EP0957319A2 - Verfahren zum Betreiben einer Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung und Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung und Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung Download PDF

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EP0957319A2
EP0957319A2 EP99109437A EP99109437A EP0957319A2 EP 0957319 A2 EP0957319 A2 EP 0957319A2 EP 99109437 A EP99109437 A EP 99109437A EP 99109437 A EP99109437 A EP 99109437A EP 0957319 A2 EP0957319 A2 EP 0957319A2
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EP
European Patent Office
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return
circuit
flow
direct heating
mixing valve
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EP0957319A3 (de
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Hans-Georg Baunach
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
    • F24D19/1024—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves a multiple way valve
    • F24D19/1033—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves a multiple way valve motor operated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/06—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a circulating liquid heating or cooling with a supply and a return line on the heat / cold generator directly connected direct heating circuit and one with the flow and the Return line of the direct heating circuit connected in parallel, by admixing its return regulated mixer circuit and a circulation liquid heating suitable for its implementation or cooling.
  • a circulation water heating system with one heat generator is two different supply temperature-controlled heating circuits, the boiler will usually slide to meet the needs of the higher circuit to be tempered (direct heating circuit), while the lower one to be tempered Circuit is coupled to the direct heating circuit by a mixing valve (mixer circuit).
  • Spread is the combination of radiators and underfloor heating in buildings with one Heat generators are equipped. Usually the radiators then slide controlled direct heating circuit and the underfloor heating on the mixer circuit. Of the Mixer circuit is fed from the flow water of the direct heating circuit.
  • Such a circulation water heating system is known from DE 35 39 327 A1 Method for controlling a circulation water heater of a central heating system disclosed in which is the higher of the two flow temperature setpoints of the direct heating circuit and the mixer circuit serves as a reference variable for the circulating water heater.
  • the object of the invention is therefore to provide a method of the type mentioned at the beginning and one its implementation to indicate suitable circulating liquid heating or cooling with which the temperature of the return in the direct heating circuit for a given boiler flow temperature and given circulating currents is lowered as far as possible or kept as high as possible.
  • the process is preferably carried out so that the mixer circuit at low load fed exclusively by the return of the direct heating circuit and exclusively by Mixing of its return flow regulated and with heavy load from the flow of the heat / cold generator and the return of the direct heating circuit and fed exclusively by Mixing of these heat / cold flows is regulated, with idling as an extreme case of Low load operation and full load are to be seen as an extreme case of heavy load operation which the admixing of direct heating circuit return is regulated to zero.
  • the conventional method for coupling a mixer circuit to a direct heating circuit is improved with the method according to the invention that, as a rule, a lowering the return temperature of the direct heating circuit (in refrigeration systems, an increase in Return temperature), which leads to an increase in efficiency - especially at Condensing boilers - leads.
  • a lowering the return temperature of the direct heating circuit in refrigeration systems, an increase in Return temperature
  • This is achieved in that at a sufficient temperature in the Mixer circuit
  • return water from the direct heating circuit is fed into the mixer circuit flow water is only used when the temperature is higher or analogous to refrigeration systems with lower temperature requirements. There can be one for each suitable fluid can be used.
  • a circulating liquid heating or cooling suitable for carrying out the method is According to the invention constructed so that the mixer circuit on the input side via a second controllable Three-way mixing valve with the flow and return lines of the direct heating circuit connected is.
  • the three-way mixing valves are expedient because they are equipped with limit switches Actuators can be operated.
  • the servomotors are advantageously mutually locked by limit switches so that only after Opening the first three-way mixing valve driven by a first servomotor Open the second three-way mixing valve driven by a second servomotor and Only after the second three-way mixing valve has been closed does the first three-way mixing valve close is possible.
  • the first three-way mixing valve in the from the return of the Mixer circuit branching line a check valve and / or the second three-way mixing valve in the line branching from the inlet of the direct heating circuit and / or a check valve in the line branching off from the return of the direct heating circuit upstream and / or in the return of the direct heating circuit between the connection of the A throttle valve can be arranged in the supply and return lines of the mixer circuit.
  • the two three-way mixing valves can be functionally combined to form a four-way mixing valve with three inputs and one output as well as an actuator, whereby only the first and the second or the second and the third entrance open at the same time could be.
  • a particularly advantageous, industrially prefabricated solution results when the four-way mixing valve Pipe connections for the flow and return of the direct heating circuit, pipe connections for the forward and return flow of the mixer circuit and the connections of the boiler and Mixer circuit to a unit with a flow inlet, a flow outlet, one Return input and a return output of the direct heating circuit and a flow output and a return inlet of the mixer circuit.
  • In the unit can also at least one upstream of the inputs of the four-way mixing valve and / or the Flow of the direct heating circuit assigned check valve and / or the return of the Direct heating circuit associated throttle valve can be integrated into the unit, so that the Unit directly between the boiler and the pumps for the two water or Coolant circuits can be set.
  • Fig. 1 shows the invention in a schematic diagram.
  • a pump P1 supplies the n radiators HK, which directly with the boiler flow Q1 of a heat generator WE (boiler) and the Boiler return Q4 are connected (direct heating circuit).
  • the check valve ÜV1 is as Gravity brake designed for the circuit current Q2.
  • At the node K1 there is a feed current Q3 of the boiler flow water for feeding into the mixer circuit of an underfloor heating system branched, which is equipped with a pump P2, the circuit current Q8 in the mixer circuit drives.
  • the circuit current Q8 in the mixer circuit drives.
  • this is done according to the mode described below Mix the feed water of the mixer circuit with the return flow Q7 of the underfloor heating so that any intermediate temperature is generated in the flow water of the mixer circuit can.
  • the mixing valves MV1 and MV2 are to be cascaded in the following manner:
  • Mixing valve MV1 not fully open and mixing valve MV2 not fully closed or return flow Q7 ⁇ 0 and feed current Q3 ⁇ 0, since the mixing valve MV1 is always fully opened before the mixing valve MV2 begins to open.
  • the reverse process takes place when the mixing valve MV2 and then the mixing valve MV1 are closed.
  • the mixer circuit is therefore controlled solely by adding the return flow Q7 regulated with the help of the mixing valve MV1.
  • the load requirement increases above the If the limit load is exceeded, the mixer valve MV1 remains open and the return flow becomes Q7 Zero.
  • the mixer valve MV2 also opens and now partially extracts water the flow of the direct heating circuit until the case occurs at full load that the water for the Flow of the mixer circuit is taken solely from the flow of the direct heating circuit.
  • the pump P1 in turn supplies the n radiators HK, which are connected directly to the heat generator WE (boiler). With this arrangement, the return flow Q6 from the mixer circuit is equal to the feed current Q3 into the mixer circuit.
  • the control manipulated variable acts, for example, by means of a three-point signal auf-stop-zu "on a servomotor M. However, other actuators can also be used.
  • the position of the limit switches shown in FIG. 3 corresponds to the rest position, that is to say initially an overall circuit in an illegal state, since none of the servomotors M1 and M2 is in an end position.
  • the boiler flow Q1 is unchanged Circular currents Q2 and Q8 in Fig. 1 lower by the amount of the feed current Q5, which is fixed Flow temperatures and fixed boiler output for the desired effect of lowering the temperature leads in the boiler return.
  • the three-point steep signal can be present Control can be used because the arrangement is equivalent to the controlled variable - Flow temperature in the mixer circuit - has the same effect as in conventional coupling.
  • a device is described below with reference to the symbolic representation in FIG. 4 become, which realizes the method in an economically advantageous manner. It consists in essentially from the combination of the two three-way mixing valves into a four-way mixing valve MV with a movable valve body, a drive element M at same steep behavior as described above, three inputs 1, 2 and 3 and one output 4. It is irrelevant whether the moving body is a lifting or Rotational body.
  • the area of stay of an actuator not shown here is in with constant mobility three points (end point I, center point, end point II) and two areas (area I, area II) divided, which is analogous to the above definition as full load, heavy load, limit load, Low load and idle can be called.
  • full load there is only one connection from input 1 to output 4
  • heavy load can slide by moving the actuator any mixing ratio of inputs 1 and 2 to output 4 can be achieved
  • Limit load is only a connection from input 2 to output 4
  • with low load can by moving the actuator slidably any mixing ratio of the inputs 2 and 3 can be reached to output 4 and there is only a connection from input 3 when idling to exit 4.
  • FIG. 5 shows the coupling of a circuit by means of a four-way mixing valve described in this way MV.
  • the hydraulic system is optional with a throttle valve DV and two check valves ÜV2 and ÜV3 expanded.
  • the throttle valve DV should be in both directions (return flow Q4 positive or negative) increase the pressure difference between the nodes K2 and K3 and can also without Moving parts are designed as a baffle plate or other cross-sectional constriction.
  • the Check valves ÜV2 and ÜV3 act as non-return valves and are said to be parasitic Exclude circular flows.
  • the arrangement can advantageously be carried out in such a way that in FIG Individual components to form an assembly with six pipe connections and one actuator are summarized.
  • the arrangement can thus be used as an industrially prefabricated accessory are provided and significantly reduces the on-site assembly work.
  • FIG. 6 shows a variant with a wall-mounted heat generator WE1, in which the pump P1 for driving the direct heating circuit is integrated.
  • the pump P1 for driving the direct heating circuit is integrated.
  • a parasitic circuit current via the lines of the boiler flow Q1 Preventing the feed streams Q3 and Q5 and the boiler return Q4 is Feed current Q5 a check valve ÜV4 provided.

Abstract

Soll eine Umlaufwasserheizungsanlage mit einem Wärmeerzeuger zwei unterschiedlich temperierte Heizkreise versorgen, so wird üblicherweise der Kessel gleitend am Bedarf des höher zu temperierenden Kreises gefahren (Direktheizkreis), während der niedriger zu temperierende Kreis durch ein Mischventil an den Direktheizkreis angekoppelt wird (Mischerkreis). Die Lösung hat noch den Nachteil, daß der Wirkungsgrad des thermischen Prozesses insgesamt unbefriedigend ist. Gleiches gilt für entsprechend aufgebaute Kühlanlagen. Das Verfahren sieht vor, daß der Mischerkreis regelbar von dem Vor- und/oder dem Rücklauf des Direktheizkreises gespeist wird. Bevorzugt wird dabei der Mischerkreis bei Schwachlast ausschließlich von dem Rücklauf des Direktheizkreises gespeist und ausschließlich durch Zumischen seines Rücklaufs geregelt und bei Starklast von dem Vorlauf und dem Rücklauf des Direktheizkreises gespeist und ausschließlich durch Mischen des Vorlaufs und des Rücklaufs des Direktheizkreises geregelt. Das Verfahren eignet sich für alle Umlaufflüssigkeitsheizungen oder -kühlungen mit mehreren, unterschiedlich temperierten Heiz- bzw. Kühlkreisen und kann für beliebige Heiz- oder Kühlfluide eingesetzt werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung mit einem eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung aufweisenden an dem Wärme-/Kälte-erzeuger unmittelbar angeschlossenen Direktheizkreis und einem mit der Vorlauf- und der Rücklaufleitung des Direktheizkreises parallel verbundenen, durch Zumischen seines Rücklaufs geregelten Mischerkreis und eine zu dessen Durchführung geeignete Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung.
Soll eine Umlaufwasserheizungsanlage mit einem Wärmeerzeuger zwei unterschiedlich temperierte Heizkreise versorgen, so wird üblicherweise der Kessel gleitend am Bedarf des höher zu temperierenden Kreises gefahren (Direktheizkreis), während der niedriger zu temperierende Kreis durch ein Mischventil an den Direktheizkreis angekoppelt wird (Mischerkreis). Verbreitet ist die Kombination von Heizkörpern und Fußbodenheizung in Gebäuden, die mit einem Wärmeerzeuger ausgerüstet sind. Üblicherweise werden dann die Heizkörper am gleitend geregelten Direktheizkreis betrieben und die Fußbodenheizung am Mischerkreis. Der Mischerkreis wird aus dem Vorlaufwasser des Direktheizkreises gespeist.
Eine solche Umlaufwasserheizungsanlage ist aus der DE 35 39 327 A1 bekannt, die ein Verfahren zur Steuerung eines Umlaufwasserheizers einer Zentralheizungsanlage offenbart, bei dem der höhere der beiden Vorlauftemperatur-Sollwerte von Direktheizkreis und Mischerkreis als Führungsgröße für den Umlaufwasserheizer dient.
Die Lösung hat noch den Nachteil, daß der Wirkungsgrad des thermischen Prozesses insgesamt unbefriedigend ist. Es ist bekannt, daß der Wirkungsgrad um so höher ist, je niedriger die Temperatur des Rücklaufs bei vorgegebener Vorlauftemperatur gehalten werden kann. Analog gilt bei Kälteerzeugern, daß die Rücklauftemperatur bei gegebener Vorlauftemperatur möglichst hoch sein soll.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine zu dessen Durchführung geeignete Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung anzugeben, mit denen die Temperatur des Rücklaufes im Direktheizkreis bei gegebener Kesselvorlauftemperatur und gegebenen Kreisströmen möglichst weit abgesenkt bzw. möglichst hoch gehalten wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß folgende drei Betriebszustände möglich sind:
  • a) Der Mischerkreis wird vom Vorlauf des Wärme-/Kälteerzeugers gespeist,
  • b) der Mischerkreis wird regelbar vom Vorlauf des Wärme-/Kälteerzeugers und vom Rücklauf des Direktheizkreises gespeist,
  • c) der Mischerkreis wird vom Rücklauf des Direktheizkreises gespeist.
    • Das Verfahren wird bevorzugt so durchgeführt, daß der Mischerkreis bei Schwachlast ausschließlich von dem Rücklauf des Direktheizkreises gespeist und ausschließlich durch Zumischen seines Rücklaufs geregelt und bei Starklast von dem Vorlauf des Wärme/Kälteerzeugers und dem Rücklauf des Direktheizkreises gespeist und ausschließlich durch Mischen dieser Wärme-/Kälteströme geregelt wird, wobei Leerlauf als ein Extremfall des Schwachlastbetriebes und Vollast als ein Extremfall des Starklastbetriebes aufzufassen sind, bei denen das Zumischen von Direktheizkreis-Rücklauf auf Null geregelt ist.
    Das herkömmliche Verfahren zur Ankopplung eines Mischerkreises an einen Direktheizkreis wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dahin verbessert, daß im Regelfall eine Absenkung der Rücklauftemperatur des Direktheizkreises bewirkt wird (bei Kälteanlagen eine Erhöhung der Rücklauftemperatur), welche zu einer Steigerung des Wirkungsgrades - insbesondere bei Brennwertgeräten - führt. Dies wird dadurch erreicht, daß bei ausreichender Temperatur im Mischerkreis zunächst Rücklaufwasser aus dem Direktheizkreis in den Mischerkreis eingespeist wird und erst bei höherem Temperaturbedarf auf Vorlaufwasser zurückgegriffen wird bzw. analog bei Kälteanlagen bei niedrigerem Temperaturbedarf. Es kann hierfür ein jeweils geeignetes Fluid eingesetzt werden.
    Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung ist erfindungsgemäß so aufgebaut, daß der Mischerkreis eingangsseitig über ein zweites regelbares Drei-Wege-Mischventil mit der Vorlauf- und der Rücklaufleitung des Direktheizkreises verbunden ist.
    Zweckmäßig sind die Drei-Wege-Mischventile durch mit Endschaltern ausgerüstete Stellmotoren betätigbar.
    Die Stellmotoren werden vorteilhaft gegenseitig durch Endschalter so verriegelt, daß erst nach Öffnen des von einem ersten Stellmotor angetriebenen ersten Drei-Wege-Mischventils das Öffnen des von einem zweiten Stellmotor angetriebenen zweiten Drei-Wege-Mischventils und erst nach dem Schließen des zweiten Drei-Wege-Mischventils das Schließen des ersten Drei-Wege-Mischventils ermöglicht ist.
    Vorteilhaft kann dem ersten Drei-Wege-Mischventil in der vom Rücklauf des Mischerkreises abzweigenden Leitung ein Rückschlagventil und/oder dem zweiten Drei-Wege-Mischventil in der vom Zulauf des Direktheizkreises abzweigenden Leitung und/oder in der vom Rücklauf des Direktheizkreises abzweigenden Leitung ein Rückschlagventil vorgeordnet und/oder im Rücklauf des Direktheizkreises zwischen dem Anschluß der Vorlauf- und der Rücklaufleitung des Mischerkreises ein Drosselventil angeordnet sein.
    Die beiden Drei-Wege-Mischventile lassen sich fünktional zusammenfassen zu einem Vier-Wege-Mischventil mit drei Eingängen und einem Ausgang sowie einem Stellantrieb, wobei jeweils nur der erste und der zweite oder der zweite und der dritte Eingang gleichzeitig geöffnet sein können.
    Eine besonders vorteilhafte, industriell vorzufertigende Lösung ergibt sich, wenn das Vier-Wege-Mischventil Rohranschlüsse für den Vor- und Rücklauf des Direktheizkreises, Rohranschlüsse für den Vor- und Rücklauf des Mischerkreises und die Verbindungen von Kessel- und Mischerkreislauf zu einer Baueinheit mit einem Vorlaufeingang, einem Vorlaufausgang, einem Rücklaufeingang und einem Rücklaufausgang des Direktheizkreises und einem Vorlaufausgang und einem Rücklaufeingang des Mischerkreises zusammenfaßt. In die Baueinheit kann außerdem mindestens ein den Eingängen des Vier-Wege-Mischventils vorgeordnetes und/oder dem Vorlauf des Direktheizkreises zugeordnetes Rückschlagventil und/oder dem Rücklauf des Direktheizkreises zugeordnetes Drosselventil in die Baueinheit integriert sein, so daß die Baueinheit direkt zwischen den Kessel und die Pumpen für die beiden Wasser- bzw. Kühlmittelkreisläufe gesetzt werden kann.
    Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen nachstehend näher erläutert werden In den zugehörigen Zeichnungen zeigen
    Fig. 1
    eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäß an einen Direktheizkreis gekoppelten Mischerkreises einer Umlaufwasserheizung,
    Fig. 2
    eine Prinzipdarstellung der bisher bekannten Ankopplung,
    Fig. 3
    ein Beispiel für eine mögliche Schaltung der Stellmotoren der Mischventile des Mischerkreises,
    Fig. 4
    ein erfindungsgemäßes Vier-Wege-Mischventil in einer symbolhaften Darstellung und
    Fig. 5
    eine Prinzipdarstellung einer zweiten Variante der Erfindung mit einem Vier-Wege-Mischventil.
    Fig. 6
    eine Prinzipdarstellung einer Variante ähnlich der von Fig. 5, jedoch mit einem wandhängenden Wärmeerzeuger.
    Fig. 1 zeigt die Erfindung in einer Prinzipdarstellung. Eine Pumpe P1 versorgt die n Heizkörper HK, welche direkt mit dem Kesselvorlauf Q1 eines Wärmeerzeuger WE (Heizkessel) und dem Kesselrücklauf Q4 verbunden sind (Direktheizkreis). Das Rückschlagventil ÜV1 ist als Schwerkraftbremse für den Kreisstrom Q2 ausgebildet. Am Knoten K1 wird ein Speisestrom Q3 des Kesselvorlaufwassers zur Einspeisung in den Mischerkreis einer Fußbodenheizung abgezweigt, der mit einer Pumpe P2 bestückt ist, die den Kreisstrom Q8 im Mischerkreis antreibt. Im Drei-Wege-Mischventil MV1 wird nach dem nachfolgend beschriebenen Modus das Speisewasser des Mischerkreises mit dem Rücklaufstrom Q7 der Fußbodenheizung verschnitten, so daß im Vorlaufwasser des Mischerkreises jede beliebige Zwischentemperatur erzeugt werden kann.
    Um die Temperatur des Rücklaufes in den Wärmeerzeuger WE bei gegebener Kesselvorlauftemperatur und gegebenen Kreisströmen Q2 und Q8 möglichst weit abzusenken, wird bei fester Kesselleistung die Wassermenge des Kesselvorlaufs Q1 möglichst klein gehalten. Da der Kreisstrom Q2 als gegeben betrachtet wird, ist der Speisestrom Q3 bzw. der Rücklaufstrom Q6 des Mischerkreises zu verringern. Dies geschieht durch eine Kombination zweier Drei-Wege-Mischventile MV1 und MV2, wobei das Mischventil MV2 und damit der Speisezulauf des Mischerkreises mit dem Vorlauf des Direktheizkreises (Speisestrom Q3) und mit dem Rücklauf des Direktheizkreises (Speisestrom Q5) verbunden ist.
    Dabei sind die Mischventile MV1 und MV2 in folgend beschriebener Art zu kaskadieren:
    Wenn das Mischventil MV1 nicht vollständig geöffnet ist, dann ist das Mischventil MV2 vollständig geschlossen bzw. Rücklaufstrom Q7 ≠ 0 ⇒ Speisestrom Q3 = 0, Speisestrom Q5>=0 und
    wenn das Mischventil MV2 nicht vollständig geschlossen ist, dann ist das Mischventil MV1 vollständig geöffnet bzw. Speisestrom Q3 ≠ 0 ⇒ Rücklaufstrom Q7 = 0, Speisestrom Q5>=0.
    Der Fall
    Mischventil MV1 nicht vollständig geöffnet und Mischventil MV2 vollständig geschlossen bzw. Rücklaufstrom Q7 ≠ 0 und Speisestrom Q3 = 0 stellt den Schwachlastfall
    und der Fall
    Mischventil MV2 nicht vollständig geschlossen und Mischventil MV1 vollständig geöffnet bzw. Speisestrom Q3 ≠ ;0 und Rücklaufstrom Q7 = 0 stellt den Starklastfall dar.
    Der Fall
    Mischventil MV1 vollständig geöffnet und Mischventil MV2 vollständig geschlossen bzw. Rücklaufstrom Q7=0 und Speisestrom Q3 = 0 ist dabei der zulässige Grenzlastfall.
    Ausgeschlossen ist der Fall
    Mischventil MV1 nicht vollständig geöffnet und Mischventil MV2 nicht vollständig geschlossen bzw. Rücklaufstrom Q7 ≠ 0 und Speisestrom Q3 ≠ 0, da immer erst das Mischventil MV1 vollständig geöffnet wird, ehe das Mischventil MV2 zu öffnen beginnt. Beim Schließen erfolgt der umgekehrte Vorgang, indem erst das Mischventil MV2 und dann das Mischventil MV1 geschlossen werden.
    Unter Vollast ist der Zustand zu verstehen, bei dem beide Mischventile MV1, MV2 vollständig geöffnet bzw. Rücklaufstrom Q7 = 0 und Speisestrom Q5 = 0 bzw. Speisestrom Q3 = Rücklaufstrom Q6 - und unter Leerlauf derjenige, bei dem beide vollständig geschlossen bzw. Speisestrom Q3 = 0 und Speisestrom Q5 = 0 sind.
    Im Schwachlastfall wird der Mischerkreis somit allein über das Zumischen des Rücklaufstroms Q7 mit Hilfe des Mischventils MV1 geregelt. Erhöht sich die Lastanforderung über den Grenzlastfall hinaus, so bleibt das Mischerventil MV1 geöffnet und der Rücklaufstrom Q7 wird Null. Das Mischerverntil MV2 öffnet zusätzlich und entnimmt nunmehr teilweise Wasser aus dem Vorlauf des Direktheizkreises, bis bei Vollast der Fall eintritt, daß das Wasser für den Vorlauf des Mischerkreises allein aus dem Vorlauf des Direktheizkreises entnommen wird.
    Den Stand der Technik der Ankopplung eines Mischerkreises an einen Direktheizkreis mittels eines Drei- oder Vier-Wege-Mischventiles MV1 repräsentiert dagegen Fig. 2.
    Die Pumpe P1 versorgt wiederum die n Heizkörper HK, welche direkt mit dem Wärmeerzeuger WE (Heizkessel) verbunden sind. Bei dieser Anordnung ist der Rücklaufstrom Q6 aus dem Mischerkreis gleich dem Speisestrom Q3 in den Mischerkreis. Die Stellgröße der Regelung wirkt beispielsweise mittels eines Dreipunktsignales
    Figure 00060001
    auf-stop-zu" auf einen Stellmotor M. Die Verwendungsmöglichkeit anderer Stellantriebe ist jedoch ebenfalls gegeben.
    Entsprechend ist die Regelung mittels zweier Stellmotoren M1 und M2 für die Mischerventile MV1 und MV2 der in Fig. 1 beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung möglich. Durch die in Fig. 3 gezeigte Verdrahtung der Endschalter der beiden Stellmotoren M1 und M2 beispielsweise läßt sich der oben genannte Forderungskatalog erreichen und gleichzeitig ein nach außen durchgängiger Stellantrieb für das oben beschriebene Dreipunktsignal AUF-STOP-ZU" darstellen.
    Die in Fig. 3 angegebene Stellung der Endschalter entspricht der Ruheposition, also zunächst einer Gesamtschaltung in einem unerlaubten Zustand, da keiner der Stellmotoren M1 und M2 sich in einer Endstellung befindet. Ein erster Wechsel im Regelspiel führt jedoch bereits dazu, daß einer der erlaubten Fälle eintritt, also das Mischventil MV1 vollständig öffnet und anschließend das nachgeschaltete Mischventil MV2 öffnet oder das Mischventil MV2 vollständig schließt und anschließend das nachgeschaltete Mischventil MV1 schließt.
    Gegenüber der herkömmlichen Ankopplung in Fig. 2 ist der Kesselvorlauf Q1 bei unverändertem Kreisströmen Q2 und Q8 in Fig. 1 um den Betrag des Speisestroms Q5 geringer, was bei festen Vorlauftemperaturen und fester Kesselleistung zu dem gewünschten Effekt der Temperaturabsenkung im Kesselrücklauf führt. Gleichzeitig kann das Dreipunkt-Steilsignal einer vorhanden Regelung verwendet werden, da sich die Anordnung äquivalent auf die Regelgröße - Vorlauftemperatur im Mischerkreis - auswirkt, wie in der herkömmlichen Ankopplung.
    Im folgenden soll anhand der symbolhaften Darstellung in Fig. 4 eine Vorrichtung beschrieben werden, welche das Verfahren in wirtschaftlich vorteilhafter Weise verwirklicht. Sie besteht im wesentlichen aus der Zusammenfassung der beiden Drei-Wege-Mischventile zu einem Vier-Wege-Mischventil MV mit einem beweglichen Ventilkörper, einem Antriebselement M bei gleichem Steilverhalten, wie oben beschrieben, drei Eingängen 1, 2 und 3 und einem Ausgang 4. Dabei ist es unerheblich, ob es sich bei dem beweglichen Körper um einen Hub- oder Rotationskörper handelt.
    Vielmehr ist das Mischventil durch die folgenden Eigenschaften in seiner Funktion eindeutig gekennzeichnet:
    Der Aufenthaltsbereich eines hier nicht gezeigten Stellkörpers ist bei stetiger Beweglichkeit in drei Punkte (Endpunkt I, Mittelpunkt, Endpunkt II) und zwei Bereiche (Bereich I, Bereich II) unterteilt, welche analog zu oben genannter Definition als Vollast, Starklast, Grenzlast, Schwachlast und Leerlauf bezeichnet werden können. Bei Vollast besteht nur eine Verbindung vom Eingang 1 zum Ausgang 4, bei Starklast kann durch Bewegung des Stellkörpers gleitend jedes Mischungsverhältnis von den Eingängen 1 und 2 zum Ausgang 4 erreicht werden, bei Grenzlast besteht nur eine Verbindung von Eingang 2 zum Ausgang 4, bei Schwachlast kann durch Bewegung des Stellkörpers gleitend jedes Mischungsverhältnis von den Eingängen 2 und 3 zum Ausgang 4 erreicht werden und bei Leerlauf besteht nur eine Verbindung von Eingang 3 zum Ausgang 4.
    Folgende Tab. 1 soll die beschriebenen Zusammenhänge übersichtlich verdeutlichen.
    Lastfall Vollast Starklast Grenzlast Schwachlast Leerlauf
    Eingang 1 offen teilw. offen geschlossen geschlossen geschlossen
    Eingang 2 geschlossen teilw. offen offen teilw. offen geschlossen
    Eingang 3 geschlossen geschlossen geschlossen teilw. offen offen
    Stellung Endpunkt I Bereich I Mittelpunkt Bereich II Endpunkt II
    Fig. 5 zeigt die Ankopplung eines Kreises mittels eines solchermaßen beschriebenen Vier-WegeMischventiles MV.
    Die Hydraulik ist hier optional um ein Drosselventil DV sowie zwei Rückschlagventile ÜV2 und ÜV3 erweitert. Das Drosselventil DV soll in beide Richtungen (Rücklaufstrom Q4 positiv oder negativ) die Druckdifferenz zwischen den Knoten K2 und K3 erhöhen und kann auch ohne bewegliche Teile als Stauscheibe oder andere Querschnittsverengung ausgeführt werden. Die Rückschlagventile ÜV2 und ÜV3 wirken als Rückflußverhinderer und sollen parasitäre Kreisströmungen ausschließen.
    Die Anordnung kann vorteilhaft so ausgeführt werden, daß in Fig. 5 gestrichelt umrandeten Einzelbauteile zu einer Baugruppe mit sechs Rohranschlüssen und einem Stellantrieb räumlich zusammengefaßt sind. Die Anordnung kann so als industriell vorgefertigtes Zubehör bereitgestellt werden und reduziert den bauseitigen Montageaufwand erheblich.
    Fig. 6 schließlich zeigt eine Variante mit einem wandhängenden Wärmeerzeuger WE1, in dem die Pumpe P1 zum Antrieb des Direktheizkreises integriert ist. Um im Starklastfall, d.h. bei Q3 ≠ 0 und Q5 ≥ 0, einen parasitären Kreisstrom über die Leitungen des Kesselvorlaufs Q1, der Speiseströme Q3 und Q5 sowie des Kesselrücklaufs Q4 zu verhindern, ist im Speisestrom Q5 ein Rückschlagventil ÜV4 vorgesehen.

    Claims (12)

    1. Verfahren zum Betreiben einer Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung mit einem eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung aufweisenden an dem Wärme-/Kälteerzeuger unmittelbar angeschlossenen Direktheizkreis und einem mit der Vorlauf- und der Rücklaufleitung des Direktheizkreises parallel verbundenen, durch Zumischen seines Rücklaufs geregelten Mischerkreis, dadurch gekennzeichnet, daß folgende drei Betriebszustände möglich sind:
      a) Der Mischerkreis wird vom Vorlauf des Wärme-/Kälteerzeugers gespeist,
      b) der Mischerkreis wird regelbar vom Vorlauf des Wärme-/Kälteerzeugers und vom Rücklauf des Direktheizkreises gespeist,
      c) der Mischerkreis wird vom Rücklauf des Direktheizkreises gespeist.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischerkreis bei Schwachlast ausschließlich von dem Rücklauf des Direktheizkreises gespeist und ausschließlich durch Zumischen seines Rücklaufs geregelt und bei Starklast von dem Vorlauf des Wärme/Kälteerzeugers und dem Rücklauf des Direktheizkreises gespeist und ausschließlich durch Mischen dieser Wärme-/Kälteströme geregelt wird.
    3. Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung mit einem eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung aufweisenden Direktheizkreis und einem mit der Vorlauf- und Rücklaufleitung des Direktheizkreises parallel verbundenen Mischerkreis, der mit einem ersten regelbaren Drei-Wege-Mischventil (MV1) zum Zumischen des Rücklaufs des Mischerkreises ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischerkreis eingangsseitig über ein zweites regelbares Drei-Wege-Mischventil (MV2) mit der Vorlauf- und der Rücklaufleitung des Direktheizkreises verbunden ist.
    4. Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drei-Wege-Mischventile (MV1, MV2) durch mit Endschaltern ausgerüstete Stellmotoren (M1, M2) betätigbar sind.
    5. Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmotoren (M1, M2) gegenseitig durch Endschalter so verriegelt sind, daß erst nach Öffnen des von einem ersten Stellmotor (M1) angetriebenen ersten Drei-Wege-Mischventils (MV1) das Öffnen des von einem zweiten Stellmotor (M2) angetriebenen zweiten Drei-Wege-Mischventils (MV2) und erst nach dem Schließen des zweiten Drei-Wege-Mischventils (MV2) das Schließen des ersten Drei-Wege-Mischventils (MV1) ermöglicht ist.
    6. Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Drei-Wege-Mischventil (MV1, MV2) funktional zu einem Vier-Wege-Mischventil (MV) mit drei Eingängen (1, 2, 3) und einem Ausgang (4) sowie einem Stellantrieb zusammengefaßt sind, wobei jeweils nur der erste (1) und der zweite (2) oder der zweite (2) und der dritte Eingang (3) gleichzeitig geöffnet sein können.
    7. Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Drei-Wege-Mischventil (MV1) in der vom Rücklauf des Mischerkreises abzweigenden Leitung ein Rückschlagventil (ÜV2) vorgeordnet ist.
    8. Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Drei-Wege-Mischventil (MV2) in der vom Zulauf des Direktheizkreises abzweigenden Leitung ein Rückschlagventil (ÜV3) vorgeordnet ist.
    9. Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Drei-Wege-Mischventil (MV2) in der vom Rücklauf des Direktheizkreises abzweigenden Leitung ein Rückschlagventil (ÜV4) vorgeordnet ist.
    10. Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Rücklauf des Direktheizkreises (Q4) zwischen dem Anschluß der Vorlauf- und der Rücklaufleitung des Mischerkreises ein Drosselventil (DV) angeordnet ist.
    11. Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Vier-Wege-Mischventil (MV), Rohranschlüsse für den Vor- und Rücklauf des Direktheizkreises, Rohranschlüsse für den Vor- und Rücklauf des Mischerkreises und die Verbindungen von Direkt- und Mischerkreislauf zu einer Baueinheit mit einem Vorlaufeingang, einem Vorlaufausgang, einem Rücklaufeingang und einem Rücklaufausgang des Direktheizkreises und einem Vorlaufausgang und einem Rücklaufeingang des Mischerkreises zusammengefaßt sind.
    12. Umlaufflüssigkeitsheizung oder -kühlung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein den Eingängen des Vier-Wege-Mischventils (MV) vorgeordnetes und/oder dem Vorlauf des Direktheizkreises zugeordnetes Rückschlagventil (ÜV1, ÜV2, ÜV3) und/oder dem Rücklauf des Direktheizkreises zugeordnetes Drosselventil (DV) in die Baueinheit integriert ist.
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