METHOD OF OPERATING A BIVALENT HEATING SYSTEM

Abstract: 1. A method of operating a bivalent heating system having a heat pump which is preferably to be used for covering the heat energy consumption, and a heating boiler which is switched on when the actual outside temperature TA falls below a bivalence temperature TB , characterised in that the heating boiler is switched off when during checking in a 24-hour rhythm after the switch-on time (tein ), the actual outside temperature and the outside temperature averaged over the respective last 24-hour period (TA , TAM-* ) exceed the bivalence temperature (TB ).

Description: Betriebsverfahren für eine bivalente Heizunasanlaqe Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine bivalente Heizungsanlage mit einer Wärmepumpe, die bevorzugt zur Deckung des Heizenergiebedarfes herangezogen werden soll und einem Heizkessel, der eingeschaltet wird, wenn die aktuelle Aussentemperatur eine Bivalenztemperatur unterschreitet. Bei bivalenten Heizungsanlagen ist eine sogenannte Bivalenztemperatur festgelegt, die vom Wärmebedarf des Gebäudes und von der Leistung der Wärmepumpe abhängt. Liegt die Aussentemperatur unterhalb dieser Bivalenztemperatur, so muss zur Deckung des erhöhten Heizenergiebedarfs der Heizkessel eingeschaltet werden. Im Handel erhältliche Anlagen weisen daher einen Grenzwertgeber auf, der die Aussentemperatur mit der Bivalenztemperatur vergleicht und den Heizkessel entsprechend ein- und ausschaltet. In der Übergangszeit kann die Aussentemperatur die Bivalenztemperatur täglich über- und unterschreiten, so dass der Heizkessel täglich ein- und ausgeschaltet wird. Dabei durchfährt der Heizkessel jedoch jedesmal den Taupunkt, was eine erhöhte Korrosion und damit eine verringerte Lebensdauer des Heizkessels bewirkt. Die Häufigkeit der Ein-Ausschaltzyklen des Heizkessels kann verringert werden, wenn man für den genannten Grenzwertgeber eine Schalthysterese vorsieht. Um sicherzustellen, dass einerseits der Heizkessel bei Bedarf sicher eingeschaltet wird, andererseits aber auch nicht ständig eingeschaltet bleibt, kann man diese Schalthysterese nicht zu gross wählen. Damit wird das Problem der Korrosion des Heizkessels durch häufiges Durchfahren des Taupunkts zwar gemildert, aber keineswegs beseitigt. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die Belastung des Heizkessels durch Ein-Ausschaltzyklen weiter verringert wird. Diese Aufgabe wird e'rfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Heizkessel wieder ausgeschaltet wird, wenn bei einer im 24-Stunden-Rhythmus nach dem Einschaltzeitpunkt erfolgenden Überprüfung die aktuelle und die über die jeweils letzte 24-Stunden-Periode gemittelte Aussentempera- tur die Bivalenztemperatur übersteigen. Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Tag-Nacht Temperaturschwankungen in grober Näherung etwa sinusförmig mit.einer Periode von 24 Stunden verlaufen. Wenn sich die aktuelle Aussentemperatur bei der Überprüfung im 24-Stunden-Rhythmus ändert, so beruht dies nicht auf Tag-Nacht-Schwankungen, sondern stellt ein Indiz für einen Temperaturwechsel dar. Um eine Störung durch kurzfristige Temperaturschwankungen zu vermeiden, wird als weiteres Kriterium für das Ausschalten des Heizkessels die über die jeweils letzte 24-Stunden-Periode gemittelte Aussentemperatur herangezogen. Das erfindungsgemässe Betriebsverfahren wird nachfolgend beispielhaft anhand der Figuren 1 und 2 erläutert. Fig. 1 zeigt dabei den Verlauf einer Temperatur mit ab nehmendem Mittelwert TAN, beispielsweise in der Übergangszeit. Die mit durchgezogener Linie gezeichnete Aussentem- peratur TA weist Tag-Nacht-Schwankungen mit einer Periode von 24 Stunden und einem in grober Näherung sinusförmigen Verlauf auf. Der mit strichpunktierter Linie gezeichnete gleitende Mittelwert TAN der Aussentemperatur weist eine fallende Tendenz auf. Die eingestellte konstante Bivalenztemperatur TB ist gestrichelt eingezeichnet. Der Heizkessel wird zu einem Zeitpunkt tein eingeschal- tet, wenn die aktuelle Aussentemperatur TA zum ersten Mal unter die Bivalenztemperatur TB sinkt. Bei herkömmlichen Verfahren würde sie wieder ausgeschaltet werden, wenn die aktuelle Aussentemperatur TA wieder über die Bivalenztemperatur TB steigt. Dies würde, wie Fig. 1 zu entnehmen ist, zu einem mehrmaligen Ein- und Ausschalten des Heizkessels mit entsprechender Korrosionsbelastung führen. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren beginnt jedoch mit dem Einschaltzeitpunkt ein ein Zeitglied zu laufen, das erst nach Ablauf von 24 Stunden zu einem Zeitpunkt tÜ eine Überprüfung der Aussentemperatur TA anregt. Während dieser 24 Stunden wird ausserdem der Mittelwert der Aussentemperatur TA gebildet. Dies kann z.B. erfolgen, indem die aktuelle Aussentemperatur TA mehrmals abgefragt, die erhaltenen Temperaturwerte addiert und schliesslich durch die Zahl der Abfragepunkte dividiert werden. Zum Zeitpunkt tü wird nun überprüft, ob sowohl die aktuelle Aussentemperatur TA als auch die über die vergangenen 24 Stunden gemittelte Aussen'emperatur TAM* die Bivalenztemperatur TB übersteigen. Nur wenn diese Bedingung erfüllt ist, wird der Heizkessel wieder ausgeschaltet. Dies ist in der Darstellung nach Fig. 1 nicht der Fall. Es ist zu beachten, dass der Wert TAM* der über 24 Stunden gemittelten Aussentemperatur nicht mit dem dargestellten gleitenden Mittelwert TAM übereinstimmt. Der Wert TAM* liegt im Unterschied TAM jeweils nur diskontinuierlich zu den Überwachungszeitpunkten tÜ vor. Die dargestellte Überprüfung wird nun alle 24 Stunden durchgeführt, bis schliesslich die Ausschaltbedingung für den Heizkessel erfüllt ist. Der Fall einer Aussentemperatur TA mit ansteigendem Mittelwert T AM ist in Fig. 2 dargestellt. Es wird angenommen, dass der Heizkessel zunächst eingeschaltet ist. Die Überwachungszeitpunkte tÜ hängen vom vorausgehenden Ein schaltzeitpunkt tein ab. An einem ersten angenommenen Überwachungszeitpunkt tÜi ist die Ausschaltbedingung für den Heizkessel noch nicht erfüllt, da sowohl die aktuelle Aussentemperatur TA als auch die über 24 Stunden gemittelte Aussentemperatur TAM1* unter der Bivalenztemperatur TB liegen. Zu dem nach 24 Stunden folgenden Überwachungszeitpunkt tÜ2 liegt sowohl die aktuelle Aussentemperatur TA als auch die über die letzten 24 Stunden gemittelte Aussentemperatur TAM2* über der Bivalenztemperatur TB, so dass der Heizkessel ausgeschaltet wird. In Fig. 2 ist nun der ungünstigste Fall dargestellt, dass nämlich die aktuelle Aussentemperatur TA zu einem Zeitpunkt t1 nochmals unter die Bivalenztemperatur TB sinkt, der Heizkessel wird daher nochmals eingeschaltet und 24 Stunden später zum Zeitpunkt tü3 endgültig ausgeschaltet. Das in diesem Fall kurz nach dem Ausschalten des Heizkessels erfolgende Wiedereinschalten wirkt sich jedoch nicht schädlich aus, da der Heizkessel in diesem Fall noch warm ist und nicht den Taupunkt durchfahren muss. Es ist ausserdem darauf hinzuweisen, dass der in Fig. 2 dargestellte Fall des Aus- und Wiedereinschaltens einen Grenzfall darstellt, der im praktischen Betrieb nur selten auftritt. Zusammenfassend ist also festzustellen, dass es mit dem beschriebenen Betriebsverfahren gelingt, ein durch tageszeitliche Temperaturschwankungen bedingtes Ein- und Ausschalten des Heizkessels nahezu völlig zu verhindern. Ein gelegentlich kurz nach dem Ausschalten wieder erforderliches Einschalten des Heizkessels führt nicht zu Korrosionsbeanspruchungen, da wegen des noch waren Heizkessels der Taupunkt nicht durchfahren wird. 1 Patentanspruch 2 Figuren

Claims: Patentanspruch Betriebsverfahren für eine bivalente Heizungsanlage mit einer Wärmepumpe, die bevorzugt zur Deckung des Heizenergiebedarfs herangezogen werden soll und einem Heizkessel, der eingeschaltet wird, wenn die aktuelle Aussen temperatur TA eine Bivalenztemperatur TB unterschreitet, 'A A d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Heizkessel wieder ausgeschaltet wird, wenn bei einer im 24-Stunden-Rhythmus nach dem Einschaltzeitpunkt (tein) erfolgenden Überprüfung die aktuelle und die über die jeweils letzte 24-Stunden-Periode gemittelte Aussentempe- ratur (TA, TAM*) die Bivalenztemperatur (TB) übersteigen.

Inventors: BAUMGARTNER, MANFRED, DR., GARTNER, FRANZ-GEORG, DR. DIPL.-PHYS., MESERTH, RUDOLF, DIPL.-ING., Baumgärtner, Manfred, Dr., Gärtner, Franz-Georg, Dr. Dipl.-Phys.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: F24D19
IPC codes: G05D23, F24D19