DE1149875B

DE1149875B - Automatic control device for water collective heating systems directly connected to a supply network

Info

Publication number: DE1149875B
Application number: DED33262A
Authority: DE
Inventors: Carl Sorensen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-05-08
Filing date: 1960-05-04
Publication date: 1963-06-06

Description

Selbsttätige Regelvorrichtung für unmittelbar an ein Versorgungsnetz angeschlossene Wasser-Sammelheizungsanlagen Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Regelvorrichtung für unmittelbar an ein Versorgungsnetz angeschlossene Wasser-Sammelheizungsanlagen, in deren Rücklaufleitung zum Versorgungsnetz ein in Abhängigkeit von der Temperatur des Rücklaufwassers thermostatisch gesteuerter Mengenregler angeordnet ist.Automatic control device for direct connection to a supply network connected water collection heating systems The invention relates to an automatic Control device for water collective heating systems directly connected to a supply network, in their return line to the supply network depending on the temperature of the return water thermostatically controlled volume regulator is arranged.

Bei bekannten Anlagen dieser Art ist die Durchlauföffnung des Regelventils (Mengenreglers) für die größte Belastung bemessen, die in der Anlage vorkommen kann. Dies bedeutet, daß das Ventil in der Übergangszeit, z. B. im frühen Herbst oder späten Frühjahr, bei geringer Belastung der Heizungsanlage im unteren Teil seiner Regelcharakteristik arbeitet, was eine unbefriedigende Regelung ergibt. Bei kleinen Belastungen ist nämlich die Hubhöhe des Ventils gering, so daß Zunder und andere Verunreinigungen in dem von der Versorgungsquelle zugeführten und in der Anlage umlaufenden Wasser das Ventil in seiner Einstellung beeinträchtigen können.In known systems of this type, the flow opening of the control valve is (Volume controller) for the greatest load that can occur in the system. This means that the valve in the transition period, z. B. in early autumn or late spring, with a low load on the heating system in the lower part of its Control characteristic works, which results in unsatisfactory regulation. With small ones Loads is namely the lift height of the valve low, so that scale and others Contaminants in the supply source and in the plant circulating water can affect the setting of the valve.

Es wird zwar zuweilen dem Regelventil ein weiteres, von Hand bedienbares Ventil parallel geschaltet. Hierdurch erreicht man jedoch nur eine Verlagerung des Regelbereichs des thermostatgesteuerten Ventils, nicht aber eine genaue Regelung der Rücklaufwassermenge.It is true that the control valve is sometimes provided with another, manually operable one Valve connected in parallel. However, this only results in a shift of the Control range of the thermostat-controlled valve, but not a precise control the amount of return water.

Die Wirtschaftlichkeit einer Heizungsanlage wird in hohem Grade davon beeinflußt, daß auch bei geringerem Wärmeverbrauch in der Anlage nicht mehr Rücklaufwasser an die Versorgungsquelle zurückgeschickt wird als notwendig, sowie daß die Temperatur des Rücklaufwassers bei Abgabe an die Rücklaufleitung des Versorgungsnetzes so niedrig ist, wie es dem Wärmebedarf der Anlage entspricht. Die Wirtschaftlichkeit hängt somit von der Genauigkeit der Regelung, d. h. von der Charakteristik des Regelventils und bei Handregelung mit Hilfe eines zusätzlichen Ventils von einer ständigen und sorgfältigen Beaufsichtigung ab, was einen gewissen Aufwand erfordert.The economics of a heating system will greatly benefit from it affects that even with lower heat consumption in the system no more return water is returned to the source of supply as necessary, as well as that the temperature of the return water when discharged to the return line of the supply network is so low is how it corresponds to the heat demand of the system. The economy depends thus on the accuracy of the regulation, i. H. on the characteristics of the control valve and with manual control with the help of an additional valve from a permanent and careful supervision, which requires some effort.

Es ist zwar bekannt, einem in der Rücklaufleitung eines Warmwasserbereiters eingeschalteten Mengenregler ein zusätzliches Ventil parallel zu schalten. Während hierbei der Mengenregler in Abhängigkeit von der Temperatur des Rücklaufwassers arbeitet, ist die Durchlaßmenge des zusätzlichen Ventils von der Wassertemperatur in der Vorlaufleitung des Warmwasserbereiters abhängig, was darauf beruht, daß es sich um eine Fernheizanlage handelt, bei der außerhalb der Heizperiode die Vorlauftemperatur der Warmwasserbereitung niedrig gehalten wird. Hierdurch soll erreicht werden, daß bei den verschiedenen Betriebsarten im Winter oder Sommer der Mengenregler oder nur das zusätzliche Ventil den gesamten Abfluß regelt.While it is known to have one in the return line of a water heater switched on volume controller to connect an additional valve in parallel. While here the volume controller depending on the temperature of the return water works, the flow rate of the additional valve depends on the water temperature in the flow line of the water heater depends on what is based on it is a district heating system in which the flow temperature is outside the heating season water heating is kept low. This is to achieve that for the various operating modes in winter or summer, the volume controller or only the additional valve regulates the entire discharge.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine selbsttätige Regelvorrichtung zu schaffen, bei der sich unabhängig von der Temperatur in der Vorlaufleitung zu jeder Jahreszeit, also unabhängig von der Größe der Heizleistung, eine genaue Regelung ergibt. Hierfür ist bei einer Regelvorrichtung der eingangs angeführten Gattung nach der Erfindung dem Mengenregler ein ebenfalls von der Temperatur des Rücklaufwassers gesteuertes, zusätzliches Ventil parallel geschaltet, dessen Durchflußöffnung bei Temperaturen innerhalb des Temperaturbereichs des Rücklaufwassers von der Durchflußöffnung des Mengenreglers verschieden und derart einstellbar ist, daß es bei einer anderen Temperatur schließt als der Mengenregler.The object of the invention is to provide an automatic control device to create at which independently of the temperature in the supply line to every season of the year, regardless of the size of the heating output, precise control results. For this purpose, a control device of the type mentioned at the beginning According to the invention, the flow regulator also depends on the temperature of the return water controlled, additional valve connected in parallel, its flow opening at Temperatures within the temperature range of the return water from the flow opening of the volume controller is different and adjustable in such a way that it is with another Temperature closes as the flow regulator.

Dadurch wird erzielt, daß bei passender Wahl der Schließtemperaturen der beiden Ventile dasjenige Ventil, das die kleinere Durchflußöffnung hat, die Regelung der Rücklaufwassermenge übernimmt. Das trifft z. B. für die Übergangszeit im Herbst oder im Frühjahr zu, wenn nur eine kleinere Wassermenge von der Versorgungsquelle für die Heizungsanlage verbraucht wird, während beide Ventile die Warmwassermenge in Zeiträumen regeln, z. B. im Winter, wenn eine größere Warmwassermenge von der Versorgungsquelle für die Heizungsanlage benötigt wird.This ensures that with a suitable choice of closing temperatures of the two valves that valve which has the smaller flow opening, the Control of the return water volume takes over. This applies e.g. B. for the transition period in autumn or in Spring too, if only a smaller amount of water is consumed by the supply source for the heating system while both Valves regulate the amount of hot water in time periods, e.g. B. in winter, when a larger one Amount of hot water from the supply source for the heating system is required.

Die Regelgenauigkeit ist in den Zeiträumen, in denen nur das Ventil mit der kleineren Durchflußöffnung den Regelvorgang beeinflußt, wesentlich größer, als wenn ständig nur ein Ventil mit einer so großen Durchflußöffnung verwendet wird, die dem größten Wärmeverbrauch der Anlage entspricht.The control accuracy is in the periods in which only the valve with the smaller flow opening influences the control process, much larger, than if only one valve with such a large flow opening is used at all times, which corresponds to the greatest heat consumption of the system.

Eine Ausführung der Erfindung ist in der Weise möglich, daß das Ventil mit der kleineren Durchflußöffnung mit einer höheren Öffnungstemperatur arbeitet als das Ventil mit der größeren Durchflußöffnung. Umgekehrt kann aber auch das Ventil mit der größeren Durchflußöffnung in Zeiträumen mit großem Wärmeverbrauch mit einer höheren öffnungstemperatur arbeiten als das Ventil mit der kleineren Durchflußöffnung. Man wird die eine oder andere Anordnung wählen, je nach dem Belastungsfall und den besonderen Umständen.An embodiment of the invention is possible in such a way that the valve works with the smaller flow opening with a higher opening temperature than the valve with the larger flow opening. However, the valve can also be reversed with the larger flow opening in periods of high heat consumption with a higher opening temperature than the valve with the smaller flow opening. One or the other arrangement will be chosen, depending on the load case and the special circumstances.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Heizungsanlage mit einer Regelvorrichtung nach der Erfindung im Schema, Fig. 2 Kurven für die Größe der Durchflußöffnung in Abhängigkeit von der Rücklaufwassertemperatur für ein Ventil mit kleiner Durchflußöffnung und für ein Ventil mit großer Durchflußöffnung, beide für eine Anlage während der Heizperiode im Winter bei großem Wärmeverbrauch, Fig. 3 eine Kurve, die die gesamte Durchflußöffnung für die beiden Ventile darstellt, deren Charakteristiken in Fig. 2 gezeigt sind, Fig. 4 Kurven für zwei Ventile, beide für eine Anlage in den Übergangszeiten im Frühjahr und im Herbst bei niedrigem Wärmeverbrauch, und Fig. 5 eine Kurve, die die gesamte Durchflußöffnung für die beiden Ventile darstellt, deren Charakteristiken in Fig. 4 gezeigt sind.The invention is described below with reference to the drawing. It Fig. 1 shows a heating system with a control device according to the invention in Scheme, Fig. 2 curves for the size of the flow opening as a function of the Return water temperature for a valve with a small flow opening and for a Valve with a large flow opening, both for a system during the heating season in winter with high heat consumption, Fig. 3 is a curve showing the entire flow opening represents for the two valves, the characteristics of which are shown in Fig. 2, Fig. 4 curves for two valves, both for a system in the transition periods in Spring and autumn with low heat consumption, and Fig. 5 is a curve showing the represents the total flow opening for the two valves, their characteristics are shown in FIG.

In Fig. 1 ist schematisch eine bekannte, thermostatisch geregelte Heizungsanlage gezeigt, vorzugsweise eine Fernheizanlage, die von einer nicht gezeigten Versorgungsquelle, wie einem Heizkessel oder einem Fernheizwerk, über eine Vorlaufleitung 1 mit einem Wärmeträger, wie warmem Wasser, versorgt wird. Das Warmwasser läuft in der Hausheizungsanlage durch eine Vorlaufleitung 2, die Heizkörper 3 und eine Rücklaufleitung 4 mit der an sich bekannten Kurzschlußleitung mit einem Rücklaufwasser-Beimischventil S um, bis das Wasser auf eine festgelegte Temperatur, z. B. 40° C, abgekühlt ist. Bei dieser Temperatur wird ein in der Rücklaufleitung 6 des Versorgungsnetzes (Fernheiznetzes) vorgesehenes und von der Temperatur des Rücklaufwassers thermostatisch gesteuertes Mengen- oder Regelventil 7 geöffnet. Das abgekühlte Wasser wird über einen Wassermesser 8 an den nicht dargestellten Heizkessel oder das Fernheizwerk zurückgeführt. Da das Regelventil 7 ohne das zusätzliche Ventil 9 in einer Umgehungsleitung des Ventils 7 mit einer maximalen Durchflußöffnung entsprechend der größten Rücklaufwassermenge der Hausanlage, d. h. im Winterbetrieb, bemessen ist, arbeitet dieses Ventil in übergangszeiten, wenn die Rücklaufwassermenge nur gering ist, z. B. 10% der maximalen Menge, nur im niederen Teil seiner Charakteristik und gibt daher eine unbefriedigende Regelung, unter anderem die eingangs angeführten Schwierigkeiten, die wegen der in diesem Fall geringen Hubhöhe des Ventils entstehen können.In Fig. 1 is a known, thermostatically controlled schematically Heating system shown, preferably a district heating system by a not shown Supply source, such as a boiler or a district heating plant, via a flow line 1 is supplied with a heat transfer medium such as warm water. The hot water is running in the house heating system through a flow line 2, the radiators 3 and a Return line 4 with the short-circuit line known per se with a return water mixing valve S um until the water has reached a set temperature, e.g. B. 40 ° C is cooled. At this temperature, an in the return line 6 of the supply network (district heating network) provided and thermostatically controlled by the temperature of the return water Flow or control valve 7 open. The cooled water is poured over a water knife 8 returned to the boiler, not shown, or the district heating plant. There the control valve 7 without the additional valve 9 in a bypass line of the valve 7 with a maximum flow opening corresponding to the largest amount of return water the house system, d. H. in winter operation, this valve works in Transitional times when the amount of return water is low, e.g. B. 10% of the maximum Amount, only in the lower part of its characteristic and therefore gives an unsatisfactory one Regulation, including the difficulties mentioned at the beginning, which are due to the in this case, the valve lifts may be low.

In einer Anlage gemäß der Erfindung ist daher dem Regelventil 7, wie in Fig. 1 dargestellt, ein ebenfalls von der Temperatur des Rücklaufwassers gesteuertes, zusätzliches Ventil 9 parallel geschaltet, dessen Durchflußöffnung bei jeder Temperatur innerhalb des Temperaturbereichs des Rücklaufwassers von der Durchflußöffnung des Regelventils verschieden ist und das dazu bestimmt ist, bei einer anderen Temperatur zu öffnen als das Regelventil 7. In Fig. 2 sind Kurven 10 und 11 für die Größe A der Durchflußöffnung in Abhängigkeit von der Temperatur T des Rücklaufwassers gezeigt, und zwar für ein Regelventil 7 mit großer, maximaler Durchflußöffnung oder für ein zusätzliches Ventil 9 mit einer wesentlich kleineren; maximalen Durchflußöffnung.In a system according to the invention is therefore the control valve 7, such as shown in Fig. 1, a also controlled by the temperature of the return water, additional valve 9 connected in parallel, its flow opening at any temperature within the temperature range of the return water from the flow opening of the Control valve is different and that is intended to operate at a different temperature to open than the control valve 7. In FIG. 2, curves 10 and 11 are for size A. the flow opening shown as a function of the temperature T of the return water, namely for a control valve 7 with a large, maximum flow opening or for a additional valve 9 with a much smaller one; maximum flow opening.

Durch Parallelschaltung der beiden Ventile 7 und 9 mit Durchflußcharakteristiken wird die in Fig. 3 gezeigte, für einen großen Wärmeverbrauch, z. B. im Winter, verwendbare, gesamte Durchflußcharakteristik erreicht, wobei die Öffnungstemperaturen der zwei Ventile TS, T," so eingestellt sind, daß T, größer als T," ist. Dadurch wird erzielt, daß das Ventil 7, weiter unten das große Ventil genannt, bei der Temperatur TS, die z. B. 40° C sein kann, öffnet und offen sein wird, wenn der Wärmeverbrauch der Anlage groß ist, während das zusätzliche Ventil 9, weiter unten das kleine Ventil genannt, erst bei der niedrigeren Temperatur T,", die z. B. 37° C sein kann, öffnet, wenn der Wärmeverbrauch größer ist als der Rücklaufwassermenge der maximalen Durchflußöffnung des großen Ventils entspricht. In Übergangszeiten mit niedrigem Wärmeverbrauch (Fig. 4, 5) sind die Öffnungstemperaturen der beiden Ventile von Hand oder selbsttätig so geändert, daß die Öffnungstemperatur T," des zusätzlichen Ventils 9, die z. B. 40° C sein kann, größer ist als die Öffnungstemperatur t, des Ventils 7, die z. B. 37° C sein kann.By connecting the two valves 7 and 9 in parallel with flow characteristics, the one shown in FIG. B. in winter, usable, total flow characteristics achieved, the opening temperatures of the two valves TS, T, "are set so that T, greater than T," is. It is thereby achieved that the valve 7, hereinafter called the large valve, at the temperature TS, the z. B. 40 ° C, opens and will be open when the heat consumption of the system is high, while the additional valve 9, referred to below as the small valve, only at the lower temperature T, ", e.g. 37 ° C, opens when the heat consumption is greater than the return water volume corresponds to the maximum flow opening of the large valve. In transition periods with low heat consumption (Fig. 4, 5), the opening temperatures of the two valves are changed manually or automatically so that the Opening temperature T, "of the additional valve 9, the z. B. 40 ° C, is greater than the opening temperature t, of the valve 7, the z. B. 37 ° C can be.

Durch Einstellen der beiden Ventile 7 und 9 in der Weise, daß die Lage ihrer Charakteristiken wie in Fig. 4 wird, erhält man die in Fig. 5 gezeigte gesamte Durchflußcharakteristik. Dadurch wird erzielt, daß das kleine Ventil 9 die Rücklaufwassermenge regelt, wenn der Wärmeverbrauch in der Anlage gering ist, so daß hierbei große Genauigkeit erreicht werden kann und infolge der großen Hubhöhe Zusetzen des Ventils durch Zunder oder ähnliche Schmutzteilchen verhindert wird. Wenn der Wärmeverbrauch um so viel steigt, daß die Temperatur des Rücklaufwassers unter die Öffnungstemperatur t, fällt, öffnet auch das große Ventil, was in der Übergangszeit nur selten eintreten wird. Geschieht es häufig, dann kann auf einfache Weise die in Fig. 3 gezeigte Durchflußcharakteristik durch Ändern der Öffnungstemperaturen der beiden Ventile von t,", t, in T,", T, übergegangen werden.By adjusting the two valves 7 and 9 in such a way that the When their characteristics become as shown in Fig. 4, that shown in Fig. 5 is obtained entire flow characteristic. It is thereby achieved that the small valve 9 the The amount of return water regulates when the heat consumption in the system is low, see above that this great accuracy can be achieved and due to the large lifting height Clogging of the valve by scale or similar dirt particles is prevented. When the heat consumption increases so much that the temperature of the return water falls below the opening temperature t, the large valve also opens, which is in the The transition period will only rarely occur. If it happens frequently, it can be done in a simple manner Create the flow characteristic shown in Fig. 3 by changing the opening temperatures of the two valves from t, ", t, to T,", T, are passed over.

Ein Vergleich von Fig. 3 und 5 ergibt, daß bei der Einstellung der beiden Ventile, so, daß T5 größer als T," ist, die gesamte Durchflußöffnung der beiden Ventile im Bereich einer Mitteltemperatur T," = T, (z. B. 37° C) wesentlich größer sein wird, als wenn die beiden Ventile so eingestellt werden, daß t, größer als t," ist. Daher ist die erstgenannte Regeleeinstellung besonders für großen Wärmebedarf im Winter und die letztgenannte Regeleinstellung besonders für geringeren Wärmebedarf in den Übergangszeiten bestimmt.A comparison of FIGS. 3 and 5 shows that when setting the two valves, so that T5 is greater than T, "the total flow opening of the both valves in the range of a mean temperature T, "= T, (z. B. 37 ° C) significantly will be greater than if the two valves are set so that t, greater than t, ". Therefore, the first-mentioned control setting is particularly suitable for large heat requirements in winter and the latter rule setting especially for lesser ones Heat demand determined in the transition periods.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Automatic control device for immediate Collective water heating systems connected to a supply network, in their return line to the supply network depending on the temperature of the return water thermostatically controlled quantity regulator is arranged, characterized in that the quantity regulator (7) an additional one that is also controlled by the temperature of the return water Valve (9) is connected in parallel, the flow opening of which at temperatures within the temperature range of the return water from the flow opening of the volume regulator is different and adjustable in such a way that it closes at a different temperature than the flow regulator (Fig. 1).

2. Control device according to claim 1, characterized in that that the valve with the smaller flow opening with a higher opening temperature (t ") operates as the valve with the larger flow opening.

3. Control device according to claim 1, characterized in that the valve with the larger flow opening in periods with high heat consumption with a higher opening temperature (T,) works as the valve with the smaller flow opening. Considered Publications: German Patent No. 961386.