DE3235364C2

DE3235364C2 - Warmwasser-Heizungsanlage

Info

Publication number: DE3235364C2
Application number: DE3235364A
Authority: DE
Inventors: Poul Steffen Augustenborg Dam; Peter Dipl.-Ing. Jorgensen; Jens Jorgen Nordborg Molbaek
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1982-09-24
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1984-08-09
Also published as: FI833403A0; FI833403A; FR2533673A1; SE8305070D0; JPS59135516A; SE8305070L; GB2127529A; NL8303277A; DE3235364A1; DK419883A; GB2127529B; GB8325536D0; DK419883D0

Abstract

Bei einer Warmwasser-Heizungsanlage mit Wärmeerzeuger (1), Umwälzpumpe (4) und durch Thermostatventile (7, 7a, 7b) geregelten Heizkörpern (6, 6a, 6b), bei der die Vorlauftemperatur änderbar ist, gibt es einen Regler (11), der von der Vorlauf- und Rücklauftemperatur beeinflußt ist und die Vorlauftemperatur so ändert, daß die Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur auf einem vorgegebenen Sollwert gehalten wird. Der Sollwert muß nicht konstant, sondern kann als Funktion der Rücklauftemperatur vorgegeben sein. Als Regler (11) kann ein elektronischer Regler oder ein Differenzthermostat verwendet werden. Auf diese Weise läßt sich der Wirkungsgrad der Heizungsanlage in Abhängigkeit von der Belastung verbessern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Warmwasser-Heizungsanlage mit Wärmeerzeuger, Umwälzpumpe und durch Thermostatventile geregelten Heizkörpern, bei der die Vorlaufiemperaiur änderbar ist.

Bei bekannten Anlagen dieser Art erfolgen Änderun-

gen der Vorlauftemperatur, wie man sie durch eine Änderung der Kesseltemperatur, durch Verstellen eines Mischventils od. dgL erzielen kann, von Hand, zeitabhängig oder witterungsabhängig. Innerhalb jedes einzelnen Raumes wird die Wärmeabgabe in Abhängigkeit vom tatsächlichen Bedarf mit Hilfe der Thermostatventile geregelt Wenn in einem Raum der Wärmebedarf sinkt, schließt das diesem Raum zugeordnete ThermostatventiL Durch den zugehörigen Heizkörper strömt eine kleinere Warmwassermenge, die sich während der Durchlaufzeit stärker abkühlt Infolgedessen sinkt die logarithmische Mitteltemperatur des Heizkörpers, die für die Wärmeabgabe bestimmend ist Gleichzeitig ändert sich auch die arithmetische Mitteltemperatur, die für den Wärmeverlust in den Rohrleitungen bestimmend ist allerdings nicht im gleichen Maße wie die logarithmische Mitteltemperatur. Daher nimmt der Wärmeverlust prozentual zur abgegebenen Wärmeleistung zu und der Wirkungsgrad der Heizungsanlage verringert sich.

Wenn bei einem Kondensations-Kessel die Rücklauftemperatur zu hohe Werte annimmt, wie es bei gleichbleibender Vorlauftemperatur und starker Belastung der Fall ist vermag sie im Kessel keine Kondensation mehr herbeizuführen und nimmt daher auch keine Kondensationswärme auf. Auch hierdurch leidet der Wirkungsgrad der Heizungsanlage.

Es ist bereits eine Heizungsanlage bekannt (DE-OS 23 58 754), bei der die Leistung der Umwälzpumpe in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf gesteuert wird, wobei die Pumpenleistung mit kleiner werdender Temperaturdifferenz reduziert wird. Konkret wird dies mit Hilfe eines Absperrventils bewirkt, das in einer die Umwälzpumpe überbrückenden Nebenschlußleitung angeordnet ist und in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur gesteuert wird. Bei kleiner werdender Temperaturdifferenz wird die durch den Heizungskreislauf strömende Menge verringert Auf diese Weise soll erreicht werden, daß die Mitteltemperatur der Heizkörper mit steigenden Außentemperaturen nicht höher wird.

Bei einem bivalenten Heizsystem mit Luft-Wasser-Wärmepumpe und Heizkessel ist es bekannt (»Elektrowärme International« 1976, Seite A 119), die Vorlauftemperatur durch einen witterungsgeführten Regler zu ändern. Diese Regelung kann auch unmittelbar durch eine gleitende Regelung der Temperatur am Kondensator-Wärmetauscher vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Warmwasser-Heizungsanlage der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die es gestattet, bedarfsabhängige Wirkungsgrad-Einbußen der Anlage zu vermindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Regler, der von der Vorlauf- und Rücklauftemperatur beeinflußt is> und die Vorlauftemperatur so ändert, daß die Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur auf einem vorgegebenen Sollwert gehalten wird.

Bei dieser Ausgestaltung wird die Voriauftemperatur in Abhängigkeit von der Belastung der Anlage geregelt. Denn die Rücklauftemperatur, von der die Vorlauftemperatur abhängig ist, kann als Ausdruck für die Belastung der Anlage angesehen werden. Innerhalb des Systems gibt es daher eine Rückmeldung, die es erlaubt, die Vorlauf temperatur belastungsabhängig zu führen.

Darüber hinaus e.gibt sich der Vorteil, daß der Zusammenhang zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur innerhalb weiter Grenzen willkürlich gewählt werden kann. Man kann daher je nach Ausgestaltung des Sollwerts belastungsabhängig Einfluß auf den Wirkungsgrad mindernde Faktoren nehmen, wie es nachstehend erläutert wird.

Im einfachsten Fall ist der Sollwert konstant Dies führt dazu, daß die Vorlauftemperatur zusammen mit der Rücklauftemperatur absinkt Dies ergibt eine Herabsetzung der arithmetischen Mitteltemperatur und damit eine Herabsetzung des Wärmeverlusts in den Rohrleitungen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Sollwert ais Funktion der Rücklauftemperatur vorgegeben ist Dann lassen sich beliebige Zusammenhänge zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur erzielen. Gün-

!5 stig ist es hierbei, wenn der Sollwert mit steigender Rücklauftemperatur zunimmt und zwar insbesondere linear zunimmt Dadurch erzielt man die kleinstmögliche arithmetische Mitteltemperatur in den Rohrleitungen und somit den geringsten Wärmeverlust. Da hierbei der Sollwert annähernd direkt proportional zur Belastung der Anlage vorgegeben wird, erreicht man im Optimalfall, daß die umgewälzte Y--sssermenge annähernd konstant ist Dies ergibt den weite: zn Vorteil, daß die P-Abweichung der Thermostatventile ebenfalls etwa konstant ist.

Bei einer Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß der Sollwe:·· unterhalb eines Grenzwerts der Rücklauftemperatur konstant ist Damit wird berücksichtigt, daß bei kleinen Rücklauftemperaturen der Sollwert zu klein werden könnte, um eine brauchbare Regelung zu ergeben.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Sollwert mit steigender Rücklauftemperatur zunächst bis zu einem unteren Grenzwert abfällt und dann wieder an-

J5 steigt. Diese Maßnahme empfiehlt sich, wenn beim Anfahren einer kalten Anlage bis zum Erreichen des Normalbetriebs ein gleichmäßiger Anlauf gewünscht wird. Insbesondere kann man den Regler so auslegen, daß unterhalb des Grenzwerts der Rücklauftemperatur die Vorlauftemperatur konstant gehalten wird.

Der Verlauf des Sollwerts läßt sich auch so wählen, daß besonders gute Wärmeübertragungsverhältnisse im Heizkessel oder in der Wärmepumpe vorhanden sind. Hier ist es von Interesse, daß die Rücklauftemperatur möglichst niedrig ist. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß der Sollwert oberhalb einer vorgegebenen Rücklauftemperatur stark ansteigt. Insbesondere bei Verwendung eines Kondensations-Kessels empfiehlt es sich, daß der Sollwert, wenn die Rücklauftemperatur sich der Kondensationstemperatur von unten annähert, so stark ansteigt, daß die Rücklauftemperatur eine unterhalb der Kondensationstemperatur liegende Grenztemperatur nicht überschreitet. Es ist daher immer daff-r gesorgt, daß das Rücklaufwasscr Kondensationswärme aufnctirtien kann.

In der Praxis lassen sich Sollwert-Verläufe angeben, die einerseits Rohrieilungsverluste klein halten (im Bereich unlerer und mittlerer Belastung) und außerdem die Rücklauftemperatur niedrig halten (im mittleren und oberen Bereich de· Belastung). Gegebenenfalls muß in Überlappungsbereichen eine Optimierung erfolgen.

Bei einer Anlage mit Rückmischleitung und das Mischverhältnis beeinflussendem Ventil kann der Regler zur Aufrachterhaltung des Temperaturdifferenz-Sollwerts das Ventil steuern. Man kann dann einen üblichen Aufbau der Arlage verwenden und braucht lediglich die Steuerup.gsarl des Ventils zu ändern.

Insbesondere kann die Rückmischleitung eine Dros-

seistelle aufweisen und das Ventil zwischen Wärmeerzeuger und Rückmischleitung geschaltet sein. Auf diese Weise kommt man mit einem einfachen Zweiwegeventil aus.

Bei einer Anlage mit einer Wärmeer/euger-Heizoinrichtung, deren Heizleistung änderbar ist, kann der Regler zur Aufrechterhaltung des Temperaturdifferenz-Sollwerts die Wärmeerzeuger-Heizeinrichtung steuern. Auch hier kann eine übliche Anlage verwendet werden, bei der lediglich die Steuerung der Heizeinrichtung geändert wird.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein elektronischer Temperaturdifferenz-Regler verwendet, der über elektrische Signale führende Leitungen mit einem Vorlauf- und einem Rücklauftemperaturfühler verbunden ist. Ein solcher elektronischer Regler hat den Vorteil, daß ohne große Schwierigkeiten noch weitere Abhängigkeiten eingeführt werden können, beispielsweise eine Steuerung einer oberen Grenze für die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur.

Bei einer anderen Ausführungsform ist als Regler ein Differenzthermostat mit zwei gegensinnig wirkenden Arbeitselementen verwendet, die je mit einem Vorlauf- und einem Rücklauftemperaturfühler zu einem System verbunden sind. Ein solcher Regler hat einen sehr einfachen Aufbau und ist unabhängig vom elektrischen Netz.

Insbesondere kann der Differenzthermostat anstelle eines Wärmeerzeuger-Thermostaten vorgesehen sein und einen Schalter zum Ein- und Ausschalten der Wärmeerzeugerbeheizung betätigen. Durch einen einfachen Ersatz des Thermostaten kann daher die gewünschte Regelabhängigkeit erzielt werden.

Günstig ist es auch, wenn der Differenzthermostat als Aufsatz auf dem Ventilgehäuse angeordnet ist und das Verschlußstück des Ventils betätigt. Da derartige Ventile häufig mit einem abnehmbaren Aufsatz versehen sind, kann man das erstrebte Ergebnis durch Varwen-

erzielen.

Mit Vorteil weisen die Systeme eine Flüssigkeits-Dampf-Füllung auf, und der Temperaturdifferenz-Sollwert ist durch temperatur- und positionsabhängige Kräfte der beiden Arbeitselemente festgelegt. Durch eine passende Kombination von Füllmedien, druckbelasteten Flächen der Arbeitselemente, Einspannungen und Kennlinien der verwendeten Federn und federnden Arbeitselemente ergeben sich Gleichgcwichtsstellungen, die durch einen rücklauftcmperaturabhängigen Sollwert definiert sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die Druckflächen der Arbeitselemente gleich groß sind, die Dampfdruckkurve der Flüssigkeits-Dampf-Füllung des der Rücklauftemperatur zugeordneten Systems jedoch über derjenigen des der Vorlauftemperatur zugeordneten Systems Hegt Der Aufbau der Arbeitselemente kann daher in rationeller Weise gleich erfolgen. Die gleich großen Arbeitselemense lassen sich auch platzsparend anordnen. Auf eine Ausgleichsfeder kann eventuell verzichtet werden.

In vielen Fällen ist es günstig, wenn der Regler in einem unteren Bereich der Rücklauftemperatur die Vorlauftemperatur konstant hält und in einem darüber liegenden Bereich der Rücklauftemperatur die Temperaturdifferenz auf dem Sollwert hält. Auf diese Weise wird erreicht, daß die erwähnte Regelung bei geringem Wärmebedarf ausgeschaltet wird, so daß ein gewisser Mindestwert der Vorlauftemperatur aufrechterhalten wird. Daher kann eine nachfolgende Steigerung des Wärmebedarfs rasch befriedigt werden.

Konstruktiv läßt sich dies beispielsweise dadurch erreichen, daß das Arbeitselement des der Vorlauftemperatur zugeordneten Systems fest und das Arbeitsele-■5 ment des der Rücklauftemperatur zugeordneten Systems über eine Druckfeder mit dem Betätigungsglied verbunden sind, daß die Druckfeder durch eine kraftschlüssige Kupplung überbrückt wird, wenn die Vorspannkrafl der Druckfeder überwunden ist, und daß beide Arbeitselemente federnd ausgebildet sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die beiden Arbeitselemente durch zwei aufsatzfeste Kapseln mit darin angeordnetem Wellrohrbalg gebildet sind und daß sich zwischen den einander zugewandten Balgböden eine Strebe erstreckt, die über einen zwischen den Kapseln radial nach außen ragenden, längs der Außenseite einer Kapsel axial verlaufenden und jenseits dieser Kapsel radial nach innen geführten Mitnehmer auf das Verschlußstück wirkt. Dies ergibt einen besonders einfachen und platzsparenden Aufbau.

Hierbei kann insbesondere die Strebe rohrförmig sein, am Balgboden des der Vorlauftemperatur zugeordneten Systems anliegen und in ihrem Inneren die Druckfeder führen, die sich zwischen einer Querwand der Strebe und dem anderen Balgboden erstreckt. Die Höhenabmessung dieser Anordnung geht nur etwas über die Summe der Höhen beider Kapseln hinaus.

Des weiteren kann der Vorlauftemperaturfühler mit einer Heii.tirrichtung zur Erzielung einer Nachtabsenkung versehen sein. Diese an sich bekannte Möglichkeit läßt sich daher auch bei der beanspruchten Regelung anwenden.

Der vorstehend verwendete Ausdruck »Wärmeerzeuger« soll alle Arten der Wärmeerzeugung decken,

j5 also nicht nur Kessel, sondern beispielsweise auch Wärmepumpen, wobei die Wärme im Kessel direkt, über einen Wärmetauscher, über einen Kondensator od. dgl. auf das Wasser der Heizungsanlage übertragen werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild einer Warmwasser-Heizungsanlage gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ein Temperaturdiagramm,

Fig.3 das Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 4 das Schaltbild einer dritten Ausführungsform, Fig.5 die Ausführung der Fig.4 in konstruktiver Form,

F i g. 6 ein Diagramm für die Abhängigkeit zwischen dem Sollwert und der Rücklauftemperatur und

F i g. 7 ein ähnliches Diagramm für eine andere Abhängigkeit

Die Warmwasser-Heizungsanlage der F i g. 1 besitzt einen Kessel t, dessen Austritt 2 über ein Drei-Wege-Mischventil 3 mit der eine Umwälzpumpe 4 aufweisenden Vorlaufleitung 5 verbunden ist Diese führt zu mehreren parallel geschalteten Heizkörpern 6, 6a, 6b, denen je ein Thermostatventil 7,7a bzw. Tb vorgeschaltet ist Die gemeinsame Rücklaufleitung 8 ist einerseits mit dem Kesseleintritt 9 und andererseits mit einer Rückmischleitung 10 verbunden, die zum Drei-Wege-Ventil 3 führt

Ein elektronischer Regler 11 empfängt Temperatursignale von einem Vorlauf temperaturfühler 12 über eine Signalleitung 13 und von einem Rücklauftemperaturfühler 14 über eine Signalleitung 15. Ein Sollwert für die

Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur wird mittels einer Sollwert-Einstellvorrichtung 16 vorgegeben. Die Sollwert-Einstellung kann von Hand erfolgen, ist aber insbesondere von der Rücklauftemperatur abhängig. Außer der Sollwert-Einstellung kann auch eine weitere Beeinflussung vorgesehen sein, beispielsweise die Festlegung eines oberen Grenzwertes für die Vorlauftemperatur. Diese maximal erlaubte Vorlauftempsvutur kann gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Außentemperatur gesteuert sein. Über eine weitere Signalleitung 17 wird eine Betätigungsvorrichtung 18 für das Drei-Wege-Ventil 3 gesteuert.

Fig.2 zeigt die Vorlauftemperatur t_r und die Rücklauftemperatur t_r, beides in der Nähe des Heizkörpers gemessen. Als gepunktete Linie ist die Mitteltemperatur t_mr der Rohrleitungen, also der arithmetische Durchschnitt aus der Temperatur der Vorlaufleitung und der Temperatur der Rücklaufleitung, eingetragen. Als gestrichelte Linie ist die Mitteltemperatur t_mh an den Heiz

ier 111 in der Form eines Differenzthermostaten betätigt wird. Der bewegliche Kontakt des Schalters sitzt an einem Gestänge 24, an dem zwei einander entgegengesetzt wirkende Arbeitselemente 25 und 26 sowie eine Ausgleichsfeder 27 angreifen. Das Arbeitselement 25 steht über eine Kapillarrohrleitung 113 mit einem die Temperatur des Kcssclwasscrs feststellenden Vorlauftemperaturfühlcr 112 in Verbindung. Das so gebildete System 28 hat eine Flüssigkeits-Dampf-Füllung. Das andere Arbcitsclcmcnt 26 steht über ein Kapillarrohr 115 mit einem Rücklauftcmperaturfühler 114 in Verbindung. Das so gebildete System 29 weist ebenfalls eine Flüssigkeits-Dampf-Füllung auf. Im vorliegenden Fall haben beide Systeme die gleiche Füllung. Wenn die Rücklauftemperatur infolge höheren Wärmebedarfs ansteigt, wächst der Druck im Arbeitselement 26. Der Schalter 23 wird so lange geschlossen, bis die Kesseltemperatur auf einen Wert angestiegen ist, der ausreicht, um den Schalter 23 wieder zu öffnen.

„: A~. λ ..<.r

i__ rr: — a ι e .. λ r."._

der Zulauftemperatur und der Ablauftemperatur, eingetragen. Der Zustand a stellt die Ausgangslage dar, in der die Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur gleich dem Sollwert Si ist. Die Heizkörper-Mitteltemperatur tmh liegt nur geringfügig unter der Rohrleitungs-Mitteltemperatur f_mr, weil wegen verhältnismäßig großer umgewälzter Warmwassermengen die arithmetische Mitteltemperatur sich der logarithmischen Durchschnittstemperatur nähen. Der Zustand b zeigt die entsprechenden Temperaturen an, wenn ein höherer Wärmebedarf entstanden ist, aber keine Vorlauftempcratur.^gelung gemäß der Erfindung erfolgt. Das Thermostatventil drosselt; die Durchflußmenge sinkt; daher sinken auch die beiden Mitteltemperaturen t_mr und t_mh sowie die Rücklauftemperatur t_r. Zu beachten ist, daß wegen der langsameren Strömung eine erhebliche Abkühlung in dem Heizkörper erfolgt und dessen Mitteltemperatur Ui erheblich unter der Rohrleitungs-Mitteltemperatur t_mr liegt Der Zustand c zeigt die Lage bei verringertem Wärmebedarf, aber mit Vorlauftemperaturregelung. Infolge Absinkens der Rücklauftemperatur t_r wird auch der Sollwert Si etwas verkleinert. Für den Wärmebedarf, der der Heizkörper-Mitteltemperatur tmh wie im Zustand b entspricht, ist die Vorlauftemperatur erheblich kleiner und die Rücklauftemperatur höher. Dies hat zur Folge, daß die Rohrleitungs-Mitteltemperatur f_mr nur unwesentlich über der Heizkörper-Mitteltemperatur tmh liegt Der Wärmeverlust in den Rohrleitungen ist daher entsprechend gering. Nachstehend sind in einer Tabelle Temperaturen in "C angegeben, wie sie in den erwähnten drei Zuständen auftreten können:

	a	b	C
f..	90	90	60
fr	70	34	50
S	20	—	10
*tmr*	80	62	55
*tmh*	79	54	54

Bei der Ausführungsform nach Fig.3 werden für gleiche Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet Hier fehlt eine Rückmischleitung. Die Änderung der Vorlauftemperatur wird durch entsprechende Steuerung der Kessel-Heizvorrichtung 19, dargestellt durch einen ölbrenner, geändert Zu diesem Zweck befindet sich in den elektrischen Zuleitungen 20 und 21 zum Brennerfnotor 22 ein Schalter 23, der durch einen Regentsprechende ι eile um 200 erhöhte Bezugszeichen benutzt. Hier ist in der Rückmischleitung 210 eine Drosselstelle 10 und in der Austrittsleitung 202 ein Ventil 31 vorgesehen. Wenn dessen Verschlußstück 32 verstellt wird, ändert sich beim Vorlaufwasser das Aufteilungsverhältnis zwischen dem über den Kessel 201 geleiteten Wasser und dem über die Rückmischleitung 210 zugeführten Wasser und damit die Vorlauftcmpcratur. Das der Vorlaufteniperatur zugeordnete Arbeitselcmcnt

ju 225 weist eine Kapsel 33 und einen darin angeordneten Wcllrohrbalg 34 auf, dessen Boden 35 über eine Strebe 36 mit dem Verschlußstück 32 verbunden ist. Das Rücklauftemperaturarbeitselemcnt 226 weist eine Kapsel 37 und einen darin angeordneten Wellrohrbalg 38 auf, dessen Boden 39 mit einem Anschlagelement 40 versehen ist. Zwischen Strebe 36 und Anschlagelement 40 erstreckt sich eine Druckfeder 41. Wenn diese um einen vorbestimmten Betrag zusammengedrückt worden ist. wird sie durch eine kraftschlüssige Kupplung 42 überbrückt Die beiden Wellrohrbalge 34 und 38 haben eine Federcharakteristik.

In diesem Fall sind wiederum beide Systeme 228 und 229 mit einer Flüssigkeits-Dampf-Füllung versehen. Jedoch hat die Füllung des der Rücklauftemperatur zugeordneten Systems 229 eine Dampfdruckkurve, die über derjenigen des der Vorlauftemperatur zugeordneten Systems 228 liegt Bei geringem Wärmebedarf überwiegt der Druck im Arbeiiselement 225. Der Boden 39 befindet sich nahe seiner unteren Endlage. Das Ventil 31 wird im Sinne einer Konstanthaltung der Vorlauftemperatur betätigt, wobei der Wert annähernd durch die Vorspannung der Feder 41 vorgegeben ist Wenn jedoch infolge höheren Wärmebedarfs die Rücklauftemperalur steigt, wird der Druck im Arbeitselement 226 schließlich so groß, daß die Feder 41 zusammengedrückt und die kraftschlüssige Kupplung 42 geschlossen wird. Nun ergibt sich eine Regelung in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur. Der Differenzwert ist sowohl durch die Federkennlinie der beiden Wellrohrbalge 34 und 38 als auch durch die temperaturabhängigen Kräfte der Arbeitselemente bestimmt Ferner kann ein Glied eingebaut werden, z. B. in Form eines Gewichthebels, durch das das sich ergebende Kraft-Lage-Gleichgewicht und damit der Differenzwert geändert werden kann.

Wie F i g. 5 zeigt besitzt das Ventil 31 ein Ventilgehäuse 43 üblicher Bauweise und einen Aufsatz 44, der den als Differenzthermostaten ausgebildeten Regler

ίγ 9

; ■ enthält. Die beiden Arbeitselemcnle 225 und 226 sind in

'-■'■; einem Gehäuse 45 untergebracht, das mittels einer

Ί- Klemmvorrichtung 46 auf dem Ventilgehäuse 43 auf-

I* setzbar ist. Die Strebe 36 ist rohrförmig ausgebildet und

!,! nimmt die Druckfeder 41 auf, die sich zwischen einer

i| Querwand 53 der Strebe 36 und dem Balgboden 39

ι.: erstreckt. An der S'rebe 36 ist ein Mitnehmer 47 ange-

j| bracht, der einen sich radial nach außen erstreckenden

% Abschnitt 48, eiru-n axial außerhalb der Kapsel 37 ver-

|i laufenden Abschnitt 48a und einen radial nach innen

§f gehenden Abschnitt 49 aufweist. Dieser wirkt auf einen

W. Stift 50 zur Betätigung des Verschlußstücks 32. Der Mit-

If. nehmer 47 ist im Gehäuse 45 geführt.

: . Dem Vorlauftemperaturfühler 212 ist eine Heizvor-

;J richtung 51 zugeordnet, die über ein Kabel 52 mit Strom

?|r versorgt werden kann. Dies ergibt eine Nachtabsen-

j;|. kung.

$ In F i g. 6 ist in einem Diagramm die Abhängigkeil des

iß Sollwerts S von der Rücklauflemperatur /, gc/.cigl. In

at einem un'.ccn Rnrnich his zu einem bei etwa 35"C lic- ?n

ij genden Grenzwert ist die Tcmpcruturdiffercn/. kon-

|i stant, nämlich 5°C. Mit steigender Rücklaufiempcriilur

J; steigt der Sollwert Setwa linear an.

.$ Bei einer anderen Anordnung, wie es das Diagramm

4'. der F i g. 7 zeigt, wird bis zu einer Rücklauftemperatur

•4 von 4O⁰C die Vorlauftemperatur /, konstant gehalten.

^f3> Das bedeutet, daß sich die Temperaturdifferenz, darge-

U^ stellt durch den Sollwert 5, linear verkleinert. Alsdann

Il erfolgt ein mit steigender Rücklauftemperatur, also zu-

';|j nehmender Belastung, linearer Anstieg des Sollwerts 5.

i|i_: Bei den beschriebenen Anlagen bestimmt die reale

|i Belastung, also diejenige, die vom Heizkörperthermo-

-S staten registriert wird, über den Regler die Temperatu-

;|| ren in der Anlage. Hierbei wird Zuschußwärme, z. B.

|j von der Sonneneinstrahlung, gespeicherte Wärme in j5

}i Gebäudeteilen u. dgl., die die Belastung beeinflussen,

'|i automatisch bei der Festlegung der Vorlauftemperatur

Ii berücksichtigt.

P Der Sollwert S wird für jede Anlage so eingestellt,

§ daß sich optimale Bedingungen bezüglich des Wärme-

if! vcrlusls ergeben. Brauchbare Werte liegen zwischen

|| 5°C und 30⁰C Günstige Rcgelvcrhälinissc zeigten sich,

v| wenn S = 20⁰C bei einer »Belastung von 100% war und

ϊ& linear mit dem Belastungsverhältnis verkleinert wurde.

yl Die Kurven der F i g. 6 und 7 sind so ausgelegt, daß im

untersten Belastungsbereich noch ausreichend hohe Vorlauftemperaturen vorhanden sind und im mittleren Belastungsbereich die Rohrleitungsverluste so klein wie möglich gehalten werden. Wenn es darum geht, die Rücklauftemperatur bei hoher Belastung niedrig zu haiten, kann die 5-KennIinie, beginnend mit dem Grenzbereich der Rücklauftemperatur, einen noch steileren Verlauf als er veranschaulicht ist, erfahren.

Statt des veranschaulichten Kessels 1 kann auch eine Wärmepumpe benutzt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Warmwasser-Heizungsanlage mit Wärmeerzeuger, Umwälzpumpe und durch Thermostatventi-Ie geregelten Heizkörpern, bei der die Vorlauftemperatur änderbar ist, gekennzeichnet durch einen Regler (11; 111; 211), der von der Vorlauf- und Rücklauftemperatur beeinflußt ist und die Vorlauftemperatur so ändert, daß die Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur auf einem vorgegebenen Sollwert (S)gehalten wird.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert (S) als Funktion der Rücklauftemperatur vorgegeben ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert (S) mit steigender Rücklauftemperatur zunimmt.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert (S) mit steigender Rücklauftemperatur linear zunimmt

5. Anläge nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert (S) unterhalb eines Grenzwerts der Rücklauftemperatur konstant ist

6. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Soilwert (S) mit steigender Rücklauftemperatur zunächst bis zu einem unteren Grenzwert abfällt und dann wieder ansteigt

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Kondensationskessels der Sollwert (S). wenn die Rücklauftemp^-atur sich der Kondensationstemperatur von unten annähert, so stark ansteigt daß die Rücklauftemperatur eine unternalb der Kondensationstemperatur liegende Grenztemperatur nicht überschreitet.

8. Anlage mit Rückmischleitung und das Mischverhältnis beeinflussendem Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (11, 211) zur Aufrechterhaltung des Temperaturdifferenz-Sollwerts (S)das Ventil (3;31) steuert.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückmischleitung (210) eine Drosselstelle (30) aufweist und das Ventil (31) zwischen Wärmeerzeuger (201) und Rückmischleitung geschaltet ist.

10. Anlage mit einer Wärmeerzeuger-Heizeinrichtung, deren Heizleistung änderbar ist, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (111) zur Aufrechterhaltung des Temperaturdifferenz-Sollwerts (S) die Wärmeerzeuger-Heizeinrichtung (19) steuert.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer Temperaturdifferenz-Regler (11) verwendet ist, der über elektrische Signale führende Leitungen (13,15) mit einem Vorlauf- und einem Rücklauftemperaturfühler (12,14) verbunden ist.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Regler (111; 211) ein Differenzthermostat mit zwei gegensinnig wirkenden Arbeitselementen (25, 26; 225, 226) verwendet ist, die je mit einem Vorlauf und einem Rücklauftemperaturfühler (112, 114; 212, 214) zu einem System (28,29; 228,229) verbunden sind. b5

13. Anlage nach Anspruch 10 und 12, dadurch gekennzeichnet daß der Differenzthermoslal (111) anstelle eines Wiirmeerzcuger-Thcrrnostaten vorgesehen ist und einen Schalter (23) zum Ein- und Ausschalten der Wärmeerzeugerbeheizung betätigt

14. Anlage nach Anspruch 8 oder 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzthermostat als Aufsatz (44) auf dem Ventilgehäuse (43) angeordnet ist und das Verschlußstück (32) des Ventils betätigt

15. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß die Systeme (28, 29; 228,229) eine Flüssigkeits-Dampf-Füllung aufweisen und der Temperaturdifferenz-Sollwert (S) durch temperatur- und positionsabhängige Kräfte der beiden Arbeitselemente (25,26; 225,226) festgelegt ist

16. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflächen der Arbeitselsmente gleich groß sind, die Dampfdruckkurve der Flüssigkeits-Dampf-Füllung des der Rücklauftemperatur zugeordneten Systems (229) jedoch über derjenigen des der Vorlauftemperatur zugeordneten Systems (228) liegt

17. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der P.egler (211) in einem unteren Bereich der Rücklauftemperatur die Vorlauftemperatur etwa konstant und in einem darüber liegenden Bereich der Rücklauftemperatur die Temperaturdifferenz auf dem Sollwert (S) hält

18. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16 und Anspruch 13,-dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement (225) des der Vorlauftemperatur zugeordneten Systems (228) fest und das Arbeitselement (226) des der Rücklauftemperatur zugeordneten Systems (229) über eine Druckfeder (41) mit dem Betätigungsglied (36) verbunden sind, daß die Druckfeder durch eine kraftschlüssige Kupplung (42) überbrückt wird, wenn die Vorspannkraft der Druckfeder überwunden ist, und daß beide Arbeitselemente federnd ausgebildet sind.

19. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arbeitselemente (225, 226) durch zwei aufei*zfeste Kapseln (33, 37) mit darin angeordnetem Wellrohrbalg (34, 38) gebildet sind und daß sich zwischen den einander zugewandten Balgböden (35, 39) eine Strebe (36) erstreckt, die über einen zwischen den Kapseln radial nach außen ragenden, längs der Außenseite einer Kapsel axial verlaufenden und jenseits dieser Kapsel radial nach innen geführten Mitnehmer (47) auf das Verschlußstück (32) wirkt.

20. Anlage nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebe (36) rohrförmig ist, am Balgboden (35) des der Vorlauftemperatur zugeordneten Systems (228) anliegt und in ihrem Inneren die Druckfeder (41) führt, die sich zwischen einer Querwand (53) der Strebe und dem anderen Balgboden (39) erstreckt.

21. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauftemperaturfühler (212) mit einer Heizvorrichtung (51) zur Erzielung einer Nachtabsenkung versehen ist.