AT399954B

AT399954B - Verfahren zur regelung von durchflussmengen

Info

Publication number: AT399954B
Application number: AT130793A
Authority: AT
Original assignee: Nagl Manfred
Priority date: 1993-07-02
Filing date: 1993-07-02
Publication date: 1995-08-25
Also published as: ATA130793A

Description

AT 399 954 B

Die Erfindung bezieht sich auf die stufenlose Drehzahl- bzw. Leistungsregelung eines Druckerzeugers, mittels Frequenzumformer, wobei die Rohrreibungsverluste bekannt sind.

Bisher ist es erforderlich gewesen, hiefür eine Durchflußmengenmessung vorzusehen (DE-OS-3402120).

Bei Verwendung dieser Erfindung wird eine Durchflußmengenmessung überflüssig.

Dadurch werden zusätzliche Rohrreibungsverluste vermieden und somit Energie, um diese Rohrreibungsverluste zu überwinden, eingespart.

Um für dieses Regelproblem keine Durchflußmengenmessung durchführen zu müssen, wird die Durchflußmenge mittels eines Rechners (Fig. 4) ermittelt und zur mengenabhängigen Differenzdruckanhebung (Fig. 3) herangezogen.

Der momentane Differenzdruck (Fig. 4 φ ) wird aus anlagentechnischen Gründen am Druckerzeuger gemessen (Fig. 1).

In einem Heizungssystem dessen Rohrreibungsverluste bekannt sind, soll am Verbraucher (z.B. Heizkörper) der Differenzdruck bei beliebiger Durchflußmenge gleich bleiben(Fig. 1).

Dadurch werden die Nominalwerte der Heizkörperhersteller am besten eingehalten und somit bester Wirkungsgrad und minimalste Strömungsgeräusche garantiert.

Durch Drehzahlveränderung mittels Frequenzumrichter (Fig. 4 (§) ) wird bester Wirkungsgrad und dadurch maximale Stromerspamis erzielt.

Im Besonderen ist anzuführen, daß bei dieser Regelung lediglich der Differenzdruck und die Drehzahl als tatsächliche Größen herangezogen werden. Dies wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Anlagenschema einer Heizungsaniage, Fig. 2 eine Darstellung der Mengenermittlung bei 50% Drehzahl,

Fig. 3 eine Sollwertkurve und Rg. 4 ein Blockschaltbild.

Differenzdruckgeber die eine lineare Spannungsgröße (z.B. 0 - 20mA) ausgeben sind im Handel sehr günstig erhältlich.

Das Drehzahlsignal wird als Stellgröße für den Frequenzumrichter ausgegeben und ist somit in jedem Fall vorhanden.

Die Berechnung der Durchflußmenge mit den bekannten Größen (Differenzdruck, Drehzahl und H-Q-Kurve bei 100% Drehzahl) beruht auf einem Vergleichsverfahren und wird folgendermaßen gelöst: 1. )Die H-Q-Kurve bei 100% Drehzahl ist in Form von Einzelpunkten in einem fixen Speicher (z.B. E-Prom) gespeichert (Rg. 4 © ). Die momentane Drehzahl (Fig. 4 φ ) wird in Prozent in der Berechnung verwendet. 2. )Es wird ein Punkt nach dem anderen, beginnend bei Menge 0, nach folgender Formel berechnet:

= A (Drehzahl in %)2 x Druckwert des H-Q-Kurvenpunktes 10.000 3. )Der Wert "A" wird mit dem momentanen Differenzdruck verglichen. Ist "A" größer, wird der nächste Punkt der H-Q-Kurve aus dem Speicher (Rg. 4 φ ) gelesen und neu berechnet.' 4. )lst "A" kleiner, wird mit dem letzten Punkt der H-Q-Kurve und folgender Formel die Durchflußmenge berechnet:

Drehzahl in % x ermittelter Punkt der H-Q-Kurve = Durchflußmenge 100 5.)Mit diesem Durchflußmengenwert (Rg. 4 © ) kann die tatsächliche Durchflußmenge in m3<ti berechnet werden.

Rg. 2 zeigt ein Beispiel mit 50% Drehzahl. Der quadratische Verlauf von drei Punkten der H-Q-Kurve sind hervorgehoben.

Der dritte Punkt ist jener, der als erster kleiner ist als der momentane Druck und damit als Mengenwert festliegt. 2

Claims

AT 399 954 B 6. )Um am Verbraucher bei veränderlicher Durchflußmenge immer den selben Differenzdruck regeln zu können (mittels stetigen Regler Hg. 4 (§) ), muß zum Mindestsollwert (Hg. 4 © ) ein zur Durchflußmenge quadratisch verlaufender Wert addiert werden (Fig. 3). Der Mindestsollwert (Rg. 4 © ) und der Anhebungswert bei maximaler Durchflußmenge (Fig. 4 Q) ) wird vor Ort digital mit drei Tasten in den Rechner eingegeben. 7. ) Die Berechnung beginnt wieder bei Punkt 1.). Die drei angeführten Tasten zur Sollwerteingabe sind in ihrer Funktion ” Auswahl", "höher” und "tiefer" so bedienerfreundlich wie möglich ausgeführt. Patentansprüche 1. Verfahren zur Regelung der Leistung eines von einem drehzahlgeregelten Elektromotor angetriebenen Druckerzeugers, mittels derer ein Fiuid in einem System entlang vorgegebener Wege bewegt wird, deren Reibungsverluste bekannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische H-Q-Kurve des verwendeten Druckerzeugers in einem fixen Speicher (E-Prom) in Form von Einzelpunkten gespeichert ist, die Auswertung mittels Rechner erfolgt daß zur Berechnung der Durchflußmenge ein Zwischenwert A durch Vergleichen mit dem momentanen Differenzdruck ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenwert A mittels der Formel: (Drehzahl in %)2 x Druckwert des H-Q-Kurvenpunktes 10.000 berechnet wird, und durch Vergleichen mit dem momentanen Differenzdruck jener Punkt der H-Q-Kurve ermittelt wird, der zur Berechnung der Durchflußmenge verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge mittels der Formel: Drehzahl in % x ermittelter Punkt der H-Q-Kurve - = Durchflußmenge 100 berechnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die errechnete Durchflußmenge zur Ermittlung eines Reglersollwertes so herangezogen wird, daß sie im quadratischen Verlauf zu einem Mindestsollwert addiert wird ( Fig. 3).
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruck als einzige Größe am hydraulischen System gemessen wird. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 3