JPS5920938B2 - 熱交換設備の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特にセントラル・ヒーティング（集中暖房設
備）などの熱交換設備であって一定の循環量を有する循
環熱媒体、好ましくは温水による該暖房設備の制御方法
に関する。

一定の温水循環量を有する中央暖房設備では、外部温度
に比例する外部サーモスタットの働きによって循環温水
温度を制御することが既に公知である。

この方法はしかしながら、各々のエネルギー消費によっ
ては暖房設備を最良の状態で制御できず、かくて暖房空
間の過熱や過冷却を招来してしまうという欠点があった
。

本発明は、熱消費に比例して最良の状態で作動させられ
るような集中熱交換設備の制御方法の提供が本発明の目
的である。

本発明に従えば、前述目的は、送出流と帰還流間の測定
された温度差に比例して送出流温度を制御し現実の温度
差が調節可能な望む温度差乃至は望む温度差バタンと等
しく且つ送出流温度の下限値を所定の最低温度に限定す
るように制御することによって達成される。

本発明によれば、帰還流温度に比例しかつ必要熱量に従
った送出流温度に自動的に調節することができる。

所定の温度差は送出流温度と外気温度に応じてほぼ直線
的に可変であり、約２０℃の送出温度および約２０℃の
外気温度の場合には暖房用熱媒体送出流温度とその帰還
温度との温度差はゼロである。

例えば９０℃の送出流温度に対して例えば−１２℃の外
気温度が設定されると、２０℃の温度差が選択されて各
々の送出流温度に対して対応する温度差を自動的に提供
する。

例えば外部温度の上昇によって熱需要が少なくなり温度
差が所定の値よりも少なくなると適当な手段によって送
出流温度が低下して温度差が所定の値に達するに至る。

より少ないエネルギー需要の場合に温水の温度が所定の
最低温度に到達すれば、温度差制御が解除されて所謂基
準負荷制御がそれに代わる。

所定の最低温度の達成の際には、温度差制御が解除され
送出流温度は好ましくは最低温度と予め定めた臨界温度
値との間の所与の温度範囲内を上下する。

前述の方法を実施するとりわけ温水集中暖房設備の、駆
動のため本発明による装置は送出流温度を決定するサー
モスタット、帰還流温度を決定するサーモスタット、検
出された温度差に相応して送出流温度を調節する制御装
置、および該制御装置と連結した少なくとも１つの温水
の最低温度設定のため少なくとも一つの基準負荷サーモ
スタットを構成の特徴としている。

好ましくは、暖房設備を最低温度とより高い臨界温度値
との間で上下調節しうるように送出流導管および／乃至
は帰還流導管に配設された２つの基準負荷サーモスタッ
トが提供される。

他のプログラム、例えば夜間オヨび週末プログラムの調
節のためにも附加的サーモスタットが設置される。

送出流温度の調節のためには、好ましくは制御装置を経
てモータの働きによって作動可能な４方向混合弁が提供
される。

送出流導管内の自然発生的な温度上昇を防止するために
モータと制御装置との間には上記弁を所与の時間間隔で
ゆっくりと開かせるようにする時間継電器が配置されて
いる。

時間継電器の調節は当該設備により条件付けられ短い循
環回路のためには短い時間が、長い回路のためには長い
時間が設定される。

暖房設備をより多目的に且つ極合可能なように制御する
ためには少なくとももう一つのエネルギー源を設け、現
実の温度差が所定の下限値乃至は上限値へ到達した場合
に温度差制御装置を作用し、送出流温度の上昇乃至は低
下するために該エネルギー源を自動的に作動させる。

前述方法によシ、何の問題も生ぜずに希望するいかなる
エネルギー形態を相互に組合わせることが可能となる。

かくて、日時の経過および季節に依存して異なる量で得
られる太陽エネルギーさえも、所望の暖房装置の駆動の
ための慣用のエネルギー形態と共に利用できうる。

暖房用水の送出流と帰還流の間の温度差の検出によって
測定された値はかくて第２の１またはそれ以上のエネル
ギー源と必要に応じて併せまたは併せることなく利用さ
れる。

前述目的のための装置は少なくとももう１つのエネルギ
ー源を含み、一方制御装置は補助装置を有して該エネル
ギー源が所定の現実の温度差の下限値乃至は上限値の到
達の際にスイッチオンまたはスイッチオフできうるよう
になる。

主エネルギー源としては太陽電池が設置可能であり、該
太陽電池によって暖房用水は貯蔵容器内で加熱可能であ
り、一方策２のエネルギー源としては慣用の態様で燃焼
するボイラが設けられ、該ボイラは制御装置の働きによ
って調節可能である。

ボイラ熱はかくて熱交換面を介して直接にその上にある
貯蔵容器内の暖房用の水へ伝達される。

更に、用水の加熱のための貯蔵容器が設置可能であシ、
該容器は暖房用水の貯蔵容器と同様に主エネルギー源お
よび選択的に調節可能な第２のエネルギー源によって加
熱可能である。

かくて、用水の循環ループの送出流および帰還流路には
温度ツイーン（検出器）が設置可能であり、該ツイーン
は第２の制御装置と連結しておシ、該制御装置によって
送出流路および帰還流路間の温度差の所与の臨界値到達
の場合には該第２のエネルギー源は自動的に調節作動さ
れる。

自明なように、暖房設備全体が用水供与のために設定さ
れうる。

同様の態様で、本発明は遠距離にある熱をも利用できう
る。

また、本発明は空調設備の、駆動にも利用できつる。

以下添付図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明す
る。

第１図では、温水集中暖房設備のための制御装置が図示
されており、暖房用温水はコークスや油燃料によって該
温水を一定温度で発生するようにしている図示されてい
ないボイラから導管２を経て流れる。

４方向混合弁４を経て温水が導出管６に達しここでポン
プ８の助けによって暖、房ネットワークを通して押し出
される。

相応する帰還流導管１０は同様に混合弁４へ到達し、該
混合弁から帰還流温水が弁位置を通過後に回帰導管１２
上を暖房ボイラｌへ到達するか乃至は全部あるいは部分
的に送出導管６へと回帰する。

４方向混合弁４のセツティングは送出流湖水と帰還流温
水との温度差によって制御される。

この制御は制御装置１４により行われ、該装置に温度値
が送出ツイーン１６と帰還流ツイーン１８を経て送られ
る。

更に送出流および帰還流路に基準負荷サーモスタツ）２
０．２２が設けられており、該サーモスタットは同様に
制御装置１４へ連結している。

制御装置１４はモータ２４を作動させ、該モータは測定
された湿度差に従ってより多くのまたはより少ない帰還
流温水と送出流水とが混合されるように混合弁４を調節
する。

予定された例えば１０℃の温度差が保持され得す帰還流
水が送出水よりも８℃しか冷たくないときには、混合弁
はより大きな割合の帰還流水が送出水へ混合されるよう
に調節される。

この温度降下の結果としてエネルギー減少か非常に僅か
で、温度差制御が最早作動しないならば、帰還流の総べ
てが送出流に供給されこれは循環暖房用温水が予定され
た最低温度に達しこの事が基準負荷サーモスタットによ
って制御装置１４へ伝達されるまで続く。

この最低温度達成の後には、暖房装置は前述の最低温度
と約１０乃至２０°Ｃ高い臨界値との間を上下しエネル
ギー要求か再度高まりそして基準負荷制御装置が温度差
制御装置に交替されるに至る。

上記の加熱の利点とは別に基準負荷範囲における上昇お
よび下降は、例えばヒータ上に取り付けたサーモスタッ
ト弁がよりしばしば作動しこれら弁の作動能力を果すの
を維持するという利点も有する。

送出流導管６と導管２と連結する混合弁の開放により自
然な温度上昇をもたらすのを防止するために、弁４はモ
ータ２４によって漸進的にのみ開き、事実制御装置の下
流にある時間継電器２６を通して開き、それによって該
モータ２４を短い作動時間の後に再度開放位相にスイッ
チオフする。

他方がすることにより加熱におけるノイズやバンチング
は大巾に除去され、他方全暖房回路に亘り一定な完全な
混合が生起され従って温度測定が可能例なるということ
が保証される。

制御装置には夜間の低下温度作動を伴なった１日のプロ
グラム乃至は週末のプログラムのためのタイマスイツナ
か設置されている。

夜間や週末などの暖房温度臨界値の低下は単に温度差を
大きく設定するか乃至は基準負荷を含んだ総体的な温度
基準を低下するかによって容易に実施できる。

前述の実施例では、常に暖房用温水は一定温度で得られ
ることを前提としており、必要に応じて帰還流温水と一
定割合で混合されることによって該温度基準を一定レベ
ルまで低下させられる。

別法として、例えば電気式暖房の場合などのボイラを、
該ボイラから流れる暖房用温水が既に適当な送出温度を
有するように作動するということも可能である。

この場合、混合弁を廃止しうる。制御装置１４は暖房ボ
イラへのエネルギー供給をいかなる時間内でも行えるよ
うに調節できるように構成されるのが望ましい。

第２図には、建物２８が示さｎており、該建物内には実
線で示された暖房用温水回路２９と破線で示された用水
ループ３０が示されている。

暖房用温水回路２９は暖房用温水貯蔵容器３１、循環ポ
ンプ３２からでる送出導管３３．１つ乃至は複数の消費
単位３４、および帰還流導管３６を） 包括している。

送出流導管３３および帰還流導管３６には温度差の検出
のために温度ツイーン３８゜４０が設けられており、該
ツイーンは制御装置４２に連結している。

貯蔵容器３１内の暖房用水の加熱のためには主エネルギ
ー源として建物２８の屋根４４の上に取り付けた太陽電
池４６が設けられており、これによって暖房用の水は直
接乃至は間接に加熱される。

この目的のためには、循環ポンプ５０によって作動され
る熱媒体回路４８が太陽電池４６と貯蔵容器３１を通過
案内されている。

高い熱が必要なときには、第１の循環ポンプと並行作動
される第２ノホンプ５１が太陽電池を介しての貫流量を
増加させる。

循環ポンプ５０，５１は温度ツイーン３８゜４０によっ
て検出された温度差に従って制御装置４２によって作動
させられる。

補助的なエネルギー源として慣用的な方法で燃焼させら
れるボイラ５２が設けられておシ、その°熱は図示され
ていない熱交換面を通って貯蔵容器３１内の温水に提供
される。

温水ボイラ５２は温度ツイーン３８，４０によって検出
された温度差が所定の最低または最高限界値に達するや
否や制御装置４２によって自動的に作動または休止され
る。

用水の供給は暖房用水と同様の態様で行なわれる。

用水回路３０は貯蔵容器５４、排出口５８へと案内され
る送出導管５６、および循環ポンプ６０が設けられた還
流導管６２を含む。

還流導管６２には供給導管６４が接続しており、該供給
導管６４を経て用水の使用の際に新鮮な水が給水される
ことを可能にしている。

サーモスタット６６゜６８は送出流と還流間の温度差を
検出しその検出値を補助制御装置７０へ提供し、該制御
装置は必要な場合第２のエネルギー源の自動制御を行な
う。

暖房用水装置の場合と全く同様に用水回路でも加熱は一
方では太陽電池を含む回路７２により行なわれ、曲刃で
は通常の暖房ボイラ１４によって行なわれ、該ボイラは
貯蔵容器５４内の温水に図示してない熱交換面を経て熱
を供給する。

暖房用水の回路においては用水回路におけるのと同様に
、最低温度の維持のための適当な装置が設置されうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は温水集中暖房設備のための制御装置の概略図、
第２図例えば浴場設備などのための大量の温水消費用の
用水製造設備およびそれと温水プールと組合わせれた集
中暖房設置の概略図である。 ４・・・混合弁、８，３２，５０，５１．６０・・・ポ
ンプ、１４，４２，７０・・傭１脚装置、１６，１８゜
３８．４０・・・フイーラ、２０，２２，６６．６８・
・・サーモスタット、２４・・・モータ、２６・・・継
電器、２８・・・建物、２９・・・暖房用水ループ、３
０・・・用水ループ、３Ｌ５４・・・貯蔵容器、３４・
・・消費部分、４４・・・屋根、４６・・・太陽電池、
５２，７４・・・ボイラ、５８・・・排出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一定の循環量で循環する熱媒体を有する熱交換装置
   の制御方法において、該熱媒体の送出流と帰還流間の測
   定された温度差に依存して該送出流温度を制御し、この
   制御は該熱媒体の現実の温度差を、調節可能な所望温度
   差または所望温度差パターンに等しくシ、かつ該送出流
   温度の下限値を所定の最低温度に限定するように行うこ
   とを特徴とする上記方法。 ２ 前記特許請求の範囲第１項記載の制御方法において
   、該現実の温度差が、所定の下限値または上限値に達し
   たときに、温度差制御によって少なくとももう一つのエ
   ネルギー源が自動的に作動されることを特徴とする上記
   方法。