DE19944219A1 - Anordnung zur Anpassung der Leistung eines Heizgerätes an den tatsächlichen Wärmebedarf - Google Patents

Abstract

Es wird eine Anordnung zur Anpassung der Leistung eines Heizgerätes an den tatsächlichen Wärmebedarf, insbesondere eines Gebäudes, angegeben. Dabei sind in den Räumen an den Heizkörpern Heizkörperthermostatventile vorgesehen und die Heizungsvorlauftemperatur des Heizgerätes ist über eine Steuerung bzw. Regelung zu bestimmen. In der Anlage ist insgesamt ein Raumtemperaturregler und in jedem wichtigen Raum ein Raumtemperaturfühler vorgesehen. Als Sollwert für die Raumtemperatur wird für alle Räume der am Raumtemperaturregler eingestellte Sollwert verwendet und die Regelung erfolgt auf die größte Regeldifferenz. Gegebenenfalls kann jeder Raumtemperaturfühler mit einem Schalter versehen und separat an- und abgeschaltet werden. Möglich ist es auch, im Raumtemperaturregler zusätzlich eine gemeinsame Zeitsteuerregelung vorzusehen, die nicht für den Leitraum wirksam ist, und nur dann, wenn es das Zeitprogramm erlaubt, werden die weiteren Räume berücksichtigt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zur Anpassung der Leistung eines Heizgerätes an den tatsächlichen Wärmebedarf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Allgemein bekannt sind Raumtemperaturregler. Dabei ist in einem Leitraum ein Raumtemperaturfühler montiert, der die Temperatur in diesem Raum misst. Der Fühler kann im Regler eingebaut oder mit einem Kabel an diesen angeschlossen sein. Am Raumtemperaturregler wird die Solltemperatur eingestellt, die selbständig nach einem Zeitprogramm verändert werden kann, insbesondere in Form einer Nachtabsenkung. Der Raumtemperaturfühler kann als Fernfühler ausgestaltet sein und auch in einem anderen Raum installiert werden als der Raumtemperaturregler selbst. Es ist auch bekannt, je nach Bedarf vom eingebauten auf den Fernfühler umzuschalten, wobei in beiden Fällen die gesamte Heizungsanlage nach dem gewählten Fühler geregelt wird.

Allgemein bekannt ist außerdem die Einzelraumregelung. Dabei wird jedem, vor allen Dingen jedem wichtigen, Raum ein eigener Raumtemperaturfühler, eine eigene Solltemperatur und gegebenenfalls ein eigenes Zeitprogramm zugeordnet. Im einfachsten Fall ist der Einzelraumtemperaturregler ein Thermostatventil. Der Raumtemperaturregler kann auch ein Fühler mit Stellglied sein, wobei Sollwert und Zeitsteuerprogramm individuell für jeden Raum zentral in einem gemeinsamen Regler gespeichert sind. Alternativ kann jeder Raum einen eigenen Raumtemperaturregler mit Stellglied haben. Das Stellglied kann ein Heizkörperventil oder ein Zonenventil sein. Die Regler selbst können untereinander und mit dem Wärmeerzeuger, dem Heizgerät, vernetzt sein.

Nachteilig bei Raumtemperaturregelung ist es, dass die Beheizung weiterer Räume, in denen kein Raumtemperaturfühler und Raumtemperaturregler vorgesehen ist, oft unbefriedigend ist. Die Gründe dafür liegen beispielsweise darin, dass als Leitraum oft das Wohnzimmer gewählt ist, welches nach Süden ausgerichtet ist und große Fensterflächen aufweist, wodurch viel solare Wärme gewonnen wird. Das Bad liegt oft dagegen auf der Nordseite und hat kaum solaren Wärmegewinn. Bei Sonneneinstrahlung regelt der Raumtemperaturregeler daher die Heizung entsprechend der Vorgabe im Wohnzimmer herunter, wohingegen das Bad kalt bleibt.

Entsprechend einer anderen oder additiven Konstellation ist es so, dass man sich im Leitraum häufig aufhält, wodurch Fremdwärme durch Personen erzeugt wird und die Heizung daher herunterregelt. Auch hier kann das Bad kalt bleiben. Eine weitere Möglichkeit, die in der Praxis oft vorkommt, ist diejenige, dass die im Leitraum installierte Heizleistung oft überdimensioniert ist, was auch im Vergleich zu den übrigen Räumen gilt. Dadurch wird dieser Leitraum schneller aufgeheizt als die übrigen Räume und die Heizungsanlage regelt mit den vorstehend beschriebenen Folgen herunter.

Bei solchen Konstellationen werden nachfolgende Lösungen oft als Abhilfe angegeben. Zum einen sollen die Thermostatventile im Leitraum voll geöffnet werden. Die Praxis zeigt jedoch hier, dass dies die vorstehend genannten Probleme nicht löst. Weiterhin wird vorgeschlagen, im Leitraum Handventile statt der Thermostatventile einzubauen und diese so einzustellen, dass im Leitraum die Heizleistung definiert gedrosselt wird. Hier zeigt die Praxis, dass die richtige Einstellung der Handventile sehr mühsam ist. Werden sie zu knapp eingestellt, dann steigt der Fremdwärmeeinfluss bei hohen Außentemperaturen. Bei niedrigen Außentemperaturen wird der Leitraum zu langsam aufgeheizt. Werden die Handventile zu weit geöffnet, dann bleiben die vorstehend genannten Probleme bestehen.

Abhilfe für diese allgemein bekannten Probleme bei den bekannten Raumtemperaturregelungen besteht darin, dass jeder Raum mit einem Raumtemperaturfühler, mit einem Raumtemperatursollwertgeber, mit einem Stellglied und der zugehörigen Verkabelung ausgestattet ist. Dies ergibt jedoch einen sehr hohen Preis. Auf diese Weise ist der Einsatzbereich dieser technisch sehr guten Lösung in der Praxis starkt eingeschränkt.

Aus der DE 197 10 645 ist eine Anordnung und ein Verfahren zur Anpassung der Leistung eines Heizgerätes an den tatsächlichen Wärmebedarf durch Regelung der Heizungsvorlauftemperatur bekannt. Dazu sind in den einzelnen Räumen thermoelektrisch oder motorisch verstellbare Heizkörperventile an den Heizkörpern und Raumtemperaturregler vorgesehen, welche die Heizkörperventile beeinflussen und verstellen. Des Weiteren ist ein Bussystem, über welches das Steuergerät, die Raumtemperaturregler und die Heizkörperventile informativ miteinander verbunden werden können, vorgesehen. Die Vorlauftemperatur der Heizung wird in Abhängigkeit von der Raumtemperatur mittels des Steuergerätes optimierbar und an den Wärmebedarf anpassbar.

In der DE 197 10 646 ist eine sehr ähnliche Anordnung wie vorstehend beschrieben, bei der jedoch die Heizungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Öffnungsstellung der Heizkörperventile mittels des Steuergerätes optimierbar und somit an den Wärmebedarf anpassbar ist.

In der DE 27 14 511 ist eine Vorrichtung zur Regelung der Vorlauftemperatur einer Sammelheizungsanlage beschrieben, bei der in mindestens zwei Räumen angeordneten Heizkörpern Heizkörperthermostatventile vorgesehen sind und die Anlage mit einer Steuerung zur Betätigung eines Stellgliedes in Form eines Mischermotors in seiner Vorlauftemperatur beeinflusst wird. Dabei werden in Abhängigkeit von der Regelabweichung von Thermostaten Wärmebedarfsignale erzeugt, durch welche mittels der Steuerschaltung die Vorlauftemperatur erhöht wird. Diese wird jeweils in Abhängigkeit vom Raum mit dem größten Wärmebedarf gesteuert. Als Maß für den Wärmebedarf wird die Regelabweichung zwischen Sollwert und Istwert der Raumtemperatur ausgenutzt. Der für diese Art Regelung notwendige Aufwand ist deshalb erheblich, da für jeden Raum die gesamten aufwendigen Komponenten vorgesehen sein müssen.

Aufgabe vorliegende Erfindung ist es, eine Lösung vorzuschlagen, die in ihrer Bedienung einfach ist und in den Kosten deutlich unter denen der Einzelraumregelung liegt, dennoch jedoch die wichtigsten Vorteile dieser Einzelraumregelung beinhaltet.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat gegenüber dem Stand der Technik den entscheidenden Vorteil, dass bei erheblich geringerem technischen Aufwand und damit geringeren Kosten immer genau die maximal tatsächlich benötigte Wärmeenergie bereitgestellt wird und somit die Heizanlage entsprechend dem tatsächlich benötigten Wärmebedarf geregelt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird dies prinzipiell dadurch erreicht, dass in der Anlage insgesamt ein gemeinsamer Raumtempraturregler und in jedem wichtigen Raum ein Raumtemperaturfühler vorgesehen ist, wobei alle Heizkörper mit Heizkörperthermostatventilen ausgerüstet sind. Als Sollwert für die Raumtemperatur wird für alle Räume der am Raumtemperaturregler eingestellte Sollwert verwendet und es wird auf die größte Regeldifferenz geregelt.

Durch die in den weiteren Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Anordnung zur Anpassung der Leistung eines Heizgerätes an den tatsächlichen Wärmebedarf möglich.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist jeder Raumtemperaturfühler mit einem Schalter versehen und separat an- und abschaltbar. Somit können auf einfache Weise einzelne Räume zugeschaltet oder abgeschaltet werden und der Raum mit dem abgeschalteten Raumtemperaturfühler kann abkühlen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist an dem einen Raumtemperaturregler zusätzlich eine gemeinsame Zeitsteuerregelung vorgesehen, die nicht für den Leitraum wirksam ist, und nur dann, wenn es das Zeitprogramm dieser zusätzlichen Zeitsteuerregelung erlaubt, die weiteren Räume berücksichtigt werden. Auf diese Weise ist eine vorteilhafte und zweckmäßige zeitliche Begrenzung zusätzlich zu der von der generellen Steuerung bzw. Regelung abgesehen, vorgesehen, durch welche flexibel auf Bedürfnisse eingegangen werden kann, um das Angebot der Wärmemenge zu optimieren und im engen Kostenrahmen zu halten.

In weiterer Ausgestaltung und Fortbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist in jedem wichtigen Raum ein zusätzlicher Sollwertgeber vorgesehen. Dieser kann zweckmäßig als Drehknopf mit Raumtemperaturskala ausgestaltet sein. Darüber hinaus kann der Sollwertgeber in vorteilhafter Weise zusammen mit dem Raumtemperaturfühler gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht werden.

In einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist am Sollwertgeber eine Taste für Dauerheizen und eine Taste für Sparen vorgesehen, mit denen von dem gegebenenfalls vorgegebenen Zeitprogramm abgewichen werden kann. Dies erhöht weiterhin die Flexibilität der erfindungsgemäß gestalteten Anordnung zur Anpassung der Leistung des Heizgerätes an den tatsächlichen Wärmebedarf.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung, die in zweckmäßiger Weise weiterhin die Flexibilität wesentlich erhöht, ist vorgesehen, dass am jeweiligen Sollwertgeber oder am gemeinsamen Raumtemperaturregler zusätzlich für jeden Raum ein Zeitprogramm eingegeben werden kann.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist es auch möglich, den Sollwert für jeden Raum am Raumtemperaturregler einzugeben, ohne dass dabei ein separater Sollwertgeber im betreffenden Raum vorgesehen ist.

Für die Verbindung zwischen dem Raumtemperaturregler, den Raumtemperaturfühlern und den anderen Komponenten ist in vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung in und zu den einzelnen Räumen eine Verkabelung oder eine Bustechnik oder eine Funkverbindung vorgesehen.

Die Erfindung wird anhand nachfolgend dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Anpassung der Leistung eines Heizgerätes an den tatsächlichen Wärmebedarf sieht in den Räumen an den Heizkörpern Heizkörperthermostatventile vor. Die Heizkörpervorlauftemperatur des Heizgerätes wird über eine Steuerung bzw. Regelung bestimmt. Erfindungsgemäß ist in der Anlage insgesamt ein Raumtemperaturregler und in jedem wichtigen Raum ein Raumtemperaturfühler vorgesehen. Als Sollwert für die Raumtemperatur wird der am Raumtemperaturregler eingestellte Sollwert verwendet und die Regelung erfolgt auf die größte Regeldifferenz. Die an allen Heizkörpern vorgesehenen Heizkörperthermostatventile werden auf die im jeweiligen Raum gerade gewünschte Raumtemperatur- bzw. die demnächst gewünschte Raumtemperatur eingestellt. Dies gilt auch für den als Leitraum fungierenden Raum.

In Weiterbildung der grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist für jedem Raumtemperaturfühler ein Schalter vorgesehen, durch den dieser separat an- und abgeschaltet werden kann. Damit kann der Raum, in welchem der Raumtemperaturfühler abgeschaltet ist, abkühlen bzw. auskühlen.

Möglich ist es auch, dass dem Raumtemperaturregler zusätzlich eine gemeinsame Zeitsteuerregelung überlagert ist. Dies ist dann ein zweites Zeitprogramm, während das erste Zeitprogramm ganz generell die Nachtabsenkung oder zwischenzeitliche Absenkung genereller Art abdeckt. Durch diese zusätzliche gemeinsame Zeitsteuerregelung, die nicht für den Leitraum wirksam ist, werden die weiteren Räume dann berücksichtigt, wenn es das Zeitprogramm dieser zusätzlichen Zeitsteuerregelung erlaubt. Auf diese Weise ist eine von der grundsätzlichen Zeitsteuerregelung unabhängige Zeitsteuerregelung in flexibler Weise möglich.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann weiterhin in jedem wichtigen Raum ein zusätzlicher Sollwertgeber vorgesehen sein, durch den ein vom gemeinsamen Raumtemperaturregler unabhängiger Sollwert einstellbar ist. Dieser zusätzliche Sollwertgeber kann als Bedienoberfläche aus einem Drehknopf mit Raumtemperaturskala bestehen. Der Sollwertgeber kann gemeinsam mit dem Raumtemperaturfühler in einem Gehäuse untergebracht sein.

Weiterhin ist es möglich, den Sollwertgeber mit einer Taste für Dauerheizen und einer Taste für Sparen auszustatten. Mit diesen zusätzlichen Tasten kann gegebenenfalls vom vorgegebenen Zeitprogramm abgewichen werden.

In weiterer Ausgestaltung ist es möglich, dass am jeweiligen Sollwertgeber oder am gemeinsamen Raumtemperaturregler zusätzlich für jeden Raum ein Zeitprogramm für diesen jeweiligen Raum eingegebenen werden kann. Möglich ist auch, je nach der Ausstattung der Anordnung, dass der Sollwert für jeden Raum am gemeinsamen Raumtemperaturregler eingegeben wird, ahne dass in dem betreffenden Raum ein besonderer Sollwertgeber vorgesehen ist.

Die einzelnen Komponenten der Anordnung, also beispielsweise Raumtemperaturregler, Raumtemperaturfühler, Schalter und andere Komponenten, können innerhalb der einzelnen Räume und zwischen den einzelnen Räumen und in Kommunikation mit der am Heizgerät befindlichen Steuerung bzw. Regelung durch eine Verkabelung, durch eine Bustechnik oder durch Funkverbindung miteinander und untereinander verbunden werden.

In vorteilhafter Weise kann das Heizgerät bzw. die Heizanlage mit der erfindungsgemäßen Anordnung nach dem tatsächlichen Wärmebedarf geregelt werden. Es wird innerhalb der Systemgrenzen immer genau die maximal tatsächlich benötigte Wärmemenge bereitgestellt. Dies ist auch ein Vorteil gegenüber witterungsgeführter Regelung, ohne dass Außentemperaturfühler vorhanden sein müssen. Alle Räume werden ausreichend beheizt. Es wird dennoch Energie eingespart. Die vorstehend bei der Abhandlung des Standes der Technik beschriebenen Nachteile werden weitgehend beseitigt, und zwar bei wesentlich geringeren Kosten als sie bei Einzelraumregelung erforderlich wären.

Claims (10)

1. Anordnung zur Anpassung der Leistung eines Heizgerätes an den tatsächlichen Wärmebedarf, insbesondere eines Gebäudes, wobei in den Räumen an den Heizkörpern Heizkörperthermostatventile vorgesehen sind und die Heizungsvorlauftemperatur des Heizgerätes über eine Steuerung bzw. Regelung bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anlage insgesamt ein Raumtemperaturregler und in jedem wichtigen Raum ein Raumtemperaturfühler vorgesehen ist, als Sollwert für die Raumtemperatur für alle Räume der am Raumtemperaturregler eingestellte Sollwert verwendet wird, und auf die größte Regeldifferenz geregelt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Raumtemperaturfühler mit einem Schalter versehen und separat an- und abschaltbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Raumtemperaturregler zusätzlich eine gemeinsame Zeitsteuerregelung vorgesehen ist, die nicht für den Leitraum wirksam ist, und nur dann, wenn es das Zeitprogramm dieser zusätzlichen Zeitsteuerregelung erlaubt, die weiteren Räume berücksichtigt werden.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem wichtigen Raum ein zusätzlicher Sollwertgeber vorgesehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch. 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwertgeber als Drehknopf mit Raumtemperaturskala ausgestaltet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwertgeber zusammen mit dem Raumtemperaturfühler gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht ist.

7. Anordnung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Sollwertgeber eine Taste für Dauerheizen und eine Taste für Sparen vorgesehen ist, mit denen von dem gegebenenfalls vorgegebenen Zeitprogramm abgewichen werden kann.

8. Anordnung nach Anspruch 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass am jeweiligen Sollwertgeber oder am gemeinsamen Raumtemperaturregler zusätzlich für jeden Raum ein Zeitprogramm eingebbar ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für jeden Raum am Raumtemperaturregler eingebbar ist, ohne dass dabei ein Sollwertgeber im betreffenden Raum vorgesehen ist.

10. Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verbindung zwischen Raumtemperaturregler, Raumtemperaturfühlern und den anderen Komponenten in und zu den einzelnen Räumen eine Verkabelung, eine Bustechnik oder eine Funkverbindung vorgesehen ist.