CH622337A5

CH622337A5 - Method and installation for heating rooms of a building

Info

Publication number: CH622337A5
Application number: CH303977A
Authority: CH
Inventors: Udo Andreas
Original assignee: Centra Buerkle Gmbh & Co
Priority date: 1976-03-12
Filing date: 1977-03-10
Publication date: 1981-03-31
Also published as: DE2610516A1; FR2343977A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anlage gemäss Oberbegriff des Anspruchs 5 zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a system according to the preamble of claim 5 for carrying out the method.

Bei bekannten Ausführungen (siehe z. B. Recknagel-Sprenger, «Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik», 58. Ausgabe, Oldenbourg Wien und München, 1974, S. 430) steht der Sonnenkollektor- Kreislauf im Speicher in Wärmetausch-Verbindung mit dem Heizmedium-Kreislauf. Wenn die vom Sonnenkollektor gelieferte Wärmemenge nicht ausreicht, tritt eine Zusatzheizung in Tätigkeit, die Brennstoff oder elektrische Energie verbraucht. In the case of known designs (see, for example, Recknagel-Sprenger, “Paperback for Heating and Air Conditioning Technology”, 58th edition, Oldenbourg Vienna and Munich, 1974, p. 430), the solar collector circuit in the store is in heat exchange connection with the heating medium Circuit. If the amount of heat supplied by the solar collector is not sufficient, an additional heating system that uses fuel or electrical energy is activated.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Anlage der eingangs genannten Art, die die Nachteile bekannter Ausführungen nicht aufweisen, wobei insbesondere angestrebt wird, The object of the invention is to provide a method and a system of the type mentioned at the outset which do not have the disadvantages of known designs, the aim being in particular

a) dass die vom Sonnenkollektor aufgenommene Wärmeenergie in optimaler Weise im Kreislaufsystem des Heizmediums ausgenutzt wird, a) that the thermal energy absorbed by the solar collector is optimally used in the heating medium's circulation system,

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b) dass die Kesselheizung in ebenfalls optimaler Weise auf die Einspeisung von vom Sonnenkollektor gelieferter Wärmeenergie abgestimmt wird, b) that the boiler heating is also optimally matched to the supply of thermal energy supplied by the solar collector,

c) dass ein hoher thermischer Wirkungsgrad erreicht wird, c) that a high thermal efficiency is achieved,

d) dass der apparative Aufwand gering ist, d) that the expenditure on equipment is low,

e) dass sich vorhandene Heizungsanlagen nachträglich zur Mitverwendung von von Sonnenkollektoren gelieferter Wärmeenergie mit möglichst wenig Änderungen umbauen lassen, e) that existing heating systems can be retrofitted with as few changes as possible to include the thermal energy supplied by solar collectors,

f) dass alle Regelungen und Steuerungen technisch auf einfache Weise durchgeführt werden können, f) that all regulations and controls can be carried out technically in a simple manner,

g) dass Heizungsanlagen mit Kesseln aller Art mit ein-und ausschaltbaren Kesselheizungen, wie z. B. ölbefeuerte oder gasbefeuerte Kessel und Gasthermen verwendbar sind und h) dass die am Kessel auftretenden Wärmeverluste besonders gering gehalten werden können. g) that heating systems with boilers of all types with switchable boiler heaters, such as. B. oil-fired or gas-fired boilers and gas boilers can be used and h) that the heat losses occurring at the boiler can be kept particularly low.

Diese Aufgabe wird beim Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und bei der Anlage durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 definierten Ausbildungen gelöst. This object is achieved in the method by the training defined in the characterizing part of claim 1 and in the system by the training defined in the characterizing part of claim 5.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4 und besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Anlage sind in den Ansprüchen 6 bis 9 umschrieben. Particularly advantageous embodiments of the method are described in claims 2 to 4 and particularly advantageous embodiments of the system are described in claims 6 to 9.

Auf diese Weise wird beim Betrieb der Heizungsanlage der Kessel stets von Heizmedium durchströmt, gleichgültig, ob die Heizung des Kessel eingeschaltet ist oder nicht, da der Kesselrücklauf stets mit dem Heizungsrücklauf in Verbindung steht, und zwar über den am Speicher vorbeiführenden Bypass und/oder durch den Speicher hindurch. Im allgemeinen kann zweckmässig vorgesehen sein, dass entweder der Kesselrücklauf nur durch den Speicher hindurch mit dem Heizungsrücklauf oder nur durch den genannten Bypass mit dem Heizungsrücklauf verbunden ist. Man kann jedoch in manchen Fällen auch vorsehen, dass bei bestimmten Betriebszuständen das dem Kesselrücklauf zuströmende Heizungsrücklaufmedium zum Teil am Speicher durch den Bypass hindurch vorbeiströmt und die restliche Teilmenge gleichzeitig durch den Speicher hindurchströmt, und diese beiden Teilströme danach im Kesselrücklauf wieder vereinigt werden. In this way, heating medium flows through the boiler when the heating system is operating, regardless of whether the boiler heating is switched on or not, since the boiler return is always connected to the heating return, via the bypass past the storage tank and / or through through the store. In general, it can be expediently provided that either the boiler return is connected to the heating return only through the store or only to the heating return through the bypass mentioned. However, in some cases it can also be provided that in certain operating states the heating return medium flowing to the boiler return flows in part past the storage tank through the bypass and the remaining partial amount flows through the storage tank at the same time, and these two partial flows are then combined again in the boiler return.

Auf diese Weise lässt sich ferner vermeiden, dass die Kesseltemperatur ständig auf höheren Temperaturwerten gehalten werden muss, als der Vorlauftemperatur des Speichers entspricht, denn solange das vom Speicher kommende Heizmedium den Wärmebedarf der Heizungsanlage allein decken kann, wird die Heizung des Kessels nicht eingeschaltet, so dass in diesem Betriebszustand die Kesseltemperatur der Temperatur des Vorlaufs des Speichers entspricht. Wenn dann der Fall eintritt, dass die Vorlauftemperatur des Speichers zur Deckung des Wärmebedarfs der Heizung nicht mehr allein ausreicht, wird dann sofort durch Freigabe der Kesselheizung die Kesseltemperatur zur Dek-kung des restlichen Wärmebedarfs erhöht, wodurch sich jede Lücke im Wärmebedarf vermeiden lässt, da der Übergang stetig ist. Hierdurch werden auch die Wärmeverluste am Kessel erheblich reduziert, weil der Kessel während eines zumindest erheblichen Teils der Betriebsdauer nur niedrige Temperaturen hat. In this way, it can also be avoided that the boiler temperature must always be kept at higher temperature values than the flow temperature of the storage tank, because as long as the heating medium coming from the storage tank can cover the heating system's heating requirements alone, the heating of the boiler is not switched on, so that in this operating state the boiler temperature corresponds to the temperature of the flow of the storage tank. If it then happens that the supply temperature of the storage tank is no longer sufficient to cover the heating requirements of the heating alone, the boiler temperature is raised immediately to release the remaining heating requirements by releasing the boiler heating, which means that any gap in the heating requirement can be avoided the transition is steady. This also significantly reduces the heat losses at the boiler because the boiler only has low temperatures for at least a significant part of the operating time.

Auch wirkt sich die Wärmespeicherkapazität des Kessels auf das Regelverhalten der Heizungsanlage günstig aus, da u. a. diese im Falle der Reihenschaltung von Speicher und Kessel sich der Wärmekapazität des Speichers hinzuaddiert. The heat storage capacity of the boiler has a favorable effect on the control behavior of the heating system, since u. a. in the case of the storage and boiler connected in series, this is added to the heat capacity of the storage.

Es kann zweckmässig vorgesehen werden, dass, wenn die Kesselheizung freigegeben ist, ein Thermostat die Heizung so ein- und ausschaltet, dass eine konstante Kesselvorlauftemperatur eingeregelt wird, von bspw. 80 oder 90 °C. In diesem Fall kann die Regelung oder Steuerung der Wärmezufuhr zu dem oder den Wärmetauschern des Heizungskreislaufsystems zweckmässig entweder durch Beimischung von Heizungsrücklaufmedium zum Kesselvorlaufmedium zur Bildung eines konstanten Mengenstroms des Heizungsvorlaufmediums oder durch Mengenregelung oder -Steuerung des Heizungsvorlaufmediums, sei es durch Drosselung oder alternatives Ein- und Ausschalten der Förderung des Heizungsvorlaufmediums, stattfinden. Auch kann gegebenenfalls eine Regelung oder Steuerung der Heizungsrücklauftemperatur auf beliebige Weise vorgesehen werden. Es ist jedoch auch möglich, die Kesselheizung nach ihrer Freigabe so ein- und auszuschalten, dass eine variable Kesselvorlauftemperatur erzielt wird, z. B., It can be expediently provided that when the boiler heating is enabled, a thermostat switches the heating on and off in such a way that a constant boiler flow temperature is set, for example 80 or 90 ° C. In this case, the regulation or control of the heat supply to the heat exchanger or the heat exchangers of the heating circuit system can expediently either by admixing the heating return medium to the boiler flow medium to form a constant flow of the heating flow medium or by regulating or controlling the quantity of the heating flow medium, be it by throttling or alternative input and output Switch off the delivery of the heating flow medium. If necessary, regulation or control of the heating return temperature can also be provided in any way. However, it is also possible to switch the boiler heating on and off after its release so that a variable boiler flow temperature is achieved, e.g. B.,

dass die Kesselvorlauftemperatur jeweils der erforderlichen Heizungsvorlauftemperatur entspricht und somit mit konstantem Mengenstrom im Heizungsvorlauf ohne Beimischung von Kesselrücklaufwasser gearbeitet werden kann. that the boiler flow temperature corresponds to the required heating flow temperature and can therefore be used with a constant flow rate in the heating flow without adding boiler return water.

Auf diese Weise wird also die Kesselheizung nur dann zum Betrieb freigegeben, wenn der Speicher den Wärmebedarf der Heizungsanlage nicht allein decken kann, sondern zur Deckung dieses Wärmebedarfs dem Heizmedium Wärme durch die Kesselheizung zugeführt werden muss. Die erforderlichen Regelungen und Steuerungen lassen sich leicht durchführen und einfach gestalten, wobei sich gleichzeitig sehr günstige Regelungs- und Steuerungscharakteristiken für die Heizungsanlage ergeben. In this way, the boiler heating is only released for operation if the storage cannot cover the heating system's heating requirements alone, but rather heat must be supplied to the heating medium by the boiler heating system to cover this heating requirement. The necessary regulations and controls can be carried out easily and simply, while at the same time there are very favorable regulation and control characteristics for the heating system.

Wenn an das Heizungskreislaufsystem ein Boiler-Kreislauf mit angeschlossen sein soll, kann das Verfahren vorzugsweise gemäss Anspruch 4 weitergebildet werden. Dies erbringt unter anderem den Vorteil, dass der Wärmebedarf des Boilers unabhängig von dem Wärmebedarf der Wärmetauscher der Heizungsanlage durch die Kesselheizung gedeckt werden kann, wobei zur Deckung auch die vom Sonnenkollektor stammende Wärmeenergie dann mit beiträgt, wenn der Speicher in Reihe mit dem Kessel geschaltet ist. Hierdurch lassen sich die Kosten für das Erwärmen des Boilerwassers vermindern. If a boiler circuit is also to be connected to the heating circuit system, the method can preferably be developed according to claim 4. This has the advantage, among other things, that the boiler's heat requirement can be covered by the boiler heating regardless of the heat requirement of the heat exchanger of the heating system, whereby the thermal energy from the solar collector also contributes to the coverage if the storage tank is connected in series with the boiler . This can reduce the cost of heating the boiler water.

Die beschriebene Anlage ist baulich einfach und betriebssicher und lässt sich gut und einfach regeln bzw. The system described is structurally simple and reliable and can be controlled easily and easily or

steuern. Sie kann eine reine Heizungsanlage sein oder im Rahmen einer Klimaanlage vorhanden sein. Taxes. It can be a heating system only or it can be part of an air conditioning system.

Auf die beschriebene Weise kann die Raumtemperatur direkt geregelt werden oder es ist auch möglich, die Raumtemperatur durch aussentemperatur- oder witterungsge-führte Steuerung oder Regelung der Heizungsvorlauftemperatur oder in manchen Fällen der Heizungsrücklauftemperatur zu steuern. Auch andere Steuerungen und Regelungen sind möglich. In the manner described, the room temperature can be controlled directly, or it is also possible to control the room temperature by means of outside temperature or weather-controlled control or regulation of the heating flow temperature or, in some cases, the heating return temperature. Other controls and regulations are also possible.

Der Heizungsvorlauf führt zu einem oder mehreren Wärmetauschern. Diese Wärmetauscher können direkt in den zu beheizenden Räumen angeordnet sein oder auch der Beheizung von Luft in einer lufttechnischen Anlage des Gebäudes dienen, bei der die Luft dann durch Leitungen den betreffenden zu beheizenden Räumen als Zuluft zugeleitet wird. The heating flow leads to one or more heat exchangers. These heat exchangers can be arranged directly in the rooms to be heated or can also be used to heat air in an air-conditioning system of the building, in which the air is then supplied as supply air to the relevant rooms to be heated.

Bei dem Heizmedium kann es sich vorzugsweise um Wasser oder eine andere Flüssigkeit handeln, doch ist es in Sonderfällen auch denkbar, als Heizmedium Gas oder Dampf zu verwenden. The heating medium can preferably be water or another liquid, but in special cases it is also conceivable to use gas or steam as the heating medium.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegen-stands wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben, die eine Anlage zum Beheizen von Räumen eines Gebäudes oder dergleichen mittels Wärmetauschern zeigt, von denen nur einer (10) dargestellt ist. A preferred embodiment of the subject of the invention is described in more detail below with reference to the drawing, which shows a system for heating rooms of a building or the like by means of heat exchangers, only one of which (10) is shown.

Die Anlage kann ihren Wärmebedarf sowohl durch einen oder mehrere Sonnenkollektoren 11 als auch durch eine The system can meet its heat requirements both through one or more solar panels 11 and through one

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dem Kessel 12 zugeordnete Kesselheizung 13 decken. Die Kesselheizung ist zwar als Öl- oder Gasbrenner 13 dargestellt, doch kommen ebenfalls auch andere ein- und ausschaltbare oder stetig regelbare Kesselheizungen, z. B. elektrische Heizungen in Frage. 5 cover boiler heater 13 assigned to boiler 12. The boiler heater is shown as an oil or gas burner 13, but there are also other boiler heaters that can be switched on and off or continuously regulated, e.g. B. electric heaters in question. 5

Der oder die Sonnenkollektoren 11 sind an einen Sonnen-kollektor-Wärmeträgermedium-Kreislauf 14 angeschlossen, der durch einen Speicher 15 für Heizmedium führt, bei dem es sich in diesem Ausführungsbeispiel um einen wärmeisolierten Behälter 16 handelt, dessen Innenraum mit Heiz- io medium gefüllt ist. Im Innenraum dieses Speichers 15 befindet sich zwecks Übertragung der vom Sonnenkollektor gelieferten Wärme auf das Heizmedium eine Rohrschlange 17 des Sonnenkollektor-Kreislaufs 14. Rohrschlange 17 und Speicher 15 bilden so einen internen Wärmetauscher. Der 15 Speicher 15 kann gegebenenfalls jedoch die vom Sonnenkollektor 11 gelieferte Wärme auch über einen externen Wärmetauscher erhalten. The one or more solar collectors 11 are connected to a solar collector heat transfer medium circuit 14 which leads through a storage 15 for heating medium, which in this exemplary embodiment is a thermally insulated container 16, the interior of which is filled with heating medium . In the interior of this store 15 there is a pipe coil 17 of the solar collector circuit 14 for the purpose of transferring the heat supplied by the solar collector to the heating medium. The pipe coil 17 and the store 15 thus form an internal heat exchanger. However, the 15 store 15 can optionally also receive the heat supplied by the solar collector 11 via an external heat exchanger.

In den Kreislauf 14 ist eine Umwälzpumpe 9 zwischengeschaltet, die mittels einer Steuervorrichtung 19 ein- und 20 ausgeschaltet werden kann. Diese Steuervorrichtung ist an zwei Temperaturfühler 20, 21 angeschlossen, nämlich einen Temperaturfühler 20, der die Sonnenkollektor-Vorlauftemperatur Ti fühlt und einen zweiten Temperaturfühler 21, der die Temperatur T2 des Heizmediums im Speicher 25 15 fühlt. Die Steuervorrichtung 19 schaltet in Abhängigkeit der von diesen beiden Fühlern 20, 21 gefühlten Temperaturdifferenz die Umwälzpumpe 9 ein und aus, und zwar wird die Pumpe 9 eingeschaltet, wenn die Temperaturdifferenz Ti — T2 einen vorbestimmten Wert, z. B. Null 30 übersteigt, und abgeschaltet, wenn dieser Wert unterschritten wird. Anstelle dieses Ein- und Ausschaltens der Pumpe 9 kann im Kreislauf 14 auch ein nicht dargestellter, durch ein Dreiweg-Ventil ansteuerbarer Bypass zum Speicher 15 vorgesehen sein, derart, dass, wenn der vorbestimmte Wert 35 der Temperaturdifferenz Ti — T2 unterschritten wird, die Rohrschlange 17 vom Sonnenkollektor-Kreislauf 14 abgeschaltet wird und der Sonnenkollektor-Kreislauf 14 am Speicher 15 vorbeizirkuliert. A circulation pump 9 is interposed in the circuit 14 and can be switched on and 20 by means of a control device 19. This control device is connected to two temperature sensors 20, 21, namely a temperature sensor 20 which senses the solar collector flow temperature Ti and a second temperature sensor 21 which senses the temperature T2 of the heating medium in the store 25 15. The control device 19 switches the circulation pump 9 on and off in dependence on the temperature difference sensed by these two sensors 20, 21, namely the pump 9 is switched on when the temperature difference Ti - T2 reaches a predetermined value, e.g. B. exceeds zero 30, and switched off when this value is fallen below. Instead of switching the pump 9 on and off, a bypass to the reservoir 15, not shown, which can be controlled by a three-way valve, can also be provided in the circuit 14, such that when the temperature 35 falls below the predetermined value Ti - T2, the pipe coil 17 is switched off by the solar collector circuit 14 and the solar collector circuit 14 circulates past the store 15.

Die Vorlaufleitung 22 und die Rücklaufleitung 23 des 40 Speichers 15 sind an einen Ausgang bzw. einen Eingang eines Vierweg-Umschaltventils 24 angeschlossen, an dessen zweitem Eingang die Heizungsrücklaufleitung 25 und an dessen anderem Ausgang die Kesselrücklaufleitung 26 angeschlossen ist. Die Umschaltklappe 27 dieses Vierweg-Ventiles 45 24 ist mittels eines Stellantriebes 29 umschaltbar, der von einer Steuervorrichtung 30 in Abhängigkeit einer von Temperaturfühlern 31, 32 gefühlte Temperaturdifferenz T4 — Ts umgesteuert wird. Der Temperaturfühler 32 misst die Heizungsrücklauftemperatur T4 und der Temperaturfühler 31 so die Temperatur Ts des Speichers 15. In die Vorlaufleitung 22 ist ferner noch eine Umwälzpumpe 33 zwischengeschaltet. Die Steuervorrichtung 30 schaltet die Klappe 27 des Vierweg-Ventils 24 immer dann in die voll ausgezogen dargestellte Stellung, in welcher der Speicher 15 in den Hei- 55 zungsrücklauf 25 und den Kesselrücklauf 26 zwischengeschaltet und damit in Reihe mit dem Kessel 12 geschaltet ist, wenn die Temperaturdifferenz T4 — Ts negativ ist. Ist dagegen T4 — Ts Null oder positiv, dann ist die Klappe 27 in die andere strichpunktierte Stellung umgeschaltet, in fi0 welcher das Vierweg-Ventil 24 einen am Speicher 15 vorbeiführenden Bypass für das Heizungsrücklaufmedium schafft und so der Speicher 15 vom Heizungsrücklauf und Kesselrücklauf abgesperrt ist. Man kann vorsehen, die Pumpe 33 dann abzuschalten, und zwar zweckmässig mittels der Steuer- 65 Vorrichtung 30. The flow line 22 and the return line 23 of the 40 memory 15 are connected to an output or an input of a four-way switch valve 24, the heating return line 25 is connected to the second input and the boiler return line 26 is connected to the other output. The changeover flap 27 of this four-way valve 45 24 can be switched over by means of an actuator 29 which is reversed by a control device 30 as a function of a temperature difference T4-Ts felt by temperature sensors 31, 32. The temperature sensor 32 measures the heating return temperature T4 and the temperature sensor 31 thus the temperature Ts of the store 15. A circulation pump 33 is also interposed in the flow line 22. The control device 30 always switches the flap 27 of the four-way valve 24 into the fully drawn position, in which the store 15 is interposed in the heating return 25 and the boiler return 26 and is thus connected in series with the boiler 12 when the temperature difference T4 - Ts is negative. If, on the other hand, T4 - Ts is zero or positive, then the flap 27 is switched to the other dot-dash position, in which the four-way valve 24 creates a bypass for the heating return medium passing the storage 15 and the storage 15 is thus blocked from the heating return and boiler return . Provision can be made to then switch off the pump 33, expediently by means of the control device 30.

Die Kesselvorlaufleitung 35 führt zu dem einen Eingang eines Dreiweg-Mischventils 36, an dessen anderem Eingang eine Heizungsrücklaufleitung 37 angeschlossen ist und dessen Ausgang an die Heizungsvorlaufleitung 39 angeschlossen ist. The boiler flow line 35 leads to the one input of a three-way mixing valve 36, to the other input of which a heating return line 37 is connected and the output of which is connected to the heating flow line 39.

Das. Küken dieses Mischventils 36 ist mittels eines Stellantriebes 40 verstellbar, der in diesem Ausführungsbeispiel von einem Regler 41 gesteuert wird, welcher der Regelung der Heizungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit der Aussentemperatur dient. Zu diesem Zweck sind an den Regler 41 ein Aussentemperaturfühler 42 und ein Heizungsvorlauftemperaturfühler 43 angeschlossen. In die Heizungsvorlaufleitung 39 ist ferner eine ständig laufende Umwälzpumpe 44 zwischengeschaltet. Der Regler 41 ist von bekannter Bauart und gibt für jede Aussentemperatur TA eine vorbestimmte Heizungsvorlauftemperatur T5 gemäss einer einstellbaren Kennlinie vor. Das Küken des Mischventüs 36 wird dann jeweils so selbsttätig mittels seines Stellantriebes 40 vom Regler 41 verstellt, dass die jeweils vom Regler 41 in Abhängigkeit der Aussentemperatur T4 vorgegebene Heizungsvorlauftemperatur Ts eingeregelt wird. Anstelle der witterungsgeführten Regelung der Heizungsvorlauftemperatur ist gegebenenfalls auch ihre Steuerung beispielsweise mittels eines Raumtemperaturreglers möglich. The. The plug of this mixing valve 36 is adjustable by means of an actuator 40, which in this exemplary embodiment is controlled by a controller 41, which is used to regulate the heating flow temperature as a function of the outside temperature. For this purpose, an outside temperature sensor 42 and a heating flow temperature sensor 43 are connected to the controller 41. A continuously running circulation pump 44 is also interposed in the heating flow line 39. The controller 41 is of a known type and specifies a predetermined heating flow temperature T5 according to an adjustable characteristic curve for each outside temperature TA. The plug of the mixing valve 36 is then automatically adjusted by the controller 41 by means of its actuator 40 such that the heating flow temperature Ts specified by the controller 41 as a function of the outside temperature T4 is adjusted. Instead of the weather-dependent regulation of the heating flow temperature, it may also be possible to control it, for example by means of a room temperature controller.

Ferner ist noch eine Steuervorrichtung 45 vorhanden, an die zwei Temperaturfühler 46, 47 angeschlossen sind, von denen der Temperaturfühler 46 ebenfalls die Heizungsvorlauftemperatur Ts und der andere Temperaturfühler 47 die Kesselrücklauf temperato Te fühlt. In der Steuervorrichtung 45 wird die Temperaturdifferenz Ts — Te gebildet- Furthermore, there is also a control device 45, to which two temperature sensors 46, 47 are connected, of which the temperature sensor 46 also senses the heating flow temperature Ts and the other temperature sensor 47 senses the boiler return temperature Te. The temperature difference Ts - Te is formed in the control device 45.

Dem Stellantrieb 41 ist ferner noch ein Endschalter 49 zugeordnet, der immer dann ein Relais 50 erregt, wenn der Stellantrieb 41 das Küken des Dreiweg-Mischers 36 in die voll dargestellte eine Endstellung verschwenkt hat, in welcher der Zulauf von Heizungsrücklaufmedium in den Heizungsvorlauf 39 abgesperrt ist, so dass dann ausschliesslich Kesselvorlaufmedium in den Heizungsvorlauf 39 einströmt. Diesem Relais 50 ist ein Selbsthaltestromkreis 51 zugeordnet, der das Relais 50 im Gefolge jeder Erregung solange erregt hält, bis ein von der Steuervorrichtung 45 über die Leitung 52 kommendes Signal den Selbsthaltestromkreis 51 wieder öffnet. The actuator 41 is also assigned a limit switch 49, which always energizes a relay 50 when the actuator 41 has pivoted the plug of the three-way mixer 36 into the fully illustrated one end position, in which the supply of the heating medium in the heating flow 39 is shut off is, so that only the boiler flow medium flows into the heating flow 39. This relay 50 is assigned a self-holding circuit 51, which keeps the relay 50 excited as a result of any excitation until a signal coming from the control device 45 via the line 52 opens the self-holding circuit 51 again.

Solange dieses Relais 50 erregt ist, hält es einen in die Verbindungsleitung zwischen einem Kesselthermostaten 53 und dem Brenner 13 zwischengeschalteten Schalter 54 geschlossen, so dass der Kesselthermostat 53 dann den Brenner 13 zur Einregelung einer am Thermostat 53 eingestellten konstanten Kesselvorlauftemperatur ein- und ausschalten kann. Wenn das Relais 50 aberregt ist, ist dieser Schalter 54 stets geöffnet. As long as this relay 50 is energized, it keeps a switch 54 connected in the connecting line between a boiler thermostat 53 and the burner 13 closed, so that the boiler thermostat 53 can then switch the burner 13 on and off to regulate a constant boiler flow temperature set on the thermostat 53. When the relay 50 is de-energized, this switch 54 is always open.

Ferner ist noch die Möglichkeit eingezeichnet, dass dieser Heizungsanlage noch ein Boiler 57 für Warmwasserentnahme zugeordnet ist. Die Vorlaufleitung 59 zu diesem Boiler 57 zweigt von der Kesselvorlaufleitung 35 ab und die Rücklaufleitung 60 dieses Boilers 59 ist an die Heizungsrücklaufleitung 25 angeschlossen. In die Vorlaufleitung 59 ist eine Umwälzpumpe 61 zwischengeschaltet, die mittels eines Boiler-Thermostaten 62 ein- und ausgeschaltet werden kann. Der Boiler-Thermostat 62 ist ein Doppelthermostat, der auch an einen zu dem Schalter 54 parallel geschalteten Schalter 63 angeschlossen ist, so dass auch dieser Thermostat 62 eine Leitung zwischen dem Kesselthermostat 53 und dem Brenner 13 schliessen und öffnen kann. Die Schalttemperaturen des Boiler-Thermostaten 62 liegen unter denen des Kessel-Thermostaten 53. Der Schalter 63 liegt normalerweise offen. Solange beide Schalter 54, 63 offen sind, ist die Keselheizung 13 gesperrt. Ist mindestens einer dieser Schalter 54, 63 geschlossen, ist die Kesselheizung 13 zum Furthermore, the possibility is also shown that a boiler 57 for hot water extraction is assigned to this heating system. The supply line 59 to this boiler 57 branches off from the boiler supply line 35 and the return line 60 of this boiler 59 is connected to the heating return line 25. A circulation pump 61 is interposed in the flow line 59 and can be switched on and off by means of a boiler thermostat 62. The boiler thermostat 62 is a double thermostat which is also connected to a switch 63 connected in parallel with the switch 54, so that this thermostat 62 can also close and open a line between the boiler thermostat 53 and the burner 13. The switching temperatures of the boiler thermostat 62 are below those of the boiler thermostat 53. The switch 63 is normally open. As long as both switches 54, 63 are open, the boiler heater 13 is blocked. If at least one of these switches 54, 63 is closed, the boiler heater 13 is on

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622 337 622 337

Ein- und Ausschalten durch den Kesselthermostaten 53 freigegeben. Switched on and off by the boiler thermostat 53 released.

Die Wirkungsweise dieser Anlage ist wie folgt. This system works as follows.

Solange die Steuervorrichtung 19 eingegebene Temperaturdifferenz Ti — Ts- den vorbestimmten Wert übersteigt, 5 ist die Umwälzpumpe 9 im Sonnenkollektor-Kreislauf 14 eingeschaltet; das in diesem Kreislauf strömende Wärmeträgermedium nimmt Wärme beim Durchströmen des oder . der Sonnenkollektoren 11 auf, und gibt Wärme im Wärmeaustausch an das im Speicher 15 befindliche Heizmedium 10 ab und erwärmt dieses hierdurch. As long as the control device 19 entered temperature difference Ti - Ts- exceeds the predetermined value, 5 the circulation pump 9 in the solar collector circuit 14 is switched on; the heat transfer medium flowing in this circuit takes heat as it flows through the or. of the solar collectors 11, and emits heat in the heat exchange to the heating medium 10 located in the store 15 and thereby heats it.

Solange die Heizungsrücklauftemperatur T4 grösser als die Temperatur Ts des Speichers 15 ist, wird das Heizungsrücklaufmedium im Speicher jedoch nicht erwärmt, und es ist deshalb, solange dies der Fall ist, die Klappe 27 des ^ Umschaltventils 24 durch die Steuervorrichtung 30 in die strichpunktierte Stellung umgeschaltet, in welcher das Heizungsrücklaufmedium unter Umgehung des Speichers 15 direkt in die Kesselrücklaufleitung 26 strömt, so dass die Kesselrücklauftemperatur T« dann der Heizungsrücklauftemperatur T4 20 entspricht. Da in diesem Fall keine vom Sonnenkollektor aufgenommene Wärmeenergie in den Kesselrücklauf gelangt, bewirkt der Regler 41, falls er Anhebung der Heizungsvorlauftemperatur Ts verlangt, dass das Küken des Mischers 36 durch den Stellantrieb 40 in seine voll ausge- ^ zogene Stellung gefahren wird, in der der Endschalter 49 mittels des Relais 50 die Freigabe des Brenners 13 auslöst. Die Deckung des Wärmebedarfs erfolgt dann solange allein durch den Brenner 13, bis die Temperaturdifferenz T4 — Ts negativ wird, woraufhin die Steuervorrichtung 30 das Ventil 24 umschaltet und damit der Speicher 15 in Reihe mit dem Kessel 12 geschaltet ist, so dass nunmehr auch vom Sonnenkollektor 11 gelieferte Wärme zur Deckung des Wärmebedarfs beiträgt und dann allein übernimmt, wenn durch die Steuervorrichtung 45 bei Auftreten negativer 3J Temperaturdifferenz Ts —Tg der Schalter 54 geöffnet wird, indem die Steuervorrichtung 45 den Selbsthaltestromkreis 51 öffnet- Solange dann diese Sonnen-Wärmeenergie zur Deckung des Wärmebedarfs ausreicht, gelangt das Küken des Mischers 36 nicht in seine eine Endstellung, in welcher der Endschalter 49 betätigt würde. Die durch den Regler 41 bestimmte und durch den Stellantrieb 40 mittels des Mischers 36 gesteuerte Heizungsvorlauftemperatur Ts wird dann so lange allein durch die vom Sonnenkollektor 11 However, as long as the heating return temperature T4 is greater than the temperature Ts of the store 15, the heating return medium in the store is not heated, and it is therefore, as long as this is the case, that the flap 27 of the changeover valve 24 is switched to the dot-dash position by the control device 30 , in which the heating return medium flows directly into the boiler return line 26, bypassing the accumulator 15, so that the boiler return temperature T «then corresponds to the heating return temperature T4 20. Since, in this case, no heat energy absorbed by the solar collector gets into the boiler return, the controller 41, if it requests an increase in the heating flow temperature Ts, causes the chick of the mixer 36 to be moved into its fully extended position by the actuator 40, in which the limit switch 49 triggers the release of the burner 13 by means of the relay 50. The heating requirement is then covered solely by the burner 13 until the temperature difference T4-Ts becomes negative, whereupon the control device 30 switches the valve 24 and thus the store 15 is connected in series with the boiler 12, so that now also from the solar collector 11 supplied heat contributes to covering the heat requirement and then takes over only when the control device 45 opens the switch 54 when a negative 3J temperature difference Ts -Tg occurs by the control device 45 opening the self-holding circuit 51 - as long as this solar thermal energy then covers the If the heat requirement is sufficient, the plug of the mixer 36 does not reach its one end position in which the limit switch 49 would be actuated. The heating flow temperature Ts determined by the controller 41 and controlled by the actuator 40 by means of the mixer 36 is then so long solely that of the solar collector 11

gelieferte Wärmeenergie erreicht, bis es zu einer erneuten Betätigung des Endschalters 49 kommt. delivered thermal energy reached until there is a renewed actuation of the limit switch 49.

Der Kreislauf des Boilers 57 wird unabhängig von der vorbeschriebenen Arbeitsweise dieser Heizungsanlage immer dann durch Einschalten der Pumpe 61 eingeschaltet, wenn der Boiler-Thermostat 62 das Unterschreiten einer vorbestimmten ersten Boilertemperatur T7 fühlt. Sinkt im Gefolge hiervon die Boilertemperatur unter einen zweiten Wert Ts, der kleiner als T7 ist, dann schliesst der Thermostat 62 den Schalter 63, so dass der Brenner 13 des Kessels The circuit of the boiler 57 is always switched on by switching on the pump 61, regardless of the above-described mode of operation of this heating system, when the boiler thermostat 62 senses that a predetermined first boiler temperature T7 has not been reached. As a result, the boiler temperature drops below a second value Ts, which is less than T7, then the thermostat 62 closes the switch 63, so that the burner 13 of the boiler

12 ebenfalls eingeschaltet wird. Der Boiler-Thermostat 62 ist ein Doppelthermostat und öffnet den Schalter 63 wieder, wenn Ts überschritten wird, so dass der Brenner 13 wieder ausgeschaltet wird. Das Ein- und Ausschalten des Brenners 12 is also turned on. The boiler thermostat 62 is a double thermostat and opens the switch 63 again when Ts is exceeded, so that the burner 13 is switched off again. Switching the burner on and off

13 durch den Boiler-Thermostaten 62 erfolgt damit unabhängig vom Kessel-Thermostaten 53. Solange bei laufender Pumpe 61 die Temperatur Ts nicht unterschritten wird, 13 by the boiler thermostat 62 takes place independently of the boiler thermostat 53. As long as the temperature Ts is not undercut while the pump 61 is running,

wird der Wärmebedarf des Boilers von der Sonnenenergie gedeckt. Die Pumpe 61 wird bei Überschreiten der Temperatur T7 wieder ausgeschaltet. the heat demand of the boiler is covered by solar energy. The pump 61 is switched off again when the temperature T7 is exceeded.

Die Temperatur Ts, die der Fühler 31 fühlt, kann zweckmässig die Temperatur am Ausgang des Speichers 15 oder auch die Temperatur in der Vorlaufleitung 22 sein, falls die Pumpe 33 ständig eingeschaltet ist. Es kann in manchen Fällen auch zweckmässig sein, für Ts eine Temperatur vorzusehen, die zwischen der im Speicher 15 jeweils gleichzeitig vorliegenden niedrigsten und höchsten Temperatur liegt, bspw. einen Temperaturmittelwert, insbesondere bei geringer Speicherkapazität. The temperature Ts, which the sensor 31 feels, can expediently be the temperature at the outlet of the store 15 or the temperature in the flow line 22 if the pump 33 is constantly switched on. In some cases it can also be expedient to provide a temperature for Ts which lies between the lowest and highest temperature present in the storage 15 at the same time, for example an average temperature, in particular in the case of a low storage capacity.

Ein Fehlverhalten der Anlage kann bei nicht gestörter Arbeitsweise der Steuer- und Regelvorrichtung und der sonstigen Teile nicht eintreten. Insbesondere kann auch nicht der Fall eintreten, dass das Heizmedium Wärme auf das im Sonnenkollektor-Kreislauf 14 zirkulierende Wärmeträgermedium überträgt, weil dies die Steuervorrichtung 30 sicher verhindert, auch dann, wenn durch den Boiler-Thermostaten 62 der Schalter 63 eingeschaltet ist, indem der Temperaturfühler 32 in der Rücklaufleitung 25 stromabwärts der Einmündung der Leitung 60 angeordnet ist. The system cannot malfunction if the control and regulating device and the other parts do not malfunction. In particular, it is also not possible for the heating medium to transfer heat to the heat transfer medium circulating in the solar collector circuit 14, because this reliably prevents the control device 30, even if the switch 63 is switched on by the boiler thermostat 62 by the temperature sensor 32 is arranged in the return line 25 downstream of the junction of the line 60.

Diese Anlage zeichnet sich auch durch ihr günstiges Regel- und Steuerverhalten aus und hat auch sonstige Vorteile, wie minimale Wärmeverluste, einfachen, betriebssicheren Aufbau, und so weiter. This system is also characterized by its favorable regulation and control behavior and also has other advantages, such as minimal heat loss, simple, reliable construction, and so on.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

622 337

1.Procedure for heating rooms in a building by means of at least one solar collector and a heat energy which is independent of the solar collector and can be heated by a boiler heater and which is used to heat a heating medium which is circulated in a heating system and which uses thermal energy to exchange heat into the air of the rooms concerned or transfers to an intermediate heat transfer medium in heat exchange, in which the solar collector transfers heat energy to a flowable solar collector heat transfer medium which is in heat exchange with a specific amount of the heating medium, the amount of heating medium heated thereby being stored in a memory, characterized in that

that the difference between the temperature of a heating return (25) and the temperature of the store (15) is felt as a first temperature difference,

that if the first temperature difference is negative, the boiler (12) is connected in series to the store (15) and if the first temperature difference is positive, the store (15) is shut off from the heating return (25) and the relevant heating return medium is sent to the boiler (12) via a on the store (15 ) bypass (24) is fed directly,

that the boiler heater (13) is kept out of operation as long as the heating system's heating requirement can be covered by the heating medium flowing out of the store (15), and that if this is no longer the case, the boiler system heating is switched on.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the present series connection of memory (15) and boiler (12) and existing switchability of the boiler heater (13) this switchability of the boiler heater (13) is maintained until measured as a second temperature difference Difference between the temperature of a heating flow (39) or a boiler return (26) becomes zero or negative.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of a heating flow (39) is controlled or regulated by variable mixing of the boiler flow medium flowing into the heating flow (39) and the heating return medium, that the one limit case in which the heating return medium is no longer admixed , is determined by sensing, and that the switchability of the boiler heating is created as a result of sensing this limit case.

4. The method according to claim 1, characterized in that heating medium is conveyed through a boiler (57) into the heating return (25), and that the delivery is switched on at a first predetermined boiler temperature and the boiler heating (13) when the temperature falls below a lower second boiler temperature. is switched on.

5- System for performing the method according to claim 1, wherein at least one solar collector is connected to a circulation pump (9) having a circuit for the solar collector heat transfer medium, which circuit is in heat exchange connection with the amount of heating medium stored in the memory, thereby characterized in that valve means (24) for interposing the accumulator (15) between a heating return line (25) and a boiler return line (26) and for shutting off the flow of heating return medium through the accumulator (15) are provided, which are actuated by a first actuator (29) It can be actuated that temperature sensors (32, 31) for sensing the heating return temperature and the storage tank temperature are provided, which are connected to a control device (30) for controlling the valve means (24) such that the storage tank (15) and the boiler (12 ) are only connected in series if the storage tank temperature is higher than the heating return f temperature, and that the boiler heater (13) is always in the state that it can be switched on when the thermal energy coming from the solar collector does not or only partially covers the heating system's heating requirements.

6. Plant according to claim 5, characterized in

that a further heating return line (37) is connected to an input of a mixing valve (36) which has an output which is connected to a heating flow line (39) and which also has a second input which is connected to a boiler flow line (35) that this mixing valve (36) can be adjusted by means of a second actuator (40) and a further control or regulating device (41) for controlling or regulating the heating flow temperature, and that the boiler heating (13) can be switched on when the mixing valve (36 ) shuts off the supply of heating return medium to the heating flow line (39).

7. Plant according to claim 5, characterized in

that self-holding means (51) are provided in order to maintain this state after the boiler heater (13) can be switched on until the heating flow temperature drops below the boiler return temperature.

8. Plant according to claim 5, characterized in

that the valve means are designed as a four-way valve (24).

9. The system according to claim 5, which has a boiler flow line, characterized in that a boiler (57) is provided that branches off from the boiler flow line (35), a boiler return line (59), that a boiler flow line (60) to the heating return line (25 ) is connected upstream of the temperature sensor (32) for sensing the heating return temperature, that a circulation pump (61) is arranged in the boiler feed line (60) or in the boiler return line (59), that the boiler (57) has a double thermostat (62) which senses its temperature ) is assigned, which is intended to switch on the circulation pump (61) when a first boiler temperature is exceeded and to trigger the boiler heater (13) to switch on when the temperature falls below a second lower boiler temperature.