DE3110323A1 - Verfahren und vorrichtung zum aussentemperaturabhaengigen betrieb einer heizungsanlage - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum außtentemperaturabhängigen Betrieb einer Heizungsanlage Die Erfindung betrifft-ein Verfahren zum Betrieb einer aul3tentemperaturgeführten Heizungssteuerung, bei der durch Stellsignale entsprechend der Soll/Ist-Differenz der Raumtemperatur in Abhängig keit von der Außentemperatur die Temperatur des Heizungsvorlaufes geregelt wird, wobei die außentemperaturgesteuerte Vorlauftemperatur zusätzlich durch eine Schaltuhr während eines vorprogrammierten ersten Zeitintervalls von einem ersten Temperaturwert um eine vorgegebene erste Temperaturdifferenz auf einen niedrigeren zweiten Temperaturwert abgesenkt wird> sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
• Es sind bereits verschiedene elektronische Steuerungen für Warmwasserheizungsanlagen bekannt, in denen während geringer zu heizenden Zeiträumen, z.B. in der Nacht, die Vorlauftemperatur des Heizwassers von einem Normalzustand um einen vorgegebenen Wert, z.B. 5° C, absenkbar sind. Die Vorlauftemperatur darf hierbei nur so weit abgesenkt werden, daß der Benutzer zur gewünschten Zeit die richtige Raumtemperatur (Voilaufteuperatur) zur Verfügung hat. Dies erfordert eine relativ frUh beginnende Aufheizung wegen der relativ großen Zeitkonstante bei der Aufheizung eines Wohnrautnes. Soli beispielsweise zu'einem bestimmten Zeitpunkt eine bestimmte gewünschte Temperatur nach eimer Nachtabsenkung wieder herrschen, so muß erheblich früher, z; X B. eine halbe bis zwei Stunden früher, bereits die Schaltuhr im den Normalzustand zurückgeschaltet haben. Dies hat nicht immer in der Praxis befriedigt.
• Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Aufheizzeit zum Erreichen des Normalzustandes zu beschleunigen.
• Diese Aufgabe wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß nach Ablauf des ersten Zeitintervalls sich ein zweites Zeitintervall anschließt, während dessen die Vorlauftemperatur auf einen dritten Temperaturwert angehoben wird, der um eine zweite Temperaturdifferenz größer ist als der erste Temperaturwert, und daß sich daran ein drittes Zeitintervall anschließt, während dessen die Vorlauftemperatur von dem dritten Wert auf den entsprechenden ersten Temperaturwert abgesenkt wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren läßt eine längere Absenkzeit zu, weil nach der Umschaltung durch die Schaltuhr, von Nacht- auf Tagbetrieb ein zeitlich begrenzter temperaturüberhöhter Normalbetrieb abläuft. Die zeitliche Länge sowie die Größe der Überhöhung kann einfach durch Parameteränderung mittels zweier Bedienungsknöpfe eingestellt werden. Der Jeweils eingestellte prozentuale Vorlauftemperaturüberhöhungswert ist bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens außerdem eine Funktion der Außentemperatur. So stellt sich dann bei tiefen Außentemperaturen eine größere Vorlauftemperaturüberhöhung ein als bei höheren Außentemperaturen.
• Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet und nachstehend in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren beschrieben. In den zum Teil schematisch stark vereinfacht gezeichneten Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Heizungsanlage, Fig. 2 das Prinzipschaltbild des wichtigsten Teiles der Regelautomatik und Fig. 3 ein Temperatursteuerdiagramm.
• Die in Fig. 1 schematisch vereinfacht dargestellte Heizungsanlage enthält einen Heizkessel 1 mit Rauehgasabführung 2. Das erhitzte Kesselwasser wird als Kesselvorlauf über das Rohr 3 dem Mischventil 4 zugeführt und gelangt als Kesselrücklauf über das Rohr 5 wieder zum Heizkessel zurück. Eine vom Motor 6 angetriebene Umwälzpumpe 7 drückt das warme Wasser des Heizungsvorlaufs vom Mischventil 4 über das Rohr 9 zum Heizkörper 10 (üblicherweise hat die Heizungsanlage viele Heizkörper). Das im Heizkörper 10 abgekühlte Heizungswasser gelangt als Heizungsrücklauf über das Rohr 11 wieder zum Mischventil 4. Je nach Einstellung des Mischventils wird nun dem durch das Rohr 11 zuströmenden Wasser des Heizungsvorlauf mehr oder weniger durch das Rohr 3 zuströmendes heißes Kesselwasser beigemischt und als Heizungsvorlauf von der Umwälzpumpe 7 zum Heizkörper 10 gepumpt, während gleichzeitig ein von der Stellung des Mischventils abhängiger Teil des durch das Rohr 11 zuströmenden abgekühlten Wassers des Heizungsrücklaufs über die Rohrleitung 5 als Kesselrücklauf wieder zum Heizkessel 1 geführt wird. Das Mischventil 4 wird durch den schematisch angedeuteten Stellmotor 12 verstellt, der von einem Regler 14 gespeist wird, welcher von der Differenz des Temperatur-Sollwertes und des Temperatur-Istwertes in Abhängigkeit von der Außentemperatur beeinfluß wird. Der Soll-Ist-Wert-Geber 15, der Anlegetemperaturfühler 16 sowie der Außentemperaturfühler 17 sind in der Fig.
• 1 angedeutet. Im Regler 14 ist eine Schaltuhr 19 zur Steuerung der Nachtabsenkung der Temperatur des Heizungsvorlaufes (Rohr 9) enthalten, durch die für ein einstellbares erstes Zeitintervall eine Absenkung der Vorlauftemperatur um eine einstellbare Temperaturdifferenz, z.B. 50 C, vorzugsweise während der Nacht bewirkt wird.
• Durch die Schaltuhr 19 beginnt bei Absenkung der Vorlauftemperatur von einem ersten Temperaturwert t um eine vorgebende erste auf 1 Temperaturdifferenzleinen niedrigeren zweiten Temperaturwert ein zweites Zeitintervall zu laufen. Nach Ablauf dieses ersten Zeitintervalles schließt sich ein zweite3 Zeitintervall an.
• Während diesem zweiten Zeitintervall wird die Vorlauftemperaturty auf einen dritten Temperaturwert t3 angehoben, der um eine zweite Temperaturdifferenz t2 größer ist als der erste Temperaturwert t19 wie aus Fig. 3 ersichtlich. Bei Beginn eines sich anschließenden dritten Zeitintervalls wird diese Vorlauferhöhung zurückgenommen und es erfolgt die Absenkung um die zweite Temperaturdifferenz a t2 auf den normalen Temperaturwert t, der ohne die Vorlauferhöhung ursprünglich vorhanden gewesen wäre, Fig. 2 zeigt ein wesentliches Detail der Regelschaltung des Reglers 14. Hierbei bedeuten die mit O und - gekennzeichneten Punkte die Einspeisung des positiven und negativen Anschlußes der Versorgungsgleichspannung der Schaltung.
• An dem Punkt 20 entsteht bei Umschaltung der Schaltuhr 19 von Nacht- und Tagbetrieb ein positives Dauersignal gegenüber 0 Dadurch wird der Transistor T1 gesperrt und der Transistor T5 durchgeschaltet. Über das Differenzierglied C, R13, D2 entsteht ein positiver Impuls, welcher an Punkt 6 des Zählers ICl geführt wird. Damit ist der Start fr die interne Zählketee des Zähler IC1 freigegeben. Der Ausgang 8 des Zählers IC1 geht auf niedrigen Signalpegel (slow),die Transistoren T3 und T2 öffnen-.
• Der Feldeffekttransistor (MOS) T4 wird über das Potentiometer R11 angesteuert und bildet mit siner Drain(D)-Source(S)-Widerstandsstrecke und dem Widerstand R4 einen Nebenschluß zu dem Referenzwtderstand R30. Dieser bewirkt eine Vorlauftemperaturüberhöhung. Nach Ablauf der gewählten Zeit schaltet der Ausgang 8 des ZähLer ICl wieder auf positiven hohen Signalpegel (high).
• Die Transistoren T3, T2 und T4 sind damit gesperrt. Es stellt sich die normale Vorlauftemperatur tfi ein.
• Nacht- bzw. Tagbetrieb werden durch die beiden Leuchtdioden LED 1 hzw. LED 2 zur Anzeige bracht, Der Referenziderstand R30 bildet einen Teil des Referenzzweiges Z1, zu dem die beiden Brückenzweige Z2 und Z3 einer Widerstandsschaltung parallel liegen. Der Mittenabgriff 22 des Referenzwiderstandes 30 ist mit dem einen Eingang des Operationsverstärkers OP verbunden, während dessen anderer Eingang Uber den Widerstand R31 sowohl mit dem einen Ende des Außentemperaturfühlers 17 als auch mit dem einen Ende des Vorlauffühlers 16 verbunden. An dem Ausgang, dieses Operationsverstärkers liegt das Relais 23, daß Uber einen nicht dargestellten Kontaktsatz die Erhöhung der Vorlauftemperatur vom ersten Temperaturwert t1 um die zweite Temperaturdifferenz ß t2 auf den dritten Temperaturwert t3 bewirkt.
• Fig. 3 zeigt dies anhand eines Diagrammes mit den beiden Regelkennlinien 24 und 25. Als Arbeitspunkt ist beispielsweise die Außentemperatur t gewählt worden.
• a Zur Funktion wird anhand der Fig. 2 noch folgendes ausgefuhrt: Wenn die Außentemperatur t5 hoch ist, wird die sogenannte Drain (D)-Source(S)-Widerstandsstrecke des Feldeffektstranistors T4 hochohmig dann ist der Operationsverstärker OP geschlossen und das Relais 23 abgefallen, so daß keine Heizung erfolgt. Ist dagegen die Außentemperatur ta niedrig, so ist die Widerstandsstrecke Drain(D)-Source(S) des Feldeffektstransistors T4 niederohmig, wodurch der Operationseärker OP geöffnet wird und das Relais 23 zum Anspringen bringt, wodurch keine überhöhte- Aufheizung der Vorlauftemperatur nach Ablauf des zweiten Zeitintervalles erfolgt.
• In Fig. 3 schneiden sich die Regelkennlinien 24 und 25 im Punkte t = 200 C.
• a In der Fig. 2 hat die Schaltuhr 19 einen Ruhekontakt S1 der nur während der Dauer des ersten Zeitintervalles (Nachtabsenkung) öffnet, wodurch der dazu parallel liegende Widerstand R32 zur Wirkung kommt.
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Claims (5)

1. PatentansprUche U Verfahren zum Betrieb einer außentemperaturgeführten Heizungssteuerung, bei der durch Stellsignale entsprechend der Soll/ Ist-Differenz der Raumtemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur die Temperatur des Heizungsvorlaufes geregelt wird, wobei die außentemperaturgesteuerte Vorlauftemperatur zusätzlich durch eine Schaltuhr während eines vorprogrammierten ersten Zeitintervalls von einem ersten Temperaturwert um eine vorgegebene erste Temperaturdifferenz auf einen niedrigeren zweiten Temperaturwert abgesenkt wird, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß nach Ablauf des ersten Zeitintervalls sich ein zweites Zeitintervall anschließt, während dessen die Vorlauftemperatur (tv) auf einen dritten Temperaturwert (t3) angehoben wird, der um eine zweite Temperaturdifferenz (d t2) größer ist als der erste Temperaturwert, und daß sich daran ein drittes Zeitintervall anschließt, während dessen die Vorlauftemperatur (tv) von dem dritten Wert (t3) auf den entsprechenden ersten Temperaturwert (tl) abgesenkt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die zweite Temperaturdifferenz (a t2) derart von der Außentemperatur abhängig ist, daß in Richtung höherer Außentemperaturen die zweite Temperaturdifferenz abnimmt.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Beginn des zweiten Zeitintervalls ein Zähler (in1) gestartet wird, der bei Erreichen eines vorgegeb nen Wertes das zweite Zeitintervall beendet.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Einstellung der zweiten Temperaturdifferenz dadurch bewirkt wird, daß die Referenzspannung eines Brückenverstärkers (OP) entsprechend verändert wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Erhöhung der Vorlauftemperatur (tv), um die zweite Temperaturdifferenz (d t2) durch einen Feldeffekttransistor (T4) erfolgt, der mit seiner Source (S)-Drain (D)-Strecke parallel zum Referenzspannungszweig (Zl) eines Brückenverstärkers (OP) liegt und dessen Gate (G) mit dem in einem Brückenzweig (Z2) angeordneten Außentemperaturfühler (17) verbunden ist,