DE2228918A1

DE2228918A1 - Regelstation

Info

Publication number: DE2228918A1
Application number: DE2228918A
Authority: DE
Inventors: Hans Hilgemann
Original assignee: CTC GmbH
Current assignee: CTC GmbH
Priority date: 1972-06-14
Filing date: 1972-06-14
Publication date: 1974-01-03
Also published as: NL7308194A; CH564736A5; SE7308272L; AT325814B; FR2188112A1; US3873022A; IT984781B; ES415868A1; GB1405986A; ATA516773A; FR2188112B3; ZA733885B; BE800768A

Description

12. Juni 1972 G 143a/72

Anmelderin:
CTG₌GmbH_±_2₌Hamburg_34_:2_:=Kroogblöcke_=:40

" Regelstation"

Die Erfindung betrifft eine Regelstation mit einer Förderpumpe, einer Vorlaufleitung, einer Rücklaufleitung, einem Dreiwegemischventil und einer Regelleitung zur Rücklaufbeimischung für einen in einen Fußboden, einer Wand oder einer Decke zu verlegenden Rohrs.trang zur wahlweisen Beheizung und Kühlung einer Baukörperschichtβ

Es ist eine Regelstation obiger Art für einen Heizkessel bekannt, die fest und unlösbar in eine ganz bestimmte Anlage eingebaut ist, wobei das Dreiwegemischventil für den gesamten Regelbereich von Zo B. 200 - 2.000 l/h ausgelegt ist. Das hat zur Folge, daß nicht nur ein großes und relativ kostspieliges Dreiwegemischventil eingebaut werden muß, sondern daß es infolge seiner Größe im Endbereich (in Übergangszeiten) eine ungenaue und träge Regelcharakteristik besitzt_o Dies führt dazu, daß der Rohrstrang zur Fußboden-, Wand- oder Deckenheizung oder -kühlung nicht

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exakt mit der erforderlichen Wassermenge pro Zeiteinheit von bestimmter Temperatur beaufschlagt werden kann» Mit der bekannten Regelstation kann ferner nicht verhindert werden, daß von Zeit zu Zeit eine zu hoch-temperierte Wasserdosis in den Rohrstrang einschießt, der aus diesem Grunde tunlichst aus einem hochwarmfesten Kunststoff oder einem metallischen Werkstoff bestehen mußte.

Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine Regelstation zu schaffen, die unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile unabhängig von der Art des Wärmeerzeugers (z₀ B₀ Heizkessel, Elektro-Speicher oder Wärmeübertrager) in kompakter Bauweise über den gesamten erforderlichen Regelbereich bei geringer Größe des Mischventils eine exakte Temperaturabstimmung des Heiz- oder Kühlwasservorlaufes ermöglicht, die es erlaubt, den Rohrstrang auch aus einem nur begrenzt temperaturbeständigen Kunststoff, wie z. B₀ aus Polyäthylen, herzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regelstation mit einer in Förderrichtung des Vorlaufwassers hinter der Regelleitung angeordneten Bypassleitung versehen ist. Hierdurch wird die Regelleitung der Regelstation durch die Bypassleitung wirkungsvoll entlastet. Auf diese Weise wird ein über die Bypassleitung führender Hauptzirkulationskreislauf und ein dazu parallel geschalteter über die Regelleitung führender

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Nebenzirkulationskreislauf geschaffen, wobei während der Heizperiode über das Dreiwegemischventil gerade soviel heißes Vorlaufwasser entnommen wird, daß eine Mischung von diesem Heißwasser aus dem Wärmeerzeuger mit dem kälteren über die Regelleitung und die Bypassleitung aus dem Rohrstrang zufließenden Rücklaufwasser exakt das Vorlaufwasser in erforderlicher Menge und Temperatur ergibt_o

Zur genauen Voreinstellung und Nachstellung der Regelstation ist die Bypassleitung mittels eines Schiebers oder eines Ventils drosselbar oder absperrbar.

Um das aus dem KesseIvorlauf der Regelleitung und der Bypassleitung dem Heizungsvorlauf zufließende Wasser wirkungsvoll vor dem Eintritt in den Rohrstrang zu mischen, ist die Förderpumpe in der Vorlaufleitung hinter der Regelleitung und der Bypassleitung angebracht.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind in der Vorlaufleitung hiner der Förderpumpe nacheinander zwei Thermostate einschraubbar, von denen der erste aufgrund eines eingestellten Sollwertes das Dreiwegemischventil regelt und von denen der zweite die Förderpumpe bei Erreichen der kritischen Vorlauftemperatur abschaltet. Auf diese Weise wird eine allen Erfordernissen genügende Sicherung geschaffen, so daß einerseits

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eine zu hohe Temperatur dem Rohrstrang, soweit dieser aus einem Kunststoff besteht, nichts anhaben kann, und daß andererseits zur Kühlung nicht eine zu niederige Vorlauftemperatur in den Rohrstrang einschießt und somit aufgrund einer Taupunktunterschreitung der betreffenden, den Rohrstrang oder die betreffende Baukörperschicht umgebenden Raumluft den in ihr enthaltenen Wasserdampf auszukondensieren beginnt.

Um die komplette Regelstation im Notfall oder bei durchzuführenden Reparaturarbeiten komplett absperren zu können sowie um sie leicht ein- und ausbauen zu können, ist an ihren Enden je ein Absperrorgan angeordnet. Dabei befindet sich am vorderen Ende der Vorlaufleitung ein Luftabscheider mit einem Entlüftungsorgan und einem Überdrucksicherheitsventil, während am höchstgelegenen Teil der Regelstation ein weiteres Entlüftungsorgan angeordnet ist.

Zum Einbau hinter einen Heizkessel als Wärmeerzeuger ist nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung zur Temperaturanhebung des in den Heizkessel zurückfließenden kälteren Rücklaufwassers in dessen Förderrichtung hinter der Regelstation zur Beimischung von warmem Vor lauf was seijeine Verbindungs leitung zwischen Vorlauf- und Rücklaufleitung vorgesehen, in der vorzugsweise eine kleine Förderpumpe angebracht ist. Hierdurch kann eine Taupunktunterschreitung innerhalb des Heizkessels, die zu schädlichem Kondenswasser führt, wirkungsvoll unterbunden werden.

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In diesem Fall empfiehlt es sich, zwischen dieser Verbindungsleitung und der Regelleitung des Dreiwegemischventiles eine in Rücklaufrichtung des vom Rohrstrang zurückfließenden Wassers sich öffnende und in der entgegengesetzten Richtung sich schließende Rückschlagklappe anzuordnen, so daß von der kleinen Förderpumpe der Verbindungsleitung kein Wasser in die vom Rohrstrang zurückführende Rücklauf leitung gedrückt-werden kann₀

Um die gesamte Regelstation nach ihrem Anschluß stets gleichbleibend und sicher auf die baulichen Gegebenheiten des Rohrstranges einregeln zu können, sind vor und hinter der Förderpumpe, vor und hinter dem Bypassventil sowie im Kesselvorlauf und im Kesselrücklauf je ein Prüfhahn zum Anschluß eines Differenzdruckmanome'ters angebrachte

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen:

Fig. 1: Die Draufsicht auf eine Regelstation zum Einbau hinter einen Heizungskessel in einer gegenüber ihrem Einbauzustand um 90 im Gegenuhrzeigersinn in der Zeichenebene gedrehten Lage,

Fig_e 2: eine weitere Ausführungsform einer Regelstation zum Einbau hinter einen Elektro-Speicher oder einen

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Wärmeübertrager wiederum in einer gegenüber dem Einbauzustand um 90 im Gegenuhrzeigersinn in der Zeichenebene gedrehten Lage und

Fig. 3: eine komplette Schaltskizze der Regelstation von

Fig. 1 in Verbindung mit einem Heizkessel und einem in einer Baukörperschicht angeordneten Rohrstrang.

Die Regelstationen der Fig. 1 und 2 bestehen im wesentlichen aus einer Kesselvorlaufleitung 1, einer Kesselrücklaufleitung 2, einer Heizungsvorlaufleitung 1' und einer neizungsrücklaufleitung 2'_Q Zwischen der Kesselvorlaufleitung 1 und der Heizungsvorlaufleitung 1* befindet sich das Dreixtfegemischventil 3, welches über die Regelleitung 3' zur Rücklaufbeimischung mit der Heizungsrücklaufleitung 2^! verbunden ist₀ In Förderrichtung des Vorlaufwassers hinter der Regelleitung 3' ist die Bypassleitung 4 angeordnet, die im dargestellten Fall mit einem Absperrschieber 4' und zwei Prüfhähnen 4" versehen ist. Hinter der Bypassleitung 4 befindet sich in der Heizungsvorlaufleitung 1' die Förderpumpe 5, davor und dahinter ist wiederum jeweils ein Prüfhahn 5¹ zur Einregulierung vorgesehen. Hinter der Förderpumpe 5 ist im Gegenstrom der Thermostat 6 und unmittelbar dahinter im Gleichstrom der Thermostat 5¹ eingeschraubt, von denen der erste Thermostat 6 aufgrund eines vom Außenfühler zu verschiebenden, witterungsabhängigen Sollwertes das

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Dreiwegemischventil 3 regelt und von denen der zweite Thermostat 6¹ die Förderpumpe 5 bei Erreichen einer eingestellten kritischen Vorlauftemperatur abschaltet. An den Enden der Regelstation ist je ein Absperrorgan in Form eines Absperrschiebers 7, 7', 7" und 7"' angeordnete Mit<fem vorderen Ende der Kesselvorlaufleitung 1 ist unmittelbar neben dem Absperrschieber 7 der Luftabscheider 8 mit einem Entlüftungsorgan in Form eines Schwimmentlüfters 8¹ und einem Überdrucksicherheitsventil 8" in der Bauart eines MembransicherheitsventiIes aufgeschraubt, welches in der Regel bei einem Druck von mehr als 2,5 atü öffnet.

Vor dem Dreiwegemischventil 3 befindet sich ein weiterer Prüfhahn 9, dem der Prüfhahn 9' in, der Kesselrücklaufleitung 2 zugeordnet ist. In der Heizungsvorlaufleitung I¹ ist schließlich noch zur Rückflußverhinderung eine Rückschlagklappe 10 sowie am höchsten Punkt ein weiteres Entlüftungsorgan in Form eines Schwimmentlüfters 11 angeordnet.

Die beiden Ausführungsformen der RegelStationen in Fig. 1 und 2 unterscheiden sich im wesentlichen dadurch, daß die Ausführungs form der Fig. 1 zwischen der Kesselvorlaufleitung 1 und der Kesselrücklaufleitung 2 eine Verbindungsleitung 12 aufweist, in der vorzugsweise eine kleine Förderpumpe 12' angeordnet ist. Mit dieser Verbindungsleitung 12 und der darin angeordenten Förderpumpe 12' soll aus der Kesselvorlaufleitung 1 warmes Vor-

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entnommen und dem kalten Rücklaufwasser in der Ke sseirücklaufleitung 2 zugeführt werden. Damit soll verhindert werden, daß die Temperatur des kalten Rücklaufwassers die Taupunkttemperatur der Rauchgase an den Heizflächen im Heizkessel unterschreitet und somit Wasserdampf aus den Rauchgasen auskondensiert wird, was in Verbindung mit Schwefeloxyden Schwefelkorrosionen an den Heizflächen hervorruft. Um hierbei weiterhin zu verhindern, daß von der Pumpe 12' heißes Vorlaufwasser in die Heizungsrücklaufleitung 2' gelangt, ist unmittelbar hinter der Verbindungsleitung in der Kesselrücklaufleitung 2 eine weitere Rückschlagklappe 13 angeordnet, die sich lediglich in Strömungsrichtung des zürn Kessel zurückfließenden Wassers öffnet. Dabei empfiehlt es sich, die Pumpe 12' zur Sparung von Energiekosten lediglich dann in Betrieb zu setzen, wenn der auf einen Sollwert eingestellte Thermostat 14 eine Unterschreitung dieses Sollwertes der Temperatur des Rücklaufwassers anzeigt,,

Die Regelstation von Fig. 1 ist im Schaltbild im Rahmen einer vollständigen Anlage in Fig. 3 dargestellt. Die beiden Absperrschieber 7' und 7"' sind jeweils an eine Rohrleitung 15 und 15' angeschraubt, von denen die Leitung 15 zu einem Vorlaufverteiler 16 und die Leitung 15' zu einem Rücklaufsammler 16' führt. An den Vorlaufverteiler 16 und an den Rücklaufsammler 16' ist ein Rohrstrang 17 angeschlossen, dessen Vorlaufkanal 17' und dessen Rücklaufkanal 17" über ihre gesamte Länge mit einer gemeinsamen

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Berührungsfläche zum. direkten Wärmeaustausch versehen und im vorliegenden Fall in der Baukörperschicht 18 eines Fußbodens verlegt sind.

Am anderen Ende ist die Regelstation über ihren Luftabscheider 8 mit der Vorlaufleitung 19' eines Heizkessels 19 und in der Nähe des Thermostaten 14 mit dessen Rücklaufleitung 19" verschraubt ο

Dabei ist es möglich, zu dem Heizkessel 19 ein Kühlaggregat parallel zu schalten, daß im vorliegenden Fall durch einen Kühlturm symbolisiert ist. In diesem Fall kann die Regelstation für einen Rohrstrang 17 verwendet werden,.der zur Kühlung einer Baukörperschicht angeordnet ist.

Die Einregulierung der Regelstation zum Betrieb des Rohrstranges 17 zur neizung einer Baukörperschicht 18 ist wie folgt durchzuführen:

Die Einregulierung erfolgt im kalten Zustand des Systems. Zunächst werden das Dreiwegemischventil 3 von Hand in Strömungsrichtung von der Kesselvorlaufleitung 1 zur Heizungsvorlaufleitung 1' und das Bypassventil 4' voll geöffnet. Danach wird die Förderpumpe 5 in .Betrieb gesetzt. Alsdann werden an die Prüfhähne 9 und 9' und 4" je ein Differenzdruckmanoraeter

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(U-Rohr-Manometer) angeschlossen und die Prüfhähne geöffnet. Wach Entlüftung beider Differenzdruckmanometer ergeben sich auf ihnen Differenzdrücke, die in einem rein zufälligen Verhältnis stehen. Hiernach wird bei voll geöffnetem Dreiwegemischventil 3 lediglich das Bypassventil 4¹ langsam und stetig gedrosselt, wodurch sich die Differenzdrücke beider Manometer\erändern. Die Einregulierung ist dann beendet, wenn die Differenz der beiden stetig abzulesenden Differenzdrücke einen bestimmten Wert erreicht. Dieser bestimmte Wert ist derjenige Druckabfall, der sich aus dem Kennliniendiagramm für das Dreiwegemischventil ergibt, wenn es bei einer bestimmten Nennweite diejenige Durchflußmenge passieren läßt, die zur Deckung des Wärmebedarfs an Sxtrem kalten Tagen erforderlich ist_o

Die Prüfhähne 5' vor und hinter der Pumpe 5 dienen dazu, bei nicht regelbaren Pumpen durch eine Vordrosselung am Bypassventil 4¹ mittels eines Differenzdruckmanometers den Arbeitsbereich der Pumpe dem zuvor berechneten Arbeitspunkt anzunähern. Es versteht sich, daß diese Drosselung auch an den Absperrschiebern 7¹ und 7" vorgenommen werden kann.

Patentansprüche

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Claims

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Patent ansprüche

l.\ Regelstation mit einer Förderpumpe, einer Vorlauf leitung, einer Rücklaufleitung, einem Dreiwegemischventil und einer Regelleitung zur Rücklaufbeimischung für einen in einen Fußboden, einer Wand oder einer Decke zu verlegenden Rohrstrang zur wahlweisen Beheizung oder Kühlung einer Baukörperschicht, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer in Förderrichtung des Vorlaufwassers hinter der Regelleitung (3¹) angeordneten Bypassleitung (4) versehen ist.

ο Regelstation nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß die Bypassleitung (4) mittels eines Schiebers (4¹) oder eines Ventiles drosselbar oder absperrbar ist,

3. Regelstation nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß. an den Enden der Regelstation je ein Absperrorgan (7, 7¹, 7", 7^MI) angeordnet ist,

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4„ Regelstation nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Förderpumpe (5) in der Vorlaufleitung (1, I¹) hiner der Regelleitung (3¹) und der Bypassleitung (4) angebracht ist.

5. Regelstation nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Vorlaufleitung (1, I¹) zwischen dem Dreiwegemischventil (3) und der Förderpumpe (5) eine in Förderrichtung öffnende Rückschlagklappe (10) befindet.

6. Regelstation nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß in der Vorlaufleitung (1, I¹) hinter der Förderpumpe (5) nacheinander zwei Thermostats (6, 6¹) einschraubbar sind, von denen der erste (6) aufgrund eines eingestellten Sollwertes das Dreiwegemischventil (3) regelt und von denen der zweite (6¹) die Förderpumpe (5) bei Erreichen der kritischen Vorlauftemperatur abschaltet.

ο Regelstation nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß am vorderen Ende der Vorlaufleitung (1, 1') ein Luftabscheider (8) mit einem Entlüftungsorgan (8¹) und einem Überdrucksicherheitsventil (8") schraubt ist.

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8. Regelstation nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich am höchstgelegenen Teil der Regelstation ein weiteres Entlüftungsorgan (11) befindet.

9. Regelstation insbesondere zum Einbau hirtfer einen Heizkessel als Wärmeerzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperatüranhebung des in den Heizkessel (19) zurückfließenden kälteren Rücklaufwassers in dessen Förderrichtung hinter der Regelleitung (3¹) zur Beimischung von warmem Vorlaufwasser eine Verbindungsleitung (12) zwischen Vorlauf- (1, 1') und Rücklaufleitung (2, 2') vorgesehen ist.

10. Regelstation nach Anspruch 9, dadurch ge kenn zeichnet, daß in der Verbindungsleitung (12) eine kleine Förderpumpe (12') angebracht ist.

11_o Regelleitung nach den Ansprüchen 1 bis 10, d -a d u r c h gekennzeichnet , daß in der Rücklaufleitung (2, 2') zwischen der Verbindungsleitung (12) und der Regelleitung (3¹) eine weiteiE in Rücklaufrichtung öffnende Rückschlagklappe (13) angeordnet ist.

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12o Regelstation nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß vor und hinter der Förderpumpe (5) und vor und hinter dem Bypassventil (4¹) je ein Prüfhahn (5¹, 4") zum Anschluß eines Differenzdruckmanometers angeordnet ist.

13ο Regelstation nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß im Kesselvorlauf (l) und im Kesselrücklauf (2) je ein Prüfhahn (9, 9') zum Anschluß eines Differenzdruckmanometers angeordnet ist.

14« Regelstation nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelstation im Bereich der Bypassleitung (4) eine im wesentlichen T-förmige Gestaltung aufweist, wobei der senkrechte Balken von der Bypassleitung (4) und der Querbalken unmittelbar von der zum Rohrstrang (17) führenden Vorlaufleitung (I¹) gebildet ist.

15. Station nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Querbalken (I¹) mit zwei auf die Rücklaufleitung (2¹) zuführenden Bogen versehen ist.

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