DE3036661C2 - Zentrale Warmwasserheizungsanlage - Google Patents

Description

fall am weiteren geöffneten Ventil (V2) ist, das mit 20 Dauer geschlossen. Gegenüber einem durchgehend voll einem Verrtibtellungsmelder versehen ist, der ein geöffneten Ventil findet hier demnach nur ein verringerter Durchsatz des aufgeheizten warmeirägers durch

den zugehörigen Wärmetauscher statt Damit muß aber die Vorlauftemperatur des Wärmeträgers zwangsläufig noch höher sein, als dies bei einem dauernd voll geöffneten Ventil an sich erforderlich wäre.

Bei anderen bekannten Anlagen wird die Vorlauftemperatur durch eine Regeleinrichtung nach einer »Heizkurve« festgelegt, die den Zusammenhang zwischen Au-

dem jeweiligen Ventilöffnungsgrad etwa proportionales elektrisches Ventilstellungssignal (L 2) an die Regeleinrichtung liefert, die die Vorlauftemperatur so einstellt, daß das mit dem Ventilstellungsmelder versehene Ventil (V2) gerade voll geöffnet ist.

Z Warmwasserheizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 alle Ventile (VX bis V3) mit Ventilstellungsmeldern versehen sind und _ _

daß die Ventilstellungssignale (L 1 bis LZ) der Ven- 30 ßentemperatur und Vorlauftemperatur beschreibt Die

' Ventile an den Wärmetauschern sind hierbei häufig als thermostatische Regelventile ausgeführt bei denen die Ventilöffnung entsprechend der Soll- Istwertdifferenz der Temperatur des jeweiligen Raumes durch einen Ausdehnungskörper geregelt wird.

Die Einstellung der Vorlauftemperatur entsprechend der »Heizkurve« vernachlässigt wesentliche Parameter, z. B. Sonneneinstrahlung, Windgeschwindigkeit oder thermische Belastung der zu beheizenden Räume. I nfol-

Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur 40 gedessen wird die Vorlauftemperatin i,n allgemeinen zu Einstellung der Vorlauftemperatur in Abhängigkeit hoch eingestellt, so daß vermeidbare Wärmeverluste im

Heißwasserkessel und im Leitungssystem der Warmwasscrheizungsanlage auftreten.

Die Ventile in den verschiedenen zu beheizenden Räumen werden entsprechend der Soll- Istwertdifferenz der Temperatur einen unterschiedlichen Ventilöffnungsgrad aufweisen, wobei eines der Ventile den größten Ventilöffnungsgrad aufweist, der jedoch im allgemeinen nicht der Ventilstellung »Voll geöffnet« entsprechen wird. Die Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, daß — wenn das Ventil mit dem maximalen Ventilcffnungsgrad bis zur Ventilstellung »Voll geöffnet« eingestellt wäre — die Warmwasserheizungsanlage mit einer niedrigeren Vorlauftemperatur ohne Änderung der

«!stellungsmelder einer Maximumauswahlstufe (12) zugeführt sine deren Ausgangssignal (L 4) als Ventilstellungssignal für die Einste" jng der Vorlauftemperatur dient

3. Warmwasserheizungsanlag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (V 1 bis V3) sowie die Raumtemperaturregelung jeweils als thermostatische Regelventile ausgeführt sind.

4. Warmwasserheizungsanlage nach einem der

vom Ventilstellungssignal die Regeleinrichtung (13) für die Temperatur des Kesselwassers dient.

Die Erfindung betrifft eine zentrale Warmwasserheizungsanlage, bestehend aus einem Heißwasserkessel, einer Regeleinrichtung für die Vorlauftemperatur, die vorzugsweise auf ein Mischventil zur Mischung des Rücklaufs mit dem Kcsselwasser wirkt, mit Wärmetauschern in den zu beheizenden Räumen und mit Ventilen an den Wärmetauschern, die jeweils von einem zugehörigen Raumtemperaturregler des jeweiligen Raumes 55 Temperaturverhältnisse in den zu beheizenden Räumen betätigt werden, wobei die Vorlauftemperatur in Ab- mit entsprechend geringeren Wärmeverlusten betrie hängigkeit von einer mit der Ventilstellung zusammenhängenden Größe beeinflußt ist.

Eine derartige Warmwasserheizungsanlage ist aus der DE-AS 29 16 169 bekannt. Dabei ist jedem Ventil bo der Wärmetauscher ein Raumtempcraturreglcr in Form eines Zweipunktthermoslalen zugeordnet, durch die die Ventile geöffnet oder geschlossen werden. )cdcr dieser Zweipunktthermostaten besteht aus einem Temperaturfühler sowie einem Stellglied. Jedem dieser Stellglic- b^r> der ist eine Signalschaltung zugeordnet, von der eine Leitung für Wärmebedarfssignale und eine Leitung für Wärmeüberschußsignale zu einer Vcrknüpfungsschalben werden könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Warmwasserheizungsanlage der eingangs genannten Art die Wärmeverluste durch Absenkung der Vorlauftemperatur möglichst gering zu halten.

Diese Aufgabe wird crfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ventile etwa proportional zur Soll- Istwcrtdiffcrcnz der Temperatur des jeweiligen Raumes offenbar sind, daß die mit der Ventilstellung zusammenhängende Größe der Ventilöffnungsgrad an dem im Normalfall am weitesten geöffneten Ventil ist, das mit einem Ventilstellungsmeldcr versehen ist, der ein dem jeweiligen

^entilöffnungsgrad etwa proportionales elektrisches /entilstellungssignal an die Regeleinrichtung liefert, die die Vorlauftemperatur so einstellt, daß das mit dem Ventilsteliungsmelder versehene Ventil gerade voll geöffnet ist

Für jede Wohnung gibt es genau einen Wärmetauscher, der aufgrund des Zwecks des betreffenden Wohnraumes, der Fensterfläche, der Fläche des Wärmetauschers der Außenwandfläche usw. immer den größten Ventilöffnungsgrad im Vergleich zu allen anderen Ventilen dieser Wohnung aufweist Dadurch, daß die Vorlaufteaiperatur gerade so eingeregelt wird, daß das an diesem Wärmetauscher befindliche Ventil gerade voll geöffnet ist, wird die Warmwasserheizungsanlage mit der niedrigst möglichen Vorlauftemperatur betrieben. Alle anderen zu beheizenden Räume erreichen die vorgegebene Solltemperatur mit einem geringeren Ventilöffnungsgrad, also mit einer mehr oder weniger starken Drosselung des Vorlaufflusses. Damit ist die Warmwasserheizungsanlage mit dem minimalen Wärmeverlust betreibbar. Der Einsatz eines Außentemperaturfüh'ers sowie die komplizierte Einstellung und Atr-wahl von »Heizkurven«, die immer nur einen Kompromiß Ober die jahreszeitlich und tageszeitlich stark schwankenden Wärmeanforderungen darstellen, wird damit überflüssig-

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß alle Ventile mit Ventilstellungsmeldern versehen sind und daß die Ventilstellungssignale der Ventilstellungsmelder einer Maximumauswahlstufe zugeführt sind, deren Ausgangssignal als Ventilstellungssignal für die Einstellung der Vorlauftemperatur dient Diese Ausführungsiorm ist zwar insofern aufwendiger, als nunmehr alle Ventile mit den Ventilstellungsmeldern zu versehen sind. Dafür bietet sie allerdings auch einen erheblich höheren Komfort und größere Flexibilität bezüglich der Wärmebedarfsanforderung, da nunmehr ein Ventil in einem beliebigen Raum zum die Vorlauftemperatur bestimmenden Element gemacht werden kann, da die Maximumauswahlstufe aus allen angebotenen Ventilstellungssignalen jeweils das größte auswählt, das dann für die Einstellung der Vorlauftemperatur genutzt wird, indem diese so eingestellt wird, daß das den momentanen maximalen Ventilöffnungsgrad aufweisende Ventil in die Ventilstellung »voll geöffnet« gelangt.

Es ist -.orteilhaft, wenn die Veniüe sowie die Raumtemperaturregelung jeweils als thermostatische Regelventile ausgeführt sind. Thermostatische Regelventile sind kostengünstig, raumökonomisch und leicht zu montieren. Damit entfällt di^ Notwendigkeit in jedem Raum, getrennt vom Ventil Soll- und Istwertgeber, eine Regeleinrichtung und ein Stellglied am Ventil, beispielsweise in Form eines Stellmotors, anzubringen.

Zur Einstellung der Vorlauftemperatur in Abhängigkeit vom Ventilstellungssignal kann die Regeleinrichtung für die Temperatur des Kesselwassers dienen. Die Anforderung einer Erhöhung der Vorlauficmperatur, um das den maximalen Ventilöffnungsgrad aufweisende Ventil in die Ventilstellung »voll geöffnet« zu bringen, bewirkt in diesem Fall eine Erhöhung der Temperatur des Kesselwassers durch automatische Erhöhung des Sollwertes der Regeleinrichtung für die Temperatur des Kesselwassers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur näher erläutert.

In der Figur ist der Heißwasserkessel mit dem Bc zugszeichen 1 belegt. Jer Heißwasserkessel 1 ist in üblicher Weise mit einem Sicherheitsventil 2 versehen sowie mit einem Oberlaufgefäß 3 verbunden. Das heiße Kesselwasser wird über die Rohrleitung 4 dem Mischventil 5 zugeführt, wo das Kesselwasser mit dem in d<;r Rohrleitung 6 zurückströmenden Rücklauf entsprechend der Stellung des Mischventils zur Erreichung einer bestimmten Vorlauftemperatur zusammengeführt wird. Der Vorlauf mit dieser gewünschten Vorlauftemperatur wird über die Umwälzpumpe 8 in der Rohrleitung 7 den in den einzelnen Räumen befindlichen Wärmetauschern Wl bis W 3 zugeführt. Die von den Wärmetauschern VV1 bis W3 abgehenden Rücklaufleitungen 9,10 und 11 münden in die Rücklaufsammelleitung 6. Jeder Wärmetauscher Wl bis IV 3 ist mit einem Ventil versehen, die die Bezugszeichen Vl bis V3 tragen.

Jedes dieser Ventile Vl bis V3 ist mit einem Ventilstellungsmelder versehen, der ein dem jeweiligen Ventilöffnungsgrad etwa proportionales elektrisches Ventilstellungssignal liefert. Diese Ventilstellurigssignale werden über die Leitungen L\ bis L3 der Maximumstufe 12 zugeführt. Der Einfachheit halber sei angenommen, daß die Wärmetauscher Wl bis i-s'3 in den drei verschiedenen Räumen einer Dreizimmei .vohnung angeordnet sind. Jedes der Ventile Vl bis V3 weist einen unterschiedlichen Ventilöffnungsgrad auf, der sich aufgrund der Soll-Istwertdifferenz der Temperatur des jeweiligen Raumes im Rahmen einer jedem Raum zugeordneten Raumtemperaturregelung eingestellt hat. Diese individuelle Raumtemperaturregelung erfolgt im Ausführungsbeispiel durch die Ausbildung der Ventile V1 bis V3 als thermostatische Regelventile.

Für das Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß der Wärmetauscher W2 sich im Wohnzimmer der Wohnung befindet und daß das zugehörige Ventil V2 im Vergleich zu den Ventilen Vl und V3 den maximalen Ventilöffnungsgrad aufweist, wobei dieser Ventilöffnungsgrad kleiner ist als die Ventilstellung »voll geöffnet«. Infolgedessen ist das Ventilstellungssignal auf der Leitung L 2 größer als die Ventilstellungssignale auf den Leitungen L 1 und L 3. Durch die Maximumauswahlstufe 12 wird demzufolge das auf der Leitung L 2 geführte V'ntiistellungssignal ausgewählt, so daß es ausgangsseitig auf der Leitung L 4 zur Verfugung steht, die an den Istwerteingang der Regeleinrichtung 13 angeschlossen ist. Darüber hinaus ist der Regeleinrichtung 13 die Spannung Ukci zugeführt, die der Spannung entspricht, die jeder den Ventilen Vl bis V3 zugeordneten Ventilstellungsmelder dann liefert, wenn das zugehörige Ventil die Stellung »voll geöffnet« einnimmt. Da in vorliegendem Fall das ausgewählte elektrische Ventilstellungssignal auf der Leitung L 2 kleiner ist als die Spannung Und, wird unter der Wirkung der Regeleinrichtung J3 für die Temperatur des Kesselwassers die Temper?tur des Kesselwassers so weit absinken lassen, bis das Ventil V2 des Wärmetauschers W2, der ja nun mit einer nied-

',5 rigcrcn Vorlaufiemperatur den Raum zi' beheizen hat, was nur über eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit erreichbar ist, die Stellung »voll geöffnet« einnimmt. Auf diesem niedrigeren Temperaturwert verbleibt nun das l'.esselwasser und der Vorlauf, da auch damit die gewünschten Temperaturverhältnisse in den einzelnen Räumen erreichbar sind. Auch die Ventile V1 und V3 werden während der Einstellen, um die eingestellte Temperatur in den ihnen zugeordneten Räumen aufrechtzuerhalten, unter der Wirkung ihrer Tempera-

b5 turregelung ihren Ventilöffnungsgrad erhöhen. Sie werden jedoch nicht die Stellung »voll geöffnet« erreichen, da sie bereits in der Eingangssituation einen niedrigeren Ventilöffnungsgrad aufweisen als das Ventil V2. Damit

sind die Kesseltemperatur und die Vorlauftemperatur niedriger als während der Eingangssituation, so daß die temperaturabhängigen Wärmeverluste auf ein Minimum gedrückt werden. Kann die Solltemperatur in dem dem Wärmetauscher IV2 zugeordneten Raum mit der erreichten Vorlauftemperatur, beispielsweise wegen des Absinkens der Außentemperatur, trotz der Veniilstellung »voll geöffnet« des Ventils V2 nicht mehr aufrecht erhalten werden, wird durch die Regeleinrichtung 13 die Kesseltemperatur so lange erhöht, bis auch mit der Stellung »voll geöffnet« des Ventils V2 die gewünschte Raumtemperatur wieder erreicht wird.

Alternativ kann auch die Änderung der Vorlauftcmperatur anstatt durch Änderung der Kesseltemperatur unter dem Einfluß der Regeleinrichtung 13 die Stellung des Mischvcntils 5 bei Konstanthaltung der Temperatur des Kesselwassers geändert werden. Dies ist durch die strichpunktierte Wirkungslinie 14 symbolisch dargestellt.

Im bislang erörterten Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß jedem der Ventile VX bis V3cin Ventilstellungsmelder zugeordnet ist. Dies ist nicht unbedingt erforderlich. Es genügt auch, lediglich das Ventil mit einem Ventilstellungsmelder zu versehen, das erfahrungsgemäß im Normalfall immer den größten Ventil- Öffnungsgrad aufweist. In diesem Fall ist das Ausgangssignal dieses einzigen Ventilstellungsmelders direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung der Maximumauswahlstufe 12, dem Istwerteingang der Regeleinrichtung 13 zuzuführen.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Regeleinrichtung 13 auch so ausgestaltet sein, daß sie sowohl die Temperatur des Heißwasserkessels 1 als auch die Stellung des Mischventils 5 beeinflußt. In diesem Fall würde, wenn das den maximalen Ventilöff- nungsgrad aufweisende ausschlaggebende Ventil noch nicht die Stellung »voll geöffnet« einnimmt, bei voller Öffnung des Mischventiis 5 für das Kesseiwasscf die Temperatur des Kesselwassers so weit abgesenkt, bis eine aus Korrosionsgründen nicht mehr unterschreitbare Mindesttemperatur des Kesselwassers erreicht ist. Nimmt dann nach einer angemessenen Einstellzeit das ausschlaggebende Ventil immer noch nicht die Stellung »voll geöffnet« ein, wirkt die Regeleinrichtung 13 nunmehr auf das Mischventil 5 so ein. daß der Zulauf des heißen Kesselwassers zum Mischventil gedrosselt wird. Bei erhöhter Wärmeanforderung durch das ausschlaggebende Ventil, d. h, daß dieses zwar die Stellung »voll geöffnet« einnimmt, daß aber trotzdem die gewünschte Raumtemperatur nicht mehr bei der vorliegenden Vorlauftemperatur erreichbar ist, wird durch die Regeleinrichtung 13 dann zunächst das bisher den Kesselwasserzulauf drosselnde Mischventil 5 geöffnet und erst nach Erreichen des maximalen Ventilöffnungsgrades des Mischventils 5 die Kesseltemperatur erhöht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Zentrale Warmwasserheizungsanlage, bestehend aus einem Heißwasserkessel, einer Regeleinrichtung für die Vorlauftemperatur, die vorzugsweise auf ein Mischventil zur Mischung des Rücklaufs mit dem Kesselwasser wirkt, mit Wärmetauschern in den zu beheizenden Räumen und mit Ventilen an den Wärmetauschern, die jeweils von einem zugehörigen Raumtemperaturregler des jeweiligen Raumes betätigt werden, wobei die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von einer mit der Ventilstellung zusammenhängenden Größe beeinflußt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (V1 bis V3) etv/a proportional zur Soll-Istwertdifferenz der Temperatur des jeweiligen Raumes offenbar sind, daß die mit der Ventilstellung zusammenhängende Größe der Ventilöffnungsgrad an dem im Normaltung führt. Die Verknüpfungsschaltung liefert ein Signal zur Anhebung der Vorlauftemperatur, wenn durch die Signalschaltung ein Wärmebedarfssignal abgegeben wird und ein Signal zur Absenkung der Vorlauftemperatür, wenn von der Signalschaltung ein Wärmebedarfssignal abgegeben wird. In der Signalschaltung wird die Einschalt- bzw. Ausschaltzeit des zugeordneten Zweipunktthermostaten erfaßt und einer in der Signalschaltung vorgesehenen Vergleichsschaltung zugeführt, die

die Ausschaltzeit und die Einschaltzeit der Zweipunktthermostate miteinander vergleicht und bei Oberwiegen der einen Zeit das Wärmeüberschußsignal und bei Überwiegen der anderen Zeit das Wärmebedarfssignal erzeugt Bei dieser bekannten Anordnung wird die Vor-

lauf temperatur dann nicht geändert, wenn die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit des Zweipunktthermostaten gleich lang sind. In diesem Fall wird also das an einem Heizkörper befindliche Ventil für eine bestimmte Zeitspanne weiter geöffnet und für eine Zeitspanne gleicher