DE4339802A1 - Einrichtung zur Steuerung der Leistung eines Wärmeerzeugers - Google Patents

Einrichtung zur Steuerung der Leistung eines Wärmeerzeugers

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DE4339802A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der Leistung eines Wärmeerzeugers bei einer Warmwasser- Heizungsanlage.
Die Wärmeerzeuger bei solchen Warmwasser-Heizungsanlagen sind gewöhnlich Öl- oder Gasheizkessel. Zur Anpassung der Steuerung sind Kennlinien definiert, die die Abhängigkeit der Vorlauftemperatur bzw. der Rücklauftemperatur von der Außentemperatur darstellen. Bei bekannten derartigen Einrichtungen muß der Installateur die Kennliniensteilheit einstellen und sonstige Einstellungen vornehmen (vgl. DIN V 32 729). Die richtige Einstellung bereitet oft Schwierigkeiten.
Bei anderen Heizungsanlagen, nämlich Wärmespeicher- Heizungsanlagen, werden Kennlinien benutzt, die eine Beziehung zwischen der Außentemperatur und einer Steuerspannung bzw. der Speicherkerntemperatur darstellen.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art, eine einfache Einstellbarkeit zu erreichen, ohne daß Steilheitssteller für die Heizkurve nötig sind.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Der Wärmeerzeuger mit seiner Steuer- und Regeleinrichtung ist so ausgelegt, daß er ohne ein externes elektrisches Steuersignal völlig autark arbeitet. Er stellt den an ihn angeschlossenen Heizkörpern maximale Wärme bereit. Alle Überwachungseinrichtungen mit Regler-, Wächter- und Sicherheitsfunktionen, einschließlich der Drehzahlsteuerung einer Umwälzpumpe und eine etwaige Schadstoffüberwachung sind im Wärmeerzeuger integriert.
Das an den Wärmeerzeuger angeschlossene externe Steuergerät stellt ihm ein Steuersignal zur Verfügung, das seine Leistung je nach den jeweiligen Gegebenheiten gegenüber der 100%-Leistung, gegebenenfalls auch bis auf 0%-Leistung, herabsetzt. Im Steuergerät wird ein erstes Teilsignal erzeugt, das von der Temperaturdifferenz zwischen der Raum-Isttemperatur und der Raum- Solltemperatur abhängt. Außerdem wird im Steuergerät ein zweites Teilsignal erzeugt, welches von der jeweiligen Außentemperatur und der jeweils eingestellten Kennlinie abhängt. Die beiden Teilsignale werden entsprechend kombiniert und vorzugsweise über einen BUS-Koppler als externes Steuersignal an die Steuer- und Regeleinrichtung des Wärmeerzeugers gelegt.
Die Einstellung der Kennlinie ist äußerst einfach und sinnfällig. Denn es braucht nur eingestellt zu werden, unterhalb welcher Außentemperatur der Wärmeerzeuger mit 100%-Leistung bei Wärmebedarf arbeiten soll. Diese Einstellung (Winterbetrieb) kann der Installateur leicht vornehmen. Außerdem muß nur noch eingestellt werden, ab welcher Außentemperatur (Sommer) der Wärmeerzeuger mit 0%-Leistung arbeiten, also nicht mehr einschalten soll. Diese Einstellung kann auch der Benutzer leicht vornehmen. Jedenfalls muß nicht aus einer Schar von unterschiedlich steilen Kennlinien, die in Relation zur Außentemperatur und der Vorlauftemperatur bzw. Durchlauftemperatur der Warmwasser-Heizungsanlage stehen, die für die jeweilige Anlage richtige Kennlinie ausgewählt werden. Es muß darüber hinaus auch nicht eine häufig nötige Kennlinien-Parallelverschiebung vorgenommen werden. Die erleichterte Einstellbarkeit der Kennlinie am Steuergerät erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß die Warmwasser-Heizungsanlage mit optimalem Wirkungsgrad arbeitet, erheblich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt eine Warmwasser-Heizungsanlage schematisch.
Ein Wärmeerzeuger (1), beispielsweise ein Gasheizkessel oder ein Ölheizkessel oder eine Wärmepumpe, ist über eine Vorlaufleitung (2) und eine Rücklaufleitung (3) an Raumheizkörper (4) angeschlossen.
Der Wärmeerzeuger (1) umfaßt eine selbständige Steuer- und Regeleinrichtung (5), mit der der Heizungskreis autark auf maximale Heizleistung steuer- bzw. regelbar ist und die die Leistung an den jeweiligen Wärmebedarf der Raumheizkörper (4) anpaßt. Die Steuer- und Regeleinrichtung (5) weist alle notwendigen Überwachungsfunktionen, Temperaturfunktionen und Sicherheitsfunktionen auf, so daß dann, wenn an ihrem Eingang (6) kein externes elektrisches Steuersignal anliegt, der Wärmeerzeuger (1) die Raumheizkörper (4) mit 100%-Leistung arbeitend, versorgt.
Die Steuer- und Regeleinrichtung (5) ist nicht mit Heizkurvenstellern, Absenkzeitsteller und Außentemperaturfühler sowie Raumtemperaturfühler versehen.
Es ist ein zum Wärmeerzeuger (1) externes Steuergerät (7) vorgesehen, dessen Ausgang (8) über eine Leitung, insbesondere ein Datenbus (9) und einen BUS-Koppler (10), an den Eingang (6) angeschlossen ist. Der BUS-Koppler (10) kann in die Steuer- und Regeleinrichtung (5) integriert sein.
Am Ausgang (8) des Steuergeräts (7) liegt ein entsprechender BUS-Koppler (10′). Durch die Verbindung des Steuergeräts (7) mit dem Wärmeerzeuger (1) ist es möglich, alle möglichen Typen von Wärmeerzeugern mit entsprechend herstellerseitig abgestimmten Steuer- und Regeleinrichtungen (5) auszurüsten und diese dann bei der Installation an das Steuergerät (7) anzuschließen, wobei es keiner unterschiedlichen Typen von Steuergeräten (7) bedarf. Für alle Wärmeerzeuger (1) eines Herstellers lassen sich also die gleichen Steuergeräte (7) verwenden. Dadurch wird die Herstellung der Steuergeräte (7) rationeller. Die Steuergeräte (7) lassen sich sowohl bei Gasheizkesseln, Ölheizkesseln, Wärmepumpen, Solaranlagen als auch bei elektrischen Wärmespeichern mit entsprechender Lade- und Entladeelektronik verwenden.
Das Steuergerät (7) weist einen ersten Schaltungsteil (11) auf. An diesem wird über einen oder mehrere Raumtemperaturfühler (12) die Raumtemperatur erfaßt. Es kann dabei eine Raumtemperaturerfassung in den Einzelräumen, in denen die Raumheizkörper (4) installiert sind, mit einer Summensignalbildung oder die Raumtemperaturmessung in einem Pilotraum erfolgen. Der erste Schaltungsteil (11) ist mit einem Raum-Solltemperatursteller (13) versehen. Ein Vergleicher (14) des ersten Schaltungsteil (11) bildet die Differenz zwischen der Raum-Solltemperatur und der Raum­ isttemperatur und gibt ein entsprechendes erstes Teilsignal (a) an einen Teilsignal-Verknüpfer (15).
Das Steuergerät (7) weist einen zweiten Schaltungsteil (16) auf.
In der Figur ist im Block des zweiten Schaltungsteils (16) dessen Kennlinien bildende Funktion dargestellt. An den Schaltungsteil (16) ist ein Außentemperaturfühler (17) angeschlossen. Außerdem weist der Schaltungsteil (16) einen Wintersteller (18) und einen Sommersteller (19) auf. Der Schaltungsteil (16) gibt ein zweites Teilsignal (b) an den Verknüpfer (15). Dieses Teilsignal (b) liegt entsprechend der vom Außentemperaturfühler (17) erfaßten Außentemperatur und der jeweiligen Einstellung der Steller (18, 19) zwischen 0% und 100%.
Mit dem Wintersteller (18) wird der Außentemperaturwert eingestellt, unterhalb dem das zweite Teilsignal (b) auf 100% gehen soll. Mit dem Sommersteller (19) wird eingestellt, oberhalb welchem Außentemperaturwertes das zweite Teilsignal (b) auf den Wert 0% gehen soll. Aus der jeweiligen Einstellung ergeben sich entsprechende Kennlinien.
In der Figur ist mit durchgezogener Linie eine Kennlinie I dargestellt, die sich ergibt, wenn der Wintersteller (18) auf -20°C und der Sommersteller (19) auf +20°C gestellt ist. Bei einer tatsächlichen Außentemperatur von beispielsweise 0°C ergibt sich dann ein 50%-Teilsignal (b). Bei einer Außentemperatur von +10°C ergibt sich nach dieser Kennlinie I ein etwa 25%-Teilsignal (b).
In der Figur ist eine weitere Kennlinie II strichliert dargestellt. Diese stellt sich ein, wenn der Wintersteller (18) auf 0°C und der Sommersteller (19) auf +5°C eingestellt ist. Bei dieser Einstellung ergibt sich bei einer Außentemperatur von 0°C ein 100%-Teilsignal (b) und bei einer Außentemperatur von etwa +4°C ein 20%-Teilsignal (b).
Das Steuergerät (7) weist als dritten Schaltungsteil (20) eine Zeitschaltuhr (21) mit einem Zeitsteller (22) auf. Mit dem Zeitsteller (22) ist einzustellen, zu welchen Tages- oder Wochenzeiten eine Absenkung der Heizleistung erfolgen soll. Die Zeitschaltuhr (21) gibt ein entsprechendes drittes Teilsignal (c) an den Teilsignal-Verknüpfer (15).
Der Teilsignal-Verknüpfer (15) bildet aus den Teilsignalen a, b und c ein entsprechendes Kombinationssignal (d), welches die jeweiligen Temperatur, Temperatureinstellungen und Zeiten umfaßt. Das Kombinationssignal (d) liegt am BUS-Koppler (10′). Über den BUS-Koppler (10′) wird das Kombinationssignal (d) über den Datenbus (9) und den BUS-Koppler (10) an den Eingang (6) gelegt. Die Übertragung des Kombinationssignals (d) zum Eingang (6) kann digital oder analog erfolgen.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Steuerung der Leistung eines Wärmeerzeugers bei einer Warmwasser-Heizungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeuger (1) eine Steuer- und Regeleinrichtung (5) beinhaltet, die ohne ein externes elektrisches Steuersignal den Wärmeerzeuger (1) auf 100%-Leistung steuert bzw. regelt, daß an die Steuer- und Regeleinrichtung (5) ein Steuergerät (7) angeschlossen ist, daß an dem Steuergerät (7) eine Raum-Solltemperatur (13) einstellbar ist und es aus der Raum-Solltemperatur (13) und der Raum-Isttemperatur (12) ein erstes Teilsignal (a) erzeugt, daß am Steuergerät (7) ein erster Außentemperaturwert (19) (Sommer), oberhalb welcher Außentemperatur der Wärmeerzeuger (1) mit 0%-Leistung arbeiten soll, und ein zweiter Außentemperaturwert (18) (Winter) einstellbar ist, unterhalb welcher Außentemperatur der Wärmeerzeuger (1) mit 100%-Leistung arbeiten soll, daß das Steuergerät (7) aus der jeweiligen Außentemperatur in Verbindung mit den beiden eingestellten Außentemperaturwerten (19, 18) ein zweites Teilsignal (b) erzeugt, wobei das zweite Teilsignal (b) entsprechend der jeweiligen Außentemperatur und den eingestellten Außentemperaturwerten zwischen 0% und 100%-Leistung liegt, und daß das Steuergerät (7) die beiden Teilsignale (a, b) zu einem Steuersignal (d) für die Steuer- und Regeleinrichtung (5) des Wärmeerzeugers (1) kombiniert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (7) mittels einer Zeitschaltuhr (21) und eines Zeitstellers (22) ein drittes Teilsignal (c) erzeugt und dieses mit dem ersten Teilsignal und dem zweiten Teilsignal kombiniert.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (7) über einen Datenbus (9) und BUS-Koppler (10, 10′) mit der Steuer- und Regeleinrichtung (5) des Wärmeerzeugers (1) verbunden ist.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Schaltungsteil (16) des Steuergeräts (7), an den ein Wintersteller (18) und ein Sommersteller (19) sowie ein Außentemperaturfühler (17) angeschlossen ist, aus der Einstellung der Steller (18, 19) eine entsprechende Kennlinie erzeugt, so daß ein entsprechend der Außentemperatur (17) entsprechendes zweites Teilsignal (b) zwischen 0% und 100% entsteht.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT413893B (de) * 2001-10-05 2006-07-15 Ochsner Karl Vorrichtung zur regelung einer heizung, insbesondere eines wohnhauses
EP3907579A1 (de) * 2020-05-08 2021-11-10 Viessmann Climate Solutions SE System und verfahren zum betreiben einer heizungseinheit in einem gebäude mit einem oder mehreren zu heizenden räumen
DE10345301B4 (de) 2003-09-30 2021-12-30 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Regler für Heizungs- und Brauchwasseranlagen und Verfahren zur Regelung

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DE102020205837A1 (de) 2020-05-08 2021-11-11 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg System und Verfahren zum Betreiben einer Heizungseinheit in einem Gebäude mit einem oder mehreren zu heizenden Räumen

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