DE19526419A1 - Heater pump duty allocation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Heizanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for operating a Heating system according to the preamble of claim 1.
Beim Betrieb einer solchen Heizungsanlage wird in der Regel die Umwälzpumpe mit konstanter Drehzahl ständig in Betrieb gehal ten. Dabei ist gegebenenfalls eine Abschaltung der Umwälzpumpe während Brennerstillstandszeiten während Absenkzeiten oder wäh rend des Sommerbetriebes vorgesehen.When operating such a heating system, the Circulation pump with constant speed constantly in operation If necessary, the circulation pump is switched off during burner downtimes during lowering times or while provided during summer operation.
Dadurch ergibt sich jedoch immer noch der Nachteil eines ent sprechend hohen Anteiles an Hilfsenergie, der für den Betrieb der Umwälzpumpe bereitgestellt werden muß.However, this still results in the disadvantage of an ent speaking high proportion of auxiliary energy that is necessary for the operation the circulation pump must be provided.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem nur ein geringes Maß an Hilfsenergie bereitgestellt werden muß. Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs er wähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht. The aim of the invention is to avoid this disadvantage and a To propose the procedure of the type mentioned at the beginning, in which only a small amount of auxiliary energy must be provided. According to the invention, this is done in a method of the beginning mentioned type by the characterizing features of claim 1 reached.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen wird sichergestellt, daß die Umwälzpumpe während des überwiegenden Teiles der Betriebs zeit der Heizanlage mit nur geringer Drehzahl betrieben wird oder stillsteht und daher nur eine entsprechend geringe Lei stung erbringen muß.The proposed measures ensure that the circulation pump during most of the operation time of the heating system is operated at a low speed or stands still and therefore only a correspondingly low lei must provide.
Bei Betrieb des Heizgerätes wird die Umwälzpumpe, solange die Differenz zwischen der Soll-Vorlauftemperatur und der Ist-Vor lauftemperatur über einem festgelegten Wert liegt, mit niedri ger Drehzahl betrieben, unabhängig vom Betriebszustand des Heizgerätes, das heißt, unabhängig davon, ob das Heizgerät mit Vollast oder mit Teillast betrieben wird.When the heater is in operation, the circulation pump is switched on as long as the Difference between the target flow temperature and the actual flow running temperature is above a specified value, with low engine speed, regardless of the operating state of the Heater, that is, regardless of whether the heater with Is operated at full load or with partial load.
Die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe kurz vor Erreichen der Soll-Vorlauftemperatur wirkt einer Erhöhung der Schalthäu figkeit des Heizgerätes entgegen. So wird durch die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe die wasserseitige Temperatursprei zung an einem Wärmetauscher des Heizgerätes vermindert. Dadurch wird der obere Schaltpunkt, das heißt die Soll-Vorlauftempera tur durch die geringere Spreizung später erreicht und dadurch pro Brennerlauf mehr Energie in das gesamte Heizsystem einge bracht, wodurch auch nach einer Abschaltung des Heizgerätes der untere Schaltpunkt, bei dem ein abermaliger Start des Heizgerä tes erfolgt, später erreicht wird.The increase in the speed of the circulation pump shortly before it is reached the target flow temperature increases the switching capacity ability of the heater. So through the increase the speed of the circulation pump the water temperature spread reduced on a heat exchanger of the heater. Thereby becomes the upper switching point, that is the target flow temperature ture achieved later due to the smaller spread and thereby more energy is inserted into the entire heating system per burner run brings, which even after switching off the heater lower switching point at which the heater starts again tes takes place, is achieved later.
Nach Erreichen der Soll-Vorlauftemperatur schaltet das Heizge rät ab. Die Drehzahl der Umwälzpumpe wird bis zum nächsten Start des Heizgerätes oder bis zur anderweitig vorgegebenen Ab schaltung der Umwälzpumpe reduziert. When the target flow temperature is reached, the heater switches discourages. The speed of the circulation pump will be until the next Start the heater or up to the otherwise specified Ab Circulation pump circuit reduced.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich aufgrund der überwiegend niedrigen Pumpendrehzahl neben der Reduzierung des Hilfsenergiebedarfs der Vorteil einer Verminderung beziehungs weise Vermeidung von Kondensatbildung beim Startvorgang eines brennerbetriebenen Heizgerätes und einer Verminderung bezie hungsweise Vermeidung von Strömungsgeräuschen.Due to the features of claim 2 results from the predominantly low pump speed in addition to reducing the Auxiliary energy needs the benefit of a reduction or wise avoidance of condensation when starting a burner-operated heater and a reduction avoidance of flow noises.
Bei einem modulierend arbeitenden Heizgerät auf der Basis "hohe Abweichung zwischen Ist- und Soll-Vorlauftemperatur = Vollast" und "geringe Soll-Ist-Temperaturabweichung = Teillast" ergibt sich durch die niedrige Drehzahl der Umwälzpumpe bei Betrieb des Heizgerätes auch der Vorteil, daß es entsprechend schnell zu einer hohen Vorlauftemperatur kommt und daher das Heizgerät, länger als dies bei höheren Drehzahlen der Umwälzpumpe der Fall wäre, im Teillastbereich betrieben wird. Dadurch kommt es unter anderem weiterhin zu einer Verminderung der Schalthäufigkeit des Heizgerätes.With a modulating heater based on "high Deviation between actual and target flow temperature = full load " and "small target-actual temperature deviation = partial load" results due to the low speed of the circulation pump during operation the heater also has the advantage that it is correspondingly fast there is a high flow temperature and therefore the heater, longer than this at higher speeds of the circulation pump would be operated in the partial load range. It comes under other continue to reduce the switching frequency of the heater.
Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil, daß die Drehzahl der Umwälzpumpe mit geringer werdender Diffe renz zwischen den Soll- und Ist-Vorlauftemperaturen mehr und mehr erhöht wird, wodurch sich weiterhin Einsparungen an Hilfs energie ergeben.The features of claim 3 give the advantage that the speed of the circulation pump with decreasing differences difference between the target and actual flow temperatures more and more is increased, which continues to save on aid result in energy.
Durch die Merkmale des Anspruches 4 wird erreicht, daß die Restwärme aus dem Heizgerät nach dessen Stillsetzung rasch ab geführt werden kann und daß es dabei nicht zur Ausbildung von Siedegeräuschen kommt. The features of claim 4 ensure that the Residual heat from the heater quickly disappears after it is shut down can be performed and that it does not lead to the training of Boiling noise comes.
Durch die Merkmale des Anspruches 5 ergibt sich der Vorteil ei nes sehr geringen oder nicht vorhandenen Heizmitteldurchflusses durch das Heiznetz, zum Beispiel bei geschlossenen Thermostat ventilen, der schnell zu einem Abschalten des Heizgerätes führt.Due to the features of claim 5, the advantage arises very low or nonexistent heating medium flow through the heating network, for example when the thermostat is closed valves that quickly turn off the heater leads.
Um eine möglichst geringe Schalthäufigkeit des Heizgerätes und um den Wirkungsgrad desselben zu erhöhen und den Schadstoffaus stoß zu reduzieren, ist es vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruches 6 durchzuführen. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß ei nerseits durch die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe von zum Beispiel von 750 min-1 auf zum Beispiel 1850 min-1, wie bereits erwähnt, mehr Heizenergie in das Heizsystem während der Brennerlaufzeit eingespeist und durch die Reduzierung der Dreh zahl der Umwälzpumpe von zum Beispiel 1850 min-1 auf 750 min-1 während der übrigen Zeit dem Heizsystem die Energie nur ent sprechend langsam entzogen und der Hilfsenergiebedarf minimiert wird. Dadurch ergibt sich insgesamt eine erhebliche Verminde rung der Schalthäufigkeit des Heizgerätes.In order to minimize the switching frequency of the heater and to increase its efficiency and reduce the emission of harmful substances, it is advantageous to carry out the method according to the invention in accordance with the features of claim 6. The proposed measures ensure that on the one hand, by increasing the speed of the circulation pump from, for example, 750 min -1 to, for example, 1850 min -1 , more heating energy is fed into the heating system during the burner runtime and by the reduction the speed of the circulating pump from, for example, 1850 min -1 to 750 min -1 during the rest of the time, the energy is drawn from the heating system accordingly slowly and the auxiliary energy requirement is minimized. Overall, this results in a considerable reduction in the switching frequency of the heater.
Durch die Merkmale des Anspruches 7 ergibt sich aufgrund der überwiegend niedrigen Pumpendrehzahl von zum Beispiel 750 min-1 neben der Reduzierung des Hilfsenergiebedarfs der Vorteil einer Verminderung der Schalthäufigkeit der Heizeinrichtung. Außerdem wird durch die beim Start der Heizeinrichtung bei einem neuen Zyklus herrschende niedrige Drehzahl der Umwälzpumpe eine weit gehende Vermeidung der Kondensatbildung bei einem brennerbe triebenen Heizgerät und eine Verminderung beziehungsweise Ver meidung von Strömungsgeräuschen erreicht.Due to the features of claim 7, due to the predominantly low pump speed of, for example, 750 min -1, in addition to the reduction in the auxiliary energy requirement, there is the advantage of a reduction in the switching frequency of the heating device. In addition, the low speed of the circulating pump prevailing at the start of the heating device in a new cycle largely prevents condensation from forming in a burner-driven heater and reduces or prevents flow noise.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.
Dabei zeigen:Show:
Fig. 1 schematisch eine Heizanlage, Fig. 1 shows schematically a heating installation,
Fig. 2a ein Diagramm des Verlaufs der Vorlauftemperatur der Heizanlage bei einem Betrieb mit niedriger Drehzahl der Umwälz pumpe, von zum Beispiel 750 min-1, FIG. 2a is a diagram of the course of the flow temperature of the heating pump at a low speed operation of the circulation, for example, 750 min -1,
Fig. 2b ein Diagramm des Schaltverhaltens der Heizeinrichtung der Heizanlage bei einem Betrieb mit niedriger Drehzahl der Um wälzpumpe, Fig. 2B is a diagram of the switching behavior of the heating device of the heating system at a low speed operation of the circulation pump in order,
Fig. 2c ein Diagramm des Pumpenbetriebs, Fig. 2c is a diagram of the pump operation,
Fig. 3a ein Diagramm des Verlaufs der Vorlauftemperatur der Heizanlage bei einem Betrieb einer Heizeinrichtung nach dem er findungsgemäßen Verfahren, Fig. 3a is a diagram of the course of the flow temperature of the heating system in an operation of a heater after which he inventive method,
Fig. 3b ein Diagramm des Schaltverhaltens der Heizeinrichtung der Heizanlage bei einem Betrieb nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und Fig. 3b is a diagram of the switching behavior of the heating device of the heating system during operation according to the inventive method and
Fig. 3c ein Diagramm des Pumpenbetriebs nach dem erfindungsge mäßen Verfahren mit niedriger Drehzahl von zum Beispiel 750 min-1 und bei Annäherung an den oberen Schaltpunkt mit höherer Drehzahl von zum Beispiel 1850 min-1. Fig. 3c is a diagram of the pump operation according to the inventive method with a low speed of, for example, 750 min -1 and when approaching the upper switching point with a higher speed of, for example, 1850 min -1 .
Eine Heizanlage 1 weist einen von einem Brenner 2 beaufschlag ten Wärmetauscher 3 auf, der über eine Vorlaufleitung 4 mit ei ner Heizungsanlage 5, die zum Beispiel Heizkörper aufweist, verbunden ist. Diese Heizungsanlage 5 ist über eine Rücklauf leitung 6 mit dem Einlauf des Wärmetauschers 3 verbunden, wobei die Rücklaufleitung 6 aus einer zu einer Umwälzpumpe 16 führen den Verbindungsleitung 7 und einer an die Umwälzpumpe 16 an schließenden Anschlußleitung 10 gebildet ist, die den Anschluß an den Wärmetauscher 3 herstellt.A heating system 1 has a heat exchanger 3 acted upon by a burner 2 , which is connected via a feed line 4 to a heating system 5 , which has radiators, for example. This heating system 5 is connected via a return line 6 to the inlet of the heat exchanger 3 , the return line 6 from a lead to a circulating pump 16 , the connecting line 7 and one of the circulating pump 16 to the connecting line 10 is formed, which is the connection to the heat exchanger 3 manufactures.
Der Brenner 2 ist über eine Gasleitung 15, in der ein mit einem Antrieb 17 versehenes, proportional arbeitendes Gasventil 18 angeordnet ist, mit Gas versorgbar.The burner 2 can be supplied with gas via a gas line 15 in which a proportionally working gas valve 18 provided with a drive 17 is arranged.
Der Antrieb 17 des Ventiles 18 ist mit einer Steuereinheit 19 über eine Leitung 23 verbunden. An der Steuereinheit 19 ist auch ein Vorlauftemperaturfühler 20, der in der Vorlaufleitung 4 angeordnet ist, über eine Leitung 21 angeschlossen. Weiter ist ein Motor 22, der die Umwälzpumpe 16 antreibt und in seiner Drehzahl veränderbar ist, über eine Leitung 25 an die Steuer einheit 19 angeschlossen, die ihrerseits über eine Leitung 26 mit einem Soll-Wert-Geber 27 verbunden ist.The drive 17 of the valve 18 is connected to a control unit 19 via a line 23 . A flow temperature sensor 20 , which is arranged in the flow line 4 , is also connected to the control unit 19 via a line 21 . Next, a motor 22 , which drives the circulation pump 16 and its speed can be changed, is connected via a line 25 to the control unit 19 , which in turn is connected via a line 26 to a setpoint generator 27 .
Die Steuereinheit 19 ermittelt die Differenz zwischen der vom Temperaturfühler 20 erfaßten Ist-Vorlauftemperatur und dem vom Soll-Wert-Geber 27 festgelegten Soll-Wert der Vorlauftempera tur. Die Umwälzpumpe 16 wird bei Betrieb des Brenners 2 mit ge ringer Drehzahl von zum Beispiel 750 min-1 betrieben, solange die Differenz zwischen dem Soll-Wert der Vorlauftemperatur und der Ist-Vorlauftemperatur einen bestimmten Mindestwert, etwa 1 bis 3 K, nicht unterschreitet.The control unit 19 determines the difference between the actual flow temperature detected by the temperature sensor 20 and the set value of the flow temperature determined by the setpoint generator 27 . The circulation pump 16 is operated during operation of the burner 2 at a low speed of, for example, 750 min −1 , as long as the difference between the target value of the flow temperature and the actual flow temperature does not fall below a certain minimum value, approximately 1 to 3 K.
Wird dieser Punkt erreicht, so wird die Pumpe mit höherer Dreh zahl von zum Beispiel 1850 min-1 betrieben. Dabei kann auch die Leistung des Brenners 2 durch Drosseln des Ventiles 8 redu ziert werden.If this point is reached, the pump is operated at a higher speed, for example 1850 min -1 . The performance of the burner 2 can also be reduced by throttling the valve 8 .
Wird der Brenner 2 bei Erreichen der Soll-Vorlauftemperatur ab gestellt, so wird die Pumpe für eine vorgegebene kurze Zeit spanne, zum Beispiel einige Sekunden, mit hoher Drehzahl weiter betrieben, um die Wärme aus dem Wärmetauscher 3 abzuführen. Da nach wird die Umwälzpumpe 16 für eine bestimmte Zeit mit gerin ger Drehzahl betrieben und/oder stillgesetzt, um Energie zu sparen. Diese Zeiten sind im Soll-Wert-Geber 27 gespeichert.If the burner 2 is turned off when the desired flow temperature is reached, the pump is operated for a predetermined short period of time, for example a few seconds, at high speed in order to remove the heat from the heat exchanger 3 . After that, the circulation pump 16 is operated for a certain time at a low speed and / or stopped to save energy. These times are stored in the target value transmitter 27 .
Liegt wieder eine Wärmeanforderung vor, so wird während des Starts des Brenners 2 die Umwälzpumpe 16 mit niedriger Drehzahl betrieben. Dieser Betrieb der Pumpe 16 wird solange aufrecht erhalten, bis die Differenz zwischen der Ist-Vorlauftemperatur und dem Soll-Wert der Vorlauftemperatur auf einen vorgegebenen geringen Wert abgesunken ist.If there is a heat request again, the circulation pump 16 is operated at low speed during the start of the burner 2 . This operation of the pump 16 is maintained until the difference between the actual flow temperature and the target value of the flow temperature has dropped to a predetermined low value.
Die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe 16 kann stufig oder stufenlos erfolgen. The speed of rotation of the circulation pump 16 can be increased in stages or continuously.
Die Fig. 2a zeigt den Verlauf der Vorlauftemperatur bei einer Heizanlage nach der Fig. 1, die mit einer mit durchgehend nied riger Drehzahl von zum Beispiel 750 min-1 laufenden Umwälzpumpe 16 betrieben wird. Dabei ist klar zu ersehen, daß sich ein häu figes Pendeln der Vorlauftemperatur zwischen einer Abschalttem peratur und einer Einschalttemperatur für die Heizeinrichtung ergibt. Fig. 2a shows the course of the flow temperature in a heating system according to FIG. 1, which is operated with a continuously low speed of, for example, 750 min -1 running circulation pump 16 . It can clearly be seen that there is a frequent oscillation of the flow temperature between a cut-off temperature and a switch-on temperature for the heating device.
Dies ist auch klar aus der Fig. 2b zu ersehen, und aus der Fig. 2c ist zu ersehen, daß die Umwälzpumpe 16 dauernd mit niedriger Drehzahl betrieben wird.This can also be clearly seen from FIG. 2b, and from FIG. 2c it can be seen that the circulation pump 16 is continuously operated at a low speed.
Die Fig. 3a zeigt den Verlauf der Vorlauftemperatur bei einem Betrieb einer Heizeinrichtung nach der Erfindung. Dabei wird die Heizeinrichtung bei Erreichen der Einschalttemperatur der Brenner eingeschaltet, wobei, wie aus der Fig. 3c zu ersehen ist, die Umwälzpumpe 16 mit niedriger Drehzahl betrieben wird. Fig. 3a shows the course of the flow temperature at an operation of a heater according to the invention. In this case, the heating device is switched on when the burner has reached the switch-on temperature, and, as can be seen from FIG. 3c, the circulation pump 16 is operated at a low speed.
Nähert sich die Ist-Temperatur der Vorlauftemperatur bis auf 3 bis 1 K der Soll-Temperatur beziehungsweise der Ausschalttempe ratur, so wird die Drehzahl der Umwälzpumpe 16 auf zum Beispiel 1850 min-1 erhöht, wodurch die Vorlauftemperatur etwas absinkt und anschließend wieder langsam ansteigt, bis die Ausschalttem peratur erreicht ist.If the actual temperature of the flow temperature approaches 3 to 1 K of the target temperature or the switch-off temperature, the speed of the circulation pump 16 is increased to, for example, 1850 min -1 , as a result of which the flow temperature drops somewhat and then slowly rises again, until the switch-off temperature is reached.
Ist dies der Fall, so wird der Brenner abgeschaltet und die Drehzahl der Umwälzpumpe 16 auf die niedrige Drehzahl abge senkt. Danach überschreitet zwar die Vorlauftemperatur kurzfri stig etwas die Ausschalttemperatur und sinkt danach langsam ab, bis die Einschalttemperatur erreicht ist. Ist diese erreicht, so wiederholt sich das Schaltspiel, und der Brenner wird ge startet, wobei jedoch die Umwälzpumpe mit der niedrigen Dreh zahl betrieben wird.If this is the case, the burner is switched off and the speed of the circulation pump 16 is reduced to the low speed. After that, the flow temperature briefly exceeds the switch-off temperature and then slowly drops until the switch-on temperature is reached. If this is reached, the switching cycle is repeated and the burner is started, but the circulation pump is operated at the low speed.
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