<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
QIBQQI-QE-UITVINDING "Werkwijze voor het verlagen van een temperatuursniveau" (Uitvinding van Jürgen Taag, Klaus Scheid, Dieter Stuch) Vennootschap genaamd N. V. CORFABEL 15, rue Golden Hope Straat 15 1620 Drogenbos Vorrang : Gebruiksmodel-aanmelding
G 84 34 076.2 op naam van de vennootschap Joh. Vaillant GmbH & Co.,
16-11-1984, Bondsrepubliek Duitsland
<Desc/Clms Page number 2>
Werkwijze voor het verlagen van een temperatuursniveau.
De uitvinding betreft een werkwijze voor het verlagen van een temperatuurniveau van een vanuit een warmtebron gevoede verbruiksinrichting door middel van een besturing.
Er zijn centrale verwarmingsinstallaties bekend, waarbij een warmtebron, bijvoorbeeld een circulatiewaterverwarmingstoestel of een ketel, een uit een groot aantal radiatoren of convectoren bestaand verwarmingscircuit voedt. Hierbij worden moderne verwarmingsinstallaties gestuurd met perioden van verlaagde en normale temperaturen, waarbij bijvoorbeeld perioden met verlaagde temperaturen kunnen optreden in de voormiddag, in de namiddag en in de nacht. Deze verlaagde waarden kunnen gelijk of onderling verschillend zijn en even zo kunnen de tussen de perioden van verlaagde temperaturen gelegen perioden van hogere temperaturen van een gelijk of niet even hoog temperatuursniveau zijn. Ook de periodeduur voor de perioden van verlaagde en hoge temperaturen zijn zelden gelijk.
Wanneer nu een verwarmingsinstallatie van een toestand van hoge temperatuur overgaat naar een verlaagde temperatuurstoestand wordt gewoonlijk de referentiewaarde van de voorlooptemperatuur verlaagd.
Wanneer nu de volgende verlagingsperiode relatief kort is, zal bij de nu voor de verwarmingsregeling geldende nieuwe referentiewaarde nog steeds energie worden toegevoerd, zij het op een lager niveau, waarbij eventueel in het geheel geen energietoevoer nodig zou zijn, teneinde onder gebruikmaking van het accumulatie-effekt een zo groot mogelijke energiebesparing te bereiken. Anderzijds kan door een volledig afschakelen van het warmtevermogen op zichzelf de kans bestaan, dat delen van de centrale verwarmingsinstallatie op bijzonder onbeschermde plaatsen vastvriezen.
EMI2.1
De uitvinding heeft ten doel om zonder dat dit 1 ten koste gaat van de behaaglijkheid een groot mogelijke/ 1 energiebesparing bij referentiewaardeverlagingen bij een Al
<Desc/Clms Page number 3>
verbruiksinrichting te bereiken. Deze referentiewaardeverlaging is niet beperkt tot een verwarmingsinstallatie, doch een verbruiksinrichting met variërende referentietemperatuurstoestand kan even zo goed een gebruikswateraccumulator of een vloerstralingsverwarming zijn.
Voor het bereiken van dit oogmerk wordt volgens de uitvinding voorzien in een werkwijze voor het verlagen van het temperatuursniveau van een door een warmtebron gevoede warmteverbruiksinrichting door middel van een besturing, die hierdoor wordt gekenmerkt, dat bij het overschrijden van een tevoren instelbare verlagingstemperatuursgrenswaarde de energietoevoer naar de warmtebron zo lang wordt geblokkeerd als niet beneden een tevoren instelbare verdere temperatuursdrempel wordt gekomen.
De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin bij wijze van voorbeeld een gunstig uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding is weergegeven. Hierin toont : fig. l een schematische voorstelling van de verwarmingsinstallatie, en fig. 2,3 en 4 grafieken van verwarmingskrommen.
De in fig. J weergegeven centrale verwarmingsinstallatie bevat een warmtebron 2 in de vorm van een gas-of oliegestookte circulatiewaterverwarmingsinrichting, resp. ketel of elektrische doorloopverhitter, resp. een warmtepomp, die voorzien is van een warmtewisselaar 3, die geplaatst is in een verbrandingskamer 4 en waaraan het verwarmde water van de centrale verwarmingsinstallatie via een van een temperatuurtaster 5 voorziene voorloopleiding 6 wordt afgegeven.
De voorloopleiding gaat naar een meerwegsomschakelklep 14, die voorzien is van een regelmotor 15, die via een regelleiding 16 is verbonden met de besturingsinrichting 13, waarop twee verbruiksinrichtingen 8 en 9 zijn aangesloten, waarbij de verbruiksinrichting 8 bestaat uit een gebruikswateraccumulator,
EMI3.1
terwijl de verbruiksinrichting 9 bestaat uit een groot aantal parallel en/of in serie geschakelde verwarminglichamen of een vloerverwarmingsinstallatie, van welke er ten minste een is aangebracht in een vertrek 10, waari
<Desc/Clms Page number 4>
een kamertemperatuurtaster 11 is aangebracht, die via een meetleiding 12 is verbonden met een centrale besturingsresp. regeleenheid 13.
Aan de terugloopzijde zijn de beide verbruiksinrichtingen 8 of 9-het kunnen er ook meer dan twee zijn-aangesloten op een terugloopleiding 17, waarin een door middel van een aandrijfmotor 18 aandrijfbare circulatiepomp 19 aanwezig is, die op haar beurt aan de terugloopzijde is verbonden met de warmtewisselaar 3. In de terugloopleiding 17 is een teruglooptemperatuurtaster 20 geplaatst, die via een meetleiding 21 even zo verbonden is met de besturingseenheid 13. Verder is in het gebruikswaterdeel van de verbruiksinrichting 8 een gebruikswatertemperatuurtaster 22 aangebracht, die via een meetleiding 23 is verbonden met de besturing-en regeleenheid 13, die op haar beurt voorzien is van referentiewaardegevers 24 en 25 voor de aangeschakelde verbruiksinrichtingen. Verder is de besturing-en regeleenheid voorzien van een schakelklok 26.
Door de verbruiksinrichting 8 loopt een tapwaterleiding, die aan de voorloopzijde van de gebruikswateraccumulator wordt geregeld door middel van een tapklep 27.
Op de besturings-en regeleenheid 13 is via een leiding 28 een buitentemperatuurtaster 29 aangesloten, en verder via een regelleiding 30 een elektromagnetische aandrijfeenheid 31 van een magneetklep 32, waarmede een gastoevoerleiding 33 naar een de warmtewisselaar 3 verwarmende gasbrander 34 wordt geregeld.
De werkingswijze van de besturing-en regeleenheid 13 zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van de grafiek, weergegeven in fig. 2.
De grafiek volgens fig. 2 toont een kromme 31, die een eerste hoog gelegen niveau 32, een tweede op het tijdstip to hierop aansluitend diep niveau 33 en op het tijdstip t toenemend, doch niet geheel tot op de hoogte van het eerste niveau stijgend niveau 34 heeft.
Verder is een beneden alle genoemde niveaus gelegen verder niveau
EMI4.1
35 weergegeven, dat constant is aangenomen en duidt op
EMI4.2
een vriesbeschermingsdrempel./ V66r een eerste tijdstip to heerst volgens he kromme-deel 32 een eerste kamertemperatuurreferentiewade . 1111-
<Desc/Clms Page number 5>
#kamerref.1, en in aansluiting hierop tussen de tijdstippen to en t1 een op een waarde van ten minste ## (bijv. 3oKelvin) lager gelegen tweede kamertemperatuurs- niveau v, 2 overeenkomstig het kromme-deel 33, en amerre. vervolgens in aansluiting hierop vanaf het tijdstip t. een ten opzichte van de zoëven. geldende kamertemperatuur-
EMI5.1
referentiewaarde verhoogd temperatuursniveau. overeenkomstig het kromme-deel 34.
Er moet worden verhinderd, dat een hiervan afwijkende verdere kamertemperatuurreferenonderschreden wordt teneinde kamerref. te waarborgen, dat in geen geval delen van de verwarmingsinstallatie bij extreme voorwaarden vastvriezen (duur van de verlaging over een weekeinde bij buitentemperaturen, die aanzienlijk beneden nul graden liggen).
Wanneer bijvoorbeeld tegen het slapengaan van de gebruiker van een eensgezinswoning op het tijdstip to de kamertemperatuur voor de nacht moet worden verlaagd, waarbij deze nachtelijke verlaging langer dan drie perioden T van het gebouw duurt, wordt de volgens de uitvinding verschafte spaarverlaging ingeleid. Dit betekent, dat op het tijdstip t de brander dooft, de circulatiepomp wordt afgeschakeld en de mengklep naar de sluitstand wordt geregeld, zodat de bijbehorende verbruiksinrichting, nl. de verwarmingsinstallatie, wordt afgesneden van de toevoer van warm water. Hiermee wordt een zo effektief mogelijke energiebesparing bereikt, daar nu de momentele kamertemperatuurswaarde snel daalt tot op de thans geldende kamer-
EMI5.2
temperatuurreferentiewaarde v. .
Deze waarde geldt nu als voorinstelwaardevoor de verdere besturing en voorlooptemperatuursregeling van de verwarmingsinstallatie en na het bereiken van de nieuwe temperatuurreferentiewaarde of het beneden deze waarde komen wordt de verwarmingsinstallatie bij het aanschakelen van de brander, openen van de menger, en aanlopen van de pomp geregeld op de nieuwe
EMI5.3
referentiewaarde, . het tijdstip tl, is gewoonlijk bij het opstaan in de vroege ochtend, wordt de verwarmingsinstallatie weer omhoog gebracht op de dan
EMI5.4
geldende nieuwe kamertemperatuurreferentiewaarde.
Wanneer de duur van de verlagingsperiode wkamerref 2 tussen de tijdstippen to en t, kleiner is. dan .
At
<Desc/Clms Page number 6>
de duur van drie perioden T van het gebouw of de temperatuursverlaging minder dan Av (bijv. 30 Kelvin) bedraagt, zal een normale verlaging plaatsvinden zonder spaarafschakeling van de besturing. Het bepalen van deze waarde is bij gebruikmaking van een microprocessor met geschikte geheugens binnen het kader van de besturing-en regeleenheid 13 zonder meer mogelijk, daar de voorinstelling van de referentiewaardegever 24 of 25 en de schakelinstellingen van de schakelklok 26 in de geheugens opgeslagen en opgevraagd kunnen worden. Hiermede heeft de microprocessor de geschikte programmawaarde vooringesteld.
Zoals uit fig. 3 blijkt, kan bij een niveauverlaging van de verwarmingsinstallatie vanaf een kamer-
EMI6.1
temperatuurreferentiewaarde v.p zoals aangegeven met de kromme-tak 36 van de kromme 37 worden overgegaan naar een dieper referentiewaardeniveau 38, aangegeven met de kromme-tak #kamerref.6, waarbij allereerst de brander overeenkomstig de kromme 39 op het tijdstip to wordt afgeschakeld en de pomp voor een bepaalde krommetak 40 tot aan een tijdstip t verder loopt. Hiermee moet worden gewaarborgd, dat de nog in de verwarmingsinstallatie opgezamelde warmte (ketelinhoud en buizeninhoud) wordt overgedragen aan het gebouw. Eerst wanneer de momentele waarde van de voorlooptemperatuur niet meer boven de momentele kamertemperatuurswaarde ligt, is het tijdstip t6 bereikt en wordt ook de pomp afgeschakeld.
In het gegeven uitvoeringsvoorbeeld van fig. 2 is zorggedragen, dat de installatie in ieder geval voorzien van een beveiliging tegen vriezen. Dit betekent, dat wanneer de voorloop-, terugloop-of kamertemperatuur beneden de
EMI6.2
waarde\).r, van de kromme 35 in fig. 2 komt in elk geval wordt naverwarmd. Dit betekent, dat bijvoorbeeld op het tijdstip t7 de pomp weer wordt ingeschakeld en op het kort hierna volgende tijdstip t8 ook de brander wordt geschakeld. Aan de verwarmingsinstallatie wordt zoveel warmte toegevoerd, dat de steuntemperatuur over-
EMI6.3
eenkomstig lijn 35 in elk geval wordt in stand gehouden.
EMI6.4
Derhalve kan gedurende de niveauverlagingsperiode vkamerref 6 enige toevoer van energie door de warmtebro plaatsvinden.
-
<Desc/Clms Page number 7>
De grafiek volgens fig. 4 heeft betrekking op een ander mogelijk geval. Hierbij zijn de brander en de pomp in werking overeenkomstig de kromme-takken 41 en 42, en bevindt de momentele kamertemperatuurswaarde zich overeenkomstig de kromme 43 juist boven de op dit tijdstip geldende kamertemperatuurreferentiewaarde 44 overeenkomstig
EMI7.1
de Daar de rekeninrichting in de kamerref. kromme Vk f 2.besturings- en regeleenheid 13 zonder moeite kan herkennen, dat de referentiewaarde door de momentele waarde reeds is overschreden, kan zij een onmiddellijk afschakelen van de brander op het tijdstip t2 tot stand brengen en hierdoor waarborgen, dat de referentiewaarde en momentele waarde van de kamertemperatuur op het tijdstip tot dit is aan het begin van de referentiewaardeverlaging, gelijk zijn.
Hiertoe kan het doelmatig zijn om de pomp overeenkomstig de karakteristiek 42 tot aan het tijdstip t verder te laten lopen teneinde de accumulatiecapaciteit van de verwarmingsinstallatie te benutten. De momentele kamertemperatuurswaarde zal verder dalen en de besturing gaat naar de spaarverlaging door het uitschakelen van zowel de brander als de pompen en het sluiten van de menger voor zover aanwezig. Deze toestand duurt zo lang tot op het tijdstip t3
EMI7.2
de steuntemperatuur overeenkomstig de nu geldende referentiewaarde \),- de kromme-tak 44 wordt bereikt.
Op dit tijdstip zal de brander overeenkomstig de kromme 41 worden ingeschakeld en zeer kort hiervoor op het tijdstip t4 is de pomp ingeschakeld. Om veiligheidstechnische redenen moet eerst de pomp lopen alvorens de warmtebron in bedrijf wordt gesteld. Nu wordt de voorloop-of teruglooptemperatuur van de verwarmingsinstallatie volgens de gel-
EMI7.3
dende referentiewaarde v.- de kromme- tak 44 geregeld.
Wanneer op het tijdstip tg de momentele kamertemperatuurswaarde schommelt tot boven de kamertemperatuurreferentiewaarde en op het tijdstip t5 reeds een temperatuursverhoging voor de verwarmingsinstallatie is gepland, blijven de brander en pomp van de regeleenheid
EMI7.4
13 verder in bedrijf, daar voor de rekeninrichting is te
EMI7.5
voorspellen, dat krachtens de spoedig volgende opdracht tool verhoging zonder meer een in bedrijf zijn van de warmtebron noodzakelijk is. //s/
<Desc/Clms Page number 8>
Met de werkwijze volgens de uitvinding is het mogelijk om bij een maximum benutting van de mogelijkheden van energiebesparing zonder ten koste van de behaaglijkheid voor de bewoners van het verwarmde gebouw de verwarmingskosten tot een minimum te beperken.
De uitvinding is ook toepasbaar voor het tot een hoger niveau verwarmen of tot een lager niveau afkoelen van andere verbruiksinrichtingen zoals vloerverwarmingsinstallaties of gebruikswateraccumulatoren.