DE3713366A1

DE3713366A1 - Verfahren zur steuerung einer heizanlage

Info

Publication number: DE3713366A1
Application number: DE19873713366
Authority: DE
Inventors: Eugen Reiner
Original assignee: Elesta AG
Current assignee: Elesta AG
Priority date: 1986-08-14
Filing date: 1987-04-21
Publication date: 1988-02-18
Also published as: CH670496A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Heizanlage, welche einen Kessel und eine Umwälzpumpe für den Heizkreis aufweist.

Bei Anlagen ohne Mischeinrichtung ist es bekannt, die Kesseltemperatur direkt in Abhängigkeit der Aussen- und/ oder der Raumtemperatur zu steuern, wobei die Kesseltempe ratur naturgemäss gleichzeitig die Vorlauftemperatur für das Heizsystem ist. Bei solchen Anlagen ist es auch bekannt, während der Aufheizung des Brauchwassers die Umwälzpumpe für den Heizkreis abzuschalten, damit kein für die Auf heizung des Brauchwassers benötigtes ca. 80° C heisses Kesselwasser in den Heizkreis gelangt und eine starke Ueber hitzung der Räume bewirkt. Die Gefahr einer solchen Ueber hitzung ist insesondere dann gross, wenn während Perioden milder Witterung für die Bedürfnisse der Raumheizung Vor lauftemperaturen von lediglich 30 bis 40°C erforderlich sind. Das Abschalten der Umwälzpumpe kann jedoch zu Nach teilen führen. Insbesondere bei klein dimensionierten Kesseln und relativ grossem Brauchwasserspeicherinhalt kann der Aufheizvorgang für das Brauchwasser relativ lange, z.B. eine Stunde, dauern. Während dieser Zeit kann aber der Heizkreis stark auskühlen. Die Raumtemperatur sinkt dann ab und wird unbehaglich. Wenn dann die Umwälzpumpe für den Heizkreis wieder in Betrieb gesetzt wird, erfolgt im ge samten Leitungssystem ein starker Temperaturanstieg, der Spannungen und unangenehme Knackgeräusche zur Folge hat. Auch der rasche Anstieg der Raumtemperatur und vor allem die stark überhöhte Temperatur der Heizkörper werden dann unangenehm empfunden.

Durch die DE-PS 25 24 010 ist eine Steuerung für eine in Abhängigkeit von der Aussentemperatur einstellbare Heizungs anlage bekannt geworden, bei der am Ende der Brauchwasser bereitung die stark überhöhte Temperatur des Kesselwassers von ca. 85°C zunächst durch verzögertes Abschalten der Brauchwasser-Ladepumpe möglichst weit gegen das Niveau der Brauchwassertemperatur von z.B. 60°C abgekühlt wird, worauf dann die Heizungsumwälzpumpe wieder eingeschaltet wird. Da hiefür die Brauchwassertemperatur naturgemäss noch weiter ansteigen muss, ist innerhalb praktikabler Nachladezeiten lediglich eine Abkühlung des Kesselwassers auf etwa 70°C möglich. Es kommt daher auch hier bei der Einschaltung der Umwälzpumpe für den Heizkreis immer noch zu den unangenehmen Knackgeräuschen und zur Ueberheizung der Räume.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung einer Heizanlage zu schaffen, bei dem auch trotz des Fehlens einer Mischeinrichtung ein starker Temperaturanstieg im Heizkreis und dessen Folgen, wie Knackgeräusche und Ueberheizung der Räume, vermieden werden.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass wenn die Kesseltemperatur einen Wert aufweist, der min destens um einen vorbestimmten Wert grösser als die für die geforderte Raumtemperatur nötige Vorlauftemperatur ist, die Umwälzpumpe zyklisch ein- und ausgeschaltet wird, so dass Ein- und Ausschaltperioden entstehen. Die Einschalt perioden sind bei stark überhöhten Temperaturen des Kessel wassers relativ kurz und die Ausschaltperioden relativ lang, so dass sich, bedingt durch die Speicherfähigkeit von Leitungssystem und Heizkörpern, eine im Mittelwert nur leicht schwankende und relativ gedämpft (langsam) ansteigen de Temperatur im Heizkreis ergibt. Dieser Mittelwert ent spricht dann in seiner Wirkung ungefähr dem des geforder ten Sollwerts der Vorlauftemperatur, wenn die Umwälzpumpe dauernd laufen würde. Mit zunehmender Annäherung der Kessel wassertemperatur an den Sollwert der Vorlauftemperatur, wird das Verhältnis von Einschaltperiode zu Ausschaltperiode immer grösser. Wenn dann die Differenz auf einen unbedeu tenden Wert gesunken ist, kann die Umwälzpumpe wieder dauernd in Betrieb genommen werden.

Einleitend wurde der Fall erwähnt, wo nach der Erhitzung des Brauchwassers die Kesseltemperatur überhöht war. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt.

So gibt es beispielsweise auch Fälle, und zwar unabhängig davon, ob mit der Heizanlage auch Brauchwasser bereitet wird oder nicht, wo die Kesseltemperatur aus Gründen des Korrosionsschutzes nicht unter eine Minimaltemperatur von etwa 55°C sinken darf. Bei einer Heizanlage ohne Misch ventil würde daher auch die Vorlauftemperatur 55°C be tragen. Bei milder Witterung ist jedoch eine solche Vor lauftemperatur zu hoch. Mit dem erfindungsgemässen Ver fahren ist es jedoch möglich, im Heizkreis eine nur leicht schwankende Temperatur aufrecht zu erhalten, deren Wirkung dem Wärmebedarf angepasst ist und derjenigen von Vorlauf temperaturen zwischen etwa 25°C bis etwa der Minimal temperatur bei dauernd laufender Umwälzpumpe äquivalent ist.

Vorteilhaft wird gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung so verfahren, dass der Istwert der Kesseltem peratur mit dem Sollwert der Vorlauftemparatur verglichen wird, und dass die Abweichung des Istwerts vom Sollwert die Länge der Ausschaltperiode und/oder der Einschalt periode bestimmt. Es ist in den meisten Fällen zweckmässig, die Einschältperiode konstant zu halten. In diesem Fall kann die Ausschaltperiode variieren. Es ist aber auch möglich, die Ausschaltperiode konstant zu halten, in welchem Fall die Länge der Einschaltperiode variieren kann.

In gewissen Fällen ist es jedoch zweckmässig, sowohl die Einschaltperiode als auch die Ausschaltperiode veränder lich zu halten. Dies ergibt eine grössere Flexibilität der Steuerung und erleichtert das Einhalten einer nur gering schwankenden Mitteltemperatur im Heizungskreis.

Zweckmässigerweise unterschreitet die Einschaltperiode nicht einen vorbestimmten Minimalwert, z.B. eine Minute. Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn die Ausschaltperiode einen vorbestimmten Minimalwert, z.B. zwei Minuten, nicht unterschreitet, bzw. einen vorbestimmten Maximalwert, z.B. zehn Minuten, nicht überschreitet. Dadurch wird vermieden, dass bei stillstehender Umwälzpumpe z.B. durch Wärmeleitung verursachte Messfehler der Vorlauftemperatur sich spürbar nachteilig auswirken, und es wird eine möglichst gleich mässige Raumtemperatur sichergestellt.

Weiters kann es vorteilhaft sein, die Messung der Vorlauf temperatur während der Ausschaltperioden mittels Mittel der analogen oder digitalen Elektronik zu unterdrücken, um mögliche Messfehler zu vermeiden. Es erfolgt dann die Erfassung der Vorlauftemperatur nur während der Einschalt perioden der Umwälzpumpe, so dass keine Messfehler wegen Wärmeleitung entstehen können. Die Unterdrückung der Messung kann auch noch auf einen Teil der jeweiligen Einschalt periode ausgedehnt werden, so dass etwaige beim Tempera turfühler durch Wärmeleitung eingehende Temperaturerhöhungen nicht berücksichtigt werden.

Vorteilhaft wird die Vorlauftemperatur von der Aussentempe ratur gesteuert. Es ist aber auch möglich, die Vorlauf temperatur durch die Raumtemperatur zu steuern. Schliess lich ist auch eine Kombination denkbar, wo die Vorlauf temperatur sowohl von der Aussentemperatur als auch der Raumtemperatur gesteuert wird.

Das beschriebene Verfahren bringt nicht nur Komfortvorteile, wie die Verhinderung von grossen Raumtemperaturschwankungen und Knackgeräuschen, sondern bewirkt auch eine Energieein sparung, weil eine Ueberheizung vermieden wird. Ein be sonderer Vorteil besteht darin, dass auch nichtkorrosions feste Heizkessel ohne Mischeinrichtung während milder Witterungsperioden problemlos betrieben werden können.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer Heizanlage, welche mindestens einen Kessel und eine Umwälzpumpe für den Heizkreis aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Kesseltemperatur einen Wert aufweist, der um einen vorbestimmten Wert grösser als die für die geforderte Raumtemperatur nötige Vorlauftemperatur ist, die Umwälz pumpe zyklisch ein- und ausgeschaltet wird, so dass Ein und Ausschaltperioden entstehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Istwert der Kesseltemperatur mit dem Sollwert der Vorlauftemperatur verglichen wird, und dass die Abweichung des Istwerts vom Sollwert die Länge der Ausschaltperioden und/oder Einschaltperioden bestimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltperiode konstant gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschaltperiode konstant gehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Einschaltperioden als auch die Ausschalt perioden veränderlich sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Einschaltperiode einen vorbestimmten Minimalwert nicht unterschreitet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschaltperiode einen vorbe stimmten Minimalwert nicht unterschreitet, bzw. einen vorbestimmten Maximalwert nicht überschreitet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlauftemperatur von der Aussen temperatur gesteuert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlauftemperatur von der Raum temperatur gesteuert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlauftemperatur von der Aussen temperatur und der Raumtemperatur gesteuert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Vorlauftemperatur nur während den Einschaltperioden der Umwälzpumpe erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Vorlauftemperatur erst eine vorbestimmte Zeit nach dem Einschalten der Umwälzpumpe erfolgt.