DE1803248A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Vorlauftemperatur eines Heizungskreislaufes - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Vorlauftemperatur eines Heizungskreislaufes Die Erfindung beziehty sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Vorlauftemperatur eines Heisungskreislaufes, bei dem der Kassel eine eigene Regelung besitzt und im Heizungskreislauf ein Vorlauftemperaturfühler und mindestens ein Raumthermostat mit von ihm gesteuertem Drosselventil angeordnet ist, und wobei der Vorlauftemperaturfühler zusammen mit einem zweiten Temperaturfühler über einen Regler die Vorlauftemperatur steuert.
• Bei einem bekannten Verfahren und einer Vorrichtung ist als zweiter Temperaturfühler ein Fühler für die Außentemperatur vorgesehen, der mit dem Regler gekoppelt ist. Bei relativ hoher Außentemperatur wird die Verlauftemperatur abgesenkt. Die Temperatur der Rücklaufbesteigt wobei bei geringerem wärmebedarf an. Der Kesselkreislauf bleibt @@@n längere Zeit unterbrocken und @@h@t stark aus. Der hieraus resultierende Wechsel zwiesenen Hochfahren der Kesseltemperatur und starker Auskühlung führt zu Korrosionsschäden am Kessel und zu anwirtschaftlichen Betrieb des Kessels.
• Unter Zugrundelegung der Tatsache, dem in dem Rohrleitungssystem einer Warmwasserheizungsanlage eine konstante oder variable Wassermenge bestimmter Temperatur innerhalb einer bestimmten Zeit umgewälzt wird, und durch die Auskühlung in den Radiatoren eine Temperaturdifferenz entsteht, wurden die nachfolgend festgehaltenen Überlegungen angestellt, die der Erfindung zugrunde liegen.
• Bei konstanter Umwälsmenge und gleichbleibender Vorlauftemperatur ist diese Temperaturdifferenz umso größer, je mehr Wärme über die Radiatoren an die Luft der zu beheizenden Räume abgegeben wird. Sie wird geringer, wenn veniger Wärmeeinheiten übertragen werden.
• Wird ein Heizungskessel mit einer kensignaln Vorlauftemperatur gefahren, so ist der obere Grenzwelt der Temperaturdifferenz auf einen falen Wert z.B. 65°C) festgelegt. Der untere Grenzwert @@@ mit in seinem realen wert mit wechselnder wärmeabnahme in einem Berich unter der oberen Grenzwert. Er folgt hierzung, @@ @@@n @ die @@@eimhelien @@ weizungssystem @@gegehen werden können, die un vorbestimmter verkamftemperatur und maximal umgewälzter speziel @@menge resultieren. Bei einer höheren wärmeanfor@@ang über dieses Produkt hinaus muß die Vorl aftemperatur erhöht werauf.
• Damit wird also der obere Grenzwert der Temperaturdiensrenz neu fixiert.
• Wenn man nun theoretisch den unteren Grenzwert der Temperaturdifferenz auf einen bestimmen mit f@@@, @@@ analog der obere Grenswert bei wech @@@ Wärmebeiarf selnen realen Wert entsprechend verändern.
• Um die Temperaturdifferenz als Indikation für eine voh@@@-matische wärmels @@@än@@ Temperatures lung utzbar @@@, Mässen. Kinder @@@ oberer und un der Gränz@@@ fixi@@@. Diese Temperatur@@@-@@@ Praxis zwischen 0°C und 20°C @@@ @ich verändert @.
• Demgemäß sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß der zweite Temperaturfühler die Rücklaufrtemperatur abtastet, und daß der Regler durch Betätigen eines Ventiles eine vorgegebene Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf aufrechterhält.
• Dieses Verfahren besitzt u. a. folgende Vorteile: Die Vorlauftemperatur stellt sich vollautomatisch ;tuf den Wärmebedarf ein; dadurch werden die Wärmeverluste geringer.
• Die Keizkörper haben eine gleichmäßigere Temperatur, sie sind nicht oben heiß und unten kalt; daraus folgt auch eine gleichmäßigere Wärme in den Zimmern (weniger Strahlung) Die Heizkörperthermostate können genauer regeln, weil immer eine verhältnismäßig große Wassermenge umläuft.
• Ferner ergibt sich eine bessere Kühlung des Ausdehnungswassers bei der Anwendung auf Nachtstromheizkessel. Denn bei geschlossenen oder stark gedrosselten Heizkörperventilen fließt wenig oder kein Wasser um, es erfolgt so keine gute Kühlung des Ausdehnungswassers. Dies trifft vor allem in der Mittagszeit zu. (Nachladen des Kessels und Sonneneinstrahlung).
• Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreiben: und den Ansprüchen.
• Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigt: Bild 1 und 2 je eine bekannte Regelungsanordnung, Bild 3 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Bild 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung und Bild 5 ein Ausführungsbeispiel für einen Regler nach der Erfindung.
• In den Zeichnungen sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Diese bezeichnen: 1 einen Heizungskessel, 2 einen Kesselthermostaten, 3 die Vorlaufleitung, 4 die Rücklaufleitung, 5 einen von nehreren parallel geschalteten Heizkörpern, z. B. Radiatoren, 6 ein thermostatisches Regelventil (Raumthermostat), 7 eine Umwälzpumpe, 8 eine By-pass-Leitung zwischen Rücklauleitung 4 und Vorlaufleitung 3, 9 einen Vorlauftemperaturfühler, 10 einen Außentemperaturfühler, 11 eine Regelvorrichtung, 12 ein Mischventil (By-pass-Ventil), 13 einen Rücklauftemperaturfühler, 14 einen Vorlauftemperaturfühler, 15 eine Regelungsvorrichtung nach der Erfindung, 16 einen Kessel anderer Bauart, z. B.
• einen Nachtstromspeicherkessel, 17 ein Drosselventil (Magnetventil) und 13 einen Wärmetauscher.
• Bild 1 zeigt eine ganz einfache bekannte Regeleinrichtung, bei der ständig an dem Kesselthermostaten 2 nach einer Tabelle eine Vorlautemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur eingestellt werden muß. Bei starker Drosselung des Heizungskreislaufes durch den Raumthermostaten ergeben sich hohe Wärmeverluste. Der Rücklauf kommt dann zu kalt in den Kessel zurück, der damit der bekannten Taupunktkorrosion ausgesetzt wird.
• Bild 2 zeigt die eingangs erläuterte Regelungsanordnung.
• Diese besitzt zwar den Vorteil, daß man die Vorlauftemperatur am Kessel nicht dauernd nachzustellen braucht wie bei der Anordnung nach Bild 1. Dafür ist der Aufwand beträchtlich, und es ergeben sich die eingangs erwähnten Nachteile.
• Bild 3 zeigt eine erfindungsgemäße Regelungsanordnung.
• Hierbei ermittelt der Regler 15 die Temperaturdifferenz (Delta T) zwischen Vorlauf und Rücklauf, deren Temperatur bei 14 bzw. 13 abgegriffen wird, und behaltet je nach der Abweichung von einer eingestellten Temperaturdifferenz das Mischventil 12 auf mehr oder weniger große Öffnung.
• Bild 4 zeigt ein anderes Ausführun abeispiel einer erfindungsgemäßen Regelungsanordnung. Hierbei ist der Kesselkreislauf von dem Heizungskreislauf getrennt. Solche getrennten ZKreisläufe sind vor allen- aber nicht ausschließlich - für sel@stgeregelts Nachtstromspericheröfen vorgesehen.
• Der Heizungskreislauf ist dabei über einen Wärmetauscher 13 mit den Kesselkreislauf gekoppelt.
• Die Arbeitweise der erfindungsgemäßen Regelungsanordnung ist dabei wie folgt: Beim Anfahren der Anlage ergeben sich damit folgende Arbeitsspiele der einzelnen Schalt- und Regelelemente, nachdem der Delta T - Wert beispielsweise mit 10°C und die Kesselhöchstvorlauftemperatur z. B. mit 90°C vorgegeben sind (der Vorlaufthermostat, wie er z. Zt. zur Regelung der Vorlauftemperatur verwendet wird, wirkt damit als Sicherheitselement): a) Radiatorenventile offen, b) Delta T = # 0°C, c) Steuerkontakt der Meßeinrichtung geschlossen, d) Magnetventil geöffnet, e) Der vorgegebene Delta T - Wert wird aller Voraussicht nach schnell erreicht sein, so daß der Steuerkontakt öffnet und das Magnetventil schließt.
• f) Sobald das erste in der Temperatur ebenfalls angehobene Rücklaufwasser wieder an den Meßpunkten anlangt, fällt der Delta T - Wert wieder unter 10°C und das Magnetventil öffnet, so daß sich das Schaltspiel e) im Wechsel mit Schaltspiel f) wiederholt, bis g) durch genüßende Anhebung der Raumtemperatur die Thermostatventile ansprechen und die Wasserdurchflußmenge auf das ge@@de erforderliche Maß begrenzen. Durch diese Querschnittverengung der Ventile durchströmt das Heizwasser die Radiatoren langsamer und wird mehr ausgekühlt. Es wird eine Vergrößerung des Delta T - Wertes bewirkt. Sobald der vorgegebene Wert von 10° C erreicht ist, wird also die Wärmeabgabe des Kessels an das System unterbunden.
• h) Sobald dann nach einer gewissen Zeit die Thermostatventile durch automatische Querschnittserweiterung wieder Wärme anfordern, verringert sich dms Delta T unter den vorgegebenen Wert von 100 C, so daß das Magnetventil öffnet und der Kessel wieder Energie abgibt.
• i) Wird den beheizten Räumen durch Sonneneinstrahlung oder durch einen witterungsbedingten Temperaturanstieg zusätzlich Wärme zugeführt, bleiben die Thermostatventile weiterhin geschlossen bzw. verengt, und die Wärmeabgabe des Kessels wird danit unterbunden.
• j) Bei einem Temperatursturz wird die Vorlauftemperatur automatisch wieder hochgefahren.
• Beim Anfahren der Anlage wird sich durch die beschriebene Steuerungsart zuhächst die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Rücklauftemperatur bis auf den Wert hochschaukeln, der geade für den im Augenblick herrschanden Wärmebedarf erforderlich ist. Sobald dieser Punkt erreicht ist, wird die Temperaturkurve des Systemwassers gleichmäßig der Außentemperaturkurve folgen.
• Damit wird also eine optimale Vorgabe der Vorlauftemperatur erreicht. Unnötige Abstrahlungsverluste des Rohrleitungssystems werden auf ein Mindestmaß begrenzt und vor allem kann auf eine herkömmliche witterungsabhängige Vorlauftemperatursteuerung verzichtet werden, die ja bekanntlich auch noch die Verwendung von Thermostatventilen an den Radiatoren erforderlich macht, wenn die optimale Raumtemperierung gewünscht wird. -Der Einbau von Außenfühlern und der zugehörigen Anschlußkabel entfällt.
• Die Kosten für eine derartige Regeleinrichtung liegen unter den Betrag, der zur eine witterungsabhängige bekannte elektronische Regelanordnung aufgewendet werden nuß.
• Für den nach der Erfindung vorgesehenen Regler bieten sich mehrere unterschiedliche Bauweisen an. So kann der Regler zum Beispiel als elektrischer Regler ausgebildet sein und ein einstellbare Brückenschaltung u@@isen, die sich höhanntlich für Differenzmesseungen eignet.
• Der Regler kann aber such als mechanisch arbeitender ausgebildet sein.
• Bild 5 zeigt eine beispielsweise Ausfahrungeform hierfür.
• Der Vorlauftemperaturfühler 14, der Rücklauftemperaturfühler 13 und je eine angeschlossene Zeitung sind mit einer Flässigkeit gefüllt, die in Zylindern 20, 21 angeordnete Kolben in Abhängigkeit von der abgetasteten Temperatur antreiten. Die Kolbenstangen 2@; 23 sind mittels einen angelenkten Schwinge 24 miteinander verbunden. An der Schwinge 24 ist ein Schaltarm 25 befestigt.
• An dem Gehäuse des Reglers 15 ist eine Stellscheibe 26 mit einer Skala für die einzustellende Temperaturdifferenz drehbar gelagert. Mit der Stellscheibe ist ein Gewindetrieb 27 verbunden, der einen Schaltkontakt 28 je nach Verdrehen der Stellscheibe mehr oder weniger relativ zu dem Schaltkontakt 25 verstellt. Beide Schaltkontakte liegen in Reihe mit dem Drosselventil 12 an einer Stromquelle.
• Der Schaltkontakt 23 ist plattenförmig g ausgebildet, so daß der Schaltkontmkt 25 unabhängig von der Auslenkung der Kolbenstangen 22, 23 an ihu bei Erreichen der eingestellten Temperaturdifferenz angreifen kann.
• Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt; vielmehr können Einzelheiten dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden, ohne von grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims (11)

Ansprüche:

1. Verfahren zur Regelung der Vorlauftemperatur eines Heizungskreislaufes, bei dem der Kessel eine eigene Regelung besitzt und im Heizungskreislauf ein Vorlauftemperaturfühler und mindestens ein Raumthermostat mit von ihm gesteuertem Drosselventil angeordnet ist, und wobei der Vorlauftemperaturfühler zusammen mit einem zlileiten Temperaturfühler über einen Regler die Vorlauftemperatur steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Temperaturfühler die Rücklauftemperatur abtastet, und daß der Regler durch Betätigen eines Ventiles eine vorgegebene Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf aufrechterhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dc;durcll gekennzeichnet, da der Regler ein By-pass-Ventil steuert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler ein Schaltventil steuert, das einen von dem Heizungshreislauf über einen Wärmetauscher getrennten Kesselkreislauf in Abhängigkeit von der vorgegebenen Temperaturdifferenz beeinflußt.

4. Vorrichtung zur Regelung der Vorlaufteuperatur eines Heinzungskreislaufes, wobei eine eigene Kesselsteuerung vorgesehen ist, und im Heizungskreislauf ein Vorlauftemperaturfühler und mindestens ein Raumthermostat mit von ihm gesteuerten Drosselventil angeordnet ist, und wobei der Vorlauftemperaturfühler zusammen mit einem zweiten Temperaturfühler in Wirkverbindung mit einem Regler steht, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Temperaturfühler im Heizungskreislauf ein an die Rücklaufleitung angeschlossener Temperaturfühler (13) vorgesehen ist und daß der Regler (15) für Schaltfunktionen in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz zwischen Vorlauftemperaturfühler und Rücklauftemperaturfühler ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (15) eine Einstellvorrichtung fUr die Temperaturdifferenz aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler als elektrischer Regler ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzichnet, daß der Regler eine einstellbare Brück-enschaltung enthält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (15) als mechanischer Regler ausgebildet ist (Bild 5).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (15) einen mit einem Differenzglied (24) verbundenen ersten Schaltkontakt (25) und einen mit einem Verstellglied (26) verbundenen zweiten Schaltkontakt (28) aufweist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen t bis 9, dadurch ;e-' kennzeichnet, daß im Heizungskreislauf (3, 4) ein von dem Regler (15) gesteuertes By-pass-Ventil (12) angeordnet ist (Bild 3).

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 9 mit getrenntem Kessel- und Heizungskreislauf, die über einen Wärmetauscher (13) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Kesselkreislauf ein von dem Regler (15) gesteuertes Schaltventil (17) angeordnet ist (Bild 4).

L e e r s e i t e