EP1847782A2 - Verfahren zum Ansteuern einer Zirkulationspumpe - Google Patents

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EP1847782A2
EP1847782A2 EP07007863A EP07007863A EP1847782A2 EP 1847782 A2 EP1847782 A2 EP 1847782A2 EP 07007863 A EP07007863 A EP 07007863A EP 07007863 A EP07007863 A EP 07007863A EP 1847782 A2 EP1847782 A2 EP 1847782A2
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EP
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hot water
temperature
water tank
circulation pump
extraction line
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0078—Recirculation systems
    • 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
    • F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
    • 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
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04—Sensors
    • F24D2220/042—Temperature sensors

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a circulation pump according to the preamble of claim 1.
  • Circulation lines represent the connection of the hot water extraction line back to the memory.
  • the resulting closed circuit has the task to always keep hot water in the lines, so hot water can be tapped as quickly as possible with each tap. Without circulation pipe, the cooled water would have to drain before warm water is available.
  • Circulation lines are indispensable, especially for larger systems, such as multi-family residences or hotels. They improve the hot water comfort, reduce water consumption and enable thermal disinfection in the pipe network as well.
  • the current hot water temperature is detected with a temperature sensor in the upper part of the hot water tank and entered the setpoint for the hot water temperature in the upper part of the hot water tank on the controller of a heater. It corresponds to a switch-off temperature, which via a switching hysteresis with a switch-on, d. H. the beginning of the recharge, is related.
  • a circulation pump is usually set in predetermined and / or adjustable at the controller time intervals in operation. It is known to couple the release of hot water to the set heating times for connected heating circuits or optionally provide at least one to be entered on a controller period for the release of the recharging of the hot water tank. Then the circulation pump runs only in the period of release. If this period is very generous and deviates significantly from the actual hot water demand and the withdrawal behavior, energy losses occur. The cause is mainly due to the mixing of the hot water tank and a possibly unnecessarily triggered recharge because a temperature limit for it was fallen below in the hot water tank. Then each time an unnecessary burner startup is caused with corresponding energy consumption and raised the temperature level in the hot water tank again, although no tapping follows.
  • the invention is therefore based on the object to optimize the efficiency of a heating system and to reduce the mixing of a hot water tank by the operation of a circulation pump in times without hot water withdrawal.
  • the method for driving a circulation pump is characterized in that a further temperature sensor for detecting the hot water temperature in the hot water extraction line is arranged at a distance from the hot water storage in the hot water extraction line.
  • the measured values of the two temperature sensors are compared, and the circulation pump is then put into operation upon reaching and / or exceeding a threshold value for the temperature difference which is to be preset.
  • a recharge of the hot water tank can be done when reaching and / or exceeding a threshold value for the temperature difference.
  • a comparison of the measured values of the two temperature sensors is only carried out in periods during which hot water preparation is enabled on the controller.
  • the circulation pump is switched off in a first variant when reaching and / or falling below a threshold value for the temperature difference again or it is set in a second variant from reaching and / or exceeding a threshold value for the temperature difference for a predetermined period in operation.
  • the additional temperature sensor for the hot water temperature in the hot water extraction line is arranged at a distance from the hot water tank in the hot water extraction line, in order to avoid direct heat conduction.
  • the distance between the temperature sensor and hot water tank should be at least 30 cm.
  • With the invention is a simple method for driving a circulation pump available, with the efficiency of a heating system optimized and the mixing of a hot water tank by the operation of a circulation pump is reduced in times without hot water withdrawal.
  • the drawing illustrates an embodiment of the invention and shows in a single figure an arrangement for hot water.
  • the circulation pump 1 is located in a connecting line 2 between a tapping point 3 at a hot water extraction line 4 and a hot water tank. 5
  • a temperature sensor 7 is coupled in the upper region of the hot water tank 5 for detecting the hot water temperature and another temperature sensor 8 for detecting the hot water temperature in the hot water extraction line 4.
  • the temperature sensor 8 is arranged at a distance from the hot water tank in the hot water extraction line 4.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Zirkulationspumpe (1) in einer Verbindungsleitung (2) zwischen einer Zapfstelle (3) an einer Warmwasserentnahmeleitung (4) und einem Warmwasserspeicher (5), mit einem Temperaturfühler (7) im oberen Bereich des Warmwasserspeichers (5) zur Erfassung der Warmwassertemperatur, einem an einem Regler (6) einzugebenden Sollwert für die Warmwassertemperatur im oberen Bereich des Warmwasserspeichers (5), unterhalb der eine Nachladung erfolgt, sowie einer an einem Regler (6) einzugebenden, mit dem Sollwert gekoppelten Schalthysterese für den Beginn der Nachladung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad einer Heizungsanlage zu optimieren und die Durchmischung eines Warmwasserspeichers (5) durch den Betrieb einer Zirkulationspumpe (1) in Zeiten ohne Warmwasserentnahme zu vermindern.
Gekennzeichnet ist das Verfahren dadurch, dass ein weiterer Temperaturfühler (8) für die Warmwassertemperatur in der Warmwasserentnahmeleitung (4) mit Abstand zum Warmwasserspeicher (5) in der Warmwasserentnahmeleitung (4) angeordnet ist, dass ein Vergleich der Messwerte der beiden Temperaturfühler (7, 8) erfolgt und dass die Zirkulationspumpe (1) beim Erreichen und/oder Überschreiten eines vorzugebenden Schwellwertes für die Temperaturdifferenz in Betrieb gesetzt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern einer Zirkulationspumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Zirkulationsleitungen stellen die Verbindung der Warmwasserentnahmeleitung zurück zum Speicher dar. Der somit entstandene geschlossene Kreislauf hat die Aufgabe, immer Warmwasser in den Leitungen zu führen, damit bei jedem Zapfvorgang möglichst schnell auch Warmwasser gezapft werden kann. Ohne Zirkulationsleitung müsste erst das abgekühlte Wasser abfließen, bevor warmes verfügbar ist. Besonders für größere Anlagen, wie zum Beispiel Mehrfamilienwohnhäuser oder Hotels, sind Zirkulationsleitungen unverzichtbar. Sie verbessern den Warmwasserkomfort, reduzieren den Wasserverbrauch und ermöglichen eine thermische Desinfektion auch im Rohrnetz.
  • Üblicherweise wird die aktuelle Warmwassertemperatur mit einem Temperaturfühler im oberen Bereich des Warmwasserspeichers erfasst und der Sollwert für die Warmwassertemperatur im oberen Bereich des Warmwasserspeichers am Regler eines Heizgerätes eingegeben. Er entspricht einer Ausschalttemperatur, die über eine Schalthysterese mit einer Einschalttemperatur, d. h. dem Beginn der Nachladung, in Zusammenhang steht.
  • Für einen günstigen Wirkungsgrad einer Heizungsanlage ist unter anderem auch wichtig, dass einerseits ein ausreichender Warmwasserkomfort zur Verfügung steht und andererseits der Warmwasserspeicher aber nur bei tatsächlichem Warmwasserbedarf aufgeheizt wird, um Auskühlungs- bzw. Bereitschaftsverluste möglichst klein zu halten.
  • Eine Zirkulationspumpe wird üblicherweise in vorgegebenen und/oder am Regler einstellbaren Zeitintervallen in Betrieb gesetzt. Es ist bekannt, die Freigabe der Warmwasserbereitung an die eingestellten Heizzeiten für angeschlossene Heizkreise zu koppeln oder wahlweise mindestens einen an einem Regler einzugebenden Zeitraum für die Freigabe der Nachladung des Warmwasserspeichers vorzusehen. Dann läuft die Zirkulationspumpe nur im Zeitraum der Freigabe. Ist dieser Zeitraum sehr großzügig bemessen und weicht er deutlich vom tatsächlichen Warmwasserbedarf und dem Entnahmeverhalten ab, so treten Energieverluste auf. Die Ursache liegt im Wesentlichen im Durchmischen des Warmwasserspeichers und einer möglicherweise unnötig ausgelösten Nachladung, weil ein Temperaturgrenzwert dafür im Warmwasserspeicher unterschritten wurde. Dann wird jeweils ein unnötiger Brennerstart mit entsprechendem Energieverbrauch verursacht und das Temperaturniveau im Warmwasserspeicher wieder angehoben, obwohl keine Zapfung folgt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad einer Heizungsanlage zu optimieren und die Durchmischung eines Warmwasserspeichers durch den Betrieb einer Zirkulationspumpe in Zeiten ohne Warmwasserentnahme zu vermindern.
  • Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Das Verfahren zum Ansteuern einer Zirkulationspumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Temperaturfühler zur Erfassung der Warmwassertemperatur in der Warmwasserentnahmeleitung mit Abstand zum Warmwasserspeicher in der Warmwasserentnahmeleitung angeordnet ist. Es erfolgt ein Vergleich der Messwerte der beiden Temperaturfühler und die Zirkulationspumpe wird dann beim Erreichen und/oder Überschreiten eines vorzugebenden Schwellwertes für die Temperaturdifferenz in Betrieb gesetzt. Ergänzend oder alternativ dazu kann beim Erreichen und/oder Überschreiten eines Schwellwertes für die Temperaturdifferenz auch eine Nachladung des Warmwasserspeichers erfolgen.
  • Generell wird ein Vergleich der Messwerte der beiden Temperaturfühler nur in Zeiträumen durchgeführt, in denen am Regler die Warmwasserbereitung freigegeben ist. Die Zirkulationspumpe wird in einer ersten Variante beim Erreichen und/oder Unterschreiten eines Schwellwertes für die Temperaturdifferenz wieder abgeschaltet oder sie wird in einer zweiten Variante ab dem Erreichen und/oder Überschreiten eines Schwellwertes für die Temperaturdifferenz für einen vorzugebenden Zeitraum in Betrieb gesetzt.
  • Zur Durchführung des Verfahrens ist es wichtig, dass der zusätzliche Temperaturfühler für die Warmwassertemperatur in der Warmwasserentnahmeleitung mit Abstand einem zum Warmwasserspeicher in der Warmwasserentnahmeleitung angeordnet ist, um direkte Wärmeleitung zu vermeiden. Vorzugsweise sollte der Abstand zwischen Temperaturfühler und Warmwasserspeicher mindestens 30 cm betragen.
  • Mit der Erfindung steht ein einfaches Verfahren zum Ansteuern einer Zirkulationspumpe zur Verfügung, mit dem der Wirkungsgrad einer Heizungsanlage optimiert und die Durchmischung eines Warmwasserspeichers durch den Betrieb einer Zirkulationspumpe in Zeiten ohne Warmwasserentnahme vermindert wird.
  • Es werden durch die bedarfsabhängige, auf die tatsächlichen Temperaturverhältnisse und den aktuellen Warmwasserbedarf eines Anlagennutzers angepasste Ansteuerung der Zirkulationspumpe der gewünschte Warmwasserkomfort sichergestellt, Auskühlverluste eines Warmwasserspeichers verringert, unnötige Brennerstarts vermieden, längere Brennerlaufzeiten erreicht, der Stromverbrauch der Pumpe reduziert und der Verschleiß an elektromechanischen Bauteilen der Regelung verringert.
  • Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und zeigt in einer einzigen Figur eine Anordnung zur Warmwasserbereitung.
  • Die Zirkulationspumpe 1 befindet sich in einer Verbindungsleitung 2 zwischen einer Zapfstelle 3 an einer Warmwasserentnahmeleitung 4 und einem Warmwasserspeicher 5.
  • Mit einem Regler 6 ist ein Temperaturfühler 7 im oberen Bereich des Warmwasserspeichers 5 zur Erfassung der Warmwassertemperatur sowie ein weiterer Temperaturfühler 8 zur Erfassung der Warmwassertemperatur in der Warmwasserentnahmeleitung 4 gekoppelt. Dabei ist der Temperaturfühler 8 mit Abstand zum Warmwasserspeicher in der Warmwasserentnahmeleitung 4 angeordnet.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Ansteuern einer Zirkulationspumpe (1) in einer Verbindungsleitung (2) zwischen einer Zapfstelle (3) an einer Warmwasserentnahmeleitung (4) und einem Warmwasserspeicher (5), mit einem Temperaturfühler im oberen Bereich des Warmwasserspeichers (5) zur Erfassung der Warmwassertemperatur, einem an einem Regler (6) einzugebenden Sollwert für die Warmwassertemperatur im oberen Bereich des Warmwasserspeichers (5), unterhalb der eine Nachladung erfolgt, sowie einer an einem Regler (6) einzugebenden, mit dem Sollwert gekoppelten Schalthysterese für den Beginn der Nachladung,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Temperaturfühler (8) für die Warmwassertemperatur in der Warmwasserentnahmeleitung (4) mit Abstand zum Warmwasserspeicher (5) in der Warmwasserentnahmeleitung (4) angeordnet ist, dass ein Vergleich der Messwerte der beiden Temperaturfühler (7, 8) erfolgt und dass die Zirkulationspumpe (1) beim Erreichen und/oder Überschreiten eines vorzugebenden Schwellwertes für die Temperaturdifferenz in Betrieb gesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen und/oder Überschreiten eines Schwellwertes für die Temperaturdifferenz eine Nachladung des Warmwasserspeichers (5) erfolgt.
  3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleich der Messwerte der beiden Temperaturfühler (7, 8) nur in Zeiträumen mit am Regler (6) freigegebener Warmwasserbereitung erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zirkulationspumpe (1) beim Erreichen und/oder Unterschreiten eines Schwellwertes für die Temperaturdifferenz abgeschaltet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zirkulationspumpe (1) beim Erreichen und/oder Überschreiten eines Schwellwertes für die Temperaturdifferenz für einen vorzugebenden Zeitraum in Betrieb gesetzt wird.
  6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5,
    gekennzeichnet durch einen weiteren Temperaturfühler (8) für die Warmwassertemperatur in der Warmwasserentnahmeleitung (4), welcher mit Abstand zum Warmwasserspeicher (5) in der Warmwasserentnahmeleitung (4) angeordnet ist.
  7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass weitere Temperaturfühler (8) für die Warmwassertemperatur in der Warmwasserentnahmeleitung (4) mit Abstand von mindestens 30 cm zum Warmwasserspeicher (5) in der Warmwasserentnahmeleitung (4) eingebaut ist.
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