DE1604078A1

DE1604078A1 - Heizungsanlage

Info

Publication number: DE1604078A1
Application number: DE19641604078
Authority: DE
Inventors: Alberto Wobig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-12-17
Filing date: 1964-12-17
Publication date: 1970-01-29
Also published as: CH444426A; DE1604078C3; SE313647B; AT266397B; DE1604078B2

Description

'@ te z.tng se n 1e-

Die ,Erfindung. betrifft eine Heizungsanlage, . insbesändere

zum Ansc:hluß .an -Fern'.easysteme, bei der mindestens e 1:n

thertostatiseh gesteuertes Drosselventil de;n tIä.sserdurc:;-

fluA in Abhängigkeit. vonr der Was;3errfzekleuftemperatur re-

gelt.

fiezüngsanlagen :dieser Gattung sind.-"bekännt.-_Die._Temperä-.

tune elung' solcher Anla'jeh in nüngen i nsbesöndei#e inc -u hä "d b 3 e

I i-ch ern iiw rke Ubh uh-ehi ist seit jäh-ri

..

pr eble::atisc@: . Zine öptmald Lösung, die den

Wirtschaftlichf:eitserwäun@en des Fernheizwerkes- und den

l:equer@tliehket'sheäürfnis derhnehner Rechnung; tr@lg -t ,^ist

bisher noch nicht befunden worden: ys ist bei rernhdiwe-ri-

ken üblich, die

vom Heizwerk aus in Ab-

hängigkeit der Äußentemperatur äu steuern, so daß heim Ab-=

nehmer E;esser -;@it einer von

zu beeinflussenden xy

TerDeratur eintrifft: bei den bekannten -Regeleinrichtung-en(deutsche Patentschrift 7o4 E5'1), bei der zur Regelung ein

Taur;tei#peratur Fühler einlese tzt ist, wird wohl in gewisser

llinsicht den Bequemlichkeitsbedürfnissen. der Hau.@inwohner

entsprochen, nicht jedoch den vlirtschaftlichkeitsinteressen

des Fernheizwerkes. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei-

spiessweise bei einen plötzlichen Ansteigen der Raumtempe-

ratur oder beispielsweise bei einem Abschalten von Heizkör-

pern in mehreren Wohnräumen das Heizwasser vom Fernheizwerk

mit naäh.wie vor konstant-gehaltener-Vorlauftemperatur in

einer Menge angeboten wird, die erst nach Ansprechen des.

Raumtemperaturxühlers gedrosselt wird. Bis zu diesem_Zeit-

punkt wird jedoch u.U. Wassert mit erheblich höheren Tempera-

turen als .vorher in den Rücklauf gespeist und zum Fernheiz-

werk zurügkgefördert. Dies wirkt sich besonders ungünstig

bei Fernheizungsanlagen aus, bei denen die Heizenergie als

Abfallener cie eines anderer wär@Mrietechnischen Prozesses ge-

wonnen wird, dessen Wirkungsgrad von einem bestimmten Tem-

peraturgefälle abhängt. So-.soll beispielsweise bei der

Elektrizitätsgewinnung mittels Dampfturbinen das Hezungs-

rücklaufwasser zur Däripfkondensation dienen: Der Wirkunc;s-

grad der Turbine würde schlechter werden, wenn die'Rücklauf-

ter.:peratur- über einen bestimmten Wert ansteigt.-

Um diese betriebstechnisches Nachteile zu vermeiden, hat au

sich deshalb eingeführt, die Rücklauftemperatur dadurch zu

bez renzen, dag ein Drosselventil den Rücklauf solange sperrt,-

bis das ljeizwasser auf Eine Mindesttenperatur abgekühlt ist.

Eine derartige Regelung entspricht aber wiedeAii den-Bedürf-

nissen der Hausbewohner nicht,' da die Rücklauftemperätur

d-nE@ Funkfon der Räumtemperatur sowie- der Anzal11 der einge-

schalteten Heizkörper-ist, so daß sie als Regelgröße-für die

Raumtemperatur allein richt.-geeinet ist. _

In der deutschen Patentschrift 571 578 wird bereits ein Vor-

schlag füil :eine diskontinus.erlic:ie Regelung der Durchiaß-

rlenge gemacht, durch die sc:nubz.teise immer wieder durch ein

eventueli:rvöreesehenes Drosselventil sehr heißes Wasser in

den Rücklauf -gelan tDarfli),er hinaus wird mit der Ravm-Sol.l-

ter.;.peratür die aus-Vor- und-. Rücklauftemperatur gewonnene

_ Mitteltemperatur verglichen-. Diese -Mittlere Temperatur ist

aber bei schwankender Vorlauftemperatur als Regelgröße nicht

. gut brauchbar, da. sie im' Extremfall bei,1#lärmeabgabe null in

den Heizkörpern aus gleichen Temperaturen im Vor- und Rück-

lauf gebildet sein könnte. .

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindungi eine

Heizungsanlage vorzuschlagen, bei welcher sowohl eine Rück-

lauftemperaturbegrenzung mit den eingangs erwähnten Vortei-

len, als auch eine-selbsttätige, individuelle Regelung der

Heizleistung filr jede belieferte. Wohneinheit ,in Abhängigkeit

z,B. von der Rauftemperatur, der Außentemperaturii.von der `

Sonneneinstrahlung oder von.anderen Größen, z, 8, .einer Var-

,rangschaltung für einen Warmwasserbereiter, ist. Die-

se Auxfgabe wird dadurch gelöst, daß die Steuerurig des Dros-

selventiles kontinuierlich über eine Flüsgigkeitsaäule er-

folgt, welche so angeordnet ist, daß euf einen -`eil der Flüs-

sigkeitssäule die Raumtemperatur und/oder die Näentem@era-@

tur und/oder- die Sonneneinstrahlung und/oder eiri*. andere- .

die Heizleistung ganz oder teilweise bestimücebdi Einfluß-

größe und auf einen anderen Teil, der FlUssig@eitssäule - die

Wasserrücklauftenperatur einwirkt" -'dergestelt_*@ diß die durch

die erstgenannten Einflußgr8ßsri bewirkte Volum,#hähderung der

Flüssigkeitssäu16, die, die Einstellung des Dr'osselventiles

direkt steuert, durch@den Einfluß der dadurch geänderten

Wasserrücklauftemperatur zu einem bestimmten Anteil wieder

kompensiert und das Drosselventil wieder rückgesteuert wird.-

Zweckmäßigerweise verhält sich das Volumen des unter*dem

Einfluß der ersten'Einflußgröße stehenden Teiles der Flüs-

sigkeitssäule zü'dem Volumen des unter dem Einflüß der Was-

serrücklauftemperatur stehenden Teiles der Flüssigkeitssäule

wie 4 - 2o .: @1, vorzugsweise 6 -- 8 : 1.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vor-

gesChlagen,.daß die Flüssigkeitssäule in einem Kapillarrrohr

enthalten ist, dessen unter dem Einfluß der ersten Einfluß-

grÖßen stehender .Teil in an-sich bekannter Weise .im-Raun.-

oder an der-Außenwänd eines Hauses verläuft, während der un-

ter dem Einfluß der Wassertemperatur stehende Teil spiral-

förmig um eine Muffe oder ein Rohr gewickelt ietp.die in gut

wärmeleitender-Verbindung.mit dem Rücklaufwasser stehen, vor-

zugsweise- von diesem durchflossen werden..

Die beiliegenden-Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung

des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung:

Fig. 1 schaubildlich eine Wohnungseinheit mit verschie- -

denen Heizkörpern; .

Fig.=2 in vdrgrößtertem Maßstab. die Anordnung des Rück=

laufbegrenzungsventils:-

nie Wohnungseinheit soll beispielsweise aus einem Wohnzim-.:

mer 1, einem Schlafzimmer 2, einem Kinderzimmer 3, einer

K(iche-- 4-,. @e.inem Bad S und einem. WC 6 bestehen, wobei .jeder

dieser Räume .ein=-oder '

mehrere Heizkörper *besitzt. Die Heizkörper sind im sogenannten

. "Dinrohrsystc:m" geschaltet.

Der. Heizkörper im WC 6 ist an eine Vorlaufsteigleitung 7 ange-

schlossen. Von dort führt ein Kupferrohr im Fußbodenestrich zu

c? e:c l:eizk.örporn in den Räumen 5, 4, 1, 2 und 3. Der Rücklauf er-

folgt von dem in dera Ra= 3 angeordneten Heizkörper über ein

Drosselventil ß tuid eine Wasseruhr 9 zu der Rüclclaufsteiglei-

tung 10. Die Ventile an den Heizkörpern sind vorzugsweise Vier-

@r.

wegeventile. In der "Offenstellun--" fließt das Z;esamte Wasser

durch den jciaeiligen Heizkörper. In der "Schließstellung" sind

der Zulauf und der Ablauf unter U'berbrückung des Heizkörpers

kurzgeschlosseh. In Zwischenstellungen fließt ein Teil den.

i,;assers durch den Heizkörper und ein anderer Teil direkt von

den Zulauf in den Ablauf. .

Die Räume 6, 5 und Q. oind -re;elur"Z;steehnisch uninteressant. Der

feizkörper im Bad 5 wird zweckraäßiöervreise so überdimensionierte,

daß scort immer eine gewisse Übertemperatur z.8. von 25o vorliegt.

In der. Küche 4 kann keine Regelung vorgenommen werden, da ja

ansonstendurch die Inbetriebnahme von Backrohren, Herdplatten

u. dgl. eine Beeinflu.--sung der Heizung zustande käme, die nicht

erwünscht ist. Die Heizkörper in den Räumen 4, 5 und 6 können

jedoch, wepn erwÜnscht, -durch thernostatisch gsoteuerte miseh-

ventile gare-alt worden.. . .

lii dem Hauptraum 1 wird ein. Temperaturfühler 1 1 angeordnet, der

durca ein außergel-;öhnlich langes Xwpillarrohr 9 2 mit üem das

Drosselventil 8 betatigendea Organverbunden ist. Das Kapillar- .

roter 12 verlL-.uft dabei durch die r.,4une 2 und und ein stück

weit noch durch den rlur. Ein bestimmter Artteil der Kapillar-

lUnge ist - wie dies aus fiC._ 2 ersichtlich ist #- bot 1 auf

eineic;ssinghülse 14 gewickelt, die von dem Rücklau>rasser durch.

floaten wird, das von dem in dem Raun 3 angeordnetem Heizkörper

kommt. Die Wicklung 13 der Kapillare 12 kann durch eine nicht

dargestellte Hülse tiberdeckt sein. Dieoa Hülse zusammen mit dem

Drosselventil S und gegebenenfalls mit einem die Rücklauftempe-

ratur messendem Thermometer 't5 kann eine Einbaueinheit bilden.

Die Seriensohaltung der Heizkörper im Einrohrestem hat den

Vorteil, daß dis gecamte Wohneinheit ;6<-zleparaturzweeke oder" .

beispielsweise beiivi, dere..u.er:@.=@ asko@ten

A.

durch Höhne 16 abgesperrt werden kann;

.Die Wirkungsweise der dargestellten Iieizungsanlase ist nun

folbende3 _

Mittels eines Einstellknopfes 17 des Drosoelventiles B wird

eine gewinschte Kitteltemperatur z*E. von 2O° eingestellt. Es

sei angenommen, daß hei einer bestimmten Außentemperatur' äaa

I'ernheizvt@rk t:ae: c:r mit einer 'gestimmten Vorlauftemperatur,

z.D. von 9G° liefert und sich ein Gleichgewicht eingcotellt hat, ,

vo daß die rücklauftemperatur z.D. 400 beträgt. Wenn nun eine.

zclne Heizkörper z.D. in den Uäumen,. und 5 geschlossen werden#

dann würc?e infolge Erhöhung 'der Wassertemperatur bei gleichem

Vas.serdurchfluß die Temperatur in den anderen Räumen steigen.

Da mit dem Schließen der Heizkörper jedoch die 1tü.cklauftempera-

tur gestiegen lut, hat 'sich die in der Wicklung 13 des. Kapillar-.

rohree 12 stehende Flüsigkeitsoäule erwärmt. Durch die Flüssig-

Leitaü,usdohnun" %.rird das da.a Drouselventil ß betätigende

z.E. eine von der rlüssigkeit beaufachlagte Membran, in darr

Richtung betätigt, daß der Vasserdurchlauf gedrosselt Wird:

Durch die Drosselung des Wasserdurchlaufas - bleibt jedoch die .

alte Rücklauftemperatur im wesentlichen 'erhalten - die Schließung

,

einzelner Heizkörper hat keinen Einfluß auf die Temperatur in

den anderen p.äumen.

Fällt aus irgendwelchen Gründen die I,numtemperatur im Raum 1' von.

der eingestellten Solltemperatur von 2ß o etwas ab@ ®a sieht eich

das @flüssigkeitsvolumen ,in dem Tpmperaturfühler i 1 zusammen, das

Drostclventil B öffnet. Durch den. größeren Wasserdurchfluß steigt

cl-ie Rücklc.uftew.reratur! wobei durch Ausdohnimg der in der 'fick-.

luir- 1-3 ctelicncien. rlüssigkeit@FCw`ule eine Gegensteuerung: er-

reicht trirc. 'Ungel@@a.2 t; wird bei einem Innteigen der RaumtempQ-

rü tuz über kess @oll:@e-rt da.a Dros-elveiitil 8 dt.z basserdurchfluß

""os:#-t cs zu Absinken der P.ück.auf'tenpera-

tut' mit entpreche@idez

.Durch entsprechendes Verlegen des überlangen.Xapillarrohres 12

" durch die Räume 2 und 3 hat die Raumtemperatur in diesen

noch einen gewissen Einfluß auf .die Temperaturregelung, .der

zwar nicht so, groß ist wie der Einfluß der Raumtemperatur in

' der Wohnraum 't, der jedoch noch ins .Gewicht fällt. Die Stärke .

des rinflusses ist dabei proportional zu den verlegten längen.

Der .Temperaturfühler 11 kann auch entfallen, d.h. das Kapillar-

rohr kann an seinem einen Stirnende geschlossen sein. Der Ein..

fluß der n.aumtomperatur der einzelnen Raure-ist dann genau

proportional den verlegten Meterlängen, d.h. es kann beisViels-

weise die Anordnung so getroffen werden, dap 10 Temperaturände-

rung im Wohnraum 1. denselben Einfluß hat wie 20 Temperaturände-

rung in den Zimmern 2 und 3.

Plan kann #lueh, wenn erwünscht, einen Teil des Kapillarrohres

außerhalb der ;lohnurig verlaufen lassen, um die Außentemperatur

zu berücksichtigen. Es können auch Glieder mit d'em Kapillar-

rohr 12 ,gut: wärzeleitend verbunden sein, welche auf die Sonnen-

einstrahlung@reaöieren. Weiterhin kann eine gewisse Länge des

Kapillarrohres 12 im Gebrauchtwarmwasser liegen, beispielsweise,

wenn ein_vom Heizungswasser durchflossener Durchlauferhitzer

für dasselbe-vorgesehen-ist, so daß bei Abfall der Gebraucht-

.wassertamperatur durch Öffnung das Ilücklaufdrosseiventiles 8

f Ur eine stärkere Aufheizurig Besorgt wird (Vorm ngschaltunö) . .

- WeaelrGlich -ist gemäß der Erfindung,- daß auf diese Art und Leise mit einem geringatmöglichen Aufwand sämtliche Einflüsse, die zur Regelur] der Heizung herangezogen werden sollen, in einer bestimmten Troportionalität erfaßt werden können, wobei sich dann s«mtliche Einflüsse addieren und einen bestimmten regelungotechnischen Mittelwert bilden.

Die Praxis zeigte, daß so viel hapillarohr 12 auf die Hülse 14 aufgewickelt werden maß, daß das _ in- der Wicklung 13 befindliche flüssigheitsvolunen etwa 1/6 des Gesamtvolumens der in de2 Temperaturfühler 11 und dem %apillarrohr 12 stehenden Flüssigkeit beträgt. Durch die große Oberfläche ergibt sich ein äußerst rasches Ansprechen auf Änderungen in der Rücklauftem-

peratur, wie es bisher noch mit keinem Mittel erzielt werden

konnte. Bei dem angegebenen Verhältnis ergibt sich - grob gerechnet- ein Verhältnis von 50 Änderung der Rücklauteaperatur bei 10 Änderung der Raumtemperatur.
Die Heizungsanlage gemäß der Erfindung gewährleistet also eingenauen Einhalten, der Solltemperatur und dadurch Einsparung von Erennstoffkonten. Bei Fernheizungen ergeben sich keine i plötzlichen Veränderungen in der elassermenge, da das Regelverhalten stetig ist. Die Anlage ist unabhängig von Druckverhältnissen. Ein Abschalten oder Zuschalten der Heizkörper in anderen Räumen hat keinen Einfluß auf die Raumtemperatur.

Claims

Pätantansprüche,

1. Heizungsanlage, insbesondere zum-Ansehluß an Fernheiz- systeme, bei der mindestens ein thermostatisch gesteuertes Drosselventil den Wasserdurchflug der- Wasserrücklauftemperatur regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueruncy des Drosselventiles (8) kontinuierlich Über eine Flüssigkeitssäule erfolgt, welche so angeordnet rtb ist, daß auf einen Teil der Flüssigkeitssäule die Raumtemm peratur .und/oder die Außentemperatur und/oder die Sonnenein-' strahlunß und/oder.eine andere die Heizleistung ganz oder

teilweise Jiastimmende Einflußßröße und auf einem .anderen

Teils der I-'1üs:@.rri 'cssa@@l e die Idass@:@@:#ücklauftenratur ein- wirkt, dergestalt-,. daß die durch die eä##@stßenannten Einfluß- ;rößen bewirkte @olur@r@äznderL@@@ der die die Einstellung des Drosselventi 1 es (8) direkt t steuert, durch den rinfluß der dadurch geänderten Vtasserrücklauftem- peratur zu einem bestimmten Anteil wieder kompensiert und das Drosselventil wieder rückgesteuert wird. .

2. Heizungsanlage nach Anspruch 9.! dadurch gekennzeichnet, - daß das Volumen des unter der Einflug der ersten Einflug- größe stehenden Teiles der Flüssigkeitssäule sich zu demm - Volunen.des unter dem Einflug der Wasserrücklauftemperatur stehenden Teiles der rlüssißkeitssäule verhält wie 4 # so ; 1, vorzugsweise wie 6 - 8 . 1.

,3. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssäule vorzugsweise in einem Kapillarröhr .(12) enthalten ist, dessen unter dem'Einfluß der ersten Eint ,flußgrößen stehender Teil in an sich bekannter Weise im. Raum oder an der Außenwand eines Hauses verläuft, während der unter dem Einfluß der Wassertemperatur stehende Teil spiralförmig um eine Muffe (14) oder ein Rohr gewickelt ist, die in gut wärmeleitender Verbindung mit dem Rücklaufwasser stehen, vorzugsweise von diesem durchflossen werden. )0 4. Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dädurch' gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (12) eine Länge von über 5 m, vorzugsweise von über ? m, besitzt sich durch Mehrere Zonen einer Wohnung erstreckt, aus deren Temperaturen auf diese Weise ein Mittelwert gebildet wird. '5. üeizungsanlai-;e nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil ($) zugleich als Begrenzungsventil dient, welches ein Ansteigen der Wasserrücklauftemperatur über einen fernheizungstechnisch erwünschten, einstellbaren Höchstwert verhindert.