AT398858B - METHOD FOR CONTROLLING / CONTROLLING A HEATER OUTDOOR TEMPERATURE - Google Patents
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Description
AT 398 858 BAT 398 858 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur außentemperaturgeführten Steuerung/Regelung eines Heizgerätes sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for external temperature-controlled control of a heater and a device for performing the method.
Bisher wird zur Außentemperaturführung von Heizungsregelungen die jeweils aktuelle Außentemperatur als Parameter zur Bildung einer Heizkurve verwendet, wie beispielsweise in der DE-OS 33 28 187 5 beschrieben. Nachteilig dabei ist, daß insbesondere bei Heizungsanlagen großer Trägheit und bei Nachtstrom-Heizgeräten keine Berücksichtigung des tendenziellen Verlaufs der Außentemperatur erfolgt. Dadurch kann bei stark fallender oder stark ansteigender Außentemperatur eine zu niedrige oder zu hohe Vorlauftemperatur beziehungsweise Aufladung eines Nachtstromspeichers eingestellt werden.So far, the current outside temperature has been used as a parameter for forming a heating curve, as described for example in DE-OS 33 28 187 5, for outside temperature control of heating controls. The disadvantage here is that the tendency of the outside temperature is not taken into account, particularly in heating systems with high inertia and in night-time heating devices. In this way, if the outside temperature falls or rises sharply, the flow temperature or charging of a night-time electricity storage device can be set too low or too high.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine bessere Anpassung der Heizungssteue-w rung/-regelung an die Witterungsverhältnisse zu ermöglichen.The invention is therefore based on the object to enable better adaptation of the heating control / regulation to the weather conditions.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Führungsgröße w ein entsprechend der Zunahme oder Abnahme des Außentemperatur-Mittelwertes AT nacheinanderfoigender m · 24-Stunden-Zeitraume mit m e N gebildeter Parameter verwendet wird, wobei der Außentemperatur-Mittelwert AT aus in konstanten Intervallabständen tj innerhalb des 24-Stunden-Zeitraumes ermittelten x Meßwerten AT1, AT2 75 ... ATx mit x e N und AT1 = jüngster Meßwert gebildet wird und wobei gilt:According to the invention, the object is achieved in that a m * 24-hour time period in succession corresponding to the increase or decrease in the mean outside temperature AT is used with parameters formed as the reference variable w, the mean mean outside temperature AT off at constant interval intervals tj within of the 24-hour period determined x measured values AT1, AT2 75 ... ATx with xe N and AT1 = most recent measured value and where:
X 20 n ATn j 1 AT = 25X 20 n ATn j 1 AT = 25
X ratur-Mittelwertes AT nacheinanderfolgender m · 24-Stunden-Zeiträume mit m s N gebildeter Parameter verwendet wird. Eine derartige Tendenzberücksichtigung des Außentemperaturverlaufes ermöglicht eine 30 genauere Vorgabe eines Führungsparameters, der den tatsächlichen Wärmebedarf repräsentiert. Der für die Berechnung einer Regelabweichung oder eines Ausgangssignals wirksame Temperaturwert wird quasi entsprechend korrigiert. Dies ist besonders für Nachtstromspeicher interessant, weil hierbei in einer Ladeperiode die Heizenergie für die folgende Heizperiode gespeichert wird.X ratur mean AT is used for successive m · 24-hour periods with m s N formed parameters. Such a consideration of the tendency of the outside temperature curve enables a more precise specification of a management parameter which represents the actual heat requirement. The temperature value effective for calculating a control deviation or an output signal is corrected accordingly. This is particularly interesting for night-time energy storage systems because the heating energy for the following heating period is stored in one charging period.
Vorzugsweise ist m = 1 und wird der Außentemperatur-Mittelwert AT aus in konstanten Intervallabstän-35 den ti innerhalb des 24-Stunden-Zeitraumes ermittelten x Meßwerten AT1, AT2 ... ATx mit x s N und AT1 = jüngster Meßwert gebildet, wobei gilt: 40 ATn 45 Bei m = 1 beträgt die Periodendauer für einen Meßzyklus 24 Stunden. Während dieser Zeit wird in konstanten Zeitabständen t,· eine Anzahl von x Meßwerten der Außentemperatur ermittelt. Aus diesen Meßwerten wird jeweils ein gleitender Mittelwert der Tagesaußentemperatur gebildet. Ein neuer, aktueller Mittelwert liegt in Abständen tj vor.Preferably m = 1 and the outside temperature mean value AT is formed from x measured values AT1, AT2 ... ATx with xs N and AT1 = most recent measured value determined at constant interval intervals ti within the 24-hour period, where: 40 ATn 45 If m = 1, the period for a measuring cycle is 24 hours. During this time, a number of x measured values of the outside temperature are determined at constant time intervals t,. A sliding average of the daily outside temperature is formed from these measured values. A new, current mean value is available at intervals tj.
Eine derartige Tendenzberücksichtigung des Außentemperaturverlaufes ermöglicht eine genauere Vor-50 gäbe eines Führungsparameters, der den tatsächlichen Wärmebedarf repräsentiert. Der für die Berechnung einer Regelabweichung oder eines Ausgangssignals wirksame Temperaturwert wird quasi entsprechend korrigiert. Dies ist besonders für Nachtstromspeicher interessant, weil hierbei in einer Ladeperiode die Heizenergie für die folgende Heizperiode gespeichert wird.Such a consideration of the tendency of the outside temperature curve enables a more precise specification of a management parameter which represents the actual heat requirement. The temperature value effective for calculating a control deviation or an output signal is corrected accordingly. This is particularly interesting for night-time energy storage systems because the heating energy for the following heating period is stored in one charging period.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt eine Tendenzerkennung der Außentemperatur, 55 indem zwei 24 Stunden auseinanderliegende Außentemperaturwerte AT, und AT, - 24tl miteinander verglichen werden, wobei gilt: AT, - ATt - 24h > 0: steigende Außentemperatur und 2According to an advantageous embodiment, a tendency is recognized for the outside temperature, 55 by comparing two outside temperature values AT, and AT, - 24tl which are 24 hours apart, where: AT, - ATt - 24h > 0: rising outside temperature and 2
AT 398 858 B ATt - ATt - 24h < 0: fallende Außentemperatur.AT 398 858 B ATt - ATt - 24h < 0: falling outside temperature.
Dabei kann für AT, der jüngste Meßwert AT1 und für AT, _ 24h der Meßwert ATx + 1 verwendet werden. Auf diese Weise ergibt sich zumindest dann ein aktuelles Bild des Außentemperaturverlaufes, wenn die Abstände t, zwischen zwei Meßwerten ATn und ATn + 1 relativ gering sind. Eine Verbesserung des Verfahrens wird erreicht, wenn die Korrektur des Mittelwertes mit der Differenz aus dem augenblicklichen Temperaturwert und der linearen Interpolation des genau 24 Stunden zurückliegenden Außentemperaturwertes korrigiert wird. In diesem Fall ist vorgesehen, daß AT, der aktuelle Meßwert ist und AT, _ 24h linear interpoliert wird, wobei gilt: ATX - ATX+1 ATt - 24h---- · «= - tX> + ATX+1 ti mit t - t1 ais Zeitdifferenz zwischen dem aktuellen Meßwert AT, und dem jüngsten Meßwert AT1. Diese verbesserte Variante gestattet auch eine Verlängerung der Speicherintervalle t,.The most recent measured value AT1 can be used for AT, and the measured value ATx + 1 can be used for AT, _ 24h. In this way, an up-to-date picture of the external temperature curve is obtained at least when the distances t between two measured values ATn and ATn + 1 are relatively small. An improvement of the method is achieved if the correction of the mean value is corrected with the difference between the current temperature value and the linear interpolation of the outside temperature value exactly 24 hours ago. In this case it is provided that AT, the current measured value, and AT, _ is interpolated linearly 24h, where: ATX - ATX + 1 ATt - 24h ---- · «= - tX > + ATX + 1 ti with t - t1 as the time difference between the current measured value AT and the most recent measured value AT1. This improved variant also allows the storage intervals t to be extended.
Zur deutlicheren Herausstellung des Effekts kann die die Tendenz der Außentemperatur charakterisierende Differenz AT, - AT, _ 24h mit einem Verstärkungsfaktor k mit k = const. multipliziert werden. Ein derartiger konstanter Faktor k verfälscht das gemessene beziehungsweise errechnete Ergebnis nicht.To emphasize the effect more clearly, the difference AT, - AT, _ 24h characterizing the tendency of the outside temperature can be amplified with a gain factor k with k = const. be multiplied. Such a constant factor k does not falsify the measured or calculated result.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsgröße w die Summe des Außentemperatur-Mittelwertes AT und der Tendenz der Außentemperatur k (AT, - AT, -24h) ist, wobei gilt: 22 ATn n = 1 , . w - - + k ATx - ATx+1 ATt -A preferred embodiment of the method is characterized in that the command variable w is the sum of the mean outside temperature AT and the tendency of the outside temperature k (AT, - AT, -24h), where: 22 ATn n = 1,. w - - + k ATx - ATx + 1 ATt -
(t - tl) + ATx+X(t - tl) + ATx + X
Die auf diese Weise ermittelte Führungsgröße w charakterisiert den von der Tendenz der Außentemperatur abhängigen Wärmebedarf. Der erste Summand ist der Außentemperatur-Mittelwert der letzten 24 Stunden. Zu diesem Mittelwert wird ein Korrekturwert addiert, der die Temperaturdifferenz zweier im Abstand von 24 Stunden gemessener Werte der Außentemperatur darstellt. Dieser zweite Summand ist > 0 bei gestiegener Außentemperatur und < 0 bei gesunkener Außentemperatur. Dementsprechend bedeutet eine zu berücksichtigende Erwärmung eine Vergrößerung der Führungsgröße w und eine Abkühlung eine Verringerung der Führungsgröße w, wobei das Maß der Abweichung für die Intensität der Veränderung der Außentemperatur steht.The reference variable w determined in this way characterizes the heat requirement which is dependent on the tendency of the outside temperature. The first summand is the mean outside temperature of the last 24 hours. A correction value is added to this mean value, which represents the temperature difference between two values of the outside temperature measured at intervals of 24 hours. This second summand is > 0 when the outside temperature rises and < 0 when the outside temperature has dropped. Accordingly, a heating to be taken into account means an increase in the reference variable w and a cooling means a reduction in the reference variable w, the measure of the deviation representing the intensity of the change in the outside temperature.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist vorzugsweise dadurch charakterisiert, daß ein Speicher vorgesehen ist, der x + 1 Speicherplätze für die Außentemperaturen ATn mit n = 1, 2.... x, x + 1 aufweist. Zur Verarbeitung der Speicherwerte wird üblicherweise eine entsprechend aufbereitete Software eines im allgemeinen ohnehin zum Zwecke der Regelung vorhandenen Mikrocomputers benutzt.A device for carrying out the method is preferably characterized in that a memory is provided which has x + 1 memory locations for the outside temperatures ATn with n = 1, 2 ... x, x + 1. A suitably prepared software of a microcomputer which is generally present anyway for the purpose of regulation is usually used to process the stored values.
Der logistische Aufbau des Speichers kann prinzipiell in zwei Varianten erfolgen.The logistic structure of the storage can basically be done in two ways.
Erstens kann der Speicher nach Art eines Schieberegisters aufgebaut sein, wobei im Abstand von ti jeweils der älteste mit dem jüngsten Außentemperaturwert überschrieben wird und die Speicherzeitpunkte tn die Adressen der Speicherplätze bilden.First, the memory can be constructed in the manner of a shift register, the oldest being overwritten with the youngest outside temperature value at intervals of ti and the storage times tn forming the addresses of the storage locations.
Der zweiten Variante zufolge ist der Speicher nach Art eines Registers fester Adressenzuordnung der Speicherplätze derart aufgebaut, daß im Abstand von t·, die Außentemperaturwerte jeweils auf einen einen Adressensprung höheren Speicherplatz abgelegt werden, wobei der älteste Außentemperaturwert des höchsten Speicherplatzes überschrieben und der jüngste Außentemperaturwert auf den ersten Speicherplatz neu eingespeichert wird.According to the second variant, the memory is constructed in the manner of a register of fixed address assignment of the memory locations in such a way that the external temperature values are each stored at a memory location one address jump higher, the oldest outdoor temperature value overwriting the highest memory location and the most recent outdoor temperature value being overwritten the first memory location is saved again.
Bei der ersten Variante werden quasi Wertepaare [tn; ATn] abgespeichert, wobei die tn-Werte auch als Adressen dienen und dadurch einen Zugriff auf den jeweils zugeordneten Meßwert für die Außentemperatur ermöglichen. Im Gegensatz dazu erfordert der Speicheraufbau gemäß der zweiten Variante nicht notwendig 3In the first variant, value pairs [tn; ATn], the tn values also serving as addresses and thereby allowing access to the respectively associated measured value for the outside temperature. In contrast, the memory structure according to the second variant does not necessarily require 3
AT 398 858 B die Speicherung der Zeitvariabien. Statt dessen ist jedem Speicherplatz für ATn eine konstante Adresse n zugeordnet. Ein solcher Speicher für n + 1 AT-Meßwerte besitzt n + 1 Speicherplätze. Auf den mit der Adresse 1 versehenen Speicherplatz wird immer der jüngste Außentemperaturwert AT1 abgespeichert, während der davor gemessene AT-Wert nunmehr AT2 wird und auf den zweiten Speicherplatz mit der 5 Adresse n = 2 geschoben wird. Auf diese Weise werden auch alle nachfolgenden AT-Werte innerhalb des Speichers auf immer höhere Speicherplätze weitergeschoben. Der jeweils älteste Wert für die Außentemperatur ATn + 1 wird bei diesem Prozeß gelöscht, indem dieser Wert mit dem danach gemessenen Außentemperaturwert ATn überschrieben wird, weicher somit nunmehr ATn + 1 heißt. Besonders vorteilhaft für die Anwendung in der Heizungstechnik ist die Ausbildung des Speichers als EEPROM. Bei einem solchen 10 Speicher bleiben die Speicher- und Adreßwerte auch bei Netzspannungsausfällen erhalten. Außerdem ist ein sehr häufiges Überschreiben des Speicherplatzinhaltes möglich.AT 398 858 B the storage of the time variables. Instead, each storage location for ATn is assigned a constant address n. Such a memory for n + 1 AT measured values has n + 1 memory locations. The most recent outside temperature value AT1 is always stored in the memory location provided with address 1, while the previously measured AT value now becomes AT2 and is moved to the second memory location with 5 address n = 2. In this way, all subsequent AT values within the memory are pushed to ever higher memory locations. The oldest value for the outside temperature ATn + 1 is deleted in this process by overwriting this value with the outside temperature value ATn measured afterwards, which is now called ATn + 1. The design of the memory as an EEPROM is particularly advantageous for use in heating technology. With such a memory, the memory and address values are retained even in the event of a power failure. It is also possible to overwrite the memory content very often.
Die oben beschriebene Berücksichtigung des Tagesmittelwertes der Außentemperatur und der Tendenz der Außentemperatur ist besonders für Nachtstrom-Heizgeräte geeignet. Die wirksame Temperatur für die Berechnung der Aufladung ergibt sich als Summe aus Mittelwert und Korrekturwert. Dadurch ist eine J5 wesentlich genauere Aufladesteuerung als bei Zugrundelegung eines reinen Außentemperaturwertes als Führungsgröße möglich.The above-described consideration of the daily mean value of the outside temperature and the tendency of the outside temperature is particularly suitable for night-time heaters. The effective temperature for calculating the charge is the sum of the mean and the correction value. This enables a J5 charge control to be performed much more precisely than if a pure outside temperature value is used as the reference variable.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet beziehungsweise werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. 20 Es zeigen:Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. 20 It shows:
Figur 1 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufes und die Figuren 2 und 3 zwei Varianten der Speicherbelegung.Figure 1 is a schematic representation of the process flow and Figures 2 and 3 two variants of memory allocation.
In Figur 1 ist der Verfahrensablauf am Beispiel einer Aufladesteuerung für ein Nachtstrom-Heizgerät dargestellt. Ein Außentemperaturfühler 1 setzt die physikalische Größe Temperatur in die elektrische Größe 25 Widerstand um. In bekannter Weise wird das Widerstandssignal einer Signalaufbereitung 2 zugeführt, welche eine Digitalisierung ausführt und einen numerischen Wert als Ausgangsgröße erzeugt. Dieser numerische Wert wird in einem Speicher 3 abgelegt. Der Speicher 3 enthält bereits eine Anzahl x älterer Außentemperaturwerte. In einem nächsten Schritt erfolgt eine Mittelwertbildung 4 der x jüngsten Außentemperatur-Speicherwerte gemäß folgendem Algorithmus: 30 35In Figure 1, the process flow is shown using the example of a charge control for a night power heater. An outside temperature sensor 1 converts the physical quantity temperature into the electrical quantity 25 resistance. In a known manner, the resistance signal is fed to a signal processor 2, which performs digitization and generates a numerical value as an output variable. This numerical value is stored in a memory 3. The memory 3 already contains a number x older outside temperature values. In a next step, an averaging 4 of the x most recent outside temperature storage values takes place according to the following algorithm: 30 35
ATn xATn x
Parallel dazu wird ein Korrektursignal gebildet, durch welches die Tendenz der Außentemperatur erfaßt wird. Aus dem Mittelwert AT und dem Korrekturwert wird hernach durch Summation 5 die Führungsgröße w 40 gebildet. Dabei gilt: 45 w = ZTÄTn n=l + k ATt - ATx - ATx+1 (t - tl) + ATX+1 50At the same time, a correction signal is generated by which the tendency of the outside temperature is detected. The reference variable w 40 is then formed from the mean AT and the correction value by summation 5. The following applies: 45 w = ZTÄTn n = l + k ATt - ATx - ATx + 1 (t - tl) + ATX + 1 50
Die Führungsgröße w dient zusammen mit automatisch oder von Hand vorgewählten Einstellwerten 6 der Berechnung des Steuersignals 7 zur Aufladesteuerung eines Nachtstrom-Heizgerätes 8.The command variable w, together with automatically or manually preselected setting values 6, is used to calculate the control signal 7 for charging control of a night current heater 8.
Die Belegung des Speichers 3 ist in zwei Varianten in den Figuren 2 und 3 detaillierter dargestellt. Voraussetzung ist, daß innerhalb eines 24-Stunden-Zeitraumes oder eines ganzzahligen Vielfachen dieses 55 Zeitraumes in konstanten Zeitabständen tj mittels des Fühlers 1 aktuelle Außentemperaturwerte eingespeichert werden. Um die Bildung des Korrekturwertes zu ermöglichen, sind x + 1 Speicherplätze vorgesehen, während für die Mittelwertbildung lediglich x Außentemperaturwerte AT1, AT2.... ATx herangezogen werden. Der älteste Speicherwert ATx + 1 wird für die Mittelwertbildung AT nicht verwendet, da dies eine Verfäl- 4The occupancy of the memory 3 is shown in more detail in two variants in FIGS. 2 and 3. The prerequisite is that current outside temperature values are stored at constant time intervals tj within a 24-hour period or an integral multiple of this 55 period. To enable the correction value to be formed, x + 1 storage locations are provided, while only x outside temperature values AT1, AT2 .... ATx are used for the averaging. The oldest storage value ATx + 1 is not used for averaging AT, as this causes a 4
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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RER | Ceased as to paragraph 5 lit. 3 law introducing patent treaties | ||
ELJ | Ceased due to non-payment of the annual fee |