DE10118338A1

DE10118338A1 - Heizsystem

Info

Publication number: DE10118338A1
Application number: DE10118338A
Authority: DE
Inventors: Uli Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-11-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizsystem mit einem auf der Brennwerttechnik basierenden Heizgerät (5), insbesondere Warmwasserheizgerät, und wenigstens einem heizgerätenahen und wenigstens einem heizgerätefernen Heizkörper (1, 3), die mit dem Heizgerät (5) einen Heizkreis (H) mit gemeinsamen Vorlauf (V) und Rücklauf (R) bilden, und die je ein erstes Thermostatventil (6, 7) im Vorlaufanschluss jedes Heizkörpers (1, 3) aufweisen. Das Heizsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass im Rücklaufanschluss wenigstens des bzw. der heizgerätenahen Heizkörper (3) je ein zweites Thermostatventil (11) mit negativer Temperaturkennlinie eingesetzt ist, um den Rücklauf von zu warmen Heizungswasser aus dem Heizkörper (3) zu verhindern (Figur 1).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Heizsystem mit einem Heizgerät, insbesondere Warmwasserheizgerät, und wenigstens einem heizgerätenahen und wenigstens einem heizgerätefernen Heizkörper, die mit dem Heizgerät einen Heizkreis mit gemeinsamem Vorlauf und gemeinsamem Rücklauf bilden, und die je ein erstes Thermostatventil im Vorlaufanschluss jedes Heizkörpers aufweisen.

In Heizgeräten, die auf der Brennwerttechnik basieren, wird die Kondensationswärme des in den Abgasen enthaltenen Wasser dampfs genutzt. Dazu muss das Abgas signifikant unter den Taupunkt (ca. 60°C) abgekühlt werden. Die Mindesttemperatur, auf die das Abgas abgekühlt werden kann, wird im Heizbetrieb von den konstruktiven Gegebenheiten und von der Rücklauftem peratur des Heizkreises bestimmt. Eine höhere Rücklauftempe ratur führt zu einer verminderten Kondensation und somit zur Senkung des Wirkungsgrades des Heizgeräts.

In Heizsystemen, die heizgerätenahe und heizgeräteferne Heizkörper haben, kann es durch unterschiedliche Fließwider stände (Rohrlängen zwischen den Heizkörpern und dem Heizge rät) zu unterschiedlichen Volumenströmen des Heizungswassers durch die einzelnen Heizkörper kommen, wobei die Pumpe des Heizkreises so ausgelegt sein sollte, dass auch am entfernte sten Heizkörper ein zur Raumheizung ausreichender Heizungs wasser- und damit Wärmestrom ankommt.

Die beiliegende Fig. 2 zeigt schematisch ein bekanntes Heizsystem mit einem Warmwasserheizgerät 5, einem heizgerätefernen Heizkörper 1, einem heizgerätenahen Heizkörper 3, die jeweils im Vorlaufanschluss ein Thermostatventil 6 und 7 aufweisen. Der Gesamtvorlauf des Heizkreises ist mit V und der Gesamtrücklauf mit R bezeichnet. Die dem heizgerätefernen Heizkörper 1 zugeordnete Funktionskennlinie 2 und die dem heizgerätenahen Heizkörper 3 zugeordnete Funktionskennlinie 4 veranschaulichen das oben geschilderte Phänomen, dass bei voll geöffnetem Thermostatventil 7 (z. B. in einer Aufheizphase nach einer Temperaturabsenkung) des heizgerätenahen Heizkörpers 3 der Volumenstrom zu groß ist und die Wärme des Heizungswassers nicht vollständig in den Raum abgegeben werden kann. Folglich kommt es zu einer Erhöhung der Temperatur des durch den Rücklauf R zum Heizgerät zurückfließenden Heizungswassers mit den zuvor beschriebenen Konsequenzen.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Heizsystem so zu ermöglichen, dass bei einem auf der Brennwerttechnik basierenden Heizgerät der Rücklauf von zu warmem Heizungs wasser aus dem Heizkörper bzw. den Heizkörpern zum Heizgerät verhindert werden kann.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt weist ein erfindungsgemäßes Heizsystem im Rücklaufanschluss wenigstens des heizgerätena hen Heizkörpers zusätzlich ein zweites Thermostatventil mit negativer Temperaturkennlinie auf.

Dadurch wird der Rücklauf von zu warmem Heizwasser aus dem Heizkörper verhindert.

Bevorzugt sind aber zweite Thermostatventile mit negativer Temperaturkennlinie in den Rücklaufanschlüssen aller Heizkör per eingesetzt.

Ein derartiges zweites Thermostatventil mit negativer Tempe raturkennlinie im Rücklaufanschluss des Heizkörpers lässt nur den Rücklauf von erkaltetem Heizungswasser (z. B. kleiner 30°C) zu. Als Referenztemperatur dient dabei nicht wie bei üblichen Thermostatventilen am Vorlaufanschluss des Heizkör pers die Raumtemperatur, sondern die Heizwasserrücklauftempe ratur.

Die beim erfindungsgemäßen Heizsystem zusätzlich am Rücklaufanschluss vorgesehenen zweiten Thermostatventile mit negativer Temperaturkennlinie können mit verschiedenen Kennlinien arbeiten. Z. B. kann eine reine Ein/Aus- Schaltkennlinie verwirklicht werden. Als alternative Möglichkeit kann ein solches zweites Thermostatventil mit einer stetigen Kennlinie realisiert sein.

Eine Mindestdurchflussmenge durch den Heizkörper kann über einen Bypass (z. B. mit konstanter kleiner Durchflussmenge) realisiert sein, der bevorzugt im zweiten Thermostatventil selbst integriert ist. Ein mit einem solchen Bypass versehenes zweites Thermostatventil kann eine Ein/Aus- Kennlinie realisieren, wobei beim Ausschalten des zweiten Thermostatventils weiterhin eine gewisse geringe Menge Heizungswasser durch den Bypass zurückläuft. Außerdem kann ein solches mit einem Bypass ausgestattetes zweites Thermostatventil auch eine stetige Kennlinie verwirklichen, wobei auch nach dem Zurückregeln des zweiten Thermostat ventils eine bestimmte kleine Menge Heizungswasser durch den Bypass in den Heizungsrücklauf strömt.

Durch die Limitierung des Heizwasservolumenstroms kann es besonders im Fall der schnellen Aufheizung nach einer Tempe raturabsenkung zu einer verminderten Aufheizgeschwindigkeit des Raumes kommen. Dies kann z. B. durch eine Erhöhung der Vorlauftemperatur teilweise ausgeglichen werden. Besteht jedoch der Wunsch nach einer maximal möglichen Aufheizgeschwindigkeit, kann ein weiterer zuschaltbarer Bypass im Rücklauf wenigstens des heizgerätenahen Heizkörpers vorgesehen sein, wobei dieser Bypass dessen Thermostatventil mit negativer Temperaturkennlinie überbrückt. Dieser weitere schaltbare Bypass kann während einer derartigen Aufheizphase entweder manuell oder auch automatisch zugeschaltet, d. h. geöffnet, und dann beim Erreichen einer bestimmten Temperatur oder nach einer bestimmten Zeit wieder geschlossen werden.

Die nachfolgende Beschreibung beschreibt ein Ausführungsbei spiel und verschiedene mögliche Funktionalitäten des erfin dungsgemäßen Heizsystems unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung.

Zeichnung

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Heizsystems.

Fig. 2 zeigt schematisch das bereits beschriebene bekannte Heizsystem.

Fig. 3A-3D zeigen graphisch vier verschiedene Tempe ratur/Durchflusskennlinien des zweiten Thermostatventils mit negativer Temperaturkennlinie im Rücklaufanschluss der Heizkörper, und

Fig. 4A-4E zeigen graphisch fünf aufeinanderfolgende Phasen eines im erfindungsgemäßen Heizsystem eingesetzten, mit dem zweiten zusätzlich Thermostatventil im Rücklaufanschluss realisierten Heizkörpers bei einer Raumaufheizung nach einer Temperaturabsenkung.

Ausführungsbeispiel

In Fig. 1 ist schematisch ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizsystems dargestellt. Ein Warmwasser heizgerät 5 bildet zusammen mit einem heizgerätefernen Heizkörper 1 und einem heizgerätenahen Heizkörper 3 einen Heizkreislauf H, der einen gemeinsamen Vorlauf V und einen gemeinsamen Rücklauf R hat.

Zusätzlich zu den am Vorlaufanschluss der Heizkörper 1 und 3, wie in dem bereits beschriebenen bekannten Heizsystem gemäß Fig. 2, vorgesehenen Thermostatventilen 6, 7 weist das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zweite Thermostat ventile 10 und 11 mit negativer Temperaturkennlinie am Rücklaufanschluss der Heizkörper 1 und 3 auf. Diese zweiten Thermostatventile verhindern, dass zu warmes Heizungswasser in den Rücklauf R des Heizkreises H und von dort zum Heizgerät 5 zurückströmt.

Die in Fig. 1 links neben den Heizkörpern 1 und 3 eingezeich neten Temperaturverteilungen 2 und 4 zeigen, dass nach Einbau der erfindungsgemäß vorgesehenen Rücklaufthermostatventile mit negativer Temperaturkennlinie nur erkaltetes Heizungswas ser, dessen Temperatur z. B. unter 30°C liegt, von den Heizkörpern 1 und 3 zurückfließen kann. Als Referenztempera tur wird die Heizwasserrücklauftemperatur verwendet. Die durch die graphischen Darstellungen 2 und 4 veranschaulichte Temperaturverteilung ist bei beiden Heizkörpern 1 und 3 im wesentlichen gleich.

Fig. 3 zeigt graphisch verschiedene mögliche Tempera tur/Durchflusskennlinien dargestellt in V/V_max = f(T_Rücklauf) der erfindungsgemäß vorgesehenen Thermostatventile 10 und 11 mit negativer Temperaturkennlinie am Rücklaufanschluss der Heizkörper.

Fig. 3A zeigt eine reine Ein/Aus-Kennlinie mit der Schalttemperatur T_Schalt. Fig. 3B zeigt eine stetige Kennlinie eines solchen Rücklaufthermostatventils, welches gemäß Fig. 3B nicht schlagartig wie in Fig. 3A schließt, sondern zwischen maximaler Öffnung und vollständigem Schließen einen stetigen Verlauf, z. B. geradlinigen Verlauf, nimmt.

Eine Mindestdurchflussmenge lässt sich durch einen Bypass im Rücklaufthermostatventil 10, 11 realisieren. Dies ist durch die Kennlinien der Fig. 3C und 3D wiedergegeben, die jeweils eine Kombination einer in Fig. 3A gezeigten Ein/Aus- Kennlinie mit der Bypassfunktion und der in Fig. 3B gezeigten stetigen Kennlinie mit der Bypassfunktion veranschaulichen.

Durch die Limitierung des Heizwasservolumenstroms kann es besonders im Fall der schnellen Aufheizung nach einer Tempe raturabsenkung zu einer verminderten Aufheizgeschwindigkeit des Raumes kommen. Dies kann teilweise durch eine Erhöhung der Vorlauftemperatur ausgeglichen werden.

In Fig. 1 ist gestrichelt ein schaltbarer Bypass 12 im Rücklauf des heizgerätenahen Heizkörpers 3 eingezeichnet, der dessen Thermostatventil 11 mit negativer Temperaturkennlinie überbrückt und z. B. manuell während der Aufheizphase nach einer Temperaturabsenkung zuschaltbar ist und dadurch den Wunsch nach einer maximal möglichen Aufheizgeschwindigkeit realisiert. Dabei wird eine (zeitweilige) Erhöhung der Wassertemperatur im Rücklauf R zum Heizgerät 5 in Kauf genommen.

Die Fig. 4 zeigt graphisch die Funktionsweise eines erfin dungsgemäßen Heizsystems bei der Raumaufheizung nach einer Temperaturabsenkung und Fig. 4A zeigt eine erste Phase (t = 0) zu der das erste Thermostatventil (6 oder 7) des Vorlaufs geöffnet wird. Zu dieser Zeit ist auch das zweite Thermostat ventil im Rücklauf 10 oder 11 voll geöffnet.

Fig. 4B zeigt eine zweite Phase (t = t₁), bei der der Heizkör per mit heißem Vorlaufwasser gefüllt wird, das zweite Thermo statventil im Rücklauf jedoch noch nicht anspricht.

Fig. 4C zeigt eine dritte Phase (t = t₂), bei der das Rück laufthermostatventil 10 oder 11 gerade anspricht und den Rücklauf am Heizkörper drosselt (z. B. auf 80%).

Fig. 4D zeigt eine vierte Phase (t = t₃), die eine Gleichge wichtsphase darstellt. Zwischen der dritten Phase gemäß Fig. 4C und der vierten Phase gemäß Fig. 4D findet ein Einschwingvorgang statt, der zu der in Fig. 4D gezeigten Gleichgewichtsphase führt.

Fig. 4E schließlich zeigt eine fünfte Phase (t = t₄), die den Abschluss der Aufheizphase des Raums darstellt. Dabei wird der Volumenstrom vom Vorlaufthermostatventil (erstes Thermo statventil 6 bzw. 7) bestimmt.

Die bei dem erfindungsgemäßen Heizsystem am Rücklaufanschluss der Heizkörper zusätzlich vorgesehenen zweiten Thermostatventile mit negativer Temperaturkennlinie ermöglichen, wie die obige Beschreibung deutlich macht, eine neuartige Funktionalität eines auf der Brennwerttechnik basierenden Heizgerätes, die den Rücklauf von zu warmem Heizungswasser aus den Heizkörpern und damit eine verminderte Kondensation und eine Senkung des Wirkungsgrades des Heizgerätes verhindert.

Claims

1. Heizsystem mit einem Heizgerät (5), insbesondere Warmwasserheizgerät, und wenigstens einem heizgerätenahen und wenigstens einem heizgerätefernen Heizkörper (1, 3), die mit dem Heizgerät (5) einen Heizkreis (H) mit gemeinsamem Vorlauf (V) und gemeinsamem Rücklauf (R) bilden, und die je ein erstes Thermostatventil (6, 7) im Vorlaufanschluss jedes Heizkörpers (1, 3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass im Rücklaufanschluss wenigstens des bzw. der heizgerätenahen Heizkörper (3) zusätzlich je ein zweites Thermostatventil (11) mit negativer Temperaturkennlinie eingesetzt ist, um den Rücklauf von zu warmem Heizungswasser aus dem Heizkörper (3) zu verhindern.

2. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Thermostatventile (10, 11) mit negativer Temperatur kennlinie in den Rücklaufanschlüssen aller Heizkörper (1, 3) eingesetzt sind.

3. Heizsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenztemperatur für jedes zweite Thermostatventil (10, 11) die Heizwasserrücklauftemperatur ist.

4. Heizsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Thermostatventil (10, 11) einen Bypass für das Rücklaufheizungswasser aufweist.

5. Heizsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Thermostatventil (10, 11) mit einer Ein/Aus-Schaltkennlinie arbeitet.

6. Heizsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Thermostatventil (10, 11) mit einer stetigen Kennlinie arbeitet.

7. Heizsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Heizkreis (H) im Rücklauf wenigstens des heizgerätenahen Heizkörpers (3) ein schaltbarer Bypass (12) vorgesehen ist, der das Thermostatventil mit negativer Temperaturkennlinie überbrückt.

8. Heizsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der schaltbare Bypass (12) manuell zuschaltbar ist.