EP0004596B1

EP0004596B1 - Method for operating a heating installation and installation for carrying out the method

Info

Publication number: EP0004596B1
Application number: EP79100848A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Brockerhoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-03-30
Filing date: 1979-03-21
Publication date: 1982-11-17
Also published as: EP0004596A3; DE2964040D1; EP0004596A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Darin ist unter "oder dergleichen" auch eine horizontale Aufgliederung des Hauses oder eines Häuserblocks zu verstehen.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1. In this, "or the like" is also to be understood to mean a horizontal division of the house or a block of houses.

Bei einem derartigen bekannten Verfahren (CH-A-342354) wird für die Zuordnung der anteiligen Brennstoffkosten ein auf Wasserdurchfluß beruhender Wärmezähler verwendet. Die Messung ist dann fehlerhaft, wenn sich während der Ladephase eines Speicherbehälters ein zweiter Speicherbehälter zuschaltet und dessen kälteres Wasser sich mit dem bei fortgeschrittener Ladung wärmeren Rücklaufwasser des ersten Behälters mischt. Femer weisen Wärmezähler solcher Art den Mangel auf, nur den Nettoverbrauch zu registrieren, das heißt, den Wärmeverlust der Kesselanlage, bezogen auf den Energieinhalt des Brennstoffes, den Parteien verbrauchsanteilig nicht anzulasten. Das bekannte Verfahren sieht zwar vor, die Stillstandverluste des Kessels durch Abkühlung des Kessels zwischen den Ladephasen wärmenutzend zu mindern, aber wegen der hohen Rücklauftemperatur eines aufgeladenen Speicherbehälters läßt sich die Kesselrestwärme in der Kühlphase nur zu einem geringen Teil nutzen.In such a known method (CH-A-342354), a heat meter based on water flow is used to allocate the proportionate fuel costs. The measurement is faulty if a second storage container switches on during the loading phase of a storage container and its colder water mixes with the return water of the first container, which is warmer when the load is advanced. Furthermore, heat meters of this type have the lack of only registering the net consumption, that is to say that the heat loss of the boiler system, based on the energy content of the fuel, cannot be attributed to the parties in terms of consumption. The known method provides to reduce the standstill losses of the boiler by cooling the boiler between the charging phases, but due to the high return temperature of a charged storage tank, the residual boiler heat can only be used to a small extent in the cooling phase.

Bei einem anderen bekannten Verfahren mit einer in jeder Wohnung angeordneten, mit einem Gasbrenner versehenen speicherlosen Heizungsanlage bestehen Vorteile gegenüber dem genannte Verfahren. Der Jahresbrennstoffverbrauch ist nämlich kleiner. Dies wegen des auf die Einsparung von Energie positiven Verhaltenseinflusses der Wohnpartei, der sich daraus ergibt, eichbar genau und ohne Relation zu den anderen Parteien jederzeit abrechenbar mit derjenigen Menge Heiz- und Warmwasserwärme belastet zu werden, die man als Partei brutto an Brennstoff verbraucht hat. Ein empfindlicher Mangel dieser geläufigen Stockwerksheizung ist das Vorhandensein eines mit einer Reihe von Nachteilen behafteten Kleinstkesselaggregates innerhalb der einzelnen Wohnung.In another known method with a storage-less heating system arranged in each apartment and provided with a gas burner, there are advantages over the mentioned method. The annual fuel consumption is namely smaller. This is due to the fact that the residential party has a positive influence on the saving of energy, which results from being calibrated exactly and without any relation to the other parties and being billed at any time with the amount of heating and hot water heat that the party consumed gross of fuel. A serious shortcoming of this common floor heating system is the presence of a small boiler unit within the individual apartment, which has a number of disadvantages.

Die Erfindung geht aus von dem eingangs bezeichneten Verfahren und von der auf den Verhaltenseinfluß gerichteten Aufgabe, für ein Menrparteiengebäude ein Beheizungsverfahren zu schaffen, mit dem der Brennstoffverbrauch parteibezogen ebenso exakt zählbar und ohne Relation zu den anderen Parteien jederzeit abrechenbar ist wie bei der speicherlosen geläufigen Stockwerksheizung, ohne deren Nachteile zu übernehmen. Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.The invention is based on the method described at the outset and on the behavioral task of creating a heating method for a men's party building with which the fuel consumption can be counted exactly in relation to the party and can be invoiced at any time without relation to the other parties as with the memory-less common floor heating without accepting their disadvantages. The object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of patent claim 1.

Ein zweiter, auf eine technisch bessere Brennstoffnutzung gerichteter Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Verwertung der Kesselrestwärme bis herab zur jeweiligen Rücklauftemperatur des betreffenden Wohnungsheiznetzes. Dabei setzt das letztgenannte Merkmal des kennzeichnenden Teils jedoch ein wirtschaftlich vertretbares Verhältnis der verwertbaren Speicherwärme der Kesselanlage zur Speicherwärme des aufgeladenen Behälters voraus.A second advantage of the method according to the invention, aimed at a technically better use of fuel, is the utilization of the residual boiler heat down to the respective return temperature of the relevant home heating network. However, the latter feature of the characterizing part presupposes an economically justifiable ratio of the usable storage heat of the boiler system to the storage heat of the charged container.

Mit dem Verfahren nach Anspruch 2 werden lange Stillstandzeiten des ausgekühlten zentralen Kessels ebenfalls zur Erzielung eines höheren Jahreswirkungsgrades der Anlage erreicht.With the method according to claim 2 long downtimes of the cooled central boiler are also achieved to achieve a higher annual efficiency of the system.

Die durch die erfindungsgemäßen Verfahrensmerkmale bedingte Gestaltung der Heizungsanlage nach Anspruch 3 hat den Vorteil, durch die Anordnung des Speicherbehälters innerhalb der Wohnung die Isolierverluste nutzbringend aufzufangen.The design of the heating system according to claim 3, which is due to the method features according to the invention, has the advantage that the insulation losses can be absorbed by the arrangement of the storage container within the apartment.

Die Merkmale von Anspruch 4 zielen auf eine für die sogenannte Temperaturschichtung, die hier in der nahezu ganzen Entladephase eine konstante Liefertemperatur bewirkt, günstige und damit einen hohen Nutzungsgrad ergebende Form des Speicherbehälters und auf einen kleinen Wohnflächenbedarf ab. Ein weiterer Vorteil zu Anspruch 4 besteht darin, für die Verlegung der Steigleitung oder Falleitung, an die die Wohnungen angeschlossen sind, auf Mauerschlitze zu verzichten.The features of claim 4 aim for a so-called temperature stratification, which brings about a constant delivery temperature in almost the entire discharge phase, and thus a high degree of utilization, resulting in a shape of the storage container and a small living space requirement. Another advantage to claim 4 is to dispense with wall slots for the laying of the riser or downpipe to which the apartments are connected.

Mit der Ausführungsform nach Anspruch 5 liegen die Rohranschlüsse des Speicherbehälters im Niedertemperaturbereich und sind damit verlustarm. Überdies fügt sich das Liefergerät als vorgefertigte Kompakteinheit bei dieser Anordnung installationsmäßig günstig in die nur wenig tiefer gelegene Horizontalverrohrung des Wohnungsheiznetzes ein.With the embodiment according to claim 5, the pipe connections of the storage container are in the low temperature range and are therefore low-loss. In addition, as a prefabricated compact unit with this arrangement, the delivery device fits into the horizontal piping of the home heating network, which is only slightly lower, in terms of installation.

In der Zeichnung ist eine Heizungsanlage nach der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die im weiteren erläuterte Zeichnung zeigt mit

Fig. 1 ein Schema zum Versorgungstell einer mit Zentralkessel-Stockwerksheizung bezeichneten Heizungsanlage,
Fig. 2 übereinanderliegende gleiche Stellen von zwei Wohnungen mit sich optisch als vorspringende Mauerecken darstellenden Heizzentralen,
Fig. 3 einen Speicherbehälter im Längsschnitt,
Fig. 4 den Speicherbehälter nach Figur 3 in Ansicht entsprechend Pfeilrichtung IV, jedoch gekapselt entsprechend Figur 2,
Fig. 5 unter Bezug auf das Schema nach Figur 1 die Details der Hydraulik und der elektrischen Steuerung zum Kessel und zu einer der Stockwerkszentralen.

In the drawing, a heating system according to the invention is shown in one embodiment. The drawing explained below shows with

1 is a diagram for the supply point of a heating system designated with central boiler floor heating,
2 superimposed identical places of two apartments with heating centers that are optically shown as projecting wall corners,
3 shows a storage container in longitudinal section,
4 shows the storage container according to FIG. 3 in a view corresponding to arrow direction IV, but encapsulated according to FIG. 2,
5 with reference to the diagram according to FIG. 1, the details of the hydraulics and the electrical control for the boiler and for one of the floor control centers.

In einem Mehrparteienwohnhaus mit einem Keller 1 und in dem Beispiel mit drei Stockwerken A, B und C -incl. Erdgeschoßist im Keller ein möglichst wasserarmer Zentralheizungskessel 2 aufgestellt. Mit A, B und C werden im weiteren auch Wohnungen oder Wohnparteien bezeichnet. Eine mit einer Kesselpumpe 3 versehene Steigleitung 4 durchdringt die Stockwerksdecken 5. Sie ist in Fußbodennähe mit je einem Abzweig 6 versehen, durch den eine Wohnungszentrale 7 kurzzeitig mit Kesselwärme versorgt wird, um diese über einen Zeitabschnitt dosiert in der Wohnung zu verbrauchen. Aus der Wohnungszentrale 7 tritt der Beginn eines Wohnungsheiznetzes 8 aus, zu dem die horizontal verlegte Verteilverrohrung und die Summe der Heizkörper gehört.In a multi-party house with a basement 1 and in the example with three floors A, B and C -incl. On the ground floor there is a central heating system that is as low in water as possible boiler 2 installed. A, B and C are also referred to below as apartments or residential parties. A riser pipe 4 provided with a boiler pump 3 penetrates the floor ceilings 5. It is provided near the floor with a branch 6 through which a central apartment unit 7 is briefly supplied with boiler heat in order to use it in a metered manner in the apartment over a period of time. From the central apartment unit 7 the beginning of an apartment heating network 8 emerges, to which the horizontally laid distribution piping and the sum of the radiators belong.

Die Wohnungszentrale 7 besteht aus einem heizwassergefüllten Speicherbehälter 9, der bis an die Decke 5 reicht und unter sich lediglich Platz für das weiter unten beschriebene Liefergerät 10 beläßt. Die Isolierung 12 des Speicherbehälters ist in der Form einer vorspringenden Mauerecke 13 entsprechend Figur 2 gekapselt Die scheinbare vorspringende Mauerecke 13 ist übertapezierbar. Nur eine Revisionsplatte 14 läßt erkennen, daß es sich hier nicht um eine wirkliche vorspringende Mauerecke handelt.The central apartment unit 7 consists of a hot water-filled storage container 9 which extends to the ceiling 5 and only leaves space for the delivery device 10 described below. The insulation 12 of the storage container is encapsulated in the form of a projecting wall corner 13 corresponding to FIG. 2. The apparent projecting wall corner 13 can be overtapped. Only a revision plate 14 shows that this is not a real projecting wall corner.

Der Speicherbehälter 9 ist in Figur 3 in etwa im wirklichen Verhältnis der Höhe zum Durchmesser dargestellt. Er ist damit säulenartig schlank ausgebildet. Ein Heizwasserentnahmerohr 18 ist fast auf ganzer Länge zwecks Isolierung doppelwandig ausgebildet. Zentrisch wird der untere Behälterboden durch einen Eintrittsänschluß 20 des Kesselvorlaufes 21 durchdrungen. Er endet kurz oberhalb einer Prall-. platte 22. 25 ist ein zum Kessel zurückführender Austrittsanschluß, der für das Heizungsnetz 8 zugleich Rücklaufanschluß ist, wobei das untere Ende des Entnahmerohres 18 der Vorlaufanschluß ist.The storage container 9 is shown in Figure 3 in approximately the actual ratio of the height to the diameter. He is slim columnar. A heating water extraction pipe 18 is double-walled almost the entire length for insulation. The lower container bottom is penetrated centrally through an inlet connection 20 of the boiler flow 21. It ends just above a bump. plate 22. 25 is an outlet connection leading back to the boiler, which is also a return connection for the heating network 8, the lower end of the extraction pipe 18 being the supply connection.

In der unteren Stirnansicht entsprechend Figur 4 sind die Rohraustritte an den Bezugszeichen identifizierbar. Die beiden Rohre der Steigleitung 4 sind in Bezug auf das verputzte Mauerwerk 27 "auf Putz" verlegt. Die beiden Pfeile deuten die Zuordnung zu den Behälteranschlüssen an. Zwei biegesteife Blechprofile 28 dienen zur Befestigung von zwei Spanholzplatten 29 und 30 mit hölzerner Eckversteifung. Die beiden Platten panzern die Isolierung 12 und bilden zusammen mit der Revisionsplatte 14 den übertapezierbaren Mauervorsprung 13. In der aus Figur 1 herleitbaren Weise ist unter dem Speicherbehälter 9 eine in etwa kubische Kammer vorhanden. In dieser mit der Revisionsplatte 14 verschlossenen Kammer befindet sich das in Kompaktbauweise vorgefertigte Liefergerät 10.In the lower end view corresponding to FIG. 4, the pipe exits can be identified by the reference symbols. The two pipes of the riser 4 are laid "on plaster" with respect to the plastered masonry 27. The two arrows indicate the assignment to the tank connections. Two rigid sheet metal profiles 28 are used to fasten two chipboard panels 29 and 30 with wooden corner reinforcement. The two plates armor the insulation 12 and, together with the inspection plate 14, form the overhangable wall projection 13. In the manner that can be derived from FIG. 1, an approximately cubic chamber is present under the storage container 9. The delivery device 10, which is prefabricated in a compact design, is located in this chamber closed with the inspection plate 14.

Das Liefergerät 10 besteht aus einem Schnellverstell-Drehschieber 31, einer Mischvorrichtung 32 und einer Pumpe 33. Dar Drehschieber verbindet kesselseitig, behälterseitig und heiznetzseitig die die Vorläuftemperaturen führenden Rohre. Die Mischvorrichtung 32 wird aus zwei Zulaufkanälen 34 und 35 gebildet, die sich im Mischpunkt 36 vereinigen, und in denen je eine Drosselstelle 37 und eine Rückströmsicherung 38 eingebaut sind. Der Kanal 34 ist an dem Entnahmerohr 18 des Behälters und der Kanal 35 an dem Rücklauf 39 des Heizungsnetzes angeschlossen, der in den Behälteraustrittsstutzen 25 einmündet. 40 ist eine Verbindung zwischen dem Drehschieber 31 und dem Mischpunkt 36. An dem Rohr 18 ist als Aniegefühler ein Ladebefehlgeber 41 angebracht. Die elektrisch tätigen Teile, nämlich Schiebermotor, Ladebefehlsgeber und Pumpe werden von einem im Keller angeordneten hauszentralen Heizungsschaltkasten 42 gesteuert.The delivery device 10 consists of a quick-adjustment rotary slide valve 31, a mixing device 32 and a pump 33. The rotary slide valve connects the pipes carrying the flow temperatures on the boiler side, tank side and heating network side. The mixing device 32 is formed from two inlet channels 34 and 35, which unite at the mixing point 36, and in each of which a throttle point 37 and a non-return valve 38 are installed. The channel 34 is connected to the extraction pipe 18 of the container and the channel 35 to the return 39 of the heating network, which opens into the container outlet connection 25. 40 is a connection between the rotary valve 31 and the mixing point 36. A charging command 41 is attached to the tube 18 as a bending sensor. The electrically active parts, namely the slide motor, charge command transmitter and pump, are controlled by a central heating control box 42 arranged in the basement.

Zur Beschreibung des Betriebsverfahrens wird ein Zeitpunkt angenommen, in dem die Wohnung A, die aus der Speicherkapazität ihres Behälters 9 mit Heizwärme versorgt wird, Ladebefehl an den Brenner 43 gibt. Gleichzeitig öffnet der Drehschieber 31 auf vertikalen Durchgang, während die Drehschieber der übrigen Wohnungen B und C geschlossen bleiben. Einer der drei Brenndauerzähler 44, nämlich der der Partei A, registriert die Betriebszeit des Brenners solange, bis der Temperaturbegrenzer 45 anspricht. Der Brenner schaltet daraufhin nicht ab, sondern es öffnet der Drehschieber der Wohnung B und schließt derjenige der Wohnung A. Unaufgefordert wird jetzt der Speicherbehälter 9 der Wohnung B nachgeladen, wobei das verhältnismäßig kalte Zulaufwasser aus dem Behälter der Wohnung B die Zurückschaltung des Temperaturbegrenzers 45 bewirkt. Zugleich mit der Umschaltung der Drehschieber geht die Registrierung der Brenndauer von dem Zähler A auf den Zähler der Partei B über. Spricht jetzt der Temperaturbegrenzer 45 wieder an, so geht die Ladephase der Partei B in gleicher Weise auf die Partei C über. Nach vollzogener Nachladung auch des Behälters der Wohnung C öffnet der Drehschieber der Wohnung A und schließt derjenige der Wohnung C. Zugleich schaltet der Brenner 43 ab. Ein Außentemperaturfühler 46 aktiviert einen jeweils passenden Brennerabschalter. Hierzu dient ein dreistufiger Anlegefühler 47. Die Zeichnung sieht dazu Temperaturstufen I bis IV vor.To describe the operating method, a point in time is assumed at which the apartment A, which is supplied with heating energy from the storage capacity of its container 9, gives a charging command to the burner 43. At the same time, the rotary valve 31 opens to vertical passage, while the rotary valves of the other apartments B and C remain closed. One of the three burning time counters 44, namely that of party A, registers the operating time of the burner until the temperature limiter 45 responds. The burner then does not switch off, but the rotary valve of apartment B opens and closes that of apartment A. The storage tank 9 of apartment B is now recharged without being asked, the relatively cold inlet water from the apartment B container causing the temperature limiter 45 to be switched back . Simultaneously with the switching of the rotary valve, the registration of the burning time passes from the counter A to the counter of party B. If the temperature limiter 45 now responds again, the charging phase of party B is transferred to party C in the same way. After reloading the container of apartment C, the rotary valve of apartment A opens and closes that of apartment C. At the same time, burner 43 switches off. An outside temperature sensor 46 activates a suitable burner switch. A three-stage contact sensor 47 is used for this purpose. The drawing provides temperature stages I to IV.

Die nach der Ladephase einsetzende Durchspülung des Behälters der Wohnung A kühlt den Kessel soweit ab, daß der Temperaturbegrenzer zurückschaltet. Damit geht der Dreh- - schieber der Wohnung A in die Verbindung 21 zu 40 über unter Absperrung des Behälters. Zugleich findet über beide Pumpen eine intensive Durchflutung der Heizkörper mit Kesselwasser statt, welches dabei rasch bis auf die Rücklauftemperatur des Heizungsnetzes 8 abkühlt. Die beiden Rückströmsicherungen 38 sind dabei geschlossen. Ein Zeitrelais beendet diese Kühlphase der Wohnung A, die ja mit dem entsprechenden Brennstoffaufwand für das Hochheizen des Kessels vorher belastet worden ist und diese Wärme jetzt nachträglich erhält. Folglich ist die Verbrauchsregistrierung exakt und überdauert der Kessel die Stillstandzeiten im ausgekühlten Zustand.The rinsing of the container in apartment A which begins after the charging phase cools the boiler to such an extent that the temperature limiter switches back. This turns the rotary valve of apartment A into connection 21 to 40 with the container shut off. At the same time, there is an intensive flooding of the radiators with boiler water via both pumps, which cools rapidly to the return temperature of the heating network 8. The two non-return valves 38 are closed. A time relay ends this cooling phase of apartment A, which has previously been loaded with the corresponding fuel expenditure for heating the boiler and now receives this heat afterwards. As a result, the consumption registration is accurate and the boiler survives the downtimes in the cooled state.

Zur Einleitung der Entladephase, die von einer über die Behälterhöhe gleichmäßigen Liefertemperatur ausgeht, sperrt der Drehschieber 31 beide Zweige. Das Ende der Entladephase wird durch den Ladebefehlsgeber 41 erkannt, der ebenso wie der Außentemperaturfühler 46 drei Meßstufen hat.To initiate the unloading phase, which is based on a uniform delivery temperature over the container height, the rotary slide valve 31 blocks both branches. The end of the discharge phase is recognized by the charge command transmitter 41, which, like the outside temperature sensor 46, has three measuring stages.

Claims

1. Process for the operation of a heating system of a multi party building, featuring a central domestic boiler burner (43); the heating system being composed of a number of separate systems (8) which are associated with the different floors or apartments or, more specifically, flats; the systems being supplied from a chargeable storage vessel (9) each receiving its heat from the boiler (2) where the heat supply is counted; the boiler passing through a cooling phase, after the charging phase, discharging heat at the same time; characterised by the storage vessel (9) of only one party at a time being charged and the burning period of this charging phase being recorded according to the parties concerned and, further, the heat discharge during the cooling phase going to that heating system of the thermostat-controlled heating systems whose storage vessel (9)_' previously initiated the charging phase.

2. Process according to claim 1, characterised by a control programme providing successive charging phases for the other parties after the first party has been served before starting the cooling phase for the first party.

3. Heating system for performing one of the processes according to claims 1 or 2, characterised by the boiler burner (43) having the same number of burning period counters (44) as there are parties, and each heating system (8) and the hot water storage vessel (9) installed in the flat etc. concerned (A, B, C) being connected to a pump (33) and discharge unit (10); the discharge unit (10) having a quick-closing rotary valve (31) and a riser (6); the rotary valve (31) being linked to the control programme so that of all the valves it alone will act on the boiler (2) at the time.

4. Heating system according to claim 3, characterised by each storage vessel (9) being of slender column type design provided with an enclosure (29/14), forming a protruding corner (13), over the complete height of the storey, which may be covered over with wall paper.

5. Heating system according to claim 4, characterised by the discharge unit (10) being arranged in the lower portion of the enclosure (29/14).