DE2321548C3 - Verfahren zur Regelung und Überwachung einer Heizanlage für Raumheizung und Brauchwarmwasser-Bereitung mit einem Gasbrenner und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung und Überwachung einer Heizanlage für Raumheizung und Brauchwarmwasser-Bereitung in einem Boiler, bei der die Boiler- und Raumtemperatur geregelt wird mit einem gasbrennerbeheizten Heizkessel mit Kesseltemperaturregler, einem Feuerungsautomaten sann Zündeinrichtung und Gasventil sowie einem Stellglied zur Umlenkung des Kesselwasserkreislaules für den Boiler oder für die Raumheizung, wobei der Befehl des Boilertemperaturreglers gegenüber dem Befehl des Raumtemperaturreglers Vorrang hat und das Stellglied die volle Brennerleistung nur so lange zum Boiler leitet bis dieser bei zunehmender Aufheizung die Leistung des Brenners nicht mehr voll aufnehmen kann und dann das Stellglied den Kesselwasserkreislauf wieder zur Raumheizung umleitet

Ferner betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Die drei Temperaturregler werden im folgenden Kessel-, Boiler- und Raumregler genannt

In Heizanlagen, die sowohl der Raumheizung als auch der Brauchwarmwasser-Aufbereitung dienen, besteht neben dem Wasserkreislauf für die Raumheizung ein solcher für die Aufheizung eines Warmwasserspeichers, im folgenden kurz »Boiler« gerannt. Um meist kurzfristig auftretenden Warmwassc.-bedarfsspitzen zu begegnen, ist vielfach beim Einschalten des Boilerreglers, also bei zu tiefer Boilertemperatur, diesem Regler eine Vorrangschaltung so zugeordnet daß die ganze Wärmeproduktion des Brenners von der Raumheizung getren.ii und nur noch dem Boiler . jgeführt wird. Solange der Boilerregler Wärme verlangt liefert daher der Brenner keine Wärme für die Raumheizung. Weil mit zunehmender Boilertemperatur die Temperaturdifferenz zwischen der Kesselwassertempeiatur und der Boilertemperatur kleiner wird, wird auch die pro Zeiteinheit an den Boiler übertragene Wärmemenge kleiner. Da außerdem ein Verkalken des Boilers im Laufe der Zeit einen größeren Wärmeübergangswiderstand ergibt können in solchen Vorrangschaltungen unzulässig lange Sperrzeiten für die Raumheizung eintreten, und obgleich die Raumheizung Wärme verlangt, wird der Brenner zeitweilig sogar ausgeschaltet weil der Wärmeübergang zum Boiler nicht mehr die volle Brennerleistung aufnehmen kann und daher der K<*sselregler den Brenner zeitweilig ausschaltet. In der Praxis hat man dann meistens die Vorrangschaltung des Boilerreglers aufgehoben und auf die Möglichkeit der beschleunigten Warmwasserbereitung verzichtet.

Ferner ist es bei Durchlauf-Wassererhitzern r-ach der DE-AS 21 42 545 bekannt, den Wasserkreislauf für die Brauchwarmwasser-Aufheizung von der Raumheizung mit einem Stellglied zur Boiltraufheizung umzuleiten und bei nicht voller Aufnahme der Brennerleistung durch den Boiler das Stellglied in den Schaltpausen eines Boiler-Vorlaufthermostaten wieder in die Bereitschaftsstellung für die Raumheizung laufen zu lasten und wenn die Raumheizung Wärme verlangt, bleibt (jabti der Brenner in- Betrieb. Eine gleichzeitige Aufteilung der Brennerleistung auf Boiler und Raunheizung ist dabei nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, nach welchem die Leistung des Brenners auch während der Boileraufheizung voll ausgenutzt werden kann, indem auch der Raumheizung Wärme zur Verfügung gelteilt wird, sobald der Boiler ■ die vom Brenner gelieferte Wärmeenergie nicht mehr voll aufnimmt und die Leistung des Brenners erst dann reduziert wird, wenn der gemeinsame Wärmebedarf von Raum und Bcüer kleiner ist als die momentane Brennerleistung.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß nur die vom Boiler bei dessen Aufheizung

nicht mehr aufnehmbare Leistung des Brenners durch entsprechendes Betätigen des Stellgliedes der Raumheizung zugeführt wird, wobei das Stellglied sowohl vom Boilerregter als auch vom Raumregler beeinflußt wird, und daß durch beide Regler zusammen mit dem Kesselregler die Leistung des Brenners erst dann reduziert wird, wenn für die Boileraufheizung und die Raumheizung zusammen nicht mehr die volle Brennerleistung benötigt wird.

Durch die erfindungsgemäße Umlenkung des Stell- to giiedes zur Aufteilung der Anteile des Kesselwasserkreislaufes für die Boilerheizung und für die Raumheizung und die stetige Anpassung der Brennerleistung gelingt es, den Brenner über einen weiten Lastbereich dauernd in Betrieb zu halten. Daraus resultiert ein günstiger Brennerbetrieb und die kleinste zeitliche Verzögerung für Boileraufheizung und Raumheizung.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es bedeutet

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gaszuführung und des Wasserkreislaufes einer Heizanlage,

Fig. 2 das Prinzipschema einer elektronischen Schaltung zur Durchführung des Verfahrens und

Fig. 3 einige Beispiele für die Zuordnung der Kennwerteΰκ\,&Κ2,οκι.&κ* des Kesselreglers.

In der Fig. 1 bedeutet 1 einen Heizkessel mit einem Gasbrenner 2, einem mit diesem über eine Zuleitung 3 verbundenen servogesteuerten Gasregler 4 und einem diesem vorgeschalteten Solenoidventil 5. Der Gasregler 4 besteht im wesentlichen aus einer das Regelventil bildenden Membrane 6. einem Drudkregler 7, einem Servoventil 8, einem Antrieb 9 und einem vom Antrieb 9 betätigten Arbeitskontakt 10. Im vorliegenden Beispiel besteht der Antrieb 9 aus einem heizbaren Bimetall 11.

Im Heizkessel 1 befindet sich der Kesselregler K, dessen Fühler dem von einer Umwälzpumpe 12 durch den Kessel 1 und ein Rohrsystem 13 geförderten Wasser ausgesetzt ist. Ein Stellglied 14 mit einem thermisch oder magnetisch betätigten Antrieb 15 dient der Umlenkung des Wassers entweder über eine Leitung 16 zur Raumheizung 17 und/oder über eine Leitung 18 zum

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Rücklauf 20 führt das Wasser vom Boiler 19 und der Raumheizung 17 wieder zum. Kessel 1 zurück. Eine zusätzliche, gestrichelt eingezeichnete Beimischung 21 sowie eine zugehörige Umwälzpumpe 22 sind nur für größere Anlagen nötig und können auch weggelassen werden. Ein Boilerregler B erfaßt die Brauchwassertemperatur im Boiler 19 und ein Raumregler R die Raumtemperatur.

In der Fig. 2 shid für die gleiche Teile die gleichen Zeichen wie in der in F i g. 1 verwendet. Die gezeichnete Stellung der Kontakte entspricht dem stromlosen Zustand Ein Transformator 23 ist primärseitig an die Phase Ph und den Nulleiter JV eines Wechselstromnetzes angeschlossen. Eine Gleichrichterschaltung 24 liegt, an einer Sekundärwicklung 25 des Transformators 23. Ein poröser Leiter 26 und ein negativer Leiter 27 bilden die Ausgänge der als Spannungsquelle dienenden Gleichrichterschaltung 24, an die der Raumregler R, der Boilerregler B, der Kesselregler K und ein Flammenwächter FW über Speiseleitungen 28 und 29 sowie vier Transistoren T_x, T₂, T₃ und Ti angeschlossen sind. Es handelt sich bei den drei Reglern R, B und K und beim Flammenwächter FW um elektronische, hier weiter nicht beschriebene Schaltungen.

Der Antrieb 15 des Stellgliedes 14 weist zwei

Strompfade 30 und 31 auf, die mit je einem Anschluß miteinander und über eine Leitung 32 mit dem Kollektor des an seiner Basis über eine Leitung 33 mit einem Ausgang 34 des Boilerreglers ß verbundenen Transistor Γι verbunden sind. Dessen Emitter ist über eine Verbindung 35 am positiven Leiter 26 angeschlossen. Das zweite Ende 36 des einen Strompfades 30 des Antriebes 15 liegt am negativen Leiter 27, das zweite Ende 37 des anderen Strompfades 31 ist über eine Diode D_x und einen Widerstand R_x an den negativen Letter 27 angeschlossen. Von der Verbindung zwischen der Diode D\ und dem Widerstand R_x fuhrt eine Leitung 38 zum Kollektor des an seiner Basis über eine Leitung 39 mit einem ersten Ausgang 40 des Kesselreglers K verbundenen Transistors Tj. Von dessen Emitter führt eine Verbindung 41 zum Kollektor des an seiner Basis über eine Leitung 42 mit einem Ausgang 43 des Raumreglers R verbundenen Transistors T>, dessen Emitter am positiven Leiter 26 liegt.

Vom Kollektor des Transistors T_x führt eine weitere Verbindung 44 über eine Diode Dj zum Emitter des an seiner Basis über eine Leitung 45 mit einem zweiten Ausgang 46 des Kesselreglers K verbundenen Transistors Ti. Ausgehend von der Verbindung 41 zwischen dem Emitter des Transistors T] und dem Kollektor des Transistors 7j besteht eine weitere Leitung über eine Diode Di ebenfalls zum Emitter des Transistors Ti. Der Kollektor des Transistors T₄ ist über eine Leitung 47 mit einem Anschluß 48 des Antriebes 9 im Gasregler 4 verbunden, dessen zweiter Anschluß 49 am negativen Leiter 27 liegt.

Der Antrieb 9, der als heizbares Bimetall U beschrieben ist, der aber auch ein heizbares Verdampfungssystem, ein Elektromotor oder ein elektromagnetisches System sein kann, betätigt den Arbeitskontakt 10, der einerseits mit dem negativen Leiter 27 verbunden ist und andererseits über eine Leitung 50 mit dem einen Anschluß eines Arbeitsrelais AR in Verbindung steht, dessen zweiter Anschluß über Programm- und Zeitglieder zu einem positiven Spannungspotential führt. Im vorliegenden Beispiel liegt der zweite Anschluß an einem Mittelkontakt 51 eines zum Flammenwächter

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52 des Umschalters f_x ist mit einer Mittelanzapfung 53 der Sekundärwicklung 25 des Transformators 23 verbunden, und von einem zweiten Umschaltkontakt 54 führt eine Leitung über einen Widerstand PTC mit positivem Temperaturkoeffizienten zum positiven Leiter 26.

Von der Verbindung 44 zwischen dem Kollektor des Transistors T_x und der Diode Di besteht über eine Leitung 55 eine Rückkopplung zum Boilerregler B.

Primärseitig des Transformators 23 besteht von der Phase Ph eine Leitung über einen Kontakt ar des Arbeitsrelais AR einerseits zur Umwälzpumpe 12 sowie zum Solenoidventil 5 und andererseits zu einem zum Flammenwächter FW gehörenden Schalter /2 und über diesen zu einer Zündeinrichtung Z Die Umwälzpumpe 12, das Solenoidventil 5 und die Zündeinrichtung Z sind außerdem mit dem Nulleiter A/verbunden.

In den die einzelnen Regler R, Bund/Cdarstellenden Kästchen der Fig.2 sind die Regelkennlinien der einzelnen Regler angedeutet In der Ordinatenachse ist jeweils die Größe der Ansteuerung des entsprechenden Transistors T_x, T₂, T₃ oder 71(1 = Transistor gesättigt; 0 =Transistor gesperrt) und in der Abszissenachse die Bezugstemperatur aufgetragen.

Beim Kesselregler K ist oben die Kennlinie des

Ausgangssignals zum Transistor T₂ und unten diejenige zum Transistor Tt, und zwar in der Fig.2 als allgemeiner Fall dargestellt. Dabei sind &κ\, 0«, 0« und οχ* Kennwerte, welche folgende Bedeutung haben: Das Signal am Ausgang 40 ist 0, wenn die Kesselwassertemperatur kleiner als der erste Kennwert #ki ist; es ist 1, wenn die Kesselwassertemperatur größ^T als der zweite Kennwert Qκι ist, und es besitzt irgendeinen bestimmten Wert zwischen 0 und 1, wenn die Kesselwassertemperatur zwischen den beiden Kennwerten ök\ und 0« liegt. Entsprechendes gilt für das Signal am Ausgang 46 und die Kennwerte 0/a und 0*₄. Zwischen den Kennwerten bestehen allgemein die Bedingungen 0*i < 0*i ä 0/w, 0« £ 0*4. Es besteht jedoch allgemein keine Bedingung zwischen 0« und

Die F i g. 3 zeigt einige spezielle Zuordnungen der beiden Kennlinien, wenn zwischen den Kennwerten zusätzliche Bedingungen aufgestellt werden. Die Wahl der Zuordnung hängt von der Heizanlage und der schaltungstechnischen Realisierung ab.

Die zusätzlichen Bedingungen der dargestellten Spezialfälle lauten

3a 0m - 0*j,
3b &_K\ - 0«,

bei F i g.

bei F i g.

bei F i g.

bei F i g. 3d 0*i - 03 und 0« = 0#4,

wobei zusätzlich die Bedingung gilt: Die Summe des Signals am Ausgang 40 und des Signals am Ausgang 46 ist immer gleich Eins, somit nicht von der Kesselwassertemperatur abhängig, und schließlich

bei|Fig.3e 0*i - 0_W.

Gemäß der F i g. 3e kann das Signal am Ausgang 40 auch eine Sprungfunktion sein. Eine solche Lösung könnte gewählt werden, wenn die Temperaturdifferenz zwischen dem Kennwert 0m und dem Boilersollwert 0b klein ist (Eine geeignete Lösung in diesem Fall wäre auch eine solche nach F i g. 3d.)

Beim Boilerregler B(F i g. 2) sind als Geraden parallel zur Ordinatetiachse der Sollwert 0e und als Vergleich uic uciucii Kennwerte vk\ und v« des Kesseiregiers K eingetragen. Durch die Rückkopplungsschalter über die Leitung 55 ergibt sich beim Boilerregler B eine Sprungfunktion mit der Schaltdifferenz Ad.

Beim Raumregler R ist als Gerade parallel zur Ordinatenachse der Sollwert 0« (z. B. 20⁰C) eingetragen.

Wirkungsweise

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Sobald die Anlage an Spannung gelegt wird, spricht der Flammenwächter FIV(F i g. 2} an, schließt den Kontakt h und bringt den Umschalter Λ in die Stellung 51 -54. Bei nicht erregtem Antrieb 9 des Servoventils 8 ist das Servoventil 8 geschlossen trad der ArbehskonUütt 10. geöffnet.

Solange die Kesselwassertemperatur unterhalb des ersten Kennwertes 0jn liegt, wird das Stellglied 14 nur vom Boilerregler B beeinflußt, oberhalb des zweiten Kennwertes 0c dagegen vom Boilerregler B und vom Raumregler R, und zwar entsprechend dem Wärmebedarfsverhältnis zwischen Boiler und Raum. Bei einer Kesselwassertemperatur zwischen dem ersten und dem zweiten Kennwert 0« bzw. #jq beeinflußt zusätzlich noch der Kesselregler K das Stellglied 14. Ferner wird bei einer Kesselwassertemperatur unterhalb des dritten Kennwertes 0« die Leistung des Brenners 2 dem gemeinsamen Wärmebedarf des Boilers 19 und der Raumheizung 17 angepaßt. Übersteigt die Kesselwassertemperatur den dritten Kennwert 0«, dann wird die Brennerleistung zusätzlich noch vom Kesse'regler K beeinflußt

Im weiteren sei vorerst die Wirkungsweise der Boileraufheizung beschrieben: Das Ausgangssignal des Boilerreglers B weist zwei definierte Zustände mit einer

ίο dazwischenliegenden Schaltdifferenz <d0 auf. Bei einem offenem Boilerregler B. also bei Signal Null, leitet das Stellglied 14 den Wasserkreislauf ganz zur Raumheizung 17 (Fig. 1). Beim Einschalten des Boilerreglers B₁ also bei sinkender Temperatur des Boilerwassers, schaltet das Stellglied den Wasserkreislauf unter der Annahme, daß die Kesselwassertemperatur unter dem ersten Kennwert 0αί liegt, ganz zur Boileraufheizung um. In der Folge steigt die Kesselwassertemperatur bei voller Heizleistung des Brenners an. und narh

Überschreiten des ersten Kennwertes 0*i und gleichzeitig noch bestehendem Wärmebedarf für die Raumheizung 17 wird das Stellglied 14 stetig in eine vom Wärmebedarfsverhältnis zwischen Raumheizung 17 und Boiler 19 abhängige Zwischenstellung zurückgestellt und dadurch wieder Warmwasser zur Raumheizung 17 freigegeben. Steigt die Kesselwassertemperatur weiter an und überschreitet den dritten Kennwert 0«, dann wird die Brennerleistung vom Kesselregler her stetig reduziert Durch die Zuschaltung der Raumheizung und die Reduktion der Brennerleistung stabilisiert sich die Kesselwassertemperatur auf einem bestimmten, lastabhängigen Wert, und der Boilerregler B schaltet, nachdem die Boilerwassertemperatur um seine Schaltdifferenz Δ& angestiegen ist, wieder ab und das Stellglied 14 gibt die Heizleistung wieder ganz für die Raumheizung frei. Dieser Ablauf ergibt sich aus den nachfolgend beschriebenen Stromkreisen: Mit zunehmendem Signal des Boilerreglers B wird der Transistor 71 Ober die Leitung 33 an seiner Basis beeinflußt Das Potential an der Verbindung 44 steigt gegen das Potential des positiven Leiters 26 an. Diese Spannungsänderung wird über die Leitung 55 als Rückkopplung in die öoiierregierschaiiung zurückgegeben. Daher entsteht ein sprungartiges Einschalten des Transistors T\.

Unter der Voraussetzung, daß vorerst auch die Kesselwassertemperatur unter dem dritten Kennwert 0o liegt, ist der Transistor Tt über die Leitung 45 vom Kesselregler K her an seiner Basis ausgesteuert Die Heizwicklung des Bimetalls 11 wird jetzt Ober den

so folgenden Stromkreis aufgeheizt:

26-35- Γ,-44- D₁- Γ₄-47-48-49-27.

Sobald das Bimetall U etwa ein Viertel seines Weges im Öffnenden Sinne des Servoventils 8 zurückgelegt hat, schließt der Arbeitskontakt 10. Das Arbeitsrelais AR wird durch den Stromkreis

26-P7C-54-51-/1Ä-50-10-27

erregt Der Kontakt ar schließt und gibt der Umwälzpumpe 12 Spannung, ebenso dem Solenoidventil 5 und Ober den geschlossenen Schalter & auch der Zündung Z Das Brenngas tritt jetzt am Brenner 2 aus und wird entzündet Der Flammenwächter FW meldet das Entstehen einer Flamme durch Umschalten seiner Schalter /i und h- Die Umschaltung des Mittelkontaktes 51 zum Umschaltkontskt 52 trennt den Widerstand PTC vom Stromkreis und legt das Arbeitsrelais an eine reduzierte Haltespannung. Wenn keine Flamme ent-

steht oder diese aus der Betriebsstellung erlischt, erwärmt der wegen der dann geschlossenen Kontakte 51 -54 (Ti) im Widerstand PTC fließende Strom diesen soweit, bis er dank seiner Temperatur-Widerstands-Charakteristik so hochohmig wird, daß der Haltestrom für das Relais AR unterschritten wird und dieses abfällt. Damit öffnet sich der Kontakt ar, und das Solenoid 5 stoppt die Gaszufuhr.

Gleichzeitig mit dem Aufheizen des Bimetalls 11 wird das vom geschlossenen Boilerregler Bausgelöste Signal in Form eines Stroms durch den Transistor T₁ auch über die Leitung 32 zu den zwei Strompfaden 30,31 des zum Stellglied 14 gehörenden Antriebes 15 geleitet. Dies bewirkt bei vollem Stromfluß durch beide Strompfade 30 und 31. daß das Stellglied 14 voll umgeschaltet wird, und daß jetzt sämtliches Kesselwasser von der Umwälzpumpe 12 (Fig. 1) durch die Leitung 18 zum Boiler 19 fließt Die Zirkulation in der Leitung 16 zur Raumheizung 17 ist iinterhiinrlpn

Bei mit zunehmender Aufheizung des Boilers steigender Temperatur des Kesselwassers erfolgen je nach der zugrunde gelegten Zuordnung der Regelkennlinien bzw. der Temperaturkennwerte @κ\, &κι, &ta, ^w die Änderungen der Ausgangssignale 40 und 46 zu verschiedenen Zeiten.

Nachdem die Kesseltemperatur den ersten Kennwert Qk\ überschritten hat, wird durch das zunehmende Signal am Ausgang 40 der Transistor Ti leitend. Vorausgesetzt, daß gleichzeitig der Raumregler Wärme verlangt, d. h„ daß ein Signal an seinem Ausgang 43 zum Transistor T) diesen leitend macht, erfolgt das stetige Zurückschalten des Stellgliedes 14 durch Reduktion des Stromflusses im einen Strompfad 31 des Antriebes 15. Das Potential an der Leitung 38 wandet gegen den Wert am positiven Leiter 26, die Spannung über dem Strompfad 31 des Antriebes 15 wird kleiner und das Stellglied 14 wird stetig zurückgestellt Steigt die Kesselwassertemperatur trotz der Belastung durch den Boiler 19 und die Raumheizung 17 und trotz der stetigen Reduktion der Brennerleistung nach dem Überschreiten *o des dritten Kennwertes 0« weiter an, dann wird bei etwa einem Viertel der Brerrierleistung der Brenner 2 ausgeschaltet bzw. er arbeitet dann im EIN/AUS-Betrieb, bevor die Kesselwassertemperatur den vierten Kennwert && erreicht Die Reduktion der Kesselwas- *^s sertemperatur erfolgt dadurch, daß der Kesselregler K sein Signal an seinem zweiten Ausgang 46 verkleinert und daher der Transistor Tt über die Leitung 45 an seiner Basis nicht mehr voll ausgesteuert und die Heizleistung am Bimetall 11 somit kleiner wird, so Unterschreitet diese Heizleistung einen bestimmten Wert, so wird der Kontakt 10 geöffnet und der Stromkreis zum Arbeitsrelais AR unterbrochen. Dadurch öffnet sich der Kontakt ar, und das Solenoidventil 5 wird entregt, so daß es schließt und den Brenner ganz abstellt.

Der am Boilerregler B eingestellte Sollwert #a die Kennwerte &ku $K7, &ki und &κ* des Kesselreglers und der Wärmeübergang zum Boiler 19 sind so aufeinander abgestimmt, daß im Sommerbetrieb (Raum verlangt keine Wärme) der Boilerregler spätestens unmittelbar nach dem ersten Abstellen des Brenners 2, also vor einem möglichen Neustart zufolge absinkender Kesseltemperatur Φ« zum Ausschalten kommt, und daß im Winterbetrieb (Raumheizung verlangt Wärme) der Brenner erst dann abschaltet, wenn der Wärmebedarf vom Raum her auf die Brennerleistung für EIN/AUS-Betrieb absinkt In beiden Fällen werden dadurch die Anzahl Brennerstarts sowie die Aufheizzeiten für Boiler und Raum reduziert.

Mit dem Ausschalten des Boilerreglers B wird der Transistor T₁ gesperrt und leitet keinen Strom mehr zum Transistor 7i und zum Antrieb 15. Das Stellglied 14 crpht Hahpr urifkrfor in cajnA Aiicoancrcct^lliincT 2lirÜCk ιιη«1 leitet den Wasserkreislauf wieder ganz zur Raumheizung 17 (F ig. 1).

Benötigt die Raumheizung gleichzeitig Wärme, dann wird mit absinkender Kesseltemperatur ΰχ vorerst der Transistor 7} wieder mehr ausgesteuert. Der Grad der Aussteuerung des Transistors T₃ vom Raumregler R her, der als stetiger Proportionalregler wirkt, bestimmt nun bei Signal »1« am Ausgang 46 und daher ausgesteuertem Transistor T, die Brennerleistung, indem der Transistor Ti einen Stromkreis vom positiven Leiter 26 über den Transistor Tj, Verbindung 41, Diode Ds zum Emitter des Transistors T* und über den Transistor T₄, Leitung 47 und über die Bimetallheizung zum negativen Leiter 27 steuert Der so entstehende Stromkreis über das Bimetall U kann je nach Wärmebedarf für die Raumheizung entweder den Brenner 2 beim Abschalten des Boilerreglers B noch in Betrieb halten oder bei nur sehr kleinem Wärmebedarf über den Kontakt 10 den Brenner 2 aus feuerungstechnischen Gründen in EIN/AUS-Betrieb nehmen.

Die Dioden D\, Di und D) dienen der Verhinderung funktionsstörender Rückströme.

An Stelle des beschriebenen Beispiels ließe sich das Verfahren auch mit pneumatischen oder hydraulischen Gebern B. K, R bewerkstelligen, wobei die Antriebe für das Stellglied 14 und das Servoventil 8 für die entsprechende Betätigungsart ausgestattet sein müßten.

Im beschriebenen Beispiel könnte der Boilerregler B durch einen gewöhnlichen Kontakt-Thermostat ersetzt werden. Die Leitung 55 fiele dann weg. Ebenso könnte nach Ausführung gemäß der Fig.3e der Teil des Kesselreglers, der das Signal 40 liefert durch einen Thermostat ersetzt werden, durch dessen Schaltdifferenz dann allerdings die beiden Kennwerte d*i und &ia bei steigender bzw. sinkender Kesselwassertemperatur nicht mehr dem gleichen Wert entsprechen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regelung und Überwachung einer Heizanlage für Raumheizung und Brauchwarmwasser-Bereitung und Speicherung in einem Boiler, bei der die Boiler- und Raumtemperatur geregelt wird mit einem gasbrenner-beheizten Heizkessel mit Kesseltemperaturregler, einem Feuerungsautomaten samt Zündeinrichtung und Gasventil sowie einem Stellglied zur Umlenkung des Kesselwasserkreislaufes für den Boiler oder für die Raumheizung, wobei der Befehl des Boilerreglers gegenüber dem Befehl des Raumreglers Vorrang hat und das Stellglied die volle Brennerleistung nur so i* lange zum Boiler leitet, bis dieser bei zunehmender Aufheizung die Leistung des Brenners nicht mehr voll aufnehmen kann und dann das Stellglied den Kesselwasser-Kreislauf wieder zur Raumheizung umleitet, dadurch gekennzeichnet, daß nur die vom Boiler (19) bei dessen Aufheizung nicht mehr aufnehmbare Leistung des Brenners (2) durch entsprechendes Betätigen des Stellgliedes (14) der Raumheizung (17) zugeführt wird, wobei das Stellglied (14) sowohl vom Boilerregler (B) als auch vom Raumregier (R) beeinflußt wird, und daß durch beide Regler (B. Ä,/zusammen mit dem Kesselregler (K) die Leistung des Brenners (2) erst dann reduziert wird, wenn für die Bo'leraufheizung und die Raumheizung zusammen nicht mehr die volle Brennerleistung benötigt und so die Leistung des Brenners {/) stets dem jeweiligen gemeinsamen Wärmebedarf des Bo lers (If \ und der Raumheizung (17) angepaßt wird

2. Verfahren nach Anspruc I, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Kesselwassertemperatur unterhalb eines ersten Kennwertes (#κι) das Stellglied (14) nur vom Boilerregler (B) beeinflußt wird, bei einer Kesselwassertemperatur oberhalb eines zweiten Kennwertes (frκι) vom Boilerregler *o (B) und dem Raumregler (R) — entsprechend dem Wärmebedarfsverhältnis zwischen Boiler und Raum — und bei einer Kessel wassertemperatur zwischen dem ersten und zweiten Kennwert (&κ\ und &κι) zusätzlich noch vom Kesselregler (K), daß ferner bei « einer Kesselwassertemperatur unterhalb eines dritten Kennwertes (ϋκΐ) die Leistung des Brenners (2) dem gemeinsamen Wärmebedarf des Boilers (19) und der Raumheizung (17) angepaßt wird, daß außerdem bei einer höheren Kesselwassertempera· W tür als dem dritten Kennwert (0*j) entsprechend die Brennerleistung zusätzlich vom Kesselregler (K) beeinflußt wird und daß schließlich der Brenner (2) ausgeschaltet wird, bevor die Kesselwassertemperatur einen vierten Kennwert (#») erreicht

3. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten des Boilerreglers (B) (also bei sinkender Boilertemperatur) das Stellglied (14) den Wasserkreislauf nur bei einer Kesselwassertemperatur unterhalb des ersten Kennwertes (#«i) w ganz zur Boilefaufheizung umschaltet und daß bei einer Kesselwassertemperatur über dem ersten Kennwert {ΰκ\) und gleichzeitigem Wärmebedarf für die Raumheizung (17) das Stellglied (14) stetig in eine vom Wärmebedarfsverhältnis zwischen Raum- es heizung (17) und Boiler (19) abhängige Zwischenstellung gebracht wird, bis der Boilerregler (B) wieder ausschaltet und das Stellglied (14) die Heizleistung

ganz für die Raumheizung (17) freigibt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom geschlossenen Boilerregler (B) ausgelöste Signal auf zwei getrennte Strompfade (30; 31) des Antriebes (15) des Stellgliedes (14) so wirkt, daß bei vollem Stromfluß durch beide Strompfade das Stellglied (14) voll umschaltet und daß das stetige Zurückschalten des Stellgliedes (14) durch Reduktion des Str«mflusses im einen Strompfad (31) des Antriebes (15) nur dann erfolgt, wenn die Raumheizung (17) Wärme verlangt und gleichzeitig die Kesselwassertemperatur den ersten Kennwert {ϋ-κ\) überschritten hat

5. Verfahren ns.cn den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduzieren der Brennerleistung stetig und durch den Kesselregler (K) über die ansteigende Kesselwassertemperatur nach Überschreiten des Kennwertes {&rj) erfolgt und daß erst bei etwa einem Viertel der Brenner-Leistung der Brenner in EI N/AUS-Betrieb übergeht

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der am Boilerregler (B) eingestellte Sollwert [&b), die Kennwerte (&κι· öia. #K3. &K*) des Kesselreglers (K) und der Wärmeübergang zum Boiler (19) so aufeinander abgestimmt sind, daß im Sommerbetrieb der Boilerregler (B'- spätestens unmittelbar nach dem Abstellen des Brenners (2) — also vor einem Neustart des Brenners zufolge absinkender Kesselwassertemperatur — zum Ausschalten kommt und daß im Wimerbetrieb der Brenner erst dann abschaltet, wenn der Wärmebedarf von der Raumheizung her auf die Brennerleistung für EIN/AUS-Betrieb absinkt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß der zweite und der dritte Kennwert (#« bzw. &kj) des Kesselreglers (K) der gleichen Kesselwassertemperatur zugeordnet sind (F ig. 3a).

8. Verfahren nach den Ansprüchen I und 2. dadurch gekennzeichnet daß der erste und der dritte Kennwert (#*t bzw. 0«) des Kesselreglers (K) der gleichen Kesselwassertemperatur zugeordnet sind (Fig. 3b).

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und der vierte Kennwert (0« bzw. 0χ₄) des Kesselreglers (K) der gleichen Kesselwassertemperatur zugeordnet sind (F ig. 3.).

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten und dritten sowie dem zweiten und vierten Kennwert (#*, und Öki bzw. on und &κ») jeweils gleiche, doch unter sich verschiedene Kesselwassertemperaturen zugeordnet sind (F i g. 3d).

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet daß der erste und der zweite Kennwert {&κ\ bzw. 0* 2) des Kesselreglers (K) der gleichen Kesselwasscrtemperatur zugeordnet sind (F ig. 3e).

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, der zweite und der dritte Kennwert (&_Κ\ bzw. &_K2 bzw. ö_Ki) des Kesselreglers (K) der gleichen Kesselwassertemperatur zugeordnet sind.

13. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Strompfade (30, 31) in einem Antrieb

(15) zur Betätigung des Stellgliedes (14) mit je einem Anschluß miteinander und über eine Leitung (32) mit dem Kollektor eines en seiner Basis über eine Leitung (33) mit dem Ausgang (34) des Boilerreglers (B) verbundenen Transistors (Ti) verbunden sind, dessen Emitter über eine Verbindung (35) an einem positiven Leiter (26) einer Spannungsquelle liegt, daß das zweite Ende (36} des einen Strompfades (30) des Antriebes (15) direkt und das zweite Fnde (37) des anderen Strompfades (31) über eine Diode (Di) und einen Widerstand (Ri) an einen negativen Leiter (27) angeschlossen sind und daß die Verbindung zwischen der Diode (Di) und dem Widerstand (Ri) über eine Leitung (38) mit dem Kollektor eines an seiner Basis über eine Leitung (39) an einen ersten Ausgang (40) des Kesselregiers (K) geschalteten Transistors (Ti) verbunden ist, dessen Emitter über eine Verbindung (41) zum Kollektor eines an seiner Basis über eine Leitung (42) mit dem Ausgang (43) des Raumreglers (R) verbundenen Transistors (Ti) führt der mit seinem Emitter am positiven Leiter (26) angeschlossen ist, daß ferner vom Ko'.'ektor des Transistors (Ti) eine weitere Verbindung (44) über eine Diode (Di) zum Emitter eines an seiner Basis über eine Leitung (45) mit einem zweiten Ausgang (46) des Kesselreglers (K) verbundenen Transistors (Tt) führt und daß an der Verbindung (41) zwischen dem Emitter des Transistors (Ti) und dem Kollektor des Transistors (Tj) eine weitere Leitung über eine Diode (Di) ebenfalls zum Emitter des Transistors (Tt) führt, dessen Kollektor über eine Leitung (47) mit dem Anschluß (48) des Antriebes (9) eines Gasreglers (4) verbunden ist und dessen zweiter Anschluß (49) am negativen Leiter (27) liegt und daß ferner der Antrieb (9) einen Arbeitskontakt (10) aufweist der einerseits mit dem negativen Leiter (27) verbunden ist und andererseits über eine Leitung (50) am einen Anschluß eines Arbeitsrelais (AR) liegt dessen zweiter Anschluß über Programm- und Zeitglie^er (L 51, 52, 54 und PTC) zu einem positiven Spannungspotential führt

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der Antrieb (9) des Servoventil (S) aus einem Elektromotor, einem heizbaren Bimetall (U), einem heizbaren Verdampfersystem «5 oder e^;nem elektromechanischen System besteht, und daß bei nicht erregtem Antrieb (9) das Servoventil (8) geschlossen und der Arbeitskontakt (10) geöffnet ist.

15. Anordnung "ich Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der Boilerregler (B), der Kesselregler (K) und dsr Raumregler 17?J pneumatische oder hydraulische Geber sind und daß die Antriebe (15; 9) für das Stellglied (14) bzw. das Servoventil (8) für die entsprechende Betätigungsart ausgestattet sind.

16. Anordnung nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet daß der Raumregler (R) ein stetig wirkender Proportionalregler ist.

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