DE2166414A1 - Verfahren zur regelung einer heizungsanlage sowie heizungsanlage mit einer solchen regelung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Regelung einer Heizungsanlage sowie Heizungsanlage mit einer solchen Regelung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Heizungsanlage mit verbraucherseitig in einem geschlossenenVorlauf und Rücklauf enthaltenden Kreislauf umlaufenden Hei zmediumsmengenstrom sowie eine Heizungsanlage mit einer derartigen Regelung, bei der in dem eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung enthaltenden, an eine Wärmeübergabeeinrichtung angeschlossenen verbraucherseitigem Kreislauf eine Umwälzpumpe für den Heizmediumsmengenstror liegt.
• Bei einer Heizungsanlage, die als Wärmeübertragungseinrichtung beispielsweise inen Wärmetauscher mit nbflußregelung auf der Primärseite enthält, der nach dem Gegenstromprinzip betrieben wird, ist die im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit angestrebte maximale Auskühiung des Heizmittels auf der Verbraucherseite nur dann zu erzielen, wenn die Verweilzeit des beheizten Mediums auf der Sekundärseite der Heizflächen entsprechend groß gemacht wird.
• Der Mengenstrom des auf der Verbraucherseite umlaufenden Heizmediums und dfe Temperatur des eizmediumvorlaufes stehen in einem engen Zusammenhang, :;o daß eine große Auskühlung des Heizmediums bei geringem umlaufenden Mengenstrom die Gefahr der Überhitzung mit sich bringt. Die Verweilzeit des Heizmediums auf der Sekundärseite'der Heizflächen hängt andererseits von der Förderleistung der Heizmediumsumwälzpumpe ab. Wegen der vielen Unsicherheiten bei der theoretischen Ermittlung der Strömungsvziderstände werden erfahrungsgemäß die im Sekundärkreis einer Wärmeübergabeeinrichtung liegenden Umazälzpumpendurchaseg wesentlich zu groß ausgelegt. Diese Uberdimensionlerung der Heizungsumwälzpumpen bringt aber eine unerwünschte Anhebung der Rücklauftemperatur mit' sich, die jedoch häufig in Kauf genommen wird. Es ist versucht worden, eine Abgleichung auf der Verbraucherseite durch ein Drosselventil oder eine entsprechende Einrichtung zu erzielen, doch ist es nicht möglich,-ein solches Drosselventil oder eine entsprechende Einrichtung ständig wechselnden Betriebsverhältnissen auf der Verbraucherseite anzupassen, wie sie bei einer Heizungsanlage beispielsweise durch Auf- und Absperren einzelner Heizkörper und durch den sich ändernden Wärmebedarf hervorgerufen werden.
• Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde hier ahzuhelfen und einen Weg zu eisen, der gestattet eine Heizungsanlage' derart zu regeln, daß eine wirtschaftliche Auskühlung des Heizmediumstromes auf der Verbraucherseite bei allen Betriebszuständen gewährleistet und damit bei hoher Wirtschaftlichkeit auch eine einwandfreie Betriebssicherheit gegeben ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß derart~vorgegangen, daß die Differenz zwischen /orlauf-und Rücklauftemperatur durch entsprechenden Regeleingriff auf den umlaufenden EIeizmediumsmengenstrom auf einen vorgegebenen Sollwert eingeregelt wird.
• Dadurch wird eine Zwangsauskühlung des Heizmediums erreicht, so daß sich eine hohe Wirtschaftlichkeit ergibt.
• Bei Inanspruchnahme einer Höchstleistung auf der Verbraucherseite wird zunächst die Wärme aus der zusätzlichen zwangsweisen Rücklaufauskühlung genutzt, bevor durch Vergrößerung des Mengenstromes mehr Wärme zugeführt wird.
• Der Sollwert der Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauf temperatur kann konstant sein; er kann jedoch auch witterungsabhängig gemacht werden, so daß sich eine witterungsabhängige Führung der Differenz zwischen Vorlauf und Pvücklauftemperatur auf der Verbraucherseite ergibt.
• Eine nach dem neuen Verfahren geregelte Heizungsanlage ist gemäß weiterer Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorlauf- und in der Rücklaufleitung mit einem Regler zusammengeschaltete Temperaturfühler liegen und die Umwälzpumpe durch eine ventilgesteuerte Bypass-Leitung überbrückt ist und daß durch den Regler die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Riicklauftemperatur durch entsprechenden Regeleingriff a,uf das Ventil der Bypass-Leitung auf einen vorgegebenen Sollwert einregelbar ist.
• Der Sollwert kann konstant oder witterungsabhängig sein.
• In dem Verbraucherkreislauf können Puffervolumina liegen, während der Verbraucherkreislauf eine ventilgesteuerte Bypass-Leitung aufweisen kann, über die ein vorbestimmter Mindestmengenstrom aufrecht erhaltbar ist. Findet als Wärmeübergabeeinrichtung ein Wärmetauscher Verwendung, so kann dieser als Puffervolumina entsprechend vergrößerte Vorköpfe aufweisen. Sollte die Strömu-ig im Verbraucherkreislauf übermäßig gedrosselt werden, so hält die Bypass-Leitung einen Mindestmehgenstrom aufrecht, so daß es nicht zu einer gefährlichen Temperaturerhöhung des Vorlaufes kommen kann, die u. U. nicht mehr von dem Regler ausgeglichen werden kann.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt eine Heizungsanlage gemäß der Erfindung in schematischer Dar--stellung.
• Bei der in der Zeichnung dargestellten Heizungsanlage wird einer Wärmeiibergabeeinrichtung in Gestalt eines Wärmetauschers 1 jeweils bei Ol aus einem Leitungsnetz 010 heißes Medium "Medium A" zugeführt, daß bei 02 abströmt und in ein bei 012 angedeutetes Rohrnetz zurückgefördert wird. Auf der Sekundärseite des Wärmetauschers 1 tritt der Vorlauf des Ileizmediums, des "Medium B" bei 04 aus dem Wärmetauscher 1. aus, während der Rücklauf des Heizmediums B bei 03 in den Wärmetauscher 1 sekundärseitig zurückfließt.
• Auf der Primärseite des-Wärmetauschers 1 ist ein an die mit 020 bezeichnete Abflußleitung des Mediums A angeschlossener Speicherbehälter 2 vorgesehen, der aus der Abflußleitung 020 mit ausgekühltem Medium B füllbar ist, welches aus dem so gebildeten Heizmittelvorrat im Bedarfsfalle, wenn die sekundare Vorlauftemperatur einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, unter Druck in den ärmetauscher 1 zurückgefördert werden kann, so daß die lieizflächen des Wärmetauschers unter entsprechender Verdrängung des heißen stadiums A zumindest teilsweise primarseitig geflutet werden.
• Zu diesem Zwecke liegt in der Abflußleitung 020 ein Steuerventil 3, das zusammen mit einer in einer den Speicherbehälter 2 mit der Abflußleitung 020 verbindenien Stichleitung 4 liegenden Mediumpumpe 5 durch eine dem Speicherbehälter 2 zugeordnete Regeleinrichtung 6 gesteuert ist, die mit einem die Vorlauftemperatur des Sekundärkreises messenden Thermostaten 7 zusammengeschaltet ist.
• Die normale abflußseitige Regelung des Wärmetauschers 1 auf der Primärseite geschieht über einen Temperaturfühler 13 und die Regeleinrichtung 6 sowie das in der Abflußleitung 020 liegende Motorventil 3.
• Der Wärmetauscher 1 wird im Gegenstrom betrieben. Dies hat den Vorteil der. Erzielung einer optimalen Auskühlung des Mediums A. Bei dem Wärmetauscher 1 sind die Vorköpfe 17, 18 mit einem derart vergrößerten Volumen ausgeführt, daß sich ein Puffervolumen ergibt, so daß die auf die Sekundärseite übertragene Wärmemenge auch dann nicht zu einer gefährlichen Temperaturerhöhung, d.h. zu einer Überhitzung führt, wenn die Wärmeabnahme im Verbraucherkreis stark gedrosselt ist.
• Wird bei Nullhndarf an Wärme im Sekundärkreislauf der bei 19 angedeutete Verbraucher ganz abgeschaltet, so muß dennoch ein Mindestmengenstrom auf der Sekundärseite aufrecht erhalten werden. Zu diesem Zwecke ist eine durch'ein Motorventil 20 gesteuerte Bypass-Leitung 21 vorgesehen; die Steuerung des Motorventiles 20 geschieht über die Regeleinrichtung 6, die sicherstellt, daß keine Überhitzung auf der Sekundärseite eintritt.
• Es sind aber Heizungsanlagen denkbar, bei denen auf der Sekundärseite die ventilgesteuerte Bypass-Leitung deshalb überflussic ist, weil wegen der Betriebsweise und des Aufbaues der Wärmeverbraucher eine übermäßige Drosselung des auf der Sekundärseite umlaufenden Mengenstromes nicht eintritt.
• Um eine zwangsweise Auskühlung des auf der Sekundärseite umlaufenden beheizten Mediums zu erzielen, und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit der Heizungsanlage zu gewährleiten, wird durch einen Regeleingriff auf den auf der Verbraucher- oder Sekundärseite umlaufenden Mengenstrom die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur auf einen Sollwert eingeregelt. Zu diesem Zwecke wird mittels zweier Temperaturfühlor 22, 23 die Vorlauf- und die Plicklauftemperatur gemessene Diese Messgrößen werden in einen Regler 24 eingespeist, der eine Differenzbildung vornimmt und durch Eingriff auf ein Motorventil 25, das in einer Bypass-Leitung 26 zu einer Umwälzpumpc 27 liegt, die Temperaturdifferenz auf den Sollwert einregelt. Dieser Sollwert kann konstant sein, doch kann es auch zweckmäßig sein, den Sollwert witterungsabhhngig zu machen, was beispielsweise durch einen Außentemperaturfühler geschieht, der im einzelnen nicht dargestellt ist und seinen Messwert dem Regler 24 zuführt.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Regelung einer Heizungsanlage mit verbraucherscitig in einem geschlossenen;Vorlauf und Rücklauf enthaltenden Kreislauf umlaufendem IIeizmediumsmengenstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur durch entsprechenden Regeleingriff auf den umlaufenden Heizmediumsmengen~strom auf einen vorgegehenen Sollwert eingeregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert konstant gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert witterungsabhängig gemacht wird.

4. Heizungsanlage mit einer Regelung nach einem der Ansprüche 1 - 3, bei der in den eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung enthaltenden an eine Wärmeübergabeeinrichtung angeschlossenen verbraucherseitigen reislauf eine Umwälzpumpe für den Heizmediumsmengenstrom liegt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorlauf-und in der Pücklaufleitung mit einem Regler (24) zusammengeschaltete Temperaturfühler (22, 23) liegen und die UmwälzIrunpe (27) durch eine ventilgesteuerte Bvpass-Leitung (26)überbrückt ist, und daß durch den Regler (24) die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemneratur durch entsprechenden Regeleingriff auf das Ventil (25) der Bypass-Leitung (26) auf einen vorgegebenen Sollwert einregelbar ist.

5. Efeizungsenlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert witterungsabhängig ist.

6. Heizungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den verbraucherseitigen Kreislauf Puffervolumina (17, 18) liegen und der verbraucherseitige Kreislauf eine ventilgesteuerte Bypass-Leitung (21) aufweist, über die ein vorhestimmter Mindestmengenstrom aufrecht erhaltbar ist.

7. Heizungsanlage nach Anspruch 6, mit einer Wärmeübergabeeinrichtung in Gestalt eines Wärmetauschers, dadurch gekennzeichnet, daß als Puffervolumina der Wärmetauschers (1) vergrößerte Vorköpf (17, 18) aufweist.