DE3702080A1 - Verfahren zum steuern der umschaltung eines waermeaufnehmenden verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder strombeheizten waermequelle und einer waermepumpe und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum steuern der umschaltung eines waermeaufnehmenden verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder strombeheizten waermequelle und einer waermepumpe und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number
DE3702080A1
DE3702080A1 DE19873702080 DE3702080A DE3702080A1 DE 3702080 A1 DE3702080 A1 DE 3702080A1 DE 19873702080 DE19873702080 DE 19873702080 DE 3702080 A DE3702080 A DE 3702080A DE 3702080 A1 DE3702080 A1 DE 3702080A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
temperature
heat source
difference
heat pump
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19873702080
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen Taag
Klaus Scheid
Dieter Stuch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vaillant GmbH
Original Assignee
Joh Vaillant GmbH and Co
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 Joh Vaillant GmbH and Co filed Critical Joh Vaillant GmbH and Co
Priority to DE19873702080 priority Critical patent/DE3702080A1/de
Publication of DE3702080A1 publication Critical patent/DE3702080A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • F24D19/1039Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses a heat pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/10Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/174Supplying heated water with desired temperature or desired range of temperature
    • F24H15/175Supplying heated water with desired temperature or desired range of temperature where the difference between the measured temperature and a set temperature is kept under a predetermined value
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/212Temperature of the water
    • F24H15/215Temperature of the water before heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/212Temperature of the water
    • F24H15/219Temperature of the water after heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/20Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/258Outdoor temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/305Control of valves
    • F24H15/31Control of valves of valves having only one inlet port and one outlet port, e.g. flow rate regulating valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/305Control of valves
    • F24H15/32Control of valves of switching valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/375Control of heat pumps
    • F24H15/38Control of compressors of heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/30Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/375Control of heat pumps
    • F24H15/385Control of expansion valves of heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00Control of fluid heaters
    • F24H15/40Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/414Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based
    • F24H15/421Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electronic processing, e.g. computer-based using pre-stored data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern der Umschaltung eines wärmeaufnehmenden Verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder mittels elektrischen Stroms beheizten Wärmequelle und einer Wärmepumpe gemäß den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche beziehungsweise auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Unter brennstoffbeheizter Wärmequelle kann hierbei ein Durchlauf- oder Umlaufwasserheizer wie auch ein gas- oder ölbeheizter Kessel oder auch ein elektrisch beheizter Durchlauferhitzer verstanden werden, und der Begriff Wärmepumpe schließt alle Arten von Absorptions-, Resorptions- oder Kompressionswärmepumpen ein, unabhängig von der Art des Antriebsaggregats (Öl- oder Gasbrenner beziehungsweise Gasmotor oder Elektromotor). Unter dem wärmeaufnehmenden Verbraucher kann sowohl eine Heizungsanlage in Form einer Vielzahl parallel und/oder in Serie liegender Radiatoren und Konvektoren wie auch eine Fußbodenheizung oder ein aufzuladender Brauchwasserspeicher oder auch eine Kombination der eben geschilderten Alternativen oder auch ein Durchlauferhitzer zur Bereitung warmen Brauchwassers verstanden werden.
Es sind eine Vielzahl bivalenter Heizungsanlagen bekanntgeworden, bei denen ein solcher wärmeaufnehmender Verbraucher bis zu einer bestimmten einen Wärmepumpenbetrieb zulassenden Temperatur an die Wärmepumpe gekoppelt wird, um bei Unterschreiten einer solchen Grenztemperatur, unterhalb der der lohnende Wärmepumpenbetrieb nicht mehr möglich ist, auf die Wärmequelle geschaltet zu werden. Ist dies eine Heizungsanlage im Sinne einer Zentralheizung, so wird die Umschaltung des Heizkreises der Zentralheizungsanlage in der Regel in Abhängigkeit von der Außentemperatur vorgenommen, da man voraussetzen kann, daß bei Außentemperaturen von 0° oder kälter über den Verdampfer keine ausreichende Leistungsaufnahme in den Wärmepumpenkreis mehr erfolgen kann.
Da solche Umschalteinrichtungen sich zunehmend Mikroprozessoren und deren Peripheriegeräten bedienen, ist es möglich, die Umschaltkriterien wesentlich differenzierter vorzugeben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den wärmeaufnehmenden Verbraucher jeweils dann auf die mit einer Vor- oder Rücklauftemperaturregelung versehenen Wärmepumpe bei vorausgegangenem rück- beziehungsweise vorlauftemperaturgeregeltem Wärmequellenbetrieb zurückzuschalten, wenn sichergestellt ist, daß dieser Wärmepumpenbetrieb erfolgsversprechend ist. Wesentlich ist, daß bei Wärmepumpenbetrieb eine Rücklauf-Temperaturregelung, dageben bei Wärmequellenbetrieb eine Vorlauf-Temperaturregelung oder umgekehrt erfolgt.
Die Lösung der Aufgabe liegt verfahrensgemäßig in den kennzeichnenden Merkmalen der beiden unabhängigen Patentansprüche. Hierzu parallel gibt der vierte Patentanspruch Einrichtungsmerkmale zur Durchführung des Verfahrens an.
Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand übriger Unteransprüche beziehungsweise gegen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die anhand der Fig. eins bis fünf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. eins eine schematische Prinzipdarstellung einer Zentralheizung,
die Fig. zwei den Aufbau der Steuereinrichtung als Blockdiagramm,
Fig. drei ein Kurvendiagramm und die
Fig. vier und fünf ein weiteres Diagramm.
In allen fünf Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.
Die Zentralheizungsanlage 1 gemäß Fig. eins besteht aus einem wärmeaufnehmenden Verbraucher 2, bei dem es sich um eine Mehrzahl parallel und/oder in Serie liegender Radiatoren oder Konvektoren wie auch eine Fußbodenheizungsanlage ohne einen Brauchwasserspeicher handeln kann, der über eine Verbrauchervorlaufleitung 3, in der eine von einem Motor 4 angetriebene Umwälzpumpe 6 an eine Kombination von zwei Wärmeerzeugern 8 und 9 angeschlossen ist, wovon der eine Wärmeerzeuger als Kessel 8, der andere als Wärmepumpe 9 ausgebildet ist. Die Wärmequelle 8 kann sowohl ein gas- oder ölbeheizter Kessel, ein ebenso beheizter Umlaufwasserheizer oder ein elektrisch beheizter Durchlauferhitzer sein, die Wärmepumpe 9 kann als Absorptions-, Resorptions- oder Kompressionswärmepumpe ausgebildet sein, im Falle der Absorptions- oder Resorptionswärmepumpe kann es sich um eine mit Gas oder Öl beheizte, im Falle der Kompressionswärmepumpe um eine mit einem Verbrennungs- oder Elektromotor angetriebene Wärmepumpe handeln.
Die Rücklaufleitung 6 ist stromauf einer Verzweigungsstelle 10 mit einem Rücklauftemperaturfühler 11 verbunden, der über eine Meßleitung 12 mit einer Steuer- und Regeleinheit 13 verbunden ist.
Stromab der Verzweigungsstelle 10 zweigen eine Wärmepumpen- Rücklaufleitung 14 beziehungsweise eine Wärmequellen- Rücklaufleitung 15 ab, die durch die wärmeabgebenden Wärmetauscher 16 und 17 der beiden Elemente führen und die sich als Wärmequellen- beziehungsweise Wärmepumpen- Vorlaufleitung 18 beziehungsweise 19 forsetzen und zu einem 3-Wege-Umschaltventil 20 führen, das von einem Stellmotor 21 beherrscht ist, der über eine Leitung 22 Stellsignale von der Steuer- und Regeleinheit 13 bekommt. Das 2-Wegeventil 20 ist so aufgebaut, daß entweder die Wärmequelle 8 oder die Wärmepumpe 9 auf die Verbraucher- Vorlaufleitung 3 geschaltet wird, wobei die Verbraucher- Vorlaufleitung 3 an den Anschluß des Ausgangs des 3-Wegeventils angeschlossen ist.
Der Motor 4 der Umwälzpumpe erhält seine Energie über eine Stelleitung 23 von der Steuer- und Regeleinheit 13, das gleiche gilt für die Wärmequelle 8, die einen Brenner 24 aufweist, der über eine mit einem Magnetventil 25 versehene Gasleitung 26 gespeist wird, wobei das Magnetventil einen Elektromagneten 27 aufweist, der über eine Stelleitung 28 von der Steuer- und Regeleinheit angesteuert werden kann. Die Wärmepumpe 9 ist als Kompressions- Wärmepumpe ausgestaltet, der Motor 29 des Kompressors 30 ist mittels einer Stelleitung 31 gleichfalls mit der Steuer- und Regeleinrichtung verbunden, die auch über eine Leitung 32 das Expansionsventil 33 der Wärmepumpe beherrscht. Die Wärmepumpe weist noch eine Verdampfer 34 auf, der von der Außenluft durchsetzt wird. Die Außenluft wird bezüglich ihrer Temperatur von einem Temperturfühler 35 abgefühlt, der über eine Meßleitung 36 mit der Steuer- und Regeleinheit 13 verbunden ist.
Der Steuer- und Regeleinheit 13 sind Soll-Wertgeber 37 für die Rücklauftemperatur und 38 für die Vorlauftemperatur zugeordnet. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß der Soll-Wert der Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur als Heizkurve vorgegeben und variiert wird.
Ein Vorlauftemperaturfühler 39 ist über eine Leitung 40 mit Regeleinheit 13 verbunden.
Der Aufbau und die Funktion der Steuer- und Regeleinheit 13 geht aus der Fig. zwei hervor.
Die Steuer- und Regeleinheit 13 enthält zwei Regler 41 und 42, wovon der Regler 41 ein Rücklauftemperaturregler, der Regler 42 ein Vorlauftemperaturregler ist. Mit dem Rücklauftemperaturregler 41 ist der Rücklauftemperaturfühler 11 verbunden, sein Soll-Wertgeber 37 ist von dem Außentemperaturfühler 35 beaufschlagt, das heißt, der Soll-Wert des Reglers wird nach Maßgabe der herrschenden Außentemperatur geführt. Dem Vorlauftemperaturregler 42 ist der Vorlauftemperaturfühler 39 aufgeschaltet, weiterhin ist ihm der Soll-Wertgeber 38 aufgeschaltet, dessen Soll-Wert gleichermaßen vom Außentemperaturfühler 35 geführt ist. Beide Regler beherrschen somit entweder die Rücklauftemperatur oder die Vorlauftemperatur nach Maßgabe eines außentemperaturgeführten Soll-Werts. Dieser Soll-Wert muß nicht unbedingt außentemperaturgeführt sein, es ist auch eine Abhängigkeit möglich, bei der die Außentemperatur eine von mehreren Größen bildet, auch eine Handeinstellung wäre denkbar, weiterhin eine Führung des Soll-Werts von der Raumtemperatur eines ausgewählten Testraums und Mischungen von all diesen Einstellungen.
Von der Leitung 43, die den Rücklauftemperaturfühler mit dem Regler 41 verbindet, zweigt eine weitere Leitung 44 ab, die zu einem Umschalter 45 führt, mit dem von Wärmepumpen- auf Wärmequellenbetrieb umgeschaltet wird. Dieser Umschalter enthält einen Komparator, er ist über eine Leitung 46 mit dem Außentemperaturfühler 35 verbunden. Eine Ausgangsleitung 47 ist mit einem Schaltverstärker 48 verbunden, der zwei Ausgänge aufweist, von denen der Ausgang 49 mit einem ersten Undglied 50 und der Ausgang 51 mit einem zweiten Undglied 52 verbunden ist. Die Ausgänge 53 und 54 der Undglieder sind mit der Wärmequelle 9 beziehungsweise dem Kessel 8 verbunden. Der zweite Eingang des Undgliedes 50 ist über eine Leitung 55 mit dem Ausgang des Rücklauftemperaturreglers 41 verbunden. Der zweite Eingang des Undgliedes 52 ist über eine Leitung 56 mit dem Ausgang des Vorlauftemperaturreglers 42 verbunden.
Die Leitung 47 ist über eine Leitung 57 mit einem Koppelschalter 58 verbunden, der über eine Leitungsschar 59 mit einem Speicher 60 seinerseits verbunden ist. Vom Speicher 60 führt eine Leitungsschar 61 zu einer Koppelschaltung 62, die mit einer Befehlsleitung 63 als weiteren Eingang verbunden ist, die zur Leitung 51 führt.
Es ist ein Komparator 64 vorgesehen, der für das Umschalten von Kessel- auf Wärmepumpenbetrieb zuständig ist. Er weist mehrere Eingänge auf, wovon ein Eingang eine Leitungsschar 65 darstellt, die von der Koppelschaltung 62 ausgeht. Ein weiterer Eingang 66 ist mit der Leitung 44 verbunden, ein zweiter Eingang 67 ist mit dem Vorlauftemperatur- Soll-Wertgeber 38 verbunden und ein dritter Eingang 68 ist mit der Leitung 69 verbunden, die den Vorlauftemperaturfühler 39 mit dem Vorlauftemperaturregler 42 verbindet.
Der Vorlauftemperatur-Soll-Wertgeber 38 ist über eine Leitung 70 mit dem Vorlauftemperaturregler, der Rücklauftemperatur- Soll-Wertgeber 37 über eine Leitung 71 mit dem Rücklauftemperaturregler 41 verbunden. Von den Eingängen 66, 67 und 68 führt eine Leitungsschar 72 zum Koppelschalter 58. Vom Komparator 64 führt noch eine Leitung 73 zum Schaltverstärker 48. Dieser ist so aufgebaut, daß er die auf den Leitungen 47 und 73 anstehenden Signale einzeln verstärkt und das Signal auf der Leitung 47 auf den Ausgang 49 und das Signal auf der Leitung 73 auf den Ausgang 51 gibt.
Für die Funktion dieser Steuer- und Regeleinheit 13 gilt, daß der Kessel 8, also die Wärmequelle, mit einer Vorlauftemperaturreglung versehen ist, die Wärmepumpen hingegen mit einer Rücklauftemperaturregelung. Die Verhältnisse können auch genau umgekehrt sein, worauf später noch eingegangen wird.
Für die Funktionsweise wird davon ausgegangen, daß die Wärmepumpe in der Lage ist, während des Sommers und eines Teils der Übergangszeiten die Gebäudeheizung alleine durchzuführen. Lediglich in den Bereichen der Übergangszeit, in denen zu tiefe Außentemperaturen herrschen, und im Hochwinter muß auf den Kessel geschaltet werden.
Somit wird zunächst der Zustand betrachtet, daß die Wärmepumpe mit ihrer zugeordneten Rücklauftemperaturregelung in Betrieb ist. Für die Erklärung dieser Funktion wird jetzt auf die Fig. drei verwiesen. Im obersten Diagramm der Fig. drei ist die Abhängigkeit von Temperaturen in Kelvin von der Zeit t in Sekunden dargestellt. Im einzelnen sind vier Kurven dargestellt. Es ist zunächst einmal der Ist-Wert der Vorlauftemperatur TVi dargestellt und der Ist-Wert der Rücklauftemperatur TRi. Zu einem bestimmten Zeitpunkt t um sind die Temperaturwerte in diesem Zeitpunkt als Umschalttemperaturwerte TVi um und TRi um bezeichnet. Die Temperaturdifferenz zwischen beiden Werten ist mit Δ um bezeichnet. Weiterhin sind Soll-Wertkurven eingezeichnet, und zwar zunächst der Soll-Wert der Rücklauftemperatur TRs und der sich daraus ergebende Soll-Wert der Vorlauftemperatur TVs. Da zur Zeit die Wärmepumpe in Betrieb ist und deren Rücklauftemperatur geregelt wird, wird der Rücklauftemperatur-Soll-Wert nach Maßgabe der herrschenden Außentemperatur vorgegeben.
Der Vorlauftemperatur-Soll-Wert ist dann hier nur eine fiktive Größe, die über eine vorgegebene Differenz gerechnet werden kann. Bei Kesselbetrieb ist der Vorlauftemperatur- Soll-Wert TVs der maßgebende Soll-Wert, dann ist der Rücklauftemperatur-Soll-Wert fiktiv. Als weitere Besonderheit ist anzumerken, daß sowohl der Vorlauftemperatur- wie auch der Rücklauftemperaturregler im Zweipunktbetrieb arbeitet. Es wären aber gleichermaßen stetige Regler mit P-, I- oder D-Verhalten oder einem Gemisch aus allen drei Charakteristiken denkbar. Die Kurven sähen dann dementsprechend anders aus.
Vom Beginn der Zeit bis zum Zeitpunkt t um findet demgemäß eine Zweipunkt-Rücklauftemperaturregelung der Wärmepumpe statt. Der Ist-Wert der Rücklauftemperatur schwingt nach Art eines Sägezahns um den Rücklauftemperatur-Soll-Wert TRs. Fällt nunmehr die Außentemperatur unter einen vorgebbaren Grenzwert, so wird in diesem Zeitpunkt von Wärmepumpen- auf Wärmequellenbetrieb umgeschaltet. Dieser Zeitpunkt ist als Umschaltzeitpunkt t um definiert. Diesen Wert der Außentemperatur erhält der Umschalter 45 nach Maßgabe der Signale auf den Leitungen 44 und 46. Fällt die Außentemperatur unter den vorgebbaren Wert, so schaltet der Umschalter um, das heißt, auf der Leitung 47 erscheint ein entsprechendes Signal, das im Verstärker 48 verstärkt wird und über die Leitung 49 auf das Undglied 50 gelagert wird. Dieses Signal mag einen spannungslosen Zustand haben, so daß das Undglied seinen Ausgang 53 sperrt, das heißt, die Wärmepumpe geht außer Betrieb. Zugleich wird über die Leitungen 47 und 57 der Koppelschalter 58 aktiviert. Das bedeutet, daß die auf den Leitungen 66, 67 und 68 stehenden Signale, das heißt Ist-Wert-Signale und Soll-Wert-Signale, über den offenen Koppelschalter in den Speicher 60 gegeben werden. Hierbei werden gespeichert die Signale des Vorlauftemperatur-Ist- Wertes, des Rücklauftemperatur-Ist-Wertes und der Differenz aus beiden im Zeitpunkt t um . Gleichermaßen wird der Vorlauftemperatur-Soll-Wert zu dem Zeitpunkt gespeichert.
Parallel hierzu erzeugt die Schaltlogik 48 ein Signal auf den Ausgang 51, das am Undglied 52 ankommt. Da auch der Vorlauftemperaturregler 42 bereits in Betrieb ist, schaltet das Undglied 52 durch und steuert über seinen Ausgang 54 den Kessel 8 an. Somit wird die Wärmebelieferung des Verbrauchers ab dem Zeitpunkt t um nicht mehr von der Wärmepumpe, sondern von der Wärmequelle beliefert. Wesentlich ist, daß die Werte TVi um , TRi um , TVs um und Δ um für einen Rückschaltvorgang von der Wärmequelle auf die Wärmepumpe gespeichert werden. Wenn sie unmittelbar auf den Leitungen 66, 67 und 68 zur Verfügung stehen, können sie ohne weiteres gespeichert werden, ergeben sie sich aus Verknüpfungen mit anderen Größen, müssen sie gerechnet werden. Es ist auch möglich, statt einer Messung eine Rechnung vorzusehen.
Nach dem Umschalten prüft nun die Steuer- und Regeleinheit 13, selbsttätig laufend, ob Verhältnisse vorliegen, daß wieder von Wärmequellenbetrieb auf Wärmepumpenbetrieb zurückgeschaltet werden kann. Hierzu wird insbesondere ermittelt, ob der Vorlauftemperatur-Soll-Wert TVs kleiner wird als der Vorlauftemperatur-Soll-Wert TVs um im Zeitpunkt des letzten Umschaltens und zusätzlich, ob die Differenz Δ kleiner wird als die Differenz Δ um zum Zeitpunkt t um . In dem Moment, in dem beide Kriterien vorliegen, wird auf Wärmepumpenbetrieb zurückgeschaltet. Dies ermittelt der Komparator 64. Die gespeicherten Werte werden über die Koppelschaltung 62 dem Komparator 64 zur Verfügung gestellt und die Werte für den Vorlauftemperatur- Soll-Wert TVs stehen über die Leitung 67 beziehungsweise für die Differenz Δ als Differenz der Signale auf den Leitungen 66 und 68 an.
Dies soll nach dem Diagramm der Fig. drei beispielsweise zum Rückschaltzeitpunkt t R der Fall sein. Ab dem Zeitpunkt t R findet dann wieder Wärmepumpenbetrieb mit Rücklauftemperaturregelung statt.
Wesentlich ist, daß bis zum Zeitpunkt t um aufgrund der Rücklauftemperaturregelung der Wärmepumpe nur der Soll- Wert TRs außentemperaturabhängig vom Geber 37 vorgegeben ist. Da die Rücklauftemperatur der Wärmepumpe geregelt wird, ergibt sich mehr oder weniger zufällig eine zugehörige Vorlauftemperatur-Ist-Wert-Kurve TVi. Der Soll- Wert TVs vor dem Zeitpunkt t um ergibt sich durch Mittelwertbildung aus den Minima und Maxima der Vorlauftemperatur TVi.
Erst nach dem Zeitpunkt t um kann man die Kurve für TVs als Vorlauftemperatur-Soll-Wert ansprechen, weil sie dann vom Geber 38 erzeugt wird. Es ist also wahrscheinlich, daß zwischen den Werten von TVs beiderseits des Zeitpunkts t um ein Sprung besteht. Der Sprung ist um so größer, je falscher die Heizungsanlage konzipiert ist beziehungsweise je mehr sich die Charakteristiken der beiden Regler unterscheiden.
Werden die beiden Regler 41 und 42 als stetige Regler konzipiert, so wird der Ist-Wert der Rücklauftemperatur TRi nur ganz geringfügig um den Wert von TRs vor dem Zeitpunkt t um schwanken, das heißt, praktisch mit ihm zusammenfallen. Das gleich gilt für den Wert von TVi bezüglich auf den Wert TVs.
Abschließend soll noch erwähnt werden, daß die Steuer- und Regeleinheit 13 selbstverständlich als Mikroprozessor ausgebildet sein kann.
Sind die Regler 41 und 42 als stetige Regler mit P-, PI- oder PID-Verhalten aufgebaut, so ist das erfindungsgemäße Verfahren in abgewandelter Form auch anwendbar, wie aus Fig. vier hervorgeht. Vor dem Zeitpunkt t um herrscht Wärmepumpenbetrieb, das heißt, der Rücklauftemperatur- Soll-Wert TRs ist vorgegeben. Damit ergibt sich ein praktisch identisch verlaufender Rücklauftemperatur-Ist-Wert TRi, wenn Einschwenkvorgänge des Reglers vernachlässigt werden. Es ergibt sich weiterhin mehr oder weniger zufällig ein Ist-Wert der Vorlauftemperatur TVi und ein Soll-Wert für die Vorlauftemperatur TVs, der wiederum mit dem Ist-Wert nahezu identisch ist. Der Zeitpunkt t um wird so gewählt, daß aus den Werten der Außentemperatur geschlossen wird, daß die Wärmepumpe nicht mehr in der Lage ist, das zugehörige Gebäude zu heizen. Im dadurch festgelegten Zeitpunkt t um wird die Differenz Δ um berechnet, und zwar aus der Differenz der Werte TRi und TVi. Diese Differenz und TVs werden gespeichert im Speicher 60. Anschließend wird weiter mit der Wärmequelle geheizt. Die Steuer- und Regeleinrichtung 13 prüft nun ständig, ob der Soll-Wert der Vorlauftemperatur unter den im Umschaltzeitpunkt t um geltenden Wert der Vorlauftemperatur TVS um fällt. Ist dies der Fall und ist die sich zugleich ergebende laufende Differenz Δ kleiner als die Differenz Δ um im Umschaltzeitpunkt, so wird auf Wärmepumpenbetrieb zurückgeschaltet.
Die Fig. fünf zeigt das Umschaltverhalten, wenn die Wärmequelle mit einem stetigen Vorlauftemperaturregler versehen ist, während die Wärmepumpe mit einem Zweipunkt- Rücklauftemperaturregler ausgestattet ist. Dann ergibt sich vor dem Zeitpunkt t um ein Zweipunkt-Regelbetrieb für die Rücklauftemperatur, wobei der Vorlauftemperatur-Soll- Wert TVs durch Mittelwertbildung aus den Extremwerten des Ist-Werts der Vorlauftemperatur gebildet wird. Für das Rückschalten von Wärmequellen- auf Wärmepumpenbetrieb gilt hingegen, daß der Soll-Wert der Vorlauftemperatur TVs kleiner werden muß als der errechnete Mittelwert TVS um zum Zeitpunkt des Umschaltens t um und daß zugleich die laufende Differenz kleiner werden muß als die Differenz Δ um im Zeitpunkt des Umschaltens.

Claims (7)

1. Verfahren zum Steuern der Umschaltung eines wärmeaufnehmenden Verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder mittels elektrischen Stromes beheizten Wärmequelle und einer Wärmepumpe, wobei die Wärmequelle eine Vorlauftemperatur- und die Wärmepumpe eine Rücklauftemperatur-Zweipunktregelung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten von Wärmepumpen- auf Wärmequellenbetrieb ein errechneter Vorlauftemperatur- Soll-Wert (TVSum), der Vorlauftemperatur- Ist-Wert (TVium) und der Rücklauftemperatur- Ist-Wert (TRium) gemessen oder gerechnet und gespeichert werden und daß aus den Ist-Werten von Vorlauf- und Rücklauftemperatur TVi, TRi die Differenz Δ um berechnet und gespeichert wird und daß während des Wärmequellenbetriebes der Vorlauftemperatur- Soll-Wert TVs und die Differenz aus den Ist-Werten TVi und TRi bestimmt wird und daß der Verbraucher dann auf die Wärmepumpe zurückgeschaltet wird, wenn der beim Wärmequellenbetrieb berechnete Vorlauftemperatur-Soll-Wert TVs kleiner als der beim Umschalten von Wärmepumpen- auf Wärmequellenbetrieb gespeicherte Soll-Wert TVs um ist und die beim Wärmequellenbetrieb berechnete Differenz Δ kleiner als die beim Umschalten gespeicherte Differenz Δ um ist.
2. Verfahren zum Steuern der Umschaltung eines wärmeaufnehmenden Verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder mittels elektrischen Stromes beheizten Wärmequelle und einer Wärmepumpe, wobei die Wärmequelle eine Rücklauftemperatur- und die Wärmepumpe eine Vorlauftemperaturregelung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten von Wärmepumpen- auf Wärmequellenbetrieb der Rücklauftemperatur-Soll-Wert TRs um , der Rücklauftemperatur-Ist-Wert TRi um und der Vorlauftemperatur- Ist-Wert TVi um gemessen oder gerechnet und gespeichert werden und daß aus den Ist-Werten von Vorlauf- und Rücklauftemperatur TVi, TRi die Differenz Δ um berechnet und gespeichert wird und daß während des Wärmequellenbetriebs der Rücklauftemperatur-Soll-Wert TRs und die Differenz Δ aus den Ist-Werten TVi und TRi bestimmt wird und daß der Verbraucher dann auf die Wärmepumpe zurückgeschaltet wird, wenn der bei Wärmequellenbetrieb berechnete Rücklauftemperatur- Soll-Wert TRs kleiner ist als der beim Umschalten von Wärmepumpen- auf Wärmequellenbetrieb gespeicherte Soll-Wert TRs um und die bei dem Wärmequellenbetrieb berechnete Differenz kleiner als die beim Umschalten gespeicherte Differenz Δ um ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklauftemperatur im Zweipunktverfahren geregelt wird.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuer- und Regeleinheit (13), die einen Zweipunktregler zum Regeln der Rücklauftemperatur des den wärmeaufnehmenden Verbraucher verlassenden Mediums enthält, und daß Mittel zur Speicherung des Vorlauftemperatur-Soll-Wertes und der Differenz aus Vorlauf- und Rücklauftemperatur- Ist-Wertes während des letzten Wärmepumpenbetriebes und ein Rechner vorgesehen sind, der den gespeicherten Vorlauftemperatur-Soll-Wert TVs um mit dem berechneten Soll-Wert TVs vergleicht, und daß weiterhin ein Vergleicher vorhanden ist, der die gespeicherte Differenz Δ um mit dem vom Rechner ermittelten Wert Δ vergleicht.
5. Verfahren zum Steuern der Umschaltung eines wärmeaufnehmenden Verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder mittels elektrischen Stroms beheizten Wärmequelle und einer Wärmepumpe, wobei die Wärmequelle eine stetige Vorlauftemperatur- und die Wärmepumpe eine stetige Rücklauftemperaturregelung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten von Wärmepumpen- auf Wärmequellenbetrieb der Vorlauftemperatur-Soll-Wert (TVs um ), der Vorlauftemperatur-Ist-Wert (TVi um ) und der Rücklauftemperatur-Ist-Wert (TRi um ) gemessen oder gerechnet und gespeichert werden und daß aus den Ist-Werten von Vorlauf- und Rücklauftemperatur TVi, TRi die Differenz Δ um berechnet und gespeichert wird und daß während des Wärmequellenbetriebes der Vorlauftemperatur- Soll-Wert TVs und die Differenz aus den Ist- Werten TVi und TRi bestimmt wird.
6. Verfahren zum Steuern der Umschaltung eines wärmeaufnehmenden Verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder mittels elektrischen Stroms beheizten Wärmequelle und einer Wärmepumpe, wobei die Wärmequelle eine stetige Vorlauftemperatur- und die Wärmepumpe eine Rücklauftemperatur- Zweipunktregelung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten von Wärmepumpen- auf Wärmequellenbetrieb der Soll-Wert der Vorlauftemperatur TVi und die Differenz Δ um zwischen dem Ist-Wert der Vorlauftemperatur TVi und dem Ist-Wert der Rücklauftemperatur TRi gemessen, gerechnet und gespeichert werden und daß dann auf Wärmepumpenbetrieb zurückgeschaltet wird, wenn der Soll-Wert der Vorlauftemperatur TVs kleiner wird als der Soll-Wert der Vorlauftemperatur TVs um im Zeitpunkt des Umschaltens und die laufende Differenz kleiner als die Differenz Δ um zum Zeitpunkt des Umschaltens wird.
7. Verfahren zum Steuern der Umschaltung eines wärmeaufnehmenden Verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder mittels elektrischen Stroms beheizten Wärmequelle und einer Wärmepumpe, wobei die Wärmequelle eine Vorlauftemperatur-Zweipunktregelung und die Wärmepumpe eine stetige Rücklauftemperaturregelung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten von Wärmepumpen- auf Wärmequellenbetrieb ein errechneter Vorlauftemperatur-Soll-Wert (TVs um ), der Vorlauftemperatur- Ist-Wert (TVi um ) und der Rücklauftemperatur- Ist-Wert (Tri um ) gemessen oder gerechnet und gespeichert werden und daß aus den Ist-Werten von Vorlauf- und Rücklauftemperatur TVi, TRi die Differenz Δ um berechnet und gespeichert wird und daß dann auf Wärmepumpenbetrieb zurückgeschaltet wird, wenn der Soll-Wert der Vorlauftemperatur TVs kleiner wird als der errechnete Soll-Wert zum Zeitpunkt des Umschaltens und gleichzeitig die laufende Differenz Δ kleiner wird als die Differenz Δ um im Zeitpunkt des Umschaltens t um .
DE19873702080 1986-01-31 1987-01-24 Verfahren zum steuern der umschaltung eines waermeaufnehmenden verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder strombeheizten waermequelle und einer waermepumpe und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens Withdrawn DE3702080A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873702080 DE3702080A1 (de) 1986-01-31 1987-01-24 Verfahren zum steuern der umschaltung eines waermeaufnehmenden verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder strombeheizten waermequelle und einer waermepumpe und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3602972 1986-01-31
DE19873702080 DE3702080A1 (de) 1986-01-31 1987-01-24 Verfahren zum steuern der umschaltung eines waermeaufnehmenden verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder strombeheizten waermequelle und einer waermepumpe und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3702080A1 true DE3702080A1 (de) 1987-08-06

Family

ID=25840591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873702080 Withdrawn DE3702080A1 (de) 1986-01-31 1987-01-24 Verfahren zum steuern der umschaltung eines waermeaufnehmenden verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder strombeheizten waermequelle und einer waermepumpe und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3702080A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5501267A (en) * 1991-12-27 1996-03-26 Nippondenso Co., Ltd. Air conditioning apparatus for an electric vehicle using least power consumption between compressor and electric heater
DE102007063009A1 (de) * 2007-12-21 2009-07-16 Boehringer Ingelheim Pharma Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Belüftung von Objekten und Vorrichtung zur Belüftung von Objekten, insbesondere raumlufttechnische Anlage
EP2375174B1 (de) 2010-04-07 2016-06-08 Wolf GmbH Wärmepumpenanlage und Verfahren zur Regelung einer Wärmepumpenanlage
EP3816522A1 (de) * 2019-10-31 2021-05-05 Robert Bosch GmbH Verfahren zur steuerung einer wärmevorrichtung

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5501267A (en) * 1991-12-27 1996-03-26 Nippondenso Co., Ltd. Air conditioning apparatus for an electric vehicle using least power consumption between compressor and electric heater
DE102007063009A1 (de) * 2007-12-21 2009-07-16 Boehringer Ingelheim Pharma Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Belüftung von Objekten und Vorrichtung zur Belüftung von Objekten, insbesondere raumlufttechnische Anlage
DE102007063009B4 (de) * 2007-12-21 2016-02-04 Boehringer Ingelheim Pharma Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Belüftung von Objekten und Vorrichtung zur Belüftung von Objekten, insbesondere raumlufttechnische Anlage
EP2375174B1 (de) 2010-04-07 2016-06-08 Wolf GmbH Wärmepumpenanlage und Verfahren zur Regelung einer Wärmepumpenanlage
EP3816522A1 (de) * 2019-10-31 2021-05-05 Robert Bosch GmbH Verfahren zur steuerung einer wärmevorrichtung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2843929A1 (de) Anordnung zur steuerung der raumtemperatur
EP3919823A1 (de) Verfahren zur steuerung der wärmeerzeugung und -verteilung in einer heizungsanlage
DE3517902C2 (de)
DE3702080A1 (de) Verfahren zum steuern der umschaltung eines waermeaufnehmenden verbrauchers zwischen einer brennstoff- oder strombeheizten waermequelle und einer waermepumpe und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE2846753C2 (de) Verfahren und Einrichtung zum Ein- und Ausschalten einer Umwälzpumpe einer Heizungsanlage
DE3539328C2 (de) Verfahren zum Aufheizen wenigstens eines Raumheizkreises und eines Brauchwasserspeichers
DE3539327C2 (de) Schaltung zur Steuerung einer Zentralheizungsanlage
DE3538934C2 (de)
DE2529858C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln einer Wärmeübertragungsanlage
DE3140003C2 (de) Heizungsanlage
AT399390B (de) Verfahren zum aufheizen bzw. abkühlen eines verbrauchers
DE3408622A1 (de) Heizplatte fuer eine presse
DE3606751A1 (de) Verfahren zum ermitteln eines sollwertes
EP3800403B1 (de) Verfahren zum betreiben einer heizvorrichtung, heizvorrichtung
EP0194637B1 (de) Schaltung zum Ansteuern einer einen Brauchwasserspeicher aufladenden brennstoffbeheizten Wärmequelle
EP0107774A1 (de) Regeleinrichtung für eine Heizungsanlage
EP3023709A1 (de) Verfahren zum erwärmen eines fluids in einem speicher in einer heizungsanlage und heizungsanlage hierzu
CH669833A5 (en) Domestic central heating and hot water installation
DE3607159C2 (de)
DE102013220806A1 (de) Optimierung der Sollwerttemperatur für einen Bereitschaftsteil in Heizungsanlagen, insbesondere zur Erwärmung von Trinkwasser
EP2084463B1 (de) Verfahren zur regelung eines brenners einer heizungsanlage mit zwei verbraucher
DE2711601A1 (de) Einrichtung zum regeln einer umlaufwasser-heizungsanlage
AT391754B (de) Verfahren zum betreiben mehrerer waerme- oder kaeltequellen mit gestufter leistung
EP0120283B1 (de) Verfahren zum Umsteuern einer Wärmequelle
CH622337A5 (en) Method and installation for heating rooms of a building

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee