DD258845A1

DD258845A1 - ELECTRONIC CONTROL AND CONTROL SYSTEM FOR HOT WATER HEATING WITH ELECTRIC BOILER

Info

Publication number: DD258845A1
Application number: DD29005386A
Authority: DD
Inventors: Lothar Doebrich
Original assignee: Lothar Doebrich
Priority date: 1986-05-08
Filing date: 1986-05-08
Publication date: 1988-08-03

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.The invention relates to an automatic electronic control method, which can be applied as desired or circumstances in an electric heating or boiler heating. The aim of the invention is not only the automatic electronic control, but in particular the optional function of an electric and boiler heating. Preferably, an automatic electronic control is applicable to electric boiler heater, as in a boiler heating a variety of negative reasons such as unwanted Abwaerme in the warm season, high acquisition costs and considerable physical effort are available. The automatic electronic control fulfills the purpose of ensuring precise temperature control of the individual radiators in electric heating, for example, the operation of a boiler heating is dependent on the people, while in the electric heating, the entire control and control automatically runs.

Description

Fields of application of the invention

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.Heating of houses and premises where the use of boiler heaters is not possible or prohibited, such as large garages, weekend cottages or repair shops, could be due to the electronic control and control application, an electric heater installed.

Characteristic of the technical solution

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 single-family homes hot-water heating systems are usually operated with boiler heating by gas or coal furnace. This variant is usually not possible in townhouses and in weekend homes due to lack of space. On the other hand, this solution proves to be ineffective because of the unwanted heat in the warmer season, the high cost and the considerable physical effort in operation. The same applies to the hot water supply. Hot water supply in townhouses is often ensured by gas water heaters. In many cases, this possibility is not given, since the necessary chimney flues are not available.

In diesen Fällen besteht nur die Möglichkeit der Anwendung von Warmwasserheizung mittels elektronischer Regelung und Steuerung durch Elektro-Boiler.In these cases, there is only the possibility of using hot water heating by means of electronic control and control by electric boiler.

Ziel der Erfindung ;Aim of the invention;

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.The aim of the invention is to increase the level of home decor and working conditions in certain facilities. Another object of the invention is the reduction of the physical and temporal effort on the part of the operator. In addition, with the invention, an increase in efficiency, reduction of the necessary maintenance and repair services, a reduction in the cost of material and installation services and a better space utilization and reduction of the requirements "aimed at the premises.

Darlegung des Wesens der Erfindung'· Principle of the invention '·

Die Erfindung betrifft vorzugsweise ein Regelverfahren für ein Warmwasserheizungssystem mit einem Elektro-Boiler als Wärmeerzeuger.The invention preferably relates to a control method for a hot water heating system with an electric boiler as a heat generator.

In diesem Regelverfahren der Elektro-Boiler-Warmwasserheizung sind folgende Baueinheiten enthalten:In this control method of electric boiler hot water heating, the following units are included:

— Druckloser oder Druck-Elektro-Boiler- Pressure-free or pressure-electric boiler

— kommerziell erhältliche Zentralheizungskörper- Commercially available central heating units

— eine speziell für diesen Anwendungszweck ausgelegte Regeleinrichtung sowie dasA control device specially designed for this purpose and the

— entsprechende Zuleitungssystem.- appropriate supply system.

' Die Kopplung der Baugruppen wird wie nachfolgend realisiert:'The coupling of the modules is realized as follows:

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.The electric boiler is connected via 2 supply lines with the city water supply and the radiator. Between the city water supply line and the water supply of the boiler is the electromagnetic shut-off valve.

In die Kaltwasserableitung des Heizkörpers ist ein elektromagnetisches Absperrventil eingebaut und über die Umwälzpumpe mit dem Wärmespeicher verbunden.In the cold water discharge of the radiator, an electromagnetic shut-off valve is installed and connected via the circulation pump with the heat accumulator.

Aus Sicherheitsgründen befinden sich für den Fall einer Havarie am Ausgang des Wärmespeichers 2 von Hand zu betätigende Absperrventile.For safety reasons are located in the event of an accident at the output of the heat accumulator 2 manually operated shut-off valves.

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.In the case of simultaneous operation as a hot water supply also an electromagnetic shut-off valve must be mounted in the hot water supply of the radiator, which is included in the switching operation of the electronic control system. A temperature sensor is mounted in the upper third and a second in the lower third of the outer wall of the radiator.

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:A potentiometer, which is housed in the housing of the automatic control and regulation, offers the possibility to carry out a temperature adjustment independently of the room and the program temperature, wherein the temperature is controlled in a controlled manner via the respective temperature sensor on the radiator. The control device contains the following modules:

— ein Netzteil mit Spannungsteilern- a power supply with voltage dividers

— ein stabilisiertes Netzteil- a stabilized power supply

— eine Ein-und Ausschaltautomatik .- On and off automatic.

— eine Licht-und Alarmanlage- a light and alarm

— einen Temperaturfühler, der die zulässige Temperaturobergrenze kontrolliert und- a temperature sensor that controls the permissible upper temperature limit and

— eine elektronische Temperaturanzeige, die die vom Boiler abzugebende Wärmemenge kontrolliert und mit einem im Boiler befindlichen Temperaturfühler verbunden ist.- An electronic temperature display, which controls the heat to be delivered by the boiler and is connected to a temperature sensor located in the boiler.

Beim Betrieb der Anlage ohne Heißwasserversorgung entfällt das elektromagnetische Absperrventil in der Warmwasserzuleitung zum Heizkörper.When operating the system without hot water supply, the electromagnetic shut-off valve in the hot water supply to the radiator is eliminated.

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.In the case of using a non-pressurized electric boiler for hot water supply and heating, the connection of a second mixer tap additionally requires the cold water connection from the electric boiler to the mixer tap.

Das Regelverfahren ist in dem Sinne erweiterbar, daß die Kapazität zur Beheizung mehrerer Räume durch Einschalten weiterer Elektro-Boiler in das System möglich ist.The control method is expandable in the sense that the capacity for heating several rooms is possible by switching additional electric boilers in the system.

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 umgekehrtTo set different temperatures in the individual rooms, the module of an automatic switch-on and switch-off is required in the electromagnetic control and control method for each radiator. In the alternative use with electric boiler or boiler heating an optional opening or closing of the electromagnetic double shut-off valve is required. The cold water drainage of the radiator then passes through an electromagnetic two-way shut-off valve, whereby the electric boiler remains shut off when access to the boiler heating system is opened and vice versa

Arbeitsweise der Baugruppen Operation of the modules

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.The control method for central heating in the application area for electric heating (hot water heating) consists essentially of electromagnetic shut-off valves, which are controlled by an automatic switch-on and switch-off and in conjunction with temperature sensors.

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.The module with its automatic on and off is connected to several temperature sensors, so that after a certain temperature programming and by controlling the RaumteViperaturfühler, the temperature sensor for switching on and the temperature sensor for switching off the electric heater to the individual heaters achieves an accurate temperature can be.

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.Due to the different programming of heat in the individual rooms, it is necessary to pay attention to an exact temperature circuit in the module "us" automatic switch-off, so that a stabilized power supply of the individual modules is necessary. Both electromagnetic shut-off valves of a radiator are opened by switching on the automatic and at the same time a circulating pump starts, which promotes the cold water in the electric boiler back. For technical safety reasons, a fourth temperature sensor has been installed on the electric boiler, which switches off the heating of the electric boiler at excess temperatures above 100 ^° C. In the event of an error indication due to overheating or an error in the control and regulation of the automatic switch-on and switch-off, a light signal is triggered with an alarm signal.

Die angewandte elektronische Regelung und Steuerung dieser Elektro-Heizung gewährleistet, auch eine konstante Zimmertemperatur, die auch gleichzeitig von der Außentemperatur abhängig ist.The applied electronic control and regulation of this electric heater ensures, even a constant room temperature, which is also dependent on the outside temperature.

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.A manually adjusted temperature setting is not necessary, since all radiators are included in the control and regulation process and the temperature is kept constant due to the set programming. A manually adjustable temperature setting allows you to reach a higher or lower room temperature, while the automatic on / off switch still works.

Bei der o.g. elektronischen Regelung und Steuerung der Elektro-Heizungsanlage bestehtauch die Möglichkeit, eine Warmwasserversorgung über mehrere Anschlüsse von Mischbatterien vorzunehmen.At the o.g. electronic control and regulation of the electric heating system is also possible to make a hot water supply through multiple connections of mixer taps.

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.Due to the fact that from the same system of electric heating can also be a hot water supply, it is possible to achieve by means of a built-circulation pump considerable energy savings and a saving in water supply.

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.The drain that comes to the individual radiators when connecting the electromagnetic shut-off valve is returned by the circulation pump in the electric boiler. This results in a closed hot water cycle, "whereby heat losses and limestone formation can be kept at a low level. The o.g. Automatic regulation and control can not only find their intended use with hot water heating, it can also be applied where conventional hot water heating exists.

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 AbsperrventileIn addition, an electromagnetic or a manually controlled shut-off valve is required. These additional shut-off valves are located in the hot water pipe to the two heat generators (electric boiler and boiler). In the case of hot water boiler heating systems, due to the electronic regulation and control, a temperature sensor for switching the electroma- tanic shut-off valves on and off must also be fitted to each existing heating system

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.to be available. Provided that in an old hot water heating system shut-off valves, which are adjusted by hand, be replaced by electromagnetic shut-off valves. Thus, there is the possibility that in the winter months, the conventional hot water boiler heating can be used with electronic control and control and can be switched in the transition months to an electric heater with electric boiler.

In der Ein- und Ausschaltautomatik ist eine elektronische Temperaturanzeige untergebracht, die vom Wärmeerzeuger die Temperatur anzeigt.The automatic switch-on and switch-off feature houses an electronic temperature display, which indicates the temperature from the heat generator.

Claims

- 1 - ^ Oö Ö4Ö

Invention claims:

1. Electronic control and control method for hot water heating, characterized in that an automatic electronic control of the automatic on and off by means of temperature sensors and by using electromagnetic shut-off valves, the water supply and discharge to and from the heat generator or radiator is automatically controlled.

2. Electronic control and control method for hot water heater according to claim 1, characterized in that several rooms can be supplied with heat at the same time and optionally a capacity expansion by parallel operation with multiple boilers is possible, the temperature of each room or the outer wall temperature of each radiator regulated separately can be.

3. Electronic control system and control method for hot water heater according to claim 1, characterized in that a manually operable adjustment makes it possible to set the outer wall temperature of the radiator either.

4. Electronic control and control method for hot water heater according to claim 1, characterized in that parallel to the heating operation according to the selected capacity of Elektn> Boiler a certain number of mixers can be additionally supplied.

5. Electronic control and regulating method for hot water heating according to claim 1, characterized in that an alternative operation electric boiler or furnace heating is possible by the drain line of the radiator has an additional electromagnetic two-way shut-off valve, which optionally operate in the circulating system for boiler heating or Eiektro- Boiler allowed.

6. Electronic control and control method for hot water heater according to claim 1, characterized in that an emergency switch shuts off the water supply in the event of an accident.