DE3032089A1

DE3032089A1 - Abschalteinrichtung fuer die umwaelzpumpe einer geregelten heizanlage mit mischventil

Info

Publication number: DE3032089A1
Application number: DE19803032089
Authority: DE
Inventors: Josef 5063 Overath Diekers; Hans Ing.(grad.) 5062 Forsbach Lamberti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-26
Filing date: 1980-08-26
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE3032089C2

Description

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Γ, . ^l .'3 21. Aug. 1980

Ing.· (grad.) Hans Lambert! 5062 Forsbach

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¹ "Abschalteinrichtung für die Umwälzpumpe einer ge-

I regelten Heizanlage mit.Mischventil ⁿ ■

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! Die Erfindung bezieht sich auf eine Abschalteinrichtung für

die Umwälzpumpe einer geregelten Heizanlage mit Mischventil, das durch Stellimpulse entsprechend der Soll/Ist-Differenz der Temperatur auf- bzw. zugestellt wird.

Bei solchen Heizanlagen wird die Vorlauftemperatur des Kessels

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ι entweder von Hand eingestellt oder, bei witterungsgeführten

! Anlagen entsprechend der Außentemperatur bzw. bei raumproportionalen Reglern entsprechend der Raumtemperatur, als Führungsgröße selbsttätig nachgestellt.

Durch die DE-PS 25 31 739 ist bereits eine solche Abschalteinrichtung für die Umwälzpumpe bekanntgeworden, bei der das Verhältnis der Pausenzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden ZuImpulsen zur Dauer dieser Zu-Impulse gebildet und mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird. Bei dieser bekannten Einrichtung wird bei Unterschreitung des Grenzwertes die Pumpe so lange abgeschaltet, bis der erste Auf-Impuls die Pumpe wieder einschaltet.

' Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abschaltung der Pumpe auf eine erheblich einfachere und sicherere Weise vorzunehmen, die noch dazu weniger störanfällig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zahl der auf dem letzten Auf-Impuls folgenden Zu-Impulse in einem Zähler summiert und bei Erreichen einer vorbestimmten und fest eingestellten Gesamtzahl die Pumpe so lange abgeschaltet wird, bis der erste Auf-Impuls sie wieder einschaltet.

Im Unterschied zu der bekannten Einrichtung wird hier ledig-

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lieh die Zahl der Zu-Impulse nach dem letzten Auf-Impuls ge-

zählt und die Abschaltung der Pumpe bei Erreichen einer vor- j

bestimmten Gesamtzahl vorgenommen. j

Vorzugsweise wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, \ daß der Brenner gleichzeitig mit der Pumpe ein- bzw. ausge- ! schaltet wird. !

j Durch eine solche Einrichtung ergibt sich die Möglichkeit einer !

erheblichen Energieeinsparung, ohne die Nachteile einer Korro- ι

sion des Kessels oder einer Versottung des Schornsteins in j

Kauf nehmen zu müssen. ■

In Weiterbildung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß der Mischer über ein Zeitglied verzögert nach dem Einschalten der Umwälzpumpe bzw. auch des Brenners geöffnet, beim Abschalten derselben aber ohne Verzögerung geschlossen wird. Eine Aufheizung des Kessels vor dem öffnen des Mischers gewährleistet einerseits ein schnelles Durchfahren der korrosionskritischen Kesseltemperaturen; andererseits wird durch das Einschalten der Pumpe vor dem Öffnen des Mischers und damit vor Inbetriebnahme der Regelung das Wasser im Heizsystem bereits umgewälzt und eventuell am Vorlauffühler entstehende Stauwärme abgeführt.

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Schließlich wird in Weiterbildung der Erfindung noch vorgeschlagen, daß die Pumpe unabhängig vom Zustand der übrigen Einrichtung jeweils morgens für kurze Zeit eingeschaltet wird. Dadurch wird verhindert, daß sich Stauwärme am Temperaturfühler bildet und zu Fehlmessungen bzw. Verzögerungen der

i Regelautomatik führt. Außerdem wird ein eventuelles Festsitzen J der Pumpe im Sommerbetrieb (längerer Stillstand) vermieden.

■ Vorzugsweise ist der _ähler für die Auf-Impulse ein Modulo-N- \ Zähler mit fest eingestelltem Teilerfaktor und mit Rücksetz- ! eingang, dem die Zu-Impulse über ein Oder-Gatter zugeführt

j werden, das bei Einzahlung der dem eingestellten Teilerfaktor j entsprechenden Impulszahl den Zählereingang auf dessen Aus-

I gang schaltet, der dann einen Dauerimpuls abgibt und damit I unabhängig vom Auftreten weiterer Zu-Impulse die Pumpe bzw. den Brenner abgeschaltet hält, während ein am Rücksetzeingang ankommender Auf-Impuls den Zähler auf Null zurücksetzt.

In Weiterbildung enthält die vorgenannte Einrichtung ein dem I Stellmotor für die Schließung des Mischventils bzw. einem

^; diesem zugeordneten Relais vorgeschaltetes Oder-Gatter, das : ihm entweder die vom Regler gegebenen Zu-Impulse oder den ¹ bei Erreichen des eingestellten Teilerfaktors vom Zähleraus- ; gang abgegebenen Dauerimpuls so lange zuführt, bis der Zähler durch einen Auf-Impuls vom Regler rückgesetzt wird.

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Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungeneispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

j Pig. 1 eine schematische Darstellung einer Heizungs- i anlage, deren Temperatur über das Mischventil geregelt wird;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines elektronischen Reglers für das Mischventil mit erfindungsgemäßer Abschalteinrichtung und

Fig. 3 ein Schaltbild des in Fig. 2 strichpunktiert eingerahmten Teiles.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Abschaltung der Umwälzpumpe. In entsprechender Weise kann aber auch zusätzlich der Brenner abgeschaltet werden, wobei gegebenenfalls auch ein Zeitglied für eine verzögerte Einschaltung der Pumpe sorgt.

Die in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Heizanlage enthält einen Heizkessel 1, der bei 2 das durch den Brenner erhitzte Wasser abgibt und das abgekühlte Wasser bei 5 wieder empfängt, ein Mischerventil 4, eine Umwälzpumpe 5 und einen Heizkörper 6, der in dieser vereinfachten Darstellung an die Stelle aller insgesamt in der Heizanlage vorhandenen Heizkörper tritt.

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Das Wasser wird im Heizkessel auf eine konstante Temperatur, beispielsweise 80⁰C, erhitzt und gelangt von dem Auslauf 2 zum Mischventil 4. Dort wird es je nach Stellung des Mischventils zu einem Teil über die Pumpe und den Heizkörper 6, zum anderen Teil direkt in die Rückleitung und von da in den Einlaß 3 des Heizkessels 1 geleitet.

Das Mischventil läßt sich zwischen zwei Grenzstellungen in bekannter Weise stufenlos oder in mehreren Stufen verstellen. In der einen Grenzlage wird alles Heißwasser vom Mischventil direkt zum Rücklaufeinlaß 3 zurückgeleitet, während das Mischventil in der anderen Grenzlage alles bei 2 austretende Heißwasser der Umwälzpumpe 5 und dem Heizkörper 6 zuleitet. Die Regelung der Wärmeabgabe vom Heizkörper 6 in den Raum und damit der Raumtemperatur erfolgt also durch Zu- oder Aufstellen des Mischventils, insbesondere durch zwei in entgegengesetzten Richtungen lautende Motoren, denen von dem Regler elektrische Stellimpulse zugeführt werden. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Vierwegeventil. Dreiwegeventile arbeiten in ähnlicher Weise.

Der in Fig. 2 schematisch dargestellte Regler umfaßt eine Meßbrücke 7 zur Messung der Ist-Temperatur des vom Heizkörper 6 zu beheizenden Raumes, wobei ein Temperaturfühler bekannter Funktionsweise verwendet wird. Auf die Art der Tem-

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^: peratunnessung und die Schaltung der Meßbrücke kommt es aber ;

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bei der Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Erfindung j

■ nicht an. Bei 8 wird der Sollwert, also die gewünschte Raum-

j temperatur, eingestellt. Der Istwert und der Sollwert werden dem Bauteil 9 des Reglers zugeführt, der diese beiden

j Werte miteinander vergleicht und aus der Soll/Ist-Differenz I

Stellimpulse bildet. An den Regelverstärker 9 schließen sich

die beiden Schaltstufen 11 und 12 an, von denen die Schaltstufe 11 Auf-Impulse und die Schaltstufe 12 Zu-Impulse lie-' fert. Die von diesen Teilstufen gelieferten Impulse werden : durch die Rückführung 10 in den Regelverstärker zurückge-

\ geben, um diesem das gewünschte Regelverhalten zu verleihen.

; Es ist auch bei raumproportionalen sowie bei witterungsge-

! steuerten Reglern üblich, von der Raum- bzw. Außentemperatur ! die Yorlauftemperatur des Heizsystems zu steuern.

; An die Ausgänge der Schaltstufen 11 und 12 ist ein Ausgangs- ! teil 13 angeschlossen, der die Relais für die beiden Stelli motoren des Mischventils und eine Schaltung zur selbsttätigen Abschaltung der Umwälzpumpe enthält. An diesen Ausgangs-I teil 13 sind die vorgenannten beiden Stellmotoren H und 16 und der Pumpenmotor 15, letzterer gegebenenfalls noch unter Zwischenschaltung eines Schaltschützes, angeschlossen.

j Der in Fig. 2 strichpunktiert dargestellte Teil, der den

j Ausgang der beiden Schaltstufen 11 und 12 sowie den Ausgangs-

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teil 13 umfaßt, ist in Pig. 3 in einem detaillierten Schalt-

ί bild dargestellt.

Ton den Schaltstufen 12 und 11 werden die Zu- und Auf-Impulse '

über die Leitungen 17 und 18 den beiden Pegelanpassungs- und ■ Impulsformerstufen I9 und 20 zugeführt. Der Ausgang der Stufe

i 19 ist an ein Oder-Gatter 22 geführt, dessen Ausgang zum Ein- ; gang 24 eines Binär-Modulo-N-Zähler 23 führt, dessen Teiler- ^l faktor N bis 512 wählbar ist. Im erprobten Ausführungsbeispiel wurde der Teilerfaktor N = 128 gewählt, der sich gut bewährt j hat.

Die von den Auf-Signalen abgeleiteten Impulse werden vom Ausgang der Stufe 20 dem Zählerrücksetzeingang 26 zugeführt. ! Dadurch wird der Zähler bei Jedem Auf-Impuls in die NuIl- ! stellung gebracht. In diesem Zustand führt der Zählerausgang 25 Null-Signal, wodurch über den Schaltverstärker 28 das Relais ReI 3 abgeschaltet und über den Ruhekontakt d~ die bei 15 angeschlossene Pumpe eingeschaltet wird.

Die vom Oder-Gatter 22 auf den Eingang 24 des Zählers 23 gelieferten Zu-Impulse werden vom Zähler 23 gezählt. Solange die durch den gewählten Teilerfaktor N bestimmte Anzahl von Impulsen noch nicht eingezählt worden ist, behält der Ausgang 25 Null-Signal und die Pumpe läuft weiter. Sobald der

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ι Zähler den Teilerfaktor N erreicht hat, wird der Ausgang j des Zählers auf 1-Signal umgeschaltet und über das Relais ReI 3 die Pumpe abgeschaltet. Das geschieht auch bei Witterungsänderung oder Niveauabsenkung, wenn weniger Wärme angefordert wird.

Das 1-Signal am Ausgang 25 des Zählers wird auf den zweiten Eingang des Oder-Gatters 22 rückgeführt. Dadurch wird der Zustand "Pumpe ausgeschaltet" solange aufrechterhalten, bis ein Auf-Impuls am Rückstelleingang 26 des Zählers 23 eintrifft und den Zähler zurücksetzt.

Der Ausgang 25 dee Zählers ist über die Leitung 27 ferner auch über ein weiteres Oder-Gatter 21 mit dem Relais ReI 2 verbunden, das sonst die Zu-Impulse von Leitung 17 erhält. Dadurch wird das Relais ReI 2 im angezogenen Zustand gehalten, solange die Pumpe abgeschaltet ist.

Claims

. 21. August 1980 Γ- .}. 'Γ .'.iic" 1 ->7 ■ i Ing. (grad.) Hans Lamberti Forsbach Patentansprüche

1. Abschalteinrichtung für die Umwälzpumpe einer geregelten Heizanlage mit Mischventil, das durch Stellimpulse entsprechend der Soll/Ist-Differenz der Temperatur auf- bzw.

j zugestellt wird, dadurch gekennzeich-

, net, daß die Zahl der auf den letzten Auf-Impuls fol-

, genden Zu-Impulse in einem Zähler (23) summiert und bei

Erreichen einer vorbestimmten und fest eingestellten Gesamtzahl (N) die Pumpe so lange abgeschaltet wird, bis der : erste Auf-Impuls sie wieder einschaltet.

2. Abschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner gleichzeitig mit der Pumpe ein- bzw. ausgeschaltet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (4) über ein

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Zeitglied verzögert nach dem Einschalten der Umwälzpumpe geöffnet, beim Abschalten derselben aber ohne Verzögerung geschlossen wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (23) ein Binär-Modulo-N-Zähler mit fest eingestelltem Teilerfaktor (N) und mit Rucksetzeingang (26) ist, dem die Zu-Impulse über ein Oder-Gatter (22) zugeführt werden, das bei Einzahlung der dem eingestellten Teilerfaktor (N) entsprechenden Impulszahl den Zählereingang (24) auf dessen Ausgang (25) schaltet, der dann einen Dauerimpuls abgibt und damit unabhängig vom Auftreten weiterer Zu-Impulse die Pumpe bzw. den Brenner abgeschaltet hält, während ein am Rücksetzeingang (26) ankommender Auf-Impuls den Zähler auf Null rücksetzt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein dem Stellmotor (H) für die Schließung des Mischventils (4) bzw. einem diesem zugeordneten Relais (ReI 2) vorgeschaltetes Oder-Gatter (21), das ihm entweder die vom Regler (9) gegebenen Zu-Impulse oder den bei Erreichen des eingestellten Teilerfaktors (N) vom Zählerausgang abgegebenen Dauerimpuls so lange zuführt, bis der Zähler durch einen Auf-Impuls vom Regler rückgesetzt wird.