DE2943081A1

DE2943081A1 - Sammelheizung mit einem umlaufenden heizmedium

Info

Publication number: DE2943081A1
Application number: DE19792943081
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Dr. Albin 7253 Renningen Kehl; Willi 7016 Gerlingen Kragl; Dipl.-Phys. Dr. Friedrich 7000 Stuttgart Scharf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Kehl Albin Dipl-Phys Dr 7253 Renningen De K
Priority date: 1979-10-25
Filing date: 1979-10-25
Publication date: 1981-05-14
Also published as: GB2062216A

Description

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Sammelheizung mit einem umlaufenden Heizmedium Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Sammelheizung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer solchen, mit den Mitteln des Hauptpatents ... (Patentanmeldung 29 01 270.2) ausgestalteten Heizung steht an jedem Heizkreisteil eine andere Druckdifferenz zwischen dem Vorlauf- und dem Rücklaufanschluß an, was durch unterschiedlich lange Strömungswege zwischen Heizquelle und den Anschlüssen der Heizkreisteile bedingt ist. Wenn bei diesen Anlagen die Rechenergebnisse der Integratoren zum Zweck einer verbrauchsorientierten Heizkostenaufteilung miteinander verglichen und in ein Verhältnis gesetzt werden sollen, müssen in jedem Heizkreisteil die strömungsabhängigen Widerstände oder die Eichfaktoren der Integratoren unterschiedliche, auf den zwischen den Anschlüssen der Heizkreisteile herrschenden Durchfluß abgestimmte Werte haben. Diese Abstimmung ist verhältnismäßig umständlich, insbesondere wenn, wie beim Ausführungsbeispiel nach dem Hauptpatent, ein Überströmventil in der Bypaßleitung und ein nachgeschalteter Durchflußbegrenzer als Widerstand vorgesehen werden.

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Es ist ferner bei Sammelheizungen bekannt, eine über einen Heizkörper und ein thermostatisches Heizkörperventil führende Leitung durch einen Bypaßkanal zu überbrükken, welcher von einem durch die Wasserströmung verstellbaren Drosselkörper derart überwacht ist, daß der Gesamtströmungswiderstand der Anordnung unabhängig von der Einstellung des thermostatischen Heizkörperventils annähernd konstant ist (DE-OS 25 20 159)· Dabei handelt es sich aber nicht um die Erfassung der abgegebenen Heizenergie, sondern um die Konstanthaltung des Gesamtströmungswiderstandes schlechthin, die bei Einrohrheizungen eine wesentliche Voraussetzung für deren ordnungsgemäßes Arbeiten ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Verteil, daß alle Integratoren den gleichen Eichfaktor und alle durchflußabhängigen Widerstände die gleichen Werte haben können. Wenn, wie im Hauptpatent bereits vorgeschlagen, die Integratoren und die Strömungswiderstände zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden, können für alle einzelnen Heizkreisteile die gleichen Geräteeinheiten verwendet werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.

Eine einfache Anordnung mit geringem Installationsaufwand ergibt sich, wenn die strömungsabhängigen Widerstände zum Konstanthalten des Wasserdurchflusses in einem Heizkreis-

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teil durch ein von der Strömung durch die Heizkörper beeinflußtes und die Strömung in der Bypaßleitung steuerndes Bypaßventil gebildet sind. Das Bypaßventil kann dabei vorzugsweise an einem der beiden Anschlüsse der Bypaßleitung an die über das Thermostatventil und den Heizkörper führende Leitung vorgesehen sein uad einen Drosselkörper haben, der von der über den Heizkörper führenden Wasserströmung unmittelbar beeinflußt ist. Das Bypaßventil kann aber auch zwischen den Anschlüssen in der Bypaßleitung angeordnet sein und das Überströmventil nach dem Hauptpatent ersetzen, wobei in diesem Fall zusätzlich zum Bypaßventil ein Durchflußbegrenzer in einem die Gesamtdurchflußmenge des betreffenden Heizkreisteils führenden Leitungszweig vorzuseher, ist.

Zu Konrrollzwecken kann die gesamte verbrauchte Heizwärme an einem zusätzlichen Integrator ermittelt werden, dessen Temperaturineßwertgeber in den allen Heizkreisteilen gemeinsamen Abschnitten der Vor- und Rücklaufleitung liegen.

Die Integration der Temperaturdifferenzen kann z.B. durch eine Elektronik mit Impuls zählwerk 'erfolgen, wobei auch eine zentrale Erfassung im Hause möglich wird. Selbstverständlich kann über^; die gemessene Temperaturdifferenz auch die relative Momentanleistung als individuelle Kontrolle zur Anzeige kommen.

Ein billiger Integrator ergibt sich bei Verwendung von Thermoelementen oder einer Thermokette als Meßfühler und einer elektrochemischen Integratiohseinrichtung, wie sie unter der Bezeichnung "Coulombmeter" bekanntgeworden ist. Eine- selche Einrichtung ist netzspannungsunabhängig und daher nicht manipulierbar;

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Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung der Erfindung

Die Heizungsanlage hat einen Heiskessel 10, der über einen 4-Wege-Mischer 12 ein geschlossenes Heizungsnetz 14 für mehrere Heizkreisteile 16 versorgt. Diese sind je einer Wohneinheit zugeordnet und je mit einer nachstehend noch näher beschriebenen Einrichtung sun Erfassen der verbrauchten Heizenergie versehen. Jeder Heizkreisteil 16 hat Heizkörper 18, von denen in der Zeichnung nur einer symbolisch dargestellt ist. Jeden Heizkörper 18 ist ein Thermostatventil 20 zugeordnet, über welches der Sollwert der gewünschten Temperatur einstellbar ist und welches den Wasserdurchfluß durch den Heizkörper 18 nach Maßgabe der Sollwertabweichung des aufzuheizenden Mediums steuert. Die einzelnen Heizkreisteile 16 können jede beliebige Anzahl von Heizkörpern 18 und jede beliebige Konfiguration der Leitungsrührung haben.

Das Heizungsnetz 14 hat eine Samnel-Vorlaufleitung 21, die vom Mischer 12 über eine Umwälzpumpe 22 zu Verzweigungspunkten 2k führt, an welchen die Keizkreisteile 16 angeschlossen sind. Jeder Heizkreisteil 16 hat für sich ge- ^N sehen eine Vorlaufleitung 26, weiche zu den Heizkörpern Ib rührt, deren Rücklaufanschlüsse über Rücklaufleitungen 2b mit Verzweigungspunkten 30 in einer Samme1-Rücklaufleitung 32 des Heizungsnetzes Ik verbunden sind. Die Verzweigungspunkte 30 sind in einem unten geschlossenen,

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aufsteigenden Ast 34 der Sammel-Rücklaufleitung 32 vorgesehen, der oben über einen Krümmer 36 mit einem absteigenden Ast 33 dieser Leitung verbunden ist, welche zum Mischer 12 zurückführt. Die Verzweigungspunkte 24 und 30 im Heizungsnetz Im sind so gelegt, daß für jeden Heizkreisteil 16 die Summe aus den netzseitigen Zu- und Abströmwegen zwischen Mischer 12 und Verzweigungspunkten 24 bzw. 30 gleich groß ist. Lamit ist erreicht, daß unabhängig vom jeweiligen Gesamtv;=sserdurchsatz der Anlage die Strömungswiderstände bis zu der. einzelnen Heizkreisteilen 16 von gleicher Größe sind.

Jeder Heizkreisteil 16 hat ferner eine Bypaßleitung 40, die von der Vorlaufleitung 26. zur Rücklaufleitung 28 führt und sämtliche Heizkörper 18 samt den Thermostatventilen 20 eines Heizkreisteiles 16 überbrückt. Ein Anschluß der Bypaßleitung 40 ist von einem Bypaßventil 42 überwacht, das in bekannter 'Weise die Bypaßleitung 40 umso mehr öffnet, je stärker die Thermostatventile den Wasserdurchfluß durch die Heizkörper 18 drosseln, und zwar derart, daß der gesamte Strömungswiderstand eines Heizkreisteiles 16 unabhängig vom Einschaltzustand der Heizkörper 18 mindestens annähernd konstant bleibt. Das wird dadurch erreicht, daß der die Bypaßleitung überwachende Ventilkörper des Bypaßventiles 42 mit einem Drosselkörper verbunden ist bzw. selbst den Drosselkörper bildet, welcher von der Strömung des über die Heizkörper 18 fließenden Wassers beeinflußt ist. Das Konstanthalten des Strömungswiderstandes der Heizkreisteile 16 ergibt im Zusammenwirken mit der vorstehend genannten Maßnahme der gleich langen netzseitigen Zu- und Abströmwege, daß unabhängig von der Stellung der Thermostatventile 20, d.h. unabhängig von der jeweiligen Wärmeabnahme im gesamten

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Wohnobjekt, jeder Heizkreisteil 16 von der gleichen Wassermenge durchflossen ist und die gesamte Umlaufwassermenge stets gleich bleibt.

Nachdem für einen in allen Heizkreisteilen gleichen Wasserdurchsatz bei allen Betriebsbedingungen gesorgt ist, kann das Verhältnis der in den einzelnen Heizkreisteilen verbrauchten Heizenergiemengen ohne störanfällige Durchflußmesser und kostspielige Multiplikatoren ermittelt werden. Zu diesem Zweck sind in jedem Heizkreisteil 16 zwei Temperaturmeßwertgeber 44 und 46 vorgesehen, von denen der eine in der Vorlaufleitung 26 und der andere in der Rücklaufleitung 28 liegt. Die Temperaturmeßwertgeber 44 und 46 geben ihre Signale einem Integrator 48 ein, welcher aus den beiden Signalen eine Temperaturdifferenz bildet, diese über der Zeit integriert und das so gewonnene Summenergebnis in auswertbarer Form festhält. Als Integratoren können elektrochemische Coulombmeter verwendet werden, und die Temperaturmeßwertgeber 4 4 und 46 können als Thermoelemente ausgebildet sein, welche die Integratoren netz- und batterieunabhängig mit Strom versorgen.

Die Integratoren 48 aller Heizkreisteile 16 haben den gleichen Eichfaktor, so daß - unter Berücksichtigung der gleichen und gleichbleibenden Wasserdurchsätze in allen Heizkreisteilen - ein Vergleich der Rechenergebnisse der Integratoren unmittelbar das Verhältnis der verbrauchten Heizenergiemengen in den einzelnen Wohneinheiten ergibt. Zur Kontrolle ist ein Saminel-Integrator 50 vorgesehen, dessen beide Temperaturmeßwertgeber 52 und 54 in der Sammel-Vorlaufleitung 20 und der Sammel-Rücklaufleitung 32 liegen.

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Claims

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Ansprüche

Λΐ.) Sammelheizung mit einem umlaufenden Heizmedium und mehreren, von einer gemeinsamen Heizquelle gespeisten und parallel zueinander geschalteten Heizkreisteilen, deren abgegebene Wärmemengen getrennt für sich erfaßbar sind, wozu jedem Heizkreisteil eine Einrichtung zugeordnet ist, welche gemäß Patent ... (Patentanmeldung 29 01 270.2) eine sämtliche Heizkörper des betreffenden Heizkreisteils überbrückende Bypaßleitung hat, durch Anordnung durchflußabhängiger Widerstände die Gesamtdurchflußmenge durch den Heizkreisteil unabhängig vom Einschaltzustand der Heizkörper konstant hält und mit zwei Temperaturmeßwertgebern versehen ist, welche die Vorlauf- und die Rücklauftemperatur des in den Heizkreisteil einströmenden und aus diesem ausfließenden Wassers erfassen und einem Integrator eingeben, welcher die Temperaturdifferenz über der Zeit integriert und das Ergebnis auswertbar festhält, dadurch gekennzeichnet, daß die von der gemeinsamen Heizquelle (10) zu den einzelnen Heizkreisteilen (16) fahrenden Vorlauf- und

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Rücklaufleitungen (21, 32) so bemessen bzw. beschaffen sind, daß unabhängig von der Gesamtumlaufmenge des Heizwassers jeweils an sämtlichen Heizkreisteilen (Ib) der gleiche Durchsatz zwischen Vorlaufanschluß (24) und Rücklaufanschluß (30) herrscht, und daß die in den einzelnen Heizkreisteilen (16) vorgesehenen Integratoren (48) vorzugsweise den gleichen Eichfaktor haben und ihre Integrationsergebnisse daher unmittelbar die Anteile der einzelnen Heizkreisteile am Gesamtwärmeverbrauch des beheizten Objektes darstellen.
2. Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Rücklaufanschluß (30) eines Heizkreisteils (16) über die Heizquelle (10) und/oder einen Mischer (12) zu dessen Vorlaufanschluß (24) führende Strömungsweg für alle Heizkreisteile gleich lang ist.
3- Heizung nach Anspruch 2, mit einer für alle Heizkreisteile gemeinsamen Vorlaufleitung und einer gemeinsamen Rücklaufleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufanschlüsse (30) der einzelnen Heizkreisteile (16) in Bezug ,auf die Entfernung zur Heizquelle in der umgekehrten Reihenfolge zu den Vorlaufanschlüssen (24) an den Strömungsweg des Heizwassers angeschlossen sind.

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4. Heizung nach Anspruch 3, mi- räumlich übereinanderliegenden Keizkreisteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufanschlüsse (30) der Heizkreisreile (16) an einen aufsteigenden Ast (34) der Rücklaufleitung (32) angeschlossen sind, dessen unteres Ende geschlossen ist und der oben über einen Krümmer (36) mit einem zur- Heizquelle (10) bzw. zu einem Mischer (12) führenden absteigenden Ast (38) der Rücklaufleitung verbunden ist.
5. Heizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die strömur.gsabhängigen Widerstände zum Konstanthalten des Wasserdurchflusses in einem Heizkreisteil (l6) durch ein von der Strömung durch die Heizkörper (18) beeinflußtes und die Strömung in der Bypaßleitung (40) steuerndes Bypaßventil (42) gebildet sind.
6. Heizung nach Anspruch 5, dadurch "gekennzeichnet, daß das Bypaßventil (42) an einem der- Anschlüsse der Bypaßleitung (40) an die über die Heizkörper (lB) führende Leitung angeordnet und sein Ventilkörper vcn der über die Heizkörper führende Wasserströmung beeir.fluBt ist.
7. Heizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der. Integratoren (48) in den einzelnen Heizkreisteilen (Ί6) eir. Sannei-Integratcr (50)

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vorgesehen ist, dessen Temperaturmeßwertgeber (52, 5*0 in den allen Heizkreisteilen gemeinsamen Abschnitten der Vor- und Rücklaufleitung (21, 32) des Heizungsnetzes (I¹O liegen.
8. Heizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßwertgeber (¹IH, H6, 52, 5¹O als Thermoelemente ausgebildet sind und als Integratoren (H8, 50) elektrochemische Coulombmeter dienen, die von den Thermoelementen netz- und batterieunabhängig mit Strom versorgt sind.