BESCHREIBUNGEN
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben mehrerer Wärme- oder Kältequellen gemäss den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche.
Unter Wärmequellen sind hier alle Arten von Wärmeerzeugern zu verstehen, seien es Kessel oder Umlaufwasserheizer zur Speisung von Zentralheizungen mit Radiatoren, Konvektoren oder Fussbodenheizungen oder deren Anteile beziehungsweise Wärmepumpen, unter Verbrauchern sind hier die eben erwähnten Radiatoren, Konvektoren oder Fussbodenheizungen zu sehen, gleichzeitig auch Brauchwasserbe reiter, seien es solche im Durchflussverfahren oder im
Speicherverfahren arbeitende. Auch die Beheizung der Wär quellen ist allgemein zu sehen, es kämen Beheizungen mit Ö1- oder Gasbrennern oder auch Beheizungen mit elektri schem Strom in Frage.
Als Regelverfahren kommt hier nur das Zweipunkt-Regelverfahren in Frage, wobei hier beide Möglichkeiten in Betracht zu ziehen sind, dass bei mehreren Wärmequellen beide im Zweipunkt-Verfahren aus- und eingeschaltet werden oder von einer Mehrzahl auf einen oder mehrere Verbraucher arbeitender Wärmequellen einige fest eingeschaltet sind und nur eine oder einige taktend betrieben werden.
Wurde bislang eine Zentralheizungsanlage mit einer Mehrkesselanlage betrieben, so bestanden nach dem Stand der Technik zwei Möglichkeiten des Betreibungsverfahrens, nämlich zunächst einmal mit einem Kessel zu versuchen, die Anlage auf den Temperatur-Sollwert hochzuheizen, und wenn dies nach Ablauf einer bestimmten Zeit nicht geschah, wurden weitere Kessel zugeschaltet. Hierbei ergab sich für die Benutzer des beheizten Gebäudes erhebliche Anlaufzeiten, bis die Behaglichkeitstemperatur erreicht war. Bei dem anderen Verfahren wurden zunächst alle Kessel auf die Zentralheizungsanlage geschaltet, und nach Erreichen des Sollwertes der Temperatur wurden mehr oder weniger Kessel ausser Betrieb genommen, um die Temperatur zu halten.
Hierbei resultiert meistens eine zu grosse Energieverschwendung, und damit entstehen zu hohe Kosten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen wärmeaufnehmenden Verbraucher, gleich welcher Art, der von mehreren Wärmequellen, die auch unterschiedlicher Natur sein können, gespeist wird, anzugeben, mit welcher niedrigstmöglichen Zahl von Wärmequellen der Verbraucher auf das gewünschte Temperaturniveau hochgeheizt, gehalten oder von ihm auf ein niedrigeres Temperaturniveau gebracht werden kann.
Diese Aufgabenstellung lässt sich sinngemäss auf Kältequellen übertragen. Die Lösung der Aufgaben liegt erfindungsgemäss in den kennzeichnenden Verfahrensmerkmalen der nebengeordneten Ansprüche.
Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemässen Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung hervor, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren 1 bis 5 der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Heizungsanlage in einer schematischen Darstellung und die Figuren 2 bis 5 Diagramme.
In allen fünf Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.
Die Heizungsanlage in Figur 1 besteht aus einer Wärmequellenseite 1 und einer wärmeaufnehmenden Seite 2, die beide über eine Vorlaufleitung 3 und eine Rücklaufleitung 4 verbunden sind. Die Wärmequellenseite 1 besitzt mehrere Wärmequellen, von denen drei eingezeichnet sind, die Bezugszeichen 5, 6 und 7 aufweisen. Diese Wärmequellen werden im Ein-/Aus-Betrieb betrieben und können gleiche oder auch unterschiedliche Leistungen aufweisen. Die Art der Wärmequellen ist belanglos, es können Kompressionsoder Absorptionswärmepumpen, Kessel oder Umlaufwasserheizer sein, die Wärmequellen können gleich oder gemischt sein. Ferner ist die Art der Beheizung gleichgültig, es kämen hier insbesonders gas- oder ölbeheizte sowie mit elektrischem Strom beheizte in Frage. Diese Wärmequellen 5 bis 7 werden auf Verbraucher 8, 9 und 10 geschaltet, die Zahl der Verbraucher ist nach oben nicht begrenzt.
Die Verbraucher können entweder aus einzelnen oder einer Vielzahl von Radiatoren oder Konvektoren bestehen, ferner können Fussbodenheizungen oder Heizungsanteile in Frage kommen und Brauchwasserspeicher. Der gesamte Verbraucher kann aus einzelnen oder aus mehreren Sorten zusammengesetzter Verbraucher bestehen. Aus der Zahl und Art der Verbraucher resultiert ein bestimmter momentaner Leistungsbedarf, der, über den Tag gesehen, nicht konstant sein muss.
Die einzelnen Wärmequellen 5 bis 7 sind hydraulisch parallel an die Vorlaufleitung 3 angeschlossen, rücklaufseitig sind sie über Magnetventile 11, 12 und 13 absperrbar. Die Absperrung wird dann vorgenommen, wenn eine Wärmequelle nicht in Betrieb geht, um das Zentralheizungswasser nicht über diese Wärmequelle unnütz auszukühlen.
Gleichermassen können die Verbraucher in Serie mit innenliegenden Magnetventilen 14, 15 und 16 versehen sein, die dann geöffnet werden, wenn der zugehörige Verbraucher in Betrieb gehen soll. Jedes Magnetventil ist mit einem zugehörigen Betätigungsmagneten versehen, die allesamt über Leitungen 17 mit einer zentralen Steuer- und Regeleinheit 18 verbunden sind. In der Vorlaufleitung 3 ist ein Vorlauftemperaturfühler 19 vorgesehen, der über eine Leitung 20 mit der Steuer- und Regeleinheit 18 verbunden ist, ferner eine Umwälzpumpe 21. An die Steuer- und Regeleinheit ist ein Aussentemperaturfühler 22 über eine Leitung 23 als Istwertgeber angeschlossen, weiterhin ist vorgesehen, wenigstens einen Gebäuderaum 24 mit einem Raumtemperaturfühler 25 zu versehen, der über eine Messleitung 26 gleichermassen als Istwertgeber mit der Steuer- und Regeleinheit 18 verbunden ist.
Es sind drei Sollwertgeber 27, 28 und 29 vorhanden, wobei mit dem Sollwertgeber 27 der Sollwert der Vorlauftemperatur vorgegeben wird. Dies muss kein fester Sollwert sein, sondern kann ein von der Aussentemperatur abhängig gesteuerter Sollwert sein (Heizkurve). Weiterhin käme hier ein Heizprogramm in Frage, beispielsweise ein Aufladeheizprogramm für einen Brauchwasserspeicher. Die beiden anderen Sollwertgeber 28 und 29 dienen zur Einstellung der Schalthysterese des Zweipunktreglers, der Teil der Steuerund Regeleinheit 18 ist, beziehungsweise zur Einstellung einer als zulässig angesehenen Regelabweichung, auf die später noch eingegangen werden wird.
Zur Funktion des Verfahrens, das mit der Steuer- und Regeleinheit 18 betrieben wird, wird nunmehr auf die Figur 2 verwiesen. Die Figuren 2 stellt ein Diagramm dar, das in der Abszisse die Aussentemperatur in "C, in der Ordinate den Vorlauftemperatur-Sollwert gleichermassen in "C darstellt.
Es ist aber gleichermassen möglich, statt der Vorlauftemperatur die Rücklauftemperatur oder eine Differenztemperatur oder eine sonstwie hiervon abgeleitete Temperatur als Regelgrösse zu betrachten. In Frage käme hierbei insbesondere die Raumtemperatur oder zum Beispiel die Temperatur des im Brauchwasserspeicher gespeicherten Wassers.
Für das Betriebsverfahren sind zunächst einmal drei mögliche Zustände zu unterscheiden. Einmal den Anfahrzustand, der sich dann ergibt, wenn aus einem abgesenkten (Nacht-) Temperaturniveau auf ein Tag-Temperaturniveau hochgefahren werden soll beziehungsweise wenn ein Brauchwasserspeicher aufgeladen werden soll, ferner ein Beharrungszustand, der sich dadurch kennzeichnet, dass ein bestehendes Temperaturniveau etwa gehalten werden soll, und zum dritten ein Übergangszustand, der dann erreicht wird, wenn von einem höheren Temperaturniveau auf ein Absenktemperaturniveau übergegangen wird. Der Übergangszustand kann sich auch dann einstellen, wenn die Wärmenachfrage eines Verbrauchers sinkt, beispielsweise nach Beendigung einer Speicheraufheizung, wenn die Zentralheizung selbst noch Wärme anfordert.
In der Figur 2 ist eine Kurve 31 dargestellt, die eine Heizkurve darstellt, also den Sollwert für die Regelgrösse, nämlich die Vorlauftemperatur. Wird nun davon ausgegangen, dass zu einer bestimmten Zeit von einem abgesenkten Temperaturniveau auf ein höheres Temperaturniveau aufgeheizt werden soll, also der Anfahrzustand herrscht, so werden bei Vorhandensein von zwei Wärmequellen zwei Betriebszustände zu unterscheiden sein, nämlich dass nur eine der beiden Wärmequellen oder beide auf die Verbraucher geschaltet sind. Es müssen zunächst unterhalb dessen beide - oder allgemein gesprochen - alle Wärmequellen auf die Verbraucher geschaltet werden oder oberhalb dessen nur ein Teil der Wärmequellen auf die Anlage geschaltet werden.
Dieser Grenzwert wird im Ausführungsbeispiel als Aussentemperaturwert festgelegt, im Ausführungsbeispiel liegt er bei einer Aussentemperatur von +10 "C im Punkt 32. Das bedeutet, dass bei Aussentemperaturwerten unter + 10 "C beide Wärmequellen eingeschaltet sind, um die Verbraucher hochzufahren, bei Temperaturwerten darüber wird nur mit einer Wärmequelle hochgeheizt. Es versteht sich, dass bei einer Anzahl von n einschaltbaren Wärmequellen n -1 Grenzwerte vorgegeben werden.
Diese Grenzwerte werden bei der Erstinstallation einer Hei- zungsanlage empirisch vorgegeben, und die Steuer- und Regeleinheit 18 speichert diese über den Sollwertsteller 30 einstellbaren Grenzwerte und variiert die Grenzwerte aufgrund selbstadaptierenden Verhaltens. Das bedeutet, dass die Grenzwerte von der Steuer- und Regeleinheit, die einen Mikroprozessor zur Durchführung dieser Arbieten enthält, selbständig variiert werden, um ein Optimum zu erreichen.
Das Optimum ist hier so zu definieren, dass versucht wird, mit einer Mindestzahl von Wärmequellen das angestrebte Hochtemperaturniveau zu erreichen.
Zu der vorgegebenen Grenzschwelle 32 gehört demgemäss der Punkt 33 auf der Kurve 31, der zu einer bestimmten Soll Vorlauftemperatur im Punkt 34 führt.
Nach Ablauf einer gewissen Zeit des Anfahrens der Heizungsanlage wird ein statischer Zustand erreicht, das heisst, der Istwert der Vorlauftemperatur pendelt aufgrund der Arbeitsweise der Zweipunktregelung um den Sollwert.
Herrscht an dem Tag beispielsweise eine Aussentemperatur 8 A Ist von -13 im Punkt 35, so führt das zu einem Sollwert für die Vorlauftemperatur gemäss dem Punkt 36 beziehungsweise im Punkt 37 von 68 "C. Es zeigt sich, dass die Werte gemäss den Punkten 36 und 37 im Hysteresebereich 38 liegen, der von den beiden Schwellenwerten 39 und 40 begrenzt wird. Der Bereich zwischen den Schwellenwerten 39 und 40 entspricht der Schaltdifferenz des Zweipunktreglers. Das bedeutet, dass beim Absinken des Istwertes der Vorlauftemperatur auf die untere Schwelle 40 entweder eine geregelte Stufe einer mehrstufigen Wärmequelle eingeschaltet wird oder eine ganze Wärmequelle eingeschaltet wird und dass dann, wenn der Vorlauftemperatur-Istwert die obere Schwelle 39 erreicht, die geregelte Stufe der Wärmequelle abgeschaltet wird.
Die Linien 39 und 40 sind Projektionslinien.
Für den Fall, dass die Vorlauftemperatur unterhalb der niedrigen Schwelle 40 liegen, bedeutet das, dass die Regelabweichung der Vorlauftemperatur nicht mit dem Sollwert zur Deckung gebracht wird. Das bedeutet, dass die gerade in Betrieb befindlichen Wärmequellen zu klein sind in ihrer Wärmeabgabeleistung. Das bedeutet, dass auf die nächstgrössere Stufe geschaltet werden muss oder dass eine weitere Stufe oder eine gesamte Wärmequelle zugeschaltet werden muss. Es besteht hier die Möglichkeit, dass die Minderlei stung der Wärmequelle permanent zu klein ist oder dass nur durch zufällig bedingte Verbraucherabweichungen die normalerweise richtige Wärmequellenleistung momentan zu klein ist. Um hier nicht in jedem Falle eine weitere Stufe der Wärmequellenleistung zuzuschalten, wird eine weitere noch als zulässig angesehene Regelabweichung eingeführt, die auf die Hysterese aufgeschaltet wird.
Demgemäss wird um die als noch zulässig angesehene weitere Regelabweichung 41 die untere Schwelle 40 gemäss der neuen Schwelle 42 weiter abgesenkt. Liegt der Istwert der Vorlauftemperatur dann innerhalb der erweiterten Schwelle 40 bis 39, so wird die bestehende Regelabweichung in Kauf genommen und an der arbeitenden Wärmequellen-Stufenzahl nichts geändert. Liegt der Istwert darunter, wird dennoch zugeschaltet. Die Zuschaltung der nächsten Leistungsstufe kann auch dann erfolgen, wenn nach Ablauf einer Verzugszeit, ab dem Unterschreiten von 42, der Istwert unter 42 liegt. Für die Wahl der Grösse der zu der Hysterese 38 zu addierenden zulässigen Regelabweichung gilt, dass diese allgemein proportional gleichgerichtet zur Hysterese verändert wird, wobei der Betrag der als zulässig angesehenen Regelabweichung zwischen 10 und 30%, vorzugsweise bei 20%, liegt.
Es ist aber auch möglich, die als zulässig angesehene Grösse der Regelabweichung nicht konstant über die Aussentemperatur berechnen zu lassen, sondern mit einem bestimmten Betrag oberhalb der Vorlauftemperatur festzulegen, beispielsweise 8 Vorlauf und 3 K.
Gleiches ergibt sich, wenn die Zentralheizungsanlage von einem Vorlauftemperatur-Istwert, der oberhalb der Schwelle 39 liegt, der Sollwert heruntergefahren wird. Liegt demgemäss der Vorlauftemperatur-Istwert oberhalb der auf den Wert der Schwelle 39 addierten zulässigen Regelabweichung 43, so wird die Wärmequellen-Stufenzahl vermindert, liegt er hingegen im Zwischenbereich zwischen den Kurven 39 und 43, so wird noch keine Umschaltung vorgenommen, da unterstellt werden muss, dass aufgrund zufällig bedingter Abweichungen die Wärmeabnahme des oder der Verbraucher momentan kleiner ist. Ein Abschalten von Wärmequellenstufen um jeden Preis würde sonst zu einem unerwünschten Schwingen des Reglers führen.
Anhand der Figuren 3 bis 5 ist der Verlauf des Istwertes der Vorlauftemperatur gemäss der Kurve 44 dargestellt, und zwar ist in der Abszisse die Zeit T in Minuten, in der Ordinate die Temperatur IJ in "C aufgetragen. Man sieht, dass der Istwert der Vorlauftemperatur um den Sollwert gemäss der Linie 45 schwankt, und zwar im Bereich der Hysterese, vorgegeben durch die Schwellen 39 und 40. Aus der Figur 4 geht hervor, dass beim Uberschwingen des Istwertes der Vorlauftemperatur auf die Schwelle 39 aufgeschlagene zulässige Regelabweichung 49 der Abschaltbefehl für eine Wärmequelle beziehungsweise einer Stufe einer Wärmequelle erfolgt.
In der Figur 5 wird der mögliche Fall behandelt, dass beim Überschwingen des Istwertes gemäss der Kurve 44 über den oberen Schwellwert 39 der Hysterese im Punkt 46 eine Wartezeit gemäss der Pfeillänge 47 vorgegeben und abgewartet wird, um nach deren Ablauf erneut zu prüfen, ob der Istwert der Vorlauftemperatur immer noch oberhalb der oberen Schwelle 43 der Hysterese liegt. Ist das der Fall, so wird hieraus ein Abschaltbefehl für eine Stufe der Wärmequelle erfolgen, und es kann alternativ hierzu der Wert der zulässigen Regelabweichung 49, der auf die obere Schwelle 39 aufgeschlagen wird, zu Null vermindert werden.
Hierbei ist es möglich, dieses Vermindern nach einem bestimmten Zeitprogramm vorzugeben und bevorzugt maximal so zu gestalten, dass der Sollwert so abgesenkt wird, dass nach Ablauf der vorgegebenen Zeit der obere Schwellwert der Hysterese ohne zulässige Regelabweichung dem Mittelwert des Sollwertes entspricht. Bei Erreichen der Abschalttemperatur 48 wird die Leitungsstufenzahl vermindert, und die Schwellwerte werden in den Anfangszustand versetzt.
Es soll an dieser Stelle aber noch darauf hingewiesen werden, dass das Verfahren nicht nur für das Aufheizen von Räumen Gültigkeit hat, sondern beispielsweise auch für das Klimatisieren und Kühlen von Räumen. Hier sind dann natürlich die Vorgänge gegenläufig zu betrachten, der Anfahrzustand entspricht dem Herunterkühlen eines Raumes. Die Verfahrensweise ist aber danach angepasst ansonsten die gleiche.
Weiterhin ist es möglich, die Verfahrensschritte, die anhand der Figur fünf für die Wartezeit erläutert wurden, auch dann anzuwenden, wenn offensichtlich der Vorlauftemperatur-Istwert die untere Schwelle des Einschaltwertes, also den unteren Schwellwert 40 zuzüglich der zulässigen Regelabweichung 42 nie erreicht. Auch dann kann nach Ablauf einer gesetzten Wartezeit der Umschaltbefehl resultieren. Um zum Einschaltbefehl zu kommen, wird dann der untere Grenzwert für die Einschaltung spiegelbildlich zu Figur fünf hoch- gelegt.
DESCRIPTIONS
The present invention relates to a method for operating a plurality of heat or cold sources according to the preambles of the independent claims.
Heat sources are to be understood here as all types of heat generators, be it boilers or circulating water heaters for supplying central heating systems with radiators, convectors or underfloor heating systems or their shares or heat pumps, among consumers the radiators, convectors or underfloor heating systems just mentioned can be seen here, as well as domestic water heating rider, be it those in the flow process or in
Storage method working. The heating of the heat sources can also be seen in general, heating with oil or gas burners or heating with electrical current could be considered.
Only the two-point control method can be used here as the control method, whereby both options are to be taken into account here, that in the case of several heat sources both are switched on and off in the two-point method, or some are permanently switched on by a plurality of heat sources working on one or more consumers are and only one or a few are clocked.
If a central heating system was previously operated with a multi-boiler system, there were two possibilities of the operating method according to the state of the art, namely to try first with a boiler to heat the system up to the temperature setpoint, and if this did not happen after a certain time, additional boilers were switched on. This resulted in considerable warm-up times for the users of the heated building until the comfort temperature was reached. In the other method, all boilers were first switched to the central heating system, and after reaching the setpoint temperature, more or fewer boilers were taken out of operation in order to maintain the temperature.
This usually results in too much energy being wasted, and the costs are too high.
The present invention has for its object to provide for a heat-absorbing consumer, of whatever type, which is fed by several heat sources, which can also be of different types, with the lowest possible number of heat sources the consumer is heated to the desired temperature level or can be brought to a lower temperature level by him.
This task can be applied analogously to cold sources. According to the invention, the objects are solved in the characterizing method features of the subordinate claims.
Further refinements and particularly advantageous developments of the method according to the invention emerge from the dependent patent claims and the following description, which explains an exemplary embodiment of the invention with reference to FIGS. 1 to 5 of the drawing. Show it:
Figure 1 shows a heating system in a schematic representation and Figures 2 to 5 diagrams.
In all five figures, the same reference numerals denote the same details.
The heating system in Figure 1 consists of a heat source side 1 and a heat-absorbing side 2, both of which are connected via a flow line 3 and a return line 4. The heat source side 1 has several heat sources, three of which are shown, which have the reference numerals 5, 6 and 7. These heat sources are operated in on / off mode and can have the same or different outputs. The type of heat sources is irrelevant, it can be compression or absorption heat pumps, boilers or circulating water heaters, the heat sources can be the same or mixed. Furthermore, the type of heating is irrelevant; in particular, gas or oil-heated ones and ones heated with electric current could be considered. These heat sources 5 to 7 are switched to consumers 8, 9 and 10, the number of consumers is not limited.
Consumers can either consist of a single or a large number of radiators or convectors, underfloor heating or heating components and domestic hot water storage can also be considered. The entire consumer can consist of individual or multiple types of composite consumers. The number and type of consumers results in a certain current power requirement, which, viewed over the day, does not have to be constant.
The individual heat sources 5 to 7 are connected hydraulically in parallel to the flow line 3, on the return side they can be shut off via solenoid valves 11, 12 and 13. The shut-off is carried out when a heat source does not go into operation in order not to cool the central heating water uselessly via this heat source.
Likewise, the consumers can be provided in series with internal solenoid valves 14, 15 and 16, which are then opened when the associated consumer is to go into operation. Each solenoid valve is provided with an associated actuating magnet, all of which are connected to a central control and regulating unit 18 via lines 17. In the flow line 3, a flow temperature sensor 19 is provided, which is connected via a line 20 to the control and regulating unit 18, and also a circulation pump 21. An outside temperature sensor 22 is connected to the control and regulating unit via a line 23 as an actual value transmitter, and is also It is provided to provide at least one building room 24 with a room temperature sensor 25, which is connected to the control and regulating unit 18 via a measuring line 26 as an actual value transmitter.
There are three setpoint transmitters 27, 28 and 29, the setpoint generator 27 specifying the setpoint of the flow temperature. This does not have to be a fixed setpoint, but can be a setpoint that is controlled depending on the outside temperature (heating curve). A heating program could also be considered here, for example a charging heating program for a domestic hot water tank. The two other setpoint transmitters 28 and 29 are used to set the switching hysteresis of the two-point controller, which is part of the control and regulating unit 18, or to set a control deviation which is regarded as permissible and which will be discussed later.
For the function of the method, which is operated with the control and regulating unit 18, reference is now made to FIG. FIG. 2 shows a diagram which shows the outside temperature in “C in the abscissa and the flow temperature setpoint value in“ C in the ordinate.
It is equally possible, however, to consider the return temperature or a differential temperature or any other temperature derived therefrom as a controlled variable instead of the supply temperature. In particular, the room temperature or, for example, the temperature of the water stored in the domestic hot water tank could be considered.
There are three possible states to be distinguished for the operating procedure. Firstly, the start-up state, which results when a reduced (night) temperature level is to be increased to a daytime temperature level or when a domestic hot water tank is to be charged, and a steady state, which is characterized by the fact that an existing temperature level is maintained and, thirdly, a transition state which is reached when a transition is made from a higher temperature level to a lowering temperature level. The transition state can also occur when the heat demand of a consumer drops, for example after storage heating has ended, when the central heating itself still requests heat.
FIG. 2 shows a curve 31 which represents a heating curve, that is to say the setpoint for the controlled variable, namely the flow temperature. If it is now assumed that the temperature is to be raised from a lowered temperature level to a higher temperature level at a certain time, i.e. the start-up state prevails, two operating states will have to be distinguished if two heat sources are present, namely that only one of the two heat sources or both the consumers are switched. First of all, both - or generally speaking - all heat sources have to be switched to the consumer or above which only some of the heat sources have to be switched to the system.
In the exemplary embodiment, this limit value is defined as the outside temperature value, in the exemplary embodiment it is at an outside temperature of +10 "C. in point 32. This means that when the outside temperature is below + 10" C, both heat sources are switched on in order to start up the consumers, and at temperatures above that only heated up with a heat source. It goes without saying that n -1 limit values are specified for a number of n switchable heat sources.
These limit values are empirically specified when a heating system is installed for the first time, and the control and regulating unit 18 stores these limit values that can be set via the setpoint adjuster 30 and varies the limit values on the basis of self-adapting behavior. This means that the limit values are varied independently by the control and regulating unit, which contains a microprocessor for performing these tasks, in order to achieve an optimum.
The optimum is to be defined here in such a way that an attempt is made to achieve the desired high temperature level with a minimum number of heat sources.
Accordingly, point 33 on curve 31 belongs to the predetermined limit threshold 32, which leads to a specific desired flow temperature in point 34.
After a certain time of starting the heating system, a static state is reached, that is, the actual value of the flow temperature fluctuates around the setpoint due to the way the two-point control works.
For example, if there is an outside temperature of 8 A on the day, if -13 in point 35, this leads to a target value for the flow temperature according to point 36 or point 37 of 68 "C. It shows that the values according to points 36 and 37 lie in the hysteresis range 38, which is limited by the two threshold values 39 and 40. The range between the threshold values 39 and 40 corresponds to the switching difference of the two-point controller, which means that when the actual value of the flow temperature drops to the lower threshold 40, either a regulated one Stage of a multi-stage heat source is switched on or an entire heat source is switched on and that, when the flow temperature actual value reaches the upper threshold 39, the regulated stage of the heat source is switched off.
Lines 39 and 40 are projection lines.
In the event that the flow temperature is below the low threshold 40, this means that the control deviation of the flow temperature is not brought into line with the setpoint. This means that the heat sources currently in operation are too small in their heat output. This means that you have to switch to the next higher level or that a further level or an entire heat source has to be switched on. There is a possibility here that the underperformance of the heat source is permanently too low or that the normally correct heat source output is currently too low only due to random deviations in the consumer. In order not to connect a further stage of the heat source output in every case, a further control deviation, which is still considered to be permissible, is introduced, which is applied to the hysteresis.
Accordingly, the lower threshold 40 is further lowered according to the new threshold 42 by the further control deviation 41, which is still considered permissible. If the actual value of the flow temperature is then within the extended threshold 40 to 39, the existing control deviation is accepted and nothing is changed in the number of working heat sources. If the actual value is lower, it is still switched on. The next power level can also be switched on if, after a delay time has elapsed from 42, the actual value is below 42. For the choice of the size of the permissible control deviation to be added to the hysteresis 38, it applies that this is changed in a generally proportionally rectified manner to the hysteresis, the amount of the permissible control deviation being between 10 and 30%, preferably 20%.
However, it is also possible not to have the size of the control deviation, which is considered permissible, calculated constantly over the outside temperature, but to determine it with a certain amount above the flow temperature, for example 8 flow and 3 K.
The same results if the central heating system shuts down the setpoint from an actual flow temperature that lies above threshold 39. Accordingly, if the actual flow temperature is above the permissible control deviation 43 added to the value of threshold 39, the number of heat sources is reduced; if, on the other hand, it is in the intermediate range between curves 39 and 43, no changeover is made yet, since it must be assumed that due to random deviations, the heat consumption of the consumer or consumers is currently smaller. Switching off heat source levels at any cost would otherwise cause the controller to vibrate undesirably.
3 to 5 show the course of the actual value of the flow temperature according to curve 44, namely the time T in minutes on the abscissa and the temperature IJ in "C on the ordinate. It can be seen that the actual value of the flow temperature fluctuates around the setpoint according to line 45, specifically in the area of the hysteresis, specified by thresholds 39 and 40. FIG. 4 shows that when the actual value of the flow temperature overshoots to permissible control deviation 49, the shutdown command for a Heat source or a stage of a heat source takes place.
FIG. 5 deals with the possible case that when the actual value according to curve 44 overshoots over the upper threshold value 39 of the hysteresis at point 46, a waiting time according to arrow length 47 is specified and waited in order to check again after the expiration that the The actual value of the flow temperature is still above the upper threshold 43 of the hysteresis. If this is the case, a switch-off command for a stage of the heat source will be given, and alternatively the value of the permissible control deviation 49, which is added to the upper threshold 39, can be reduced to zero.
It is possible to predefine this reduction according to a specific time program and preferably to design it at most so that the setpoint is lowered in such a way that after the specified time the upper threshold value of the hysteresis corresponds to the mean value of the setpoint without an admissible control deviation. When the switch-off temperature 48 is reached, the number of line stages is reduced and the threshold values are set to the initial state.
At this point, however, it should be pointed out that the method is not only valid for heating rooms, but also, for example, for air conditioning and cooling rooms. Here, of course, the processes must be viewed in opposite directions, the start-up state corresponds to the cooling down of a room. The procedure is adapted afterwards otherwise the same.
Furthermore, it is possible to apply the method steps that were explained for the waiting time with reference to FIG. 5 even if the actual flow temperature value obviously never reaches the lower threshold of the switch-on value, that is to say the lower threshold value 40 plus the permissible control deviation 42. Even then, the switch command can result after a set waiting time. In order to arrive at the switch-on command, the lower limit for the switch-on is then mirrored to figure five.