DD258845A1 - Elektronisches regel- und steuerverfahren fuer warmwasserheizung mit elektro-boiler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein automatisches elektronisches Regelverfahren, welches nach Wunsch oder Umstaenden in einer Elektro-Heizung oder Kesselheizung angewendet werden kann. Ziel der Erfindung ist nicht nur die automatische elektronische Regelung, sondern insbesondere auch die wahlweise Funktion einer Elektro- und Kesselheizung. Vorzugsweise ist eine automatische elektronische Regelung bei Elektro-Boiler-Heizung anwendbar, da bei einer Kesselheizung die verschiedensten negativen Gruende wie zum Beispiel unerwuenschte Abwaerme in der waermeren Jahreszeit, hohe Anschaffungskosten und erheblicher physischer Aufwand vorhanden sind. Die automatische elektronische Regelung erfuellt den Zweck, dass eine genaue Temperaturregelung der einzelnen Heizkoerper bei Elektro-Heizung gewaehrleistet ist, zum Beispiel ist das Betreiben einer Kesselheizung abhaengig von den Menschen, waehrend bei der Elektro-Heizung die gesamte Regelung und Steuerung automatisch verlaeuft.

Description

Anwendungsgebiete der Erfindung

Beheizen von Einfamilienhäusern und Räumlichkeiten, wo die Anwendung von Kesselheizungsöfen nicht möglich oder verboten ist, wie zum Beispiel Großgaragen, Wochenendhäusern oder Reparaturhallen, könnte auf Grund der elektronischen Regelungsund Steuerungsanwendung eine Elektro-Heizung eingebaut werden.

Charakteristik der technischen Lösung

In Einfamilienhäusern werden Warmwasserheizungen üblicherweise mit Kesselheizung durch Gas- oder Kohleofen betrieben. Diese Variante ist in Stadtwohnungen und in Wochenendhäusern aus Platzmangel meist nicht möglich. Zum anderen erweist sich diese Lösung wegen der unerwünschten Abwärme in der wärmeren Jahreszeit, der hohen Anschaffungskosten und dem erheblichen physischen Aufwand beim Betreiben als uneffektiv. Das gleiche trifft auch für die Warmwasserversorgung zu. Die Warmwasserversorgung wird in Stadtwohnungen häufig über Gasdurchlauferhitzer gewährleistet. In vielen Fällen ist diese Möglichkeit jedoch nicht gegeben, da die notwendigen Schornsteinabzüge nicht vorhanden sind.

In diesen Fällen besteht nur die Möglichkeit der Anwendung von Warmwasserheizung mittels elektronischer Regelung und Steuerung durch Elektro-Boiler.

Ziel der Erfindung ;

Ziel der Erfindung ist die Erhöhung des Niveaus der Wohnkultur und der Arbeitsbedingungen in bestimmten Einrichtungen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Verringerung des physischen und zeitlichen Aufwandes seitens des Betreibers. Außerdem werden mit der Erfindung eine Erhöhung des Wirkungsgrades, Verringerung der notwendigen Wartungs- und Reparaturleistungen, eine Senkung des Aufwandes an Material und Installationsleistungen sowie eine bessere Raumausnutzung und Verringerung der Anforderungen"an die Räumlichkeiten angestrebt.

Darlegung des Wesens der Erfindung'·

Die Erfindung betrifft vorzugsweise ein Regelverfahren für ein Warmwasserheizungssystem mit einem Elektro-Boiler als Wärmeerzeuger.

In diesem Regelverfahren der Elektro-Boiler-Warmwasserheizung sind folgende Baueinheiten enthalten:

— Druckloser oder Druck-Elektro-Boiler

— kommerziell erhältliche Zentralheizungskörper

— eine speziell für diesen Anwendungszweck ausgelegte Regeleinrichtung sowie das

— entsprechende Zuleitungssystem.

' Die Kopplung der Baugruppen wird wie nachfolgend realisiert:

Der Elektro-Boiler wird über 2 Zuleitungen mit der Stadtwasserversorgung und dem Heizkörper verbunden. Zwischen der Stadtwasserversorgungsleitung und der Wasserzuleitung des Boilers befindet sich das elektromagnetische Absperrventil.

In die Kaltwasserableitung des Heizkörpers ist ein elektromagnetisches Absperrventil eingebaut und über die Umwälzpumpe mit dem Wärmespeicher verbunden.

Aus Sicherheitsgründen befinden sich für den Fall einer Havarie am Ausgang des Wärmespeichers 2 von Hand zu betätigende Absperrventile.

Im Falle des gleichzeitigen Betreibens als Heißwasserversorgung muß außerdem in der Warmwasserzuleitung des Heizkörpers ein elektromagnetisches Absperrventil angebracht werden, welches in den Schaltvorgang der elektronischen Regelungs- und Steuerungsanlage einbezogen ist. Ein Temperaturfühler ist im oberen Drittel und ein zweiter im unteren Drittel der Außenwand des Heizkörpers befestigt.

Ein Potentiometer, welches im Gehäuse der automatischen Regelung und Steuerung untergebracht ist, bietet die Möglichkeit, unabhängig von der Raum- und der Programmtemperatur eine Temperatureinstellung vorzunehmen, wobei die Temperatur kontrolliert über die jeweiligen Temperaturfühler am Heizkörper geregelt wird. Die Regeleinrichtung beinhaltet folgende Baugruppen:

— ein Netzteil mit Spannungsteilern

— ein stabilisiertes Netzteil

— eine Ein-und Ausschaltautomatik .

— eine Licht-und Alarmanlage

— einen Temperaturfühler, der die zulässige Temperaturobergrenze kontrolliert und

— eine elektronische Temperaturanzeige, die die vom Boiler abzugebende Wärmemenge kontrolliert und mit einem im Boiler befindlichen Temperaturfühler verbunden ist.

Beim Betrieb der Anlage ohne Heißwasserversorgung entfällt das elektromagnetische Absperrventil in der Warmwasserzuleitung zum Heizkörper.

Im Falle der Anwendung eines drucklosen Elektro-Boilers für Warmwasserversorgung und Heizung ist bei Anschluß einer 2. Mischbatterie zusätzlich der Kaltwasseranschluß vom Elektro-Boiler zur Mischbatterie erforderlich.

Das Regelverfahren ist in dem Sinne erweiterbar, daß die Kapazität zur Beheizung mehrerer Räume durch Einschalten weiterer Elektro-Boiler in das System möglich ist.

Zur Einstellung unterschiedlicher Temperaturen in den einzelnen Räumen wird in dem elektromagnetischen Regel- und Steuerverfahren für jeden Heizkörper der Baustein einer Ein- und Ausschaltautomatik benötigt. Bei der Alternativnutzung mit Elektro-Boiler oder Heizkesselheizung ist ein wahlweises Öffnen bzw. Schließen des elektromagnetischen Doppelabsperrventils erforderlich. Die Kaltwasserableitung des Heizkörpers geht dann über ein elektromagnetisches Zweiwegeabsperrventil, wobei der Elektro-Boiler abgesperrt bleibt, wenn der Zugang zur Kesselheizungsanlage geöffnet ist und umgekehrt

Arbeitsweise der Baugruppen

Das Regelverfahren für Zentralheizungen im Anwendungsgebiet bei Elektro-Heizung (Warmwasserheizung) besteht im Wesentlichen aus elektromagnetischen Absperrventilen, die durch eine Ein- und Ausschaltautomatik und in Verbindung mit Temperaturfühlern gesteuert werden.

Der Baustein mit seiner Ein- und Ausschaltautomatik ist an mehrere Temperaturfühler angeschlossen, so daß nach einer bestimmten Temperaturprogrammierung und durch Kontrolle über den RaumteViperaturfühler, den Temperaturfühler für das Einschalten sowie den Temperaturfühler für das Ausschalten der Elektro-Heizung an den einzelnen Heizungskörpern eine genaue Temperatur erzielt werden kann.

Da bei dem Baustein Ein- uns Ausschaltautomatik wegen der unterschiedlichen Wärmeprogrammierung in den einzelnen Räumen auf eine genaue Temperaturschaltung geachtet werden muß, ist ein stabilisiertes Netzteil der einzelnen Baugruppen notwendig. Beide elektromagnetischen Absperrventile eines Heizkörpers sind durch das Einschalten der Automatik geöffnet und zum gleichen Zeitpunkt läuft eine Umwälzpumpe an, die das kalte Wasser in den Elektro-Boiler zurückfördert. Aus technischen Sicherheitsgründen wurde ein vierter Temperaturfühler am Elektro-Boiler untergebracht, der bei Übertemperatur über 100⁰C die Heizung des Elektro-Boilers abschaltet. Bei Fehleranzeige durch Übertemperatur sowie bei einem Fehler in der Steuerung und Regelung der Ein- und Ausschaltautomatik wird ein Lichtsignal mit einem Alarmzeichen ausgelöst.

Die angewandte elektronische Regelung und Steuerung dieser Elektro-Heizung gewährleistet, auch eine konstante Zimmertemperatur, die auch gleichzeitig von der Außentemperatur abhängig ist.

Eine von Hand nachzustellende Temperatureinstellung ist nicht notwendig, da alle Heizkörper in das Regel- und Steuerverfahren eingeschlossen sind und auf Grund der eingestellten Programmierung die Temperatur konstant gehalten wird. Eine von Hand veränderliche Temperatureinstellung ermöglicht eine höhere oder eine niedrigere Raumtemperatur zu erreichen, wobei die Ein- und Ausschaltautomatik weiterhin arbeitet.

Bei der o.g. elektronischen Regelung und Steuerung der Elektro-Heizungsanlage bestehtauch die Möglichkeit, eine Warmwasserversorgung über mehrere Anschlüsse von Mischbatterien vorzunehmen.

Aufgrund dessen, daß aus der gleichen Anlage einer Elektro-Heizung auch eine Warmwasserversorgung erfolgen kann, besteht die Möglichkeit, mittels einer eingebauten Umwälzpumpe eine beträchtliche Energieeinsparung sowie eine Einsparung der Wasserzufuhr zu erreichen.

Der Abfluß, der an den einzelnen Heizkörpern beim Zuschalten des elektromagnetischen Absperrventils zustande kommt, wird durch die Umwälzpumpe in den Elektro-Boiler zurückgeführt. Dadurch ergibt sich ein geschlossener Warmwasserkreislauf, „wodurch Wärmeverluste und Kalksteinbildung auf einem niedrigen Niveau gehalten werden können. Die o.g. automatische Regelung und Steuerung kann nicht nur ihren Verwendungszweck bei Warmwasserheizung finden, sie kann auch angewendet werden, wo eine herkömmliche Warmwasserheizung besteht.

Dafür wird zusätzlich ein elektromagnetisches oder ein von Hand gesteuertes Absperrventil benötigt. Diese zusätzlichen Absperrventile befinden sich in der Warmwasserleitung zu den beiden Wärmeerzeugern (Elektro-Boiler und Heizungskessel). Bei den Warmwasserkesselheizungsanlagen muß wegen der elektronischen Regelung und Steuerung zusätzlich an jedem vorhandenen HeizunaskörDer ein Temperaturfühler für das Ein- und Ausschalten der elektromaanetischen Absperrventile

vorhanden sein. Vorausgesetzt, daß bei einer alten Warmwasserheizungsanlage Absperrventile, die von Hand eingestellt werden, durch elektromagnetische Absperrventile ausgewechselt werden. Somit besteht die Möglichkeit, daß in den Wintermonaten die herkömmliche Warmwasserkesselheizung mit elektronischer Regelung und Steuerung genutzt und in den Übergangsmonaten auf eine Elektro-Heizung mit Elektro-Boiler umgeschaltet werden kann.

In der Ein- und Ausschaltautomatik ist eine elektronische Temperaturanzeige untergebracht, die vom Wärmeerzeuger die Temperatur anzeigt.

Claims (6)

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   Erfindungsansprüche:

   1. Elektronisches Regel- und Steuerverfahren für Warmwasserheizung, gekennzeichnet dadurch, daß eine automatische elektronische Regelung der Ein- und Ausschaltautomatik mittels Temperaturfühlern erfolgt und durch Verwendung elektromagnetischer Absperrventile die Wasserzu- und -abfuhr zum und vom Wärmeerzeuger bzw. Heizkörper automatisch geregelt wird.
2. 2. Elektronisches Regel- und Steuerverfahren für Warmwasserheizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere Räume gleichzeitig mit Wärme versorgt werden können und wahlweise eine Kapazitätserweiterung durch Parallelbetrieb mit mehreren Boilern möglich ist, wobei die Temperatur jedes Raumes bzw. die Außenwandtemperatur jedes Heizkörpers gesondert geregelt werden kann.
3. 3. Elektronisches Regel- und Steuerverfahren für Warmwasserheizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein von Hand zu betätigender Einstellregler es gestattet, die Außenwandtemperatur des Heizkörpers wahlweise festzulegen.
4. 4. Elektronisches Regel- und Steuerverfahren für Warmwasserheizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß parallel zum Heizungsbetrieb entsprechend der gewählten Kapazität der Elektn>Boiler eine bestimmte Anzahl von Mischbatterien zusätzlich versorgt werden kann.
5. 5. Elektronisches Regel- und Steuerverfahren für Warmwasserheizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Alternativbetrieb Elektro-Boiler oder Ofenheizung möglich ist, indem die Abflußleitung des Heizkörpers ein zusätzliches elektromagnetisches Zweiwegeabsperrventil besitzt, was wahlweise das Betreiben im Kreislaufsystem für Kesselheizung oder für Eiektro-Boiler gestattet.
6. 6. Elektronisches Regel- und Steuerverfahren für Warmwasserheizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Notschalter im Falle einer Havarie die Wasserzufuhr absperrt.