DE19601130A1

DE19601130A1 - Verfahren zur Regelung einer Raumheizungsanlage

Info

Publication number: DE19601130A1
Application number: DE19601130A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Dalitz
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1996-01-13
Filing date: 1996-01-13
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2016-01-14
Also published as: DE19601130C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Raumheizungsanlage mit einem zentralen Wärmeerzeuger, beispielsweise Gasheizkessel, zur Erwärmung eines Wärmeträgermediums und mit einem Raumtemperaturregler, der die Raum-Isttemperatur erfaßt und an dem ein Raumtemperatur-Sollwert einstellbar ist, sowie mit einem Stellorgan, wie Stellventil oder steuerbare Umwälzpumpe, zur Einstellung der Wärmeträgermedium-Durchflußmenge pro Zeiteinheit.

Ein Verfahren zum Steuern einer Temperatur einer Zentralheizungsanlage ist in der DE 35 37 104 C2 beschrieben. Dieses dient der Korrektur der Heizkurve. Die beschriebene Heizungsanlage zeigt die oben genannten Baugruppen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, durch das der Wärmeerzeuger auf einem möglichst niedrigen Temperaturniveau betrieben wird.

Gelöst ist diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.

Dabei wird bei zunehmendem Raum-Wärmebedarf zunächst die Wärmeträger-Durchflußmenge ohne Anhebung der Vorlauftemperatur vergrößert. Der Wärmeerzeuger arbeitet also lang auf einem niedrigen Temperaturniveau. Daraus ergibt sich ein wirtschaftlicher Betrieb mit geringen Verlusten. Erst wenn trotz maximaler Durchflußmenge der jeweilige Raum-Wärmebedarf nicht gedeckt wird, wird die Vorlauftemperatur angehoben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Raumheizungsanlage schematisch,

Fig. 2 ein Diagramm der Durchflußmengenerhöhung,

Fig. 3 ein Diagramm der Vorlauftemperaturerhöhung und

Fig. 4 eine Ergänzung zu Fig. 3.

Ein zentraler Wärmeerzeuger (1), beispielsweise Gasheizkessel, arbeitet mit einer Regeleinrichtung (2) für die Vorlauftemperatur. Die Raumheizungsanlage ist im Beispielsfall in Raumheizzonen (I, II) aufgeteilt. Es können auch weitere Zonen vorgesehen sein. Jede Raumheizzone umfaßt wenigstens einen Raumheizkörper (3, 4; 3′, 4′) in einem oder mehreren zu beheizenden Räumen. Jeder Raumheizzone (I, II) ist über eine Vorlaufleitung (5 bzw. 5′) Heizungswasser vom Wärmeerzeuger (1) zugeführt. Jeder Raumheizzone (I, II) ist ein motorisch antreibbares Stellventil (6 bzw. 6′) oder eine Umwälzpumpe mit einstellbarer Drehzahl zugeordnet. Das Stellventil bzw. die Umwälzpumpe ist von einer Regelschaltung (7 bzw. 7′) der betreffenden Raumheizzone (I, II) gesteuert. An der Regelschaltung (7, 7′) liegt ein Raumtemperatur-Sollwertgeber (8 bzw. 8′), der von einer Zeitschaltuhr (9 bzw. 9′) einstellbar sein kann. Die Regelschaltung (7, 7′) erfaßt über einen Raumtemperaturfühler (10 bzw. 10′) die Isttemperatur des Führungsraums der jeweiligen Raumheizzone.

Die Funktionsweise der beschriebenen Anlage ist im wesentlichen folgende, wobei die Verhältnisse hinsichtlich der Raumheizzone (I) beschrieben werden. Für die Raumheizzone (II) gilt entsprechendes.

In Fig. 2 ist angenommen, daß im Zeitpunkt (t0) das Stellventil (6) oder die statt dessen vorsehbare drehzahlsteuerbare Umwälzpumpe so eingestellt ist, daß eine minimale Durchflußmenge (Q1) fließt. Solange mit dieser Temperatur die eingestellte Solltemperatur erreicht wird, geschieht nichts weiteres.

Wird die eingestellte Solltemperatur im betreffenden Raum nicht erreicht, dann schaltet die Regelschaltung (7) das Stellventil (6) weiter auf, so daß eine größere Durchflußmenge Q2 zu den Heizkörpern (3, 4) fließt, was in Fig. 2 zum Zeitpunkt (t1) der Fall ist. Die erhöhte Strömungsmenge bleibt wenigstens für eine festgelegte Verweilzeit tV, beispielsweise 10 min bis 15 min, aufrechterhalten, weil die Solltemperatur noch nicht gleich erreicht werden kann. Die Verweilzeit tV ist so bemessen, daß während ihr in vielen praktischen Betriebsfällen sich die Raumtemperatur um einige K auf die Solltemperatur erhöhen kann.

Wird die Solltemperatur nach der Verweilzeit tV nicht erreicht, dann schaltet die Regelschaltung (7) die Durchflußmenge um eine weitere Stufe auf Q3 höher, was in Fig. 2 im Zeitpunkt t2 der Fall ist.

Wird die Solltemperatur auch mit der Durchflußmenge (Q3) nicht erreicht, beispielsweise weil der Sollwert höher gestellt wurde, dann wird die Durchflußmenge auf ihren Maximalwert Qmax eingestellt, was in Fig. 2 bei t3 der Fall ist. Wird auch mit der Durchflußmenge Qmax nach der Verweilzeit tv die Solltemperatur nicht erreicht, dann wird die Vorlauftemperatur Tv erhöht, was unten näher beschrieben ist. Bis zum Zeitpunkt t4 regelt die Regeleinrichtung (2) die Vorlauftemperatur auf einen anlagenspezifisch möglichst kleinen Wert.

Anstelle der in Fig. 2 dargestellten drei Stufen können auch mehr Durchflußmengenstufen vorgesehen sein. Jede Stufe bleibt wenigstens während der Verweilzeit tV geschaltet.

Übersteigt während der Zeit (t1 bis t4) die Raumtemperatur die Solltemperatur, dann erfolgt ein entsprechend stufenweises Zurückschalten der Durchflußmenge.

Wird trotz maximaler Durchflußmenge (Qmax) die Raum-Solltemperatur nicht erreicht, dann gibt die Regelschaltung (7) über eine Signalleitung (11 bzw. 11′) ein Signal an die Regeleinrichtung (2) des Wärmeerzeugers (1). Die Regeleinrichtung (2) erhöht damit die Vorlauftemperatur Tv beispielsweise von T1 auf T2 (vgl. Fig. 3). Die Temperatur T1 kann eine für den Frostschutzbetrieb der Anlage nötige Temperatur oder eine höhere Temperatur sein. Die Anforderung der Temperaturerhöhung besteht für eine bestimmte Dauer tD, beispielsweise 10 min bis 15 min, wobei die Dauer tD so bemessen ist, daß sich nach Hochlauf der Solltemperatur von T1 auf t2 eine anlagenspezifische Zeit bleibt, die im Regelfalle ausreicht, daß sich die Raumtemperatur um wenige K auf den Sollwert erhöht.

Reicht die Vorlauftemperatur T2 nicht aus, um den Raumtemperatursollwert zu erreichen, dann wird sie um eine Stufe weiter erhöht, was nach Fig. 3 zum Zeitpunkt t5 der Fall ist. Die Vorlauftemperatur wird von T2 auf T3 angehoben. Entsprechendes gilt für weitere Stufen. Zum Zeitpunkt t6, beispielsweise, ist mit der Vorlauftemperatur T3 die Raumsolltemperatur noch immer nicht erreicht. Dementsprechend wird die Vorlauftemperatur auf T4 hochgestellt.

Die bestimmte Dauer tD, während der die von der Regelschaltung (7) ausgehende Temperaturanforderung Gültigkeit hat, ist vorzugsweise so bemessen, daß die erhöhte Solltemperatur für einige Zeit bestehen bleibt. Nach Ablauf der bestimmten Dauer tD wird, wenn innerhalb ihr keine Temperaturerhöhung angefordert wird, die Vorlauftemperatur zurückgestellt, was in Fig. 3 beispielsweise zum Zeitpunkt t7 der Fall ist. Die Vorlauftemperatur sinkt dementsprechend ab. Zum Zeitpunkt t8 fordert die Regelschaltung (7) eine weitere Temperaturerhöhung an, so daß die Vorlauftemperatur wieder ansteigt. Nach dem Zeitpunkt t9 erfolgt keine weitere Temperaturanforderung, so daß die Vorlauftemperatur Tv auf ihren Ausgangswert T1 zurückgeht.

Bei jeder Erhöhung der Vorlauftemperatur Tv wird das Stellventil (6) wenigstens um eine Stufe zurückgeschaltet. Es kann bei jeder Erhöhung der Vorlauftemperatur auf die niedrigste Durchflußmenge zurückgeschaltet werden. Es ist damit zusätzlich unterstützt, daß eine erhöhte Vorlauftemperatur schnell an den Raumheizkörpern wirksam wird.

Fig. 4 zeigt eine von der Regeleinrichtung (2) voreingestellte Vorlauftemperatur Tn im normalen Tagbetrieb und eine Vorlauftemperatur Ta im abgesenkten Nachtbetrieb und eine Vorlauftemperatur Tf im Frostschutzbetrieb. In Fig. 4 sind durch die Kurven a, b, c die betreffenden Temperaturerhöhungen dargestellt, die auftreten, wenn die Regelschaltung (7) eine erhöhte Vorlauftemperatur anfordert. Bei einer Temperaturanforderung zum Zeitpunkt t1′ erfolgt eine vergleichsweise kleine Erhöhung der Vorlauftemperatur (Kurve a). Bei Temperaturanforderung im Zeitpunkt t2′ erfolgt eine größere Temperaturerhöhung auf - zunächst Tn. Im Zeitpunkt t3′ ist bei Temperaturanforderung die Temperaturerhöhung (Kurve c) noch größer, um - zunächst - die Temperatur Tn zu erreichen.

Die Vorlauftemperatur (Tv) kann an der Regeleinrichtung (2) auch außentemperaturabhängig voreingestellt sein, wobei dann von diesem voreingestellten Vorlauftemperaturwert aus die Temperaturerhöhung entsprechend des Signals der Regelschaltung (7) erfolgt.

Claims

1. Verfahren zur Regelung einer Raumheizungsanlage mit einem zentralen Wärmeerzeuger, beispielsweise Gasheizkessel, zur Erwärmung eines Wärmeträgermediums und mit einem Raumtemperaturregler, der die Raum-Isttemperatur erfaßt und an dem ein Raumtemperatur-Sollwert einstellbar ist, sowie mit einem Stellorgan, wie Stellventil oder steuerbare Umwälzpumpe, zur Einstellung der Wärmeträgermedium-Durchflußmenge pro Zeiteinheit, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Raumtemperatur-Istwert kleiner als der Raumtemperatur-Sollwert ist, zunächst die Durchflußmenge (Q) stufenweise erhöht wird, wobei jede Durchflußmengenstufe wenigstens während einer bestimmten Verweilzeit (tV) eingeschaltet bleibt und die nächsthöhere Durchflußmengenstufe erst eingeschaltet wird, wenn innerhalb der Verweilzeit (tV) der Raumtemperatur-Sollwert noch nicht erreicht wird, und daß erst dann, wenn die Durchflußmengenstufe der maximalen Durchflußmenge (Qmax) eingeschaltet ist und der Raumtemperatur-Sollwert dennoch nicht erreicht wird, der Raumtemperaturregler (7) ein Signal zur Erhöhung der Vorlauftemperatur (Tv) des Wärmeträgermediums an den Wärmeerzeuger (1, 2) gibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlauftemperatur (Tv) des Wärmeträgermediums stufenweise erhöht wird, wobei jede Vorlauftemperaturstufe wenigstens für eine bestimmte Dauer (tD) eingeschaltet bleibt, und die nächsthöhere Vorlauftemperaturstufe erst eingeschaltet wird, wenn der Raumtemperatur-Istwert den Raumtemperatur-Sollwert noch nicht erreicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit (tV) der Durchflußmengenstufen entsprechend der Trägheit der Anlage festgelegt ist, beispielsweise 10 min bis 15 min, beträgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Dauer (tD) der Vorlauftemperaturstufen entsprechend der Trägheit der Anlage festgelegt ist, beispielsweise 10 min bis 15 min, beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der bestimmten Dauer (tD) die Vorlauftemperatur erniedrigt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten einer Erhöhung der Vorlauftemperatur (Tv) des Wärmeträgermediums die Durchflußmenge (Q) wenigstens um eine Durchflußmengenstufe zurückgeschaltet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten einer Erhöhung der Vorlauftemperatur (Tv) des Wärmeträgermediums die Durchflußmenge auf die niedrigste Durchflußmengenstufe (Q1) zurückgeschaltet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Durchflußmengen für unterschiedliche Zonen (I, II) der Raumheizungsanlage separat erfolgt, wobei jeder Zone wenigstens ein Raumheizkörper (3, 3′), ein Stellorgan (6, 6′) und ein Raumtemperaturregler (7, 7′) zugeordnet sind.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung (2) des Wärmeerzeugers (1) von dem Raumtemperaturregler (7) Steuersignale für die Erhöhung der Vorlauftemperatur erhält, welche sie in Abhängigkeit der Außentemperatur und/oder einer Tag-Nacht-Absenkung oder eines Frostschutzbetriebs voreinstellt.