DE19512995A1 - Heizungsanlage zur Erwärmung mehrerer Räume - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bedarfs- und nutzerorientierte Anlage- und Regelkonzepte be­ vorzugen für Niedrigenergiehäuser eine raumweise Temperatur- und Heizzeitvorgabe.

Bei einer aus der DE-OS 42 03 613 bekannten Heizungsanlage der eingangs erwähnten Art sind die Heizkörper zwischen einer durchgehenden Vorlauf- und Rücklaufleitung geschaltet. Dadurch ergeben sich Energieverluste.

Untersuchungen an herkömmlichen Heizanlagen in einem Niedrig­ energiehaus haben ergeben, daß ein Teil der Heizenergie über die konventionelle Rohrführung, die eine ständige Durchströmung erfordert, unkontrolliert dem Gebäude zugeführt wird und eine effektive Regelung verhindert.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der die Heizenergie besser ausgenutzt wird.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Heizeinrichtung der ein­ gangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruches 1 erreicht.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es möglich, die Versor­ gung des oder der Heizkörper, die in einem Raum angeordnet sind, exakt dem Bedarf anzupassen, ohne daß der Wärmeverlust durch Abkühlung der Vorlauf- und Rücklaufleitung eine bedeu­ tende Größenordnung erreicht. Es ergibt sich eine diskontinu­ ierliche Belieferung der Heizkörper durch Auf-/Zubetrieb der Schaltventile des jeweiligen Heizstranges. Die integrale Lei­ stungsabgabe der Heizkörper erfolgt durch die Wahl geeigneter Impulslängen (Schaltventil Auf) und Impulspausen (Schaltventil Zu).

Eine Komfortverminderung tritt durch die Unterbrechung der Ver­ sorgung der einzelnen Heizkörper nicht ein, da diese als Spei­ cher wirken.

Dabei ist es problemlos möglich, die jeweiligen Soll- und Ist- Temperaturen raumweise, zum Beispiel mittels Raumtemperaturge­ ber, zu erfassen und der Zentralsteuerung zuzuführen. Die Frei­ gabe zur Beheizung des jeweiligen Raumes kann entweder direkt über einen in der Zentralsteuerung integrierten Schalter erfol­ gen oder über ein veränderbares Zeitprogramm in der Zentral­ steuerung. Dabei kann über einen Selbstlernalgorithmus in den Raumsteuerungen beziehungsweise der Zentralsteuerung der Beginn der notwendigen Aufheizzeit für die einzelnen Räume bestimmt werden.

Mit Hilfe eines weiteren Selbstlernalgorithmus der Raumtempera­ tursteuerung wird ein Überheizen vermieden, das heißt, durch geeignete Wahl des Puls-Pausen-Verhältnisses des Schaltventils und Erfassung der Raum-Ist-Temperatur wird ein Optimum bezüg­ lich Raumtemperaturkonstanz erreicht. Andere zu optimierende Größen sind zum Beispiel Aufheiz- und Absenkzeiten.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil ei­ nes sehr einfachen Aufbaus. Dabei ist sichergestellt, daß, so­ bald die Soll-Temperatur in allen Räumen erreicht wird, nicht nur die Versorgungsstränge der zugeordneten Heizkörper, sondern auch die Umwälzpumpe abgesperrt beziehungsweise ausgeschaltet wird.

Durch die Merkmale der alternativen Ansprüche 3 bis 5 ergibt sich der Vorteil, daß Energie eingespart werden kann, da sich eine bedarfsoptimierte Betriebsweise der Umwälzpumpe einstellt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch eine erfindungsgemäße Heizungsanlage zeigt.

Die Heizungsanlage weist einen Heizwasserbereiter 1 auf, der über eine Vorlaufleitung 2, in der eine Umlaufpumpe 3 und ein Vorlauftemperaturfühler 4 angeordnet sind, mit einem Vorlauf­ verteiler 5 verbunden ist. An diesen Vorlaufverteiler 5 sind über Schaltventile 6, die nur die Zustände "Offen" und "Geschlossen" einnehmen können, zu den einzelnen Räumen 22 füh­ rende Leitungen 7 angeschlossen, die mit Heizkörpern 8 verbun­ den sind. Diese Heizkörper 8 sind über weitere Leitungen 9 mit einem Rücklaufsammler 10 verbunden, der über eine Rücklauflei­ tung 11 zum Wasserheizer 1 zurückführt.

Der Heizwasserbereiter 1 weist einen Brenner 12 auf, der über ein Brennstoffventil 13 einstufig, mehrstufig oder modulierend mit Brennstoff versorgbar ist.

Die Heizungsanlage ist mit einer Zentralsteuerung 14 versehen, die über Leitungen 24, 16 und 17 das Brennstoffventil 13 und die Umwälzpumpe 3 sowie die Schaltventile 6 steuert. Dabei kann der Zentralsteuerung 14 über eine Leitung 18 ein der Außentem­ peratur entsprechendes Signal ϑ_A zugeführt sein. Die Zentral­ steuerung 14 ist weiter über ein Leitungsbündel 19 mit den für die einzelnen Räume 22 vorgesehenen Soll-Temperaturen und mit den jeweiligen Ist-Temperaturen in den einzelnen Räumen 22 be­ aufschlagt. Letzteres erfolgt über einen Multiplexer 15, der mit den einzelnen Raumtemperaturfühlern 20 verbunden ist. Au­ ßerdem ist die Zentralsteuerung 14 mit dem Vorlauftemperatur­ fühler 4 über eine Leitung 21 verbunden.

Die Zentralsteuerung 14 errechnet aufgrund der vorgegebenen Soll-Werte der Raumtemperaturen und gegebenenfalls der Außen­ temperatur eine entsprechende Vorlauftemperatur und regelt diese. Erreicht ein Raum 22 seine vorgegebenen Soll-Temperatur, so wird das entsprechende Ventil 6 von der Zentralsteuerung 14 geschlossen. Die Raumtemperatur wird dabei aufgrund der Spei­ cherwirkung des betreffenden Heizkörpers 8 für einige Zeit ge­ halten.

Ist dieser Zustand bei allen Räumen 22 erreicht, so sind alle Ventile 6 geschlossen. In diesem Fall werden die Umwälzpumpe 3 und auch der Brenner 12 des Heizwasserbereiters 1 von der Zen­ tralsteuerung 14 stillgesetzt, wodurch Energie gespart wird. Ergibt sich wieder eine Wärmeanforderung für wenigstens einen Raum 22, so werden die Umlaufpumpe 3 und der Brenner 12 gestar­ tet und das entsprechende Ventil 6 geöffnet.

Die Umlaufpumpe 3 kann als druckdifferenzgeregelte Pumpe ausge­ bildet sein. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß der Energie­ bedarf für die Pumpe automatisch dem jeweiligen Bedarf, der sich aus dem erforderlichen Massendurchsatz ergibt, anpaßt.

Die Umlaufpumpe 3 kann auch als eine in ihrer Drehzahl um­ schaltbare Pumpe ausgebildet sein. Bei einer solchen ergibt sich jedoch - ebenso wie bei einer differenzdruckgeregelten Pumpe - das Problem einer Überdimensionierung. Bei der in ihrer Drehzahl umschaltbaren Pumpe kann die Drehzahl in Abhängigkeit von der Anzahl der geöffneten Schaltventile 6 eingestellt wer­ den.

Grundsätzlich kann auch eine drehzahlkonstante Pumpe 3 verwen­ det werden, wenn die Anpassung an die erforderliche Leistung durch einen Taktbetrieb geschieht, wobei die Pumpe 3 von der Zentralsteuerung 14 in Abständen aus- und eingeschaltet wird, wodurch der Massendurchsatz entsprechend dem jeweiligen Bedarf angepaßt werden kann.

Neben der eben beschriebenen witterungsgeführten Vorlauftempe­ raturregelung kann bevorzugt für brennwertnutzende Heizgeräte 1 eine nachfolgend beschriebene, die Vorlauftemperatur minimie­ rende Regelung zum Einsatz kommen.

Hierbei wird die Vorlauftemperatur von der Zentralsteuerung 14 so weit abgesenkt, bis eines der Schaltventile 6 in einem Raum 22 voll und permanent geöffnet ist, also die Grenze bezüglich unterer Vorlauftemperatur, Massenstrom und resultierender momentaner Heizkörperleistung erreicht ist. Diese Betriebsweise garantiert sehr hohe Wirkungsgrade und wenige Brennerschaltungen.

Wenn bei einem Absinken der Temperatur des Heizwassers bei aus­ geschaltetem Brenner 12 eines der Schaltventile 6 ständig ge­ öffnet ist und die im jeweiligen Raum 22 gemessene Temperatur (Hysterese) den vorgegebenen Soll-Wert innerhalb einer in einem Zeitglied 23 der Zentralsteuerung 14 vorgegebenen Zeitspanne nicht erreicht, erfolgt die Inbetriebnahme des Brenners 12. Dieser Betriebspunkt bildet somit den Grenzpunkt zwischen mo­ mentanem Raumwärmebedarf und momentaner maximaler Heizkörper­ leistung. Die Heizkörperleistung deckt gerade noch den momenta­ nen Raumwärmebedarf bei minimierter Vorlauftemperatur und somit maximiertem Wirkungsgrad des brennwertnutzenden Wärmeerzeugers 1 und reduzierter Schaltspielzahl des Brenners 12.

Dabei kann der Außentemperaturfühler entfallen.

Claims (5)

1. Heizungsanlage zur Erwärmung mehrerer Räume mit einem von einer Zentralsteuerung gesteu­ erten Heizwasserbereiter und vom Heizwasser durchströmbaren Heizkörpern, wobei für den beziehungsweise die Heizkörper eines jeden Raumes eine Steuerung mit einem Soll-Wert-Ge­ ber vorgesehen ist, wobei die Heizkörper ei­ nes jeden Raumes über parallel geschaltete Leitungen mit Heizwasser versorgt sind, von denen eine jede mit einem von der Zentral­ steuerung gesteuerten Schaltventil versehen ist und wobei eine Umlaufpumpe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorlauf­ verteiler (5) und ein Rücklaufsammler (10) vorgesehen sind, wobei mindestens eine Um­ laufpumpe (3) zwischen Heizwasserbereiter (1) und Vorlaufverteiler (5) oder Rücklaufsammler (10) angeordnet ist und wobei die Zentral­ steuerung (14) den Heizwasserbereiter (1) erst in Betrieb setzt, wenn eines der Schalt­ ventile (6) voll und permanent öffnet.

2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Umlaufpumpe (3) mit ei­ ner Abschaltung bei Nulldurchfluß versehen ist.

3. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (3) eine druckdifferenzgeregelte Pumpe ist.

4. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (3) eine in ihrer Drehzahl umschaltbare Pumpe ist.

5. Heizungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (3) mittels der Zentralsteuerung (14) in Impuls­ betrieb mit variablem Puls-Pausen-Verhältnis ansteuerbar ist.