DE4410865A1

DE4410865A1 - Bedarfssteuerung für Umwälzpumpe, insbesondere Brauchwasserpumpe

Info

Publication number: DE4410865A1
Application number: DE4410865A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Hackenberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1995-10-05

Description

Die Erfindung betrifft die Steuerung einer Umwälzpumpe mit einer Zeitschaltuhr. Die Umwälzpumpe wälzt in einer Leitung, welche mit einer Zirkulationsleitung verbunden ist, oder in einer Ringleitung ein Medium um, so daß dieses an den Entnahmestellen bei Bedarf in dem gewünschten Zustand ansteht.

Sie bezieht sich auf das Problem, daß mit einer Zeitschaltuhr eine feste Koppelung zwischen Bedarf und Betrieb der Umwälzpumpe nicht möglich ist.

Bei der zentralen Brauchwasserbereitung in Durchfluß-Wasser erwärmern und Speicher-Wassererwärmern wird das Brauch wasser zu den Zapfstellen (z. B. in Bädern, Küche und Toiletten) in einer wärmegedämmten Brauchwasserleitung geführt. Das Brauchwasser kühlt bei längerem Stehen in den Rohren trotz guter Isolierung ab. Dadurch wird an den Zapfstellen zunächst kaltes Wasser austreten. Um dies zu vermeiden baut man Zirkulationsleitungen, damit das Wasser durch unterschiedliche Dichte oder eine Umwälzpumpe zirkulieren kann. Die Umwälzpumpe wird bevorzugt in die Zirkulationsleitung eingebaut.

Bekannt ist, daß zur Reduzierung der hohen Wärmeverluste in den Brauchwasserleitungen eine Unterbrechung der Zirkula tion, entsprechend der Heizungsanlagen-Verordnung, in be triebsarmen Zeiten, z. B. während der Nacht, durch eine gesteuerte Umwälzpumpe mit Zeitschaltuhr vorgenommen wird. Ferner ist bekannt, daß zur Reduzierung der hohen Wärme verluste auf die Zirkulationsleitung und die Umwälzpumpe verzichtet wird, wodurch die Länge der Leitungen reduziert wird. Dabei wird die verbleibende Brauchwasserleitung unter der Isolierung mit einem Heizband versehen, welches die Wärmeverluste ausgleicht (H. Appold und J. Widmann, Technologie für Zentralheizungs- und Lüftungsbauer, Verlag Handwerk und Technik GmbH, Hamburg 1988, S. 113).

Durch beide Vorrichtungen werden Stromkosten aufgewandt, um Wärmeverluste auszugleichen. Bei Verwendung einer Zeit schaltuhr für die Steuerung der Umwälzpumpe wird zusätzlich in Kauf genommen, daß außerhalb der Betriebszeiten zunächst kaltes Wasser gezapft wird, bevor das erwünschte Warmwasser zur Verfügung steht. Dadurch tritt nicht nur ein Komfortverlust ein, sondern es wird auch Wasser verschwendet. Dem Heizband haftet zusätzlich der Nachteil an, daß es nachträglich nicht installiert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche - bei einem Installationsaufwand, der den nachträglichen Einbau in bestehende Anlagen ermöglicht - die Energieverschwendung (elektrische und Wärmeenergie) und Wasserverschwendung beseitigt und gleichzeitig ohne Komfort verlust das Warmwasser immer dann an den Zapfstellen bereit stellt, wenn gezapft wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steuerung der Umwälzpumpe mit einem oder mehreren Mitteln zur Aufnahme von Schaltsignalen aus dem Medium ausgerüstet ist. Die Erfindung beruht demnach auf dem Gedanken, das Medium als Signalleitung von den Zapfstellen zu dem Mittel zur Aufnahme von Schaltsignalen zu benutzen. Dadurch wird erreicht, daß die Steuerung die Umwälzpumpe - ohne kost spielige und nachträglich nicht installierbare Vorrichtungen - durch das Betätigen der Zapfstelle nur bei Bedarf ein schaltet.

In einfacher Weise kann die Erfindung z. B. mit einem Strömungswächter und/oder mit einem oder mehreren Tempe raturfühlern ausgeführt werde.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen und Funktionsschemas erläutert. Ge wählt wurde der Einsatz in zentralen Wassererwärmungsanlagen für den Wohnbereich, weil dort ein großes Sparpotential für Energie und Wasser liegt.

Es zeigt:

Fig. 1 Die für die Beschreibung wesentlichen Elemente und eine Einbausituation, beim Einsatz eines Strömungswächters.

Fig. 2 Funktionsablaufschema beim Einsatz eines Strömungs wächters.

Fig. 3 Die für die Beschreibung wesentlichen Elemente und eine Einbausituation, beim Einsatz eines Temperaturfühlers.

Fig. 4 Funktionsablaufschema beim Einsatz eines Temperatur fühlers.

Erläuterung der Steuerung gemäß Fig. 1:
Die Umwälzpumpe 1 ist in die Zirkulationsleitung 2 eingebaut. In der Brauchwasserleitung 3 sind der Strömungswächter 4 und eine Zapfstelle 5 eingebaut. Wird die Zapfstelle 5 geöffnet, registriert der Strömungswächter 4 die Strömung als Schalt signal. Das Signal des Strömungswächters 4 setzt über das ge schlossene Zeitrelais 6 das Zeitrelais 7 in Gang, welches das Schütz 8 schließt und dadurch die Umwälzpumpe 1 für eine vorgegebene Zeit in Betrieb nimmt, die erforderlich ist, um die Brauchwasserleitung 3 mit warmem Wasser zu füllen. Durch das Schließen des Schütz 8 wird das Zeitrelais 6 ausgelöst, welches sich für die Abkühlzeit des Wassers in der Brauchwasserleitung 3 öffnet. Dadurch wird bei kurz aufein anderfolgenden Zapfvorgängen das Wiedereinschalten der Um wälzpumpe 1 verhindert.

Der hier vorgesehene Einbau der Umwälzpumpe in die Zirkulationsleitung ist nicht zwingend, sondern folgt den gegenwärtigen Gepflogenheiten. Vorteilhafter ist es die Umwälzpumpe in die Brauchwasserleitung einzubauen, weil dann der Strömungswächter in die Umwälzpumpe integriert werden kann, wodurch zusätzliche Montagearbeiten entfallen.

Der Funktionsablauf gemäß Fig. 2 ist folgender:
Zum Zeitpunkt t0 sind die Zapfstelle 5 und das Zeitrelais 6 geschlossen. Wenn zum Zeitpunkt t1 die Zapfstelle 5 geöffnet wird, wird das Schütz 8 für die Dauer t2-t1 geschlossen und die Umwälzpumpe 1 geht für die gleiche Dauer in Betrieb. Durch das Schließen des Schützes 8 wird das Zeitrelais 6 für die Dauer t3-t1 geöffnet, wodurch das Wiedereinschalten der Umwälzpumpe 1 in diesem Zeitraum bei wiederholtem Öffnen der Zapfstelle 5 unterbleibt. Nach Ablauf der Zeit t3-t1 ist die Ausgangssituation wieder hergestellt. Die Betriebsdauer t2-t1 der Umwälzpumpe hängt vom Förderstrom der Pumpe und den Ab messungen der Brauchwasserleitung ab. Bei einem angenommenem Förderstrom von 2 m³/h und einem Rohrinnendurchmesser von 2 cm beträgt die reine Füllzeit der Brauchwasserleitung 0,6 sec pro Meter Rohrlänge. Dies ist für das gewählte Beispiel als Mindestlaufzeit anzusehen. Um die Aufheizung des Rohr werkstoffes ebenfalls abzudecken muß die Laufzeit um den Faktor 3 verlängert werden. Die Dauer t3-t1 bis zur Freigabe des Wiedereinschaltens der Pumpe hängt dann von der Qualität der Wärmedämmung der Brauchwasserleitung ab. Bei Dämmung der Brauchwasserleitung gemäß Heizungsanlagen-Verordnung beträgt die Dauer t3-t1 für das vorgegebene Beispiel 30 min.

Erläuterung der Steuerung gemäß Fig. 3:
Die Umwälzpumpe 11 ist in die Zirkulationsleitung 12 einge baut. In der Brauchwasserleitung 13 sind der Temperaturfühler 14 und die Zapfstelle 15 eingebaut. Wird die Zapfstelle 15 geöffnet, registriert der Temperaturfühler 14 durch das vom Wassererwärmer einströmende Brauchwasser eine erhöhte Tempe ratur T1 als Schaltsignal. Das Signal des Temperaturfühlers 14 setzt über das geschlossene Relais 16 das Zeitrelais 17 in Gang, welches das Schütz 18 schließt und dadurch die Um wälzpumpe 11 für eine vorgegebene Zeit in Betrieb nimmt, die erforderlich ist, um die Brauchwasserleitung 13 mit warmem Wasser zu füllen. Registriert der Temperaturfühler 14 eine Temperatur T2, welche höher ist als T1, als Schaltsignal, wird das Relais 16 geöffnet. Das Relais 16 bleibt oberhalb einer Temperatur T3, welche um eine Schaltdifferenz ΔT nie driger ist als T2 und unter der Temperatur T1 liegt, ge öffnet. Dadurch wird bei kurz aufeinanderfolgenden Zapfvor gängen das Wiedereinschalten der Umwälzpumpe 11 verhindert.

Der hier vorgesehene Einbau der Umwälzpumpe in die Zirkulationsleitung ist nicht zwingend, sondern folgt den ge genwärtigen Gepflogenheiten. Vorteilhafter ist es die Umwälzpumpe in die Brauchwasserleitung einzubauen, weil dann der Temperaturfühler in die Umwälzpumpe integriert werden kann, wodurch zusätzliche Montagearbeiten entfallen.

Der Funktionsablauf gemäß Fig. 4 ist folgender:
Zum Zeitpunkt t0 sind die Zapfstelle 15 und das Relais 16 geschlossen. Nach dem Öffnen der Zapfstelle wird das Schütz 18 zum Zeitpunkt t1, wenn die Temperatur T1 erreicht ist, durch das Zeitrelais 17, für die Dauer t3-t1 geschlossen und die Umwälzpumpe 11 geht für die gleiche Dauer in Betrieb. Bei Erreichen der Temperatur T2<T1 zum Zeitpunkt t2 wird das Relais 16 geöffnet und bleibt so lange offen, bis die Temperatur des Mediums zum Zeitpunkt t4 auf T3<T1 abgesunken ist. Dadurch wird das Wiedereinschalten der Umwälzpumpe 11 bei wiederholtem Öffnen der Zapfstelle 15, oberhalb der Temperatur T3, verhindert. Bei Einhaltung der durch die Heizungsanlagen-Verordnung vorgeschriebenen Brauchwasser temperatur von 60°C haben die Schalttemperaturen bei spielhaft folgende Werte:

T1 = 50°C, T2 = 55°C, T3 = 45°C.

Claims

1. Bedarfssteuerung für Umwälzpumpe, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Mittel zur Aufnahme von Schaltsignalen aus dem Medium, Nutzung des Mediums als Signalleitung und einer oder mehrerer Zapfstellen als Schalter.

2. Bedarfssteuerung für Umwälzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Mittel zur Aufnahme von Schaltsignalen die Strömung oder das Strömungs geräusch oder den Druck, oder die Temperatur erfaßt.

3. Bedarfssteuerung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch Mittel, welche die Umwälzpumpe nach einer be stimmten Laufzeit ausschalten.

4. Bedarfssteuerung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel, welche das Wiedereinschalten für eine bestimmte Zeit verhindern.

5. Bedarfssteuerung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel, welche das Wiedereinschalten oberhalb einer bestimmten Temperatur des Mediums verhindern.