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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Heizanlage gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs, nach Patent Nr. 402 342.
Beim Betrieb einer solchen Heizungsanlage wird in der Regel die Umwälzpumpe mit konstanter Drehzahl ständig in Betrieb gehalten. Dabei ist gegebenenfalls eine Abschaltung der Umwälzpumpe während Brennerstillstandszeiten, während Absenkzeiten oder während des Sommerbetriebes vorgesehen.
Dadurch ergibt sich jedoch immer noch der Nachteil eines entsprechend hohen Anteiles an Hilfsenergie, der für den Betrieb der Umwälzpumpe bereitgestellt werden muss.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird nach dem Patent Nr. 402 342 bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, dass bei Betrieb des Heizgerätes die Drehzahl der Umwälzpumpe von einem niedrigen Wert, zum Beispiel 750 min-', auf einen höheren Wert, zum Beispiel 1. 850 min-', erhöht wird, wenn sich der Ist-Wert der Vorlauftemperatur bis auf einen festgelegten Wert von zum Beispiel 1 bis 3 K einer Soll-Temperatur angenähert hat.
Durch diese Massnahmen wird sichergestellt, dass die Umwälzpumpe während des überwiegenden Teiles der Betriebszeit der Heizanlage mit nur geringer Drehzahl von zum Beispiel 750 min-1 betrieben wird oder stillsteht und daher nur einen entsprechend geringen Hilfsenergiebedarf benötigt.
Bei Betrieb des Heizgerätes wird die Umwälzpumpe, solange die Differenz zwischen der SollVorlauftemperatur und der Ist-Vorlauftemperatur über einem festgelegten Wert liegt, mit niedriger Drehzahl von zum Beispiel 750 min-'betrieben, unabhängig vom Betriebszustand des Heizgerätes, das heisst, unabhängig davon, ob das Heizgerät mit Vollast oder mit Teillast betrieben wird.
Die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe kurz vor Erreichen der Soll-Vorlauftemperatur wirkt einer Erhöhung der Schalthäufigkeit des Heizgerätes entgegen. So wird durch die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe auf zum Beispiel 1. 850 min-'die wasserseitige Temperaturspreizung an einem Wärmetauscher des Heizgerätes vermindert. Dadurch wird der obere Schaltpunkt, das heisst die Soll-Vorlauftemperatur durch die geringere Spreizung später erreicht und dadurch pro Brennerlauf mehr Energie in das gesamte Heizsystem eingebracht, wodurch auch nach einer Abschaltung des Heizgerätes der untere Schaltpunkt, bei dem ein abermaliger Start des Heizgerätes erfolgt, später erreicht wird.
Ziel der Erfindung ist es demgemäss, dieses Verfahren nach dem Patent Nr. 402 342 so zu verbessern, dass sich eine möglichst geringe Schalthäufigkeit des Heizgerätes ergibt, um den Wirkungsgrad desselben zu erhöhen und den Schadstoffausstoss zu reduzieren.
Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verfahren nach dem Patent Nr. 402 342 durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist sichergestellt, dass einerseits durch die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe, wie bereits erwähnt, mehr Heizenergie in das Heizsystem während der Brennerlaufzeit eingespeist, und durch die Reduzierung der Drehzahl der Umwälzpumpe während der übrigen Zeit wird dem Heizsystem die Energie nur entsprechend langsam entzogen und der Hilfsenergiebe- darf minimiert.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich aufgrund der überwiegend niedrigen Pumpendrehzahl von zum Beispiel 750 mm-1 neben der Reduzierung des Hilfsenergiebedarfs der Vorteil einer Verminderung der Schalthäufigkeit der Heizeinrichtung. Ausserdem wird durch die beim Start der Heizeinrichtung bei einem neuen Zyklus herrschende niedrige Drehzahl der Umwälzpumpe eine weitgehende Vermeidung der Kondensatbildung bei einem brennerbetriebenen Heizgerät und eine Verminderung beziehungsweise Vermeidung von Strömungsgeräuschen erreicht.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen :
Fig. 1 schematisch eine Heizanlage,
Fig. 2a ein Diagramm des Verlaufs der Vorlauftemperatur der Heizanlage bei einem Betrieb mit niedriger
Drehzahl der Umwälzpumpe, von zum Beispiel 750 min-',
Fig. 2b ein Diagramm des Schaltverhaltens der Heizeinrichtung der Heizanlage bei einem Betrieb mit niedriger Drehzahl der Umwälzpumpe,
Fig. 2c ein Diagramm des Pumpenbetrieb,
Fig. 3a ein Diagramm des Verlaufs der Vorlauftemperatur der Heizanlage bei einem Betrieb einer
Heizeinrichtung nach dem erfindungsgemässen Verfahren,
Fig. 3b ein Diagramm des Schaltverhattens der Heizeinrichtung der Heizanlage bei einem Betrieb nach dem erfindungsgemässen Verfahren und
Fig.
3c ein Diagramm des Pumpenbetriebs nach dem erfindungsgemässen Verfahren, mit niedriger
Drehzahl von zum Beispiel 750 min-1 und bei Annäherung an den oberen Schaltpunkt mit höherer
Drehzahl von zum Beispiel 1. 850 min-'.
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Eine Heizanlage 1 weist einen von einem Brenner 2 beaufschlagten Wärmetauscher 3 auf, der über eine Vorlaufleitung 4 mit einer Heizungsanlage 5, die zum Beispiel Heizkörper aufweist, verbunden ist.
Diese Heizungsanlage 5 ist über eine Rücklaufleitung 6 mit dem Einlauf des Wärmetauschers 3 verbunden, wobei die Rücklaufleitung 6 aus einer zu einer Umwälzpumpe 16 führenden Verbindungsleitung 7 und einer an die Umwälzpumpe 16 anschliessenden Anschlussleitung 10 gebildet ist, die den Anschluss an den Wärmetauscher 3 herstellt.
Der Brenner 2 ist über eine Gasleitung 15, in der ein mit einem Antrieb 17 versehenes, proportional arbeitendes Gasventil 18 angeordnet ist, mit Gas versorgbar.
Der Antrieb 17 des Ventiles 18 ist mit einer Steuereinheit 19 über eine Leitung 23 verbunden. An der Steuereinheit 19 ist auch ein Vorlauftemperaturfühler 20, der in der Vorlaufleitung 4 angeordnet ist, über eine Leitung 21 angeschlossen. Weiter ist ein Motor 22, der die Umwälzpumpe 16 antreibt und in seiner Drehzahl veränderbar ist, über eine Leitung 25 an die Steuereinheit 19 angeschlossen, die ihrerseits über eine Leitung 26 mit einem Soll-Wert-Geber 27 verbunden ist.
Die Steuereinheit 19 ermittelt die Differenz zwischen der vom Temperaturfühler 20 erfassten IstVorlauftemperatur und dem vom Soll-Wert-Geber 27 festgelegten Soll-Wert der Vorlauftemperatur. Die Umwälzpumpe 16 wird bei Betrieb des Brenners 2 mit geringer Drehzahl von zum Beispiel 750 min-' betrieben, solange die Differenz zwischen dem Soll-Wert der Voriauftemperatur und der Ist-Vorlauftempera- tur einen bestimmten Mindestwert, etwa 1 bis 3 K, nicht unterschreitet.
Wird dieser Punkt erreicht, so wird die Pumpe mit höherer Drehzahl von zum Beispiel 1. 850 min' betrieben. Dabei kann auch die Leistung des Brenners 2 durch Drosseln des Ventiles 8 reduziert werden.
Wird der Brenner 2 bei Erreichen der Soll-Vorlauftemperatur abgestellt, so wird die Pumpe für eine vorgegebene kurze Zeitspanne, zum Beispiel einige Sekunden, mit hoher Drehzahl weiter betrieben, um die Wärme aus dem Wärmetauscher 3 abzuführen. Danach wird die Umwälzpumpe 16 für eine bestimmte Zeit mit geringer Drehzahl betrieben und/oder stillgesetzt, um Energie zu sparen. Diese Zeiten sind im SollWert-Geber 27 gespeichert.
Liegt wieder eine Wärmeanforderung vor, so wird während des Starts des Brenners 2 die Umwälzpumpe 16 mit niedriger Drehzahl betrieben. Dieser Betrieb der Pumpe 16 wird so lange aufrechterhalten, bis die Differenz zwischen der Ist-Vorlauftemperatur und dem Soll-Wert der Vorlauftemperatur auf einen vorgegebenen geringen Wert abgesunken ist.
Die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe 16 kann stufig oder stufenlos erfolgen.
Die Fig. 2a zeigt den Verlauf der Vorlauftemperatur bei einer Heizanlage nach der Fig. 1, die mit einer mit durchgehend niednger Drehzahl von zum Beispiel 750 min-1 laufenden Umwälzpumpe 16 betrieben wird. Dabei ist klar zu ersehen, dass sich ein häufiges Pendeln der Vorlauftemperatur zwischen einer Abschalttemperatur und einer Einschalttemperatur für die Heizeinrichtung ergibt.
Dies ist auch klar aus der Fig. 2b zu ersehen, und aus der Fig. 2c ist zu ersehen, dass die Umwälzpumpe 16 dauernd mit niedriger Drehzahl betrieben wird.
Die Fig. 3a zeigt den Verlauf der Vorlauftemperatur bei einem Betrieb einer Heizeinrichtung nach der Erfindung. Dabei wird die Heizeinrichtung bei Erreichen der Einschalttemperatur der Brenner eingeschaltet, wobei, wie aus der Fig. 3c zu ersehen ist, die Umwälzpumpe 16 mit niedriger Drehzahl betrieben wird.
Nähert sich die Ist-Temperatur der Vorlauftemperatur bis auf 3 bis 1 K der Soll-Temperatur beziehungsweise der Ausschalttemperatur, so wird die Drehzahl der Umwälzpumpe 16 auf zum Beispiel 1. 850 min-1 erhöht, wodurch die Vorlauftemperatur etwas absinkt und anschliessend wieder langsam ansteigt, bis die Ausschalttemperatur erreicht ist.
Ist dies-der Fall, so wird der Brenner abgeschaltet und die Drehzahl der Umwälzpumpe 16 auf die niedrige Drehzahl abgesenkt. Danach überschreitet zwar die Vorlauftemperatur kurzfristig etwas die Ausschalttemperatur und sinkt danach langsam ab, bis die Einschalttemperatur erreicht ist. Ist diese erreicht, so wiederholt sich das Schaltspiel, und der Brenner wird gestartet, wobei jedoch die Umwälzpumpe mit der niedrigen Drehzahl betrieben wird.
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The invention relates to a method for operating a heating system according to the preamble of the independent claim, according to Patent No. 402 342.
When operating such a heating system, the circulating pump is generally kept in operation at a constant speed. If necessary, the circulation pump is switched off during burner downtimes, during lowering times or during summer operation.
However, this still results in the disadvantage of a correspondingly high proportion of auxiliary energy which has to be provided for the operation of the circulation pump.
In order to avoid this disadvantage, it is proposed according to patent no. 402 342 in a method of the type mentioned at the outset that when the heater is in operation, the speed of the circulation pump from a low value, for example 750 rpm, to a higher value Example 1. 850 min- ', is increased when the actual value of the flow temperature has approached a set temperature, for example 1 to 3 K, for example.
These measures ensure that the circulation pump is operated during the predominant part of the operating time of the heating system at a low speed of, for example, 750 min-1 or is at a standstill and therefore only requires a correspondingly low auxiliary energy requirement.
When the heater is in operation, the circulation pump is operated at a low speed of, for example, 750 rpm, as long as the difference between the target supply temperature and the actual supply temperature is above a specified value, regardless of the operating state of the heater, i.e. regardless of whether the heater is operated at full load or at partial load.
Increasing the speed of the circulation pump shortly before the target flow temperature is reached counteracts an increase in the switching frequency of the heater. Thus, by increasing the speed of the circulation pump to, for example, 1. 850 min, the water-side temperature spread on a heat exchanger of the heater is reduced. As a result, the upper switching point, i.e. the target flow temperature is reached later due to the smaller spread and thus more energy is introduced into the entire heating system per burner run, which means that even after the heater is switched off, the lower switching point, at which the heater is started again, is reached later.
Accordingly, the aim of the invention is to improve this method according to patent no. 402 342 in such a way that the switching frequency of the heating device is as low as possible in order to increase the efficiency of the heating device and to reduce pollutant emissions.
According to the invention, this is achieved in a method according to patent no. 402 342 by the characterizing features of the independent patent claim.
The proposed measures ensure that, on the one hand, by increasing the speed of the circulation pump, as already mentioned, more heating energy is fed into the heating system during the burner running time, and by reducing the speed of the circulation pump during the rest of the time, the heating system only gets the energy accordingly slowly withdrawn and the auxiliary energy requirement minimized.
Due to the features of claim 2, due to the predominantly low pump speed of, for example, 750 mm-1, in addition to the reduction in the auxiliary energy requirement, there is the advantage of reducing the switching frequency of the heating device. In addition, the low speed of the circulating pump that prevails at the start of the heating device in a new cycle largely prevents the formation of condensate in a burner-operated heater and a reduction or avoidance of flow noises.
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.
Show:
1 schematically shows a heating system,
Fig. 2a is a diagram of the course of the flow temperature of the heating system during operation with a lower
Speed of the circulation pump, for example 750 min- ',
2b is a diagram of the switching behavior of the heating device of the heating system during operation at a low speed of the circulation pump,
2c is a diagram of the pump operation,
3a shows a diagram of the course of the flow temperature of the heating system during operation of a
Heating device according to the inventive method,
3b shows a diagram of the switching behavior of the heating device of the heating system during operation according to the inventive method and
Fig.
3c shows a diagram of the pump operation according to the method according to the invention, with a lower one
Speed of, for example, 750 min-1 and higher when approaching the upper switching point
Speed of for example 1. 850 min- '.
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A heating system 1 has a heat exchanger 3 acted upon by a burner 2, which is connected via a flow line 4 to a heating system 5, which has radiators, for example.
This heating system 5 is connected via a return line 6 to the inlet of the heat exchanger 3, the return line 6 being formed from a connecting line 7 leading to a circulating pump 16 and a connecting line 10 connecting to the circulating pump 16, which produces the connection to the heat exchanger 3.
The burner 2 can be supplied with gas via a gas line 15 in which a proportionally working gas valve 18 provided with a drive 17 is arranged.
The drive 17 of the valve 18 is connected to a control unit 19 via a line 23. A flow temperature sensor 20, which is arranged in the flow line 4, is also connected to the control unit 19 via a line 21. Furthermore, a motor 22, which drives the circulation pump 16 and whose speed can be changed, is connected via a line 25 to the control unit 19, which in turn is connected via a line 26 to a desired value transmitter 27.
The control unit 19 determines the difference between the actual flow temperature detected by the temperature sensor 20 and the set value of the flow temperature determined by the setpoint generator 27. The circulation pump 16 is operated when the burner 2 is operating at a low speed of, for example, 750 rpm, as long as the difference between the target value of the flow temperature and the actual flow temperature does not fall below a certain minimum value, approximately 1 to 3 K .
If this point is reached, the pump is operated at a higher speed of, for example, 1,850 min '. The performance of the burner 2 can also be reduced by throttling the valve 8.
If the burner 2 is switched off when the desired flow temperature is reached, the pump continues to be operated at high speed for a predetermined short period of time, for example a few seconds, in order to remove the heat from the heat exchanger 3. Thereafter, the circulation pump 16 is operated for a certain time at a low speed and / or stopped to save energy. These times are stored in the setpoint generator 27.
If there is a heat request again, the circulation pump 16 is operated at low speed during the start of the burner 2. This operation of the pump 16 is maintained until the difference between the actual flow temperature and the target value of the flow temperature has dropped to a predetermined low value.
The speed of rotation of the circulation pump 16 can be increased in stages or continuously.
FIG. 2a shows the course of the flow temperature in a heating system according to FIG. 1, which is operated with a circulating pump 16 running at a consistently low speed of, for example, 750 min-1. It can clearly be seen that there is frequent oscillation of the flow temperature between a switch-off temperature and a switch-on temperature for the heating device.
This can also be clearly seen from FIG. 2b, and from FIG. 2c it can be seen that the circulation pump 16 is continuously operated at a low speed.
3a shows the course of the flow temperature during operation of a heating device according to the invention. In this case, the heating device is switched on when the burner has reached the switch-on temperature, and, as can be seen from FIG. 3c, the circulation pump 16 is operated at a low speed.
If the actual temperature approaches the flow temperature to 3 to 1 K of the target temperature or the switch-off temperature, the speed of the circulation pump 16 is increased to, for example, 1,850 min-1, as a result of which the flow temperature drops somewhat and then slowly rises again until the switch-off temperature is reached.
If this is the case, the burner is switched off and the speed of the circulation pump 16 is reduced to the low speed. After that, the flow temperature briefly exceeds the switch-off temperature and then drops slowly until the switch-on temperature is reached. If this is reached, the switching cycle is repeated and the burner is started, but the circulation pump is operated at the low speed.
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