DE2140853B2 - Temperatur-Regeleinrichtung für eine Warmwasser-Heizungsanlage - Google Patents

Description

druckabhängigem Öffnungsauerschnitt gebildet ^%^J

2. Temperatur-Regeleinrichtung nach An- dende Rolle. Diese Tatsache bedingt eme Anpassung spmch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Um- »» der Mischarmatur an den Wärmebedarf und den gewälzpumpe (1) in an sich bekannter Weise dreh- samten Drosselwiderstand der jewed gen Anlage, zahlverstellbar ist. Der Drosselwiderstand des Mischventil muß dabei

3. Temperatur-Regeleinrichtung nach An- gegenüber den übngen Drosselwiderstanden der Heispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich zungsanlage so wesentlich sein daß seine Verandebekannter Weise die Beimischleitung (6) an der a₅ rung eine spürbare Wirkung zur Folge hat. Der daher Heizungsvorlaufleitung (3) einen staudruckbil- notwendigerweise hohe Drosselwiderstanü ües denden Rohranschluß aufweist. Mischventils macht eine entsprechend größere Um-

4. Temperatur-Regeleinrichtung nach An- wälzpumpe erforderlich. Eine Änderung der Drosselspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich widerstände in der Heizungsanlage, beispielsweise bekannter Weise die Beimischleitung (6) an der 30 durch Verstellen von Heizkorperventilen, bewirkt Heizungsrücklaufleitung (2) einen injektorartigen aber bereits eine Verschiebung des Drossel- und da-Rohranschluß aufweist mit des Mischverhältnisses, ohne daß der Mischer

selbst bewegt wurde. Diese Wirkung ist ungewollt, sie erfolgt weil die Durchflußmenge sich quadratisch

35 mit dem Drosselwiderstand verändert.

Die Verwendung des zur Erreichung einer stetigen Anpassung der Heizleistung an den Wärmebedarf notwendigen Stellantriebes bringt noch eine Anzahl

Die Erfindung betrifft eine Temperatur-Regelein- weiterer Nachteile mit sich. Der Stellantrieb stellt richtung für eine mittels einer Umwälzpumpe betrie- 40 nicht nur einen zusätzlich notwendigen Aufwand dar, bene Warmwasser-Heizungsanlage, mit einer Misch- er ist auch eine weitere Quelle für Störungen. Störaneinrichtung und einer den Heizungsrücklauf mit fällige Teile solcher Stellmotoren sind beispielsweise dem Heizungsvorlauf verbindenden Beimischleitung. Steuerbohrungen, die sich zusetzen können, Bime-Es ist bekannt, zur Temperaturregelung in Warm- talle die korrodieren, ermüden oder brechen können wasser-Heizungsanlagen Dreiwege- oder Vierwege- 45 oder Lager, die festfressen können.
Mischventile zu verwenden. Mit Hilfe der Mischven- Ein wesentlicher Teil der geschilderten Nachteile tile wird eine den gewünschten Temperaturverhält- der Temperaturregeleinrichtungen mit Mischventil nissen entsprechende Mischung des heißen, vom Kes- und Stellantrieb wurden bereits durch eine Anlage sei kommenden Wassers mit dem abgekühlten, von überwunden, die mit einer Kesselkreisumwälzpumpe den Heizkörpern kommenden Wasser vorgenommen. 50 und einer Beimischpumpe ausgestattet ist, die tempe-In der Aufheizphase der Anlage oder bei einem Ab- raturabhängig drehzahlverstellbar sind (nicht vorversinken der Außentemperatur wird eine große Menge öffentlichte deutsche Auslegeschrift 2116 525). Mit des heißen Kesselwassers in die Vorlaufleitung der einer solchen Regeleinrichtung wird ein jederzeit op-Heizungsanlage gefördert. In Phasen eines geringen timales Mischungsverhältnis hergestellt; unterschied-Heizbedarfs dagegen wird eine größere Menge des 55 liehe oder sich verändernde Anlagenwiderstände abgekühlten Heizungsrücklaufwassers in den Hei- werden durch sich entsprechend anpassende Pumzungsvorlauf eingeführt, wo es sich mit dem heißen pendrehzahlen selbsttätig ausgeglichen.
Kesselwasser vermischt und so die Temperatur des Die Tatsache, daß die beschriebene Temperaturrezu den Heizkörpern gelangenden Wassers herabsetzt. geleinrichtung eine — zusätzliche — Beimischpumpe Um eine stetige Anpassung an den sich ändernden 60 benötigt, erscheint zunächst als Nachteil. Gegenüber Heizbedarf zu erreichen, wurden die Mischventile den Regeleinrichtungen mit Mischventil und Stellanbereits mit Stellantrieben versehen, die in Abhängig- trieb stellt der Einsatz einer Beimisch-Pumpe jedoch keit von der Außentemperatur bzw. der Temperatur keinen Mehraufwand dar; im übrigen sprechen die eines beheizten Raumes geregelt werden. erzielten Vorteile eindeutig für die geschilderte Regel-Ais Stellantriebe fanden insbesondere Elektromo- 65 einrichtung.

toren Verwendung. Es wurden aber auch thermische, Eine bekannte Heizungsanlage (deutsche Patentbeispielsweise mit Hilfe von Bimetallelementen wir- schrift 1.101 724) weist eine von der Rücklauf- zur kende Antriebe eingesetzt. Weiterhin wurde ein Stell- Vorlaufleitung führende, der Beimischung dienende

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Rohrleitung und eine in der Rücklaufleitung an- Pumpen (Umwälzpumpe und Eeimischpumpe) hat geordnete Rückschlagklappe auf. Die genannte zwar durch das normalerweise abgesenkte Drehzahl-Rohrleitung führt aber lediglich zu einem Drei- niveau der beiden Pumpen während eines großen wege-Beimischventil mit Stellmotor; die Rückschlag- Teiles der Betriebszeit imr einen entsprechend verklappe scheint allein dem Zweck der Rückflußver- 5 minderten Energiebedarf, dieser liegt aber auch in hinderung zu dienen. der Größenordnung einer voll laufenden Einzel-

Mit der vorliegenden Erfindung war die Aufgabe pumpe.

zu lösen, den Aufwand und die Störanfälligkeit von Aus der Tatsache, daß die drehzahlverstellbare

Temperatur-Regeleinrichtungen der eingangs ge- Umwälzpumpe der bevorzugten Ausführung der er-

nannUü Gattung deutlich zu verringern. io findungsgemäßen Einrichtung nur in Aufheizperio-

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß den mit ihrer Höchstdrehzahl, im Normalbetrieb bei die Umwälzpumpe mit veränderbarer Förderleistung mittlerem oder schwachem Heizbedarf dagegen mit vorgesehen ;st und die Mischeinrichtung aus einer erheblich abgesenkter Drehzahl betrieben wird, ereine Drosselung bewirkende, in die Heizungsvorlauf- -. gibt sich der Vorteil einer verringerten Geräuschentleitung einmündende Beimischleitung sowie einem in 15 wicklung bei Normalbetrieb und insbesondere bei der Kesselvorlaufleitung oder der Kesselrücklauflei- Schwachlastbetrieb, d. h. beispielsweise bei Nachtabtung angeordneten Rückschlagventil mit differenz- Senkung, da sowohl die Laufgeräusche der Umwälzdruckabhängigem Öffnungsquerschnitt gebildet ist. pumpe als auch die Fließgeräusche in den Rohrlei-

Bei der erfindungsgemäßen Temperatur-Regelein- tungen herabgesetzt werden.

richtung bilden die Beimischleitung und das Rück- 20 An Hand eines in der Zeichnung dargestellten schlagventil bereits die Mischeinrichtung. In ihrem Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erZusammenwirken stellen die eine Drosselung bewir- läutert. Es zeigt

kende Beimischleitung und das Rückschlagventil mit Fig. 1 den schematischen Aufbau einer mit der differenzdruckabhängigem Öffnungsquerschnitt eine Temperaturregelung ausgerüsteten Warmwasser-Heihydraulische Weiche dar, über die, bestimmt durch 25 zungsanlage,

die Fördermenge der Umwälzpumpe, die Aufteilung F i g. 2 einen Rohranschluß der Beimischleitung an

der in den Vor- und den Rücklauf geförderten Flüs- die Heizungsvorlaufleitung, der staudruckbildend

sigkeitsströme erfolgt. ausgeführt ist, und

Während das Verhältnis zwischen dem Oruckver- F i g. 3 einen Rohranschluß der Beimischleitung an

lust und der durchströmenden Menge bei der Bei- 30 die Heizungsrücklaufleitung, der injektorartig ausge-

mischleitung in etwa quadratisch ist, besitzt das bildet ist.

Rückschlagventil eine flache Drosselkurve mit Die Umwälzpumpe 1 ist drehzahlverstellbar. Sie ist Schaltcharaktcr. Die in den beiden Weichenzweigen im Ausführungsbeispiel in der Heizungsrücklaufleiunterschiedlichen Drosselkurven sind in Abhängig- tung 2 angeordnet. Sie kann jedoch mit gleicher Wirkeit von der Fördermenge der Pumpe bestimmend 35 kung auch in der Heizungsvorlaufleitung 3 angeordfür den Druckverlust in den Weichenzweigen. Sie net werden. Die in der Zeichnung von einem strichsind damit auch verantwortlich für das Mengenver- punktierten Viereck umgebenen Teile sind zum hältnis der durch die Weichenzweige strömenden Zwecke des leichteren und schnelleren Einbaus in Flüssigkeit. die Heizungsanlage zu einer kompakten Einbauein-

Um die Drosselwirkung der Beimischleitung zu 40 heit zusammengefaßt. Diese Einbaueinheit umfaßt steigern, was unter Umständen wünschenswert ist, folgende Teile: Die Umwälzpumpe 1, je einen Rohrkönnen Mittel vorgesehen werden, die die Durch- anschluß an die Kesselvorlaufleitung 4, die Heizungsflußmenge der Beimischleitung mit steigender For- Vorlaufleitung 3, die Heizungsrücklaufleitung 2, die dermenge der Umwälzpumpe senken. Dies kann bei- Kesselrücklaufleitung 5, die Beimischleitung 6, die spielsweise dadurch geschehen, daß der Rohran- 45 die Heizungsrücklaufleitung 2 mit der Heizungsvorschluß der Beimischleitung au die Heizungsvorlauf- laufleitung 3 verbindet, und ein in den Heizungsrückleitung staudruckbildend ausgeführt ist. Die ge- lauf eingeschaltetes Rückschlagventil 7. In der Einwünschte Wirkung kann auch dadurch erzielt wer- baueinheit des Ausführungsbeispiels ist außerdem den, daß der Rohranschluß der Beimischleitung an eine Bypaßleitung 8 für eine Vorlaufbeimischung die Heizungsrücklaufleitung injektorartig ausgebildet 50 zum Rücklauf vorgesehen. Als weitere Elemente neist. Derartige Rohranschlüsse sind ebenfalls von der ben der mit den aufgezählten Teilen versehenen Einbereits zitierten Heizungsanlage (deutsche Patent- baueinheit zeigt die Heizungsanlage der Zeichnung schrift 1101724) her bekannt. Dort verlaufen sie al- noch den Heizungskessel 9, die Heizkörper 10 und lerdings in umgekehrter Richtung und dienen einem einen Regler 11, der über eine elektrische Leitung 12 genau entgegengesetzten Zweck: s^;e sollen den durch 55 mit der Umwälzpumpe 1 in Verbindung steht,
die Rohrleitung fließenden Strom beschleunigen. Die dargestellte Heizungsanlage mit der erfin-

Die Vorzüge der erfindungsgemäßen Temperatur- dungsgemäßen Temperaturregeleinrichtung hat fol-

regeleinrichtung liegen nicht allein in dem geringen gende Wirkungsweise:

Aufwand und dem einfachen Aufbau, der auf korn- Der Kreislauf des in der Heizungsanlage befindliplizierte und störanfällige Teile verzichtet. Auch der 60 chen Wassers wird von der Umwälzpumpe 1 aufEnergiebedarf einer mit der erfindungsgemäßen Ein- rechterhalten. Die am Regler 11 gemessene Temperichtung mit drehzahlverstellbarer Umwälzpumpe ratur bestimmt die Drehzahl der Umwälzpumpe 1 ausgestatteten Heizungsanlage liegt unter dem der und damit die Fördermenge. Die Fördermenge wiebekannten Anlagesysteme. Denn dort wird der Ener- derum ist bestimmend für die Verteilung des Umgiebedarf der Umwälzpumpe durch die größte benö- 65 wälzwassers auf die Kessel-Rücklauf-Leitung S zum tigte Umwälzmenge bei maximalem Heizbedarf be- Heizungskessel 9 und die Beimischleitung 6.
stimmt. Diese Energie ist dauernd aufzuwenden. Bei kleiner Drehzahl und Fördermenge bleibt das

Das Mischsystem mit zwei drehzahlverstellbaren Rückschlagventil 7 in der Kesselrücklaufleitung 5 ge-

schlossen. Die gesamte Fördermenge wird aus der Heizungsrücklaufleitung 2 über die Beimischleitung 6 zurück in die Heizungsvorlaufleitung 3 geleitet.

Bei ansteigendem Heizbedarf wird vom Regler 11 ein Impuls zur Drehzahlsteigerung zur Umwälzpumpe 1 übermittelt. Mit der nun ansteigenden Fördermenge steigt auch der Drosselwiderstand der Beimischleitung 6 und damit der Druckverlust hinter der Beimischleitung 6. Bei Erreichung einer vorbestimmten Fördermenge wird das Rückschlagventil 7 durch den Differenzdruck geöffnet. Der von der Fördermenge abhängige Öffnungszeitpunkt wird durch den in Schließrichtung auf das Rückschlagventil 7 wirkenden Druck einer Feder bestimmt.

Der Öffnungsquerschnitt des Rückschlagventils 7 ist vom Differenzdruck, d.h. von der Fördermenge bzw. der Drehzahl der Umwälzpumpe 1 abhängig. Da die Drehzahl der Pumpe 1 aber ihrerseits vom Heizbedarf abhängt, wird letztlich durch diesen die Menge des zum Heizungskessel 9 strömenden Rücklaufwassers und das Mischungsverhältnis von heißem Kesselwasser und abgekühltem Wasser aus der Heizungsrücklaufleitung 2 hinter der Beimischleitung 6 bestimmt.

In Aufheizperioden läuft die Umwälzpumpe 1 mit

ο ihrer höchsten Drehzahl. Der Drosselwiderstand der Beimischleitung 6 wird so hoch, daß kein Durchfluß durch die Beimischleitung 6 mehr erfolgen kann. Es wird eine Höchstmenge von heißem, aus dem Heizungskessel kommendem Wasser zu den Heizkör-

o pern IO geschickt; eine Beimischung abgekühlten Wassers unterbleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

! 2 anrieb bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 928 575), bei dem das Mischventil durch einen Servomotor Patentansprüche: verstellt wird dessen Kammern mit den vor und hm-

1. Ten^ur Re^b.uns ,U, ein, ~3ίΑΑΪ'«

und einer den Heizungsrücklauf mit dem Hei· Drehzahl %eranöerte vm™*W Fendbare Drücke

zungsvorlauf verbindenden Beimischleitung, da- Betätigung des J^^^Sj

durch gekennzeichnet, daß die Umwalz- deren Dif.eilJ?z sicn mn aer r _P

pumpe (1) mit veränderbarer Förderleistung io dert _{vom ServomotQr}

vorgesehen ist und die Mischeinrichtung aus Die ^eJung aes uoci c ° _Mischunosver.

einer eine Drosselung bewirkende, in die Hei- betätigten Mischventil* d.h. also das M«cöunsver

zungsvorlaufleitung (3) einmündende Beimisch- hältnis ist damit ebenfalls von den ^eDrehz aM der

leitung (6) sowie einem in der Kesselvorlauflei- Umwälzpump:- bestimmenden Temperaturen abhan-