DE1965938A1

DE1965938A1 - Selbsttaetige Regelvorrichtung fuer eine Pumpensammelheizungsanlage

Info

Publication number: DE1965938A1
Application number: DE19691965938
Authority: DE
Inventors: Von Fellenberg Jost Eduard
Original assignee: TROESCH DR DIPL MASCH ING HANS
Current assignee: TROESCH DR DIPL MASCH ING HANS
Priority date: 1968-06-15
Filing date: 1969-06-04
Publication date: 1970-11-12
Also published as: GB1233647A; US3608818A; DE1928575A1; SE351482B; NL6909026A; BE734567A; FR2010967A1; CH510237A; DE1928575B2

Description

Patentanwalt

M c η c h ο η 9 t

Ausscheidungsanmeldung aus Hauptpatent Patentanm. P 19 28 575.7

Dr. Hans Alfred Troesch, S105 Unterengstringen

(Schweiz)

Selbsttätige Regelvorrichtung für eine Pumpens ammelhei zungsanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbsttätige Regelvorrichtung f für eine Pumpensammelheizungsanlage mit einem Dreiwegrücklaufventil mit Stellvorrichtung im Vorlauf und einem Zentralregelgerät in Klima- oder Heizungsanlagen.

In Zentralheizungsanlagen mit flüssigen Wärmeträgern und konstant gehaltener Temperatur im Wärmespeicher (z.B. in Form eines Kessels, Wärmeumformersoder dergl.) wird üblicherweise eine den Wärmespeicher oder Wärmespender überbrückende Leitung, eine sog. Bypassleitung, vorgesehen, welche über ein Dreiwegmischorgan in die Vorlaufleitung mündet. Dieses Dreiwegmischorgan kann z.B. mittels eines Stellmotors betätigt werden, der von einem Regelgerät gesteuert wird. Das Regelgerät wiederum erhält seine Signale von einem Witterungs- und Vorlauftemperaturfühler oder einem Raumtemperaturfühler. Dabei sorgt das Regelgerät dafür, dass durch entsprechende Stellung des Mischorgans aus dem Vorlauf den Heizkörpern der Wärmeträger mit der entsprechenden Mischtemperatur zuströmt, so dass die Wärmeabgabe dieser Heizkörper

5.5.70/iy - 1 -

009840/0902

bei der vorgesehenen bzw. vorbestimmten Temperatur oder den Soll-Temperaturen entsprechend verläuft. Bei ändernder Aussentemperatur wird dann über das Regelgerät die Vorlauftemperatur geregelt. Diese Regelung wird als witterungsabhängige Regelung bezeichnet, wobei die Aussentemperatur die Pührungsgrösse und die ^vorlauftemperatur die Regelgrösse darstellt.

Es könnten Temperaturregelungen allein nach der Raumtemperatur oder nach konstanter Vorlauftemperatur durchgeführt werden. Anstelle des Motorantriebes des Dreiwegmischorganes kann ein thermischer, z.B. ein durch Bimetall betätigter Antrieb treten, welcher das Mischorgan in die vom Regelgerät vorgeschriebene Stellung bringt.

Es sind ferner sehr einfache Temperaturregulierungen an Zentralheizungsanlagen bekannt, bei welchen mittels einer von einem Thermostaten gesteuerten, stellmotorbetätigten Drosselklappe der Vorlauf geöffnet oder geschlossen wird.

Der Nachteil dieser Reglungsarten besteht einerseits in ihrem komplizierten Aufbau und mithin ihrem hohen Preis oder aber in der stossweisen Beschickung der Radiatoren mit heissem Kesselwasser, was grosse Schwankungen der Raumtemperatur und ein sehr unbehagliches Klima zur Folge hat, indem in derart regulierten Räumen immer entweder ein Kältegefühl oder das Gefühl zu grosser Hitze herrscht.

Auch der an sich naheliegende Gedanke, nur die Fördermenge der Umwälzpumpe zu stetiger Art und Weise durch einen Regler nach dem Wär-

BAD

009846/0992

mebedarf der Heizanlage zu steuern, scheitert im allgemeinen, weil bei geringem Wärmebedarf, also bei kleiner Fördermenge, die Wärmeverteilung im Heizungssystem sehr schlecht wird.

Es ist ferner bekannt, bei Heizungsanlagen die Pumpendrehzahl zu verändern, so dass die durch die Umwälzpumpe erzeugte Druckdifferenz im Sinne einer Regelwirkung verändert wird.

Bei einer ebenfalls bekannt gewordenen Pumpensammelheizungsanlage ist ein Regelgerät mit einem Witterungsfühler und einem Vorlauffühler verbunden und steuert die Umwälzpumpe.

Die vorliegende Erfindung bezweckt , diese Nachteile zu umgehen. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel angeordnet sind, um zur Betätigung der Stellvorrichtung mindestens einen Teil der von der Umwälzpumpe erzeugten Druckdifferenz des Fördermediums zu verwenden.

Dabei wird vorteilhafterweise die Aenderung der verwendeten Druckdifferenz durch eine Doppeldrosselung vorgenommen. Eine derartige Aenderunc ergibt bei der Realisierung einen sehr einfachen, betriebsicheren Aufbau der Anlage. Man kann sich zum Aendern der einen oder der andern Drossel bedienen, jenachdem, ob man die ganze Druckdifferenz oder nur einen Teil davon ändern will. Die Anlage wird weiterhin vereinfacht, wenn man als erste Drossel im System eine Festdrossel einbaut.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand eines

- 5 - 009846/0992 BAD

Anlageschemaausschnittes einer Zentralheizungsanlage erläutert.

Aus einem Wärmespender, beispielsweise einem Heizkessel 1, führt eine Heizkesselvorlaufleitung 3 über eine Pumpenvorlaufleitung 5 zu einer Umwälzpumpe 7· Von dieser führt eine Heizungsvorlaufleitung 9 den Wärmeträger zu einem Radiator 11. Nach Abgabe eines Teils seiner Wärme strömt der Wärmeträger durch eine Heizungs-Rücklaufleitung 13 in den Heizkessel 1 zurück. Eine Bypassleitung 15 ermöglicht es, den Heizkessel 1 kurzzuschliessen bzw. zu überbrücken und dem heissen Wärmemedium in der Heizkesselvorlaufleitung 3 kälteres Rücklaufwasser beizumischen. Zum Zweck der Steuerung der Temperatur des in die Pumpensaugleitung 5 gelangenden Wärmeträgers ist in der Heizkesselvorlaufleitung 3 und in der Bypassleitung 15 ein Stellorgan 16 bekannter Bauart mit einem Stellmotor 17 und einem Ventil 19 eingebaut. Die Verbindung der Pumpensaugleitung 5 mit der einen Seite der Stellmembrane 27 erfolgt über eine Leitung 24, diejenige der Pumpendruckleitung bzw. Heizungsvorlaufleitung 9 mit der anderen Seite der Membrane 27 über eine Leitung 26. Ein AussentemperaturfUhler 21 und ein Vorlaufwasser-

25 temperaturfühler 23 wirken auf ein Regelgerät, das seinerseits ein Druckregelventil 118 beeinflusst,, woduch das Verhältnis Kesselwassermenge : Bypassmenge geändert werden kann. Die Membrane 27 ist auf ihrem Umfang eingespannt und ihre Rückstellkraft basiert auf ihrer Elastizität und auf einer justierbaren Rückholfeder.

Die Anlage 1st derart abgestimmt, dass bei sinkender Aussentemperatur und mithin sinkender Temperatur im Räume des Radiators 11, .der SoIl-

009846/0992

wert der Temperatur des Vorlaufwassers steigt und die geforderte Vorlaufwasserternperatur durch Aenderung des Mischungsverhältnisses erreicht wird. Bei sinkender Aussentempeicttur , d.h. bei steigendem Wasser-Vorlauftemperatursollwert, erteilt das Regelgerät 25 dem Druckregelventil 118 einen Schliessimpuls, wodurch die Druckdifferenz steigt. Dieses Ansteigen des Differenzdruckes wird zur Steuerung" des Stellorganes l6 in dem Sinne verwendet, dass die Vorlaufleitung J5 entsprechend geöffnet und die Bypassleitung 15 entsprechend geschlossen, m.a.W. gegen die Schliessstellung hin verstellt wird. Es steigt die Vorlauftemperatur und damit die Wärmeabgabe des Radiators 11, wodurch dem Sinken der Aussentemperatur durch entsprechende Regulierung der Heizungsanlage Rechnung getragen wird und die Temperatur des Zimmers mit dem Radiator 11 im vorgesehenen Temperaturbereich bleibt. Es ist natürlich auch möglich, anstelle des Aussenthermometers ein Zimmerthermometer zu installieren, welches entsprechend auf das Regelgerät 25 einwirkt.

Das Regelgerät 25 ist bezüglich seines Ausgangssignals oder Steuerbefehles den Bedürfnissen des Druckregelventils 118 angepasst. Das Stellorgan l6 ist so dimensioniert und angeordnet, dass es bei extremen Betriebszuständen die Vorlaufleitung J5 voll offen freigibt bzw. die Bypassleitung 15 ganz geschlossen hält oder umgekehrt.

Der Erfindungsgedanke kann in dem Sinne verwirklicht werden, dass bei der Ausführung gemäss der beiliegenden Figur die auf die Rücklaufbeimischvorrichtung wirkende Druckdifferenz, erzeugt durch die Umwälzpumpe 7, mittels eines DruckregelVentils 118 in einer Ver-

- 5 -BAD ORIGINAL 009846/0992

bindungsleitung II9 zwischen den Druckzuführungsleitungen 2k und 26, z.B. stetig steuerbar, gesteuert wird. Damit wird ein Teil der Druckdifferenz der mit gleichbleibender Drehzahl drehenden Umwälzpumpe 7 zur Regelung verwendet. Die Dimensionierung der Leitungsstücke von der Heizungsvorlaufleitung 9 zum Druckregelventil 118 und vom Druckregelventil 118 zur Pumpenansaugleitung ist dabei wichtig. Der Strömungswiderstand des ersten Leitungsstückes muss grosser sein, als derjenige des zweiten, was mit einer Pestdrossel 120 angedeutet wird. Bei geschlossenem Druckregelventil II8 herrscht der volle Differenzdruck der Umwälzpumpe am Stellorgan Durch Oeffnen des Druckregelventils 118 werden die beiden Leitungen 2k und 26 in dem Sinne über die Leitung II9 kurzgeschlossen, dass sich am Druckdifferenzempfänger , z.B. der Membrane 27, nur noch eine geringe, im Extremfall keine Druckdifferenz mehr aufbauen kann, in jedem Falle aber eine wesentlich geringere, als sie die Pumpe 7 ergibt. Die durch die Leitung II9 strömende Wassermenge ist selbst bei voll offenem Venuil 118 derart gering, dass die Fördermenge und die Druckdifferenz an der Pumpe J praktisch nicht verändert werden. Wenn die ganze von der Pumpe J abgegriffene Druckdifferenz zur Regelung verändert v/erden soll, so bedient man sich der veränderbaren Drossel in Form des Druckregelventils 118. Ist dieses geschlossen, so ist die Druckdifferenz, welche auf den Stellmotor 16 wirkt, maximal. Wenn dagegen die Drossel 120 keine Festdrossel,

009846/0992 BAD ORIGINAL

wie gezeichnet, sondern ein Druckegelventil wäre, dann würde vom ganzen DIfferenzdruck nur der Teil vom Pumpenabgang bis zum Druckregelventil 118 erfasst und verändert.

Diese Erfindung bringt eo ipso eine weitere Ve«±nfachung der elektrischen Installation mit sich:

Die Ub-liche Praxis, bei abgestellter Heizung auch die Umwälzpumpe abzustellen, bedingt für eine automatische Anlage einen zusätzlichen Schalter oder einen Kontakt in der Einrichtung für die " Programmwahl und dessen elektrische Verbindungsleitung zur Umwälzpumpe. Beim beschriebenen Hegelsystem wird zum Abstellen der Heizung die Umwälzpumpe abgestellt. Der Pumpendruck wird null, das Ventil im Kesselvorlauf schliesst und dasjenige im Bypass öffnet sich.

009846/0992

Claims

Patentansprüche

\ l,)j Selbsttätige Regelvorrichtung für eine Pumpensamme !heizungsanlage mit einem Dreiwegrücklaufventil mit Stellvorrichtung im Vorlauf und einem Zentralregelgerät in Klima- oder Heizungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (118,120) angeordnet sind,

I

^w um zur Betätigung der Stellvorrichtung (16) mindestens einen Teil der von der Umwälzpumpe (7) erzeugten Druckdifferenz des Fördermediums zu verwenden.
2.) Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein Doppeldrosselsystem (118,120) umfassen, wobei vorzugsweise die erste Drossel (120) eine Festdrossel ist.

-8-

009846/0992