DE3708449A1 - Process for controlling underfloor heating - Google Patents

Process for controlling underfloor heating

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Abstract

In known underfloor heating systems, the heating circuits are preadjusted corresponding to the calculated heat power by throttling. Because of the throttling, the heater pipes no longer give off heat over their entire length. This results in cold and warm zones on the floor surface. The novel process will make it possible to achieve preadjustment of the calculated heat power and adaptation to the requirements of the operator with a uniform floor surface temperature. The heater circuits of a room are preadjusted by periodic switching on and off of the volume current of water, and are matched to the requirements of the operator by a manual switch or a room control. Control of a floor heater with liquid heat carrier medium.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Fußbodenheizung, welche ein flüssiges Medium als Wärmeträger benutzt.The invention relates to a method for control underfloor heating, which is a liquid medium used as a heat transfer medium.

Bisher sind Fußbodenheizungen mit flüssigem Wärme­ träger bekannt, die in jedem Heizkreis zwei Drossel­ ventile besitzen. Das eine Ventil dient dem Anlagen­ ersteller zur Voreinstellung des errechneten Volumen­ stromes. Das zweite Ventil ermöglicht dem Benutzer eine Einstellung der gewünschten Heizleistung. In der Regel erhalten die Heizkreise eines Raumes dieselbe Voreinstellung.So far there are underfloor heating systems with liquid heat carrier known, the two throttle in each heating circuit own valves. One valve is used for the system Creator for presetting the calculated volume current. The second valve enables the user a setting of the desired heating output. In the As a rule, the heating circuits of a room receive the same Default.

Zur Steuerung der Heizleistung werden einzelne Heiz­ kreise gedrosselt, während die anderen Heizkreise voll arbeiten.Individual heaters are used to control the heating output circles throttled while the other heating circuits work full.

Auch sind Fußbodenheizungen bekannt bei denen das zweite Ventil mit einem elektrischen Antrieb ver­ sehen ist und von einer Raumtemperaturregelung angesteuert wird.Underfloor heating systems are also known in which the second valve with an electric actuator see and from a room temperature control is controlled.

Der Nachteil dieser bekannten Fußbodenheizung ist, daß durch die zwei Ventile eines Heizkreises eine Drosselung des Volumenstromes einzelner Heizkreise vorgenommen wird und dadurch die Temperatur längs der Heizrohre des Raumes ungleichmäßig absinkt und also die Heizrohre nicht mehr auf ihrer ganzen Länge Wärme abgeben. Dadurch entstehen kalte Zonen auf dem zu erwärmenden Fußboden. Dies führt durch den Wechsel von warmen und kalten Zonen zur Staub­ aufwirbelung. The disadvantage of this well-known underfloor heating is that through the two valves of a heating circuit Throttling the volume flow of individual heating circuits is made and thereby the temperature along the heating pipes of the room sink unevenly and so the heating pipes no longer on their whole Give off heat length. This creates cold zones on the floor to be heated. This does the change from warm and cold zones to dust whirling up.  

Bei Fußbodenheizungen mit einer Raumlufttemperatur­ regelung entstehen ebenfalls wegen der Vorein­ stellung durch Drosselung kalte und warme Zonen auf der Fußbodenoberfläche.For underfloor heating with a room air temperature regulation also arise because of the advance by throttling cold and warm zones on the floor surface.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für alle Betriebszustände der Fußbodenheizung eine möglichst gleichmäßige Temperatur auf der gesamten Fußboden­ oberfläche zu erreichen.The invention is based, for everyone Operating conditions of the underfloor heating as possible uniform temperature across the entire floor to reach the surface.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch Vorein­ stellung und Steuerung durch periodisches Ein- und Ausschalten der Wärmezufuhr für jeden Raum. Die Drosselung der Heizkreise wird ersetzt durch ein Verfahren zur Steuerung der Fußbodenheizung mit periodischem Ein- und Ausschalten der Wärmezufuhr. Die elektrischen Heizkreisventile jeden Raumes werden durch ein Steuergerät angesteuert, das eine Kombination von zwei Zeitgliedern enthält. Das eine Zeitglied wird vom Anlagenhersteller kodiert mit der Länge der Einschaltperiode, das zweite Zeitglied wird vom Benutzer kodiert mit der gewünschten Ausschaltzeit innerhalb der Ein­ schaltperiode. Die Länge der Einschaltperiode entspricht der Voreinstellung für die Heizkreise eines Raumes, die Einstellung der Ausschaltzeit ermöglicht dem Benutzer eine Verminderung der Heiz­ leistung. Bei Anlagen mit Raumtemperaturregelung wird das zweite Zeitglied mit einem festen Wert kodiert. Wird von der Raumtemperaturregelung keine Wärmezufuhr verlangt, sind die Heizkreis­ ventile ständig geschlossen und bei Wärmean­ forderung werden sie von den beiden Zeitgliedern periodisch ein- und ausgeschaltet.According to the invention, this is achieved by advance position and control through periodic input and output Switch off the heat supply for every room. The Throttling of the heating circuits is replaced by a Method of controlling the underfloor heating with periodically switching the heat supply on and off. The electric heating circuit valves of every room are controlled by a control unit that contains a combination of two timing elements. One of the timers is provided by the system manufacturer encodes with the length of the switch-on period second timer is encoded by the user the desired switch-off time within the on switching period. The length of the duty cycle corresponds to the default setting for the heating circuits of a room, the setting of the switch-off time enables the user to reduce the heating power. For systems with room temperature control becomes the second timer with a fixed value encoded. Is controlled by the room temperature control the heating circuit are no heat required valves closed constantly and when warm they are challenged by the two timers periodically switched on and off.

Im folgenden sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.The following are two embodiments of the Invention described.

Die Fußbodenheizung besteht aus einem Wärmeer­ zeuger 1, einer Umwälzpumpe 2 mit Überströmventil 3, einer außentemperaturgeführten Vorlauftemperatur­ regelung 4 mit Außentemperaturfühler 5 und Vorlauf­ temperaturfühler 6 sowie elektrischem Stellglied 7, aus einem Vorlaufverteiler 8, einem Rücklaufsammler 9 und den Fußbodenheizkreisen 10. Jeder Heizkreis ist mit einem thermoelektrisch angetriebenen Ventil 11 ausgerüstet, welches spannungslos geöffnet ist. Die Heizkreisventile eines Raumes werden von einem Steuergerät 12 angesteuert. Das Steuergerät besitzt zwei digital kodierbare Zeitglieder bekannter Art. Das erste Zeitglied wird vom Anlagenhersteller mit der Länge der Einschaltperiode a kodiert und zwar mit einem Wert von zum Beispiel 26-36 Minuten. Nach Ablauf dieser Zeitspanne a startet das erste das zweite Zeitglied, das vom Benutzer kodiert wird und die Auschaltzeit b während der Einschaltperiode a festlegt. Es wird mittels Mehrstellungsschalter kodiert. Dieser Mehrstellungschalter hat z.B. die sechs Stel­ lungen der Fig. 2.The underfloor heating consists of a heat generator 1 , a circulation pump 2 with overflow valve 3 , an outside temperature-controlled flow temperature control 4 with outside temperature sensor 5 and flow temperature sensor 6 and an electrical actuator 7 , from a flow distributor 8 , a return collector 9 and the underfloor heating circuits 10 . Each heating circuit is equipped with a thermoelectrically driven valve 11 , which is open when de-energized. The heating circuit valves of a room are controlled by a control device 12 . The control device has two digitally encodable timers of known type. The system manufacturer encodes the first timer with the length of the switch-on period a and with a value of, for example, 26-36 minutes. After this period a , the first starts the second timer, which is coded by the user and defines the switch-off time b during the switch-on period a . It is coded using a multi-position switch. This multi-position switch has, for example, the six positions of FIG. 2.

Die Werte für Einschaltperiode a von 26 bis 36 Minuten und die Werte für Ausschaltzeit b von 0-24 Minuten sind dadurch bedingt, daß keine merklichen zeitlichen Oberflächentemperaturschwankungen des Fußbodens auf­ treten.Während der Ausschaltzeiten b führt der Aus­ gang des Steuergerätes 12 Spannung und die Heizkreis­ ventile 11 schließen. Nach Ablauf der Ausschalt­ zeiten b ist der Steuergeräteausgang wieder spannungslos, die Heizkreisventile 11 öffnen wieder bis zum Ende der Einschaltperioden a. Dieser Vor­ gang wiederholt sich periodisch. Da sämtliche Heiz­ kreise von einer Umwälzpumpe 2 versorgt werden, wird diese Umwälzpumpe 2 für den Raum mit den ungünstigsten Heizkreisen ausgelegt. Für die Heizkreise aller anderen Räume ist also die Leistung der Umwälzpumpe 2 überdimensioniert und dadurch die Wärmeleistung dieser Heizkreise zu hoch. Deshalb wird durch die Voreinstellung, d.h. die Kodierung der Einschaltperioden a, vom Anlagenhersteller eine Reduzierung der Einschalt­ perioden a vorgenommen. Eine kurze Einschaltperiode bedeutet eine starke Drosselung der Heizkreise 10. Durch Unterbrechung einer Drahtbrücke im Steuergerät 12 wird für den Raum mit den ungünstigsten Heizkreisen die Ausschaltzeit b bei der Schalterstellung "Normal" gleich 0 Minuten, d.h. ebenso wie bei der Schalter­ stellung "Max." bleiben die Heizkreisventile bei diesen beiden Schalterstellungen dauernd geöffnet. Damit der vom Benutzer gewünschte Betriebszustand so­ fort nach Einstellung des zweiten Zeitgliedes mittels des Mehrstellungsschalter eintritt, kann das zweite Zeitglied durch Drucktaste sofort gestartet werden. Zum Testen der Funktionstüchtigkeit des Steuerge­ rätes 12 ist ein Schalter vorhanden, nach dessen Be­ tätigung die kodierten Zeiten beider Zeitglieder nicht in Minuten, sondern in Sekunden ablaufen. Durch Verwendung von Heizkreisventilen 11, die spannungslos geöffnet sind, wird gewährleistet, daß bei Ausfall des Steuergerätes 12 oder bei einem Defekt der Heiz­ kreisventile 11 die Heizleistung nicht unterbrochen wird. Beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt die Fußbodenheizung zusätzlich für jeden Raum eine Temperaturregelung. Es entfällt der Mehrstellungs­ schalter für das zweite Zeitglied und die Starttaste. Das zweite Zeitglied wird vom Anlagenersteller fest kodiert mit einer Ausschaltzeit b von zum Beispiel 3 Minuten und das erste Zeitglied mit der Einschalt­ periode a entsprechend der notwendigen Drosselung für die Voreinstellung. Fordert die Raumtemperatur­ regeleung keine Wärmezufuhr, stehen die Heizkreis­ ventile dauernd unter Spannung und sind geschlossen. Wird von der Raumtemperaturregelung Wärme angefordert, so werden über das Steuergerät durch periodisches Ein­ und Ausschalten der Steuerspannung die Heizkreis­ ventile entsprechend der Voreinstellung periodisch geöffnet und geschlossen. Das Steuergerät 12 dient in diesem Falle nur der Voreinstellung der Heiz­ kreise eines Raumes und entfällt für den Raum mit den ungünstigsten Heizkreisen.The values for turn-on period a from 26 to 36 minutes and the values of turn-off time b of 0-24 minutes are due to the fact that no significant temporal surface temperature variations of the floor leads to treten.Während the turn-off b the off transition of the control unit 12 voltage and the heating circuit close valves 11 . After the switch-off times b have elapsed, the control unit output is de-energized again, the heating circuit valves 11 open again until the end of the switch-on periods a . This process is repeated periodically. Since all heating circuits are supplied by a circulation pump 2 , this circulation pump 2 is designed for the room with the most unfavorable heating circuits. For the heating circuits of all other rooms, the output of the circulating pump 2 is therefore oversized and the heating output of these heating circuits is therefore too high. Therefore, by default, ie coding the switch-on periods a , the system manufacturer reduces the switch-on periods a . A short switch-on period means severe throttling of the heating circuits 10 . By interrupting a wire jumper in the control unit 12 , the switch-off time b for the room with the most unfavorable heating circuits is 0 minutes when the switch is in the "normal" position, ie in the same way as in the "max." the heating circuit valves remain permanently open with these two switch positions. So that the operating state desired by the user occurs immediately after setting the second timer by means of the multi-position switch, the second timer can be started immediately by pressing the button. To test the functionality of the control unit 12 there is a switch, after its actuation the coded times of both timers do not expire in minutes but in seconds. By using heating circuit valves 11 , which are open when de-energized, it is ensured that, in the event of failure of the control unit 12 or a defect in the heating circuit valves 11, the heating power is not interrupted. In the second embodiment of the invention, the underfloor heating additionally has a temperature control for each room. There is no multi-position switch for the second timer and the start button. The second timer is hard-coded by the system manufacturer with a switch-off time b of, for example, 3 minutes and the first timer with the switch-on period a in accordance with the throttling required for the presetting. If the room temperature control does not require heat, the heating circuit valves are constantly live and are closed. If heat is requested by the room temperature control, the heating circuit valves are periodically opened and closed via the control unit by switching the control voltage on and off periodically according to the default setting. In this case, the control unit 12 serves only to preset the heating circuits of a room and is omitted for the room with the most unfavorable heating circuits.

Claims (7)

1. Verfahren zur Steuerung einer Fußbodenheizung mit einem flüssigen Wärmeträgermedium, dadurch gekennzeichnet, daß Voreinstellung und Steue­ rung oder Regelung durch periodisches Ein- und Ausschalten der Wärmezufuhr für jeden Raum er­ folgt.1. A method of controlling an underfloor heating system with a liquid heat transfer medium, characterized in that presetting and control or regulation is carried out by periodically switching the heat supply on and off for each room. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines ersten Zeitgliedes die Vorein­ stellung der Taktintervalle erfolgt und dadurch die Häufigkeit des Taktens festgelegt wird und innerhalb eines Taktintervalls mit einem zweiten Zeitglied die effektive Taktzeit eingestellt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that by means of a first timer position of the clock intervals and thereby the frequency of clocking is determined and within a clock interval with a second Timer the effective cycle time is set. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch einen Drucktaster die vom Benutzer gewünschte Ausschaltzeit sofort ge­ startet wird und nicht erst nach Ende einer Einschaltperiode.3. The method according to claim 1 and 2, characterized records that by a push button the from User desired switch-off time immediately starts and not only after one Duty cycle. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Testen der Funktions­ tüchtigkeit des Steuergerätes mittels eines Schalters die Zeitprogramme nicht in Minuten, sondern in Sekunden ablaufen.4. The method according to claim 1 and 2, characterized ge indicates that for testing the functional efficiency of the control unit by means of a Does not switch the time programs in minutes, but expire in seconds. 5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Steuergerät und die elektrischen Heizkreisventile so ausgelegt wer­ den, daß bei Ausfall des Steuergerätes und/oder der Heizkreisventile die Wärmezufuhr für die Fuß­ bodenheizung nicht unterbrochen wird. 5. The method according to claim 1 and 2, characterized ge indicates that the control unit and the electric heating circuit valves designed so that if the control unit fails and / or the heating circuit valves heat the feet floor heating is not interrupted.   6. Fußbodenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie besteht aus einem Wärmeerzeuger, einer außentemperaturabhängigen Vorlauftemperatur­ regelung, einer oder mehreren Umwälzpumpen mit Überströmventilen, Heizkreisverteilern und Heiz­ kreissammlern, den elektrischen Heizkreisventilen, den Heizrohren und für jeden Raum aus einem Steuer­ gerät mit zwei Zeitgliedern vor denen das erste Zeitglied die Einschaltperiode der Wärmezufuhr und das zweite Zeitglied die Ausschaltdauer während der Einschaltperiode bestimmt.6. Floor heating according to claim 1, characterized records that it consists of a heat generator, an outside temperature dependent flow temperature control, one or more circulation pumps with Overflow valves, heating circuit distributors and heating circle collectors, the electric heating circuit valves, the heating pipes and for each room from one tax comes with two timers in front of which the first Timer the switch-on period of the heat supply and the second timer the switch-off duration determined during the on period. 7. Fußbodenheizung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich eine Temperaturregelung für jeden Raum vorhanden ist und daß die Steuergeräte für das periodische Ein- und Ausschalten der Heiz­ kreise für die Voreinstellung mit diesen Raum­ temperaturregelungen kombiniert sind.7. underfloor heating according to claim 1 and 6, characterized records that in addition a temperature control for every room is present and that the control units for switching the heating on and off periodically circles for preset with this space temperature controls are combined.
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