DE2615043A1 - Gas central heating control system - has additional temp. sensors in water supply and return lines for difference signals - Google Patents

Gas central heating control system - has additional temp. sensors in water supply and return lines for difference signals

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DE2615043A1 DE19762615043 DE2615043A DE2615043A1 DE 2615043 A1 DE2615043 A1 DE 2615043A1 DE 19762615043 DE19762615043 DE 19762615043 DE 2615043 A DE2615043 A DE 2615043A DE 2615043 A1 DE2615043 A1 DE 2615043A1
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Abstract

The heating system with a burner (4), heat exchanger (3) and a water circulating circuit (7, 8) has a pump (6) and a magnetic valve (21) controlling the burner, as in the main patent. A temp. sensor (10, 13) is arranged in the water line (8) and the return line (7) e.g. for a set of radiators (11) in series with a thermostatically operated valve (12, 20). The water line (8) includes a further temp. sensor (9) connected to a control unit (15) which operates the burner valve (21). The two readings from the first two sensors (10, 13) are fed into an equaliser (16) which also receives a signal from a limiting value controller (22) so as to produce a difference signal for a nominal value device (19) so as to produce a signal for the controller (15).

Description

Regeleinrichtung für eine Heizungsanlage Control device for a heating system

Zusatz zum Patent (Patentanmeldung P 23 11 691.8-16) Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für eine Heizungsanlage nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Addition to the patent (patent application P 23 11 691.8-16) The present The invention relates to a control device for a heating system according to the Preamble to the main claim.

Durch.die durch das Hauptpatent (Patentanmeldung P 23 11 691.8-16) bekanntgewordene Lösung wird der Durchsatz von Heizmedium durch den Verbraucher, der aus einer Vielzahl parallel geschalteter Radiatoren und/oder einem Brauchwasserbereiter bestehen kann, gemessen, und es wird nach Maßgabe des durch den Verbraucher gehenden Heizmediumstroms die Vorlauftemperatur der Wärmequelle verstellt. Die Messung des Durchsatzes durch den Verbraucher ist indirekt durch eine Differenzdruckmessung an beiden Seiten eines dem Verbraucher vorgeschalteten Thermostatventils bewerkstelligt.Through the main patent (patent application P 23 11 691.8-16) solution that has become known is the throughput of heating medium through the consumer, that consists of a large number of radiators connected in parallel and / or a domestic water heater may exist, measured, and it will be as determined by the consumer The flow temperature of the heat source is adjusted by the heating medium flow. The measurement of the Throughput through the consumer is indirect through a differential pressure measurement accomplished on both sides of a thermostatic valve upstream of the consumer.

Verringert sich die Wärmeanforderung durch den Verbraucher bzw.If the heat demand by the consumer or

die Wärmeabnahme vom Verbraucher, dann wird weniger Heizmedium pro Zeiteinheit durch den Verbruacher durchgesetzt. Als Folge davon muß bei konstant weiterlaufender Pumpe der Differenzdruck am Verbraucher ansteigen. Mit diesem steigenden Differenzdruck bzw. fallenden Durchsatz wird nun die Temperatur der Vorlaufleitung über ein Wärmequellenstellglied verringert, so daß der Verbraucher gezwungen wird, zur Beibehaltung seiner Wärmeabgabe bei nun niedrigerer Vorlauftemperatur einen erhöhten Heizfluid-Durchsatz zuzulassen. Der Vorteil der Anordnung liegt einmal im Vermeiden unnötiger Wärmeverluste durch eine zu hohe Vorlaufleitungstemperatur und zum anderen darin, daß bei thermostatventilgesteuerten Verbrauchern die Thermostatventile im schallmäßig optimalen Uffnungsbereich arbeiten. Hierdurch werden unnötige Geräuschbelästigungen vermieden.the heat consumption from the consumer, then less heating medium per Unit of time enforced by the criminal. As a result, it must be constant If the pump continues to run, the differential pressure at the consumer will increase. With this rising Differential pressure or falling throughput is now the temperature of the flow line reduced via a heat source actuator so that the consumer is forced to to maintain its heat output at a now lower flow temperature allow increased heating fluid throughput. The advantage of the arrangement lies once in avoiding unnecessary heat losses due to an excessively high flow line temperature and on the other hand that the thermostatic valves in the case of thermostatic valve-controlled consumers work in the sound-wise optimal opening area. This creates unnecessary noise nuisance avoided.

Obwohl nach dem Hauptpatent eine durchaus funktionsfähige Lösung der Aufgabe, die Temperatur der Vorlaufleitung einer Heizungsanlage dem tatsächlichen Wärmebedarf der Summe der einzelnen Heizkörper anzupassen, gefunden ist, hat sich die Zusatzerfindung die Aufgabe gestellt, weitere Lösungen zur Befriedigung derselben Aufgabe anzubieten.Although, according to the main patent, it is a fully functional solution for the Task to match the actual temperature of the flow line of a heating system Adjusting the heat requirement to the sum of the individual radiators has been found the additional invention set the task of further solutions to satisfy the same Offer task.

Diese Aufgabe wird in zum Hauptpatent nebengeordneter Art durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens gehen aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie des anhand der einzigen Figur erläuterten Ausführungsbeispiels der Erfindung hervor.This task is made in a secondary manner to the main patent by the solved in the characterizing part of the main claim specified features. Further Refinements and advantageous developments of the inventive idea go from the subclaims, the following description and based on the single figure illustrated embodiment of the invention.

Durch diese Lösung liegt der technische Fortschritt in einer erheblichen Erhöhung des Wirkungsgrades der Heizungsanlage in Verbindung mit einer Senkung des Geräuschpegels am Verbraucher.This solution means that the technical progress is considerable Increase in the efficiency of the heating system in connection with a reduction in the Noise level at the consumer.

Anhand der Figur, die eine schematische Darstellung einer Heizungsanlage zeigt, ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Ein Umlaufwasserheizer 1 weist eine Wärmequelle 2 auf, die aus einem Wärmetauscher 3 und einem Brenner 4 besteht, der von einem Magnetventil 5 gesteuert ist. An den Wärmetauscher 3 der Wärmequelle ist eine, eine Pumpe 6 aufweisende, Rücklaufleitung 7 angeschlossen, von dem Wärmetauscher 3 wird das Heizfluid über eine Vorlaufleitung 8, die Temperaturfühler 9 und 10 aufweist, zu einem Verbraucher 11 geführt, dem ein Thermostatventil 12 vorgeschaltet ist, Der Verbraucher 11 kann aus einer Vielzahl paralleler Radiatoren bestehen, denen jeweils ein gesondertes Thermostatventil 12 vorgeschaltet ist, es kann sich aber auch um einen Brauchwasserbereiter handeln. Weiterhin ist die Möglichkeit gegeben, daß der Verbraucher 11 sowohl aus einer Vielzahl parallel geschalteter Radiatoren als auch um einen gleichzeitig gespeisten Brauchwasserbereiter handelt. In der Rücklaufleitung 7 ist ein weiterer Temperaturfühler 13 vorgesehen.Based on the figure, which is a schematic representation of a heating system shows, an embodiment of the invention is explained in more detail. A circulating water heater 1 has a heat source 2, which consists of a heat exchanger 3 and a burner 4, which is controlled by a solenoid valve 5. To the heat exchanger 3 of the A heat source is connected to a return line 7 having a pump 6, from the heat exchanger 3, the heating fluid is supplied via a flow line 8, the temperature sensor 9 and 10, led to a consumer 11 to which a thermostatic valve 12 is connected upstream, the consumer 11 can consist of a large number of parallel radiators exist, each of which is preceded by a separate thermostatic valve 12, it but can also be a water heater. There is also the possibility given that the consumer 11 both from a variety of parallel Radiators as well as a domestic water heater that is fed at the same time. Another temperature sensor 13 is provided in the return line 7.

Während der Temperaturfühler 9 über eine Meßleitung 14 auf einen Regler 15 geschaltet ist, sind die beiden Temperaturfühler 10 und 13 über entsprechende Meßleitungen 14 auf einen Vergleicher 16 geschaltet. Der Vergleicher 16 ist über eine Signalleitung 17 mit einem Sollwertgeber 19 des Reglers 15 verbunden, dessen Ausgang über eine Stelleitung 18 mit einer Spule 21 des Magnetventils 5 verbunden ist.While the temperature sensor 9 via a measuring line 14 to a controller 15 is switched, the two temperature sensors 10 and 13 are via corresponding Measuring lines 14 connected to a comparator 16. The comparator 16 is over a signal line 17 is connected to a setpoint generator 19 of the controller 15, whose The output is connected to a coil 21 of the solenoid valve 5 via a control line 18 is.

Die eben beschriebene Regeleinrichtung für die Heizungsanlage hat folgende Funktionen: Die Heizungsanlage, bestehend aus der Wärmequelle 2 und dem Verbraucher 11, wird zunächst durch einen Regelkreis, bestehend aus dem Meßglied 9, dem Regler 15 und dem Stellglied 5/21 beherrscht. Es handelt sich hier um einen Zweipunktregler, das Meßsignal des Temperaturfühlers 9 wird im Regler 15 mit einem Sollwert, gegeben von dem Sollwertgeber 19, verglichen. Nach Maßgabe der Soll-Istwertabweichung resultiert auf der Stelleitung 18 ein Befehl zur Betätigung des Stellgliedes 5/21 für die Wärmequelle 2.The control device just described for the heating system has the following functions: The heating system, consisting of heat source 2 and the Consumer 11 is initially controlled by a control circuit consisting of the measuring element 9, the controller 15 and the actuator 5/21. This is one Two-point controller, the measurement signal of the temperature sensor 9 is in the controller 15 with a Setpoint given by the setpoint generator 19 compared. According to the target / actual value deviation results on the control line 18 to operate the actuator 5/21 for the heat source 2.

Bei Oberschreiten der Solltemperatur schließt das Magnetventil, bei unterschrittenem Sollwert wird der Brenner 4mit Brennstoff versorgt. Ob der Brenner mit Gas, mit Ul oder festen Brennstoffen beheizt wird, ist für die Funktion der Regeleinrichtung belanglos. Die Wärmequelle könnte auch aus einer elektrischen Widerstandsschaltung bestehen, das Stellglied 6/21 wäre dann als Schütz auszubilden.If the target temperature is exceeded, the solenoid valve closes The burner 4 is supplied with fuel when the target value is not reached. Whether the burner Is heated with gas, with Ul or solid fuel, is for the function of the Control device irrelevant. The heat source could also consist of an electrical resistance circuit exist, the actuator 6/21 would then be designed as a contactor.

Es wäre genauso möglich, durch eine andere Ausbildung des Stellgliedes 5/21 ein Proportional- oder Quasiproportionalverhalten des Reglers zu erreichen, wenn man die Brennstoffzufuhr kontinuierlich verstellen würde bzw. bei elektrisch beheizter Wärmequelle mit einer Halbleiterleistungssteuerung arbeiten würde. Durch die beiden Temperaturfühler 10, 13 wird nun auf den Sollwertgeber 19 für den Regler 15 Einfluß genommen: Zeigt es sich, daß der Wärmebedarf des Verbrauchers 11 kleiner wird, z.B. nach erfolgtem Aufheizen einiger Räume durch die zugehörigen Radiatoren, so werden die Meßfühler 20 der Thermostatventile 12 einen entsprechenden Schließbefehl an die Ventile 12 geben. Damit wird der Heizfluid-Durchsatz durch den Verbraucher 11 gedrosselt, das Heizfluid verbleibt länger in den Verbrauchern 11.It would just as well be possible by a different design of the actuator 5/21 to achieve a proportional or quasi-proportional behavior of the controller, if you were to adjust the fuel supply continuously or with electrical heated heat source would work with a semiconductor power controller. By the two temperature sensors 10, 13 is now on the setpoint generator 19 for the controller 15 Influenced: Does it show that the heat demand of the consumer 11 is lower e.g. after some rooms have been heated up by the associated radiators, so the sensors 20 of the thermostatic valves 12 are a corresponding closing command to the valves 12. This increases the heating fluid throughput through the consumer 11 throttled, the heating fluid remains longer in the consumers 11.

Hieraus resultiert aber eine größere Abkühlung des Heizfluids in den Verbrauchern, so daß die Differenztemperatur am Verbrauchereingang/Verbraucherausgang ansteigen wird. Ein Ansteigen dieser Differenztemperatur bedeutet, daß von der Wärmequelle 2 zuviel Wärme erzeugt wird, die vom Verbraucher 11 nicht abgeführt wird.However, this results in greater cooling of the heating fluid in the Consumers, so that the temperature difference at the consumer input / output will increase. An increase in this differential temperature means that from the heat source 2 too much heat is generated that is not dissipated by the consumer 11.

Hieraus resultiert ein unwirtschaftliches Arbeiten der Heizungsanlage, da die zu hohe Vorlauftemperatur durch die Wärmequelle sowie die Zuleitung 8 zu dem Verbraucher 11 nutzlos abgestrahlt wird.Oberschreitet somit die Differenztemperatur, gemessen von den Temperaturfühlern 10 und 13,.einen bestimmten einstellbaren Grenzwert, der von einem Grenzwertgeber 22 für die Temperatur spreizung festgelegt ist und über die Sollwertleitung 23 dem Vergleicher 16 zugeführt wird, so wird über die Signalleitung 17 ein veränderter Sollwert auf den Sollwertgeber 19 gedrückt.This results in an uneconomical operation of the heating system, because the flow temperature is too high due to the heat source and the supply line 8 the consumer 11 is radiated uselessly. If the differential temperature is exceeded, measured by the temperature sensors 10 and 13, a certain adjustable limit value, which is set by a limit indicator 22 for the temperature spread and via the setpoint line 23 dem Comparator 16 is supplied, so a changed setpoint is sent to setpoint generator 19 via signal line 17 pressed.

Ober die Sollweltleitung 24 wird dem Regler 15 damit ein veränderter Sollwert eingegeben, der nach Maßgabe des vom Temperaturfühlers 9 gemessenen Istwertes in einem Schließ-Stellbefehl für das Stellglied 5/21 resultiert. Da somit die Leistung der Wärmequelle reduziert wird, wird sich die Temperatur der Vorlaufleitung 8 abkühlen. Diese Abkühlung der Vorlauftemperatur wird dem Temperaturfühler 10 mitgeteilt, so daß die Differenztemperatur am Verbraucher 11 sinkt. Ist der am Grenzwertgeber 22 eingestellte Grenzwert nach weiterem Absinken der Temperatur der Vorlaufleitung erreicht, wird der Sollwert des Sollwertgebers 19 wieder korrigiert. Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung bewirkt also eine laufende Anpassung der Vorlauftemperatur über die Leistung der Wärmequelle an die Wärmeabnahme des Verbrauchers.The controller 15 is thus changed via the setpoint line 24 The setpoint is entered according to the actual value measured by the temperature sensor 9 results in a closing command for the actuator 5/21. Since, therefore, the performance the heat source is reduced, the temperature of the flow line 8 will cool down. This cooling of the flow temperature is communicated to the temperature sensor 10, see above that the differential temperature at the consumer 11 drops. If the limit switch 22 Set limit value after the temperature of the flow line has dropped further reached, the setpoint of the setpoint generator 19 is corrected again. The inventive The control device thus effects a continuous adjustment of the flow temperature the power of the heat source to the heat consumption of the consumer.

Ist es in den Wohnräumen zu kalt, werden die Temperaturfühler 20 einen Uffnungsbefehl an die Thermostatventile 12 geben. Hierdurch nimmt der Durchsatz von Heizfluid durch den Verbraucher 11 zu.If it is too cold in the living rooms, the temperature sensors 20 are a Give the opening command to the thermostatic valves 12. This increases throughput of heating fluid through the consumer 11 to.

Bei schnellerem Durchlaufen des Heizfluids durch den Verbraucher wird die Temperaturdifferenz am Verbraucher, gemessen durch die Temperaturfühler 10 und 13, unter einen Grenzwert sinken.When the heating fluid flows through the consumer faster the temperature difference at the consumer, measured by the temperature sensors 10 and 13, drop below a limit.

Der Vergleicher 16 stellt dieses Absinken unter den Grenzwert fest und nach Maßgabe des am Grenzwertgeber 22 eingestellten Grenzwertes resultiert eine Korrektur des Sollwertes des Sollwertgebers 19. Der entsprechende Stellbefehl des Reglers 15 wird in einer verstärkten Wärmezufuhr durch die Wärmequelle 2 bestehen, bis sich die Verhältnisse in der Heizungsanlage wieder stabilisiert haben. In jedem Betriebszustand der Heizungsanlage wird demgemäß erreicht, daß die Temperatur der Vorlaufleitung 8 nur so hoch ist, wie sie zur Erreichung der Wärmeanforderung durch den Verbraucher 11 sein muß.The comparator 16 determines this drop below the limit value and in accordance with the limit value set on limit value transmitter 22, a result Correction of the setpoint of the setpoint generator 19. The corresponding control command of the Controller 15 will consist of an increased supply of heat from heat source 2, until the conditions in the heating system have stabilized again. In each Operating condition of the heating system is achieved accordingly that the temperature of the Flow line 8 is only as high as it is to achieve the heat requirement the consumer 11 must be.

Ansprüche: L e e r s e i t eExpectations: L e r s e i t e

Claims (2)

Ansprüche 1. Regeleinrichtung für eine Heizungsanlage mit einer stellgliedgesteuerten Wärmequelle und einem über Vor- und Rücklaufleitungen angeschlossenen Verbraucher, dessen Vorlauftemperatur an der Vorlaufleitung von einem Temperaturfühler gemessen und nach Vergleich mit einem Sollwert vom Stellglied beeinflußt ist, insbesondere nach Patent (Patentanmeldung P 23 11 691.8-16) da d u r c h gek e n n z e i c h ne t, daß der Sollwert (19) der Regeleinrichtung (15) nach Maßgabe der Temperaturdifferenz am Verbraucher (11) im Sinne einer Anpassung der Temperatur. der Vorlaufleitung an die vom Verbraucher abgenommene Leistung verstellt ist. Claims 1. Control device for a heating system with an actuator-controlled Heat source and a consumer connected via supply and return lines, its flow temperature measured on the flow line by a temperature sensor and is influenced by the actuator after comparison with a setpoint value, in particular according to patent (patent application P 23 11 691.8-16) da d u r c h gek e n n n z e i c h ne t that the setpoint (19) of the control device (15) in accordance with the temperature difference on the consumer (11) in the sense of an adjustment of the temperature. the supply line is adjusted to the service accepted by the consumer. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Vorlaufleitung (8) und in der Rücklaufleitung (7) je ein Temperaturfühler (10,13) vorgesehen ist, die über Meßleitung (14) einem Vergleicher (16) aufgeschaltet sind, der nach Vergleich der gemessenen Temperaturdifferenz mit einem von einem Grenzwertgeber (22) gelieferten Grenzwert den Sollwertgeber (19) des Reglers (15) beeinflußt.2. Control device according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that in the flow line (8) and in the return line (7) each have a temperature sensor (10.13) is provided, which is connected to a comparator (16) via measuring line (14) after comparing the measured temperature difference with one of a Limit value transmitter (22) the setpoint value transmitter (19) of the controller (15) influenced.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3235364A1 (en) * 1982-09-24 1984-03-29 Danfoss A/S, 6430 Nordborg HOT WATER HEATING SYSTEM
DE3518889A1 (en) * 1985-05-25 1986-11-27 Janos 7815 Kirchzarten Györvari Method and device for controlling heating systems

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