DE1928575C - Selbsttätige Regelvorrichtung für eine Pumpensammelheizungsanlage - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft; eine selbsttätige Regelvorrichtung für eine Pumpensammelheizungsanlage mit einem Dreiwegrücklaufoeimischventil mit Stellvorrichtung im Vorlauf und "einem Zentralgerät, das mit einem Witterungsfühler und einem Vorlauftemperaturfühler oder mit einem Raumtemperaturfühler verbunden ist und ein stetig steuerbares Signal an die Umwälzpumpe abgibt

In Zentralheizungsanlagen mit flüssigen Wärmeträgern und konstant gehaltener Temperatur im Wärmespeicher, ζ. B. in Form eines Kesssls, Wärmeuniformers öd. dgl;, wird üblicherweise eine den Wärmespeicher oder die Wärmequelle überbrückende Leitung, eine sogenannte Nebenschlußleitung, vorgesehen, die über ein Dreiwegmischventil in die Vorlaufleitung mundet. Dieses Dreiwegmischventil kann 7. B. mittels eines Stellmotors betätigt werden, der von einem Zentralgerät gesteuert wird. Das Zentralgerät wiederum erhält seine Signale von einem Witte- "' rungs- und von einem Vorlauftemperaturfühler oder ao von einem Raumtemperaturfühler. Dabei sorgt das Zentralgerät dafür, daß durch entsprechende Stellung des Mischventils über den Vorlauf den Heizkörpern der Wärmeträger mit der nötigen Mischtemperatur zuströmt, so daß die Wärmeabgabe dieser Heizkörper bei der vorgesehenen bzw. vorbestimmten Temperatur oder den Soll-Temperaturen entsprechend verläuft. Bei sich ändernder Außentemperatur wird über das Zentralgerät die Vorlauftemperatur geregelt. Diese Regelung wiro als witterungsabhängige Regelung bezeichnet, wobei die Außentemperatur die Führungsgröße und die Vorlauftemperatut die Regelgröße darstellt.

Es können Temperaturregelungen allein nach der Raumtemperatur durchgeführt werden. An Stelle des Motorantriebes des Dreiwegmischorgans kann ein thermischer, z. B. ein Bimetall betätigter Antrieb treten, der das Mischventil in die vom Zentralgerät vorgeschriebene Stellung bringt.

Es sind ferner sehr einfache Temperaturregelvorrichtungen für Zentralheizungsanlagen bekannt, bei denen mittels einer von einem Thermostaten gesteuerten, stellmotorbetätigten Drosselklappe der Vorlauf geöffnet oder geschlossen wird.

Es ist ferner bekannt, bei Heizungsanlagen die Pumpendrehzahl und damit die Fördermenge entsprechend dem Wärmebedarf zu verändern.

Bei einer weiteren bekannten Pumpensammelheizungsanlage ist ein Zentralgerät mit einem Witterungsfühler und einem Vorlauffühler verbunden und steuert die Umwälzpumpe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die schneller auf Regelimpulse anspricht als die bekannten Regelvorrichtungen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß das Zentralgerät auf die Drehzahl der Umwälzpumpe einwirkt und die Stellvorrichtung durch mindestens einen Teil der von der Umwälzpumpe erzeugten Druckdifferenz gesteuert wird.

Durch diese Ausführung werden fast gleichzeitig die Wärmeträgermenge und die Vorlauftemperatur geregelt, so daß die Regelvorrichtung gemäß der Erfindung schneller anspricht als eine, bei der nur die Umwäl/meüge oder nur die Vorlauftemperatur verändert wird.

in Weiterentwicklung der Erfindung kann die Stellvorrichtung aus einem durch eine Membran in zwei Kammern geteilten Gehäuse bestehen, wobei die eine .Kammer mit der Druckseite und die andere Kammer mit der Saugseite der Umwälzpumpe durch Leitungen und die Membran mit dem Ventilkörper des Dreiwegrücklaufbeimischventils verbunden sind.

Diese Ausführung ist im Aufbau gedrungen, mithin platzsparend und trotzdem empfindlich, weil sie auf geringe Druckdifferenzen anspricht.

Es ist ferner möglich, zur Anpassung der Umwälzpumpenleistung an den Strömungswiderstand der Sammelheizungsanlage eine verstellbare Drossel vorzusehen. , . . '

Ferner kann das Dreiwegrücklaufbeuniscnventil und die Umwälzpumpe in einem Gehäuse angeordnet sein, in das ein mit dem Kesselvorlauf verbundener Einlaufstutzen und ein mit der Nebenleitung verbundener Einlaufstutzen münden, wobei beide Einlaufstutzen bis auf je einen, in einer etwa waagerechten Ebene angeordneten Ventilsitz verschlossen sind und eine Membran zwischen der mit dem Gehäuse dich· verbundenen Umwälzpumpe und dem Gehäuse angeordnet ist, die einen in den Einlaufstutzen gelagerten Ventilstößel mit zwei im Inneren der Einlaufstutzen angeordneten Ventilkörpern entsprechend der von der Umwälzpumpe erzeugten Druckdifferenz verstellt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Anlageschema einer Pumpensammelheizungsanlage nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Regelvorrichtung, bei der die Umwälzpumpe und das Dreiwegrücklaufbeimischventil in einem Gehäuse angeordnet sind.

Aus einer Wärmequelle, z.B. einem Heizkessel 1, führt eine Heizkesselvorlaufleitung 3 über eine Pumpenvorlaufleitung S zu einer Umwälzpumpe 7. Von dieser führt eine Heizungsvorlaufleitung 9 den Wärmeträger zu den Heizkörpern 11. Nach Abgabe eines Teils seiner Wärme strömt der Wärmeträger durch eine Heizungs-Rücklaufleitung 13 in den Heiz kessel 1 zurück. Eine Nebenschlußleitung 15 ermöglicht es, den Heizkessel 1 kurzzuschließen bzw. zu überbrücken und dem Wärmeträger in der Heizkesselvorlaufleitung 3 kälteres Rücklaufwasser beizumischen. Zum Zweck der Steuerung der Temperatur des in die Pumpensaugleitung 5 gelangenden Wärmeträger ist in der Heizkesselvorlaufleitung 3 und in der Nebenschlußleitung 15 ein Stellglied 16 bekannter Bauart mit einem Stellmotor 17 und einem Ventil 19 eingebaut. Das Ventil 19 weist einen Ventilteller 20 am Ventilschaft 22 auf, der irr den Schließlagen entweder auf dem Ventilsitz 18 oder auf dem als Ventilsitz ausgebildeten Ende der Nebenschlußleitung 15 aufliegt. Die Verbindung der Pumpenvorlaufleitung 5 mit der einen Seite der Membrane 27 erfolgt über eine Leitung 24, diejenige der Pumpendruckleitung bzw. Heizungsvorlaufleitung 9 mit der anderen Seite der Membrane 27 über eine Leitung 26. Ein Außentemperaturfühler 21 und ein Vorlauftemperaturfühler 23 wirken auf ein Zentralgerät 25, das die Drehzahl der Umwälzpumpe 7 beeinflußt, so daß die umlaufende Wärmeträgermenge und die Förderhöhe der Umwälzpumpe verändert werden. Die Membrane 27 ist auf ihrem Umfang eingespannt, und ihre Rückstellkraft basiert auf ihrer Elastizität und

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wenn nötig auf einer nicht dargestellten, einstellbaren Rückholfeder.

Bei sinkender Außentemperatur, d. h. bei steigendem Wasser-Vorlauftemperatursollwert, erhöht das Zentralgerät 25 die Drehzahl der Umwälzpumpe 7, wodurch einerseits die von der Pumpe geschaffene Druckdifferenz, die Förderhöhe, zwischen Saug- und Druckseite ansteigt und andererseits die Durchsatzmenge wächst. Dieses Ansteigen des Differenzdruckes wird zur Steuerung des Stellgliedes 16 in dem Sinne verwendet, daß die Vorlaufleitung 3 entsprechend geöffnet und die Nebenschlußleitung 15 entsprechend gedrosselt wird. Der Ventilteller 20 bewegt sich gegen die Mündung der Nebenschlußleitung 15. Es steigt die Vorlauftemperatur und damit die Wärme- i_S abgabe der Heizkörper 11, so daß die gewünschte Raumtemperatur erhalten bleibt. Es ist natürlich auch möglich, anstatt eines Außentemperaturfühlers und „ eines Vorlauftemperaturfühlers einen Raumtempera- Ü turfühler auf das Zentralgerät einwirken zu lassen _ao (nicht dargestellt).

Bei der Ausführung nach F i g. 2 sind zwei Einlaufstutzen 71 und 72 in einem Gehäuse 70, sowie ein Ventilstößel 74 mit den Ventilkörpern 77 und 78 vorgesehen. Das freie Ende des Ventilstößels 74 ist a₅ an einer Membran 81 befestigt. Sie unterteilt, zusammen mit der Umwälzpumpe 7, das Ventilgehäuse 70 in einen Saug- und einen Druckraum. Hier erfolgt, da die Druckkräfte auf die Ventilkörper 77 und 78 sich ausgleichen, die Verschiebung des Ventilstößels 74 und der Ventilkörper 77 und 78 durch die auf die Membran 81 wirkende Druckdifferenz bedingten Kräfte. Ihre Rückstellkraft beruht auf ihrer Elastizität oder auf einer nicht dargestellten, einstellbaren Rückholfeder. Entsprechend der Änderung der Forderhöhe der Pumpe wird bei steigenden Werten die Membran nach links gedrückt. Die öffnung des Mischventils für die Heizkesselvorlaufleitung 3 öffnet sich, indem sich der Ventilkörper 77 von seinem Sitz im Einlaufstutzen 71 entfernt. Die Öffnung des Mischventils für die Nebenschlußleitung 15 schließt sich, indem der Ventilkörper 78 gegen den Sitz des Einlaufstutzens 72 hin bewegt wird. Wird die Pumpendrehzahi der Umwälzpumpe erniedrigt, so sinkt die Druckdifferenz zwischen der rechten und der linken Seite der Membrane 81, und diese verschiebt sich aus ihrer nach links ausgebauchten Lage gegen ihre gestreckte Ruhelage hin, wobei der Ventilkörper 77 die Heizkesselvorlaufleitung 3 schließt und der Ventilkörper 78 die Nebenschiußleitung 15 öffnet.

Die Umwälzpumpe wird von einem drehzahlgesteuerten Elektromotor angetrieben, der vom Zentralgerät gespeist werden kann.

Für die Rückstellung der Ventile können auch andere Mittel als Federn, z. B. pneumatische Elemente, benützt werden, deren Einstellung durch entsprechende Mittel, z. B. Blenden usw. möglich ist. Gegebenenfalls können die Rückstellelemente zentral bedient werden. Auch ist es möglich, mehrere Mengensteuerglieder starr, wie erläutert, oder aber elastisch, z. B. über eine Feder, miteinander zu verbinden.

Durch die Einstellung der Federkräfte und deren Verhältnis zueinander kann die Heizcharakteristik der Sammelheizungsanlage des zu beheizenden Objekts, Gebäude, Gebäudeteil, Raum usw. berücksichtigt werden.

Das Zentralgerät kann mit einer Zeitprogrammuhr, mit der Umwälzpumpe und den Stellgliedern zusammengebaut werden.

Um die Umwälzpumpe dem Strömungswiderstand anzupassen, hat die Pumpe eine verstellbare Drossel, mit der die Widerstandskurve der Heizungsanlage an die Sollwertparabel der Umwälzpumpe angeglichen wird. Dazu wird die Drossel mehr oder weniger geschlossen. Dies ermöglicht, daß die Pumpe mit vorbestimmtem Drehzahlbereich unabhängig von der Heizungsanlage geliefert werden kann, da sie immer auf dem gleichen Kurventeii der Widerstandsparabel läuft.

Claims (4)

Patentansprüche: f

1. Selbsttätige Regelvorrichtung für eine Pumpensammelheizungsanlage mit einem Drelwegrücklaufbeimischventil mit Stellvorrichtung irr Vorlauf und einem Zentralgerät, das mit einem Witterungsfühler und einem Vorlauftemperaturfühler oder mit einem Raumtemperaturfühler verbunden ist und ein stetig steuerbares Signal an die Umwälzpumpe abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralgerät (25) auf die Drehzahl der Umwälzpumpe (7) einwirkt und die Stellvorrichtung (16, 70) durch mindestens einen Teil der von der Umwälzpumpe (7) erzeugten Druckdifferenz gesteuert wird.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (16) aus einem durch eine Membran (27) in zwei Kammern (17, 17 a) geteilten Gehäuse besteht, wobei die eine Kammer (17) mit der Druckseite und die andere Kammer (17 a) mit der Saugseite der Umwälzpumpe (7) durch Leitungen (24, 26) und die Membran (27) mit dem Ventilkörper (20) des Dreiwegrücklaufbeimischventils verbunden sind.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der Umwälzpumpenleistung an den Strömungswiderstand der Sammelheizungsanlage eine verstellbat e Drossel angeordnet ist.

4. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreiwegrücklaufbeimischventil und die Umwälzpumpe (7) in einem Gehäuse (70) angeordnet sind, in das ein mit dem Kesselvorlauf (3) verbundener Einlaufstutzen (71) und ein mit der Nebenleitung (15) verbundener Einlaufstutzen (72) münden, wobei beide Einlaufstutzen (71, 72) bis auf je einen, in einer etwa waagerechten Ebene angeordneten Ventilsitz verschlossen sind und eine Membran (81) zwischen der mit dem Gehäuse (70) dicht verbundenen Umwälzpumpe (7) und dem Gehäuse (70) angeordnet ist, die einen in den Einlaufstutzen (71, 72) gelagerten Ventilstößel (74) mit zwei im Inneren der Einlaufstutzen (71, 72) angeordneten Ventilkörpern (77,78) entsprechend der von der Umwälzpumpe (7) erzeugten Druckdifferenz verstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen