AT383432B - Steuerungseinrichtung fuer heizungs- und brauchwasserbereitungsanlagen insbesondere von einfamilienhaeusern - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungseinrichtung für Heizungs- und Brauchwasser- bereitungsanlagen, insbesondere von Einfamilienhäusern, mit einem elektronischen Rechner. 



   Heizungs- und Brauchwasserbereitungsanlagen für Einfamilienhäuser oder ähnliche Wohneinhei- ten werden bisher meist über Thermostate und Zeitschaltwerke nach einem festen Schema gesteuert, was nur eine halbautomatische Steuerung mit einer vergleichsweise groben Anpassungsmöglichkeit an wechselnde Bedingungen und Verhältnisse erlaubt. Vor allem bei kombinierten Anlagen, die neben Heizkesseln für Öl und feste Brennstoffe noch eine Wärmepumpe und einen Pufferspeicher aufweisen, bleibt die Koordinierung und Steuerung trotz des Bauaufwandes solcher Anlagen unbefrie- digend. Dazu kommt noch, dass diese Anlagen nur vom Heizraum aus überwacht werden können und zur Bedienung schon beträchtliche Fachkenntnisse verlangen. 



   Zur Steuerung von Heizungs- und Brauchwasserbereitungsanlagen gibt es auch bereits verschiedenste elektronische Rechner, die einzelnen Anlagenteilen zugeordnet sind und nur Teil- bereiche der Anlage erfassen, so dass auch mit den bekannten Rechnern keine optimierende und kontrollierende Steuerung erreichbar ist. Eine Überwachung ist ausserdem wieder an den
Ort des Rechners, also den Heizraum gebunden und genauso lassen sich auch Betriebsstörungen nur im Heizraum selbst erkennen, wodurch häufige und sorgfältige Kontrollgänge notwendig sind, um rechtzeitig vor einem unliebsamen Erkalten der Wohnräume bzw. des Brauchwassers einen aufgetretenen Schaden entdecken und beseitigen zu können. 



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine
Steuerungseinrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die bei einfacher und be- quemer Bedienung ein optimales Zusammenwirken sämtlicher Aggregate und Geräte der Anlage mit sich bringt, den Betrieb auf wechselnde Verhältnisse im Sinne grösster Energieeinsparung anzupassen erlaubt, entsprechend der gegebenen Bedingungen den Einsatz verschiedener Energie- arten ermöglicht und auch bei komplizierten Anlagen eine umfassende Überwachung und Betätigung vom Wohnbereich aus gestattet. 



   Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass der Rechner in an sich bekannter Weise die dieser Anlage zugehörenden Aggregate, wie Brenner, Wärmepumpe, Boilerladepumpe, Pufferspeicherladepumpe, Brauchwasserzirkulationspumpe, Umschaltventile, Zonenventile, Heizungspumpen, Mischer u. dgl., in Abhängigkeit vom Vergleich analog eingegebener Messwerte, wie Aussentemperatur, Raumtemperatur, Kesseltemperatur, Vorlauftemperaturen, Boilertemperatur, Pufferspeichertemperatur u. dgl. mit eingespeicherten Daten, wie Grenztemperaturen für Kessel, Boiler, Wärmepumpenbetrieb und Fussbodenheizung, Temperaturdifferenz zwischen Pufferspeichertemperatur und verlangter höchster Vorlauftemperatur, Reglercharakteristika, Wärmepumpenart u. dgl.

   und mit Einstellgrössen, wie Boilertemperatur, Raumtemperatur, Heizkurven und Fusspunkte, Absenkungen, Zeiteingaben für Absenkungen, Boilerladung, Zonenventilbetätigung, Brauchwasserzirkulation usw. nach auf Energie- und/oder Betriebsart, wie feste Brennstoffe, Öl, Wärmepumpe, monovalenter, bivalenter (alternativ oder parallel) Betrieb und Sommer- oder Winterbetrieb u. dgl. ausgerichteten Programmen ansteuert und in an sich bekannter Weise Fehlverhalten der Aggregate bzw.

   Zustandsmängel, wie Störungen des Brenners, der Brenner-Sicherheitskette, der Wärmepumpe, des Kessels für feste Brennstoffe oder wie zu geringe Temperaturen für Wärmepumpenbetrieb, zu geringe Speisewassermenge (Wärmepumpe Wasser/Wasser) u. dgl. als Störmeldungen anzeigt, wobei der Rechner aus dem eigentlichen Rechnerteil und einem eigenen einerseits am Rechnerteil selbst, anderseits an einem mit dem Rechnerteil leitungsverbundenen Anschlussstück ansteckbaren Bedienteil besteht.

   Mit Hilfe eines derartigen Rechners können sämtliche Geräte und Einrichtungen, die zur Heizung und Brauchwasserbereitung in einem Einfamilienhaus oder einer andern   Wohneinheit   nötig sind, zentral über diesen Rechner gesteuert werden, der dann auf Grund der Programmierung, der Messwerteingaben, Wahl der gewünschten Verhältnisse und des Zeitplans usw. für die Optimierung der Anlage sorgt und durch die exakte Koordinierung der einzelnen Aggregate einen wirtschaftlichen Betrieb gewährleistet. Dabei wird eine Störung in der Anlage sofort registriert und auch aufgezeigt, so dass ein Fehler rechtzeitig bemerkt und, ohne lange suchen zu müssen, auch geortet werden kann.

   Vor allem bei Anlagen, die Heizkessel für Öl und Gas und feste Brennstoffe aufweisen bzw. mit einer Wärmepumpe und einem Pufferspeicher kombiniert sind, wird ein solcher Rechner von besonderem Wert, da hier durch 

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 einfaches Abrufen des jeweiligen Programmes die Anlage auf die verschiedenen Energiearten, auf Einzel- oder Kombinationsbetrieb usw. sofort abgestimmt und dementsprechend gesteuert wird und das Zusammenspiel der Aggregate und der Einrichtungen jederzeit den unterschiedlich- sten Verhältnissen optimal anpassbar ist. 



   Zum Programmieren des Rechners bzw. zu dessen Abstimmung auf die vorhandene Anlage und die gegebenen Verhältnisse steckt der Bedienteil am Rechnerteil, der sich zweckmässig im
Heizraum befindet, und liegt daher für diese grundsätzliche, meist nur vom Heizungsfachmann vorgenommene Einstellung im Blickfeld der Aggregate, Sicherheitseinrichtungen u. dgl. Ist dann der Rechner auf die vorhandene Anlage abgestimmt und entsprechend programmiert, lässt sich der Bedienteil abziehen und am Anschlussstück, das an geeigneter Stelle ausserhalb des Heizraumes installiert wird, anstecken, so dass die üblichen Kontroll- und Einstellmassnahmen während des
Betriebes beispielsweise direkt von einem Wohnraum aus durchzuführen sind, ohne den Heizraum betreten zu müssen.

   Erst dieser steckbare Bedienteil erlaubt daher eine bequeme Überwachung der gesamten Anlage unmittelbar vom Wohnbereich aus, ohne den grossen Aufwand zweier parallel- geschalteter Bedienteile erforderlich zu machen. 



   Günstig ist es weiters, wenn der Bedienteil eine vorzugsweise eine Schriftanzeige umfassende Anzeigeeinrichtung und   Wahl- un   Eingabetasten aufweist, wobei der Rechner die zur Bedienung der Anlage erforderlichen Massnahmen der Reihe nach über die Schriftanzeige vorgeben kann. 



  Dadurch lassen sich nicht nur die entsprechend abrufbaren Daten, wie alle Messwerte, eingestellten Programme usw., auch für den Laien leicht erfassbar aufzeigen, sondern darüber hinaus können beim Programmieren des Rechners die einzelnen zu treffenden Massnahmen, Eingaben usw. im Klartext vorgegeben werden, so dass die Bedienung der Steuerungseinrichtung und damit der Anlage vollkommen problemlos ist. Genauso wie das Einstellen des Rechners durch die Schriftanzeige wesentlich vereinfacht wird, ist auch bei jeder Störmeldung der aufgetreten Mangel gleich benannt und dadurch ebenfalls für einen Laien verständlich aufgezeigt, so dass gegen diese Störungen sofort und vor allem gezielt etwas unternommen werden kann. 



   In der Zeichnung ist in einem Anlagenschema beispielsweise eine Heizungs- und Brauchwasserbereitungsanlage für ein Einfamilienhaus mit einer erfindungsgemässen Steuerungseinrichtung dargestellt. 



   Es gibt eine kombinierte Heizungs- und Brauchwasserbereitungsanlage mit einem Kessel --1-- für Öl und einem   Kessel --2-- für   feste Brennstoffe sowie einer   Wärmepumpe --3--,   wobei die   Heizleitungen--4, 5-   der   Heizkessel --1, 2--   bzw. der   Wärmepumpe --3-- an   einem Pufferspeicher --6-- angeschlossen sind. Über diesen Pufferspeicher --6-- werden Verteiler --7-- versorgt, von denen zwei Regelkreise-8, 9-- und der Heizkreis --10-- zum Aufladen des Brauchwasserbereiters --11-- ausgehen. 



   Zur Steuerung der gesamten Anlage ist ein   Rechner --12-- vorgesehen,   der aus einem im Heizraum installierten Rechnerteil --12a-- und einem steckbaren Bedienteil --12b-- besteht. 



  Diesem eine   Schriftanzeige --13-- und   eine Tastatur --14-- zur Programmwahl, Dateneingaben u. dgl. aufweisenden Bedienteil --12b-- ist ein mit dem Rechnerteil --12a-- entsprechend leitungsverbundenes   Anschlussstück --15-- zugeordnet,   das beispielsweise in einem Wohnraum angeordnet ist, so dass der   Bedienteil --12b-- wahlweise   am   Rechnerteil --12a-- oder   am Anschlussstück --15-- angesteckt und die Anlage auch bequem vom Wohnbereich bedient und überwacht werden kann. 



   Dem   Rechnerteil --12a-- werden   nun über   Aussentemperaturfühler --16--,   Raumtemperatur- 
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 peratur bei Fussbodenheizung, die Temperaturdifferenz zwischen der Pufferspeichertemperatur und der von den beiden Regelkreisen verlangten höchsten Vorlauftemperatur, die Reglercharakteristi- 
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 verändert werden können,   u. zw.   die gewünschte Boilertemperatur, die maximale Raumtemperatur, die Heizkurven der beiden Regelkreise und deren Fusspunkte sowie die Temperaturabsenkungen dieser beiden Regelkreise.

   Weiters kann noch ein Zeitprogramm für die Absenkung der Regelkreise, die Boilerladung, die Betätigung der   Zonenventile --24, 25--   der beiden   Regelkreise-8, 9-   und zur Betätigung der Brauchwasserzirkulationspumpe --26-- eingegeben werden. 



   Der Rechnerteil --12a-- vergleicht nun die analog eingegebenen Messwerte mit den fest eingespeicherten Daten und steuert in Abhängigkeit vom jeweils gewählten, auf die Energieart und Betriebsart abgestimmten Programm den Brenner --27-- des Kessels, die   Wärmepumpe --3--,   die   Boilerladepumpe --28-,   die Pufferspeicherladepumpe --29--, die Brauchwasserzirkulationspumpe --26--, das   Umschaltventil --30-- für   das Zu- und Wegschalten der Wärmepumpe-3-, 
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 stets ein optimales Zusammenspiel der Einzelaggregate der Anlage ergibt. 



   Um Fehlreaktionen der Aggregate und Betriebsmängel aufzeigen zu können, gibt es zum   Steuerungsteil --12a-- führende   Störleitungen, so dass auftretenden Störungen sofort durch die   Anzeigeeinrichtung --13-- des Bedienteiles --12b-- gemeldet   werden können. So gibt es zur Meldung von Brennerstörungen eine an den Sicherheitsthermostat und den Brandschutzschalter 
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 und den Notschalter-36-- angeschlossene Brennerstörleitung-37--,Wärmepumpenstörungen eine an den   Strömungswächter --38-- und   einem Speisewassertemperatur-   fühler-39-angeschlossene Wärmepumpenstörleitung-40-und   auch eine die Freigabe des
Wärmepumpenbetriebes durch das Elektrizitätswerk berücksichtigende Freigabeleitung --41--. 



   Selbstverständlich können in ähnlicher Weise auch andere Störungen und Einflussfaktoren, wie zu geringe Temperaturen für den Wärmepumpenbetrieb und auch Störungen im Betrieb des Kessels - für feste Brennstoffe usw. gemeldet werden. 



   Die   Schriftanzeige-13-des Bedienteiles-12b-erlaubt   eine auch für den Laien leicht verständliche Anzeige der abrufbaren Daten und Betriebszustände und natürlich auch der Stör- meldungen. Ausserdem können durch entsprechende Programmierung die für die Überwachung und Bedienung der Anlage erforderlichen Massnahmen durch die schriftliche Anzeige vorgegeben werden, so dass der Benutzer lediglich das zu machen braucht, was ihm durch den Rechner vorgeschrieben wird, um eine optimal auf die jeweiligen Verhältnisse abgestimmte Steuerung der Anlage sicherzustellen. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Steuerungseinrichtung für Heizungs- und Brauchwasserbereitungsanlagen, insbesondere von Einfamilienhäusern, mit einem elektronischen Rechner, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (12) in an sich bekannter Weise die dieser Anlage zugehörenden Aggregate, wie Brenner, Wärmepumpe, Boilerladepumpe, Pufferspeicherladepumpe, Brauchwasserzirkulationspumpe, Umschaltventile, Zonenventile, Heizungspumpen, Mischer u. dgl. in Abhängigkeit vom Vergleich analog eingegebener Messwerte, wie Aussentemperatur, Raumtemperatur, Kesseltemperatur, Vorlauftemperaturen, Boilertemperatur, Pufferspeichertemperatur u. dgl.

   mit eingespeicherten Daten, wie Grenztemperaturen für Kessel, Boiler, Wärmepumpenbetrieb und Fussbodenheizung, Temperaturdifferenz zwischen Pufferspeichertemperatur und verlangter höchster Vorlauftemperatur, Reglercharakteristika, Wärmepumpenart u. dgl. und mit Einstellgrössen, wie Boilertemperatur, Raumtemperatur, Heizkurven und Fusspunkte, Absenkungen, Zeiteingaben für Absenkungen, Boilerladung, Zonenventilbetätigung, Brauchwasserzirkulation usw. nach auf Energie- und/oder Betriebsart, wie feste Brennstoffe, Öl, Wärmepumpe, monovalenter, bivalenter (alternativ oder parallel) Betrieb und Sommer-oder Winterbetrieb u. dgl. ausgerichteten Programmen ansteuert und in an sich bekannter Weise Fehlverhalten der Aggregate bzw.

   Zustandsmängel, wie Störungen des Brenners, der Brenner- - Sicherheitskette, der Wärmepumpe, des Kessels für feste Brennstoffe oder wie zu geringe Temperaturen für Wärmepumpenbetrieb, zu geringe Speisewassermenge (Wärmepumpe Wasser/Wasser) u. dgl. als Störmeldungen anzeigt, wobei der Rechner (12) aus dem eigentlichen Rechnerteil <Desc/Clms Page number 4> (12a) und einem eigenen einerseits am Rechnerteil (12a) selbst, anderseits an einem mit dem Rechnerteil leitungsverbundenen Anschlussstück (15) ansteckbaren Bedienteil (12b) besteht.

   2. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedienteil (12b) eine vorzugsweise eine Schriftanzeige (13) umfassende Anzeigeeinrichtung und Wähl-und Eingabetasten (14) aufweist.

   3. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (12) die zur Bedienung der Anlage erforderlichen Massnahmen der Reihe nach über die Schriftanzeige (13) vorgibt.