DE2613297A1

DE2613297A1 - Vorrichtung zur regelung der raumtemperatur, insbesondere fuer heizanlagen mit fluessigkeitszwangsumlauf

Info

Publication number: DE2613297A1
Application number: DE19762613297
Authority: DE
Inventors: Robert Pavanel
Original assignee: VE MA ELETTROPOMPE SpA
Current assignee: VE MA ELETTROPOMPE SpA
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1976-03-09
Publication date: 1977-02-17
Also published as: FR2319088A1; IT1036636B; GB1556421A; FR2319088B1

Description

Dipl.- Chem. W. TiOCKER O P₁ Λ

Dipl.-!nc ί. LC*;? ^ΔΌ '

ΡΛΓ!:ΜΤΑ.Ί\ "ALTE 3 H Λ : :: ' ' V Ξ R B υ r C It h .·".:"— ί - = .5 ο 1

Unser Zeichen : 231/48 Datum : 26.März 1976

'VE-MA ELEI2R0KHPE S.p.A. MSSI¹HINO { Provinz Padova ) - Italien

VOEEIOKTDNG- ZtJR KSGSIUNa DSR RAIMiDMPSRA'X'lJR, INSBESONDERE FiJE HEI3ANI.A.GM KIT

Vorliegende Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Raumtemperaturj insbesondere fur Heizanlagen mit tflüssä k e i t s .»wangs umla uf ·

Bf3 sind seit geraumer Zeit viel Vorrichtungen und Systea zur Rogolung der Temperatur von Räumen in Verwendung, welche von Heisanlagen aus bebeist wsrden, die eine Flüssigkeit verwenden, weslcha als V/ärmetrager zwischen einor Heizq.ualle und wänaetauschradiatoren dient«.

709807/0648

Die einschlägige Eechnik ist sehr umfangreiche und soll nachstehend in grosser! Zügen umrissen werden.

ι; ι;

Grundsätzlich basieren diese Systems auf der Bntnahme einer an die Raumtemperatur, welche man regeln will, und

Ii

gebotenen Information, und_y über eine Kette von Steuerungen₃ auf der Dosierung der von der Wärmequelle abgegebenen Warme_c

Auf diesem, grundsatzlichen Schema arbeitet eine Vielzahl von Vorrichtungen, welche sich hinsichtlich der abgenommenen informationen und/oder hinsichtlich der Art, in welcher interveniert wird, um die von der Wamnequelle abgegebene Warme zu regeln, unterscheiden*

Was die Art der Information anbetrifft, so sind zwei Hauptmethoden bekannt. Die erste Methode besteht in der Vermittlung der Temperatur eines Steuei'ungsrauiaes mittels

Ii

einer Raumthermostatsonde und in der nachfolgenden Übermittlung dieser in ein elektrisches Signal übertragenen Information an die Steuerungskette. Diese Methode wird normalerweise dann angewendet, wenn es sich um einen einzigen. Verbraucher handelt, der folglich selb; zugte Raumtemperatur entscheiden kann,

Verbraucher handelt, der folglich selbständig übor die bevor

Bei der zweiten Methode, welche im !Falle mehr ar er, von einer einzigen primären: Wärmequelle bedienten Verbrauchern angewendet wird., wird die externe wärmesituation-Therffiostat mit Aussensonde-ermittelt und auf Grund dieser ein elektrisches Signal abgegeben, welches befähigt ist, die Steuerungsketta zu. steuern.

Eine dritte, im Prinzip von den vorerwähnten Methoden abgeleitete Methode besteht darin, die einseinen lokale oder

709807/0648 BAD ²

Gruppe von lokalen unabhängig πα .'nachen und Heiskörper vorxu sehen, die mit Thermostatventilen versehen sind> welche befähigt sind, in.jecleui einzelnen Heizkörper oder in Gruppen

Ii

solcher Heizkörper die Durchflussmenge zu. regeln.

Die spezielle Technik ist jedoch, wie bereits erwähnt wurde, viel grosser und detaillierter, die grundsätzlichen Methoden jedoch, wie perfektioniert sie auch sein mögen, entsprechend den oben erläuterten Kethoden, die natürlich bei einor gege-

Il

benen Anlage zu-gleich miteinander angewendet werden können, in dem man in zwecknaassiger V/eise die ihnen eigenen Wirkungen integriert.

Diese bekannten Vorrichtungen weisen ernste Unzulänglichkeiten auf, da sie sich nur schlecht fur· eine wirkungsvolle Steuerung dor Raumtemperatur eignen. Tatsächlich besteht ;lm ersterwähnten Falle ausser der Beschränkung, dass das System nur in.Anlagen verwendet werden kann, die einen einzigen Verbraucher beliefern, der weitere Nachteil, dass die Temperatur eines Verbandes von Räumen von einem einzigen Fühler bestimmt wird, der in einem diesen Verband steuernden Sinzelraum untergebracht ist» Dieser Steuerungsraum kann jedoch aus einer Vielzahl von Gründen nicht die Tetaperaturbedingungsn der angeschlossenen anderen ifämaen widergeben, wie beispielsweise wegen, der Gegenwart anderer Wärmequellen in den Bäumen (in Betrieb befindliche elektrische Maschinen), (brennenöe Lara ρen, aber die normale Anzahl hinausgehende Anwesenheit von Personen)oder wegen besondei^er Sonneneinstrahlung oder aus anderen vorübergehenden Motiven (offene Penster).

Im zweiterwähnten .felle ist es noch offensichtlicher, dass

Il "

die Temperatur der Baume oder, besser gesagt, deren Änderung

709807/0648
- 3 -

vollkommen von externen Paktoren, die nicht immer mit der erforderlichen Art der Kontrolle im Einklang stehen und von einer Sonde ermittelt werden, abhängen·

Diese Rachteile werden zwar dadurch "beschrankt, dass diese Vorrichtungen von Fachpersonal konstruiert und geregelt werden, trotzdem aber können diese Nachteile in niehtakseptablar Weise auftreten.

Die dritte Methode ist äwar besser, sie ist aber 1%eherweise auf Grund der Gegenwart einer grossen Anzahl von empfindlichen und teuren Begelventilen sehr aufwendig.

Es ist weiters zu beachten, dass diese bekannt err-Systeme eine starke Verzögerung bei der Aufnahme der Information betreffend die Temperaturechwankungon in den Bäumen aufweisen und dass sie Verbindungsleitunken benötigen, welche befähigt sind, die Information von der Abnahmezone bis sur Steuerungsvorrichtung zu übermitteln. Diese Leitungen müssen nicht nur während der Errichtung der Mauerwand der Gebäude vorgesehen und angeordnet werden, sie können auch die Ursache von Fehlerquellen, Unter brechungen oder Störungen aufgrund schlechter Kontakte sein und dadurch das ganze Steuerungssystem ausser Setrieb setzen.

Hauptsächliches Siel der vorliegenden Erfindung ist die Sliminierung der oben erwähnten, den bekannten Teapar-atureinrichtungen anhaftenden Nachteile durch Verbesserungen, welche auf der Abnahme eines Steuerungs- Inforsiations-Signales' basieren, welches das Ergebnis der thermischen Situationen aller wärmeinliefernden Baume ist.

Ein Yieiteres Ziel der Sriindung ist die Ermoglichüng einer

708807/0648

von lokalen Gegebenheiten und internen ο el er externen Bedingungen unabhängigen Temperaturregelung.

Ein weiteres Ziel ist die Eiiminierung des in entsprechend vorbestimmten 2onen angeordneten Sondensystems und folglich des s.torungsanfälligen Leitungssystems.

Weiters ist ein Ziel der Erfindung die Anpassung der Forder menge der Flüssigkeit und folglich der von der Wärmequelle an die Anzahl der in Betrieb befindlichen Radiatoren abgegebenen Wärmemenge.

Nicht zuletnt ist ein Ziel der Erfindung die Schaffung einer billigen und kompakten Regelvorrichtung, sowohl vom konstruktiven Standpunkt als auch vom Standpunkt der Installation dor Anlage und vom Standpunkt der Betriebskosten aus gesehen·

Diese und weitere Ziele werden mit einer Vorrichtung fur ein System zur Regelung der Raumtemperatur bestehend aus

It II Il " "

einer Wärmequelle fur die Erwärmung einer Tragerflussigkeit und einer Pumpe mit variierbarer Fördermenge fur die Zirkulation der Trägerflüssigkeit in einer Raumheizanlage erreicht, welche durch Einrichtungen zur Ermittlung der Temperatur, die auf der Bucklaufleitung der Flüssigkeit zur wärmequelle angeordnet sind, und Einrichtungen zur Regelung der Fördermenge der Purape, die den erwähnten Ermittlungseinrichtungen untergeordnet sind, gekennseichnet ist.

Weitere Merkmale und Vorteil© sind deutlicher der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele dar erfindungsgemässen Vorrichtung unter Hinweis auf beiliegende Zeichnung zu entnehmen«' In der Zeichnung zeigt

709807/0648

— 5 «.

I!

1 eins erste Aus f uhr migs.form mit geregelter Pumpe auf der Rücklauf lex tung und mit Regelelementen fur die Pumpe; Pig. 2 eine zweite Ausführungsform. i,iit geregelter Pumpe in der Vorderseite und Eegeleleaiente in der Rücklauf leitung; l^?ig· 3 eine dritte Ausführungsform mit Pumpe s.it konstanter Fördermenge und By-Pass mit geregelter Durchflussmenge in der Zulaufleitung mit Regelelement in dar Rucklaufleitung; Pig. 4 einen Durchflussregler in Form eines einstellbaren Bimetallstreifens, welcher die Förderleitung einer Pumpe drosselt;

Fig. 5 einen Durchflussregler in Form eines einstellbaren Ausgleichsbehälter, welcher die Förderleitung einer Pumps drosselt;

11

Pig. 6 einen Durchflussregler fur die Änderung der Drehzahl des Motores einer Pumpe mit einem Fühler auf der Förderleitung einer Pumpe und mit einem elektronischen Regler.

Die Erfindung ist in den Zeichnungsfiguren 1,2 und 3 Form von drei verschiedenen Ausführungsformen scheoiatisch dargestellt.

In äen Zeichnungen bezeichnet 1 einen Kassel fur die Er wärmung der üJrägerflüssigkeit und 2 die G-esamthßit der in entsprechender Weise in. die Anlage eingeschalteten .Radiatoren,

In den hydraulischen Kreislauf ist eine Umlaufpumpe eingeschaltet, die im Falle der Fig* 1 mit 3 bezeichnet igt und in der Rücklauf leitung liegt und einen Regelf lihler 4 enthä"¹·*"

J-O.

Bei der Anordnung geniass Fig. 2 ist die Pumpe mit 5 bezeichnet. Sie befindet sich auf der Fordsrleitung und ist einem Steuerungssystem ο rait Fühler 7 auf öer Iliicklaufleitung

709807/0648

untergeordnet. In der Anordnung gemäss Figo 3 ist die Pumpe mit 8 "bezeichnet· Diese Pumpe ist eine Ausführung mit konstanter ForderIeistung und besitzt parallel einen By-Pass 9 mit veränderlicher Durchflussmenge, der einem Steuerungssystem 10 mit auf ι
untergeordnet ist.

system 10 mit auf der Eucklauf leitung 11 vorgesehenen Fühle::

Wie ersichtlich ist, sind diese Regelsystem für die Durchflussmenge von unterschiedlicher Art. In Fig. 4 ist schematisch eine Kreiselpumpe 12 mit Pumpenrad 13 und Elektromotor 14 gezeigt. Die !Fördermenge wird mittels eines Ventil3 15 geregelt, welches auf der Forderleitung 16 angeordnet und mittels eines eingetauchtem Bimetallstreifens 17 gesteuert ist, der mit dem Hebel 18 und der Anzeige 19 eingestellt werden kann.

Eine zweite Art der Regelung der Durchflussmenge ist schematisch in Fig. 5 gezeigt, wo ein Ventil 20 auf der Förderleitung 21 einer Pumpe vorgesehen ist und durch einen eingetauchten dehnbaren Ausgleichsbehälter 22 gesteuert wird, der, mittels des Handrades 23·einstellbar, ist.

Eine weitere Art der Regelung der Durchflussmenge ist schematisch in Fig. 6 veranschaulicht. In diesem ialle wird eine Kreiselpumpe 24 von einem Elektromotor 25 aiit veränderlicher Drehzahl betätigt, der mittels eines elektronischen .Reglers 26 mit Fuhlersonde 27 auf der Förderleitung 28 der Pumpe 24 gesteuert wird, wobei dio FOrder-

Il It

leitung 28 fur die Pumpe 24 gleichzeitig die Rucklaufleitung der Flüssigkeit zum Kessel ist«,

Zur.Erläuterung der Funktionsweise des Regel3ystems für die Raumtemperatur ist es zweckniassig, einige bekannte Be-

709807/0648
„ 7 —

■- δ

ziehunger: ins Gedächtnis zu rufen, welche den Warflie&berlang von Eadiatoren durch Konvektion regeln*

Ba ist bekannt, dass es, ura die Temperatur eines Ha um es konstant zu halten, notwendig ist, dass ein Gleichgewicht zwischen der in den Ra.um eingeführten wärmemenge VVi und der aufgrund der wärmeleitfähigkeit der Wände, der Fenster und der Türen oder aus anderen Gründen nach aussen verlorengegangenen Wärmemenge Wd vorhanden sei. Wenn man nun von der Tatsache absieht, dass in den in Betracht gezogenen Racmi unabhängige Wärmequellen vorhanden sind, so entspricht die eingeführte wärmenenge der vom System der Badiatorenelementa abgegebenen Wärmemenge und ist durch die Beziehung

Wi =

- Tamb

• IC· ü.

gegeoen, v;

Q - Temperatur der in die Eadiatorelemente eintretenden Flüssigkeit,-

Qp - Temperatur de~ aus den Eadiatoreleoienten austretenden Flüssigkeit;

0—0 —

1 *° 2 "" mittlere Teraperatur Ses Radiatorelements

2
Tamb ji snittlere Temperatur des Hauraes

K ψ y/ärmeaustausohko effizient

S - ¥<^färai eaus ta us chf lache.

Piess Beziehung zeigt deutlich, dass, wenn, einmal die Abmessungen und die Art der wärmeaustaufschflache, d*h. 8 imd K festgelegt sind und auch die Temperatur Q₁ des

ti '

\7assers in der Forder3.eitung feststeht, die Raumtemperatur b, v/elche geregelt werden soll^-urxYiidex-ruflich an die

Temperatur Q, der austretenden Flüssi^koit gebunden ist.

Warm man weiters öQach.tet_ä dass die ü/saperatur der

709807/0648

Rücklaufflüssigkeit mittelbar far die thermische Situation dar gesamten Anlage repräsentativ ist, so versteht man, dass deren Kontrolle ein "optimale Kassnahme fur die Begelung der globalen Temperatur der gesamten Anlage darstellt.

Änderung dieser Temperatur kann leicht erreicht werden, indem man die Sirkulationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit selbst und, im Endeffekt, die Fördermenge der Pumpe variiert,, Wenn man nun diese Pumpe einer Vorrichtung unterordnet, welche befähigt ist, die 'Temperatur der Flüssigkeit in dor

M ,1

Rücklaufleitung zu ermitteln, so erhalt man eine Regelung der Temperatur dsr Bäume durch Regelung der Fördermenge·

Auf diese Wer.se v/erden die eingangs gestellten Ziele vollinhaltlich erreicht» Tatsächlich basiert das angewendete Verfahren darauf, die Steuerungsinformation von der Temperatur

It "

der Rucklaufflüssigkeit einzuholen, welche Temperatur nicht mehr die Bedingungen in einem, einzigen inneren und/oder a us s er en. Steuerungsraum anzeigt, sondern vielmehr global

fur alle thermischen Gegebenheiten der Anlage representative ist,

JBin weiteres durch vorliegende Erfindung erreichtes Siel ist die Eliminierung der lokalen Thermostats und Sonden, da in der- Praxis die Fühler elemente die Radiator aleraente

Il

selbst sind und daher das "Übertragungssystem" dar Informationen mit allen Vorteilen durch die Tragerflussigkeit gebildet wird.

Weiters'wird eine automatische Anpassung der Fördermenge der Pumpe an die Schwankungen des Betribes der Anlage erzielt. Tatsächlich ist dio Temperatur dor Hucklaufflüssigkeit bei Drosselung d.h. teilweiser Verwendung der Anlage bestrebt, anzusteigen,und die Vorrichtung

709807/0648
.. 9 «.

_ 10 -

interveniert um die !Fördermenge dt-r Pumpe herabzusetzen. Dies bringt zweifellos 'Vorteile hinsichtlich des wirtschaftlichen Betriebes und der einwandfreien Betriebs??eise der Anlage mit sich.

Ein weiteres erreichtes Ziel ist darin zu. erblicken, dasses gelungen ist, eine Regeleinrichtung zu schaffen, die in der Nahe oder sogar direkt in dem. Uailaufkessel installiert werden kann, wodurch sich die Gesaatkonstrukt-ion der Installation wesentlich vereinfacht und wirtschaftlich gestaltet.

Wenn mar. die Anordnung eines Motors mit veränderlicher Drehzahl, der elektronisch gesteuert ist, wählt, so resultiert weiters ein Verbrauch an elektrischer Energie, der proportional zu den Abmessungen der in Betrieb befindlichen Anlage ist und folglich auf unvermeidbaren Minimum gehalten wirdo

Die Erfindung kann in vieler Hinsicht abgeändert und variiert werden, ohne dadurch ihren Rahmen zu überschreiten. Weiters können alle Einzelteile durch andere technisch äquivalente Teile ersetzt werden.

709807/0648
- 10 -

Claims

PAIENIANSPitüGHE :

Μ·) Vorrichtung für ein Syst era zur Regelung der Kaumtemperatur bestehend aus einer Wärmequelle for die Erwärmung einer Tr&gerflüssigkeit und einer Pumpe aiit variierbarer !Fördermenge für die Zirkulation der Trägerflüssigkeit in einer Raumheizanlage, gekennzeichnet durch Einrichtungen (4, 7, 11, 17, 22, 27) zur Ermittlung der !Temperatur, die auf der Rücklaufleitung der Flüssigkeit zur Wärmequelle (1) angeordnet sind, und Einrichtungen (4, 6, 9, 15, 22, 26} zur Regelung der fördermenge der Pumpe (3, 5.» 13, 24,), die den erwähnten Ermittlungseinrichtungen untergeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur Ermittlung der Temperatur geeicht durch einen von airssen steuerbaren Bimetallstreifen (17), der in die Flüssigkeit in der Rücklaufleitung (16) eintaucht und die Regeleinrichtungen (15) für die Fördermenge betätigt, gebildet sind und die Regeleinrichtungen für die Durchflussmenge aus einem Ventil (15) bestehen, welches befähigt ist, den Strom der Flüssigkeit zu sperren, wodurch der Durchgangsquerschnitt gedrosselt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen für die Ermittlung der Temperatur aas eineai eichbaren elastischen und dehnbaren Ausgleichsbehälter (22), der in die Flüssigkeit in der Rücklaufleituug (21) eingesetzt ist und. die Einrichtungen (20) fur die Regelung der Fördermenge betätigt, besteht»

4e Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dia Einrichtungen für die Ermittlung der Temperatur aus einer Gebersonde (27) bestehen, die in der Rucklaufleitung (28)

709807/0648
- 11 -

der KLusai^lTöit an^üordnet ist und die JJinriehcungen. (gfj, 25} zur Hege lung der Foröeroionge betätigt, wobei die Einrieb tunje:

sur Regelung der üOr derm enge aus eine-ü οραηηυι;.~ί;γ·Σ d.h. aus eliiSQ Schaltkreis sur Veränderung der Drehzahl Elektromotors der Umlaufpumpe, gebildet sind»

709807/0648

Leerseite