DE2542547C2 - Steuerungsverfahren für Fußbodenheizungen sowie Stelleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sleuerungsverfahren für Fußbodenheizungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Stelleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wie sie beispielsweise der FR-PS 08 613 — dort mit einem besonderen zweilagigen Rohrsystem — entnehmbar sind.

Bei bekannten Fußbodenheizungen fließt das Wärmemedium in gleichbleibender Richtung durch das im Fußboden verlegte Rohrsystem. Dabei kühlt sich das Wärmemedium während des Durchlaufs ab. Die zunächst vom Wärmemedium durchlaufenden Windungen heizen den umgebenden Fußbodenbereich auf eine höhere Temperatur auf als die zuletzt durchlaufenden Windungen. Aus Gründen der Heizleistung und 1' Wirtschaftlichkeit ist eine möglichst hohe Temperatur des Wärmemediums am Eingang des Durchlaufs gegenüber der am Ausgang des Durchlaufs anzustreben. Andererseits ist der anwendbare Temperaturbereich begrenzt. Eine untere Temperaturgrenze ergibt sich daraus, daß der Fußboden zur Wärmeabgabe zumindest die gewünschte Raumtemperatur aufweisen muß (z. B. 22"C). Eine obere Grenze ist mit Rücksicht auf die Zuträglicnkeit für das Wohlbehagen der Bewohner zu setzen, wobei Fußbodentemperaturen von mehr als 28°C als unangenehm empfunden werden. Soweit herkömmliche Fußbodenheizungen diese Grenzen einhalten ist die Wärmeabgabe gering; so daß häufig die mit Rücksicht auf das Wohlbefinden der Bewohner vorgeschriebene Temperaturgrenze überschritten werden muß.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bereits vorgesehen worden, das Rohrsystem in der Weise zu verlegen, daß jeweils ein heißes Wasser führendes Rohrstück und ein abgekühltes Wasser führendes Rohrstück eng nebeneinanderliegen, um so ein Wärmegefälle über die Fußbodenfläche zu vermeiden. Eine solche Ausführung ist jedoch infolge der doppelt zu verlegenden Windungen und der großen Heißwassermenge im Rohrsystem aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Fußbodenheizung zu schaffen, die eine wirksame Leistungsabgabe ohne Unzuträglichkeiten infolge zu warmer oder zu kalter Fußbodenbereiche ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst. Infolge des periodischen Wechsels der Durchlaufrichtung wird ein Ausgleich in der Temperaturverteilung im Fußboden längs und quer zur Windungsfolge des Rohrsystems erzielt Somit kann die gesamte Fußbodenfläche auf eine höhere mittlere Temperatur aufgeheizt werden, ohne daß die dem Einlauf des Wärmemediums in das Rohrsystem benachbarten Bereiche des Fußbodens überheizt werden und beispielsweise die auf 28°C festgelegte Grenztemperatur überschreiten.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Intervalle gleichbleibender Durchlaufrichtung eine Dauer von 20 bis 36 Min. aufweisen. Eine derartige Bemessung erlaubt es dem Wärmpmedium, einen wirkungsvollen, stationären Kreislauf durchzuführen, andererseits ist eine solche Dauer kurz genug, um Temperaturschwankungen in Abhängigkeit von der Durchlaufrichtunj? gering zu halten.

Die weiter gemäß der Erfindung vorgesehene Stelleinrichtung nach dem Anspruch 4 schafft eine ventilgesteuerte Vertauschung der Anschlüsse und ermöglicht den Wechsel der Durchlaufrichtung im Fußbodenkreislauf bei im übrigen unveränderten Heiz- und Regeleinrichtungen.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Nachfolgend wird ein Ausfüirungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung beschrieben, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Ansicht einer Stelleinrichtung für Fußbodenheizungen in schematischer Darstellung,

F ι g. 2 die Ansicht der Stelleinrichtung gemäß F i g. 1 zur Darstellung einer gewechselten Durchlaufrichtung des Wärmemediums.

Die insgesamt mit 1 bezeichnete Stelleinrichtung für eine Fußbodenheizung besitzt zwei Anschlüsse 2 und 3 zum Einbau in einen Kesselkreislauf, zwei Anschlüsse 4 und 5 zum Einbau in einen Fußbodenkreislauf, ein Vier-Wege-Mischventil 6, das jeweils einen der Anschlüsse 2, 3 des Kesselkreislaufs mit einem der Anschlüsse 4 bzw. 5 des Fußbodenkreislaufs über Zwischenrohre 7, 8, 9, 10 und ein Vier-Wege-Ventil 11 verbindet. Die Zwischenrohre 7 und 8 am Vier-Wege-Mischventil 6 sind durch einen Nebenschluß 12 überbrückt, der mit Hilfe eines Absperrschiebers 13 einstellbar gedrosselt ist. Am Anschluß 3 und im Zwischenrohr 9 ist jeweils eine Umwälzpumpe 14 bzw.

15 eingesetzt. Die Anschlüsse 4 und 5 für den Fußbodenkreislauf enthalten jeweils ein Absperrventil

16 bzw. 17,

Für den Kesselkreislauf durch einen nicht dargestellten Heizkessel bildet der Anschluß 2 den Vorlauf und der Anschluß 3 den Rücklauf. Die dabei durch die Umwälzpumpe 14 geförderte Wassermenge wird in

seiner Temperatur durch die Einstellung des Vier-Wege-Mischventils 6 bestimmt, das die Einspeisung von Heißwasser bzw. einem ersatzweise verwendeten Wärmemedium in den Fußbodenkreislauf über die Zwischenrohre 7 und 9 und gleichzeitig die entsprechende Entnahme kälteren Wassers aus dem Fußbodenkreislauf über die Zwischenrohre 10 und 8 regelt. Auch bei siark gedrosselter Zugabe von Heißwasser bleibt eine ausreichende Menge des von der Umlaufpumpe 15 in den Fußbodenkreislauf geförderten Wassers erhalten, da dann der wesentliche Teil des Wassers über den Nebenschluß 12 läuft, wobei die Temperatur des in den Fußbodenkreislauf einlaufenden Wassers durch Zumischung von Heißwasser über das Zwischenrohr 7 geregelt wird. n

Das Vier-Wege-Ventil 11 gibt in der in Fig. 1 gezeigten Stellung die Verbindung von dem Zwischenrohr 9 zum Anschluß 4 sowie von dsm Anschluß 5 zum Zwischenrohr 10 frei. In der in F i g. 2 gezeigten Stellung des Vier-Wege-Ventils 11 sind die Verbindungen in der Weise vertauscht, daß nunmehr das Zwischenrohr 9 mit dem Anschluß 5 und der Anschluß 4 mit dem Zwischenrohr iö verbunden ist Bas urnschaitbare Vier-Wege-Ventil 11 kann ein beliebiges, zwischui einer parallelen und einer gekreuzten Verbindung der Eingänge mit den Ausgängen umschaltbares Ventil sein, es kann aber auch ein mit dem Vier-Vege-Mischventil 6 übereinstimmendes Mischventil verwandt werden, das lediglich in den in F i g. 1 und 2 gezeigten Endstellungen stationär betrieben wird. so

Wie in der Zeichnung durch die unterbrochene Leitungsdarstellung angedeutet, verlaufen die Leitungselemente in unterschiedlichen Ebenen, um eine gedrängte Bauweise zu ermöglichen. Hierbei liegen die Anschlüsse 2,3,4 und 5 sowie die Zwischenrohre 7 und 8 » in einer hinteren Ebene, während die Zwischenrohre 9, 10 und der Nebenschluß 12 in einer vorderen Ebene vorbeigeführt und lediglich an ihren oberen, an das Vier-Wege-Ventil 11 und die Umwälzpumpe 15 ansetzenden Stücken zur hinteren Ebene hin abgekröpft sind.

In der Stelleinrichtung 1 ist eine Steuereinheit 18 vorgesehen, die die erforderlichen elektrischen Schalt- und Regelsignale abgibt. Sie enthält eine Schaituhr 19, die die Naehtabsenkung vorgibt. Weiterhin ist eine zweite Schaltuhr 20 vorgesehen, die die Umschaltung des Vier-Wege-Ventils 11 steuert. Zwei Temperaturfühler 21 und 22 für die Temperatur des Wasservorlaufs für den Fußbodenkreislauf sind an dem Zwischenrohr 9 angebracht und über elektrische Signalleitungen 23 und ω 24 mit der Steuereinheit 18 verbunden. Der Temperaturfühler 21 bildet ein Istwei t-Signal für die Mischungsregelung mit Hilfe des Vier-Wege-Mischventils 6, das über eine Leitung 25 mit der Steuereinheit 18 verbunden ist. Der Temperaturfühler 22 gibt ein Grenzwertsignal bei Überschreiten einer vorgegebenen Höchsttemperatur ab, bei der die Umwälzpumpen 14 und 15 im Kesselbzw. Fußbodenkreislauf über die Leitungen 26 und 29 abgeschaltet werden. Die weiterhin eingezeichneten elektrischen Leitungen 27 und 30 dienen der Stromversorgung der Steuereinheit 18, der Stromversorgung der Steuerung des Vier-Wege-Ventils 11 über einen nicht dargestellten, mechanisch mit dem Ventil verbundenen Getriebemotor. Die eingezeichnete elektrische Leitung 28 dient zum Anschluß eines Außenfühlers für die witterungsgeführte Regelung.

Beim Betrieb der Stelleinrichtung wird das Vier-Wege-Ventil 11 in periodischen Intervallen umgeschaltet, so daß Vorlauf- und Rücklaufrichtung an den Anschlüssen 4 und 5 zwischen den in F i g. 1 und 2 gezeigten Zuordnungen wechseln. Eine besonders günstige Dauer für die Intervalle liegt zwischen 20 und 36 Min. Geht man beispielsweise von einer Dauer von etwa 12 Min. für einen vollständiger Kreislauf des Wärrncmediurns im Fußbodenkreislauf r.us dann wird einerseits im Fußbodenkreislauf innerhalb eines Intervalls ein stationärer Betrieb aufrechterhalten, andererseits durch Wechsel der Durchlaufrichtung ein Ausgleich der Fußbodentemperaturen aufgrund der Wärmeträgheit des Fußbedens erreicht. Infolge des Nebenschlusses 12 hängt die Umlaufgeschwindigkeit und damit die Dauer eines vollständigen Kreislaufs des Wärmemediums im Fußbodenkreislauf nu- in geringem Maße von der Einstellung des Vier-Wege-Mischventils 6 ab, so daß die Temperaturregelung die Intervallänge nicht beeinträchtigt

Eine zusätzliche Wirkung ergibt sich aus der Regelung am Vier-Wege-Mischventil 6, da bei Umkehr der Durchlaufrichtung heißes Wasser aus dem jeweils von Vorlauf- auf Rücklaufrichtung umgeschalteten Anschluß zurückgefördert wird und infolge der Verzögerungszeiten innerhalb der Regelung 'viede-um eine Zumischung von Wasser aus dem Kesselkreislauf erfährt, so daß das vorlaufende Wasser zunächst über den ε ationären Wert erhitzt ist und die zuvor mit kühlem Rücklaufwasser versorgten Fußbodenbereiche rasch aufwärmt

Damit kann ein Temperaturgefälle über der Fußbodenfläche von weniger als einem Grad erreicht weiden. Hierbei ist es möglich, im Interesse eines hohen Wirkungsgrades der Heizung mit einer Temperaturspreizung im Wärmemedium von etwa 10—15 Grad zu arbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Steuerungsverfahren für Fußbodenheizungen mit einem durch ein in Windungen im Fußboden verlegtes Rohrsystem durchlaufenden Wärmemedium, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufrichtung des Wärmemediums in periodischen Intervallen gewechselt wird.

2. Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intervalle gleichbleibender Durchlaufrichtung eine Dauer von 20 bis 36 Min. haben.

3. Steuerungsverfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert der Temperatur des Wärmemediums vor dem Durchlauf durch das Rohrsystem gemessen wird.

4. Sielleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit zwei Anschlüssen an den Enden des im Fußboden verlegten Rohrsystems, mit zwei Anschlüssen für einen Kesse (kreislauf und mit einem Mischventil, das zwei einstellbare Verbindungen zwischen jeweils einem Anschluß für das Rohrsystem im Fußboden und einen für den Kesselkreislauf schafft und durch einen drosselbaren Nebenschluß überbrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse über ein Vier-Wege-Ventil (H) " 'h^rer Zuordnung zueinander umtauschbar mit dem Mischventil (6) verbunden sind.

5. Stelleinrichtung nach Anspruchs dadurch jo gekennzeichnet, daß das Vier-Wege-Ventil (11) mechanisch . nt einem durch ein Zeitschaltwerk (18, 20) gesteuerten Getriebemotr¹· verbunden ist.