DE1928575A1

DE1928575A1 - Verfahren zum Regeln von mit fluessigem Waermetraeger arbeitenden Heizungsanlagen und Heizungsanlage zur Ausfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1928575A1
Application number: DE19691928575
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P P24f Antrag
Original assignee: TROESCH DR DIPL MASCH ING HANS
Current assignee: TROESCH DR DIPL MASCH ING HANS
Priority date: 1968-06-15
Filing date: 1969-06-04
Publication date: 1970-02-05
Also published as: FR2010967A1; DE1965938A1; US3608818A; NL6909026A; GB1233647A; DE1928575B2; CH510237A; BE734567A; SE351482B

Description

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Dr. Hans Alfred Troesch 8103 Unterengstringen

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Verfahren zum Regeln von mit flüssigen Wärmeträger arbeitenden Heizungsanlagen und Heizungsanlage zur Ausführung des Verfahrens

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln von mit flüssigem Wärmeträger arbeitenden Heizungsanlagen mit mindestens einer Umwälzpumpe im Wärmeträgerzirkulätionssystem sowie einer Vorrichtung zur Beimischung rückströmender, abgekühlter Flüssigkeit in den Vorlaufstrom, zur Erreichung und Aufrechterhaltung einer Regelgrösse, insbesondere der ■ Vorlauf- oder Raumtemperatur, wobei die Verstellung der Rücklaufbeimischungsvorrichtung mit Hilfe einer durch die Umwälzpumpe erzeugten Druckdifferenz erfolgt sowie eine Heizungsanlage zur Ausführung des Verfahrens.

In Zenträlheizungsanlagen mit flüssigen Wärmeträgern und konstant gehaltener Temperatur im Wärmespeieher (z.B. in Form eines Kessels, Wärmeumformers oder dergl.) wird üblicherweise eine den Wärmespeicher oder Wärmespender überbrückende Leitung,

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eine sog. Bypassleitung, vorgesehen, welche über ein Dreiwegmischorgan in die Vorlaufleitung mündet. Dieses Dreiwegmischorgan kann z.B. mittels eines Stellmotors betätigt werden, der von einem Regelgerät gesteuert wird. Das Regelgerät wiederum erhält seine Signale von z.B. im Wärmemittelvorlauf und in einem Zimmer angeordneten Temperaturfühlern. Dabei sorgt das Regelgerät dafür, dass durch entsprechende Stellung des Mischorgans aus dem Vorlauf den Heizkörpern der Wärmeträger mit der entsprechenden Mschtemperatur zuströmt, so dass die Wärmeabgabe dieser Heizkörper bei der vorgesehenen bzw. vorbestimmten Temperatur oder den Soll-Temperaturen stationär verläuft. Bei ändernder Aussentemperatur wird dann über das Regelgerät die Vorlauftemperatur geregelt. Diese Regelung wird als witterungsabhängige Regelung bezeichnet, wobei die Aussentemperatur die FühüÜHgßgrosse und"die Vorlauftemperatur die Regelgrösse darstellt.

Es könrten Temperaturregelungen allein nach der Raumtemperatur oder nach konstanter Vorlauftemperatur durchgeführt werden. Anstelle des Motorantriebes des Dreiwegmischorganes kann ein thermischer, z.B. ein Bimetall betätigter Antrieb treten, welcher das Mischorgan in die vom Regelgerät vorgeschriebene' Stellung bringt.

Es sind ferner sehr einfache Temperaturregulierungen an Zentralheizungsanlagen bekannt, bei welchen mittels einer von einem Thermostaten gesteuerten, stellmotorbetätigten Drossel-

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klappe der Vorlauf geöffnet oder geschlossen wird

Der Nachteil dieser Regelungsarten besteht einerseits in ihrem komplizierten Aufbau und mithin ihrem hohen Preis oder aber in der stossweisen Beschickung der Radiatoren mit heissem Kesselwasser, was grosse Schwankungen der Raumtemperatur und ein sehr unbehagliches Klima zur Folge hat, indem in derart regulierten Räumen immer entweder ein Kältegefühl oder das Geftthl zu grosser Hitze herrscht

Auch der an sich naheliegende Gedanke, die Fördermenge der Umwälzpumpe in stetiger Art und Weise durch einen iRegler nach dem Wärmebedarf der Heizanlage zu steuern, scheitert im allgemeinen, weil bei geringem Wärmebedarf, also bei kleiner Fördermenge, die W^rmeverteilung im Heizungssystem sehr schlecht wird

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens, das die vorerwähnten Nachteile umgeht und den Bau einer Heizungsanlage ermöglicht, welche die zu heizenden R«urne auf praktisch konstanten Temperaturen hält.

Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass man mindesten? einen Teil dieser^v'Druckdifferenz im Sinne einer Regelwirkung verändert-

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Die Heizungsanlage zur Ausführung dieses Verfahrens, bei welcher zwischen dem Wärmespender und der Einmündung der Bvpassleitung in den Vorlauf einerseits und in der Bypassleitung anderseits je ein druckdifferenzgesteuertes Mengenregulierorgan zur Erzeugung einer vorbestimmten Vorlaufmischtemperatur angeordnet istTgekeanzeichnet durch ein die Mittel zum Verändern der Druckdifferenz steuerndes Regelgerät

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert Es zeigen:

Fig 1 ein Anlageschema einer Zentralheizungsanlage nach der Erfindung

Fig 2 uüd 3 schematische Darstillung von Regulierorganen . im Vorlauf und in der Bypassleitung der Heizungsanlage mit schematisch eingezeichneter Umwälzpumpe.

Fig h ein Schaltschema einer selbsttätigen Regelvorrichtung für eine Mischwasserpumpen-Heizanlage

Fig 5 ein Schaltschetna einer Heizungsanlage, gemäss einer Ausführung im Sinne der Erfindung

Fig 6 eine Variante einer Schaltung einer Heizanlage analog derjenigen gemäss Fig. 5„

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Fig. 7 eine Charakteristik mit Betriebspunkt der Umwälzpumpe im Schema, gemäss Fig. 4

Fig. 8 eine Pumpencharakteristik bei festem Totalwiderstand der Anlage und veränderbarer Drehzahl der Umwälzpumpe und

Fig. 9 eine Pumpencharakteristik für veränderliche Drehzahl der Pumpe und veränderbarem Widerstand der Anlage.

Aus einem Wärmespender, beispielsweise einem Heizkessel 1, führt eine Heizkesselvorlaufleitung 3 über eine Pumpenvorlaufleitung 5 zu einer Umwälzpumpe 7. Von dieser führt eine Versorgerleitung 9 den Wärmeträger zu einem Radiator 11. Nach Abgabe eines Teils seiner Wärme strömt der Wärmeträger durch eine Rücklaufleitung 13 in den Heizkessel.1 zurück. Eine Bypassleitung 15 ermöglicht es, den Heizkessel 1 kurzzuschliessen bzw. zu überbrücken und dem heissen Wärmemedium in der Heizkesselvorlaufleitung 3 kälteres Rücklaufwasser beizumischen. Zum Zweck der Steuerung der Temperatur des in die Pumpenvorlaufleitung 5 gelangenden Wärmeträgers ist in der Heizkeseelvorlaufleitung 3 und in der Bypassleitung 15 ein Stellorgan bekannter Bauart mit einem Stellmotor 17 und einem 19 eingebaut, dessen Bauart in der Folge näher erläutert wird. Das Ventil 19 weist einen Ventilteller 20 am Ventilschaft 22

auf, der in den Schliesslagen entweder auf dem Sitz einer Ventilsitzplatte 18 oder auf dem als Ventilsitz ausgebildeten Ende des Bypas^srohres 15- aufliegt. Die Verbindung der Purapen-

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saugleitung 5 mit der einen Seite der Stellmembrane 27 erfolgt über eine Leitung 24, diejenige der Purapendruclcleitung bzw. Versorgerleitung 9 mit der anderen Seite der Membrane 27 über eine Leitung 26. Ein Aussentemperaturfühler 21 und ein Vorlaufwassertemperaturfühler 23 wirken auf ein Regelgerät 25, das seinerseits die Drehzahl der Umwälzpumpe 7 beeinflusst, wodurch der in der Heizungsanlage zirkulieresde Wärmemittelstrom vergrössert werden kann und auch die Förderhöhe der P Umwälzpumpe, bedingt durch die steigenden Widerstände im System, gemäss der Pumpencharakteristik ansteigt, Die Membrane 27 ist auf ihrem Umfang eingespannt und ihre Rückstellkraft basiert auf ihrer Elastizität und wenn nötig mit einer justierbaren Rückholfeder (nicht dargestellt).

Die Anlage ist derart abgestimmt, dass bei sinkender Aussentemperatur und mithin sinkender Temperatur im Räume des Radiators 11, der Sollwert der Temperatur des Vorlaufwassers steigt und die geforderte Vorlaufwassertemperatur durch Aenderung der.Pumpendrehzahl erreicht wird. Bei sinkender Ausseritemperatur, d.h. bei steigendem Wasser-VorlauftemperaturSollwert, erhöht somit das Regelgerät 25 die Drehzahl der Umwälzpumpe 7, wodurch einerseits die von der Pumpe geschaffene Druckdifferenz, die Förderhöhe, zwischen Saug- und Druckseite ansteigt und andererseits die Durchsatzmenge wächst. Dieses Ansteigen des Differenzdruckes wird _zur Steuerung des Stellorgans 16 in dem Sinne verwendÄ^J^s^dle. Vorlauf'leitung 3 entsprechend ge:ö ff net und die. Bypassleitung 15 entsprechend geschlossen, m.a.W. gegen die

Schliesstellung hin verstellt wird. Der

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Ventilteller 20 bewegt sich gegen die Mündimg der Bypassleitung 15. Es steigt die Vorlauftemperatur und damit die Wärmeabgabe des Radiators 11, wodurch dem Sinken der Aussentemperatur durch entsprechende Regulierung der Heizungsanlage Rechnung getragen wird und die Temperatur des Zimmers mit dem Radiator 11 im vorgesehenen Temperaturbereich bleibt. Es ist natürlich auch möglich, anstelle des Aussenthermometers ein Zimmerthermometer zu installieren, welches entsprechend auf das Regelgerät 25 einwirkt.

Das Regelgerät 25 ist bezüglich seines Ausgangssignals oder Steuerbefehles den Bedürfnissen der Umwälzpumpe 7 und des Antriebsmotors der Pumpe 7 angepasst. Das Stellorgan 16 ist so dimensioniert und angeordnet, dass es bei extremen Betriebszuständen die Vorlaufleitung 3 voll offen freigibt bzw. die Bypassleitung 15 ganz geschlossen hält oder umgekehrt.

In Fig. 2 wird in schematischer Darstellung ein Ausschnitt aus der Heizungsanlage im Bereich der Umwälzpumpe 7 und der Vorlaufleitung 3 sowie der Bypassleitung 15 gezeigt. Die Vorlaufleitung 3 und die Bypassleitung 15 sind seitlich am Ventilgehäuse 50 angeschlossen. Der Abfluss erfolgt über die Umwälzpumpensaugleitung 5, welcher die Umwälzpumpe 7 folgt. Es sind im Ventilgehäuse 50 zwei Käfige 52 und 54 angeordnet. Auf einer Ventilstange 56 ist für die Vorlauf leitung 3 und für die Bypassleitung 15 je ein Ventilteller 59 bzw. 60 vorgesehen. Eine auf dem Käfig 54 abgestützte Feder 63 erzeugt die entsprechende

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Rückstellkraft auf die Ventilstange 56. Am einen Ende der Ventilstange 56 befindet sich, der Pumpe 7 zugewendet, ein Schwebekolben 65. Bedingt durch die gezeigte Anordnung der Ventilteller 59 und 60 tritt ein Druckausgleich am verschiebbaren Teil des Ventils ein. Die durch den Flüssigkeitsdruck, bewirkten Kräfte auf die Ventilteller 59 und 60 sind ausgeglichen. Daher wird bei dieser Ausführung die Stellkraft in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl bzw. von der Fördermenge der Pumpe und dem Förderdruck mit Hilfe des Schwebekolbens verändert. Bei steigender Durchsatzmenge wird, bedingt durchdie grösseren Schleppkräfte am Schwebekolben 65, dieser gegen die Pumpe 7 hin bewegt, wobei er den Ventilteller 59 des Mischventils für die Heizkesselvorlaufleitung 3 öffnet und den Ventilteller 60 gegen den Sitz des Käfigs 54, d.h. schliessend, bewegt. Die Vorlaufmischtemperatur wird erhöht, wie dies durch die Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe 7 angestrebt wurde. Die Feder 63 übernimmt die Gegenkraft der Schleppkraft am Schwimmkolben 65. Es ist diese Feder 63 eine Rückführfeder.

Bei der Ausführung gemäss Fig. 3 sind wiederum zwei Käfige und 72 in einem Ventilgehäuse 70, sowie eine Ventilstange 74 mit den Ventiltellern 77 und 78 vorgesehen. Das freie Ende der Ventilstange 74 ist an einer Membran 81, welche den Stell-' motor darstellt, befestigt. Sie unterteilt, zusammen mit der Umwälzpumpe 7, das Ventilgehäuse 70 in einen Saug- und einen Druckraum. Hier erfolgt, da die Druckkräfte auf die Ventil-

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teller 77 und 78 sich ausgleichen die Verschiebung der Ventilstange 74 und der Teller 77 und 78 duroh die auf die Membran 81 wirkende Differenz der druckbedingten Kräfte. Diese ergibt auch die nötige Rückstellkraft* Entsprechend, der Aenderung der Förderhöhe der Pumpe wird bei steigenden Werten die Membran nach links gedruckt. Die Oeffnung des Mischventils für die Heizkesselvorlaufleitung 3 öffnet sich, indem sich der Ventilteller 77 von seinem Sitz im Käfig 71 entfernt. Die Oeffnung des Mischventils für die Bypassleitung 15 schliesst sich, indem der Ventilteller 78 gegen den Sitz seines Käfigs 72 hin bewegt wird. Wird die Pumpendrehzahl der Umwälzpumpe erniedrigt, so sinkt die Druckdifferenz zwischen der rechten und der linken Seite der vorzugsweise bezüglich Härte einstellbaren Membrane 81 und diese verschiebt sich aus ihrer nach links ausgebauchten Lage gegen ihre gestreckte Ruhelage hin, wobei entsprechend der Ventilteller 77 der Heizkessel·* vorlaufleitung 3 ächliesst und derjenige 78 in der Bypassleitung 15 öffnet.

Als ^Umwälzpumpen können Verdranger-Pumpen, Propeller- oder Zentrifugalpumpen verwendet werden. Dabei wird zu deren Antrieb vorteilhafterweise ein drehzahlsteuerbarer Elektroraotor benützt, der möglicherweise vom Regelgerät als Leistungsquelle gfsjpiesen wird»

Für die Rückstellung der Ventile können auch andere Mittel als Federn, z.B· pneumatische Elemente, benützt werden, deren

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Einstellung ebenfalls durch entsprechende Mittel, z.B. Blenden etc. ermöglicht ist. GegebenarföHs können die Rückstellelemente zentral bedient werden. Auch ist es möglich, mehrere Mengenregulierorgane starr, wie erläutert, oder aber elastisch, z.B. über eine Feder, miteinander zu verbinden.

Durch die Einstellung der Federkräfte und deren Verhältnis zueinander kann die Heizcharakteristik der Heizanlage bezogen auf das zu heizende Objekt^ (Gebäude, Gebäudeteil, Raum usw.) eingestellt werden. Ebenso wird durch die Wahl der Federkräfte der Leistungsbereich, m,a.W. der Arbeitsbereich, in welchem die Umwälzpumpe ausgesteuert wird, bestimmt.

Die Abhängigkeit der Aussentemperatur und der Vorlauftemperatur voneinander, d.h. deren Quotient, wird als Steilheit bezeichnet. Ebenfalls im Sinne der Vereinfachung der Apparatür, deren Montage, deren Bedienbarkeit und nicht zuletzt deren elektrischer Teil, kann das Regelgerät mit all seinen.. _; Einstell- und Bedienungsmitteln und, wo gewünscht, .mit e.i.nex...^ Uhr für das Zeitprogramm, mit der Umwälzpumpe und den ReguliQ^- organen zusammengebaut werden.

Um die Umwälzpumpe dem Heizsystem, in welches sie eingebaut wird, anpassen zu können, ist das einfachste, wenn die Pumpe mit einer veränderbaren, beim Montieren des Systems festzulegenden und einzustellenden Drossel versehen wird, mit deren „ Hilfe die Widerstandsparabel des ganzen Systems für einen

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Pumpentyp der Sollwertparabel angeglichen wird. Dazu wird die Drossel mehr oder weniger geschlossen. Dies ermöglicht, dass'die' Pumpe mit vorbestimmtem Variations-Drehzahlbereich unabhängig"vom System angeliefert werden kann, da sie immer auf dem gleichen Kurventeil der Widerstandsparabel läuft.

Eine weitere, jedoch komplizierterej möglicherweise aber- im Betrieb billigere Lösung besteht im Abstimmen des Variations-Drehzahlbereiches durch Einstellung der entsprechenden Pumpendrehzahl zur Erreichung einer vorbestimmten Normaldurchflussmenge pro Radiator. Diese Drehzahleinstellung kann durch Zuschalten von elektrischen Widerständen erfolgen. Diese Lösung verlangt aber wegen des geänderten Sollwertes der Regel-Druckdifferenz für das Mischorgan auch eine jeweilige Abstimmung dieses Mischorgans.

Ein wesentlicher Gedanke, wie er anhand der Ausführungsbeispiele erläutert wurde, besteht darin, dass ein primärer Regeleingriff zur Hauptsache auf das Beiraischungsverhältnis und ein sekundärer, daraus abgeleiteter Regeleingriff zur Hauptsache auf die Umwälzmenge erfolgt. Es entstehen damit zwei sich unterstützende Stellwirküngen auf die Regelstrecke.

Fig. 4 zeigt das Schema einer bekannten Anlage, mit einem Heizkessel 85, einem oder mehreren Heizkörpern 87 sowie einem Beimischventil 89 und einer Umwälzpumpe 90 mit einem Pumpenmotor 91. Eine Heizkesselvorlaufleitung 93 führt vom Heizkessel

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85 zum Beimischventil 89, während eine Versorgerleitung 95-von der Umwälzpumpe 90 herkommend, den bzw. die Heizkörper mit Vorlaufheizwasser versorgt. Eine Rücklaufleitung 97 führt das abgekühlte Wasser aus dem Heizkörper 87 entweder dem Heizkessel 85 oder durch eine Bypassleitung 98 dem Beimischventil 89 zu.

Die Steuerung des Beimischventils 89 erfolgt von einem Raumthermostaten 103 aus, welcher ein Magnetventil 101 in einer Druckleitung 100 derart steuert, dass dieses entweder in seiner Oeffnungslage den vollen Druck von der Druckseite der Pumpe 90 auf das Beimischventil 89 zur Wirkung bringt oder dieses Ventil 89 durch Schliessen des Magnetventils 101 drucklos hält. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass das Beimischventil 89 zwei Lagen einnimmt: In der einen gelangt das heisse V/asser aus dem Heizkessel 85 über die Vorlaufleitung 93 und das Mischventil 89 zur umwälzpumpe und von dort durch die Versorgerleitung 95 in die Heizkörper 87, von wo es durch die Rücklaufleitung 97 zum Heizkessel 85 zurückkehrt·. In der anderen Lage des Beimischventils ist die Heizkesselvorlaufleitung 93 geschlossen und das über die Rücklaufleitung 97 zurückströmende Wasser wird über die Bypassleitung 98 dam Beimischventil 89 zugeführt.

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Bei dieser bekannten Anordnung erfolgt die Versorgung der Heizkörper 87 entweder mit durch den Heizkessel 85 zirkulierendem Wasser oder aber mit dem Wasser durch die Bypassleitung 98, in welchem Falle der Heizkessel 85 vollständig ausgeschaltet ist. Durch diese Massnahme^werden die Temperatur und der Durchfluss des Wärmemittels im System im wesentlichen konstant gehalten, da die WiderstandsVerhältnisse im System beim Beipassen und beim- Durchlauf durch den Heizkessel ungefähr gleich liegen, d.h. gemacht werden.

Da es sich somit bei dieser bekannten Anlage um eine Auf-Zu-Regulierung für den Bypass und den normalen Vorlaufdurch-' fluss handelt und die Widerstände im System entsprechend abgestimmt sind, erscheint in der zugehörigen Pumpencharakteristik gemäss Fig. 7 bei einem festen Widerstand W der Anlage, und bei einer nicht veränderbaren Drehzahl η, der Arbeitspunkt P der Pumpe als Invariante, welcher Punkt P sich auch beim Umstellen vom Vorlauf auf den Bypass mithin nicht ändert. Es findet hier keine Regulierung mit Veränderung des Arbeitspunktes statt und die von der Umwälzpumpe 90 erzeugte Druckdifferenz spielt bezüglich Betrag für die Regulierung dieser Anlage überhaupt keine Rolle. Sie kann im übrigen nicht verändert werden.

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In Pig 5 ist das Schaltschema gemäss der Anlage nach Fig. 1 im Ausschnitt dargestellt Hier erfolgt vom Vorlaufwassertemperaturfühler 23 eine Einwirkung auf das Regelgerät 25, das seinerseits bei dieser Variante den Antriebsmotor SM der Umwälzpumpe 7 regelt und dessen Drehzahl verstellt. Dadurch Kndert, entsprechend der Pumpeneharakteristik (Pig. 8)₅ die Druckdifferenz Δ ρ, die in den Leitungen 24 und 26 herrscht und durch welche das Stellorgan l6 entsprechend verstellt wird. Dieses regelt die Anteile des aus der "eizkessslvorlaufleitung 3 kommenden Heisswasseranteils und des aus der Rücklaufleitung 13 Über die Bypassleitung 15 zufliessenden kälteren Rücklaufwassers ι D°r Regelvorgang ist anhand der Pumpeneharakteristik gemMss Fig 8 einfach zu übersehen. Der Systemwiderstand W ist konstant« Durch Aenderung der Normaldrehzahl n_Q auf n-^ , bzw. ng ändert sich der Arbeitspunkt O auf 0-, bzw Oq da im Sinne der Widerstandsparabel W_Q des ganzen Heizungssystems bei grösserer Durchflussmenge Qx ein entsprechend grösserer Druckabfall -'- ρχ herrscht, Die analogen Ueberlegungen gelten für den Betriebspunkt O₂ »

Der Sinn dieser Regelung liegt darin, durch Aenderung des Wertes von ^-\ ρ die Regelgrösse des Mischventiles l6 und damit das Verhältnis der Mengen von Heisswasser zu rückgeführtem Wasser zu verändern- Dabei entsteht öine

der Pumpeneharakteristik entsprechende Aenderung _v

der Gesamtdurchflussmenge Q, wie aus Fig. 8 er-

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sichtlich ist. Diese i-lengenänderung wirkt sich in dem Sinne positiv aus j als sie den eingeleiteten Regelvorgang unterstützt. Soll beispielsweise bei sinkender Temperatur die Vorlaufwassermenge unter entsprechender Drosselung der beigemischten Rücklaufwassermenge erhöht werden und wird in diesem Sinne die Drehzahl n_Q auf n, erhöht, so geht neben der Aenderung des Mischverhältnisses im Sinne steigender Temperatur des Vorlaufwassers gleichzeitig eine Änderung der gesamten Durchflussmenge Q einher, indem diese vom Wert Qo auf den Wert Q-, steigt. Ein analoges Verhalten tritt ein₃ wenn die Temperatur im Heizungssystera abgesenkt werden soll. Der Vorgang wird hier regeltechnisch begünstigt, indem nicht nur die Mischteraperatür absinkt sondern gleichzeitig die Durchsatzmenge von Q_ auf Q- abnimmt.

Es ist aber grundsätzlich auch möglich, beispielsweise mittels einer die Pumpe 7 überbrückenden Bypassleitung 110 und eines Regelventils 111, welches vom Regler 25 betätigt wird, im Sinne der strichpunktierten Linien der Fig. 5, bei konstanter Drehzahl (n * konstant) eine Regelung herbeizuführen. Dabei nimmt im Sinne der Parallelschaltung der Gesamtwiderstand W ab und entsprechend steigt längs der Kurve für n_Q die Gesamtdurchsatzmenge Q während^p abnimmt« Durch das Heizsystem strömt trotz der erhöhten Gesamtfördermenge der Pumpe eine geringere Wassermenge, da ja fortwährend ein Teil nach der Pumpe entnommen Und über die Bypassleitung 110 wieder der Pumpensaugseite zugeführt wird, womit ^ was die Heizseite betrifft, mit dieser

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Regelung das gleiche erreicht werden kann, wie mit einer Drehzahlregelung nach kleinern Drehzahlen n₂« Die Bypassregelung ist aber mit einem schlechtem Wirkungsgrad erkauft, da die Gesamtumwälzraenge vergrössert und mithin die Leistungsaufnahme der Pumpe ansteigt, trotz der geringern, durch das Heizsystem geförderten Wassermenge.

In Fig. 6 ist eine Schaltung gemäss der Erfindung dargestellt, in welcher die Drehzahl der Umwälzpumpe 7 konstant ist. In der Versorgerleitung 9 ist eine Drossel 114 in Form einer Klappe oder eines Regulierventils eingebaut, dessen Lage vom Vorlauf-Wassertemperaturfühler 23 über das RegelgerÄt 25 beeinflusst wird. Durch den Einbau einer derartigen Drossel 114 wird der Gesaratwiderstand W der Heizungsanlage veränderbar gestaltet, was sich in der Lage der Widerstandsparabeln z.B. gemäss Fig. äussert, wo die Parabel V/o einen Mittelwert, W, den Gesamtwiderstand bei offener Drossel 114 und W« dem Gesamtwiderstand der Anlage bei starker Drosselung darstellt. Durch entsprechende Regelung der Drossel 114 wird der von der Pumpe 7 erzeugte, zum Regeln des Mischventils 116 verwendete Differenzdruck Aj> geändert. Dabei kann die ganze Schaltung derart vorgesehen wer-·, den, dass die sich dadurch ändernde Gesamtdurchflussmenge im Sinne der angestrebten Veränderung ändert, d.h. so, dass bei erhöhter Wärme zufuhr zum Verbraucher die Gesamtdurchflussmenge

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durch Oeffnen der Drossel Il4 steigt»wobei das Mischventil die Heizkesselvorlaufleitung 3 öffnend und die Rücklaufvjaaserleitung 15 schliessend beeinflusst.

Daraus geht hervor, dass die Anpassung einer Heizungsanlage an das Gesamtdurchlaufsystem vorteilhafterweise mit einer Drehzahlregelung der Pumpe oder aber mit Hilfe einer Drosselvorrichtung Im Sinne der Fig. 5 und 6 durchgeführt wird. Der Erfindungsgedanke kann auch in dem Sinne verwirklicht werden, dass die auf die Rücklaufbeimischungsvorrichtung wirkende Druckdifferenz, erzeugt durch die Umwälzpumpe, mittels eines Drosselventils 118 in einer Verbjfcndungs leitung 119 zwischen den Druckentnahmeleitungen 24 und 26, z.B. stetig steuerbar, gesteuert wird. Damit wird ein Teil der Druckdifferenz, der mit gleichbleibender Drehzahl drehenden Umwälzpumpe zur Regelung verwendet. Die Dimensionierung der Leitungen 2¹I-, 26 und 119 ist dabei wichtig.Zwischen dem Ventil II8 und der Leitung 9 ist eine Drossel 120 eingebaut und die Leitung II9 gegenüber den Leitungen 24 und 26 mit grossem Durchfluss-Querschnitt versehen. Bei geschlossenem Ventil II8 herrscht der volle Differenzdruck am Stellorgan l6 (ohne dass in diesen beiden Leitungen 24 und 26 eine Strömung herrscht). Durch Oeffnen des Ventils 118 werden die beiden Leitungen 24 und 26 in dem Sinne über die Leitung II9 kurzgeschlossen, dass sich am-Druckdifferenz-

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empfänger, z.B. der Membrane 27 nur noch eine geringe im Extremfall keine Druckdifferenz mehr aufbauen kann, in jedem Falle aber eine wesentlich geringere, als sie die Pumpe 7 ergibt, Die durch die Leitung 119 durchströmende Wassermenge isfe selbst bei voll offenem Ventil 118 derart gering, dass die Fördermenge und die Druckdifferenz an der Pumpe 7 - - , praktisch nicht verändert werden. .

Der Erfingungsgegenstand bringt eo ipso ei»e eine weitere \ Vereinfachung der elektrischen Installation mit sich: =.

Die übliche Praxis bei abgestellter Heizung auch die Umwälz- _:; pumpe abzustellen, bedingt für eine automatische Anlage einen zusätzlichen Schalter oder einen Kontakt in der Einrichtung für die Programmwahl und dessen elektrische Verbindungsleitung zur Umwälzpumpe, Beim beschriebenen Regelsystem wird zum Abstellen der Heizung die Umwälzpumpe abgestellt, Der Pumpendruck wird --null, das Ventil im Kesselvorlaüf schliesst und dasjenige im Bypass öffnet sich. "'■"■ '--

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Claims

Patenta. nsprüche

1)j Verfahren zum Regeln von mit flüssigem Wärmeträger arbeitenden Heizungsanlagen mit mindestens einer Umwälzpumpe im Wärmeträgerzirkulationssystem sowie einer.Vorrichtung zur Beimischung rückströmender, abgekühlter Flüssigkeit in den Vorlaufstrom, zur Erreichung und Aufrechterhaltung einer Regelgrösse, insbesondere der Vorlauf- oder Räumteraparatur, wobei die Verstellung der Rücklaufbeimischungsvorrichtung mit Hilfe einer durch die Umwälzpumpe erzeugten Druckdifferenz erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens einen Teil dieser Druckdifferenz im Sinne einer Regelwirküng verändert.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umwälzpumpendrehzahl ändert.

3) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Temperaturregler primär auf eine die Druckdifferenz beeinflussende Vorrichtung, z.B. auf die Drehzahl der Umwälzpumpe, einwirken lässt, um die Rücklaufbeimischungsvorrichtung zum Aendern des Beiraischungsverhältnisses zu verstellen und dass man sekundär einen Eingriff auf die Umwälzmenge vornimmt, das Ganze derart, dass bei erhöhtem Wärmebedarf im Vorlaufstrom sowohl die Temperatur als auch die Umwälzmenge erhöht wird.

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4) Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Druckdifferenz ganz oder teilweise mittels gesteuerten Bypassen (110, 111) der Umwälzpumpe (7),mittels gesteuerten Drosseln (114) der Versorgerleitung (9) oder mittels gesteuertem Kurz.-

" schliessen (118, 119) der zum Stellorgan (16) führenden Differenzdruckleitung (24, 26) veränderbar gestaltet. .

5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Kurzschlussleitung (119) mittels eines stetig steuerbaren Magnetventils (118) erfolgt.

6) Heizungsanlage zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welcher zwischen dem Wärmespender und der Einmündung der Bypassleitung in den Vorlauf einerseits und in der Bypassleitung anderseits je ein druckdifferenzgesteuertes Mengenregulierorgan zur Erzeugung eft einer vorbestimmten Vorlaufmischtemperatur angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein die Mittel zum Verändern der Druckdifferenz steuerndes Regelgerät (25). · "

7) Heizungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelgerät (25) im Versorgernetz für den Umwälzpumpenantrieb angeordnet ist und diese Versorgung steuert.

8) Heizungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mengenregulierorgan im Betrieb statisch

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ünd/oder dynamisch druckentlastet ist.

9) Heizungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass zwei starr ofler elastisch miteinander verbundene Mengenregulierorgane vorgesehen sind.

10) Heizungsanlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen die Mengenregulierorgane steuernden Schwebekörper.

11) Heizungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Rückstellmittel, z.B. ein pneumatisches oder hydraulisches Element, für das Mengenregulierorgan vorgesehen ist.

12) Heizungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengenregulierorgane in einem gemeinsamen Gehäuse vorzugsweise mitsamt der Umwälzpumpe, angeordnet sind.

13) Heizungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärraeferäger-MengenregBlmng im Vorlauf und im Bypass mittels eines einzigen Steuerorgans (16) erfolgt.

14) Heizungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung der Umwälzpumpe an das Heizsystem eine einstellbare Drossel vorgesehen ist.

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15-) Heizungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzelehnet, dass das Regelgeräfc (25) ein Durchflussregelorgan fill) einer die Umwälzpumpe (7) Überbrückenden Bypassleitung (HO) oder ein Drosselorgan (ll4) in der Versorgerleitung ($}} od&v den Durchfluss einer die Druckleitungen (24,26) kurzschliessenden steuerbaren Verbindungsleitung (119) steuert.

IfS. ) Heizungsanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung vor dem Magnetventil (118) eine, z.B. im Querschnitt veränderbare Drosselstelle (120) angeordnet ist.

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