DE2540406A1

DE2540406A1 - Regeleinrichtung fuer eine warmwasserheizungsanlage

Info

Publication number: DE2540406A1
Application number: DE19752540406
Authority: DE
Inventors: Erwin Witzki
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-09-11
Filing date: 1975-09-11
Publication date: 1977-03-24
Also published as: IT1068592B; NL7610082A; DE2540406C2; BE846111A; FR2324050A1; FR2324050B1; GB1518019A; ES451399A1; JPS5236352A; CS207367B2

Description

ROBERT BOSCH GMBH in Stuttgart Regel einrichtung für eip.e Wariawasserheizungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für eine Warmwasserheizungsanlage, mit einem elektrischen Gleichspannungsteiler, der aus einem Potentiometer und einem temperaturabhängigen Widerstand besteht, wobei das Potentiometer als Sollwertgeber für die Rücklauftemperatur des Heizwassers und der temperaturabhängige Widerstand als Istwertgeber der Rücklauftemperatur dient, ferner mit einem elektronischen Schaltverstärker, der eingangsseitig an den Spannungsteiler angeschlossen ist und dessen Ausgangssignal auf ein die zugeführte Heizenergie beeinflussendes Stellglied einwirkt, und mit einem Temperaturwächter im Vorlauf, der die Heizenergiezufuhr beeinflußt, wenn die Vorlauftemperatur einen bestimmten Wert erreicht.

Es gibt Warmwasserheizungsanlagen, die als Heizquelle einen gasbeheizten Durchlaufwassererhitzer haben, an welchen das zu den Heizkörpern führende Leitungsnetz ohne Zwischenschaltung eines Mischventils angeschlossen ist. Derartige Heizgeräte haben in der Regel einen verhältnismäßig geringen Wasserinhalt. Beim Einschalten der Anlage steigt die Vorlauftemperatur rasch um den Quotienten aus der zugeführten Leistung zur Umlaufwassermenge über den Wert der Rücklauf temperatur an. Nach dem Abschalten der Heiζenergiezufuhr sinkt die Vorlauftemperatur mit einer geringen Verzögerung wieder auf die

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Höhe der Rücklauf temperatur ab. Bei mit einem Rücklauf temperaturregler versehenen Heizungsanlagen, die insgesamt nur eine geringe Umlaufwassermenge haben oder die mit thermostatischen Heizkörperventilen versehen sind kann es vorkommen, daß die Temperaturerhöhung auf einen Wert ansteigt, welcher zum Ansprechen des Temperaturbegrenzers und damit zur Störabschaltung, oder zum Ansprechen des Temperaturwächters und damit zu hoher Schalthäufigkeit und außerdem zu Siedegeräuschen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Regeleinrichtungen der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln so weiterzubilden, daß eine zu große Schalthäufigkeit des Reglers, ein Ansteigen der Vorlauftemperatur auf einen eine Störabschaltung auslösenden Wert und Siedegeräusche im Wärmeübertrager vermieden werden, wenn die Umlaufwassermenge zu gering ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsmäß dadurch gelöst, daß zusätzlich zu dem die Rücklauftemperatur erfassenden Istwertgeber ein die Vorlauftemperatur erfassender Istwertgeber vorgesehen ist, der dem Schaltverstärker von einem bestimmten Schwellwert der Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur an ein die Heizleistung zunehmend drosselndes Störgrößensignal zuführt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 679 420 ist zwar ein elektronischer Rücklauftemperaturregler mit einem Vorlauftemperaturfühler bekannt, welcher jedoch die Funktion eines Grenzwertschalters hat, der die Heizenergiezufuhr vollständig unterbricht, wenn die Vorlauftemperatur einen vorgegebenen V/ert erreicht .

Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn erfindungsgemäß der die Vorlauftemperatur erfassende Istwertgeber ein temperaturabhängiger Widerstand ist, der in Reihe mit einer als Schwellwertschalter wirkenden Diode parallel zu dem als Istwertgeber für die Rücklauftemperatur dienenden Widerstand an den Spannungsteilerpunkt angeschlossen ist.

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Das Regelverhalten kann mit wenigen zusätzlichen Bauelementen weiter verbessert werden, wenn als Sollwertgeber des Rücklauftemperaturreglers eine die Sollwert-Istwertabweichung einer Bezugsraumtemperatur erfassende Schaltanordnung dient.

Wenn die Außentemperatur berücksichtigt werden soll, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß als Sollwertgeber des Rücklauftemperaturreglers ein Außentemperaturfühler dient, dem Schaltmittel zum Parallelverschieben und Verstellen der Steilheit der Heizkurve zugeordnet sind.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 eine mit einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung vers ehenen Heizungsanlage,

Fig. 2 die Regeleinrichtung der in Fig. 1 gezeigten Anlage nach dem ersten und

Fig. 3 die Regeleinrichtung der Anlage nach dem 2. Ausführungsbeispiel.

Die Anlage hat einen gasbeheizten Wassererhitzer 10, an dessen "beide Anschlüsse 11 und 12 ein äußerer Heizkreis 13 mit symbolisch dargestellten Raumheizkörpern 14 angeschlossen ist. Der Wassererhitzer 10 hat einen Brenner 16, dessen Verbrenmmgsgase einen Wärmeübertrager 17 beaufschlagen, durch den eine Rohrschlange 18 hindurchgeführt ist. Diese ist über eine Vorlaufleitung 19 mit dem einen Anschluß 11 und über eine Rücklaufleitung 20 mit dem anderen Anschluß 12 des Wassererhitzers verbunden. In die Rücklaufleitung 20 ist eine Umwälzpumpe 21 eingebaut.

Der Brennstoff wird über eine Leitung 24 dem Brenner 16 zugeführt.

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Die Leitung 24- ist von einem nicht dargestellten Zündsicherungsventil und einem Gasventil 25 überwacht, das von einem Strömungsschalter 26 gesteuert ist und zusammen mit diesem eine Wassermangelsicherung bildet. Der Strömungsschalter 26 hat eine erste Kammer 27» die über eine Leitung 28 mit der Vo rl auf leitung 19 verbunden ist. Die Kammer 27 ist durch eine Membran 29 von einer zweiten Kammer 30 getrennt, die über eine Leitung 31 zwischen Pumpe 21 und Wärmeübertrager 17 an die Rücklaufleitung 20 angeschlossen ist. Beide Kammern 27 und 30 sind durch eine Bypassleitung 32 miteinander verbunden, die von einem Magnetventil 33 überwacht ist. die Membran ist über einen Stössel 34- mit dem Schließglied 35 des Ventils 25 verbunden, das von einer Feder 36 gegen seinen Sitz gedrückt ist.

Bei Wärmeanforderung wird die Pumpe 21 über nicht dargestellte Schaltmittel eingeschaltet. Gleichzeitig wird über eine nachstehend näher beschriebene Regeleinrichtung das Magnetventil 33 in der Bypassleitung 32 in eine der angeforderten Heizleistung entsprechend Zwischenstellung oder bei größter Wärmeanforderung in die Schließstellung gebracht, wonach sich in den Kammern des Strömungsschalters 26 eine Druckdifferenz aufbaut, welche das Gasventil 25 entsprechend weit öffnet. Nach vollständigem Wegfall der Wärmeanforderung geht das Magnetventil 33 in die Offenstellung zurück, worauf sich Druckausgleich im Strömungsschalter 26 einstellt und das Gasventil 25 schließt.

Die Regeleinrichtung nach Fig. 2 hat eine stabilisierte Gleichspannungsquelle 40, an deren beiden Ausgangs abgriffen 4-1,4-2 ein Schaltverstärker 4-3 und ein Spannungsteiler angeschlossen ist, der aus einem Potentiometer 44 und einem den Istwert der Rücklauftemperatur erfassenden, an der Rücklauf leitung 20 befestigten NTC-Widerstand 4-5 gebildet ist. Das Potentiometer 44- dient als Sollwertgeber für die Rücklauf temperatur, der von Hand einstellbar ist. Der Spannungsteilerpunkt 46 ist über eine Leitung 47 mit dem Eingang des Schaltverstärkers 43 verbunden.

Über einen Umschalter 48 kann anstelle des handverstellbaren Sollwertgebers 44 eine Reihenschaltung aus zwei Widerständen 49 und

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zwischen Abgriff 41 und Spannungsteilerpunkt 46 gelegt werden. Der Widerstand 49 hat einen positiven Temperaturkoeffizienten land dient als Istwertgeber einer Bezugsraumtemperatur, während der als Potentiometer ausgebildete Widerstand 50 als Sollwertgeber der Bezugsraumtemperatur dient.

Der Schaltverstärker 43 wandelt die über die Leitung 47 ankommende Eingangsspannung in eine bestimmte Impulsfrequenz um, mit der die Erregerspule 51 des Magnetventils 33 beaufschlagt wird. Die Impulse werden im Magnetventil 33 integriert, derart, daß jeder Eingangsspannung des Verstärkers bzw. jeder dazugehörigen Impulsfrequenz ein bestimmter Schließ- bzw. Öffnungsgrad des Magnetventils entspricht.

Zusätzlich zum Istwertgeber 45 der Eucklauftemperatur ist ein als NTC-Widerstand ausgebildeter Istwertgeber 5^ vorgesehen, der an der Vorlauf leitung I9 ci.es Gerätes befestigt ist. Der Istwertgeber 54· ist in Reihe mit der Basis-Smitterstrecke eines Transistors 55 parallel zum Istwertgeber 45 an den Spannungsteilerpunkt 46 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 55 ist mit der Leitung 47 verbunden.

An der Vorlaufleitung 19 ist der Wärmefühler 56 eines Temperaturbegrenzers befestigt, der über nicht gezeigte Schaltmittel eine Störabschaltung des Geräts bewirkt, wenn die Vorlauftemperatur einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet.

Unter normalen Betriebsbedingungen hängt die Größe des Eingangssignals in. der Leitung 47 lediglich von der Einstellung des Sollwertes und des im Rücklauf 20 gemessenen Istwertes der Rücklauftemperatur ab. Über die Basis-Emitterstrecke des Transistors 55 wird zusätzlich die Vorlauftemperatur mit der Rücklauftemperatur verglichen. Überschreitet die Temperatur am Vorlauffühler 54 einen bestimmten Wert, so wird die Summe aus dem Spannungsabfall am Widerstand 54 und der Schwellenspannung der Basis-Emitterstrecke

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gleich dem Spannungsabfall an dem als Rücklauffühler dienenden

Widerstand 45. Der Transistor 55 steuert auf und vermindert über

die Kollektor-Emitter-Strecke die Größe des Eingangssignals für , den Verstärker 43, -

Wenn der Umschalter 48 in die andere Schalt st ellung umgelegt wird, tritt die Schaltanordnung 49,50 an die Stelle des Potentiometers 44· Der Sollwert der Rücklauftemperatur wird in diesem Fall durch die Istabweichung der Bezugsraumtemperatur von deren durch das Poten tiometer 50 gewählten Sollwert gebildet, sodaß der Sollwert der Rücklauftemperatur selbsttätig durch den jeweiligen Wärmebedarf geführt ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 stimmt grundsätzlich mit der vorstehend beschriebenen. Anordnung überein. Anstelle eines Transistors ist bei dieser Schaltung eine Diode 60 vorgesehen, die in Reihe mit dem als Vorlauffühler dienenden NTC-Widerstand 54 parallel au dem als Rücklauf fühl er dienenden NTC-Widerstand 45 an den Spannungsteilerpunkt 46 angeschlossen ist. Ferner unterscheidet sich das Beispiel nach Fig. 3 von der vorhergehenden Ausführung dadurch, daß über den Umschalter 48 ein als Außentemperaturfühler dienender PTC-Widerstand 61 als Sollwertgeber für die Rücklauftemperatur zugeschaltet werden kann. Dem Widerstand 61 ist zum Parallelverschieben der Heizkurve ein Potentiometer 62 in Reihe nachgeschaltet, während ein zum Verstellen der Steilheit der Heizkurve dienendes Potentiometer 63 parallel zum Außenfühler 61 geschaltet ist. Dadurch ist mit wenigen und einfachen Bauteilen eine qualitativ hochwertige Regelung erzielt, die auf Außentemperaturänderungen rasch anspricht und bei der ungewollte Störabschaltungen des Geräts vermieden werden, wenn die zugeführte Heizleistung gegenüber der umlaufenden Wassermenge im Heizungsnetz aus irgendeinem Grunde zu groß ist.

Bei beiden Ausführungsbeispielen kann über die Regeleinrichtung für die Rücklauftemperatur auch die Umwälzpumpe beeinflußt werden. In Fig. 2 ist dies durch die strichpunktierte Anschlußleitung 70

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angedeutet. In Tig. 3 ist durch die beiden Leitungen 7^ undangedeutet, wie ein elektronisches Gerät 73 zur Steuerung des Pumpennachlaufes an die Hegeleinrichtung angeschlossen werden kann.

Mit der erfindunsgemäßen Regeleinrichtung lassen sich auch alle Kormforderungen erfüllen, die an Heizungsanlagen ohne Wassermangelsicherung gestellt sind, sodaß diese Regeleinrichtungen Torteilhaft auch bei derartigen Heiaungsanlagen Verwendung finden können.

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Claims

Ansprüche :

Regeleinrichtung für eine Warmwasserheizungsanlage, mit einem elektrischen Gleichspannungsteiler, der aus einem Potentiometer und einem temperaturabhängigen Widerstand besteht, wobei das Potentiometer als Sollwertgeber für die Rücklauftemperatur des Heizwassers und der temperaturabhängige Widerstand als Istwertgeber der Rücklauftemperatur dient, ferner mit einem elektronischen Schaltverstärker, der eingangsseitig an den Spannungsteiler angeschlossen ist und dessen Ausgangssignal auf ein die zugeführte Heizenergie beeinflussendes Stellglied einwirkt, und mit einem Temperaturwächter im Vorlauf, der die Heizenergiezufuhr beeinflußt, wenn die Vorlauftemperatür einen bestimmten Wert erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem die Rücklauftemperatur erfassenden Istwertgeber (4-5) ein die Vorlauftemperatur erfassender Istwertgeber (54-) vorgesehen ist, der dem Schaltverstärker (43) von einem bestimmten Schwellwert der Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatür an ein die Heizleistung zunehmend drosselndes Störgrößensignal zuführt.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Vorlauftemperatur erfassende Istwertgeber (54-) ein temperaturabhängiger Widerstand ist, der in Reihe mit einer als Schwellwertschalter wirkenden Diode (55 bzw, 60) parallel zu dem als Istwertgeber für die Rücklauftemperatur dienenden Widerstand (45) an dem Spannungsteilerpunkt (46) angeschlossen ist.

Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwellwertschalter ein Transistor

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(55) dient, dessen Basis und Kollektor mit dem Spannungsteilerpunkt (46) verbunden sind, wogegen der Emitter an den die Vorlauftemperatür erfassenden Istwertgeber (54) angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Sollwertgeber des Rücklauftemperaturreglers eine die Sollwert-Istwert-Abweichung einer Bezugsraumtemperatur erfassende Schaltanordnung (49,50) dient.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennz ei chne t, daß als Sollwertgeber des Rücklauf temperaturreglers ein Außentemperaturfühler (61) dient, dem Schaltmittel (62 und 63) zum Parallelverschieben und Verstellen der Steilheit der Heizkurve zugeordnet sind.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Istwertgeber (54) im Vorlauf die Punktion des Temperaturwählers hat.

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