DE4015139C2 - Method for controlling a water heating system - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer einen Heizkessel, zwei Heizkreise und den Ladekreis eines mit Heizwasser beheizten Brauchwasserspeichers umfassenden Wasserheizungsanlage, wobei die Ladung des Speichers mit Vorrang vor der Beheizung der beiden Heizkreise erfolgt.The invention relates to a method for controlling a boiler, two heating circuits and the charging circuit of a domestic hot water tank heated with heating water Water heating system, whereby the charge of the storage tank takes priority over heating of the two heating circuits.

Aus der DE 25 24 010 C3 ist bereits eine Steuerung einer Heizungsanlage bekannt, bei der ein Verzögerungsglied nach einer Brauchwasserentnahme die Speicherladepumpe mit Ver­ zögerung ausschaltet und die Umwälzpumpe eines Heizkreises mit Verzögerung öffnet, um dadurch einer Überhitzung des Heizwassers im Heizkreis vorzubeugen.A control of a heating system is already known from DE 25 24 010 C3 a delay element after a hot water withdrawal the storage tank charging pump with Ver switches off the delay and the circulation pump of a heating circuit opens with a delay to prevent the heating water in the heating circuit from overheating.

Aus der DE 35 39 327 A1 geht eine Heizungsanlage hervor, bei der ein Heizkessel sowohl einen Brauchwasserspeicher wie auch zwei Heizkreise versorgt, wobei einer der beiden Heizkreise direkt und der andere über ein Mischventil angeschlossen ist. DE 35 39 327 A1 shows a heating system in which both a boiler supplies a domestic hot water tank as well as two heating circuits, one of the two Heating circuits directly and the other is connected via a mixing valve.  

Schließlich ist aus der Informationsschrift der Firma Centra Bürkle K2, S. K2.15, vom Sep­ tember 1984 bekannt, eine Heizungsanlage mit einem Brauchwasserspeicher zu versehen.Finally, from the information from Centra Bürkle K2, p. K2.15, dated Sep. tember 1984 known to provide a heating system with a hot water tank.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Ausgestaltung einer solchen Steuerung die mittlere Temperatur des Heizkesselvorlaufes zu senken und dadurch die Bereitschafts- und Strah­ lungswärmeverluste zu verringern.The object of the invention is to design the middle by designing such a control Lower the temperature of the boiler flow and thereby the standby and jet to reduce heat losses.

Die Erfindung löst die Aufgabe bei einer zweierlei Heizkreise aufweisenden Wasserheizungsanlage mit einem Brauchwasserspeicher durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs.The invention solves the Task with a water heating system with two heating circuits a domestic hot water tank by the features of the independent claim.

Das Wesentliche der Erfindung ist also darin zu sehen, daß nach der Brauchwasserspei­ cherladung vor dem Zuschalten des Direktheizkreises das Temperaturniveau des Heizkes­ sels für den Mischerheizkreis abgebaut wird. Damit wird der Direktheizkreis vor zu hohen Kesseltemperaturen geschützt.The essence of the invention is therefore to be seen in the fact that after the hot water tank The charging level before switching on the direct heating circuit is the temperature level of the heating element is removed for the mixer heating circuit. This will make the direct heating circuit too high Protected boiler temperatures.

Ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung dieses er­ findungsgemäßen Verfahrens geeigneten Wasserheizungsanla­ ge ist gemeinsam mit den den Betrieb einer solchen Anlage erläuternden Diagrammen in den Zeichnungen veranschau­ licht.An embodiment of a he to perform this inventive method suitable water heating system ge is together with the operation of such a plant  explanatory diagrams in the drawings light.

Im einzelnen zeigen:In detail show:

Fig. 1 das Schema einer Wasserheizungsanlage und ihrer Steuerung, die Fig. 1 shows the scheme of a water heating system and its control, the

Fig. 2 bis 4 stellen verschiedene Betriebsphasen in Diagrammen dar. Fig. 2 to 4 illustrate various stages of operation is in diagrams.

Die in Fig. 1 dargestellte Wasserheizungsanlage umfaßt einen als Heizkessel 1 ausgebildeten Wasserheizer einer grundsätzlich beliebigen Bauart mit einer Kesselsteuerung 2, die über eine Steuerleitung 3 mit einer allgemeinen, die Anlage steuernden Steuerung 4 verknüpft ist.The water heating system shown in Fig. 1 comprises a water heater designed as a boiler 1 of any design with a boiler control 2 , which is linked via a control line 3 with a general control 4 controlling the system.

Hydraulisch ist der Heizkessel 1 über eine Vorlaufleitung 5 mit einem Vorlaufverteiler 6 und über eine Vorlauf­ zweigleitung 7, die eine Speicherladepumpe 8 und ein Rückschlagventil 9 enthält, mit einem Speicherbehälter 10 verbunden, der über eine Kaltwasser-Zufuhrleitung 11 ge­ speist wird und von dem eine Zapfleitung 12 zu Brauch­ wasser-Zapfstellen ausgeht.Hydraulically, the boiler 1 is connected via a flow line 5 with a flow distributor 6 and via a flow branch line 7 , which contains a storage tank charging pump 8 and a check valve 9 , with a storage tank 10 , which is fed via a cold water supply line 11 and one of which Tap line 12 goes out to custom water taps.

Die Temperatur des Speicherwassers wird im Bereich des Ausganges der Zapfleitung 12 von einem Temperaturfühler 13 überwacht, der über eine Steuerleitung 14 mit der all­ gemeinen Steuerung 4 verbunden ist.The temperature of the storage water is monitored in the area of the outlet of the tap line 12 by a temperature sensor 13 , which is connected to the general control 4 via a control line 14 .

Dem Heizkessel 1 und dem Vorlaufverteiler 6 sind zwei Heizkreise angeschlossen, nämlich über die Vorlaufleitung 15 mit der Umlaufpumpe 16 sowie dem Rückschlagventil 17 ein erster Heizkreis mit dem Heizkörper 18, dessen Rück­ laufleitung 19 in den gemeinsamen Rücklaufsammler 20 und über die Rücklaufleitung 21 in den Heizkessel 1 führt. In diese Rücklaufleitung 21 mündet auch die Rücklaufzweig­ leitung 22 des den Brauchwasserspeicher 10 im Ladekreis 7 bis 22 beheizenden Heizwassers.The boiler 1 and the flow distributor 6 are connected to two heating circuits, namely via the flow line 15 with the circulation pump 16 and the check valve 17, a first heating circuit with the radiator 18 , the return line 19 in the common return collector 20 and via the return line 21 in the boiler 1 leads. In this return line 21 also opens the return branch line 22 of the hot water tank 10 in the charging circuit 7 to 22 heating water.

Der zweite Heizkreis umfaßt die vom Vorlaufverteiler 6 ausgehende Vorlaufleitung 23 mit der Umlaufpumpe 24, dem Rückschlagventil 25 und dem Heizkörper 26 sowie der zum gemeinsamen Rücklaufsammler 20 führenden Rücklaufleitung 27.The second heating circuit comprises the flow line 23 starting from the flow distributor 6 with the circulation pump 24 , the check valve 25 and the heating element 26, and the return line 27 leading to the common flow collector 20 .

Sowohl in der Vorlaufleitung 5 des Heizkessels 1, als auch in der Vorlaufleitung 23 des zweiten Heizkreises 23 bis 27 befindet sich je ein Temperaturfühler 28 bezie­ hungsweise 29, die über zugeordnete Steuerleitungen 30 beziehungsweise 31 mit der allgemeinen Steuerung 4 ver­ bunden sind.Both in the flow line 5 of the boiler 1 , as well as in the flow line 23 of the second heating circuit 23 to 27, there is a temperature sensor 28 or 29 , which are connected to the general control 4 via associated control lines 30 and 31, respectively.

Mit dieser allgemeinen Steuerung 4 ist ferner auch der Stellmotor 32 eines Dreiwege-Mischventiles 33 über eine Steuerleitung 34 verbunden.The actuator 32 of a three-way mixing valve 33 is also connected to this general control 4 via a control line 34 .

Dieses Mischventil 33 verbindet seiner jeweiligen Stel­ lung entsprechend die Vorlaufleitung 23 des zweiten Heiz­ kreises 23 bis 27 unmittelbar mit dem Verteiler 6 oder über die Verbindungsleitung 35 mit dessen Rücklaufleitung 27. Dieses Mischventil 33 umgeht somit den Heizkörper 26 oder mischt in allen Zwischenstellungen Wasser aus der Rücklaufleitung 27 dem aus dem Verteiler 6 zuströmenden Heizwasser zu und speist es in die Vorlaufleitung 23 ein.This mixing valve 33 connects its respective position according to the flow line 23 of the second heating circuit 23 to 27 directly to the distributor 6 or via the connecting line 35 with the return line 27th This mixing valve 33 thus bypasses the radiator 26 or mixes water from the return line 27 into the heating water flowing from the distributor 6 in all intermediate positions and feeds it into the supply line 23 .

Die allgemeine Steuerung 4 ist schließlich auch noch über eine Steuerleitung 37 mit einem Außentemperaturfühler 36 verbunden.The general control 4 is finally also connected via a control line 37 to an outside temperature sensor 36 .

Ferner führen von dieser allgemeinen Steuerung 4 eine Steuerleitung 38 zur Speicherladepumpe 8 des Ladekreises 7 bis 22, eine Steuerleitung 39 zur Umlaufpumpe 16 des ersten Heizkreises 15 bis 19 und eine Steuerleitung 40 zur Umlaufpumpe 24 des zweiten Heizkreises 23 bis 27.Furthermore, a control line 38 leads from this general control 4 to the storage tank charging pump 8 of the charging circuit 7 to 22 , a control line 39 to the circulation pump 16 of the first heating circuit 15 to 19 and a control line 40 to the circulation pump 24 of the second heating circuit 23 to 27 .

Eine Zeitsteuerung 50 ist mit der allgemeinen Steuerung 4 über eine Steuerleitung 51 verbunden und weist eine Ein­ stellung 52 zur Eingabe eines Zeitprogrammes auf.A time control 50 is connected to the general control 4 via a control line 51 and has a setting 52 for entering a time program.

Ferner sind dieser Steuerung 4 Geber 53 und 55 zur Einga­ be von Raumtemperatur-Soll-Werten über Steuerleitungen 54 beziehungsweise 56 angeschlossen.Furthermore, this control 4 sensors 53 and 55 for the input of room temperature setpoints via control lines 54 and 56 are connected.

In allen Diagrammen nach den Fig. 2 bis 4 zeigt die Abszisse den Zeitablauf. In der Ordinate ist zu oberst im Abschnitt I und II der Wärmebedarf der beiden Heiz­ kreise eingetragen, und zwar zeigt die Linie 41 den Wär­ mebedarf des ersten Heizkreises 15 bis 19, die Linie 42 den Wärmebedarf des zweiten Heizkreises 23 bis 27. Ver­ laufen diese Linien in einem Abstand von der Abszisse zu ihr parallel, bedeutet dies eine Wärmeanforderung; ver­ läuft die Linie in der Abszisse, besteht keine Wärmean­ forderung.The abscissa shows the passage of time in all diagrams according to FIGS. 2 to 4. In the ordinate, the heat requirement of the two heating circuits is entered at the top in section I and II, namely line 41 shows the heat requirement of the first heating circuit 15 to 19 , line 42 the heat requirement of the second heating circuit 23 to 27 . If these lines run parallel at a distance from the abscissa to it, this means a heat requirement; If the line runs in the abscissa, there is no heat requirement.

Der Abschnitt III des Diagrammes zeigt die vom Wärmefüh­ ler 13 angezeigte Temperatur des im Brauchwasserspeicher 10 beheizten Speicherwassers, wobei die obere gestrichel­ te Linie 43 jenen Grenzwert der Temperatur anzeigt, bei der die Speicherbeheizung beendet wird, und die untere Linie 44 jene Grenztemperatur angibt, bei der eine solche Beheizung einsetzt.Section III of the diagram shows the temperature of the storage water heated in the hot water storage tank 10 indicated by the heat sensor 13 , the upper dashed line 43 indicating the limit value of the temperature at which the storage heating is ended and the lower line 44 indicating that limit temperature who uses such heating.

Im Abschnitt IV des Diagrammes werden die Betriebsphasen der Umlaufpumpe 16 des ersten Heizkreises 15 bis 19, im Abschnitt V jene der Umlaufpumpe 24 des zweiten Heizkrei­ ses 23 bis 27 und im Abschnitt VI jene der Speicherlade­ pumpe 8 des Brauchwasserkreises 7 bis 22 dargestellt. In section IV of the diagram, the operating phases of the circulation pump 16 of the first heating circuit 15 to 19 , in section V those of the circulation pump 24 of the second heating circuit 23 to 27 and in section VI those of the accumulator charging pump 8 of the process water circuit 7 to 22 .

Im untersten Abschnitt VII des Diagrammes sind die vom Temperaturfühler 28 verzeichneten Temperaturen angegeben, die im wesentlichen zwischen einem unteren und einem obe­ ren, gestrichelt bezeichneten Grenzwert schwanken. Die obere gestrichelte Linie 45 zeigt jenen Temperaturwert an, der einer Soll-Temperatur des Heizwassers zur Erwär­ mung des Brauchwasser-Speicherbehälters 10 entspricht, die untere Linie 46 zeigt die Soll-Temperatur des Heiz­ wassers im ersten Heizkreis 15 bis 19.In the bottom section VII of the diagram, the temperatures recorded by the temperature sensor 28 are given, which fluctuate substantially between a lower and an upper limit, indicated by dashed lines. The upper dashed line 45 shows that temperature value which corresponds to a target temperature of the heating water for heating the domestic water storage tank 10 , the lower line 46 shows the target temperature of the heating water in the first heating circuit 15 to 19 .

In der gemäß Fig. 2 dargestellten Situation besteht in beiden Heizkreisen 15 bis 19 und 23 bis 27 eine Wärmean­ forderung, die Umlaufpumpen 16 und 24 beider Heizkreise sind zunächst eingeschaltet. Die Temperatur des Heizwas­ sers im zweiten, an das Mischventil 33 anschließenden Heizkreis 23 bis 27 entspricht in dessen Vorlaufleitung 23 etwa der Soll-Temperatur des Heizwassers. Sobald die vom Temperaturfühler 13 gemessene Temperatur des gespei­ cherten Brauchwassers unter den unteren Grenzwert 44 ab­ fällt, schalten die Heizkreis-Umlaufpumpen 16 und 24 ab, das Mischventil 33 wird geschlossen und die Speicherlade­ pumpe 8 geht in Betrieb.In the situation shown in FIG. 2, there is a requirement for heat in both heating circuits 15 to 19 and 23 to 27 , the circulation pumps 16 and 24 of both heating circuits are initially switched on. The temperature of the Heizwas sers in the second, connected to the mixing valve 33 heating circuit 23 to 27 in its flow line 23 corresponds approximately to the target temperature of the heating water. As soon as the temperature of the stored service water measured by the temperature sensor 13 drops below the lower limit value 44 , the heating circuit circulation pumps 16 and 24 switch off, the mixing valve 33 is closed and the accumulator charging pump 8 starts operating.

Sobald die Soll-Temperatur des Speicherwassers erreicht ist, schaltet die Umlaufpumpe 24 des zweiten Heizkreises 23 bis 27 ein, das Mischventil 33 fährt in die Regelstel­ lung, und die Umlaufpumpe 16 des ersten Heizkreises 15 bis 19 bleibt zunächst ausgeschaltet. Erst dann, wenn der in der Vorlaufleitung 5 vorgesehene Temperaturfühler 28 anzeigt, daß die Heizwassertemperatur auf den Soll-Wert für den Heizkreis 15 bis 19 abgesunken ist, schaltet auch die Umlaufpumpe 16 des ersten Heizkreises 15 bis 19 ein.As soon as the target temperature of the storage water is reached, the circulation pump 24 of the second heating circuit 23 to 27 switches on, the mixing valve 33 moves into the control position, and the circulation pump 16 of the first heating circuit 15 to 19 initially remains switched off. Only when the temperature sensor 28 provided in the flow line 5 indicates that the heating water temperature has dropped to the desired value for the heating circuit 15 to 19 , does the circulation pump 16 of the first heating circuit 15 to 19 switch on.

Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Situation besteht nur im zweiten Heizkreis 23 bis 27 ein Wärmebedarf 42. Einge­ schaltet ist nur die Umlaufpumpe 24. Sinkt die Speicher­ wassertemperatur unter den unteren Grenzwert 44 wird die­ se Umlaufpumpe 24 stillgesetzt, und die Speicherladepumpe 8 geht in Betrieb, bis der Soll-Wert 43 der Speicherwas­ sertemperatur überschritten wird. Nun geht wieder die Um­ laufpumpe 24 in Betrieb, und die Speicherladepumpe 8 wird abgeschaltet.According to the situation shown in FIG. 3, there is a heat requirement 42 only in the second heating circuit 23 to 27 . Only the circulation pump 24 is switched on . If the storage water temperature drops below the lower limit value 44 , the circulation pump 24 is stopped, and the storage charging pump 8 goes into operation until the target value 43 of the storage water temperature is exceeded. Now the circulation pump 24 goes into operation again, and the accumulator charging pump 8 is switched off.

Gemäß der Situation nach Fig. 4 besteht nur im ersten Heizkreis 15 bis 19 Wärmebedarf 41. Die Umlaufpumpe 8 des Ladekreises 7 bis 22 bleibt nach Abschaltung der Behei­ zung des Speichers 10 noch über eine Zeitspanne 47 in Be­ trieb, dann wird von Speicherladung auf den Heizkreis 15 bis 19 umgeschaltet.According to the situation in FIG. 4, there is a heat requirement 41 only in the first heating circuit 15 to 19 . The circulation pump 8 of the charging circuit 7 to 22 remains after switching off the heating of the memory 10 over a period of time 47 in Be, then is switched from storage charging to the heating circuit 15 to 19 .

Claims (1)

Verfahren zur Steuerung einer einen Wasserheizer, zum Bei­ spiel einen Heizkessel, zwei Heizkreise und den Ladekreis ei­ nes mit Heizwasser beheizten Brauchwasserspeichers umfas­ senden Wasserheizungsanlage, wobei die Ladung des Spei­ chers mit Vorrang vor der Beheizung der beiden Heizkreise erfolgt, bei dem nach dem Ende der Speicheraufladung

• - bei Anforderung von Wärme in einem dem Heizkessel un­ mittelbar angeschlossenen Heizkreis bei Abschaltung des Heizkessels der Heizwasserumlauf durch den Brauchwas­ serspeicher weiterbetrieben wird, bis eine einstellbare Ver­ zögerungszeitspanne abgelaufen ist,
• - bei Anforderung von Wärme in einem weiteren, über ein Mischventil angeschlossenen Heizkreis der Heizkessel unmittelbar auf diesen Heizkreis geschaltet wird,
• - bei Anforderung von Wärme aus beiden Heizkreisen der dem Heizkessel unmittelbar angeschlossene Heizkreis erst dann zugeschaltet wird, wenn die Heizwassertemperatur den Soll-Wert dieses Heizkreises erreicht hat, hingegen der über das Mischventil angeschlossene Heizkreis unverzüg­ lich freigegeben wird.

Process for controlling a water heater, for example a boiler, two heating circuits and the charging circuit of a water heater that is heated with hot water, the heating system being charged, whereby the storage of the storage tank takes priority over the heating of the two heating circuits, in which after the end of the Storage charging

• - If heat is requested in a heating circuit that is directly connected to the boiler, when the boiler is switched off, the heating water circulation continues to be operated by the hot water tank until an adjustable delay period has expired,
• - if heat is requested in a further heating circuit connected via a mixing valve, the boiler is switched directly to this heating circuit,
• - When heat is requested from both heating circuits, the heating circuit directly connected to the boiler is only switched on when the heating water temperature has reached the setpoint for this heating circuit, whereas the heating circuit connected via the mixing valve is released immediately.