DE3036121A1 - Verfahren zum betrieb einer zentralkessel-stockwerksheizung und anlage zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Beschreibung —3-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage, die die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1 aufweist.

Das Betriebsverfahren einer derartigen bekannten Heizungsanlage ( DE-OS 29 04 737 ) geht zur Erzielung langer Kesselstillstandzeiten im Schwachlastbetrieb und wegen kombinierter Warmwasserer-hitzung in den Speicherbehältern davon aus, daß die Ladetemperatur des ^Behälters den Wert 60° nicht unterschreitet. Hierdurch obliegt den Thermostatventilen der heizkörper im Schwachlastbereich ein ungewöhnlich großer Regelbereich, den diese nur unvollkommen beherrschen.

Die Erfindung bezweckt bei einer Anlage ohne funktionsmäßig bedingte untere Ladetemperaturgrenze, ein Betriebsverfqhren zu schaffen, bei dem die Thermostatventile im gesamten H'eizlastbereich in Übereinstimmung mit dem Betrieb einer Zentralheizung möglichst ihre optimale Vorlauftemperatur erhalten. Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des kennzeichneten Teils des Anspruches 1.

Eine erste Version des erfindungsgemäßen Verfahrens ⁿi^mnrfc gemäß Anspruch 2 direkten Sezug auf die mit einer Mischeinrichtung versehene genannte, bekannte Heizungsanlage.

Das erfindungsgemäße Verfahren erzielt aber auch ohne Vorhandensein der Mischeinrichtung Stillstandzeiten, die für einen Kessel extrem geringer Wärmekapazität in Bezug auf den Anlagenwirkungsgrad ausreichen. Daher wirkt sich das Verfahren· in einer Vereinfach#ung der Heizungsanlage entsprechend Anspruch 3 und als dazwischenliegende Lösung entsprechend Anspruch 4 aus.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Beispielen erläutert. Die Zeichnung zeigt für vier Anordnungs- und Betriebsfälle einer Zentralkessel-Stockwerksheizung je ein Temperaturbild und darin eingezeichnet die zugehörige Ausbildung des Pumpeneintrittsbereiches und zwar mit

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Fig, 1 für ein Verfahren noch außerhalb der Erfindung bei einer Anlage mit Konstantmischer,

Fig. 2 für das Verfahren entsprechend Figur 1, jedoch erfindungsgemäß abgewandelt,

Fig. 3 für ein Verffiren einer mischerlosen Heizungsanlage,

Fig. 4· für ein Verfahren, das teils mit Figur 2 und teils mit Figur 3 * übereinstimmt. .

Der in Figur 1 eingezeichnete Ausschnitt zeigt eine in der Wohnungszentrale der Anlage angeordnete Pumpe 1, eine Verbindung 2 mit dem Entnahmestutzen eines heizwassergefullten Speicherbehälters, eine Vorlaufleitung 3 des Wohnungsheiznetzes und ent-, sprechend eine Rücklauf leitung 4·. In der Verbindung 2 und in einem Rücklaufbeimischkanal 5 sind je eine Drosselstelle 6a und 6b eingebaut. Die beiden Drosseln bilden einen Konstantmischer, das heißt eine in der OS 29 04· 737 beschriebene Einrichtung, bei der der Pumpe 1 das Entnahmewasser aus dem Behälter und das

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Rücklaufwasser aus dem ^exznetz unabhängig von der Fördermenge in einem konstanten Mischungsverhältnis zuströmt.

Der nicht gezeichnete linksseitige Teil des Ausschnittes ist entsprechend genannter Literaturstelle der Strömungsikreis eines extrem wasserarmen und leichten Kessels. Zu dem· Strömungskreis gehören eine leistungsstarke Kesselpumpe, eine Steigleitung ' und davon abzweigend der Anschluß des besagten Behälters über einen Schnellverstell-Drehschieber. Rechtsseitig vom Ausschnitt liegt die Gesamtheit der Wohnungsheizkörper, deren Auslege-Vorlauftemperatur in dem Beispiel 80° und dessen Auslege-Rücklauftemperatur 60° sind.

Die ^urafik der Figur 1 zeigt für dieses H_ei_Zkörpernetz die über die Außentemperatur $_a aufgetragene Vorlauftemperatur $_v, mittlere Temperatur v_m und Rücklauftemperatur ^_R. Wegen des Konstantmischers verläuft oberhalb dieser Kurvenschar mit zur Außentemperaturdifferenz proportionaler Differenz 9_T - $_p die Ladetem-

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peraturkurve τ/-^ des Behälters, die wegen der vertikalen und schlanken Behälterbauweise praktisch über die ganze Seit jeder Entladephase hindurch konstant einen jeweils gleich großen Wert

ORIGINAL INSPECTED

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als Etnahme- oder Liefertemperatur ^L ergibt. Für den Punkt v_& = +5° ist die Temperaturdifferenz d-, - $_R durch einen Maßpfeil markiert. Die Temperaturdifferenz ist das Kriterium der Ladekapazität des Behälters.

Gemäß der Grafik nach Figur 1 wird ein ^etriebsverf^hren durchgeführt, bei dem die ttKurve eine von and voreingestellte Reglerheizkurve ist. Weiters Merkmal dieses Verfahrens ist die dauernd konstante Drehzahl und damit die bei offenen Thermostatventilen konstante Fördermenge der Pumpe 1. Bezogen auf den genannten Zustandspunkt bei % = +5° lädt der Kessel den Behälter auf eine von oben bis unten gleichmäßige Temperatur von 60 auf. Mit dieser ^IJ-'emperatur speist der Behälter dann den Konstantmischer 6 solange, bis dort ein rascher £V-Abfall auf 44° erkannt und die nächste L_adephase veranlaßt wird.

^n Figur 2 ist der Ausschnitt der Heizungsanlage identisch mit dem von Figur 1, jedoch ist das Betriebsverfahren insoweit anders, als die Pumpe Λ bis herab zum Gefrierpunkt der Außentemperatur mit etwa um die Hälfte verringerter Fördermenge durch verringerte Drehzahl betrieben wird. Infolge der niedrigen Fördermenge folgt v-D in diesem Bereich rein thermisch einer tiefer liegenden Kurve. Damit dies die für die Heizkörperleistung maßgebende ν Kurve nicht verändert, wird am Reglerpotentiometer selbsttätig eine höhere Reglerheizkurve eingestellt. Diese Erhöhung von Vj₁ hebt die -tL Kurve in Bezug auf die J Kurve um das gleiche Maß an, um das sich die V Kurve abgesenkt hat.

Beispielsweise ein auf den Wert 83° +Ap/2 eingestellter separater Ladetem^peraturfühler am Kesselvorlauf spricht an, sobald^ V_a auf 0° abgesunken ist.'Durch diese Analogie wird die Pumpe in Abhängigkeit von der Außentemperatur auf die höhere Drehzahl des Auslegungsbetriebes umgeschaltet. Zugleich besorgt der Ladetemperaturfühler eine Umschaltung der Reglerheizkurve auf den Momentanwert 70°, der zu der V¹J₁ Kurve der Figur 1 gehört. Folglich entspricht die Kurvenschar rechts vom Umschaltpunkt derjenigen von Figur 1.

Vorteil des Verfahrens nach Figur 2·ist die in der Jahreshäufig-

keit weit überwiegende Anzahl Heizstunden oberhalb des Gefrierpunktes mit etwa doppelt so großer Temperaturdifferenz tL - *4 wie die in Figur 1. Dies zeigt der Maßpfeil für ^ = +5°· Die Stillstandzeit des ^essels wird dadurch doppelt so groß,oder es kann die an den Behälter anschließbare Heizlast wesentlich größör als vorher sein. Die Lage des Umschaltpunktes hat ihre Grenze in dem Bedenken, das v„ der hohen Heizkörperspreizung unangenehm hoch anwachsen zu lassen. Immerhin ist der Umsehaltpunkt noch für d_o m -5° denkbar.

Figur 3 zielt gemäß dem dort eingezeichneten Ausschnitt auf eine ausrüstungsmäßige Verbilligung ab, das heißt auf die von einer Rücklaufeinmündung und einer Drosselstelle befreite Verbindung? mit dem ^ehälterentnahmestutzen. Durch Fortfall des Konstantmischers ist die $r Kurve zugleich die -v^ Kurve. Allein durch die Zweistufigkeit der Pumpendrehzahl läßt sich hier eine Temperaturdifferenz SL - v_R erreichen, die im links vom Umschaltpunkt gelegenen Bereich mit der der Figur 1 übereinstimmt, wie der eingetragene Maßpfeil ausweist. Mit Rücksicht auf das gegenüber Figur 2 kleinere/^ν ist der Umschaltpunkt hier auf *y = 80° höhergerückt. Nur relativ wenige Jahresheizstunden liegen unterhalb des analogen d_ a -8°.

Die Stillstandzeiten des ausgekühlten ^esseis mögen hier hinsichtlich der Erzielung eines guten Anlagenwirkungsgrades ausreichen. Sie wären ein wenig größBr bei Wahl eines auf -- -ab t)_a = -15° bezogenen extrapolierten Endwertes von 95°· Der Endwert in Figur 3 wurde aber nur mit 90 angesetzt. Demgegenüber zeigen Figur 1 und 2 das erreichbare ⁿaximum, das nur noch durch Übergang auf ein Niedertemperatur-Heizkörpersystem vergrößerbar ist ·

Figur 4, der ebenfalls ein ν __„ von 90° zugrundeliegt, vereinigt die Vorteile der beiden Verfahren nach Figur 2 und 3· In dem Ausschnitt ist zwar wieder ein Rücklaufbeimischkanal 5 vorhanden aber mit eingefügtem Rückschlagventil 8. Bei der niedrigen Pumpendrehzahl ist das Ventil geschlossen. Bei der höheren Pumpehdrehzahl öffnet es infolge des erhöhten Saug druckes und bildet mit seinem inneren Widerstand dann zusammen

ORIGINAL INSPECTED

mit der Drosselstelle 6a den Konstantmischer. Es wäre ein erhöhter Aufwand, statt des Rückschlagventils ein gesteuertes Magnetventil vorzusehen. Das Verfahren nach Figur 4 benötigt keinen Reglerumschalter. Weiterer Vorteil gegenüber Figur 3 ist die Erhöhung der -^adetemperaturdifferenz rechts vom Umschaltpunkt, weshalb dieser weniger weit rechts von v^ = O⁰ zu liegen braucht. Vorteil gegenüber Figur 1 ist die niedrige Pumpendrehzahl in der weit überwiegenden Jahresheizzeit und damit die Vermeidung eines wahrnehmbaren Pumpenlaufgeräusches in dieser

Claims (4)

1. H. Brockerhoff Düsseldorf, den 22. Sept* 1980

   Ing. (grad.)

   Verfahren zum Betrieb einer Zentralkessel-Stockwerksheizungsanlage und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

   Patentansprüche

   M. j Verfahren zum Betrieb einer Zentralkessel-Stockwerksheizungsanlage, die einen außerhalb beheizter Räume angeordneten Kessel geringer Wärmekapazität, mindestens einen innerhalb beheizter Räume angeordneten heizwassergefüllten Speicherbehälter, einen zwischen dem behälter und einer Anzahl davon versorgter Heizkörper angeordnete Eümpe und eine die Ladetemperatur des Behälters der Außentemperatur gegenläufig nachführende Steuerung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladetemperatur als voreinstellbare Reglerheizkurve geführt wird, und daß die Pumpe mindestens etwa bis zum Gefrierpunkt der Außentemperatur mit verringerter Fördermenge betrieben wird und die dadurch abgesenkte Rücklauftemperatur durch Wahl einer erhöhten Reglerheizkurve derart kompensiert wird, daß die Kurve der mittleren ^eizkörpertemperatur gegenüber dem Auslegezustand unverändert bleibt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein einer Mischeinrichtung konstanten Mischungsverhältnisses eine oberhalb der Kurve der Heizkörpervorlauftemperatur liegende Reglerheizkurve eingestellt wird.
3. 3. Heizungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine direkte Verbindung(7)

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   der Pumpe (1) mit dem Behälterentnahmestutzen die Reglerheizkurve (-t^-r) mit der Kurve der Heizkörpervorlauf temperatur ($tr) identisch ist (s. Fig.3).
4. 4. Heizungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einmündung eines mit einem erst bei dem Saugdruck des Auslegungsbetriebs der Pumpe ( 1 ) öffnenden Rückschlagventil ( 8 ) versehenen Rücklaufbeimischkanals ( 5 ) in die Verbindung ( 2 ) der Pumpe ( 1 ) mit dem Behälterentnahmestutzen die Reglerheizkurve (vt) nur oberhalb des die Pumpenumschaltung bewirkenden Außentemperaturpunktes mit der Kurve der Heizkörpervorlauftemperatur ($y) identisch ist (s. Fig.4).