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Einrichtung zum unabhängigen Heizen bzw. Kühlen mehrerer
Kreislaufsysteme
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum unabhängigen Heizen bzw. Kühlen mehrerer Kreislauf- systeme, die an eine gemeinsame Kälte-und/oder eine gemeinsame Wärmequelle angeschlossen sind, insbesondere für Klimaanlagen mit Induktionsapparaten.
Um verschiedene Räume eines Objektes unabhängig voneinander zu temperieren, war es bisher notwendig, vollständig getrennte Wassernetze vorzusehen. Bei Klimaanlagen ist es auch bekanntgeworden, in der Übergangszeit, wo einige Räume auf der Südseite noch zu kühlen waren, während an der Nordseite bereits geheizt werden musste, das Wassernetz auf Kühlung zu schalten und die Erstluft zum Heizen zu verwenden, in dem sie in der Zentrale nachgeheizt wird. Dieses System besitzt jedoch den Nachteil, dass dann in den sonnenbeschienenen zu kühlenden Räumen die warme Erstluft durch das in den Induktionsapparaten umlaufende Kaltwasser gekühlt werden muss. Dies ist unwirtschaftlich.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Nachteile bei grösstmöglichster Regelmöglichkeit dadurch vermieden, dass jedes System einen eigenen geschlossenen Kreislauf besitzt und die gemeinsame Wärme-und/oder die gemeinsame Kältequelle jeweils über Regelorgane einzeln abschaltbar im Nebenschluss zu einem Teil des jeweiligen Kreislaufes angeordnet ist. Es tritt so kein energieverzehrendes Mischen von künstlich gekühlten und künstlich erwärmten Medien ein, wenn man bestimmte Temperaturen erhalten will.
In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in einigen Ausführungsformen beispielsweise dargestellt. Die erfindungsgemässe Einrichtung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen erklärt.
Fig. l zeigt einen Grundschaltplan. Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen weitere derartige Schaltpläne in schaubildlicher Ansicht. Fig. 4 ist ein Diagramm. Die Zeichnungen sind im wesentlichen schematisch gehalten.
Das zu heizende oder zu kühlende System kann ein Wärmetauscher sein, z. B. ein Radiator 11, Lufterhitzer 12, Autoklav 13 u. dgl. m. Fig. 1 lässt erkennen, dass ein derartiges System 11, 12, 13 in einem Kreislauf 8, 9, 10 geschaltet ist. Der Kreislauf des Wärmeträgers, vorzugsweise Wasser, wird durch eine Umwälzpumpe 7 aufrechterhalten ; siehe die eingezeichneten Pfeile. Von der Pumpe 7 kommend strömt dann der Wärmeträger über die Leitung 8 zum System 11, 12, 13 und von dort über die Leitung 9 zu einem Abzweigungspunkt 18. Dort teilt sich die Leitung. Der eine Ast 10 fuhrt übereinHeizwasser-Drei- wegmischventil 3 und ein Kaltwasser-Dreiwegmischventil 5 zurück zur Pumpe 7.
Der zweite Ast 16 geht vom Abzweigungspunkt 18 zu einem Helzwasserdurchgangsventil 4 und von dort über die Wärmequelle 14 zum Heizwasser-Dreiwegmischventil 3 zurück. Die beiden Mischventile 3 und 4 werden bei der Ausführungsform nach Fig. 2 von einer Schaltstelle 17 thermostatisch ferngesteuert. Mit 1 sind Vor-und Rücklaufleitungen der Wärmequelle 14 und mit 2 die entsprechenden Leitungen der Kältequelle bezeichnet.
Bei einer bestimmten gewünschten Temperatur des Systems 11 strömt Heizwasser in einem entsprechenden Ausmass durch den Kreislauf. Der durch das System 11 bedingte Wärmeverlust wird durch Zuführung von Heizwasser von der Wärmequelle 14 aus kompensiert, siehe die eingezeichneten diesbezüglichen Pfeile 19, 20. Die Menge von Heizwasser, die jeweils gemäss Pfeil 19 dem Mischventil 3 zuströmt, entspricht der Menge, die gemäss dem Pfeil 20 durch das Regelorgan 4 strömt. Soll das System 11 mehr Wärme abgeben, so muss die bei 14 durchströmende Wassermenge erhöht werden und umgekehrt. Die
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gleichen Verhältnisse liegen für den Betrieb mittels der Kältequelle 15 vor.
Hat für eine mittlere Raumtemperatur das System 11 weder Wärme abzugeben noch Wärme aufzunehmen, so läuft der Wärmeträger im Kreislauf um, ohne dass die Wärmequelle 14 oder die Kältequelle 15 zugeschaltet sind. Beim Übergang von einer höheren auf eine entsprechend niedrigere Aussentemperatur tritt automatisch ein Betriebswechsel zwischen der Wärmequelle 14 und der Kältequelle 15 ein. In vorteilhafter Weise wird aber bei dieser Anlage niemals eine Mischung von künstlich erwärmtem oder künstlich gekühltem Wasser herbeigeführt, was den Wirkungsgrad der beschriebenen Anlage hochhält.
Nach den obenstehenden Ausführungen sind die Fig. 2 und 3 von selbst verständlich.
Die Anlage nach Fig. 2 veranschaulicht die Heizung bzw. Kühlung mittels Lufterhitzer 12 (Klimalnduktorgeräte). In Fig. 3 ist eine ähnliche Mehrfachanlage gezeigt. Eine entsprechende Heizung oder Kühlung erfolgt hier über Radiatoren 11, Lufterhitzer 12 und Autoklaven 13.
Fig. 4 veranschaulicht das Beispiel eines möglichen Regelfalles. Die Raumtemperatur ist durch die Linie 21 gegeben. Auf der Ordinate 22 ist die Temperatur in Oc aufgetragen, auf der Abszisse 23 ist die Aussentemperatur in OC eingezeichnet. Die strichpunktierte Linie 24 gibt die Heizwasser-Mischventilöffnung in. Prozenten an. Die punktierte Linie 25 gibt die Heiz- bzw. Kühlmitteltemperatur an. Die gestrichelte Linie 26 stellt die Kühlwasser-Mischventilöffnung in Prozenten dar. Die eingezeichnete Strekke 27 ist ein Mass für eine eventuelle Regelungsüberlappung.
Zusammenfassend kann hinsichtlich des Gegenstandes der Erfindung das folgende gesagt werden : Wärmeübertragende Flächen, die nach Bedarf einmal Wärme abzugeben, dann wieder Wärme aufzunehmen haben, sollen kontinuierlich so mit Warm- bzw. Kaltwasser versorgt werden, dass der geforderte Heiz- bzw. Kühleffekt ohne Beeinflussung weiterer parallelgeschalteter Systeme und ohne Verlust von Energie durch Mischung von Kalt- und Warmwasser eintritt. Es soll daher gleichzeitig möglich sein, aus den bereitstehenden Heiz- bzw. Kühlschienen für ein oder das andere System Heizwasser und für wieder andere Systeme, die diesem parallelgeschaltet sind, wobei die Anzahl keine Rolle spielt, Kaltwasser zu entnehmen.
Das Heisswasser und das Kaltwasser wird durch automatische Mischventile, die mit dem Zirkulations-
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Kühlmittel bewirkt, kann entweder elektrisch oder elektronisch oder auf dem Wege einer pneumatischen oder elektronisch-pneumatischen Ausführung erfolgen.
Es kann daher bei diesem System eine kontinuierliche Arbeitsweise ohne persönliche Eingriffe über das ganze Jahr erzielt werden, wobei durch die Art der Schaltungssysteme der Regelung die gewünschten Raumtemperaturen in jedem einzelnen System über das ganze Jahr konstant gehalten werden. Es können diese Temperaturen tür jedes einzelne System einen andern Wert halten, es kann aber auch durch Beeinflussung über die Aussentemperatur eine Gleitung dieser Raumtemperatur, je nach der Aussentemperatur, eingestellt und erhalten werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum unabhängigen Heizen bzw. Kühlen mehrerer Kreislaufsysteme, die an eine gemeinsame Kälte-ünd/oder eine gemeinsame Wärmequelle angeschlossen sind, insbesondere für Klimaanlagen mit Induktionsapparaten, dadurch gekennzeichnet, dass jedes System einen eigenen geschlossenen Kreislauf besitzt und die gemeinsame Wärme-ünd/oder die gemeinsame Kältequelle jeweils über Regelorgane einzeln abschaltbar im Nebenschluss zu einem Teil des jeweiligen Kreislaufes angeordnet ist.