DE4331917C2 - Verfahren zum Steuern einer Heizungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem einleitenden Teil des ersten unab­ hängigen Patentanspruchs sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem einleitenden Teil des zweiten unabhängigen Patentanspruchs.

Wärmequellen geringer thermischer Trägheit erfordern zur Begrenzung der Schaltspielzahl ein Zeitglied, das vorgegebene Betriebspausen für den Brenner erzwingt. Bekannt sind Ge­ räte - beispielsweise gemäß der DE-OS 37 18 653 -, die ein Zeitglied aufweisen, das werk­ seitig mit einer festen Sperrzeit von ca. 5 Minuten eingestellt ist. Bei einem in der EP-PS 8 461 beschriebenen derartigen Gerät ist dazu eine Regeleinrichtung mit einem Zeitglied vor­ gesehen, dessen fest eingestellte Sperrzeit wiederholt hintereinander abläuft, solange keine Wärmeanforderung auftritt. Nachteilig wirkt sich diese Mindestsperrzeit insbesondere bei Anlagen mit geringem Wasserinhalt, beispielsweise bei der Verwendung von Plattenheizkör­ pern, aus, da die Sperrzeit dann unter Umständen zu lang ist. Nach dem Einschalten des Brenners steigt die Temperatur sehr schnell an und überschreitet den Soll-Wert der Vorlauf­ temperatur. Der Brenner schaltet nach kurzer Zeit wieder ab, so daß in der nachfolgenden Sperrzeit eine starke Auskühlung des Systems zu erwarten ist. Die Folgen sind sehr starke Temperaturschwankungen, die häufig Reklamationen auslösen. Deshalb ist das Zeitglied bei einem bekannten Umlaufwasserheizer mit einem Potentiometer zur Nachstellung der Sperr­ zeit versehen. Allerdings ist eine Nachstellung auf eine kürzere Sperrzeit nur von Kunden­ dienst-Fachleuten durchführbar, wobei eine schaltspielzahlbedingte Lebensdauerverkürzung des Gerätes in Kauf genommen werden muß. Die Erhöhung der Schaltspielzahl, das heißt der Ein- und Ausschalt-Frequenz des Brenners, hat darüber hinaus eine Erhöhung der An­ fahremission in der Startphase des Brenners zur Folge.

Aus der DE-OS 39 08 136 und der DE-PS 34 26 937 sind Vorrichtungen bekanntgeworden, mit Hilfe derer die Sperrzeit in Abhängigkeit von der Länge der vorangegangenen Einschalt­ periode beziehungsweise der Anzahl der eingeschalteten Wärmeabnehmer bestimmbar ist. Geeignet sind diese Vorrichtungen nur für Heizungsanlagen mit zweipunktgeregeltem Bren­ ner, da die Einschaltzeit stufig oder stetig regelbarer Brenner kein Maß für die Leistungsab­ gabe und damit für den Wärmebedarf ist. Außerdem sind aufwendige Schaltungen mit emp­ findlichen Meßfühlern erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und Verfahren zum Steuern einer Heizungsanlage der oben angegebenen Art anzugeben, durch welche auf einfache Weise der Benutzungskomfort, die Schaltspielzahl und die Anfahremission der Hei­ zungsanlage verbessert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß alternativ durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 gelöst. Durch die Verwendung eines vorlauftempe­ raturabhängigen Parameters bei beiden Lösungsalternativen ergibt sich eine variable, sich automatisch optimierende Wiedereinschaltsperrzeit und eine sehr genaue Anpassung der Schaltspielzahl an die jeweilige Wärmebedarfssituation. Hierdurch ist es möglich, das Verfahren sowohl bei witterungsgeführten als bei raumtemperaturgeführten Regelungen anzuwenden. Allgemein gilt, daß sich bei hohem Wärmebedarf, insbesondere bei sehr niedriger Außentemperatur, kurze Sperrzeiten und bei niedrigem Wärmebedarf lange Sperrzeiten ergeben. Besonders vorteilhaft ist die universelle Anwendbarkeit des Verfahrens für jegliche Art der Wärmeerzeugung. Insbesondere sind die Verfahren auch für stufig oder stetig regelbare Brenner uneingeschränkt verwendbar.

Die Lösung nach dem zweiten unabhängigen Patentanspruch führt zu dem Vorteil einer sehr einfachen Schaltung zur Ermittlung des aktuellen Vorlauftemperaturwertes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher dargestellt.

Fig. 1 veranschaulicht eine Beeinflussung eines Zeitgliedes für eine Wiedereinschaltsperr­ zeit eines Brenners einer Heizanlage in Abhängigkeit vom jeweils aktuellen Vorlauftempera­ tur-Soll-Wert VT_Soll. Eine brennerbetriebene Wärmequelle besteht im wesentlichen aus ei­ nem Wärmetauscher 1, der an einer Rücklaufleitung 2 und einer Vorlaufleitung 3 ange­ schlossen ist und der von einem Brenner 4 beheizt wird, der über eine mit einem Magnet­ ventil 5 versehene Brennstoff-Zufuhrleitung 6 gespeist ist. Der Vorlaufleitung 3 ist ein Tem­ peraturfühler 7 zugeordnet, der beispielsweise als temperaturabhängiger Widerstand aus­ gebildet ist. Auf der zugehörigen Anschlußleitung 8 stehen damit Spannungen an, deren Ist- Wert mit der Temperatur der Vorlaufleitung 3 variabel ist. Weiterhin ist ein Stetig- Raumthermostat 9 vorgesehen, der über eine Leitung 10 mit einem Differenzverstärker 11 verbunden ist. Der zweite Eingang des Differenzverstärkers 11 wird von der Anschlußleitung 8 des Temperaturfühler 7 gebildet. Der Stetig-Raumthermostat 9 weist einen Soll-Wert- Einsteller 12 und einen Raumtemperaturfühler 13 auf, deren Ausgangssignale über einen weiteren Differenzverstärker 14 miteinander verknüpft werden. Das Ausgangssignal dieses Differenzverstärker 14 steht auf der Leitung 10 an. Eine Zweigleitung 15 dieser Leitung 10 ist mit einem Zeitglied 16 verbunden. Das Zeitglied 16 steuert über eine Steuerleitung 17 einen elektronischen Schalter 18 an. Der elektronische Schalter 18 ist in einem Leitungs­ strang eingebunden, der den Differenzverstärker 11 mit der Magnetspule 19 des Magnet­ ventils 5 verbindet. Dabei ist dem elektronischen Schalter 18 ein Verstärker 20 nachgeschal­ tet. Eine Schaltung 21, die Schaltungselemente zur Zeitgliedaktivierung und zur Realisierung einer minimalen und maximalen Wiedereinschaltsperrzeit t_min und t_max aufweist, beaufschlagt das Zeitglied 16.

Die Funktion der Gesamtschaltung wird im folgenden näher dargestellt:
Durch den Stetig-Raumthermostaten wird ein Vorlauftemperatur-Soll-Wert VT_Soll erzeugt, welcher mit dem auf der Leitung 8 anstehenden Vorlauftemperatur-Ist-Wert VT_Ist mittels des Differenzverstärkers 11 verglichen wird. Bei Überschreiten einer Mindestdifferenz, d. h. bei einer Mindestregelabweichung, liegt eine Wärmeanforderung vor. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 11 ist entsprechend hoch, so daß für den Fall, daß sich der elektroni­ sche Schalter 18 in geschlossenem Zustand befindet, das Magnetventil 5 unmittelbar geöff­ net wird und der Brenner 4 eingeschaltet wird. Eine Sperrwirkung der Brennereinschaltung tritt auf, wenn sich der elektronische Schalter 18 in geöffnetem Zustand befindet. Durch das Zeitglied 16 wird der elektronische Schalter 18 nach jeder Brennerabschaltung für einen bestimmten Zeitraum geöffnet. Dadurch ist die Schaltspielzahl reduziert. Das Zeitglied 16 ist jedoch nicht auf eine bestimmte feste Zeit eingestellt, sondern wird seinerseits von dem Vorlauftemperatur-Soll-Wert VT_Soll über die Zweigleitung 15 beaufschlagt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Wiedereinschaltsperrzeit für den Brenner 4 mit zunehmendem Vorlauftemperatur-Soll-Wert VT_Soll abnimmt. Damit werden starke Temperaturschwankun­ gen, insbesondere bei großem Wärmebedarf, vermieden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Steuern einer Heizungsanlage mit einer brenner­ betriebenen Wärmequelle und einer Regelvorrichtung, mit welcher eine Wiedereinschaltsperrzeit des Brenners nach dessen wärme­ anforderungsbedingtem Abschalten vorgegeben werden kann, wobei die Sperrzeit von einem den Wärmebedarf reprä­ sentierenden Parameter derart variierbar ist, daß die Wiederein­ schaltsperrzeit des Brenners mit steigendem Parameterwert sinkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter der Vorlauf­ temperatur-Ist-Wert TV_Ist im Moment beendeter Wärmeanforde­ rung ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Stetig-Raumthermostaten (9), dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Stetig-Raumthermostaten (9) einem auch mit dem Vorlauftemperaturfühler (7) verbundenen Differenz­ verstärker (11) und einem Zeitglied (16) zugeführt ist, wobei der Differenzverstärker (11) und das Zeitglied (16) einen elektroni­ schen Schalter (18) beaufschlagen, welcher Schalter (18) die Brennstoffzufuhr zum Brenner (4) entweder sperrt oder nicht sperrt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (21) zur Zeitgliedaktivierung und zur Vorgabe einer mi­ nimalen und einer maximalen Wiedereinschaltsperrzeit t_min und t_max mit dem Zeitglied (16) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die brennerbetriebene Wärmequelle ein Umlaufwasserheizer ist.