DE3429396C2

DE3429396C2 - Betriebsverfahren für eine bivalente Heizungsanlage

Info

Publication number: DE3429396C2
Application number: DE3429396A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Baumgaertner; Franz-Georg Dr Gaertner; Rudolf Dipl Ing Meserth
Original assignee: KULMBACHER KLIMAGERAETE
Current assignee: KKW KULMBACHER KLIMAGERAETE-WERK GMBH, 8650 KULMBA
Priority date: 1984-08-09
Filing date: 1984-08-09
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2004-08-10
Also published as: DE3429396A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine bivalente Heizungsanlage mit einem Heizkessel und einer Wärmepumpe, wobei die Wärmepumpe wärmebedarfsabhängig gesteuert wird und wobei der Heizkessel eingeschaltet wird, wenn eine außentemperaturabhängige Freigabebe dingung erfüllt ist.

Bei bekannten bivalenten Heizungsanlagen wird der Heiz kessel eingeschaltet, wenn die Außentemperatur unter einen bestimmten Grenzwert, die sogenannte Bivalenz temperatur sinkt. Unterhalb dieser Bivalenztemperatur, die vom Wärmebedarf des Gebäudes und von der Leistung der Wärmepumpe abhängt, ist die bei niedriger Außen temperatur mit verringerter Leistung arbeitende Wärme pumpe nicht mehr in der Lage, den erhöhten Wärmebedarf zu decken. Im Handel erhältliche Anlagen weisen daher einen Grenzwertgeber auf, der die Außentemperatur mit der Bivalenztemperatur vergleicht und den Heizkessel direkt entsprechend ein- und ausschaltet. In der Über gangszeit kann die Außentemperatur die Bivalenztempe ratur täglich über- und unterschreiten, so daß der Heiz kessel täglich ein- und ausgeschaltet wird. Dabei durch fährt der Heizkessel jedoch jedesmal den Taupunkt, was eine erhöhte Korrosion und damit eine verringerte Lebens dauer des Heizkessels bewirkt. Die Häufigkeit der Ein- und Ausschaltzyklen des Heizkessels kann verringert werden, wenn man für den genannten Grenzwertgeber eine Schalthysterese vorsieht. Um sicherzustellen, daß einer seits der Heizkessel bei Bedarf sicher eingeschaltet wird, andererseits aber auch nicht unnötig lange einge schaltet bleibt, kann man diese Schalthysterese nicht beliebig groß wählen. Damit wird das Problem der Kor rosion des Heizkessels durch häufiges Durchfahren des Taupunkts zwar gemildert, aber keineswegs beseitigt.

Aus der DE-OS 31 31 888 ist darüberhinaus eine Heizungsanlage bekannt, bei welcher eine zeitverzögerte Zuschaltung einer zusätzlichen Wärmepumpe oder eines zusätzlichen Heizkessels zu einer bereits im Betrieb befindlichen Wärmepumpe in Abhängigkeit von einem Grenzwert der Außentemperatur vorgenommen wird, um die noch fehlende Spitzenenergie bereitzustellen. Jedoch kann dadurch ein häufiges Ein- und Ausschalten des Heizkessels in der Übergangszeit nicht verhindert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsverfahren der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß die Korrosionsbelastung des Heizkessels durch Ein- und Ausschaltzyklen in der Übergangszeit verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß der Heizkessel auf Bereitschaftsbetrieb geschaltet wird, wenn die Freigabebedingung verschwindet und daß der Heizkessel erst dann wieder ausgeschaltet wird, wenn für eine Zeitspanne Δt< 24 Stunden keine Freigabebe dingung mehr ansteht.

Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Tag- Nacht temperaturschwankungen in grober Näherung etwa sinus förmig mit einer Periode von 24 Stunden verlaufen. Wenn innerhalb von 24 Stunden die Freigabebedingung nicht mehr aufgetreten ist, so ist anzunehmen, daß dies nicht auf Tag-Nacht-Schwankungen beruht, sondern daß ein Temperaturwechsel erfolgt ist.

Als besonders zweckmäßig hat sich die Wahl einer Zeit spanne Δt von 30 Stunden herausgestellt. Damit ist zu den 24 Stunden noch ein Zuschlag erfolgt, der sicherstellt, daß eine zeitliche Verschiebung des Temperaturverlaufs gegenüber dem 24 Stunden-Rhythmus nicht zu einer unnötigen Ausschaltung des Heizkessels führt.

Die Freigabebedingung kann vorteilhafterweise darin be stehen, daß die Außentemperatur unter einem ersten Grenz wert liegt und daß während einer vorgegebenen Mindestzeit die von einem Heizungsregler vorgegebene Solltemperatur im Heizkreis nicht erreicht wird, wobei die Wärmepumpe in ihrer höchsten Leistungsstufe läuft. Der Heizkessel kann auch freigegeben werden, wenn während einer EVU- Sperre die Solltemperatur im Heizkreis unterschritten wird und die Außentemperatur unter einem zweiten Grenz wert liegt. Durch diese Freigabebedingungen ist sicher gestellt, daß der Heizkessel nur dann eingeschaltet wird, wenn die Wärmepumpe den Wärmebedarf nicht mehr erfüllen kann.

Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren wird nachfolgend beispielhaft anhand der Figur näher erläutert. Diese zeigt beispielhaft den zeitlichen Verkauf der Außentem peratur T_A, die typischerweise Tag-Nacht-Schwankungen mit einer Periode von 24 Stunden und einen in grober Näherung sinusförmigen Verlauf hat. Die Außentemperatur T_A hat im dargestellten Beispiel einen ansteigenden Mit telwert. Die eingestellte konstante Bivalenztemperatur T_B ist gestrichelt eingezeichnet. Bei herkömmlichen Ver fahren würde der Heizkessel zum Zeitpunkt t₁, wo die Außentemperatur T_A die Bivalenztemperatur T_B unter schreitet, eingeschaltet werden, unter der Vorausset zung, daß die Freigabebedingung erfüllt ist, d. h. die Wärmepumpe den Wärmebedarf nicht mehr erfüllt. Spätestens zum Zeitpunkt t₂, wo die Bivalenztemperatur T_B wieder überschritten wird, würde der Heizkessel wieder ausge schaltet werden. Dies würde, wie der Figur zu entnehmen ist, zu einem mehrmaligen Ein- und Ausschalten des Heizkessels mit entsprechender Korrosionsbelastung führen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird je doch nach dem Einschalten des Heizkessels dieser erst wieder ausgeschaltet, wenn innerhalb einer Zeitspanne Δt, die größer als die Periodendauer von 24 Stunden ist, keine Freigabebedingung mehr vorliegt. Im Beispiel treten bis zum Zeitpunkt t₃ Freigabebedingungen in kürzerem Abstand als 30 Stunden auf. Spätestens nach dem Zeitpunkt t₃ erfolgt jedoch keine Freigabebedingung mehr, so daß zum Zeitpunkt t₄, der 30 Stunden nach dem Zeitpunkt t₃ liegt, der Heizkessel ausgeschaltet wird. Mit dem beschriebenen Betriebsverfahren gelingt es also, ein durch tageszeitliche Temperaturschwankungen beding tes Ein- und Ausschalten des Heizkessels zu verhindern. Durch die Überprüfung der Freigabebedingung über eine Zeitspanne, die größer als die Periodendauer des Außen temperaturverlaufs ist; gelingt es, Tag-Nacht-Schwan kungen der Außentemperatur von einem echten Temperatur wechsel zu unterscheiden.

Claims

1. Betriebsverfahren für eine bivalente Heizungsanlage mit einer Wärmepumpe und einem Heizkessel, wobei die Wärmepumpe wärmebedarfsabhängig gesteuert wird und wobei der Heizkessel eingeschaltet wird, wenn eine außentem peraturabhängige Freigabebedingung erfüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkessel auf Bereitschaftsbetrieb geschaltet wird, wenn die Freigabebedingung verschwindet und daß der Heizkessel erst dann wieder ausgeschaltet wird, wenn für eine Zeitspanne Δt < 24 Stunden keine Freigabebedingung mehr ansteht.

2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne Δt = 30 Stunden ist.

3. Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabebedingung darin besteht, daß die Außen temperatur T_A unter einem ersten Grenzwert T_B liegt und daß während einer vorgegebenen Mindestzeit die von einem Heizungsregler vorgegebene Solltemperatur im Heizkreis -i nicht erreicht wird, wobei die Wärmepumpe in ihrer höchsten Leistungsstufe läuft.

4. Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkessel auch freigegeben wird, wenn während einer EVU-Sperre die Solltemperatur im Heiz kreis unterschritten wird und die Außentemperatur unter einem zweiten Grenzwert liegt.