspeicher auf.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird die Warmwasserversorgung der einzelnen Verbraucher bei Betrieb des Kessels mit Festbrennstoff derart gesteuert, daß zunächst das Wasser des Brauchwasserspeichers, dann der Heizungsanlage auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt wird und anschließend erst der Wärmespeicher geladen wird. D.h., es besteht eine Brauchwasser- und eine Heizungsanlagen­ vorrangschaltung. Besonders wirtschaftlich, insbesondere im Hinblick auf die Lebensdauer des Feststoffbrennkessels stellt sich die Maßnahme der Verbindung des Vor- und des Rücklaufes in der Anheizphase des Kessels durch einen Mischer dar. Bei Heizbetrieb und bei der Versorgung des Pufferspeichers ist der Mischer derart eingestellt, daß etwa ein Drittel der aus dem Vorlauf austretenden Wassermenge in den Rücklauf gefördert wird. D.h., daß durch diese Maßnahme verhindert wird, daß in dem Kessel eine bestimmte Temperatur und damit der Taupunkt unterschritten wird. Hierdurch wird Rostansatz im Kessel selbst verhindert. Dem gleichen Zweck dient auch die Maßnahme, während der Anheizphase durch den Mischer den Vor- und den Rücklauf unmittelbar miteinander zu verbinden, da hierdurch die Kesselrücklauftemperatur sehr schnell auf das gewünschte hohe Niveau gebracht werden kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird bei Entladen des Pufferspeichers zunächst der Brauchwasserspeicher geladen, und erst dann wird die Heizungsanlage mit Energie versorgt. Weiterhin wird die Wasserversorgung derart gesteuert, daß bei einer vorbestimmten Mindesttemperatur des Wassers im Pufferspeicher das Wasser unter Umgehung des Brauchwasserspeichers unmittelbar der Heizungsanlage zugeführt wird.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine besondere Ausbildung des im Vorlauf eingebauten Mischers (Rücklaufanhebung).

Zur Einstellung der Ablaufmenge des Wassers aus dem Mischer aus den beiden Abläufen ist in dem Gehäuse des Mischers ein Mengenteiler drehbar gelagert. Der Mengenteiler weist hierbei im einzelnen einen Schieber auf, wobei die Größe der Fläche des Schiebers derart gewählt ist, daß die Querschnittsfläche der Abläufe jeweils zu 1/3 und zu 2/3 durch den Schieber abgedeckt ist. D.h., wenn der eine Ablauf zu 1/3 geöffnet ist, ist der andere Ablauf mit 2/3 seiner Fläche offen. Die Verteilkammer selbst ist kreissektorförmig ausgebildet, wobei der Schieber des Mengenteilers korrespondierend hierzu kreissektorförmig ausgebildet ist.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Schaltung der einzelnen Verbraucher bzw. Aggregate;

Fig. 2 zeigt den Mischer in einer Draufsicht im Schnitt.

Die in der Fig. 1 dargestellten Symbole sind allgemein bekannt, weshalb auf die Erläuterung dieser Symbole im folgenden verzichtet wird, sofern sie nicht für die Erfindung wesentlich sind.

Der mit 1 bezeichnete Kessel für Festbrennstoff weist zusätzlich einen eingebauten Brenner für Gas oder Öl auf und ist mit einer Heizungsanlage 2, einem Brauchwasserspeicher 3 bzw. dem Wärmetauscher des Brauchwasserspeichers und mit mit 4 bezeichneten Pufferspeicher verbunden.

Die Funktionsweise der gesamten Warmwasseranlage stellt sich wie folgt dar:

Während der Anheizphase ist ein Mischer 8, der im Vorlauf 7 zur Heizungsanlage 2 angeordnet ist, zu dieser Heizungsanlage 2 hin geschlossen. Bei einer Kesselwassertemperatur von 35°C schaltet der Temperaturregler 13 die Pumpe 10 (Kessel­ kreispumpe, ein. In dem Moment ist die Rücklaufanhebung in Betrieb. D.h., daß der Mischer 8 zur Heizungsanlage 2 hin geschlossen ist, jedoch über die Leitungen 5, 6 mit dem Kessel verbunden ist. Ab etwa 60°C Kesselwasserrücklauf­ temperatur schaltet der Temperaturregler 14 den Mischer 8 zur Heizungsanlage 2 hin auf. Durch die Pumpe 12 wird dem Brauchwasserspeicher warmes Wasser zugeführt. Ist die eingestellte Brauchwassertemperatur (0-60°C) erreicht, wird die Pumpe 12 ausgeschaltet, und die Pumpe 11 zur Heizungsanlage 2 hin wird eingeschaltet. Obwohl ein vor dieser Pumpe liegender zweiter Mischer 15 von Anfang an geöffnet ist, wird die Heizungsanlage 2 erst jetzt mit Energie versorgt. Wenn von der Heizungsanlage 2 keine Energie mehr angefordert wird - die Heizungsanlage kann beispielsweise über witterungsgeführte Vorlauftemperatur­ regelung oder Raumthermostat gesteuert sein - wird der Mischer 15 geschlossen. Da nunmehr weder die Heizungsanlage noch der Brauchwasserspeicher 3 Wärme anfordern, werden nunmehr die Pufferspeicher 4 durch die Pumpe 10 mit Warmwasser versorgt. Bei einer Pufferspeichertemperatur von 90°C in den Pufferspeichern darf der Kessel nicht mehr mit festen Brennstoffen beschickt werden, d. h., man läßt den Festbrennstoff ausgehen.

Ist der Kessel 1 außer Betrieb, fordert aber der Brauchwasserspeicher und/oder die Heizungsanlage warmes Wasser an, so wird die Pumpe 12 eingeschaltet. Es besteht also eine Vorrangschaltung zugunsten des Brauchwasserspeichers 3, da der Brauchwasserspeicher 3 bevorzugt vor der Heizungsanlage 2 mit Energie versorgt wird. Die Pumpe 12 zieht jetzt die angeforderte Energie in Form von warmem Wasser aus den Pufferspeichern 4. Wenn die Temperatur im Brauchwasserspeicher beispielsweise 60°C erreicht hat, schaltet ein Temperaturfühler 25 die Pumpe 12 ab und automatisch wird die Pumpe 11 eingeschaltet, so daß nunmehr das Wasser aus den Pufferspeichern 4 in die Heizungsanlage 2 gelangt. Hat die Temperatur des Wassers im Pufferspeicher 45°C erreicht, dann wird die Zufuhr zu dem Brauchwasserspeicher unterbunden. Dies ist deshalb erforderlich, damit das Brauchwasser solange wie möglich warm bleibt und nicht durch das kälter werdende Wasser aus dem Pufferspeicher abgekühlt wird. In diesem Fall wird durch den Temperaturfühler 24 die Pumpe 12 ab- und automatisch die Pumpe 11 eingeschaltet. D.h., die Heizungsanlage 2 wird nunmehr mit ca. 45°C warmem Wasser aus dem Pufferspeicher 4 versorgt, bis der Pufferspeicher keine Energie mehr aufweist. Wird daraufhin Wärme von dem Kessel gefordert, ist aber kein Festbrennstoff vorhanden, so schaltet der Öl- oder Gasbrenner des Kessels 1 ein; damit keine unnötige Energie in die Pufferspeicher 4 hineinfließt, wird in diesem Fall ein Magnetventil 26 in der Zuleitung zu dem Pufferspeicher geschlossen. D.h. bei Öl- bzw. Gasbetrieb wird lediglich der Brauchwasserspeicher 3 und die Heizungsanlage 2 mit Energie versorgt.

Der Mischer 8 besteht aus einem Gehäuse 16 mit einer Verteilerkammer 16a, in der der Mengenteiler 18 drehbar gelagert ist. Der Mengenteiler 18 besteht aus einem Schieber 19, der durch einen Arm 20 mit der Achse 21 verbunden ist. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Mengenteilers wird durch die Fläche des Schiebers 19 etwa 2/3 der Querschnitts­ fläche des Ablaufs 23 und entsprechend 1/3 der des Ablaufs 17 überdeckt, so daß sich eine entsprechende Aufteilung des durch den Zulauf 22 einströmenden Wassers ergibt.

Claims (10)

1. Warmwasserheizanlage mit einem Kessel (1) für Festbrennstoff mit eingebautem Öl- oder Gasbrenner, mit mindestens einem Pufferspeicher (4), sowie einer Heizungsanlage (2) mit mindestens einem Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß bei Umschalten des Kessels (1) von Festbrennstoff auf Öl- oder Gasbetrieb die Zufuhr des Warmwassers zu dem Pufferpeicher (4) unterbrochen wird.

2. Warmwasserheizanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmwasserheizanlage einen Brauchwasserspeicher (3) umfaßt.

3. Warmwasserheizanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb des Kessels (1) mit Festbrennstoff zunächst das Wasser des Brauchwasserspeichers (3) auf eine vorgegebene Temperatur und dann das Wasser der Heizungsanlage (2) auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird, und anschließend der Pufferspeicher (4) geladen wird.

4. Warmwasserheizanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vor- und der Rücklauf (6, 7) des Kessels (1) durch einen Mischer (8) miteinander verbunden sind, der derart eingestellt ist, daß bei Heizbetrieb jeweils ein Drittel der aus dem Vorlauf (7) austretenden Wassermenge in den Rücklauf (6) gefördert wird.

5. Warmwasserheizanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der Anheizphase durch den Mischer (8) der Vor- und der Rücklauf (6, 7) unmittelbar miteinander verbunden sind.

6. Warmwasserheizanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Entladung des Pufferspeichers (4) zunächst der Brauchwasserspeicher (3) geladen wird und erst dann die Heizungsanlage (2) mit Energie versorgt wird.

7. Warmwasserheizanlage nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen einer vorbestimmten Mindesttemperatur des Wassers im Pufferspeicher (4) das Wasser unter Umgehung des Brauchwasserspeichers (3) unmittelbar der Heizungsanlage (2) zugeführt wird.

8. Warmwasserheizanlage nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (8) ein Gehäuse (16) mit einem Zulauf (22) und zwei Abläufen (17, 23) aufweist, wobei in dem Gehäuse (16) ein drehbar gelagerter Mengenteiler (18) vorgesehen ist.

9. Warmwasserheizanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenteiler (18) einen Schieber (19) aufweist, wobei die Größe der Fläche des Schiebers (19) derart gewählt ist, daß die Querschnittfläche der Abläufe (17, 23) jeweils zu 1/3 und zu 2/3 durch den Schieber (19) abgedeckt wird.

10. Warmwasserheizanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenteiler in einer kreisförmigen Verteilerkammer (16a) gelagert ist, wobei der Schieber (19) des Mengenteilers (18) korrespondierend hierzu kreissektorförmig ausgebildet ist.