FI91673B - Method and arrangement for keeping constant temperature in warm operating water from a heat exchanger - Google Patents

Description

9167391673

Menetelmä ja laite lämmönvaihtimesta saatavan lämpimän käyttöveden lämpötilan pitämiseksi vakiona 5 Tämä keksintö kohdistuu menetelmään lämmönvaihtimesta saatavan lämpimän käyttöveden lämpötilan pitämiseksi vakiona, jolloin lämmönvaihtimesta lähtevän käyttöveden lämpötilaa tunnustellaan lämpötila-anturilla, tunnusteltu lämpötila viedään tulosuureena säätimeen, jonka lähtösignaalin avulla 10 ohjataan lämmönvaihtimen lämmitysväliaineen läpivirtausta.The present invention relates to a method for keeping the hot water temperature from a heat exchanger constant, in which the temperature of the hot water leaving the heat exchanger is sensed by a temperature sensor, the sensed temperature

Keksintö koskee myös vastaavaa laitetta menetelmän toteuttamiseksi .The invention also relates to a corresponding device for carrying out the method.

Ennestään tunnetaan edellä mainittua tyyppiä oleva laite, 15 johon kuuluu anturi lämmönvaihtimen jälkeisessä käyttövesi-putkessa tulosignaalin antamiseksi säätölaitteelle, jonka asetusarvon perusteella antama lähtösignaali ohjaa säätö-venttiiliä käyttävää moottoria (esim. hakemusjulkaisu DE-37 16 798).A device 15 of the above-mentioned type is previously known, which comprises a sensor in the hot water pipe after the heat exchanger for supplying an input signal to a control device, the output signal of which controls a motor driving a control valve (e.g. DE-37 16 798).

20 Säätölaitteen tehtävänä on pitää lämpimän käyttöveden lämpötila asetusarvossaan. Lämmönvaihtimesta otettavan käyttöveden määrän muutokset aiheuttavat kuitenkin muutoksia kyseiseen lämpötilaan, koska tarvittava lämmitysteho muuttuu vä-25 littömästi kun kulutus muuttuu, mutta kuormituksen muutos- hetkellä lämmönvaihdin on täynnä sopivan lämpöistä lämmitys-väliainetta eli normaalisti vettä. Anturin kohdalla lämpötila muuttuu vasta kun lämmönvaihtimesta alkaa virrata ulos kulutukseen nähden sopimattomalla teholla lämmitettyä vettä 30 eli kun vaihtimen sisällä oleva vesi on jo väärän lämpöistä.20 The function of the control unit is to keep the DHW temperature at its setpoint. However, changes in the amount of hot water taken from the heat exchanger cause changes in that temperature, because the required heating power changes immediately when the consumption changes, but at the time of the load change the heat exchanger is filled with a suitable heating medium. In the case of a sensor, the temperature only changes when water heated at a power unsuitable for consumption starts to flow out of the heat exchanger, i.e. when the water inside the exchanger is already of the wrong temperature.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaansaada menetelmä ja laite lämmönvaihtimesta saatavan lämpimän käyttöveden pitämiseksi vakiona siten, että säätölaite sää-35 töventtiilin asennon säätämiseksi saa viestin kuormituksen muutoksista jo ennen kuin käyttöveden lämpötilassa näkyy muutosta.It is therefore an object of the present invention to provide a method and apparatus for keeping hot water from a heat exchanger constant so that a control device for adjusting the position of the control valve receives a message about changes in load before the hot water temperature shows a change.

91673 2 Lämmönvaihtimesta saatavan käyttöveden lämpötila saadaan esillä olevan keksinnön mukaisessa ratkaisussa pysymään olennaisesti vakiona käyttämällä säätölaitetta, jossa on kaksi säädintä, joiden lähtösignaalit summataan. Ensimmäisen 5 säätimen tulosignaalina on käyttöveden lämpötila ja se toimii kuten tunnettujen järjestelmien käyttöveden säätimet.91673 2 In the solution according to the present invention, the temperature of the hot water from the heat exchanger is made to remain substantially constant by using a control device with two controllers, the output signals of which are summed. The input signal of the first 5 controllers is the hot water temperature and it works like the hot water controllers of known systems.

Sen lähtösignaaliin summataan lähtösignaali toiselta sääti-meitä, jonka tulosignaali on peräisin anturista, joka sijaitsee käyttövesitliassa lämmönvaihtimen sisällä. Tällöin 10 säätöventtiilin asentoa voidaan välittömästi korjata, kun lämmönvaihtimen kuormitus muuttuu. Toisen säätimen on oltava nk. P-tyyppiä eli se reagoi vain lämpötilan muutoksiin, ei todelliseen lämpötilatasoon.Its output signal is summed with an output signal from one of the controllers, the input signal of which comes from a sensor located in the hot water tank inside the heat exchanger. In this case, the position of the control valve 10 can be corrected immediately when the load on the heat exchanger changes. The second controller must be of the so-called P-type, ie it only reacts to changes in temperature, not to the actual temperature level.

15 Esimerkiksi hakemusjulkaisusta DE-39 17 068 on tunnettua käyttää peräti neljää termostaattia, joista yksi mittaa käyttövesisäiliön lämpötilaa, toinen katkaisee veden lämmityksen, kolmas käynnistää pumpun ja neljäs valvoo kattilan lämpötilaa. Edellä esitetyn tapaista mittausta ei kuitenkaan 20 julkaisussa esitetä.For example, it is known from DE-39 17 068 to use as many as four thermostats, one of which measures the temperature of the hot water tank, the other switches off the water heating, the third starts the pump and the fourth monitors the boiler temperature. However, a measurement such as that described above is not presented in 20 publications.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksessa 1, kun taas keksinnön mukaisen laitteen tunnusmerkit selviävät vastaavasti vaatimuk-25 sesta 4.The method according to the invention is characterized by what is set forth in claim 1, while the features of the device according to the invention appear from claim 4, respectively.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviomaisesti ennestään tunnettua laitetta 30 lämmönvaihtimesta saatavan lämpimän käyttöveden pitämiseksi vakiona, kun taas kuvio 2 esittää kaaviomaisesti erästä keksinnön mukaista ratkaisua.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 schematically shows a previously known device 30 for keeping the hot hot water from a heat exchanger constant, while Figure 2 schematically shows a solution according to the invention.

35 Piirustuksessa on lämmönvaihtimesta 1 lähtevä käyttövesiput- ki merkitty viitenumerolla 2 ja tuleva kylmävesiputki viitenumerolla 3. Kaukolämpöverkosta tuleva kuuma vesi tulee vaihtimeen putken 4 ja poistuu putken 5 kautta. Tämän lämmi-In the drawing, the hot water pipe leaving the heat exchanger 1 is marked with the reference number 2 and the incoming cold water pipe with the reference number 3. The hot water coming from the district heating network enters the exchanger via the pipe 4 and exits through the pipe 5. This warm

IIII

3 91673 tysväliaineena toimivan veden määrää ohjaavan venttiilin 6 asentoa säädetään moottorin 7 avulla.3 91673 The position of the valve 6 controlling the amount of water acting as a working medium is adjusted by means of a motor 7.

Ennestään on tunnettua säätää venttiiliä 6 ohjaavan mootto-5 rin 7 toimintaa säätölaitteella 8, joka saa tulosignaalinsa 9 vaihtimen 1 jälkeisessä käyttövesiputkessa 2 olevasta anturista 10. Säädin 8 antaa tulosignaalinsa 9 ja asetusarvon-sa 11 perusteella lähtösignaalin 12, joka ohjaa moottorin 7 toimintaa.It is already known to control the operation of the motor 5 controlling the valve 6 by means of a control device 8 which receives its input signal 9 from a sensor 10 in the hot water pipe 2 after the changer 1. The controller 8 outputs an output signal 12

10 Tämä ennestään tunnettu ratkaisu ei kuitenkaan pysty riittävän nopeasti reagoimaan käyttövesikuorman muutoksiin, kuten jo edellä selostettiin.10 However, this previously known solution is not able to react quickly enough to changes in the domestic water load, as already described above.

15 Kun käyttövesiverkostossa esimerkiksi avataan hana, muuttuu käyttöveden virtaus putkessa 2. Samalla vaihtimeen alkaa virrata kylmää vettä putkesta 3. Tilanne on kaikkein pahin, jos ennen hanan avaamista käyttövesikuorma on nolla, koska tällöin vaihdin on täynnä sopivan lämpöistä vettä, joten 20 lämpötila anturin 10 kohdalla ei merkittävästi muutu ennen kuin vaihdin on täyttynyt kylmällä vedellä. Venttiili 6 ei avaudu ennen kuin säädin havaitsee muutoksen käyttöveden lämpötilassa.15 For example, when a tap is opened in the hot water network, the flow of hot water in pipe 2 changes. At the same time, cold water starts to flow into the exchanger from pipe 3. If the hot water load is zero before opening the tap, because the exchanger is filled with suitable water, does not change significantly until the exchanger is filled with cold water. Valve 6 does not open until the controller detects a change in hot water temperature.

25 Keksinnön mukaisessa ja kuvion 2 esittämässä uudessa ratkai-*· sussa on säätölaitteeseen lisätty uusi säätöpiiri, joka muo dostuu anturista 15, joka mittaa käyttöveden lämpötilaa lämmönvaihtimen sisällä paikassa, jonka jälkeen osa veden lämmityksestä tapahtuu, sekä säätimen 8' rinnalle sovitetusta 30 säätimestä 8".In the new solution according to the invention and shown in Fig. 2, a new control circuit is added to the control device, consisting of a sensor 15 which measures the domestic hot water temperature inside the heat exchanger, after which part of the water heating takes place, and a controller 8 .

Säätimen 8' lähtösignaali 12 ja säätimen 8" lähtösignaali 13 summataan pisteessä 14. Summatulla lähtösignaalilla ohjataan venttiiliä 6 moottorin 7 avulla.The output signal 12 of the controller 8 'and the output signal 13 of the controller 8 "are summed at point 14. The summed output signal controls the valve 6 by means of the motor 7.

Anturin 15 paikka valitaan siten, että sen lämpötila muuttuu mahdollisimman aikaisessa vaiheessa kuormituksen muuttuessa, kuitenkin siten, että lämpötilan muutos on selvästi havait- 35 4 91673 tavissa. Tällä tavalla saadaan säätöventtiili 6 reagoimaan riittävän aikaisin kuormituksen muutoksiin, jolloin lämpötilan muutokset jäävät pienemmiksi.The location of the sensor 15 is chosen so that its temperature changes as early as possible as the load changes, however, so that the temperature change is clearly perceptible. In this way, the control valve 6 is made to react sufficiently early to changes in the load, whereby the changes in temperature remain smaller.

Claims (6)

91673 591673 5 1. Menetelmä lämmönvaihtimesta (1) saatavan lämpimän käyttöveden lämpötilan pitämiseksi vakiona, jolloin lämmönvaih-timesta lähtevän käyttöveden lämpötilaa tunnustellaan lämpö- 5 tila-anturilla (10), tunnusteltu lämpötila viedään tulosuu-reena säätimeen (8'), jonka lähtösignaalin avulla ohjataan lämmönvaihtimen (1) lammitysväliaineen läpivirtausta, tunnettu siitä, että toisella lämpötila-anturilla (15) tunnustellaan käyttöveden lämpötilaa lämmönvaihtimen sellai-10 sessa kohdassa, jonka jälkeen vielä tapahtuu osa käyttöveden lämmityksestä, että siten tunnusteltu lämpötila viedään tulosuureena toiseen, verrannollisuustyyppiä olevaan säätimeen (P-säätimeen 8") ja että ensiksi mainitusta ja toisesta säätimestä (8', 8") saatavat lähtösignaalit yhdistetään 15 sinänsä tunnetulla tavalla säätösuureeksi, jolla ohjataan lämmitysväliaineen virtausta.A method for keeping the hot water temperature from the heat exchanger (1) constant, wherein the temperature of the hot water leaving the heat exchanger is sensed by a temperature sensor (10), the sensed temperature being input to a controller (8 ') whose output signal controls the heat exchanger 1) the flow of heating medium, characterized in that the second temperature sensor (15) senses the hot water temperature at a point in the heat exchanger after which part of the hot water is heated so that the sensed temperature is passed to another proportional type controller (P-controller 8) ") and that the output signals from the first and second controllers (8 ', 8") are combined in a manner known per se into a control variable for controlling the flow of the heating medium. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensiksi mainittuna säätimenä (8') käytetään Pl-sää- 20 dintä tai PID-säädintä.Method according to Claim 1, characterized in that a P1 controller or a PID controller is used as the first-mentioned controller (8 '). 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säätimien (8', 8") lähtösignaalit yhdistetään summaamalla. 25Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the output signals of the controllers (8 ', 8 ") are combined by summing. 4. Laite lämmönvaihtimesta (1) saatavan lämpimän käyttöveden lämpötilan pitämiseksi vakiona, jolloin lämmönvaihdin käsittää sen sisätilaan liitetyt lämmitysväliaineen tulo- ja lähtöjohdot (4, 5) sekä mainitussa sisätilassa olevaan käyt- 30 tövesi kierukkaan liitetyt käyttöveden tulo- ja lähtöjohdot (3, 2), ja jolloin käyttöveden lähtöjohtoon on liitetty lämpötila-anturi (10), jonka lähtösignaali on johdettu säätimeen (8'), jonka ulostulon avulla on edelleen muodostettu säätösuure lämmitysväliaineen kiertoa ohjaavaan säätövent-35 tiiliin (6), tunnettu siitä, että lämmönvaihtimeen (1) on sijoitettu toinen lämpötila-anturi (15) käyttövesikierukan sellaiseen paikkaan, jonka jälkeen vielä tapahtuu osa käyttöveden lämmityksestä, jolloin tämän toisen lämpötila- 91673 6 anturin (15) lähtösignaali on viety verrannollisuussäätimeen (P-säätimeen 8"), ja että ensiksi mainitun säätimen (8') sekä verrannollisuussäätimen (8") lähtösignaalit on sinänsä tunnetulla tavalla yhdistetty säätösuureeksi, joka on 5 liitetty mainittuun lämmitysväliaineen säätöventtiiliin (6).An apparatus for keeping the hot water temperature from the heat exchanger (1) constant, the heat exchanger comprising heating medium inlet and outlet lines (4, 5) connected to its interior and hot water inlet and outlet lines (3, 2) connected to said indoor hot water coil. , and wherein a temperature sensor (10) is connected to the hot water outlet line, the output signal of which is fed to a controller (8 '), the output of which further forms a control variable in the control valve brick (6) controlling the circulation of the heating medium. a second temperature sensor (15) is placed in a position of the hot water coil after which part of the hot water heating still takes place, the output signal of this second temperature sensor 91673 being applied to a proportionality controller (P controller 8 "), and that the first controller (15 controller) 8 ') and the proportionality controller (8 ") the output signals are combined in a manner known per se into a control variable connected to said heating medium control valve (6). 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensiksi mainittu säädin (8') on PI-säädin tai PID-sää- 10 din.Device according to claim 4, characterized in that said first controller (8 ') is a PI controller or a PID controller. 6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että säätimien (8', 8") lähtösignaalit on johdettu summaimeen (14), jonka lähtösuure ohjaa säätöventtiilin (6) 15 moottoria (7).Device according to Claim 4 or 5, characterized in that the output signals of the controllers (8 ', 8 ") are fed to an adder (14), the output of which controls the motor (7) of the control valve (6).