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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Heizanlage gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs, nach Patent Nr. 402 342.
Beim Betrieb einer solchen Heizungsanlage wird in der Regel die Umwälzpumpe mit konstanter Drehzahl ständig in Betrieb gehalten. Dabei ist gegebenenfalls eine Abschaltung der Umwälzpumpe während Brennerstillstandszeiten, während Absenkzeiten oder während des Sommerbetriebes vorgesehen.
Dadurch ergibt sich jedoch immer noch der Nachteil eines entsprechend hohen Anteiles an Hilfsenergie, der für den Betrieb der Umwälzpumpe bereitgestellt werden muss.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird nach dem Patent Nr. 402 342 bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, dass bei Betrieb des Heizgerätes die Drehzahl der Umwälzpumpe von einem niedrigen Wert, zum Beispiel 750 min-', auf einen höheren Wert, zum Beispiel 1. 850 min-', erhöht wird, wenn sich der Ist-Wert der Vorlauftemperatur bis auf einen festgelegten Wert von zum Beispiel 1 bis 3 K einer Soll-Temperatur angenähert hat.
Durch diese Massnahmen wird sichergestellt, dass die Umwälzpumpe während des überwiegenden Teiles der Betriebszeit der Heizanlage mit nur geringer Drehzahl von zum Beispiel 750 min-1 betrieben wird oder stillsteht und daher nur einen entsprechend geringen Hilfsenergiebedarf benötigt.
Bei Betrieb des Heizgerätes wird die Umwälzpumpe, solange die Differenz zwischen der SollVorlauftemperatur und der Ist-Vorlauftemperatur über einem festgelegten Wert liegt, mit niedriger Drehzahl von zum Beispiel 750 min-'betrieben, unabhängig vom Betriebszustand des Heizgerätes, das heisst, unabhängig davon, ob das Heizgerät mit Vollast oder mit Teillast betrieben wird.
Die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe kurz vor Erreichen der Soll-Vorlauftemperatur wirkt einer Erhöhung der Schalthäufigkeit des Heizgerätes entgegen. So wird durch die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe auf zum Beispiel 1. 850 min-'die wasserseitige Temperaturspreizung an einem Wärmetauscher des Heizgerätes vermindert. Dadurch wird der obere Schaltpunkt, das heisst die Soll-Vorlauftemperatur durch die geringere Spreizung später erreicht und dadurch pro Brennerlauf mehr Energie in das gesamte Heizsystem eingebracht, wodurch auch nach einer Abschaltung des Heizgerätes der untere Schaltpunkt, bei dem ein abermaliger Start des Heizgerätes erfolgt, später erreicht wird.
Ziel der Erfindung ist es demgemäss, dieses Verfahren nach dem Patent Nr. 402 342 so zu verbessern, dass sich eine möglichst geringe Schalthäufigkeit des Heizgerätes ergibt, um den Wirkungsgrad desselben zu erhöhen und den Schadstoffausstoss zu reduzieren.
Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verfahren nach dem Patent Nr. 402 342 durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist sichergestellt, dass einerseits durch die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe, wie bereits erwähnt, mehr Heizenergie in das Heizsystem während der Brennerlaufzeit eingespeist, und durch die Reduzierung der Drehzahl der Umwälzpumpe während der übrigen Zeit wird dem Heizsystem die Energie nur entsprechend langsam entzogen und der Hilfsenergiebe- darf minimiert.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich aufgrund der überwiegend niedrigen Pumpendrehzahl von zum Beispiel 750 mm-1 neben der Reduzierung des Hilfsenergiebedarfs der Vorteil einer Verminderung der Schalthäufigkeit der Heizeinrichtung. Ausserdem wird durch die beim Start der Heizeinrichtung bei einem neuen Zyklus herrschende niedrige Drehzahl der Umwälzpumpe eine weitgehende Vermeidung der Kondensatbildung bei einem brennerbetriebenen Heizgerät und eine Verminderung beziehungsweise Vermeidung von Strömungsgeräuschen erreicht.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen :
Fig. 1 schematisch eine Heizanlage,
Fig. 2a ein Diagramm des Verlaufs der Vorlauftemperatur der Heizanlage bei einem Betrieb mit niedriger
Drehzahl der Umwälzpumpe, von zum Beispiel 750 min-',
Fig. 2b ein Diagramm des Schaltverhaltens der Heizeinrichtung der Heizanlage bei einem Betrieb mit niedriger Drehzahl der Umwälzpumpe,
Fig. 2c ein Diagramm des Pumpenbetrieb,
Fig. 3a ein Diagramm des Verlaufs der Vorlauftemperatur der Heizanlage bei einem Betrieb einer
Heizeinrichtung nach dem erfindungsgemässen Verfahren,
Fig. 3b ein Diagramm des Schaltverhattens der Heizeinrichtung der Heizanlage bei einem Betrieb nach dem erfindungsgemässen Verfahren und
Fig.
3c ein Diagramm des Pumpenbetriebs nach dem erfindungsgemässen Verfahren, mit niedriger
Drehzahl von zum Beispiel 750 min-1 und bei Annäherung an den oberen Schaltpunkt mit höherer
Drehzahl von zum Beispiel 1. 850 min-'.
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Eine Heizanlage 1 weist einen von einem Brenner 2 beaufschlagten Wärmetauscher 3 auf, der über eine Vorlaufleitung 4 mit einer Heizungsanlage 5, die zum Beispiel Heizkörper aufweist, verbunden ist.
Diese Heizungsanlage 5 ist über eine Rücklaufleitung 6 mit dem Einlauf des Wärmetauschers 3 verbunden, wobei die Rücklaufleitung 6 aus einer zu einer Umwälzpumpe 16 führenden Verbindungsleitung 7 und einer an die Umwälzpumpe 16 anschliessenden Anschlussleitung 10 gebildet ist, die den Anschluss an den Wärmetauscher 3 herstellt.
Der Brenner 2 ist über eine Gasleitung 15, in der ein mit einem Antrieb 17 versehenes, proportional arbeitendes Gasventil 18 angeordnet ist, mit Gas versorgbar.
Der Antrieb 17 des Ventiles 18 ist mit einer Steuereinheit 19 über eine Leitung 23 verbunden. An der Steuereinheit 19 ist auch ein Vorlauftemperaturfühler 20, der in der Vorlaufleitung 4 angeordnet ist, über eine Leitung 21 angeschlossen. Weiter ist ein Motor 22, der die Umwälzpumpe 16 antreibt und in seiner Drehzahl veränderbar ist, über eine Leitung 25 an die Steuereinheit 19 angeschlossen, die ihrerseits über eine Leitung 26 mit einem Soll-Wert-Geber 27 verbunden ist.
Die Steuereinheit 19 ermittelt die Differenz zwischen der vom Temperaturfühler 20 erfassten IstVorlauftemperatur und dem vom Soll-Wert-Geber 27 festgelegten Soll-Wert der Vorlauftemperatur. Die Umwälzpumpe 16 wird bei Betrieb des Brenners 2 mit geringer Drehzahl von zum Beispiel 750 min-' betrieben, solange die Differenz zwischen dem Soll-Wert der Voriauftemperatur und der Ist-Vorlauftempera- tur einen bestimmten Mindestwert, etwa 1 bis 3 K, nicht unterschreitet.
Wird dieser Punkt erreicht, so wird die Pumpe mit höherer Drehzahl von zum Beispiel 1. 850 min' betrieben. Dabei kann auch die Leistung des Brenners 2 durch Drosseln des Ventiles 8 reduziert werden.
Wird der Brenner 2 bei Erreichen der Soll-Vorlauftemperatur abgestellt, so wird die Pumpe für eine vorgegebene kurze Zeitspanne, zum Beispiel einige Sekunden, mit hoher Drehzahl weiter betrieben, um die Wärme aus dem Wärmetauscher 3 abzuführen. Danach wird die Umwälzpumpe 16 für eine bestimmte Zeit mit geringer Drehzahl betrieben und/oder stillgesetzt, um Energie zu sparen. Diese Zeiten sind im SollWert-Geber 27 gespeichert.
Liegt wieder eine Wärmeanforderung vor, so wird während des Starts des Brenners 2 die Umwälzpumpe 16 mit niedriger Drehzahl betrieben. Dieser Betrieb der Pumpe 16 wird so lange aufrechterhalten, bis die Differenz zwischen der Ist-Vorlauftemperatur und dem Soll-Wert der Vorlauftemperatur auf einen vorgegebenen geringen Wert abgesunken ist.
Die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe 16 kann stufig oder stufenlos erfolgen.
Die Fig. 2a zeigt den Verlauf der Vorlauftemperatur bei einer Heizanlage nach der Fig. 1, die mit einer mit durchgehend niednger Drehzahl von zum Beispiel 750 min-1 laufenden Umwälzpumpe 16 betrieben wird. Dabei ist klar zu ersehen, dass sich ein häufiges Pendeln der Vorlauftemperatur zwischen einer Abschalttemperatur und einer Einschalttemperatur für die Heizeinrichtung ergibt.
Dies ist auch klar aus der Fig. 2b zu ersehen, und aus der Fig. 2c ist zu ersehen, dass die Umwälzpumpe 16 dauernd mit niedriger Drehzahl betrieben wird.
Die Fig. 3a zeigt den Verlauf der Vorlauftemperatur bei einem Betrieb einer Heizeinrichtung nach der Erfindung. Dabei wird die Heizeinrichtung bei Erreichen der Einschalttemperatur der Brenner eingeschaltet, wobei, wie aus der Fig. 3c zu ersehen ist, die Umwälzpumpe 16 mit niedriger Drehzahl betrieben wird.
Nähert sich die Ist-Temperatur der Vorlauftemperatur bis auf 3 bis 1 K der Soll-Temperatur beziehungsweise der Ausschalttemperatur, so wird die Drehzahl der Umwälzpumpe 16 auf zum Beispiel 1. 850 min-1 erhöht, wodurch die Vorlauftemperatur etwas absinkt und anschliessend wieder langsam ansteigt, bis die Ausschalttemperatur erreicht ist.
Ist dies-der Fall, so wird der Brenner abgeschaltet und die Drehzahl der Umwälzpumpe 16 auf die niedrige Drehzahl abgesenkt. Danach überschreitet zwar die Vorlauftemperatur kurzfristig etwas die Ausschalttemperatur und sinkt danach langsam ab, bis die Einschalttemperatur erreicht ist. Ist diese erreicht, so wiederholt sich das Schaltspiel, und der Brenner wird gestartet, wobei jedoch die Umwälzpumpe mit der niedrigen Drehzahl betrieben wird.
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