DE3781306T2 - Zentralheizungsanlage. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zentralheizungsanlagen für Wohnräume, die in Kombination einen Kreis großer Trägheit und einen Kreis geringer Trägheit enthalten.
• Zur Zeit ist die Konstruktion strikten Wärme-Isolationsnormen unterworfen. Diese Anforderungen erlauben es, für Wohnräume Heizungsmittel vorzusehen, bei denen das flüssige Wärmemittel eine mäßige Temperatur aufweist. Beispielsweise läßt sich eine Fußbodenheizung mit Wasser speisen, dessen Temperatur meist geringer als 45ºC ist. Es werden Bodentemperaturen in der Größenordnung von 26ºC erreicht, die Umgebungstemperaturen von annähernd 20ºC gewährleisten.
• Außer der Tatsache, einen sehr zufriedenstellenden Comfort zu bieten, erlaubt die Niedertemperatur-Fußbodenheizung die Verwendung von Hochleistungs-Wärmeerzeugern wie Kondensations- Heizkessel, deren Nutzleistung für Wassertemperaturen unter 50ºC maximal ist.
• In einem Wohnhaus erfolgt die Verteilung oft so, daß sich der Tagesanteil auf niedrigem oder Erdgeschoß-Niveau befindet und der Nachtanteil auf Etagen-Niveau. Eine Niedertemperatur- Fußbodenheizung, die eine große Trägheit besitzt, ist ganz und gar an den Tagesanteil angepaßt, für den sie permanent eine regelmäßige Temperatur gewährleistet. Außerdem sind die speziellen Anforderungen in bezug auf Fliesen und Bodenbeläge nicht sehr schwierig.
• Dagegen sind diese Anforderungen auf der Etage viel wichtiger und steigern die Herstellungskosten beträchtlich. Ferner erscheint eine Niedertemperatur-Fußbodenheizung für den Nachtanteil weniger geeignet als für den Tagesanteil, denn es ist interessant, eine Möglichkeit zur zeitweiligen Unterbrechung vorzusehen, die es gestattet, die Temperatur während der Stunden der Abwesenheit der Bewohner und/oder während der Schlafstunden zu reduzieren.
• Folglich ist es vorzuziehen, für die Etage oder den Nachtanteil des Hauses eine Heizungsanlage mit geringer Trägheit, beispielsweise mit Radiatoren, zu installieren.
• Heizungsanlagen, die die beiden vorgenannten Systeme verkörpern, sind bereits verwendet worden, sie benötigen jedoch zwei Wassertemperaturen, eine zwischen 40 und 50ºC für die Fußbodenheizung und eine zweite zwischen 60 und 80ºC für die Radiatoren.
• Durch die deutsche Druckschrift DE-A 29 16 169 ist ebenfalls eine Anlage bekannt, die ein Mischventil enthält, dessen einer Warmwasser-Einlaß vom Heizkessel gespeist wird und dessen Kaltwasser-Einlaß mit einer Rücklauf-Leitung der Anlage verbunden ist. Die Mischung wird durch einen Motor geregelt, der seinerseits durch eine Steuereinheit angetrieben wird. Diese Vorrichtung erlaubt es, das Problem der Warm-Wasser-/Kalt-Wasser- Mischung zu lösen, das auftritt, falls es gewünscht wird, in einer einzigen Anlage Radiatoren und Fußbodenheizungen gemeinsam zu verwenden.
• Es sind bisher auch andere Lösungen vorgeschlagen worden. Diese sind jedoch alle kostspielig und enthalten komplizierte hydraulische Schaltungen. Darüber hinaus muß die Wassertemperatur zwischen 60ºC und SOºC liegen und erlaubt es nicht, von den Leistungen der Wärmeerzeuger mit hohem Nutzeffekt, wie beispielsweise den Kondensations-Heizkesseln, zu profitieren.
• Ferner ist die Druckschrift DE-A-27 49 323 bekannt, die ein System beschreibt, das drei identische Zonen umfaßt, die mit Radiatoren ausgerüstet und jeweils einerseits mit dem Auslaß eines Heizkessels und andererseits mit den Einlässen zweier Drei- Wege-Ventile verbunden sind. Der Auslaß eines Ventils ist an eigen zweiten Einlaß des anderen angeschlossen, und der Auslaß dieses letzteren ist mit dem Einlaß des Heizkessels verbunden. Diese Druckschrift beschreibt insbesondere ein Heizungssystem, das die Vorränge, die jedem der Wege zugeordnet sind, steuert.
• Um das vorangehend erörterte Problem der Warmwasser/ Kaltwasser-Mischung zu lösen, ist daran gedacht worden, eine Installation mit zwei Wegen oder Kreisen vorzusehen, wobei einer den Fußbodenheizungen zugeordnet ist und der andere den Radiatoren, und wobei ein Steuermittel die Vorränge steuert, die jedem dieser Kreise zugeordnet sind.
• Die Funktion der Fußbodenheizungen, die Heizungsanlagen mit großer Trägheit sind, kann kurzzeitig unterbrochen werden. Während dieser Unterbrechungen ist es möglich, falls notwendig, das in den Radiatoren zirkulierende Wasser aufzuheizen, da die Radiatoren Anlagen mit geringer Trägheit sind. Wenn die Anforderungen der Radiatoren erst einmal erfüllt sind, kann sich das in geringer Menge in ihnen vorhandene heiße Wasser (bei 80ºC) mit dem in großer Menge in den Fußböden befindlichen kälteren Wasser (50ºC) vermischen, ohne dort Schaden anzurichten.
• Das vorgenannte Problem kann so gelöst werden, daß eine Zwei-Kreis-Installation vorgesehen wird, bei der ein Kreis Fußbodenheizungen und der andere Radiatoren speist, und daß durch ein geeignetes Steuermittel des in der Druckschrift DE-A-27 49 323 beschriebenen Typs der Vorrang der Fußböden über die Radiatoren geregelt wird.
• Die zu der beschriebenen Lösung verwendeten Mittel sind im Hauptanspruch angegeben, der die vorliegende Beschreibung vervollständigt. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele.
• Die Erfindung wird zum besseren Verständnis durch die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:
• Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Heizungsanlage gemäß der Erfindung und
• Fig. 2 eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung, die die Funktion der Anlage gemäß Fig. 1 steuert.
• Vom Heizkessel 1, Fig. 1, geht eine Wasserauslaßleitung 2 aus, die mit einem Wassertemperaturregler 3 versehen ist. Am Ende der Leitung 2 befindet sich ein Zwei-Wege-Schaltventil 4. Andererseits kommt eine Wasser-Rücklaufleitung 5 am Heizkessel 1 an, die eine Umwälzpumpe 6 enthält.
• Ausgehend von einem Weg 4' des Ventils 4 wird ein Kreis 7 gebildet, der einen Wassertemperaturregler 8, einen Sammler 9 und zwischen dem Sammler 9 und einem mit der Leitung 5 verbundenen Rücklaufsammler 5' eine Vielzahl von Heizmitteln wie Fußbodenheizungen PC1, . . . PCn umfaßt. In Fig. 1 sind nur drei dieser Heizmittel PC1, PC2 und PC3 dargestellt. Vorzugsweise sind die Heizmittel PC1 bis PCn parallel angeordnet. Die Heizorgane PC1 bis PCn umfassen ein Temperatur-Regulierungsmittel REG1, Fig. 2.
• Zwischen dem anderen Auslaß 4'' des Ventils 4 und einem Rücklaufsammler 5'', der ebenfalls mit der Leitung 5 verbunden ist, ist ein Kreis 10 vorgesehen, der einen Wasserauslaß-Sammler 11 und eine Vielzahl von Heizorganen geringer Trägheit wie Radiatoren R1, . . . Rn umfaßt. In Fig. 1 sind drei solcher Radiatoren vorhanden. Vorzugsweise sind die Radiatoren R1 bis Rn zwischen dem Sammler 11 und dem Rücklaufsammler 5'' parallel angeordnet.
• Die Radiatoren R1 bis Rn haben eine geringe Wasserkapazität, und das gesamte Wasservolumen des Kreises 10 ist beträchtlich geringer als dasjenige des Kreises 7.
• Der Kreis 10 umfaßt ebenfalls ein Temperatur-Regulierungsmittel REG2, Fig. 2.
• Der Kontakt des Mittels REG2 ist in Serie mit einem Relais K zwischen dem Nulleiter N und dem Phasenleiter P, Fig. 2, geschaltet. Das Relais K besitzt zwei Arbeitskontakte K1 und K2 und einen Ruhekontakt K3. Mit dem Arbeitskontakt K1 ist die Steuerung 12 des Zwei-Wege-Verteilerventils 4 zwischen den Leitern N und P in Reihe geschaltet. Wenn sie unter Spannung steht, öffnet die Steuerung 12 das Ventil 4 auf dem Weg 4''. Falls kein Strom durch die Steuerung 12 fließt, ist das Ventil auf dem Weg 4' geöffnet.
• Der zweite Arbeitskontakt K2 ist mit dem Wassertemperaturregler 3 des Heizkessels 1 und der Steuerung 13 des Brenners zwischen den Leitern N und P in Reihe geschaltet. Die Steuerung 13 und der Wassertemperaturregler 3 sind ebenfalls mit dem Wassertemperaturregler 8 und dem Mittel REG1 zwischen den Leitern N und P in Reihe geschaltet. Zwischen dem Wassertemperaturregler 3 einerseits und dem Wassertemperaturregler 8 und dem Mittel REG1 andererseits befindet sich der Ruhekontakt K3 des Relais K.
• Die erfindungsgemäße Anlage funktioniert wie folgt: Falls seitens des Temperatur-Regulierungsmittels REG2 des zweiten Kreises 10 kein Bedarf besteht, wird das Relais K nicht gespeist. Die Steuerung 12 des Ventils 4 steht nicht unter Spannung und letzteres ist auf seinem Weg 4' zum Kreis 7 hin geöffnet. Falls der Kontakt K3 geschlossen ist, arbeitet der Wassertemperaturregler 8 und begrenzt die Wassertemperatur im Kreis beispielsweise auf weniger als 50ºC. Auf diese Weise funktioniert der Heizkessel 1, falls er ein Kondensations-Heizkessel ist, mit maximaler Leistung. Die Heizung des Kreises 7 wird durch das Mittel REG1 reguliert. In der Praxis ist REG1 ein übliches Mittel.
• Falls seitens des Mittels REG2 des Kreises 10 Bedarf besteht, schließt der Kontakt K1 des Relais 4. Die Steuerung 12 schaltet das Ventil 4 durch Öffnung des Weges 4'' auf den Kreis 10 um. Im Kreis 7 besteht nun keine Wasserzirkulation mehr. Falls der Kontakt K2 ebenfalls geschlossen ist, wird die Brenner-Steuerung 13 aktiviert, solange die Temperatur der Wasserauslaßleitung geringer ist als der Temperatur-Einstellwert des Wassertemperaturreglers 3 des Heizkessels 1. Der Temperatur-Einstellwert des Wassertemperaturreglers 3 ist beispielsweise 80ºC. Andererseits erfolgt keine Strömung im Wassertemperaturregler 8 und im Mittel REG1, wenn der Ruhekontakt K3 geöffnet ist.
• Das Wasservolumen im Kreis 10 ist unwichtig. Falls daher seitens des Mittels REG2 Bedarf besteht, kommt das Wasser schnell mit hoher Temperatur im Kreis 10 an, und die Radiatoren R1 bis R3 stellen schnell die durch das Mittel REG2 eingestellte Temperatur wieder her. Während dieser Zeit hat keine Wasserzirkulation im Kreis 7 stattgefunden, da dieser Kreis jedoch eine große Trägheit besitzt, ist die Temperatursenkung sehr klein.
• Falls der Kalorienbedarf seitens des Mittels REG1 endet, kommt die Warmwasserzirkulation im Kreis 10 zum Stillstand und beginnt wieder im Kreis 7, wie zuvor beschrieben. Da zwischen dem Kreis 7 und dem Kreis 10 ein großer Unterschied im Wasservolumen besteht, kühlt das Rücklaufwasser des Kreises 10, das sich auf einer Temperatur oberhalb von 50ºC befinden kann, schnell wieder ab, sobald es mit dem Wasser des Kreises 7 in Kontakt kommt, und zwar so effektiv, daß dadurch kein beträchtlicher momentaner Temperaturanstieg der Fußbodenheizung hervorgerufen wird, was einer Unbehaglichkeit gleichkäme.
• In der Praxis kann der Kreis 7 dazu benutzt werden, den Tagesanteil der Heizung in einem Wohnhaus zu übernehmen, und der Kreis 10 kann zur nächtlichen Beheizung verwendet werden.

Claims (4)

1. Zentralheizungsanlage, enthaltend: - einen Boiler (1), dessen Wasserauslaßleitung (2) mit einem Wassertemperaturregler (3) versehen ist, - einen Wasser-Rücklaufsammler (5, 5', 5''), - ein Zwei-Wege-Schaltventil (4), - einen ersten geschlossenen Kreis (7) mit einem ersten Auslaßsammler (9), enthaltend einen zweiten Wassertemperaturregler (8) zwischen dem ersten Auslaß (4') des Ventils (4) und dem Rücklaufsammler (5'), wobei der geschlossene Kreis ein erstes Temperatur- Regulierungsmittel (REG1) umfaßt, - einen zweiten geschlossenen Kreis (10) mit einem zweiten Auslaßsammler (11) zwischen dem zweiten Auslaß (4'') des Ventils (4) und dem Rücklaufsammler (5''), umfassend ein zweites Temperatur- Regulierungsmittel (REG2) und - ein Steuermittel K, das von den Wassertemperaturreglern (3) und (8) und den Regulierungsmitteln REG1, REG2 gesteuert wird, wobei in der Anlage - der erste geschlossene Kreis (7) ein Heizgerät bei mäßiger Temperatur speist, das eine oder mehrere Heizebenen umfaßt und dessen Wasservolumen beträchtlich ist, so daß seine thermische Trägheit hoch sein kann, - der zweite geschlossene Kreis (10) ein Heizgerät mit höherer Temperatur speist, das aus Radiatoren mit geringer thermischer Trägheit besteht und dessen Wasservolumen gering ist, verglichen mit demjenigen des geschlossenen Kreises (7), so daß die thermische Trägheit gering sein kann, und - das Steuerorgan (K) durch das zweite Temperatur-Regulierungsmittel (REG2) gesteuert wird, um das Ventil (4) auf den zweiten geschlossenen Kreis (10) umzuschalten, wenn seitens des zweiten Temperatur-Regulierungsmittels (REG2) Bedarf besteht, und um die Steuerung (13) des Brenners des Boilers (1) auf den ersten Wassertemperaturregler (3) umzuschalten, dessen Temperatur höher ist als die gewünschte Temperatur für den zweiten geschlossenen Kreis (10), und um das Ventil (4) auf den ersten geschlossenen Kreis (7) umzuschalten, wenn seitens des zweiten Temperatur-Regulierungsmittels (REG2) kein längerer Bedarf mehr besteht, und um die Steuerung (13) des Brenners auf den zweiten Wassertemperaturregler (8) und auf das erste Temperatur-Regulierungsmittel (REG1) des ersten geschlossenen Kreises (7) umzuschalten.

2. Zentralheizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Phase (P) und dem Nullpunkt (N) der Kontakt des zweiten Temperatur-Regulierungsmittels (REG2) mit einem Relais (K) mit zwei Arbeitskontakten (K1, K2) in Serie geschaltet ist, wobei der erste Arbeitskontakt (K1) mit der Steuerung (12) des Ventils (4), der zweite Arbeitskontakt (K2) mit dem Wassertemperaturregler (3) des Boilers (1) und der Steuerung (13) des Brenners in Serie geschaltet ist, wobei letztere ebenfalls zwischen der Phase (P) und dem Nullpunkt (N) mit dem Wassertemperaturregler (8) des ersten geschlossenen Kreises (7) und dem Kontakt des ersten Temperatur-Regulierungsmittels (REG1) in Serie geschaltet sind.

3. Zentralheizungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (K) zusätzlich einen Ruhekontakt (K3) umfaßt, der mit dem Wassertemperaturregler (8) des ersten geschlossenen Kreises und dem Kontakt des ersten Temperatur-Regulierungsmittels (REG1) zusammengeschaltet ist.

4. Zentralheizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boiler ein Kondensations-Boiler ist.