DE10046085A1 - Temperature-dependent electronic rev adjustment for circulation pump e.g. for solar installation, uses temperature sensor signal for calculating optimum pump revs - Google Patents

Temperature-dependent electronic rev adjustment for circulation pump e.g. for solar installation, uses temperature sensor signal for calculating optimum pump revs

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Abstract

The electronic rev adjustment uses at least one temperature sensor (13), for detecting the temperature of a heat source, coupled to a control module (3) calculating the optimal revs for the circulation pump (8) and controlling the latter. The control module and the temperature sensor can be combined in a common device, the rev adjustment for obtaining the optimum revs effected in successive stages.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein temperaturabhängiges elektronisches automatisches stufenloses Drehzahländerungs-Steuersystem für Umwälzpumpen, (Modulsteuerung) zur Steuerung der Drehzahlen für die Umwälzpumpe.The invention relates to a temperature-dependent electronic automatic stepless Speed change control system for circulation pumps, (Module control) to control the speeds for the circulation pump.

Das Ein-/Ausschalten der Pumpenförderung bei einer Solaranlage erfolgte bisher ausschließlich über die Temperatur-Differenz-Regelung Nr.: 2.The pump delivery in a solar system has previously been switched on / off exclusively via temperature difference control no .: 2.

Die Fördermenge wurde mittels (manueller stufenweisen) Voreinstellung an der Pumpe bestimmt. Das bedeutet, dass bei einer Änderung der Außeneinflüsse/­ Sonneneinwirkung eine zweckmäßige Änderung der Drehzahlen/Fördermengen manuell vorgenommen werden muss.The delivery rate was set by means of (manual, gradual) presetting on the Pump determined. This means that if the external influences / Exposure to the sun is an appropriate change in speed / delivery rates must be done manually.

Bisherige bekannte Steuersysteme für Umwälzpumpen sind so ausgelegt, dass die Drehzahlen einer Umwälzpumpe nur mechanisch (manuell durch Handsteuerung) meist durch Voreinstellung in mehrere (verschiedene Stufen) Drehzahlbereiche, verändert werden können.Previously known control systems for circulation pumps are designed so that the speeds of a circulation pump only mechanically (manually by Manual control) usually by presetting in several (different levels) Speed ranges, can be changed.

Das beinhaltet den Nachteil, dass z. B. bei einer Wetteränderung (fehlende Sonneneinstrahlung) die Umwälzpumpe (UP) mit der gleichen Drehzahl das Fluorid befördert, wie bei einer vorherigen starken Sonneneinstrahlung.This includes the disadvantage that e.g. B. in a weather change (missing Solar radiation) the circulation pump (UP) with the same speed Fluoride promotes, as in previous strong sun exposure.

Ausgehend hiervon liegt dieser Erfindung die Aufgabe zugrunde, dass die temperaturabhängige elektronische automatische stufenlose Drehzahländerung der Umwälzpumpe (UP) zeitlich ohne Verzögerung und ohne manuelle Nachstellung reagieren kann, so dass der Solarspeicher immer mit der höchstmöglichen Temperatur versorgt wird.Proceeding from this, this invention is based on the object that the temperature-dependent electronic automatic stepless Speed change of the circulation pump (UP) without delay and can react without manual adjustment, so that the solar storage always with the highest possible temperature is supplied.

Eine höchstmögliche Energienutzung ist die Folge. The result is the highest possible use of energy.  

Diese Aufgabe wird im Einzelnen bei der temperaturabhängigen elektronischen automatischen stufenlosen Drehzahländerung dadurch gelöst, dass:
mindestens ein Sensoren/Temperaturfühler 13 (neu angebracht) die ermittelten Daten an das ebenfalls neu angebrachte Modul 3 weiterleitet, so dass diese Daten an die UP 8 weitergeleitet und umgesetzt werden können.
Es können auch mehrere Sensoren/Temperaturfühler die festgestellten Daten an das Modul 3 weiterleiten; so dass von mehreren übermittelten Daten eine Umsetzung/­ Drehzahlbestimmung der UP 8 erfolgen kann.This task is solved in detail in the case of the temperature-dependent electronic automatic stepless speed change in that:
at least one sensor / temperature sensor 13 (newly installed) forwards the determined data to the newly installed module 3 , so that these data can be forwarded to the UP 8 and implemented.
Several sensors / temperature sensors can also forward the determined data to module 3 ; so that a conversion / speed determination of the UP 8 can take place from several transmitted data.

Die Nebensteuerung (Modul 3), welche mindestens die Daten eines Sensors/­ Temperaturfühler (13) auswertet, kann auch mit mehreren weiteren Sensoren/­ Temperaturfühlern verbunden werden.The secondary control (module 3 ), which evaluates at least the data of one sensor / temperature sensor ( 13 ), can also be connected to several other sensors / temperature sensors.

Durch das Modul 3 werden dann
temperaturabhängig elektronisch automatisch und stufenlos die Drehzahlen der Umwälzpumpe (UP 8) gesteuert;
so dass die Temperaturen in einem, für die Wärmegewinnung optimalen Bereich gehalten werden.Then through module 3
Depending on the temperature, the speed of the circulation pump (UP 8 ) is automatically and electronically controlled;
so that the temperatures are kept in an optimal range for heat generation.

Das Ein-/Ausschalten erfolgt nur im Bereich der Vorgabe, der bisher vorhandenen Temperatur-Differenz-Regelung (TD) 2.Switching on / off takes place only in the area of the specification, the previously existing temperature difference control (TD) 2 .

Arbeitsweise des Moduls 3How the module works 3

Das Modul 3 kann in zwei verschiedene Versionen die Drehzahlen der Umwälzpumpe (8) beeinflussen.
1. Die Drehzahlregulierung kann manuell erfolgen.
Einstellung manuell Stufe 1 bis 3. - Zum Beispiel:
Drehzahlbereich Stufe 1 = ca. 800 Umdrehungen
Drehzahlbereich Stufe 2 = ca. 1.600 Umdrehungen
Drehzahlbereich Stufe 3 = ca. 2.400 Umdrehungen
2. Es erfolgt eine temperaturabhängige elektronische automatische, also stufenlose Drehzahländerung zwischen 800 bis 2.400 Umdrehungen.Module 3 can influence the speeds of the circulation pump ( 8 ) in two different versions.
1. The speed can be regulated manually.
Manual setting level 1 to 3. - For example:
Speed range level 1 = approx. 800 revolutions
Speed range level 2 = approx.1,600 revolutions
Speed range level 3 = approx.2,400 revolutions
2. There is a temperature-dependent electronic automatic, that is, stepless speed change between 800 to 2,400 revolutions.

Das Modul 3 kann nicht nur bei einer Umwälzpumpe 8 die Drehzahl und damit die Fördermenge beeinflussen, sondern es können auch mehrere Umwälzpumpen angeschlossen werden, die auf die gleichen oder verschiedene Fördermengen eingestellt werden können.The module 3 can not only influence the speed and thus the delivery rate in the case of a circulation pump 8 , but it is also possible to connect a plurality of circulation pumps which can be set to the same or different delivery rates.

Eine zusätzliche Regulierung (Feineinstellung) kann durch eine Fernsteuerung erfolgen.Additional regulation (fine adjustment) can be done by remote control respectively.

Durch geeignete Software können die festgestellten (Temperatur-) Informationen aus Modul 3 zur Ansteuerung einer Hauptsteuerung genutzt werden, und dadurch der Hauptsteuerung eine Regulierung oder Veränderung (durch das Gebäudenetzwerk) der Wärmeeffizienz ermöglichen.Using suitable software, the determined (temperature) information from module 3 can be used to control a main controller, thereby enabling the main controller to regulate or change (through the building network) the thermal efficiency.

Möglich ist, dass nicht nur die Temperatur-Differenz-Regelung (Nr.: 2) und eine weitere Nebensteuerung in einem Gerät zusammengefasst sind, sondern auch mit dem Modul 3 oder mit einer Hauptsteuereinrichtung verbunden oder aufgeteilt sind.It is possible that not only the temperature difference control (no .: 2) and a further secondary control are combined in one device, but also connected or divided with module 3 or with a main control device.

Bevorzugt weist die Neben- und/oder Hauptsteuereinrichtung einen Speicher zum Speichern der durch die Temperaturfühler übertragenen Daten und/oder der Daten über den gesamten Wärmegewinn/Leistungsgewinn/­ Ertrag auf.The secondary and / or main control device preferably has a memory for storing the data transmitted by the temperature sensors and / or the data on the total heat gain / power gain / Yield on.

Weiterhin wird verhindert, dass bei einer längeren direkten Sonneneinstrahlung und einer manuell auf Stufe 1 eingestellte Pumpe (geringe Fördermenge), eine Überhitzung des Sonnenkollektors möglich ist.It also prevents prolonged exposure to direct sunlight and a pump set manually at level 1 (low flow rate), one Overheating of the solar panel is possible.

Wurde die Umwälzpumpe 8 (manuell auf Stufe 3) auf große Fördermenge gestellt,
eine Sonneneinstrahlung ist aber aufgrund einer Wetteränderung nicht mehr vorhanden,
so wird aufgrund der hohen Durchlaufgeschwindigkeit und der nur zeitweiligen Förderung unter Umständen eine komplette Auszeit (verursacht durch die TD-Regelung 2) erfolgen. If the circulation pump 8 (manually at level 3) was set to a large delivery rate,
solar radiation is no longer available due to a change in the weather,
For example, due to the high throughput speed and the temporary support, there may be a complete break (caused by TD regulation 2 ).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Beispielen und einer Zeichnung näher erläutert:
Es zeigt:
1. Erklärung der Zeichnung
2. Eine Legende der beiliegenden Zeichnung
3. BeispieleThe invention is explained in more detail below with the aid of two examples and a drawing:
It shows:
1. Explanation of the drawing
2. A legend of the attached drawing
3. Examples

1. Erklärung der Zeichnung1. Explanation of the drawing

In der Zeichnung ist eine Solaranlage abgebildet.A solar system is shown in the drawing.

Am Solarkollektor 11 befindet sich am oberen Rand ein Temperaturfühler 13. Durch Leitungsverbindung 13a wird er mit dem Modul 3/3a verbunden, wo die Daten der Temperatur am Sonnenkollektor erfasst werden.A temperature sensor 13 is located on the upper edge of the solar collector 11 . Through conduit 13 a connection it is connected to the module 3/3 a, where the data of the temperature are recorded on the solar collector.

Am Modul 3/3a besteht nun die Möglichkeit, (nach bisher) bekannter Technik, eine manuelle stufenweise Regelung der Umwälzpumpe vorzuwählen
oder
aber die Möglichkeit der
Temperaturabhängigen elektronisch automatischen stufenlosen Drehzahländerung
der Umwälzpumpe 8.The module 3/3 a the possibility now exists (by far) the known art to select a manual stepwise control of the circulating pump
or
but the possibility of
Temperature dependent electronically automatic stepless speed change
the circulation pump 8 .

Die Sensoren/Temperaturfühler 13 sind so ausgestattet, dass sie Signale aussenden, die die vorhandene Temperatur wiedergeben.The sensors / temperature sensors 13 are equipped in such a way that they emit signals which reflect the existing temperature.

Diese Signale werden von einem Mikroprozessor (Modul 3) gespeichert. Die ausgewerteten Daten werden zugrundegelegt, um durch Modul 3 der Umwälzpumpe 8 durch Leitungsverbindungen 18 die effektivste Drehzahl vorzugeben.These signals are stored by a microprocessor (module 3 ). The evaluated data are used as a basis for specifying the most effective speed by means of module 3 of the circulating pump 8 through line connections 18 .

Die Drehzahlen der UP 8 können durch ein optionales Display 3b im Modul 3 angezeigt werden.The speeds of the UP 8 can be shown on an optional display 3 b in module 3 .

Neben diesem Sensor 13, können ebenfalls mehrere andere Sensoren/­ Temperaturfühler (wie 12 und oder 7) die bereits vorhandenen Daten ergänzen bzw. erweitern.In addition to this sensor 13 , several other sensors / temperature sensors (such as 12 and or 7 ) can also supplement or expand the already existing data.

Eine temperaturabhängige elektronische automatische Drehzahländerung Modul 3 sowie die dazu erforderlichen Sensoren/Temperaturfühler 13 können bei jeder vorhandenen Anlage nachgerüstet werden. A temperature-dependent electronic automatic speed change module 3 and the necessary sensors / temperature sensors 13 can be retrofitted to any existing system.

3. Beispiele3. Examples 1. Starke Sonneneinstrahlung1. Strong sun exposure

Sensor 13 meldet über Leitungsverbindung 13a dem Modul 3 hohe Temperaturen.Sensor 13 reports high temperatures to module 3 via line connection 13 a.

Modul 3 gibt ausgewertete Steuersignale (Vorgabe der Umdrehungen) an den Motor der Umwälzpumpe 8 über Leitungsverbindung 18 weiter.Module 3 passes on evaluated control signals (specification of the revolutions) to the motor of the circulation pump 8 via line connection 18 .

Somit wird nicht nur eine Überhitzung (evtl. Blasenbildung im System) des Solarkollektors verhindert, sondern eine erheblich höher Energieausnutzung erreicht.Thus, not only an overheating (possibly blistering in the system) of the solar collector prevented, but a significantly higher energy utilization reached.

Durch die höhere Durchlaufgeschwindigkeit durch den Solarkolektor 11 über Leitung 11a zum Wärmetauscher 6 wird die Temperatur im Kollektor 11 sinken.Due to the higher throughput speed through the solar collector 11 via line 11 a to the heat exchanger 6 , the temperature in the collector 11 will decrease.

Eine Senkung der UP-Drehzahl wird nun erforderlich, um weiterhin eine hohe Energieausnutzung zu erzielen. Dies erfolgt selbstständig und stufenlos durch die Elektronik im Modul 3.Lowering the RPM speed is now necessary to continue to achieve high energy efficiency. This is done independently and continuously by the electronics in module 3 .

2. Geringe Sonneneinstrahlung2. Low sun exposure

Sensor 13 meldet über Leitungsverbindung 13a dem Modul 3 geringe Temperaturen.Sensor 13 reports low temperatures to module 3 via line connection 13 a.

Modul 3 gibt ausgewertete Steuersignale (Vorgabe der Umdrehungen) an den Motor der Umwälzpumpe 8 über Leitungsverbindung 18 weiter.Module 3 passes on evaluated control signals (specification of the revolutions) to the motor of the circulation pump 8 via line connection 18 .

Durch Modul 3 wird eine der niedrigen Temperatur angepasste Drehzahl vorgegeben, eine Abkühlung des Solarspeicher 5 verhindert, und dadurch eine erheblich höher Energieausnutzung erreicht.Module 3 specifies a speed that is adapted to the low temperature, prevents the solar storage 5 from cooling, and thereby achieves a considerably higher energy utilization.

Durch die niedrige Durchlaufgeschwindigkeit durch den Solarkollektor 11 über Leitung 11a zum Wärmetauscher 6 wird die Temperatur im Kollektor 11 steigen.Due to the low throughput speed through the solar collector 11 via line 11 a to the heat exchanger 6 , the temperature in the collector 11 will rise.

Eine Erhöhung der UP-Drehzahl wird nun erforderlich, um weiterhin eine hohe Energieausnutzung zu erzielen. Dies erfolgt selbstständig und stufenlos durch die Elektronik im Modul 3. An increase in the RPM speed is now necessary in order to continue to achieve high energy efficiency. This is done independently and continuously by the electronics in module 3 .

Legende zu ZeichnungLegend for drawing

11

Hauptschalter
main switch

11

a Netzleitung 230 V
a 230 V mains cable

22

Temperatur-Differenz (TD) Regelung
Temperature difference (TD) control

33

Elektronisch Temperatur Regelung für die Drehzahl-Modul Electronic temperature control for the speed module

33

33

a Manuelle Drehzahlverstellung
a Manual speed adjustment

33

b Drehzahldisplay
b Speed display

44

Netzverteiler Dose
Power distribution box

55

Solar Speicher
Solar storage

66

Wärmetauscher
heat exchangers

77

Solar Speicherfühler
Solar storage sensor

77

a Sensor Solar Speicher
a Sensor solar storage

88th

Umwälzpumpe (UP) elektronisch automatisch temperaturgesteuert - manuell gesteuert
Circulation pump (UP) electronically automatically temperature controlled - manually controlled

99

Membran Ausdehnungsgefäß
Diaphragm expansion tank

1010

Rückschlag
return

1111

Solar Kollektor
Solar collector

1111

a Solarleitung Vorlauf
a solar pipe flow

1111

b Solarleitung Rücklauf
b Solar line return

1212

Solar-Fühler für TD Regelung
Solar sensor for TD control

1212

a Kollektor Sensor
a collector sensor

1313

Temperaturfühler für UP Regelung
Temperature sensor for UP control

1313

a Fühlerleitung Sensor
a Sensor line sensor

1414

Absperrorgane
shut-off devices

1515

Entleerung
emptying

1616

Sicherheitsventil
safety valve

1717

Steuerleitung von TD zur UP Regelung
Control line from TD to the UP control

1818

Leitung zur UP
Head of the UP

1919

Manometer (Druckanzeige)
Manometer (pressure display)

2020

Ablassventil
drain valve

2121

Entlüftung
vent

Claims (5)

1. Temperaturabhängige elektronisch gesteuerte stufenlose automatische Drehzahländerung für Umwälzpumpen
angebracht an Anlagen zur Wärmegewinnung oder Kälteerzeugung (neben Solaranlagen, auch in Heizungsanlagen oder Kraftwerken, Hallen-/Freibädern, Whirlpoolanlagen, Kraftfahrzeugen, in der Brennstoffzellentechnik, sowie in der Industrietechnik) bzw. zum Transport des jeweiligen Temperaturunterschiedes,
versehen mit einem Neben- und oder Hauptsteuersystem., mit einer Umwälzpumpe sowie einer Speichereinheit/oder eines Temperaturtauschers (Wärmetauscher),
dadurch gekennzeichnet dass,
mindestens ein Temperaturfühler/Sensor 13 die Temperatur an einer Wärmequelle ermittelt und an eine Nebensteuereinheit Modul 3 weiterleitet,
eine Nebensteuereinheit Modul 3 vorgesehen ist, die aufgrund der empfangenen Daten eine optimale Drehzahl der Umwälzpumpe 8 errechnet,
wobei die Nebensteuereinheit Modul 3 zur Ansteuerung von mindestens einer Umwälzpumpe 8 ausgebildet ist.1. Temperature-dependent, electronically controlled, continuously variable speed change for circulating pumps
attached to systems for heat generation or cold generation (in addition to solar systems, also in heating systems or power plants, indoor / outdoor pools, whirlpool systems, motor vehicles, in fuel cell technology, as well as in industrial technology) or for transporting the respective temperature difference,
provided with a secondary and or main control system., with a circulation pump and a storage unit / or a temperature exchanger (heat exchanger),
characterized in that
at least one temperature sensor / sensor 13 determines the temperature at a heat source and forwards it to an auxiliary control unit module 3 ,
an auxiliary control unit module 3 is provided, which calculates an optimal speed of the circulation pump 8 on the basis of the received data,
the auxiliary control unit module 3 is designed to control at least one circulation pump 8 . 2. System nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass UP 8 und Nebensteuereinheit Modul 3 in einem Gerät zusammengefasst sind.2. System according to claim 1, characterized in that the UP 8 and auxiliary control module 3 are combined in one device. 3. System nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet dass Nebensteueranlage Modul 3 und Temperaturdifferenzregelung TD 2 in einem Gerät zusammengefasst sind.3. System according to claim 1 or 2, characterized in that auxiliary control system module 3 and temperature difference control TD 2 are combined in one device. 4. System nach Anspruch 1-3 gekennzeichnet dadurch dass die Aufgabe der Nebensteueranlage Modul 3 durch geeignete Software auf einem Computer, (Zentralrechner/Hauptsteuersystem) übernommen wird.4. System according to claims 1-3, characterized in that the task of the auxiliary control module 3 is carried out by suitable software on a computer, (central computer / main control system). 5. System nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet dass Drehzahländerung automatisch aber in Stufen vollzogen wird.5. System according to claim 1-4 characterized in that the speed change automatically but in stages.
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