DE3149401C2 - Heizungsanlage - Google Patents

Abstract

Bei einer Heizungsanlage mit zentraler Temperaturregelung und dezentraler Mengenregelung werden Umwälzmittel derart abgestuft eingesetzt, daß die Förderhöhen-Differenz von Stufe zu Stufe gleich ist. Verbrauchernahe Meßwertaufnehmer für Differenzdruck veranlassen bei Unterschreiten eines einstellbaren Differenzdruckes ein Schrittschaltwerk, die nächstgrößere Fördereinrichtung anzusteuern und umgekehrt. Die erfindungsgemäße Anlage vermeidet Bereiche schlechten Regelverhaltens und Strömungsgeräusche an Thermostatventilen und dergl. und spart Umwälz-Energie. Sie ist für heizungs- und raumlufttechnische Anlagen anwendbar.

Description

a) eine Abstufung der Umwälzpumen-Förderhöhen (z. B. durch polumschaltbare Antriebsmotoren) derart, daß die Förderhöhen-Differenz von Stufe zu Stufe gleich ist,

b) mindestens einen Meßwertaufnehmer für Differenzdruck in der Näher der Wärmeverbraucher, der bei Überschreitung einer einstellbaren Drecidifferenz A ein Signal A und bei Unterschreitung einer einsieilbaren Druckdifferenz B ein Signal abgibt.

c) eine Schrittschalt-Einrichtung, die die Signale des Meßwertaufnehmers derart verarbeitet, daß bei Eingang des Siganals A auf die nächstniedrigere Stufe herabgeschaltet wird, bei Eingang des Signals B auf die nächsthöhere Stufe heraufgeschaltet wird.

2. Heizungsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeic.uet, daß die Meßwertaufnehmer ein in Abhängigkeit von der Druckdifferenz veränderliches Signal abgeben.

3. Heizungsanlage nsch A nspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Diffcienzdruck-Meßeinrichtung je ein Meßwertaufnehmer einer Verbraucherzone zugeordnet wird, von der gleichartige Einflüsse als Störgrößen im regeltechnischen Sinne zu erwarten sind.

4. Heizungsanlage nach den Ansprüchen 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Meßwertaufnehmer einer Mittelwertbildung unterworfen werden, bevor die Schrittschalt-Einrichtung angesteuert wird.

5. Heizungsanlage nach den Ansprüchen 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Meßwertaufnehmer einer Extremwert-Auswahl unterworfen werden, bevor die Schrittschalt-Einrichtung angesteuert wird.

6. Heizungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgangssignal der Meßwertaufnehmer und dem Eingangssignal der Schrittschalt-Einrichtungen ein Zeitglied eingefügt ist.

Die Anmeldung betrifft eine Heizungsanlage mit Wärmeerzeugern, Wärmeverbrauchern, Verteilnetz und Umwälzpumpen für das Heizmedium, bei der die Wärmeleistung zentral vorgcrcgelt wird durch Veränderung der Hcizmitteltemperaiur und dezentral naehgcref elt wird durch Veränderung der Hei/mittelsti öme.

Die zentrale Vorregclung geschieht üblicherweise durch Mischen von hochtemperierten I lei/medium. das dem Wärmeerzeuger entnommen wird, mit niedcrlcmocriertem Heizmedium, das ausgekühlt von ilen Verbrauchern zurückfließt. Es ist ebenso bekannt, die Wärmezufuhr im Wärmeerzeuger (z. B. bei Raumheizungsanlagen von der Außenlufttemperatur abhängig) zu regeln. In diesen Fällen bleiben die Heizmittelströme im Verteilnetz nahezu konstant Sie ändern sich jedoch, wenn Verbraucher durch Absperren oder Verringern der Heizmittelströme abgestellt oder geregelt werden. Diese Fälle treten im jüngster Zeit in vermehrtem Umfang auf durch den Einbau von thermostatisch Heizkörperventilen.

Wenn als Umwälzpumpen Kreiselpumpen verwendet werden, bewirkt die Drosselung der Heizmittelströme eine Vergrößerung der Pumpenförderhöhe entlang einer Pumpenkennlinie. Der dadurch erhöhte Differenzi; druck im Verteilnetz wirkt sich auf die Thermostatventile im ungünstigsten Fall nahezu ungeschwächt aus und führt nach der Überschreitung bauartbedingter Grenzen an diesen Ventilen zu schlechtem Regelverhaken und zu Strömur.gsgeräuschen.

Bekannte Abhilfemaßnahmen bestehen darin, daß drehzahlabgestufte Umwälzpumpen oder mehrere Pumpen verschiedener Förderhöhen eingesetzt werden, die z. B. mit Hilfe eines Differenzdruck-Meßgerätes so gesteuert v/erden, daß am Einbauort dieses Meßgerätes in der Nähe der Umwälzpumpe der Differenzdruck einen relativ weit gesteckten Bereich nicht überschreitet. Damit können di<- kleineren Heizungsanlagen bis zu einem maximalen Netzwiderstand von etwa 03 bar vorstehende Schwierigkeiten bewältigt werden. Umfangreichere Verteilnetze erfordern dagegen stufenlose Drehzahlregelungen, die mit großem Kapitalaufwand verbunden sind und die bei in der Nähe der Pumpe angeordneten Druckaufnehmern (z. B. nach DE-OS 26 50 838) an den verbrauchernahen Drosselorganen noch einen zu hohen Differenzdruck erzeugen können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Heizungsanlage zu schaffen mit einer Steuerung einer oder mehrerer Umwälzpumpen mit abgestuften Drehzahlen (z. B. durch polumschaltbar Antriebsmotoren) oder mehrerer Umwälzpumpen mit unterschiedlichen Förderhöhen, die den Kapitalaufwand einer Anlage mit stufenloser Drehzahlregelung unterschreitet und bei der der Differenzdruck in der Nähe der den Verbrauchern zugeordneten Drosselorgane zur Pumpensteuerung herangezogen wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Umwälzpumpen-Förderhöhen mehrerer Pumpen oder mehrerer Drehzahlen derart abgestuft werden, daß die Förderhöhendifferenz von Stufe zu Stufe so gleich ist. daß mindestens ein Meßwertaufnehmer für Differenzdruck in der Nähe der Wärmeverbraucher vorgesehen wird, der bei Überschreitung einer einstellbaren Druckdifferenz A ein Signal A und bei Unterschreitung einer einstellbaren Druckdifferenz B ein Si-55 gnal B abgibt, und eine Schrittschalt-Einrichtung ansteuert, die die Signale des Meßwertaufnehmers derart verarbeitet, daß bei Eingang des Signales A auf die nächstniedrigere Stufe herabgeschaltet wird, bei Eingang des Signales B auf die nächsthöhere Stufe herauf bo geschaltet wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden tr den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.

Erfahrungen mit ausgeführten Anlagen und Mcssun gen haben ersehen, daß der Differenzdruck, der .tn h-i thermosiaiischen llci/körperveniil auftritt.0,3 bar nich überschreiten darf. Wird der Differenzdruck von 0,3 ba überschritten, muli mit unzulässigen Geräuschen ge rechnet werden, die· von, Thcrmostatvcntil hcrvorgeru

Fen und von nachgeschalteten Heizkörper — besonders bei Plattenheizkörpern — verstärkt werden. Die Ventilautorität, d. h. das Verhältnis des Differenzdruckes am Thermostatventil bei der Auslegung ApVzum maximal auftretenden Differenzdruck ApVm&x darf den Wert von 03 nicht unterschreiten. Die Ventilautorität wirkt sich auf die regelcharakteris.tik des Thermostatventils aus. Die proportionale Charakteristik geht verioren bei Werten unter 03. Bei geeigneter Ventilauswahl können vorstehende Grenzen bereits bei der Planung zusammengelegt werden, so daß eine ausreichende Bandbreite im Kennlinien-Diagramm entsteht, die für die stufige Regelung der Umwälzpumoen in Anspruch genommen werden kann. Die verbleibenden Stufensprünge können durch die thermostatischen Heizkörperventile ohne Schwierigkeiten nachgeregelt werden. Eine beispielhafte Abstufung ist in der Figur dargestellt. In diesem Diagramm sind der Rohrnetzwiderstand und die Förderhöhe einer Kreiselpumpe als Kennlinien über der Fördermenge aufgetragen. Wegen der besseren Anschaulichkeit wurden die einzelnen Widerstände der thermostaüschen Heizkörperventile im Auslegungsfall separat als ApV eingetragen. Der Schnittpunkt beider Kennlinien ist der Betriebspunkt P. Er wird erreicht, wenn alle thermostatischen Heizkörperventile im Auslegungsfall arbeiten. Die Grenzkurve für den Beginn des schlechten Regelverhaltens und der spürbaren Strömungsgeräusche ist eine Parallele zur Netzkennlinie im Abstand von Ap V durch 03, im Beispiel 0,09 durch 0,3 = 03 oar. Die Anzahl der erforderlichen Stufen gleichen Förderhöhen-Unterschiedes ist im Diagramm ersichtlich. Ebenso wird überraschenderweise erkennbar, daß die Umschaltbefehle eines verbrauchernahen Differenzdruck-Meßwertaufnehmers beim Mindest-Differenz-Druck Δ = ApV im Beispiel 0,09 bar und beim Höchst-Differenzdruck AP= Ap V durch 0,3 (im Bepspiel 0,09 durch 03 = 03 bar) erfolgen müssen. Zweckmäßigerweise wird der Differenzdruck jedoch nicht zwischen Ventilein- und aust-itt, sondern zwischen den Anschlußleitungen am Ventileintritt und am Verbraucheraustritt gemessen, wobei der Durchflußwiderstand des Verbrauchers zu berücksichtigen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche: ίο

1. Heizungsanlage mit Wärmeerzeugern, Wärmeverbrauchern, Verteilnetz und Umwälzpumpten für das Heizmedium, bei der die Wärmeleistung zentral vorgeregelt wird durch Veränderung der Heizmitteltemperatur und dezentral nachgeregelt wird durch Veränderung der Heizmittelströme und bei der die Pumpenförderhöhe durch Druckaufnehmer gesteuert wird, gekennzeichnetdurch