CH678887A5 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
CH678887A5
CH678887A5 CH3759/89A CH375989A CH678887A5 CH 678887 A5 CH678887 A5 CH 678887A5 CH 3759/89 A CH3759/89 A CH 3759/89A CH 375989 A CH375989 A CH 375989A CH 678887 A5 CH678887 A5 CH 678887A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
function
temperature
flow temperature
heating
setpoint
Prior art date
Application number
CH3759/89A
Other languages
English (en)
Inventor
Svend Jorgen Kjaer Christensen
Niels-Peder Middelfar Andersen
Ole Stenderup
Hans Osterbaek
Original Assignee
Danfoss As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Danfoss As filed Critical Danfoss As
Publication of CH678887A5 publication Critical patent/CH678887A5/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1917Control of temperature characterised by the use of electric means using digital means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1932Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of a plurality of spaces
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)
  • Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Description

s
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
bk
CH 678 887 A5
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des Mittelwerts der Vorlauftemperatur eines Heizmediums, das durch eine Heizvorrichtung intermittierend erwärmt wird, in einem Heizsystem, das mindestens eine verstellbare Drosselstelle für das Heizmedium aufweist, bei dem ein Vorlauftemperatur-Sollwert aufgrund äusserer Einflussfaktoren ermittelt und das Heizmedium bei voller Öffnung der Drosselstellen auf den Vorlauftemperatur-Sollwert erwärmt wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei einem derartigen Verfahren wird der vermutete Wärmebedarf des Systems durch äussere Ein-flussgrössen, wie Aussentemperatur, Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur oder einer vorgegebenen Raumtemperatur in einem zentralen Raum eines Hauses, abgeschätzt. Aus diesen gemessenen bzw. vorgegebenen Werten wird zusammen mit einer manuell einstellbaren Wärmekurve eine Vorlauftemperatur errechnet. Ein Nachteil bei diesem Verfahren ist es, dass Änderungen der tatsächlichen Belastungsverhältnisse nicht wahrgenommen werden. Bei Verwendung von thermostatischen Ventilen an den Drosselstellen, z.B. an den Eingängen der jeweiligen Heizkörper, führt dies wiederum dazu, dass die thermostatischen Ventile bei zu kleiner Vorlauftemperatur stets voll geöffnet und bei zu grosser Vorlauftemperatur überwiegend geschlossen sind, um die gewünschte Raumtemperatur zu erreichen. Eine zu hohe Vorlauftemperatur bringt einen grösseren Energieverlust der Anlage mit sich, während bei einer zu niedrigen Vorlauftemperatur die Räume trotz offener Heizkörperventile nicht ausreichend erwärmt werden.
Erwünscht ist aber eine Vorlauftemperatur, bei der die thermostatischen Heizkörperventile noch regeln können, d.h. sich in einem teilweise geöffneten oder teilweise gedrosselten Zustand befinden.
Aus DE-OS 3 345 949 ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Zentralheizungssystems bekannt, die diese ideale Vorlauftemperatur durch Messen der Änderungen des Wärmewiderstandes mit Hilfe von Temperatur- und Durchflussmengenmessfühlern zu ermitteln versucht. Diese Lösung erfordert jedoch aufgrund der vielen Messfühler relativ grosse Investitionskosten.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein automatisch arbeitendes Regelverfahren zum Einstellen des Mittelwerts der Vorlauftemperatur auf einen solchen Wert anzugeben, dass eine optimale Gesamtdurchflussrate des Heizmediums erreicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine Startfunktion, mit der sich die Vorlauftemperatur beim Erwärmen ändert, ermittelt, mindestens ein Parameter dieser Startfunktion zur Festlegung einer Sollfunktion verändert und der Vorlauftemperatur-Sollwert so lange verändert wird, bis sich der Verlauf der Erwärmung in jeder Aufheizphase an die Sollfunktion angeglichen hat.
Erfindungsgemäss wird also die Belastung des Heizsystems im «eingeschwungenen Zustand» durch die Änderungsrate der Vorlauftemperatur bestimmt. Wird viel Heizmedium benötigt, steigt also die Vorlauftemperatur nur langsam, dann sind die Heizkörperventile zu weit geöffnet, befinden sich also nicht im optimalen Regelbereich. Dann muss also der Mittelwert der Vorlauftemperatur erhöht werden. Beim Anlauf eines Heizungssystems kann man im Prinzip davon ausgehen, dass die thermostatischen Ventile vollständig geöffnet sind. Die Belastung des Kessels beträgt folglich 100%, da die maximal mögliche Menge des Heizmediums durch das System fliesst. In einem solchen Belastungsfall wird sich die Vorlauftemperatur nur längsam steigern, da eine grosse Menge des Heizmediums durch eine konstante Heizleistung erwärmt werden muss. In diesem Betriebszustand wird die Startfunktion ermittelt. Nach einer gewissen Zeit sind die Räume erwärmt, und die Thermostatventile fangen an zu drosseln. Wenn ein solcher Normalbetrieb erreicht ist, wird der Verlauf der Vorlauftemperatur bei jedem Starten der Heizvorrichtung steiler sein als in der anfänglichen maximalen Belastungssituation. Der Verlauf der Erwärmung der Vorlauftemperatur in diesem Normalfall im Verhältnis zu der anfangs ermittelten Maximai-Belastungskurve ist ein Ausdruck dafür, mit welcher Durchflussrate die Anlage arbeitet und ob die Vorlauftemperatur richtig eingestellt ist Durch die Vorgabe einer Sollfunktion, die einem optimalen Erwärmungsverlauf und damit der optimalen Durchflussrate entspricht, und die Annäherung des tatsächlichen Vor-iauftemperaturverlaufs an diese Sollfunktion ergibt sich eine optimale Durchflussrate und der richtige Vorlauftemperaturmittelwert.
Vorteilhafterweise werden dabei keine zusätzlichen Messgeräte benötigt, da in der Regel jeweils ein Temperaturfühler zur Messung der Vorlauf- und der Rücklauftemperatur vorhanden sind. Aufgrund des automatischen Arbeitens des Verfahrens ist eine öftere Neueinstellung der Kurve möglich. Das Heizungssystem lässt sich damit jahreszeitlich bedingten Schwankungen anpassen. Die Rücklauftemperatur lässt siGh auch ohne eigenen Rücklauftemperaturfühler ermitteln, wenn vor jedem Anlaufen der Heizvorrichtung ein Pumpenvorlauf erfolgt. Wenn der Pumpenvorlauf lange genug dauert, wird nämlich Heizmedium mit Rücklauftemperatur in die Vorlaufleitung eingespeist. Der dort angeordnete Temperaturfühler ermittelt damit die Rücklauftemperatur, die zur weiteren Berechnung der Start- bzw. Sollfunktion gespeichert wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Start- bzw. Sollfunktion, mit der sich die Vorlauftemperatur ändert, durch folgende Hilfsfunktion angeglichen:
2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
CH 678 887 AS
P,
£ ( 1. - exp
-C
m t
Tv(t)
C
C
m k
wobei
Tv(t) die Vorlauftemperatur,
Pk die maximale Wärmeleistung des Heizkessels,
Cm die Wärmekapazität des durchfliessenden Wassers,
t die Zeit,
Ck die Wärmekapazität des Kessels und
Th die Rücklauftemperatur ist.
Diese Hilfsfunktion ergibt eine ausreichend genaue Annäherung an den tatsächlich gewünschten Verlauf der Vorlauftemperatur. Da sich das Aufheizen in der Regel im Anfangsbereich der e-Funktion abspielen wird, lassen sich die Steilheit und das Verhältnis der Steigungen zwischen Startfunktion und Sollfunktion gut bestimmen. In der angegebenen Hilfsfunktion lassen sich die Parameter leicht bestimmen, zumal es ausreicht, jeweils die Parameterkombination PK/Cm und Cm/Ck zu bestimmen.
Bevorzugterweise werden die Parameter der Startfunktion durch Messung der Vorlauftemperatur an mindestens drei Zeitpunkten ermittelt. Dies ergibt eine ausreichende Anzahl von Werten, um die Hilfsfunktion festzulegen.
Mit Vorteil wird die Sollfunktion aus der Startfunktion durch Verändern, insbesondere durch Verkleinern, des Parameters Cm ermittelt. Dieser Parameter ist massgebend für die Steigung der den Temperaturverlauf wiedergebenden Kurve.
Durch Verkleinern des Parameters Cm wird die Kurve steiler. Dies bedeutet eine geringere Durchflussmenge. Bei einer geringeren Durchflussmenge muss aber die Vorlauftemperatur höher sein, damit eine ausreichende Wärmemenge von der Heizvorrichtung zu den Heizkörpern transportiert wird.
Eine optimale Einstellung, bei der die thermostatischen Heizkörperventile teilweise gedrosselt sind, ergibt sich dann, wenn der Parameter Cm in der Sollfunktion etwa 20% bis 40% kleiner ist als der Parameter Cm der Startfunktion. Dies bedeutet, dass eine entsprechend geringere Menge des Heizmediums das Heizsystem durchströmt, also nur etwa 60% bis 80% der maximal möglichen Menge.
Mit Vorteil wird die Startfunktion bei jedem Übergang vom Nachtabsenkbetrieb zum Tagbetrieb ermittelt. Damit ist ein tägliches Neueinstellen der Sollfunktion möglich. Das Heizungssystem kann damit dem Zu- oder Abschalten mehrerer Heizkörper und/oder jahreszeitlich bedingten Schwankungen des Wärmebedarfs besser folgen.
Vorteilhafterweise ist zwischen dem Ermitteln der Startfunktion und dem Festlegen der Sollfunktion eine vorbestimmte Totzeit vorgesehen. Diese Totzeit beträgt mindestens einen Aufheizzyklus, vorzugsweise mehrere. Dadurch wird sichergestellt, dass die Aufheizung der Räume nicht verzögert wird.
Mit Vorteil wird aus der Differenz des veränderten Vorlauftemperatur-Sollwerts und des Vorlauftemperatur-Istwerts eine Eingangsgrösse für einen Integrator gebildet, der über einen Hystereseschalter die Heizvorrichtung an- und abschaltet. Ein derartiger Hystereseschalter ist beispielsweise aus DE-PS 3 426 937 bekannt. Dieses Verfahren erlaubt eine einfache Regelung.
Bevorzugterweise werden aus den Parametern der Sollfunktion die Schwellwerte für den Hystereseschalter ermittelt. Dies ist eine vorteilhafte zusätzliche Verwendung der Parameter der Hilfsfunktion, Der Mittelwert der Vorlauftemperatur lässt sich durch Variieren der Schwellwerte des Hystereseschalters leicht an gewünschte Vorgaben anpassen.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Kennzeichen des Anspruches 11.
Mit Vorteil entsprechen drei Temperatursignalwerte einer Temperaturänderung von -0,2°, 0° und +0,2°C. Die Änderungsrate des geänderten Vorlauftemperatur-Sollwerts ist damit relativ klein. Das Heizungssystem kann der Änderung leicht folgen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur darin zeigt in schematischer Darstellung ein Heizungssystem.
Das Heizungssystem weist beispielsweise drei Heizkörper 13, 14, 15 auf, die über eine Vorlaufleitung 11 mit warmem Wasser aus einem Kessel 5 versorgt werden. Nach Durchströmen der Heizkörper 13,14, 15 fliesst das Wasser über eine Rücklaufleitung 12 zum Kessel 5 zurück. Die Wasserdurchflussmenge durch jeden Heizkörper 13,14,15 wird durch jeweils ein Ventil 16,17,18 bestimmt. Diese Ventile 16,17,18 sind als übliche Thermostatventile ausgeführt, d.h. ihr Öffnungsgrad ist abhängig von der Temperatur desjenigen Raumes, den der Heizkörper beheizt. Liegt die Temperatur in diesem Raum unter der eingestellten Solltemperatur, öffnet das thermostatische Heizkörperventil, liegt sie darüber, drosselt das Ventil den Zustrom von warmem Wasser in den Heizkörper.
Der Kessel 5 weist in üblicher Weise eine Heizvorrichtung, beispielsweise einen Brenner für Öl, Gas oder ähnlichem oder eine elektrische Heizvorrichtung, und einen Vorratsbehälter für Wasser auf.
3
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
rh
CH 678 887 A5
Die Vorlauftemperatur Tv und die Rücklauftemperatur Tr werden an der Vorlaufleitung 11 bzw. der Rücklaufleitung 12 oder im Kessel 5 gemessen, beispielsweise mit Hilfe eines Thermometers 25 mit angeschlossenem Messwertformer, der einen Temperaturwert in elektrische Signale umwandelt, die über Leitungen 19,20 bzw. 23 einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden. Obwohl mit zwei getrennten Temperaturfühlern genauere Messwerte zur Bestimmung der Vor- und der Rücklauftemperatur erhalten werden, reicht es auch aus, wenn lediglich ein (nicht dargestellter) Temperaturfühler für die Vorlauftemperatur vorhanden ist. Zur Ermittlung der Rücklauftemperatur wird dann vor jedem Starten der Heizvorrichtung im Kessel das Heizmedium über einen gewissen Zeitraum im Heizkreislauf herumgepumpt, so dass die Vorlauftemperatur gleich der Rücklauftemperatur ist. Diese Vorlauftemperatur wird dann gespeichert und für die nächste Aufheizperiode als konstante Rücklauftemperaturverwendet.
Zur Steuerung des Kessels, d.h. zur Einstellung des Mittelwerts der Vorlauftemperatur Tv ist eine Vorgabeeinrichtung 1 vorgesehen, in der aus mehreren äusseren Einflussfaktoren, wie der Aussentem-peratur Taussen und einer Kurvensteilheit H, ein Vorlauftemperatur-Sollwert Ts gebildet wird. Die Grösse Ts kann beispielsweise nach einer bekannten Formel gebildet werden, in der
Ts = H (22 — Taussen) + 22 + 2/H
ist. H gibt dabei eine Kurvensteilheit an, wobei bei einem niedrigen H-Wert eine verhältnismässig niedrige Mittelvorlauftemperatur erreicht wird, während bei einem höheren H-Wert ein höherer Vorlauftemperaturmittelwert erreicht wird. Dieser Sollwert wird in einem Summationspunkt 2 durch eine später beschriebene Korrekturgrösse in einen modifizierten Sollwert Tf verändert. Von diesem modifizierten Sollwert Tf wird über eine Signalleitung 20 der Istwert der Vorlauftemperatur Tv an einem Differenzbildungspunkt 29 abgezogen. Diese Differenz wird dem Eingang eines Integrators 3 zugeführt. Der Integrator 3 integriert dieses Signal über die Zeit. Der Ausgang des Integrators 3 wird einem Hystereseschalter 4 zugeführt, der die Heizvorrichtung des Kessels 5 auschaltet, wenn der Ausgangswert des Integrators 3 einen vorbestimmten ersten Wert überschreitet, und die Heizvorrichtung des Kessels 5 wieder einschaltet, wenn der Ausgangswert des Integrators einen vorbestimmten zweiten Wert unterschreitet.
In der Aufheizphase, d.h. wenn die Heizvorrichtung das Wasser erwärmt, kann der zeitliche Verlauf der Erwärmung der Vorlauftemperatur Tv durch folgende Hilfsfunktion beschrieben werden,
PK- -C • t
Tv(t) = — ( 1 - exp ) + T.
Gm C, 1
m k wobei
Tv(t) die Vorlauftemperatur,
Ptc die maximale Wärmeleistung des Heizkessels,
Cm die Wärmekapazität des durchfliessenden Wassers,
t die Zeit,
Ck die Wärmekapazität des Kessels und Tb die Rücklauftemperatur ist.
Eine Parameter-Identifikationseinrichtung 7 stellt an mehreren verschiedenen Zeitpunkten, vorzugsweise mindestens drei, die Vorlauftemperatur Tv fest und ermittelt daraus die Parameter P«, Cm und Ck. Um die Hilfsfunktion eindeutig festlegen zu können, genügt es in der Regel sogar, lediglich die Quotienten PK/Cm und Cm/Ck zu ermitteln. Als Eingangsgrössen werden der Parameter-Identifikationseinrichtung 7 ein Zeitsignal, die Vorlauftemperatur Tv über eine Signalleitung 26, die mit der Signalleitung 19 in Verbindung steht, und die Rücklauftemperatur Tr über eine Signalleitung 24, die mit der Signalleitung 23 in Verbindung steht, zugeführt. Die Parameter-Identifikationseinrichtung 7 arbeitet lediglich beim erstmaligen Aufheizen der Heizflüssigkeit, beispielsweise beim Übergang vom Nachtabsenkbetrieb auf den Tagbetrieb. Die Parameter, die in der Parameter-Identifikationseinrichtung 7 ermittelt worden sind, definieren demnach eine Startfunktion.
Die Parameter werden an eine Recheneinheit 6 übergeben, wo sie modifiziert werden können, um eine Sollfunktion zu bilden. In einem späteren Aufheizzyklus wird mit Hilfe der modifizierten Parameter eine Sollfunktion gebildet, die den zeitlichen Sollverlauf der Erwärmung der Vorlauftemperatur Tv angibt. Dieser berechnete Verlauf von Tv wird über eine Signalleitung 28 einem Differenzbildungspunkt 8 zugeführt, dem über eine Signalleitung 27, die mit der Signalleitung 19 in Verbindung steht, der Wert der Vorlauftemperatur Tv zugeführt wird. Am Differenzbildungspunkt 8 wird also die Differenz zwischen dem berechneten Wert von Tv und dem gemessenen Wert von Tv gebildet. Diese Differenz wird einer Feh-lersignaterzeugungseinheit 9 zugeführt. Diese Fehlersignalerzeugungseinheit 9 ermittelt aus der am Dif4
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
CH 678 887 A5
ferenzbildungspunkt 8 berechneten Differenz und den über eine Signalleitung 30 zugeführten Werten der Sollfunktion einen Fehler. Die Fehlersignalerzeugungseinheit 9 gibt an ihrem Ausgang in Abhängigkeit vom ermittelten Fehler einen von drei Temperatursignalwerten A aus, und zwar nach folgender Regel: Wenn der Fehler zwischen -2% und +2% ist, ist A = 0; wenn der Betrag des Fehlers grösser als 2% ist, ist der Betrag A = 0,2°C; das Vorzeichen von A richtet sich nach dem Vorzeichen des Fehlers.
Der Ausgang der Fehlererzeugungseinheit 9 wird in einer Summationseinheit 10 bei jedem Stopp der Heizvorrichtung des Kessels 5 aufaddiert. Der Ausgang der Summationseinheit 10 wird am Summations-punkt 2 zum Ausgang Ts der Vorgabeeinrichtung 1 hinzuaddiert. Am Summationspunkt 2 wird somit ein veränderter oder modifizierter Vorlauftemperatur-Sollwert Tf gebildet. Im Normalbetrieb wird dieser modifizierte Vorlauftemperatur-Sollwert Tf dazu verwendet, wie oben beschrieben, zusammen mit dem Vorlauftemperatur-Istwert Tv eine Differenz zu bilden, die dann dem Integrator 3 zugeführt wird.
Das Heizungssystem arbeitet wie folgt: Beim Umstellen des Systems vom Nachtabsenkbetrieb zum normalen Tagbetrieb kann man davon ausgehen, dass alle Heizkörperthermostate 16,17,18 voll geöffnet sind und die maximale Wassermenge durch die Heizkörper 13,14,15 strömt. Der Kessel 5 wird gestartet. Daraufhin steigt die Vorlauftemperatur Tv an und wird gemessen. Anhand der gemessenen Kurve können in der Parameter-Identifikationseinrichtung 7, beispielsweise mit Hilfe eines Mikroprozessors, die Konstanten Pk, Cm, Ck der Hilfsfunktion des Heizungssystems berechnet werden. Da diese Konstanten beim Starten des Heizungssystems berechnet werden, erhält man somit eine Startfunktion, d.h. die Gleichung, die für das Heizsystem bei 100% Durchfluss gilt.
Anhand dieser Startfunktion kann nun eine Sollfunktion berechnet werden, indem z.B. ein neuer Wert für Cm eingesetzt wird. Der neue Wert kann beispielsweise 20% bis 40%, insbesondere 30%, kleiner sein als in der Startfunktion. Die Aufgabe des durch den Integrator 3, den Hystereseschalter 4, den Kessel 5, die Rückführleitung 20 und den Differenzbildungspunkt 26 gebildeten Reglers ist es nun, einen Mittelwert für die Vorlauftemperatur so einzustellen, dass die Vorlauftemperatur Tv den durch die gewünschte Sollkurve vorgegebenen modifizierten Vorlauftemperatur-Sollwert Tf einhält. Wenn die Vorlauftemperatur Tv den gewünschten Verlauf hat, erreicht man einen Durchfluss, der etwa 60% bis 80%, vorzugsweise 70%, des maximalen Durchflusses entspricht. Bei diesem Durchfluss befinden sich die Heizkörperthermostatventile 16,17,18 in einem teilweise gedrosselten Zustand, d.h. sie können auf Temperaturänderungen im Raum durch stärkeres Öffnen oder stärkeres Drosseln reagieren und damit ihre Regelfunktion erfüllen.
Nach jedem Stoppen des Kessels, d.h. nach jedem Abschalten der Heizvorrichtung, wird der gemessene Temperaturverlauf der Vorlauftemperatur Tv mit der berechneten Sollfunktion in mehreren Punkten verglichen. In Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Vergleiches wird der Mittelwert der Vorlauftemperatur konstant gehalten, um 0,2°C angehoben oder um -0,2°C abgesenkt. Diese Änderung ist so klein, dass das System ausreichend Zeit hat, sich auf die neuen Randbedingungen einzustellen. Diese Anpassung des Mittelwerts an die Belastungen wird ausgeführt, solange der Tagbetrieb eingestellt ist.
Ein zusätzlicher Vorteil des Systems ist darin zu sehen, dass aus den berechneten Konstanten Cm, Ck und Pk ein sogenannter Alpha-Wert ermittelt werden kann, der dem Hystereseschalter 4 über eine Signalleitung 31 zugeführt werden kann. Dieser Alpha-Wert dient dazu, die beiden vorbestimmten Schwellwerte festzulegen oder zu verändern, bei deren Über- bzw. Unterschreiten ein Kesselsteuersignal zum Schalten der Heizvorrichtung erzeugt wird. Damit wird eine etwas unsichere manuelle Einstellung dieses Wertes vermieden.
Die Belastung des Systems wird also nicht nur abgeschätzt, sondern es wird der tatsächlich verbrauchte Wärmebedarf ermittelt. Die Vorlauftemperatur Tv wird so gesteuert, dass die Heizkörperthermostate bei wechselnden Aussenbedingungen trotzdem immer in ihrem Regelbereich bleiben können.
Die Aussentemperatur Taussen und die Kurvensteilheit H, die der Vorgabeeinrichtung 1 zugeführt werden, werden auch im Tagbetrieb weiter benutzt, um den Sollwert Ts in Abhängigkeit von den äusseren Bedingungen zu modifizieren. Dieser Eingang des Summationspunkts 2 muss also über den Tag nicht notwendigerweise konstant sein.

Claims (12)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Einstellen des Mittelwerts der Vorlauftemperatur eines Heizmediums, das durch eine Heizvorrichtung intermittierend erwärmt wird, in einem Heizsystem, das mindestens eine verstellbare Drosselstelle für das Heizmedium aufweist, bei dem ein Vorlauftemperatur-Sollwert aufgrund äusserer Einflussfaktoren ermittelt und das Heizmedium bei voller Öffnung der Drosselstellen auf den Vor-lauftemperatur-Sollwert erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Startfunktion, mit der sich die Vorlauftemperatur (Tv) beim Erwärmen ändert, ermittelt, mindestens ein Parameter (Cm) dieser Startfunktion zur Festlegung einer Sollfunktion verändert und der Vorlauftemperatur-Sollwert (Tf) so lange verändert wird, bis sich der Verlauf der Erwärmung in jeder Aufheizphase an die Sollfunktion angeglichen hat.
5
5
10
IS
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
CH 678 887 A5
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Start- bzw. Sollfunktion, mit der sich die Vorlauftemperatur (Tv) ändert, durch folgende Hilfsfunktion angeglichen wird
Pv "C • t Tv{t) « -ä ( 1 - exp — ) + Tr
V C C, R
m k wobei
Tv(t) die Vorlauftemperatur,
Pk die maximale Wärmeleistung des Heizkesseis,
Gm die Wärmekapazität des durchfliessenden Wassers,
t die Zeit,
Ck die Wärmekapazität des Kessels und
Tr die Rücklauftemperatur ist
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter der Startfunktion durch Messung der Vorlauftemperatur (Tv) an mindestens drei Zeitpunkten ermittelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollfunktion aus der Startfunktion durch Verändern des Parameters Cm ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollfunktion durch Verkleinem des Parameters Cm ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter Cm in der Sollfunktion etwa 20% bis 40% kleiner ist als der Parameter Cm in der Startfunktion.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Startfunktion bei jedem Übergang vom Nachtabsenkbetrieb zum Tagbetrieb ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ermitteln der Startfunktion und dem Festlegen der Sollfunktion eine vorbestimmte Totzeit vorgesehen ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Differenz des veränderten Voriauftemperatur-Sollwerts (Tf) und des Vorlauftemperatur-Istwerts (Tv) eine Ein-gangsgrösse für einen Integrator gebildet wird, der über einen Hystereseschalter (4) die Heizvorrichtung (5) an- und abschaltet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Parametern der Sollfunktion die Schwellwerte für den Hystereseschalter (4) ermittelt werden.
11. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Vorgabeeinrichtung (1), die aufgrund äusserer Einflussfaktoren (H, Taussen) ein Vorlauftemperatur-Sollwertsignal (Ts) erzeugt, einen Integrator (3), dem die Differenz zwischen einem modifizierten Vorlauftemperatur-Sollwertsignal (Tf) und einem Vorlauftemperatur-Istwertsignal (Tv) zugeführt wird, einen Hystereseschalter (4), der ein Kesselsteuersignal zum Schalten der Heizvor« richtung (5) erzeugt, wenn das Integrator-Ausgangssignal einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet bzw. einen zweiten vorbestimmten Wert unterschreitet, eine Parameter-Identifikationseinrichtung (7), die die Parameter (P«/Cm, Cm/Ck) der Startfunktion ermittelt, eine Recheneinheit (6, 8), die die Sollfunktion berechnet und die Differenz zwischen der Sollfunktion und dem gemessenen Erwärmungs-verlauf des Heizmediums bildet, eine Fehlersignalerzeugungseinheit (9), die in Abhängigkeit von der in der Recheneinheit (6, 8) gebildeten Sollfunktion und der ermittelten Differenz einen Fehler bildet und in Abhängigkeit von diesem Fehler einen von mindestens zwei Temperatursignalwerten (A), von denen mindestens einer positiv und einer negativ ist, erzeugt, und eine Summationseinheit (10), die die Temperatursignalwerte (A) bei jedem Abschalten des Kessels aufaddiert, wobei der Ausgang der Summationseinheit (10) zum Ausgang der Vorgabeeinrichtung (1) addiert wird, um das Vorlauftemperatur-Sollwertsignal (Ts) zu modifizieren.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass drei Temperatursignalwerte (A) eine Temperaturänderung von -0,2°, 0° und +0,2°C entsprechen.
6
CH3759/89A 1988-11-09 1989-10-16 CH678887A5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3838005A DE3838005A1 (de) 1988-11-09 1988-11-09 Verfahren zum einstellen des mittelwerts der vorlauftemperatur eines heizmediums und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH678887A5 true CH678887A5 (de) 1991-11-15

Family

ID=6366817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH3759/89A CH678887A5 (de) 1988-11-09 1989-10-16

Country Status (12)

Country Link
JP (1) JPH0827028B2 (de)
BE (1) BE1002990A3 (de)
CA (1) CA2000867C (de)
CH (1) CH678887A5 (de)
DE (1) DE3838005A1 (de)
DK (1) DK168247B1 (de)
FI (1) FI92105C (de)
FR (1) FR2638864B1 (de)
GB (1) GB2225653B (de)
IT (1) IT1238526B (de)
NL (1) NL192541C (de)
SE (1) SE500088C2 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT398832B (de) * 1990-11-19 1995-02-27 Vaillant Gmbh Zentralheizungsanlage
SE539644C2 (en) * 2015-12-28 2017-10-24 Nordomatic Ab Method and system for regulating indoor temperature
FR3061268B1 (fr) * 2016-12-22 2022-05-13 Commissariat Energie Atomique Procede de determination de la capacite de delestage d'un batiment exploitant l'inertie thermique, procede de delestage associe et systeme mettant en œuvre lesdits procedes
KR101997043B1 (ko) * 2017-12-26 2019-07-08 린나이코리아 주식회사 보일러 환수온도를 이용한 각방제어 시스템의 난방온도 제어장치 및 그 방법
CN110894978B (zh) * 2019-04-10 2022-04-29 北京西门子西伯乐斯电子有限公司 空气源热泵供暖***及其控制器和控制方法
DE102021200129A1 (de) 2021-01-08 2022-07-14 Viessmann Climate Solutions Se Verfahren zum optimieren einer heizkurve und heizungssystem

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4347974A (en) * 1981-03-05 1982-09-07 Honeywell, Inc. Temperature control system with night setback programming as a function of temperature conditioning load
DE3202168A1 (de) * 1982-01-25 1983-08-04 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Regeleinrichtung fuer eine warmwasser-zentralheizung
NL8200316A (nl) * 1982-01-28 1983-08-16 Willempje Johanna Dogger Lam Centrale verwarmingsinrichting.
DE3300082A1 (de) * 1983-01-04 1984-07-05 Centra-Bürkle GmbH & Co, 7036 Schönaich Verfahren und einrichtung zum optimieren der heizkurve einer heizungsanlage
DE3345949A1 (de) * 1983-12-20 1985-06-27 Christian Prof.Dipl.-Ing. 7710 Donaueschingen Dirks Vorrichtung zum steuern eines zentralheizungssystems
DE3679570D1 (de) * 1985-02-18 1991-07-11 Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg Verfahren zur regelung der temperatur in raeumen, die heiz- oder kuehleinrichtungen mit thermostatventilen aufweisen.
FR2599823B1 (fr) * 1986-06-06 1993-11-19 Cie Generale D Electricite Procede et dispositif de regulation d'un chauffage central
FR2606177B1 (fr) * 1986-11-04 1989-04-14 Coussement Bruno Procede de regulation de la temperature d'une installation de chauffage central

Also Published As

Publication number Publication date
FI895320A0 (fi) 1989-11-08
NL192541C (nl) 1997-09-02
SE8903551D0 (sv) 1989-10-25
GB2225653B (en) 1992-12-23
JPH0827028B2 (ja) 1996-03-21
IT8967979A1 (it) 1991-05-08
IT1238526B (it) 1993-08-18
DK168247B1 (da) 1994-02-28
DK539389D0 (da) 1989-10-30
FI92105C (fi) 1994-09-26
DE3838005C2 (de) 1991-12-05
SE8903551L (sv) 1990-05-10
FI92105B (fi) 1994-06-15
BE1002990A3 (fr) 1991-10-15
JPH02183734A (ja) 1990-07-18
IT8967979A0 (it) 1989-11-08
CA2000867A1 (en) 1990-05-09
NL192541B (nl) 1997-05-01
GB2225653A (en) 1990-06-06
GB8925250D0 (en) 1989-12-28
CA2000867C (en) 1999-01-12
FR2638864B1 (fr) 1996-08-02
DE3838005A1 (de) 1990-05-10
FR2638864A1 (fr) 1990-05-11
SE500088C2 (sv) 1994-04-11
DK539389A (da) 1990-05-10
NL8902700A (nl) 1990-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3145215C2 (de)
DE1965938A1 (de) Selbsttaetige Regelvorrichtung fuer eine Pumpensammelheizungsanlage
DE19507247A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur hydraulisch optimierten Regelung der Vorlauftemepratur
DE19513394A1 (de) Temperaturgeführte Leistungsansteuerung für elektrisch betriebene Pumpenaggregate
DE102013105786B4 (de) Verfahren zur Regelung einer Zentral-Heizungsanlage
DE3838005C2 (de)
CH682345A5 (en) Controlling heating of rooms for economy
DE3620929A1 (de) Verfahren und einrichtung zur regelung mindestens einer heizung
DE3325993C2 (de) Regeleinrichtung zum Regeln der Temperatur eines zu Heizkörpern vorlaufenden Wärmeträgers
DE3325721C2 (de) Einrichtung zur Begrenzung der Rücklauftemperatur bei einer Warmwasser-Heizungsanlage
DE2750098C2 (de) Warmwasser-Heizungsanlage
CH637463A5 (en) Method and device for influencing room temperature
DE3538934C2 (de)
DE2529858C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln einer Wärmeübertragungsanlage
EP4141334A1 (de) Verfahren zum betreiben eines heizgerätes, computerprogramm, speichermedium, regel- und steuergerät, heizgerät und verwendung eines signals
WO2003023288A1 (de) Zentralheizungsanlage
DE2307109A1 (de) Heizgeraet fuer brauch- und heizwasser
CH672852A5 (de)
AT402575B (de) Verfahren zur steuerung eines volumenstrombegrenzers
DE2217148A1 (de) Temperatur-regeleinrichtung fuer insbesondere gasbeheizte umlaufwassererhitzer
DE3446167C2 (de)
DE3011543C2 (de) Steuereinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Brennstoffventils an einem Umlaufwasserheizer
EP0036567B1 (de) Steuereinrichtung für einen Umlaufwasserheizer
DE3407795C1 (de) Heizungsanlage mit Waermepumpe
EP0936413B1 (de) Wasserheizungsanlage mit Regler für die Heizwassertemperatur

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased