DE3110136A1 - Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer heizungsanlage - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung SW. trieb einer
• Heizungsanlage Die Erfindung bezi@ht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Umwälzpumpe in einer geregelten Heizungsanlage mit Mischventil, das durch Stelisignale entsprechend der Soll/Ist-Differenz der Temperatur Motor risch auf- bzw. zugestellt wird, sowie auf Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.
• Durch die DE-AS 25 31 739 ist ein. elektronische Abschalteinrichtung für die Umwälzpumpe einer geregelten Heizungsanlage mit Mischventil, das durch Stellimpulse entsprechend der Soll/Ist-Differenz dst: Temperatur motorisch auf- bzw. zugestellt wird, bekannt geworden, bei der das Verhältnis der Pausenzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zu-Impulsen zur Dauer dieser Zuimpulse gebildet und mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird, bei dessen Unterschreibung die Pulpe so lange abgeschaltet wird, bis der erste Auf-Impuls die Pumpe wieder einschaltet. Die vorliegende E;rfindung betrifft ein anderes Verfahren.
• Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Lebensdauer und/oder Betriebssicherheit der mit einr Umwälzpumpe ausgestatteten Heizungsanlagen mit Mischventil wesentlich su verbessern0 Ausgehend von den Überlegungen, daß beim Ausfall einer Heizungsanlage der vorstehend genannten Art meist der Motor der Umwälzpumpe ausfällt, daß dieses Ausfallen des Motors möglicherweise auf eine Überlastung zurückzuführen ist, die beim Einschalten des Motors nach längerer Stillstandsseit auftritt und daß diese Überlastung darauf zurückzuführen ist, daß zum Ingangsetzen der Umwälzpumpe nach längerer Stillstandszeit meist ein höheres Drehmoment aufzubringen ist als im Betrieb und dies auf Kalkablagerungen oder dergl. in der Umwälzpumpe während langdauernder Stillstandszeiten zurückzuführen zeinndürfte, wird die Aufgabe ge@äß der Erfindung dadurch gelöst, daß, sobald das Mischventil in den Bereich der Endstellung"Zu" gelangt ist, nach einer vorgegebenen Wartezeit der Motor der Umwälzpumpe jeweils automatisch periodisch abwech@@lnd für eine vorgegebene erste Zeit eingeschaltet und sodannf für eine vorgegebene zweite Zeit ausgeschaltet wird, und daß, wenn das Mischventil den Bereich der Endstellung "Zu" verläßt bzw. sich in einem anderen Bereich befindet, die Umwälzpumpe dauernd eingeschaltet ist.
• Es hat sich gezeigt, daß durch dieses m@hrmalige Einschalten der Umwälzpumpe während längerer Stillstandszeiten, also beispielsweise im Sommer, die vorstehend genannten Schwierigkeiten nicht auftreten und die Lebensdauer des Motors der Umwälzpumpe ganz bedeutend erhöht wird. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens entfällt die sonst häufig auftr@tende und bisher als unvermeidlich hingenommene Auswechselung der Umwälzpumpe schon nach wenigen Jahren bsw. kurzer Betriebszeit.
• Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet und nachstehend in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel derstellenden Figuren beschrieben. In den zum Teil schematisch stark vereinfacht gezeichneten Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen vers@hen.
• Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Heizungsanlage, Fig. 2 das Prinzipschaltbild des wichtigsten Teiles der Regelautomatik.
• Die in Fig. 1 schematisch vereinfacht dargestellte Heizungsanlage enthält einen Heizke@@el 1 mit Rauchgazabführung 2. Das erhitmte Kesselwasser wird als Kesselvorlauf über das Rohr 3 dem Mischventil 4 zugeführt und gelangt als Kasselrücklauf über das Rohr 5 wieder zum Heizkessel zurück. Eine vom Motor 6 angetriebene Umwälzpumpe 7 drUckt das warme Wasser des Heizungsvorlaufs vom Mischventil 4 über das Rohr 9 zum Heizkörper 10 (Ublicherweise hat die heizungsanlage viele Heizkörper). Das im Heizkörper 10 abgekühlte Heizungzwasser gelangt als Heizungsrücklauf über das Rohr 11 wieder zum Misch-Ventil 4. Je nach der Einstellung des Mischventils wird nun dem durch das Rohr 11 zuströmenden Wasser des Heizungsrücklaufs mehr oder weniger durch das Rohr 3 zuströmendes heißes kezzelwasser beigemischt und als Heizungsvorlauf von der Umwälzpumpe 7 zum Heizkörper 10 gepumpt, während gleichzeitig ein von der Stellung des Mischventils abhängiger Teil des durch das Rohr 11 zuströmenden abgekühlten Wassers des Heizungsrücklaufs über die Rohrleitung 5 als Kesselrücklauf wieder zum Heizkessel 1 geführt wird. Das Mischventil 4 wird durch den schematisch angedeuteten Stellmotor 12 verstellt, der von einem Regler 14 gespeist wird, welcher von der Differenz des Temperatur-Sollwertes und des Temperatur-Istwertes beeinflußt wird. Der Sollwert-Geber 15 und der Istwert-Sensor 16 sind in der Figur angedeutet. Vom in der Figur nicht bezeichneten Endlagenschalter des Mischventils 4 gelangt das Einfangssignal über die Leitung 17 zur Regelautomatik 20, welche den Motor 6 steuert.
• Fig. 2 zeigt ein etwas vereinfachtes Schaltbild der Regelautomatik, durch welche der Motor 6 der Umwälzpumpe 7 ein- bzw. ausgeschaltet wird. Die Regel automatik hat einen auf der Frontplatte der sogenannten Pumpenlogik montierten, von Hand zu bedienenden Drehschalter S1, für den drei Stellungen vorgesehen sind, nämlich "Ein", "Aus" und "Automatik". In der zuletzt genannten Stellung wird die nachstehend beschriebene Automatik wirksam. Als Eingangssignal dient der Wechselstrom, der durch die Motorwicklung des Stellmotors 12 fließt. Als Geber dient eine Schaltgruppe bestehend aus der Zenerdiode Z2 vom Typ PD 2,7, einem Transistor T2 vom Typ BC 327/40, einer Diode D7, einem Kondensator C3 von 0,47/uF und einigen Widerständen. Wird der Transistor T2 mit einem Basisstrom von mehr als 0,4 mA angesteuert, so schaltet er durch und der Widerstand R12 von 8,2 kOhm liegt an einer nicht stabilisierten Spannung von 22 bis 38 V=. Die Diode D7 koppelt die Spannung am Abgriff zwischen den Widerständen R6 von 5,6 kOhm und R12 von 8,2 kOhm auf die Zenerspannung von 13 V der Zenerdiode Z1.
• Der Spannungsteiler R6/R5 reduziert die Spannung auf gleich oder weniger als auf die Zenerspannung der Zenerdiode Z1.
• Der Widerstand R5 von 100 kOhm dient auch als Entladewiderstand des Kondensators C3.
• Die Spannung an dem Kondensator C3 dient als Logiksignal für den folgenden Digitalteil.
• Befindet sich das Mischventil nicht in der Endstellung "Zu", dann läuft die Pumpe in Dauerbetrieb und der Pegel des Logiksignals ist gleich oder größer als 9,5 V.
• Erreicht das Mischventil die Endstellung "Zu", dann beträgt der Pegel des Logiksignals höchstens 0,3 V. In diesem Fall wird zunächst nur der integrierte Bauteil IC1 freigegeben, der darin enthaltene Oszillator schwingt und der darin enthaltene Zähler beginnt zu arbeiten.
• Gleichzeitig nimmt das Potential am R-Eingang der auf dem Bauteil IC3 befindlichen Flip-Flop-Schaltung den Wert H (>ogigpegel "High" wird mit H und "LOW't mit L bzeichnet) an.
• Damit wird das Eingangssignal des Flip-Flop gespeichert und der Bauteil IC2 bleibt gesperrt. Der Motor 6 bleibt für eine vorgegebene Zeit von etwa 15 Minuten eingeschaltet und läuft weiter.
• Nach Ablaufen des Zählwerkes des Bauteiles ICI entsteht an seinem Ausgang (PIN 8) das Potential L. Die Flip-Flop-Schaltung kippt in ihren zweiten stabilen Zustand. Das Zählwerk des Bauteils IC2 wird dadurch in Gang gesetzt. Gleichzeitig wird mit dem Ausgangssignal des Flip-Flop die RESET-Bedingung am Bauteil ICI invertiert.
• Der Motor 6 bleibt während der Laufzeit des im Bauteil IC2 befindlichen Zählwerks, also für etwa 1,8 bis 2 Minuten noch eingeschaltet, so daß sich eine Gesamtnachlaufzeit der Pumpe ergibt, welche der Summe der Ablaufzeiten der Zählwerke der Zeitglieder IC1 und IC2 entspricht.
• Wechselt der Ausgang des Bauteils IC2 (PIN 8) von H nach L, so wird die Pumpe ausgeschaltet.
• Die entstehende negative Flanke wird durch das am Bauteil IC3 befindliche Gatter G2 positiv und differenziert. Dieser positiv diffeEnzierte Impuls startet über die Diode D5 das Zählwerk des Bauteils ICI. Der Ausgang des Bauteils ICi behält das Potential L, bis die Laufzeit des Zählwerks abgelaufen ist. In diesem Augenblick wechselt das Potential von L nach H.
• Diese Flanke wird wieder differenziert und startet das Zählwerk des Bauteils IC2. Damit wird die Pumpe für die Laufzeit des Zählwerks IC2 eingeschaltet.
• Damit wird die Pumpe für die Laufzeit des Zählwerks im Bauteil IC2 eingeschaltet. Nach dieser Zeit wird die Pumpe wieder umgeschaltet und der Bauteil IC1 für die Pausenzeit gestartet.
• Es wiederholt sich das Wechselspiel zwischen den Bauteilen IC1 und IC2, bis das Logikeingangssignel wieder den Wert "H" annimmt.
• L e e r s e i t e

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Betrieb einer Umwälzpumpe in einer geregelten Heizungsanlage mit Mischventil, das durch Stellzignale entsprechend der Soll/Ist-Differenz der Temperatur motorisch auf- bzw. zugestellt wird, d a d u r c h g 0 k e n n -s e i c h n e t , daß, sobald das Mischventil (4) in den Bereich der Endstellung "Zu" gelangt ist, nach einer vorgegebenen Wartezeit der Motor (6) der Umwälzpumpe (7) Jeweils automatisch periodisch abwechselnd für eine vorgegebene erste Zeit eingeschaltet und sodann fur eine vorgegebene zweite Zeit ausgeschaltet wird, und daß, wenn das Mischventil (4) den Bereich der Endstellung "Zu" verläßt bzw. sich in einem anderen Bereich befindet, der Motor (6) der Umwälzpumpe (7) dauernd eingeschaltet ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnot, daß die Zeiträume, in denen der Motor (6) der Umwälzpumpe (7) automatisch periodisch eingeschaltet wird, wesentlich kleiner, vorzugsweise weniger als ein Achtel der Zeiträume betragen, in denen der Motor (6) der Umwälzpumpe (7) automatisch periodisch ausgeschaltet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Zeitglied (Zl) und ein zweite@ Zeitglied (Z2) mit wesentlich kürzerer Laufzeit als die des ersten Zeitgliedes (Z1) vorgesehen sind und eingeschaltet werden, sobald das Mischventil (4) in den Bereich der Endstellung "Zu" gelangt, daß nach Ablauf der Laufzeit beider Zeitglieder (Z1, Z2) bzw. am Beginn der Laufzeit des zweiten Zeitgliedes (Z2) ein Schaltimpuls gegeben wird, der den Motor (6) der Uuwälzpwupe (7) einschaltet, und daß am Ende der Laufzeit des zweiten Zeitgliedes (Z2) bzw. as Beginn der Laufzeit des ersten Zeitgliedes (Z1) ein Schaltimpuls gegeben wird, der den Motor (6) der Umwälzpumpe (7) ausschaltet.
4. 4. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß als Kriterium, ob das Mischventil (4) in den Bereich der Endlage gelangt ist, ein vom Endlagenschalter des Mischventils (4) abgeleitetes Signal verwendet wird.
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Steuerung des Motors (6) der Umwälzpumpe (7) dienende Regelautomatik einen Oszillator für eine vorgegebene Taktfrequenz sowie zwei als Zählwerk ausgebildete Zeitglieder (Z1 und Z2) enthält, die von dieser Taktfrequenz gesteuert werden.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Zählwerke integrierte Bauteile vorn Typ Motorola IC 14541 verwendet werden.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise als Zenerdiode ausgebildete Diode vorge@@hen ist und nach Erreichen der Endstellung "Zu" des Mischventils (4) und Öffnen des zugeführten Endlageschalters über diese Diode der Oszillator zur Erzeugung der Taktfrequenz für die Steuerung der Zählwerk eingeschaltet wird.