DE10244340A1 - Heating system for a building - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizungsanlage (1) für ein Gebäude, umfassend DOLLAR A - eine Heizeinrichtung (3) mit einem Brenner (4) und einem vom Brenner (4) beheizten Heizblock (5) zur Wärmeabgabe an eine Heizflüssigkeit eines im Gebäude verlaufenden Heizkreises (2), DOLLAR A - eine Pumpe (10) zum Antrieb der Heizflüssigkeit im Heizkreis (2) und DOLLAR A - eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (11) zur Betätigung der Pumpe (10) und/oder des Brenners (4). DOLLAR A Zur verbesserten Ausnutzung der Heizleistung der Heizungsanlage (1) wird vorgeschlagen, die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (11) so auszubilden, dass sie bei der Betätigung der Pumpe (10) und/oder des Brenners (4) den aktuellen Wärmeinhalt des Heizkreises (2) und/oder des Heizblocks (5) und/oder des Gebäudes berücksichtigt.The invention relates to a heating system (1) for a building, comprising DOLLAR A - a heating device (3) with a burner (4) and a heating block (5) heated by the burner (4) for giving off heat to a heating liquid of a heating circuit running in the building (2), DOLLAR A - a pump (10) for driving the heating fluid in the heating circuit (2) and DOLLAR A - a control and / or regulating device (11) for actuating the pump (10) and / or the burner (4) , DOLLAR A To make better use of the heating power of the heating system (1), it is proposed to design the control and / or regulating device (11) so that when the pump (10) and / or the burner (4) is actuated, the current heat content of the Heating circuit (2) and / or the heating block (5) and / or the building is taken into account.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizungsanlage für ein Gebäude, insbesondere eine Gebäudezentralheizung. Eine derartige Heizungsanlage umfasst üblicherweise eine Heizeinrichtung mit einem Brenner und mit einem vom Brenner beheizten Heizblock zur Wärmeabgabe an eine Heizflüssigkeit eines im Gebäude verlaufenden Heizkreises. Dieser Heizblock ist üblicherweise durch einen Wärmeübertrager gebildet, der die in vom Brenner erzeugten heißen Verbrennungsabgasen mitgeführte Wärme aufnimmt und auf die Heizflüssigkeit überträgt, wozu der Heizkreis durch den Wärmeübertrager bzw. den Heizblock hindurchgeführt ist oder zumindest mit diesem wärmeübertragend gekoppelt ist. Der Heizkreis umfasst Leitungen sowie in Räumen des Gebäudes angeordnete Heizkörper und/oder Wand- und/oder Fußbodenheizungen. Die Heizungsanlage umfasst außerdem eine Pumpe zum Antrieb der Heizflüssigkeit im Heizkreis sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, mit deren Hilfe die Pumpe und/oder der Brenner in Abhängigkeit vorbestimmter Parameter betätigt werden.The present invention relates to a heating system for a building, especially central heating for buildings. Such a heating system usually includes a heating device with a burner and with a heating block heated by the burner for heat emission to a heating fluid inside the building running heating circuit. This heating block is usually through a heat exchanger formed, which absorbs the heat carried in the hot combustion exhaust gases generated by the burner and transfers to the heating liquid for what the heating circuit through the heat exchanger or passed through the heating block is or at least with this heat transfer is coupled. The heating circuit includes pipes as well as in rooms of the Building arranged radiator and / or wall and / or floor heating. The heating system also includes a pump to drive the heating fluid in the heating circuit and a control and / or regulating device with the help of which the pump and / or the burner depending predetermined parameter actuated become.
Der Brenner kann beispielsweise in Abhängigkeit einer Gebäudeinnentemperatur betätigt werden. Eine Abweichung eines Istwerts der Gebäudeinnentemperatur von einem gewünschten Sollwert ergibt dabei eine Heizleistungsanforderung des Gebäudes. Sobald der gewünschte Sollwert erreicht ist, können Brenner und Pumpe ausgeschaltet werden.The burner can, for example, in dependence a building's internal temperature actuated become. A deviation of an actual value of the building's internal temperature from one desired The setpoint results in a heating output requirement of the building. As soon as the desired one Setpoint is reached, can Burner and pump are switched off.
Bei anderen Heizungsanlagen erfolgt die Betätigung des Brenners in Abhängigkeit der Außentemperatur. Dabei wird mit der Außentemperatur aus einer sogenannten Heizungskurve eine geeignete Vorlauftemperatur für den Heizkreis ermittelt, also die Temperatur in der Heizflüssigkeit am Austritt des Heizblocks. Eine Heizleistungsanforderung des Gebäudes liegt dann vor, wenn der Istwert der Vorlauftemperatur unterhalb des von der aktuellen Außentemperatur abhängenden Sollwerts liegt. Bei einem derartigen Regelungsprinzip wird die Pumpe üblicherweise nicht ausgeschaltet, um aussagekräftige Vorlauftemperaturen messen zu können.With other heating systems the actuation depending on the burner the outside temperature. Thereby, with the outside temperature a suitable flow temperature from a so-called heating curve for the Heating circuit determined, i.e. the temperature in the heating liquid at the outlet of the heating block. A heating requirement of the building lies then when the actual value of the flow temperature is below that of the current outside temperature depended ends Setpoint. With such a regulation principle, the Pump usually not turned off to measure meaningful flow temperatures to be able to.
Für den Fall, dass die minimal einstellbare Heizleistung des Brenners den aktuellen Heizleistungsbedarf des Gebäudes übersteigt, wird der Brenner ausgeschaltet. Beim erneuten Starten des Brenners durchläuft dieser eine vorbestimmte Startprozedur, die sicherstellen soll, dass der Brenner einen stabilen Betriebszustand erreicht. Während dieser Startprozedur liegen gegenüber dem Normalbetrieb erhöhte Emissionswerte sowie ein erhöhter Brennstoffverbrauch vor. Des Weiteren bedeutet jeder Startvorgang einen erhöhten Verschleiß für die daran beteiligten Komponenten des Brenners.For the case that the minimum adjustable heating output of the burner the burner exceeds the current heating output requirement of the building switched off. When the burner is restarted, it runs through a predetermined starting procedure to ensure that the Burner reaches a stable operating state. During this Start procedure are opposite increased normal operation Emission values as well as an increased Fuel consumption before. Furthermore, every startup process means an elevated Wear and tear for it components involved in the burner.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Die erfindungsgemäße Heizungsanlage entsprechend dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs, hat demgegenüber den Vorteil, dass weniger Startvorgänge für den Brenner erforderlich sind. Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den im Heizkreis und/oder im Heizblock und/oder im Gebäude aktuell vorhandenen Wärmeinhalt, also die dort gespeicherte Wärmemenge, bei der Betätigung der Pumpe bzw. des Brenners zu berücksichtigen. Hierdurch kann die in der Heizungsanlage gespeicherte Wärme besser für die Erwärmung des Gebäudes ausgenutzt werden, so dass die Anzahl der Startvorgänge für den Brenner gesenkt werden kann. Beispielsweise kann durch die Berücksichtigung der im Heizkreis bzw. im Heizblock verbleibenden Wärmemenge ein verfrühtes Starten des Brenners vermieden werden.The heating system according to the invention accordingly the subject of the independent Claims, on the other hand the advantage that fewer starts are required for the burner are. The invention is based on the general idea that Heating circuit and / or the heat content currently present in the heating block and / or in the building, the amount of heat stored there, when actuating the pump or burner. This can the heat stored in the heating system is better for heating the building be used so that the number of starts for the burner can be lowered. For example, by considering the amount of heat remaining in the heating circuit or in the heating block an early Starting the burner can be avoided.
Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Erkenntnis, dass mit Hilfe der Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf in Verbindung mit dem von der Pumpe geförderten Volumenstrom der Wärmeinhalt des Heizblocks, die Wärmeabgabe des Heizblocks an den Heizkreis sowie die Wärmeabgabe des Heizkreises an das Gebäude ermittelbar sind.It is of central importance here the realization that with the help of the temperature difference between Forward and rewind in connection with the volume flow conveyed by the pump, the heat content of the heating block, the heat emission of the heating block to the heating circuit and the heat output of the heating circuit the building can be determined.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Steuer- und/oder Regeleinrichtung den Brenner und die Pumpe in Abhängigkeit einer Gebäudeinnentemperatur betätigen und nach einem Abschalten des Brenners die Pumpe erst dann abschalten, wenn die vom Heizblock auf die Heizflüssigkeit übertragene Heiz- oder Wärmeleistung einen vorbestimmten Schwellwert erreicht. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass bei nachlaufender Pumpe der Heizblock die darin noch gespeicherte Wärmemenge an den Heizkreis abgibt. Zweckmäßig wird für diesen Schwellwert der Wert Null gewählt. Gleichzeitig ist es außerdem möglich, bei nachlaufender Pumpe ein Aufheizen des Heizblocks durch den Heizkreis zu vermeiden, wenn bei bestimmten Betriebskonstellationen der Heizkreis im Rücklauf eine höhere Temperatur aufweist als der Heizblock. Die Effektivität der Wärmeausnutzung kann somit gesteigert werden.In a preferred embodiment, can the tax and / or Control device depending on the burner and the pump a building's internal temperature actuate and only switch off the pump after the burner has been switched off, if the heating or heat output transferred from the heating block to the heating liquid reaches a predetermined threshold. This can ensure that when the pump runs on, the heating block still contains the stored amount of heat transfers to the heating circuit. It is useful for this Threshold value selected zero. At the same time, it is also possible, when the pump is running, the heating block is heated by the heating circuit to avoid if the heating circuit is used in certain operating constellations in the return a higher one Temperature than the heating block. The effectiveness of heat utilization can thus be increased.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Steuer- und/oder Regeleinrichtung den Brenner in Abhängigkeit der Außentemperatur betätigen und den Brenner erst dann wieder einschalten, wenn die vom Heizblock auf die Heizflüssigkeit zu übertragende Heiz- oder Wärmeleistung einen vorbestimmten Schwellwert erreicht. Bei dieser Variante wird vor dem Einschalten des Brenners zunächst überprüft, ob der Heizblock des Brenners noch hinreichend Wärme an den Heizkreis abgeben kann. Auch hierdurch kann ein unnötiger Startvorgang des Brenners vermieden werden.In another embodiment can the control and / or regulating device depending on the burner the outside temperature actuate and only switch the burner back on when the heating block on the heating fluid to be transferred Heating or heating output reaches a predetermined threshold. In this variant Before switching on the burner, first check whether the burner heating block sufficient warmth to the heating circuit. This can also result in an unnecessary starting process of the burner can be avoided.
Bei einer anderen Ausführungsform kann es zweckmäßig sein, den Brennerstart davon abhängig zu machen, dass eine Geschwindigkeit, mit welcher der Heizblock seine Wärme an die Heizflüssigkeit abgibt, einen vorbestimmten Schwellwert erreicht. Zweckmäßig wird dann der Brenner um so früher gestartet, je größer die Wärmeabgabegeschwindigkeit am Heizblock ist. Beispielsweise ist eine Klassifizierung der Wärmeabgabegeschwindigkeit in die Kategorien Niedrig, Mittel, Hoch denkbar, die in entsprechender Weise zu drei Verzögerungszeiten für das Starten des Brenners führen: Kurz, Mittel, Lang. Auch diese Maßnahme kann dazu betragen, unnötige Brennerstartvorgänge zu vermeiden.In another embodiment, it may be expedient to make the burner start dependent on a speed at which the heating block releases its heat to the heating liquid, reaches a predetermined threshold value. The burner is then expediently started earlier, the greater the heat release rate at the heating block. For example, a classification of the heat dissipation speed into the categories low, medium, high is conceivable, which correspondingly lead to three delay times for starting the burner: short, medium, long. This measure can also be used to avoid unnecessary burner start-up processes.
Bei einer anderen Ausführungsform kann in Abhängigkeit der Wärmeübertragung vom Heizblock auf die Heizflüssigkeit nach dem Abschalten des Brenners die Pumpe von einem Nennbetriebszustand mit Nennförderleistung in einen Pausenbetriebszustand mit reduzierter Förderleistung umgeschaltet werden. Diese Steuerungsstrategie beruht auf der Überlegung, dass nach dem Abschalten des Brenners nicht die volle Pumpenleistung benötigt wird, so dass diese in einem stromsparenden Pausenbetriebszustand betrieben werden kann. Durch das zeitlich verzögerte Umschalten kann jedoch die im Heizblock gespeicherte Wärme besser in den Heizkreis übertragen werden.In another embodiment can be dependent heat transfer from the heating block to the heating fluid after switching off the burner the pump from a nominal operating state with nominal delivery rate can be switched to a pause mode with reduced delivery capacity. This control strategy is based on the consideration that after switching off of the burner does not require the full pump output, so that this in one energy-saving pause operating state can be operated. By the delayed However, the heat stored in the heating block can switch better transferred to the heating circuit become.
Von besonderem Vorteil ist eine Weiterbildung, bei der die Pumpe im Pausenbetriebszustand intermittierend eingeschaltet und ausgeschaltet wird. Dies ist insofern bemerkenswert, als bei einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung, die den Brenner in Abhängigkeit der Außentemperatur betätigt, die Vorlauftemperatur geregelt wird, wozu an sich ein permanenter Pumpenbetrieb erforderlich ist, um im Vorlauf repräsentative Istwerte für die Vorlauftemperatur messen zu können. Durch den intermittierenden Betrieb wird dabei einerseits elektrische Energie zum Betrieb der Pumpe eingespart, während andererseits sichergestellt ist, dass hinreichend oft Istwerte für die Vorlauftemperatur gemessen werden können.Training is particularly advantageous, where the pump is switched on intermittently in the pause mode and is turned off. This is remarkable in that a control and / or regulating device, depending on the burner the outside temperature actuated, the flow temperature is regulated, which is why it is permanent Pump operation is required to be representative in the lead Actual values for to be able to measure the flow temperature. Through the intermittent Operation becomes electrical energy for the operation of the Pump saved while on the other hand, it is ensured that actual values for the flow temperature are sufficient can be measured.
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Steuer- und/oder Regeleinrichtung den Brenner dann ausschalten, wenn die vom Heizkreis auf das Gebäude übertragene Heiz- oder Wärmeleistung eine aktuelle Heizleistungsanforderung des Gehäuses übersteigt, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung den Brenner erst dann wieder einschaltet, wenn die vom Heizkreis auf das Gebäude zu übertragende Heiz- oder Wärmeleistung einen Schwellwert erreicht, der so gewählt ist, dass die während der Zeitdauer einer vorbestimmten Startprozedur des Brenners vom Heizkreis auf das Gebäude übertragene bzw. übertragbare Heiz- oder Wärmeleistung die aktuelle Heizleistungsanforderung des Gebäudes nicht erreicht. Diese Maßnahme beruht auf der Erkenntnis, dass beim Starten des Brenners eine vorbestimmte Startprozedur abläuft, beispielsweise um im Brenner einen stabilen Verbrennungszustand gewährleisten zu können.According to a particularly advantageous embodiment the control and / or regulating device can then switch off the burner, if the heating or heat output transferred from the heating circuit to the building exceeds a current heating output requirement of the housing, with the control and / or control device only switches the burner on again, if the heating or heat output to be transferred from the heating circuit to the building Threshold reached, so chosen is that during the duration of a predetermined start procedure of the burner from Heating circuit transferred to the building or transferable Heating or heating output the building's current heating output requirement has not been met. This Measure is based based on the knowledge that when the burner starts, a predetermined one Starting procedure is running, for example to ensure a stable combustion state in the burner to be able to.
Während dieser Startprozedur gibt der Brenner eine relativ genau vorherbestimmbare Heizleistung ab. Des Weiteren hängt die während der Startprozedur vom Heizkreis auf das Gebäude übertragene Wärme auch vom Wärmeinhalt des Heizkreises, einschließlich des Heizblocks, ab. Entsprechend dieser Erkenntnis soll der Brenner bei dieser Ausführungsform nur dann gestartet werden, wenn die gesamte, während der Startprozedur vom Heizkreis auf das Gebäude übertragbare Wärme voraussichtlich die aktuell vorliegende Heizleistungsanforderung nicht erreicht. Durch diese Maßnahme kann sichergestellt werden, dass der Brenner nicht während und auch nicht unmittelbar nach der Startprozedur wieder ausgeschaltet werden muss, was der Fall wäre, wenn der Heizkreis bereits während der Startprozedur die aktuelle angeforderte Heizleistung an das Gebäude abgeben kann. Diese Maßnahme vermeidet daher unnötige Startvorgänge für den Brenner.While this starting procedure gives the burner a relatively precisely predeterminable one Heating output. Furthermore hangs the while the starting procedure for heat transferred from the heating circuit to the building of the heat content the heating circuit, including of the heating block. According to this knowledge, the burner should in this embodiment can only be started if the entire, during the startup procedure from Heating circuit transferable to the building Probably heat the current heating output requirement not met. By This measure can ensure that the burner is not during and also not be switched off immediately after the start procedure must, which would be the case if the heating circuit is already during the start procedure the current requested heat output to the Hand over building can. This measure therefore avoids unnecessary start-ups for the Burner.
Alternativ oder zusätzlich kann der Schwellwert zum Einschalten des Brenners auch so gewählt werden, dass die Temperatur in der Heizflüssigkeit im Vorlauf während der Zeitdauer einer vorbestimmten Startprozedur des Brenners eine maximal zulässige Vorlauftemperatur nicht erreicht. Da auch die maximal zulässige Vorlauftemperatur ein Kriterium zum Abschalten des Brenners sein kann, führt auch diese Ausführungsform zur Vermeidung unnötiger Startvorgänge für den Brenner. Die Vorlauftemperatur dient beispielsweise dann als Kriterium zum Ausschalten des Brenners, wenn die Steuer- und/oder Regeleinrichtung in Abhängigkeit der Außentemperatur einen Sollwert für die Vorlauftemperatur ermittelt, der durch eine entsprechende Betätigung der Pumpe und/oder des Brenners im Heizkreis eingestellt werden soll. Wenn beim kleinsten, an der Pumpe einstellbaren Volumenstrom und bei der kleinsten einstellbaren Brennerleistung der Sollwert für die Vorlauftemperatur überschritten wird, muss der Brenner ausgeschaltet werden.Alternatively or additionally the threshold value for switching on the burner can also be selected that the temperature in the heating fluid in the flow during the Maximum duration of a predetermined starting procedure of the burner permissible flow temperature not reached. Since also the maximum permissible flow temperature Criterion for switching off the burner can also result this embodiment to avoid unnecessary start-ups for the Burner. The flow temperature then serves as a criterion, for example to switch off the burner when the control and / or regulating device is dependent the outside temperature a setpoint for the flow temperature is determined by pressing the Pump and / or the burner should be set in the heating circuit. If at the smallest volume flow adjustable at the pump and at the smallest adjustable burner output the setpoint for the flow temperature is exceeded the burner must be switched off.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Heizungsanlage ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Other important features and advantages the heating system according to the invention result from the subclaims, from the drawing and from the associated figure description based on the Drawing.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizungsanlage ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.An embodiment of the heating system according to the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.
Die einzige
Beschreibung der Ausführungsformendescription of the embodiments
Entsprechend
Im Heizkreis
Die erfindungsgemäße Steuer- und/oder Regeleinrichtung
Zu diesem Zweck kann der Wärmeinhalt
des Heizblocks
Während
der gegebenenfalls auftretende Temperaturanstieg zwischen Rücklauf
Sofern der Brenner
Damit der Brenner
Die vorgenannten Abschaltbedingungen
für die
Pumpe
Die im folgenden beschriebenden Steuer- und/oder
Regelstrategien sind insbesondere für solche Heizungsanlagen
Bei abgeschaltetem Brenner
Zusätzlich oder alternativ kann
als Startbedingung für
den Brenner
Zu diesem Zweck kann die Geschwindigkeit der
Wärmeabgabe
des Heizblocks
Bei einer besonderen Weiterbildung
kann die Steuer- und Regeleinrichtung
Für
eine Heizungsanlage
Das Energieeinsparungspotenzial kann
noch dadurch vergrößert werden,
dass der Pausenbetriebszustand der Pumpe
Während
bei einer einfachen Ausführungsform
konstante Einschaltzeiten und Ausschaltzeiten vorliegen, kann eine
Weiterbildung variable Einschaltzeiten und/oder Ausschaltzeiten
erzeugen, die in Abhängigkeit
des Wärmehaushalts
im Gebäude bzw.
in der Heizungsanlage
Wie bereits weiter oben geschildert,
kann auch die Wärmeabgabegeschwindigkeit
beim Heizblock
Auch hierbei kann es nützlich sein,
die Einschaltzeiten bzw. Ausschaltzeiten der Pumpe
Bei den vorstehend genannten Ausführungsformen
wird das Einschalten des Brenners
Bei den vorgenannten Steuer- und/oder
Regelstrategien liegt der Schwerpunkt in der Berücksichtigung des Wärmeinhalts
des Heizblocks
Das übliche Kriterium für das Ausschalten des
Brenners
In der allgemeinsten Form dieser
Steuer- und/oder Regelstrategie wird der Brenner
Bei einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform
wird der genannte Schwellwert für
die Wärmeübertragung
so gewählt,
dass beim Starten des Brenners
Diese spezielle Ausführungsform ist von besonderem Interesse, da dadurch ein mehrfaches Wiederholen und Abbrechen von Startvorgängen vermieden werden kann, die einerseits eine hohe Bauteilbeanspruchung darstellen und andererseits ungünstige Emissions- und Verbrauchswerte aufweisen.This particular embodiment is of particular interest because it repeats multiple times and canceling start-ups avoided can, on the one hand, represent high component stress and on the other hand unfavorable Have emission and consumption values.
Zusätzlich oder alternativ kann
der Wärmeinhalt
des Heizkreises
Insbesondere bei einer Heizungsanlage
Hintergrund der aufgezeigten Maßnahmen ist
im wesentlichen die Vermeidung unnötiger Startvorgänge für den Brenner
- 11
- Heizungsanlageheating system
- 22
- Heizkreisheating circuit
- 33
- Heizeinrichtungheater
- 44
- Brennerburner
- 55
- Heizblockheating block
- 66
- Eintritt von 5entry of 5
- 77
- Rücklauf von 2Return of 2
- 88th
- Austritt von 5exit of 5
- 99
- Vorlauf von 2leader from 2
- 1010
- Pumpepump
- 1111
- Steuer- und/oder RegeleinrichtungTax- and / or control device
- 1212
- RücklauftemperatursensorReturn temperature sensor
- 1313
- VorlauftemperatursensorFlow temperature sensor
- 1414
- Signalleitungsignal line
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