CH673901A5

CH673901A5 -

Info

Publication number: CH673901A5
Application number: CH3440/86A
Authority: CH
Inventors: Tom R Vandermeyden; Oscar R Dufau; Frederick Jun Blau
Original assignee: Fluidmaster
Priority date: 1986-02-10
Filing date: 1986-08-27
Publication date: 1990-04-12
Also published as: DE3626510C2; GB2186391B; DE3626510A1; CA1258308A; GB8618817D0; JPH0355732B2; US4620667A; JPS62202960A; GB2186391A; FR2594215B1; FR2594215A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung und ein Verfahren der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 4 angegebenen Art.

Verschiedene Arten von Warmwasserbereitungsanlagen werden gegenwärtig benutzt, um die notwendige Wärme für viele Gebäude zu liefern. Obgleich die Erwärmung mit gutem Wirkungsgrad ein immer angestrebtes Kriterium ist, ist sie bei grossen Verbundsystemen wegen des relativ grossen Wärmebedarfes immer eine Hauptüberlegung, da Verbesserungen im Wirkungsgrad ein Hauptgesichtspunkt bei den Gesamtbetriebskosten sind. Weiter wird bei solchen Warmwasserbereitungsanlagen von verschiedenen Brennstoffen wie Erd- und Synthesegas, Elektrizität, Heizöl, Dampf und dgl. Gebrauch gemacht.

Eine der Hauptüberlegungen, wie sie in der modernen Ge- ~ bäudetechnik angestellt werden, wird am Beispiel der Verwendung von Warmwasserbereitungsanlagen für Motels und dgl. deutlich. In einem modernen Motel wird heute die Warmwas-serbereitungsanlage meistens mit Gas, elektrisch oder mit Öl beheizt und hält das Warmwasser auf einer maximalen Temperatur von beispielsweise 63°C (145°F), und zwar bei einer Mindesttemperatur, die relativ nahe liegt, z.B. 60°C (140°F). Das Gesamtergebnis ist, dass die Temperatur des Warmwassers auf einem relativ hohen Wert gehalten wird, und zwar ungeachtet der Tages- oder der Nachtzeit. Das führt zu relativ hohen, unwirtschaftlichen Warmwasserbereitungskosten während Tagesund Nachtperioden, in denen sehr wenig Warmwasser benutzt wird.

Viele Verbesserungen bei der Beheizung von Warmwasserbereitungsanlagen sind bereits versucht worden, von denen die meisten gewöhnlich nicht zum Erfolg geführt haben. Eine, die einen hohen Grad an Erfolg gebracht hat, ist in der US-PS 4 522 333 beschrieben. Gemäss dieser US-Patentschrift wird eine Standardwarmwasserbereitungsanlage durch in sie integrierte elektrische und elektronische Komponenten vervollständigt, und die Zufuhr von Zusatzwasser aus der Kaltwasserversorgung zu dem Warmwasserbereiter wird streng überwacht, ebenso wie. die Temperatur des Warmwassers, wenn es benutzt wird. Mit diesen beiden ständig eng überwachten Parametern ist es einer Prozessor- und Regeleinrichtung möglich, die Temperatur des Warmwassers immer auf einem Mindestwert zu halten, unabhängig von dem erwarteten Verbrauch für diese bestimmte Zeitspanne, beispielsweise von einer halben Stunde. Diese bekannte Warmwasserbereitungsanlage hat sich zwar als erfolgreich erwiesen, das Aufrechterhalten der direkten Kontrolle des Verbrauches an Zusatzwasseer ist jedoch ziemlich kompliziert.

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Ein anderer Weg der Verbrauchsmessung wird bei einer bekannten Heisswasserbereiter-Steuereinrichtung beschritten (DE 29 47 969 AI). Bei dieser wird mittels einer Messeinrichtung die Wassertemperatur und/oder die Wassermenge in einem Wasserbehälter gemessen, und die Messergebnisse werden als Steuerdaten in die Steuereinrichtung eingegeben. Hierbei wird über mehrere Temperaturfühler der Messeinrichtung die vorhandene Rest-Warmwassermenge oder Rest-Temperatur erfasst und bei der Errechnung des notwendigen Energienachschubes für die nächste Entnahme berücksichtigt. Diese Verbrauchsmesstechnik ist daher ebenso kompliziert wie die aus der vorgenannten US-Patentschrift bekannte.

Bei einer bekannten Steueranordnung und einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art wird ein Durchflussfühler zum Messen der Strömung von kaltem Wasser in einen Wassertank benutzt, um so den Wasserverbrauch zu ermitteln. Ein solcher Durchflussfühler ist an sich teuer und bereitet ausserdem Arbeit und Kosten beim Einbau, denn ein Loch muss in ein Rohr geschnitten werden, damit der Durchflussfühler eingebaut werden kann. Ausserdem ist die angewandte Messmethode der direkten Kontrolle der Zufuhr von kaltem Wasser zu dem Wassertank ebenso kompliziert wie in denn zuvor beschriebenen Fällen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steueranordnung und ein Verfahren der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 4 angegebenen Art so auszubilden, dass diese ohne Durchflussfühler auskommen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 4 angegebenen Merkmale bzw. Schritte gelöst.

Bei der Steueranordnung und dem Verfahren nach der Erfindung wird der Warmwasserverbrauch durch Aufzeichnen des Prozentsatzes der Zeit ermittelt, während dem der Wannwasserbereiter eingeschaltet ist, und die Sollwassertemperatur während einer späteren Zeitspanne wird gemäss dem Prozentsatz der Zeit eingestellt, während dem der Warmwasserbereiter in der früheren Zeitspanne eingeschaltet gewesen ist. Wenn beispielsweise die Wassertemperatur auf einen Wert zwischen 43,3°C und 60°C eingestellt werden soll und der Warmwasserbereiter 30% der Zeit eingeschaltet gewesen ist, so gilt (wenn die Auswirkung von Bereitschaftswärmeverlusten ausser Betracht gelassen wird) für die Sollwassertemperatur:

43,3°C + 30% (60°C — 43,3°C) = 48,3°C.

Erfindungsgemäss ist es also möglich, durch Überwachen der Warmwasserbereitung über verschiedene frühere Zeitspannen und entsprechendes Einstellen der Sollwassertemperatur in zukünftigen Zeitspannen eine Mindestwassertemperatur aufrechtzuerhalten, um die Gesamtheizkosten zu reduzieren, ohne dass es erforderlich ist, die Grösse des Warmwasserdurchflusses zu bestimmen, wie es bei dem vorerwähnten Stand der Technik erforderlich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Wenn die Steueranordnung und das Verfahren nach der Erfindung von früheren Zeitspannen Gebrauch machen, um das Warmwasser vorherzusagen, das während einer gerade begonnenen Zeitspanne verbraucht wird, kann gleichzeitig die Zeit der Warmwasserbereitung während der gesamten gegenwärtigen Zeitspanne genau aufgezeichnet werden. Auf diese Weise dient die Vorhersage aufgrund von früheren Zeitspannen als Gradient des Verbrauches an Warmwasser während der gegenwärtigen Zeitspanne, und die Daten für die verschiedenen Zeitspannen werden ständig auf den neuesten Stand gebracht, was eine grössere Genauigkeit einer Vorhersagebasis ergibt.

Ferner kann bei der Steueranordnung und dem Verfahren nach der Erfindung von Bereitschaftswärmeverlustvorhersagen Gebrauch gemacht werden. Die Bereitschaftswärmeverluste können durch Tests beim Hersteller vorhergesagt werden oder durch Gewinnen von Daten aus Tests in Warmwasserbereitungsanlagen in gleichen Gebäuden. Bevorzugt wird, bei einer besonderen Warmwasserbereitungsanlage den Mittelwert von s früheren Zeitspannen zu benutzen, in denen ein Minimum an Warmwasserverbrauch mit Ausnahme der Bereitschaftswärmeverluste auftritt, also der Verbrauch von Warmwasser praktisch null ist und das einzige Warmwasser, das verbraucht wird, dazu y dient, Bereitschaftswärmeverluste auszugleichen. Dabei können io alle Änderungen über einer Zeitspanne vermerkt und korrigiert werden, so dass sich insgesamt ein Bereitschaftswärmeverlust-programm mit besserem Wirkungsgrad ergibt.

Durch zusätzliche Wassertemperaturfühlereinrichtungen in einer Warmwasserbereitungsanlage lässt sich die mit der Steuer-15 anordnung und dem Verfahren nach der Erfindung erzielbare Genauigkeit der Steuerung noch verbessern. Ein Beispiel dafür ist der Fall, in welchem ein Primärwassertemperaturfühler in der üblichen Position am Auslass des Warmwasserspeichers eingebaut wird, von wo aus das Warmwasser zu den Warmwasser-20 verbrauchspunkten gelangt, und ein Sekundärwassertemperaturfühler so eingebaut ist, dass er auf die Wassertemperatur am Einlass des Warmwasserspeichers anspricht, d.h. an der Stelle, wo das erhitzte Wasser in den Warmwasserspeicher eintritt. Über den Primärwassertemperaturfühler wird wie üblich die 25 Temperatur des Wassers gesteuert, wenn es normal erhitzt wird, aber der Sekundärwassertemperaturfühler wird auf eine Temperatur unterhalb dieser Temperatur eingestellt, beispielsweise 5,6°C (10°F) darunter. Durch diese Anordnung werden die Probleme des «Schichtens» eliminiert, die bei der Warmwasser-30 bereitung mit umfangreicher Speicherung üblich sind. Mit anderen Worten, wenn der Primärwassertemperaturfühler keine Temperaturabnahmen feststellen kann, da sie an dieser Stelle noch nicht eingetreten sind, und Warmwasser noch dem Warmwasserspeicher entnommen wird, wird der Sekundärwassertem-35 peraturfühler für die niedrigere Temperatur ohne weiteres dieselben erfassen und die Wassererwärmung veranlassen, statt zu warten, bis kaltes Wasser den Primärwassertemperaturfühler erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden 40 unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schema einer Warmwasserbereitungsanlage mit einer Steueranordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 ausführlicher, ein Schema einer Prozessor- und Regel-45 einrichtung der Steueranordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Flussdiagramm, das die gesamte Betriebsfolge zeigt und einen Initialisierungsblock, einen Verbrauchsabfühl-block, einen Verbrauchsaufzeichnungsblock, einen Sollwasser-temperaturberechnungsblock, einen Warmwasserbereitersteue-50 rungsblock und einen Verzögerungsblock enthält,

Fig. 4 ein Flussdiagramm, das Fig. 3 entnommen ist und ausführlicher den Verbrauchsabfühlblock zeigt,

Fig. 5 ein Flussdiagramm, das Fig. 3 entnommen ist und ausführlicher den Verbrauchsaufzeichnungsblock zeigt, 55 Fig. 6 ein Flussdiagramm, das Fig. 3 entnommen ist und ausführlicher den Sollwassertemperaturberechnungsblock zeigt,

Fig. 7 ein Flussdiagramm, das Fig. 3 entnommen ist und ausführlicher den Warmwasserbereitersteuerungsblock zeigt, Fig. 8 ein Kennliniendiagramm, das den Temperaturmittel-60 wert pro halber Stunde für eine gesamte Woche einer typischen Anlage zeigt,

Fig. 9 ein Balkendiagramm, das den Wärmeverbrauchsbedarf für die gesamte Woche der Anlage nach Fig. 8 zeigt, Fig. 10 ein Schema einer Anlage, die benutzt worden sein 65 kann, um die Kennlinien- und Balkendiagramme nach den Fig. 8 und 9 zu erzeugen, wobei die Anlage einen relativ grossen Warmwasserspeicher und Temperaturfühler auf jeder Seite hat, Fig. 11 ein Schema einer weiteren Anlage, in der ein Boiler

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Teil des Warmwasserspeichers ist, sich ein Primärwassertemperaturfühler am Auslass des Warmwasserspeichers und sich ein Sekundärwassertemperaturfühler an der Eingangsseite eines Si-cherheitswassertemperaturreglers befindet,

Fig. 12 ein Diagramm, das als einzelne Zeitspanne von einer halben Stunde die erste halbe Betriebsstunde in einem typischen Beispiel zeigt, und

Fig. 13 ein Diagramm ähnlich dem in Fig. 12, aber für die Zeit nach der ersten halben Betriebsstunde.

Gemäss der Darstellung in Fig. 1 weist eine Warmwasserbereitungsanlage 20 einen Warmwasserbereiter auf, der aus einem Erhitzer 36 und einem Wasserbehälter 22 mit Heizschlangen 24 im unteren Teil und einem Warmwasserspeicher 26 im oberen Teil besteht. Eine Kaltwasserzufuhrleitung 28 ist über einen Wassereinlass 30 mit dem Eingang der Heizschlangen 24 verbunden, und der Warmwasserspeicher 26 hat oben einen Was-serauslass 32 zum Abgeben von Warmwasser an eine Verteilleitung 34.

Der Erhitzer 36 des Warmwasserbereiters arbeitet beispielsweise mit Erdgas und empfängt seinen Brennstoff über einen Brennstoffeinlass 38 aus einer Brennstoffzufuhrleitung 40. Der Brennstoffdurchfluss in der Brennstoffzufuhrleitung 40 und in den Erhitzer 36 wird durch ein besonderes Steuerventil 42 gesteuert, das im folgenden ausführlicher beschrieben ist. Das von der Verteilleitung 34 abgegebene Warmwasser strömt zu den verschiedenen Wasserverbrauchspunkten 44 für den Gebrauch, und dasjenige Warmwasser, das nicht benutzt wird, strömt durch eine Rückleitung 46 unter dem Einfluss einer Umwälzpumpe 48 zurück zu dem Warmwasserspeicher 26.

Durch eine Prozessor- und Regeleinrichtung 50 wird gemäss Fig. 1 das Steuerventil 42 des Erhitzers 36 des Warmwasserbereiters eingeschaltet, damit dem Warmwasserbereiter Brennstoff zugeführt wird, und abgeschaltet, um diese Zufuhr zu unterbrechen. Die Prozessor- und Regeleinrichtung 50 ist ausserdem mit einer Wassertemperaturfühlereinrichtung verbunden, die aus einem Primärwassertemperaturfühler 52 und einem Sekundärwassertemperaturfühler 54 besteht. Der Primärwassertemperaturfühler 52 ist an dem Wasserauslass 32 des Warmwasserspeichers 26 angeordnet, über den das Warmwasser wie beschrieben in die Verteilleitung 34 gelangt. Der Sekundärwassertemperaturfühler 54 ist insgesamt nahe bei und in dieser besonderen Anordnung an einem Warmwassereinlass 56 an dem Anfang des Warmwasserspeichers 26 an dessen Verbindung mit den Heizschlangen 24 angeordnet, so dass die erfasste Wassertemperatur unmittelbar die ist, die nach dem vollständigen Aufheizen durch die Heizschlangen vorliegt. Der Primär- und der Sekundärtemperaturfühler 52 bzw. 54 dienen insgesamt dem Zweck, die Wassertemperatur an ihren besonderen Punkten zu messen und diese Information zu der Prozessor- und Regeleinrichtung 50 zurückzuleiten, was im folgenden noch vollständiger erläutert wird, und das Vorsehen von beiden Temperaturfühlern im Gegensatz zu dem Vorsehen lediglich des Primärwassertemperaturfühlers dient dem Zweck, das «Schichten» des Warmwassers innerhalb des Warmwasserspeichers 26 zu verhindern, was im folgenden ebenfalls noch vollständiger erläutert wird.

Die Besonderheiten der Prozessor- und Regeleinrichtung 50 sind ausführlicher in Fig. 2 gezeigt und umfassen einen Prozessor 58, einen Festspeicher (ROM) 60, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 62, einen Echtzeittaktgeber 64, einen Quarzbezugstaktgeber 66 und eine Notbatterie 68. Weiter weist die Prozessor- und Regeleinrichtung 50 eine Parallel-Eingabe/Ausgabe-Steuereinheit 70, einen Analog/Digital-Wandler 72 und eine Anzeige 74 auf, wobei alle diese und die vorgenannten durch einen Adressbus 76, einen Datenbus 78 und einen Steuerungsbus 80 miteinander verbunden sind.

Der Prozessor 58 ist so aufgebaut und angeordnet, dass er das besondere Programm ausführt, das in dem ROM 60 gespeichert ist, und der ROM wird benutzt, um das besondere Programm auf unbestimmte Zeit zu speichern. Der RAM 62 wird benutzt, um die Vergangenheit und die verschiedenen Parameter austauschbar zu speichern, was alles im folgenden noch ausführlicher erläutert ist, wobei der Echtzeittaktgeber 64 benutzt wird, um die Zeit für die Vergangenheitsaufzeichnungszwecke aufrechtzuerhalten. Der Quarzbezugstaktgeber 66 hält die Genauigkeit des Echtzeittaktgebers 64 aufrecht, und die Batterie 68 liefert den Strom für den RAM 62 und den Echtzeittaktge-ber 64 bei einem Stromausfall. Die Batterie 68 gestattet dem Prozessor 58, seinen Betrieb wie vor dem Stromausfall fortzusetzen, wenn die Stromversorgung wieder hergestellt ist, da die einzige Information, die infolge des Stromausfalls verloren geht, der Vergangenheitsverbrauch während der Zeit ist, während der der Strom ausgeschaltet ist.

Die Parallel-E/A-Steuereinheit 70 dient zum Eingeben und Ausgeben von Digitalsignalen, zum Abgeben des Ausgangssignals zum Steuern des Brennstoffsteuerventils 42 in den ein-und ausgeschalteten Zustand und für die Eingabe von der Bedienertastatur her, um das Drücken einer besonderen Taste durch den Bediener abzufühlen. Der A/D-Wandler 72 dient zum Umwandeln des Analogsignals aus den Wassertemperaturfühlern 52 und 54 in einen Digitalwert, der durch den Prozessor 58 verwendbar ist. Die Anzeige 74 gestattet das Überprüfen der verschiedenen Parameter, wie beispielsweise dem EIN- und AUS-Zustand des Erhitzers 36 und der Temperaturen, die durch den Prozessor 58 aufgrund der Temperaturfühler 52 und 54 gemessen werden. Die Anzeige 74 zeigt ausserdem die maximal und minimal zulässigen Temperaturen an, welches Parameter sind, die durch den Bediener über die Bedienertastatur eingegeben werden.

Der grundsätzliche Gebrauch der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 ist allgemein in Fig. 3 und ausführlicher in den Fig. 4, 5, 6 und 7 gezeigt, und zwar anhand von Flussdiagrammen. Weiter gibt es mehrere spezielle Begriffe, die in den verschiedenen Flussdiagrammen und in gewissen Diagrammen benutzt werden, und diese sind im folgenden zusammen mit kompati-"' bler Terminologie, die benutzt werden kann, angegeben:

TMAX — das ist eine Temperaturvariable, die die maximal zulässige Temperatur des Wassers enthält, welche durch den Bediener eingestellt wird, wenn die Anlage installiert ist. Diese Temperatur wird wie alle Temperaturen in Grad Celsius (Grad Fahrenheit) angegeben. TMIN — das ist die minimal zulässige Wassertemperatur, die durch den Bediener eingestellt wird, wenn die Anlage installiert ist. HSTEMP — der Prozessor 58 speichert diese Temperatur des Warmwassers, die an dem Wasserauslass 32 des Warmwasserspeichers 26 und unmittelbar am Eingang der Verteilleitung 34 auftritt. ITEMP — der Prozessor 58 speichert die Temperatur des Warmwassers am Anfang des Warmwasserspeichers 26 ungefähr an dem Warmwassereinlass 56, wobei diese Temperatur normalerweise unterhalb der Temperatur HSTEMP liegt.

GEBRAUCH — das ist eine Variable, die benutzt wird, um die Anzahl von Sekunden aus jeder Zeitspanne von einer halben Stunde aufzusummieren, während denen der Erhitzer 36 des Warmwasserbereiters «EIN» ist. VERGANGENHEIT (1 bis 336) — das ist ein Feld oder eine Tabelle von Variablen, wc. ein Parameter in Klammern gesetzt ist, um eine besondere Variable innerhalb des Feldes oder der Tabelle zu bezeichnen.

STUNDE — das ist ein Modul von 336 Variablen, wobei 33f die Gesamtzahl von Halbstundenperioden in sieben Tagen ist, und dieser Parameter wird als Zeiger in der obigen VERGAN-GENHEIT-Tabelle benutzt. ERHITZERZUSTAND — das ist eine Variable mit zwei Werten, «1» oder «0», um den besonde ren Zustand des Erhitzers 36 anzuzeigen, wobei «1» die Bedeutung von «EIN» und «0» die Bedeutung von «AUS» hat.

WÄRMEVERLUST — das wird benutzt, um den berechne ten Abstrahlungs- oder Bereitschaftswärmeverlust zu speichern

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wobei es sich um die Wärme handelt, die aus dem gespeicherten Warmwasser ohne Rücksicht auf den Verbrauch verloren geht. BEDARF — das ist eine Variable, die benutzt wird, um den berechneten Warmwasserbedarf für die gegenwärtige Zeitspanne und für die nächste Zeitspanne zu speichern, wobei der Wert in Sekunden Wärme pro halber Stunde oder Prozent-Kapazität pro halber Stunde gespeichert wird. DTEMP — das ist eine Variable, die benutzt wird, um die Sollwassertemperatur zu speichern. TDIF — das ist eine Variable, die benutzt wird, um die mittlere Differenz zwischen HSTEMP und ITEMP für die vorherigen vierundzwanzig Stunden zu speichern.

Fig. 3 zeigt das Flussdiagramm höchsten Niveaus, das als Übersicht über das Steuerungsverfahren dient. Wenn der Strom eingeschaltet wird, führt die Prozessor- und Regeleinrichtung 50 zuerst den INITIALISIERUNGS-Block von Fig. 4 aus. Die Funktionstüchtigkeit des batteriegespeisten Speichers 62 wird überprüft, Variable werden gelöscht und/oder eingestellt, je nach Bedarf. Die Temperaturen werden gemessen, wobei HSTEMP die Temperatur des Warmwassers am Eingang der Verteilleitung 34 und ITEMP die Temperatur unmittelbar nach dem Warmwassereintritt in den Warmwasserspeicher 26 ist.

In dem Block von Fig. 5 wird die VERGANGENHEIT im Speicher aufgezeichnet, wenn eine Zeitspanne von einer halben Stunde vergangen ist. In dem Block von Fig. 6 wird die Sollwassertemperatur auf der Basis der Vergangenheitsdaten und der vom Benutzer programmierten Temperaturgrenzwerte berechnet. In dem Block von Fig. 7 wird die Entscheidung getroffen, ob der Erhitzer 36 «EIN» oder «AUS» sein sollte, und zwar auf der Basis der Solltemperatur und der Isttemperatur. In dem letzten Block erfolgt eine Verzögerung, so dass die Schleife wie durch den Pfeil gezeigt in Intervallen von einer Sekunde wiederholt wird.

Fig. 4 zeigt die Prozedur, die zum Initialisieren beim Anfahren oder nach einem Stromausfall oder einer Stromunterbrechung ausgeführt wird. In dem Entscheidungsblock wird gefragt, ob der Speicher gültige Daten über die Vergangenheit enthält. Der Prozessor testet den Speicher unter Verwendung einer Prüfsummenmethode. Wenn die Prüfsumme gut ist,

macht der Prozessor in Fig. 3 weiter, wenn nicht, wird die VERGANGENHEIT-Tabelle mit einer Codegruppe gefüllt, um «keine Vergangenheit» und «maximaler Verbrauch» anzuzeigen. In diesem Fall wird die Temperatur auf der maximalen programmierten Temperatur für die ersten sieben Tage bleiben. Andere Variable werden initialisiert, und dann geht die Verarbeitung weiter nach Fig. 5, wie es in Fig. 3 angegeben ist.

Die Prozedur gemäss Fig. 5 verfolgt die Anzahl von Sekunden in jeder halben Stunde, während denen der Wassererhitzer 36 «EIN» ist. Der erste Block summiert die Zahl der Sekunden in der Variablen GEBRAUCH. Wenn die ERHITZERZU-STAND-Überprüfung null ergibt, wird nichts getan, wenn aber die ERHITZERZUSTAND-Überprüfung 1 ergibt, wird das zu dem GEBRAUCH addiert. Danach prüft der Entscheidungsblock, ob 30 Minuten verstrichen sind, und, wenn 30 Minuten nicht verstrichen sind, geht die Verarbeitung weiter zu Fig. 6 in Fig. 3. In dem Halbstundenintervall werden die Sekunden gezählt, und der GEBRAUCH wird in dem VERGANGENHEIT -Feld gespeichert, auf das durch STUNDE gezeigt wird. Der GEBRAUCH wird dann für die nächste halbe Stunde gelöscht, und der STUNDE-Zeiger wird erhöht, um zu der nächsten Stelle in dem VERGANGENHEIT-Feld für die neue Zeitspanne zu zeigen.

Gemäss Fig. 6 berechnet diese Prozedur die Sollwassertemperatur für jede halbe Stunde auf der Basis des VERGANGEN-HEIT-Verbrauches und der vom BENUTZER programmierten Temperaturen. In dem ersten Block wird der Bereitschafts- oder Abstrahlungswärmeverlust, der mit WÄRMEVERLUST bezeichnet ist, berechnet, indem die 336-Halbstunden-Verbrauchs-werte abgetastet werden und der Mittelwert der kleinsten drei aufeinanderfolgenden Werte ausgewählt wird. Es könnten zwar andere Massnahmen benützt werden, um eine zweckmässig nahe WÄRMEVERLUST-Zahl zu finden, wie beispielsweise aufgrund der Konstruktion der besonderen Einheit und durch Ab-5 schätzen des Wärmeverlustes oder durch Versuche mit der besonderen Einheit und Verwendung von zweckmässigen Mittelwerten, um den wahrscheinlichen Wärmeverlust zu bestimmen, die Gültigkeit der hier verwendeten Methode des Bereitschaftswärmeverlustes basiert jedoch auf der Annahme, dass es bei je-10 der Verwendung immer wenigstens eine Zeitspanne von neunzig Minuten in den vorangegangenen sieben Tagen gibt, in denen kein Warmwasser benutzt wird. Betrachtet man'die Nachtperioden, so sind drei aufeinanderfolgende Zeitspannen von einer halben Stunde in der Gesamtzahl von Zeitspannen in sieben Tais gen offenbar eine zulässige Annahme.

In dem zweiten Block in Fig. 6 wird unter dem tatsächlichen Bedarf während der vorherigen halben Stunde und dem erwarteten Bedarf in der folgenden halben Stunde, d.h. die Halb-stundenzeitspanne, die sich an die unmittelbare Zeitspanne vor 20 sieben Tagen anschliesst, der grössere gewählt. Wiederum können andere Methoden benutzt werden, beispielsweise können Grössen bei oder etwa um die Zeitspanne vor einer Woche und nahe bei der gegenwärtigen Zeitspanne genommen werden, wobei aber die verwendete als ausreichend genau anzusehen ist. In 25 dem dritten Block wird die Bereitschaftswärmeverlustkompo-nente aus dem BEDARF entfernt. Die Berechnung ergibt eine Zahl zwischen «0» und «1», die zu dem erwarteten Bedarf proportional ist, wobei «1» die maximale Kapazität der Warmwasserbereitungsanlage ist, mit anderen Worten, der Erhitzer 36 30 würde EIN sein für die vollen. 30 Minuten der Zeitspanne von 30 Minuten. Dieser Wert zwischen «0» und «1» wird im BEDARF gespeichert. Die Solltemperatur, welches DTEMP ist, wird in dem letzten Block berechnet, unter Verwendung der vom BENUTZER programmierten Grenzwerte von TMAX und 35 TMIN, die Temperatur wird zwischen diesen beiden Grenzwerten unter Verwendung von BEDARF proportional eingestellt, wie es in den Berechnungen gezeigt ist.

Schliesslich wird gemäss Fig. 7 als dem letzten Block in Fig. 3 beim Steuern des Wassererhitzers 36 die Entscheidung getrof-40 fen, den Wassererhitzer 36 ein- oder auszuschalten. In dem ersten Block in Fig. 7 wird TDIF berechnet, indem die mittlere Differenz zwischen HSTEMP, der Temperatur des Warmwasservorrats, der bereit zur Abgabe an die Wasserverbrauchs-punkte ist, und ITEMP, der Warmwassertemperatur direkt 45 nach dem Erhitzen und unmittelbar beim Eintritt in den Warmwasserspeicher 26, berechnet wird, und zwar für die vorherigen vierundzwanzig Stunden. Der Zweck des Bestimmens der inneren Wassertemperatur am Anfang des Warmwasserspeichers 26 ist es, kaltes Wasser festzustellen, das in die Anlage eintreten so kann, und eine Rückkopplung über die Erholung der Temperatur nach dem Einschalten des Erhitzers 36 zu bekommen. Wenn nur die WarmwasserVersorgungstemperatur an dem oberen Auslass 32 des Warmwasserspeichers überwacht würde, könnte sich die Anlage mit kaltem Wasser füllen, bevor irgendeine Ab-55 nähme der Temperatur bemerkt wird. Die innere Temperatur des Wassers unmittelbar nach dem Erhitzen und unmittelbar beim Eintritt in den Warmwasserspeicher 26 kann sich von der Warmwasserversorgungstemperatur an dem Auslass 32 des Warmwasserspeichers 26 und beim Eintritt in die Verteilleitung 60 34 aufgrund von Schichtenbildung und dgl. unterscheiden, und diese Differenz wird berechnet durch Berücksichtigung in der Entscheidung zum Einschalten oder Ausschalten des Erhitzers 36, um diesen Effekt zu eliminieren.

In dem nächsten Block in Fig. 7 wird HSTEMP mit 65 DTEMP, der Sollwassertemperatur, verglichen, und der Erhitzer 36 wird eingeschaltet, wenn die Versorgungstemperatur niedriger als die Solltemperatur ist. Wenn die Versorgungstem-peratur vorliegt, wird die innere Temperatur, ITEMP, mit

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DTEMP, der Solltemperatur mit Justierung für Offset, TDEF, verglichen, was wieder die Variable ist, die zum Speichern der mittleren Differenz zwischen HSTEMP und ITEMP für die vorherigen vierundzwanzig Stunden benutzt wird. Der Wassererhitzer 36 wird auf der Basis dieses Vergleiches ein- oder ausgeschaltet. Die Variable ERHITZERZUSTAND, der Zustand des Erhitzers 36, der durch das Steuerventil 42 bestimmt wird, wird ebenfalls zur Verwendung in dem ersten Block in Fig. 5 eingestellt, d.h. beim Aufzeichnen der Gebrauchsvergangenheit. Die Folge ist dann beendet und kehrt zum Anfang in Fig. 3 zurück, damit sie wiederholt wird.

Die vorstehenden Darlegungen geben zwar einen vollständigen Überblick über den Aufbau und die Verwendung der Warmwasserbereitungsanlage 20, ein positives Beispiel wird jedoch das Verständnis noch mehr erleichtern. Alles ist exakt dasselbe wie es bei dieser in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anlage verwendet ist, mit der Ausnahme, dass es eine geringfügige Änderung bei den Heizschlangen 24, dem Warmwasserspeicher 26 und eine Umwälzung des kalten und warmen Wassers zwischen den verschiedenen Elementen gab.

Gemäss der Darstellung in Fig. 10 tritt .ein Kaltwasserzu-fuhrrohr 82 in den unteren Teil der Heizschlangen innerhalb eines Boilers 84 ein und tritt in einem oberen Punkt über einen Warmwassereinlass 86 zu einem Warmwasserspeicher 88 aus. Das Warmwasser verlässt den Warmwasserspeicher 88 über einen Wasserauslass 90 zur Verwendung in den Wasserverbrauchspunkten, und dasjenige Warmwasser, das nicht benutzt wird, wird in einer Schleife über eine Umwälzleitung 92 durch eine Pumpe 94 zu dem Warmwasserspeicher 88 zurückgeleitet. Weiter wird auch das Warmwasser des Warmwasserspeichers durch eine Pumpe 96 zu dem Boiler 84 zurückgepumpt. Schliesslich ist ein Primärwassertemperaturfühler 98 an dem Wasserauslass 90 des Warmwasserspeichers 88 und ein Sekundärwassertemperaturfühler 100 an dem Warmwassereinlass 86 des Warmwasserspeichers angeordnet.

Die Warmwasserbereitungsanlage bestand aus einem Boiler 84 mit 630 kJ (500 000 BTU) und einem Warmwasserspeicher 88 von 454,3 1 (120 Gallonen). ITEMP wird an dem Sekundärwassertemperaturfühler 100 gemessen, wobei ITEMP hier gemessen wird, weil kaltes Zusatzwasser diesen Punkt schnell erreicht und der Boiler 84 nur 7,6 1 (2 Gallonen) Wasser fasst. Ausserdem, wenn der Boiler 84 eingeschaltet wird, wird an diesem Punkt festgestellt, dass sich die Temperatur erholt. In diesem Beispiel werden 40 Räume bedient, und die Schleife hatte eine Länge von über 61 m (200 Fuss) und zwar die Quelle der meisten Bereitschaftswärmeverluste. HSTEMP wird an dem Primärwassertemperaturfühler 98 gemessen. Der Computer, der die Prozessor- und Regeleinrichtung 50 enthält, steuert den Boiler 84 durch Betätigen eines elektrisch betätigten Gasventils an dem Steuerventil 42 der Brennstoffzufuhrleitung 40.

Wenn die Anlage fertig installiert worden ist, wird der Speicher INITIALISIERT, wie es in Fig. 4 angegeben ist. Die 336 Elemente des VERGANGENHEIT-Feldes werden auf «101» gesetzt, um anzuzeigen, dass noch keine Vergangenheit aufgezeichnet worden ist. STUNDE wird auf «1» gesetzt, um zu dem ersten Element in der VERGANGENHEIT zu zeigen, und GEBRAUCH wird auf «0» gesetzt zur Summierung der Erhitzereinschaltzeit für die nächste halbe Stunde. ERHITZERZUSTAND wird auf «1» gesetzt, um den Wassererhitzer einzuschalten.

Die Verarbeitung geht dann in Fig. 4 weiter. Die Temperaturen HSTEMP am Primärwassertemperaturfühler 98 und ITEMP am Sekundärwassertemperaturfühler 100 werden gemessen. Für dieses Beispiel wird angenommen, dass diese Temperaturen HSTEMP und ITEMP 57,2°C (135°F) bzw. 51,7°C (125°F) betragen.

Danach wird die Prozedur in Fig. 5 ausgeführt. Da der Erhitzer eingeschaltet ist, wird GEBRAUCH den Wert «1» nach dem ersten Block enthalten. Der folgende Entscheidungsblock ergibt die Antwort NEIN, weil nur eine Sekunde verstrichen ist.

Weiter geht es in Fig. 6, WÄRMEVERLUST wird auf «0» gesetzt, weil das Abtasten der VERGANGENHEIT keine Verbrauchswerte zeigen wird. Sämtliche Daten sind «101», was anzeigt, dass noch keine Vergangenheit verfügbar ist. In dem zweiten Block in Fig. 6, VERGANGENHEIT (336) und VERGANGENHEIT (2), zurück bzw. vorwärts, zeigen beide an, dass es keine Vergangenheit gibt, so dass der Maximalwert benutzt wird, BEDARF gleich 100. Der Bereitschaftswärmeverlust wird in dem nächsten Block beseitigt, und, da dieser Verlust gegenwärtig zu «0» bestimmt wird, wird sich BEDARF nicht ändern, denn (100 minus 0)/(100 minus 0) ist gleich 1,00. BEDARF ist also gleich 1,00, und diese Zahl ändert sich prozentual zwischen «0» und «1». Der maximale Bedarf ist gleich 1,00, und der minimale Bedarf ist gleich 0,00, wobei jeder andere Bedarf durch eine proportionale Zahl zwischen 0,00 und 1,00 dargestellt wird.

In dem letzten Block wird die Sollwassertemperatur für diese halbe Stunde berechnet. Wenn angenommen wird, dass die vom Benutzer programmierten minimalen und maximalen Temperaturen TMAX 60°C (140°F) und TMIN 43,3°C (110°F)

sind, wird DTEMP für diese halbe Stunde folgendermassen berechnet: DTEMP ist kleiner als 43,3 (110) plus der Grösse (60 minus 43,3 mal 1,00 oder 140 minus 110 mal 1,00), was gleich 60°C (140°F) ist.

Die Verarbeitung geht in Fig. 7 weiter, und in dem ersten Block wird TDIF berechnet. Da HSTEMP und ITEMP nur einmal gemessen worden sind, kann die mittlere Differenz für vierundzwanzig Stunden nicht berechnet werden. Deshalb wird TDIF auf «0» gesetzt. In dem folgenden Entscheidungsblock wird die Istversorgungstemperatur mit der Solltemperatur verglichen. Da 57,2°C (135°F) nicht grösser sind als 60°C (140°F), ist die Antwort NEIN. Der Wassererhitzer wird eingeschaltet, und der ERHITZERZUSTAND wird auf «1» gesetzt.

Zurück in Fig. 4 wird die Schleife für die nächste Sekunde -wiederholt. Die Temperaturen werden wieder gemessen, und es wird angenommen, dass sie nun 62,8°C (145°F) bzw. 57,2°C (135°F) betragen, obgleich im tatsächlichen Betrieb sie sich niemals so schnell ändern könnten, aber das dient hier auch nur als Beispiel. In Fig. 5 war der erste Block GEBRAUCH «1» und wird nun «2», weil der Erhitzer eingeschaltet ist. Gemäss Fig. 6 wird DTEMP wie zuvor berechnet, weil keine Variablen, die hier benutzt werden, sich geändert haben. In Fig. 7 sind 63,3°C (146°F) nun grösser als 60°C (140°F), DTEMP, so dass der zweite Entscheidungsblock gewählt wird. ITEMP plus TDIF oder 57,2 (135) plus 0 ist kleiner als 60 (140), so dass der Erhitzer wieder eingeschaltet gehalten wird. Die Hauptschleife der Gesamtfiguren wird weiterhin fortgesetzt.

Fig. 12 zeigt ein Beispiel der Werte von HSTEMP, ITEMP, DTEMP und ERHITZERZUSTAND für die erste halbe Betriebsstunde. Am Ende der ersten halben Stunde lautet die Antwort des Entscheidungsblockes in Fig. 5 JA. Die Zahl in GEBRAUCH beträgt 480, weil der Erhitzer für acht Minuten von dreissig Minuten eingeschaltet ist, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Der Bedarf wird dann berechnet zu 480 mal 100 durch 1800, und das ergibt etwa 27 oder 27%, was in VERGANGENHEIT (1) gespeichert wird. Die VERGANGENHEIT, auf die gezeigt wird, wird dann auf «2» erhöht, STUNDE ist kleiner als 1 plus 1, und die Variable GEBRAUCH wird für die nächste halbe Stunde gelöscht. Diese Vergangenheitsdaten sind in Balkendiagrammform in Fig. 9 gezeigt, gemäss welcher z.B. die 27%-Periode sein könnte DONNERSTAG ABEND von 9:30 bis 10:00.

Während der übrigen 335 Halbstundenperioden der ersten Woche wird diese Prozedur für jede Halbstundenperiode wiederholt. Die tatsächlichen Werte werden sich mit dem Verbrauch verändern, wie es beispielshalber in dem Kennliniendiagramm in Fig. 8 und in dem Balkendiagramm in Fig. 9 gezeigt

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ist. In dem Kennliniendiagramm in Fig. 8 sind die Temperaturen als Mittelwerte pro halber Stunde in Grad Celsius (Grad Fahrenheit) aufgetragen, und in dem Balkendiagramm in Fig. 9 ist der Mittelwert pro halber Stunde des Prozentsatzes der Einschaltung des Erhitzers aufgetragen.

In der folgenden halben Stunde, beispielsweise DONNERSTAG ABEND von 10:00 bis 10:30, ist der Wert in GEBRAUCH am Ende der halben Stunde 430, was gemäss Berechnung eine relative Einschaltdauer von etwa 24% bei der Berechnung nach Fig. 5 ergibt und in VERGANGENHEIT (2) gespeichert wird. Es ist zu erkennen, dass der Vergangenheitszeiger in diesem Beispiel bei DONNERSTAG beginnt, wobei dieser Startpunkt willkürlich und nicht relevant ist. Was wichtig ist, ist die Zykluszeit des Wiederholmusters, und das besteht aus sieben Tagen.

Genau am Ende von vierundzwanzig Stunden Betrieb ist TDIF in einer Berechnung gemäss Fig. 7 berechenbar, wobei TDIF benutzt wird, um eine Justierung hinsichtlich der Eigen-beharrungszustandsdifferenz zwischen den beiden Fühlern für HSTEMP bzw. ITEMP vorzunehmen. Es sei angenommen,

dass TDIF mit 5,6°C (10°F) berechnet wird. Fig. 13 zeigt, wie die Logik in Fig. 7 arbeitet, um HSTEMP, die Wassertemperatur am Auslassende des Warmwasserspeichers 26, so nahe wie möglich bei DTEMP, der Sollwassertemperatur, zu halten. Aus dem Flussdiagramm ist zu erkennen, dass entweder HSTEMP oder ITEMP, die Wassertemperatur am Anfang bzw. Ende des Warmwasserspeichers 26, das Einschalten des Erhitzers 36 bewirken kann.

Gemäss Fig. 13 bewirkt ITEMP in den Punkten A und B das Einschalten des Erhitzers 36 für drei Minuten über den zweiten Entscheidungsblock in Fig. 7. In den Punkten C und D ist ITEMP vorhanden, aber HSTEMP fällt unter die Solltemperatur, so dass der Erhitzer 36 für zwei Minuten eingeschaltet wird. In dem Punkt E ist HSTEMP etwas höher als erwünscht, ein plötzlicher Bedarf hat jedoch bewirkt, dass ITEMP scharf abfällt und dadurch den Erhitzer 36 zum Erhitzen des Wassers einschaltet. In dem Punkt F hat sich ITEMP wieder erholt,

aber nun fällt HSTEMP zu tief ab, so dass der Erhitzer 36 eingeschaltet bleibt, wobei sich das fortsetzt, bis beide Temperaturfühler in dem Punkt G die richtige Temperatur anzeigen. Die EIN/AUS-Entscheidung wird in Fig. 7 getroffen.

Das sind typische Beziehungen zwischen den Temperaturen. Die Form wird sich in Abhängigkeit von dem Temperaturfühleranbringungsort, dem Typ des Wassererhitzers und den Verbrauchskenndaten, d.h. plötzliche Entnahmen, stetige Entnahmen usw., verändern. Das Ziel dieser Logik ist es, HSTEMP so nahe wie möglich bei DTEMP zu halten.

Am Ende der ersten Woche ist das Verbrauchs vergangen-heitsmuster vollständig und sollte sich zu wiederholen beginnen, wenn STUNDE gleich 1 ist. Die Fig. 8 und 9 zeigen ein typisches Beispiel einer vollständigen Woche von Verbrauchsdaten wie oben dargelegt, wobei Fig. 8 eine Woche der mittleren Temperatur jede halbe Stunde in Grad Celsius (Grad Fahrenheit) zeigt und wobei Fig. 9 eine Woche des mittleren Prozentsatzes der Erhitzereinschaltung für jede halbe Stunde zeigt. Die zweite Woche und die folgenden Wochen sind mit der ersten identisch, mit der Ausnahme, dass die Solltemperatur DTEMP nicht länger konstant sein wird. Während der ersten Woche wird DTEMP auf 60°C (I40°F) konstant gehalten. Im An-schluss an diese erste Woche wird DTEMP zwischen TMAX und TMIN verändert, welche 60 bzw. 43,3°C (140 bzw. I10°F) in diesem besonderen Beispiel betragen.

Gemäss der Gesamtübersicht in Fig. 3 und den Einzelheiten in den Fig. 4 bis 7 sind sämtliche Prozeduren die gleichen wie während der ersten Woche, mit Ausnahme von Fig. 6, dem Berechnen der Sollwassertemperatur. Der erste Block in Fig. 6 berechnet den Bereitschaftswärmeverlust. Durch Abfragen der Bedarfsvergangenheitstabelle wird der Bereitschaftswärmeverlust berechnet durch Mitteln der niedrigsten drei aufeinanderfolgenden Halbstundenwerte. In dem Beispiel, das in den Fig. 8 und 9 angegeben ist, beträgt dieser Wert 7%, und dieser Wert von 7% wird in WÄRMEVERLUST gespeichert.

In dem nächsten Block wird unter dem erwarteten, dem zukünftigen, entnommen aus einer Woche vorher im Anschluss an die besondere Zeitspanne, oder dem früheren Bedarf unmittelbar vor dieser besonderen Zeitspanne der grösste ausgewählt. Da das der Start dieser neuen Woche ist, STUNDE gleich 1,

wird VERGANGENHEIT (336) mit VERGANGENHEIT (2) verglichen, und die grössere von beiden wird ausgewählt. Aus Fig. 9 ist zu erkennen, dass diese Werte 35 bzw. 24 betragen. Aus diesem Grund wird der Wert 35 in BEDARF eingegeben. Die Temperatur sollte mit der Überlegung eingestellt werden, dass der Betrieb auf 35% der Kapazität ist, wobei aber zuerst die Auswirkung des Bereitschaftswärmeverlustes beseitigt werden muss. BEDARF ist kleiner als die Grösse 35 minus 7 durch die Grösse 100 minus 7, und das ist ungefähr gleich 30%. Diese Gleichung beseitigt proportional die Auswirkung des Bereitschaftswärmeverlustes .

In dem letzten Block in Fig. 6 wird die Solltemperatur berechnet. DTEMP ist kleiner als 43,3 (110) plus die Grösse 60 (140) minus 43,3 (110) multipliziert mit 0,30, was gleich 48,3°C (119°F) ist. Der Wassererhitzer wird dann während der folgenden halben Stunde so gesteuert, dass die Temperatur auf 48,3°C (119°F) gehalten wird, wie es während der ersten Woche erfolgt ist, nur dann bei der oberen Grenztemperatur von 60°C (140°F). Die Hauptschleife in Fig. 3 und ihre Ergänzung in den Fig. 4 bis 7 wird beliebig wiederholt, DTEMP wird für jede halbe Stunde gemäss dem Bedarf wie oben beschrieben eingestellt.

Aus dem in den Fig. 8 und 9 aufgezeichneten Beispiel ist zu erkennen, dass die Temperatur während der ersten Woche konstant gehalten wurde, und dass der Erhitzer 27% der Zeit eingeschaltet war. Während der letzten Woche wird die Temperatur zwischen einem niedrigen Wert von 47,8 (118) und einem hohen Wert von 60,6°C (141 °F) geregelt. Durch Aufrechterhalten dieser niedrigeren Temperaturen brauchte der Erhitzer 36 nur etwa 20% der Zeit eingeschaltet zu sein. Das stellt eine Verringerung im Brennstoffverbrauch von etwa 26%-dar.

In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsform der Warmwasserbereitungsanlage 20 gezeigt, die besonderen Forderungen entspricht. Gemäss der Darstellung in Fig. 11 ist bei vielen Warmwasserbereitungsanlagen der Ort des Anfangs des Warmwasserspeichers nicht zugänglich, d.h. die Stelle, wo ITEMP gemessen werden muss, ist unzugänglich. In diesem Fall wird ITEMP mit einem speziellen Temperaturfühler gemessen, der an der Eintauchstelle eines Sicherheitswassertemperaturreglers an dem Warmwasserspeicher befestigt ist. Gemäss der Darstellung in Fig. 11 hat der Warmwasserspeicher 102 den Sekundärwassertemperaturfühler 104 an dem Sicherheitswassertemperaturregler 106, wogegen ein Primärwassertemperaturfühler 108 in der üblichen Position an der Verteilleitung 110 an oder nahe dem Wasserauslass 112 ist.

Der Hauptvorteil der hier beschriebenen Warmwasserbereitungsanlage sind die beträchtlichen Energieeinsparungen, die mit einem relativ einfachen Aufbau erzielbar sind. Zusätzlich zu diesem Vorteil gibt es jedoch weitere Vorteile der Datenerfassung für die Untersuchung und Entwicklung von Warmwasserbereitungsanlagen. Anhand der Diagramme in den Fig. 8 und 9 ist zu erkennen, dass die tatsächliche mittlere Temperatur während jeder halben Stunde für die vergangenen sieben Tage im Speicher festgehalten wird und durch eine einfache Verbindung desselben mit einem Drucker ausgedruckt werden kann. Das ermöglicht die Überprüfung des richtigen Betriebes. Weiter wird die Temperatur während Spitzenverbrauchsperioden tatsächlich vergrössert und während Perioden geringen Gebrauchs verringert. Es sind dadurch eine ständige Überprüfung und eine ständige Verbesserung möglich.

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8 Blätter Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Steueranordnung für einen zwischen EIN und AUS umschaltbaren Warmwasserbereiter (22, 36) mit einem Wasserein-lass (30) zum Zuführen von Wasser zu dem Warmwasserberei-ter und einem Wasserauslass (32) zum Abgeben von Warmwasser aus dem Warmwasserbereiter, mit einer Wassertemperaturfühlereinrichtung (52, 54) zum Abfühlen der Temperatur des Wassers, das durch den Warmwasserbereiter erwärmt worden ist, und mit einer Prozessor- und Regeleinrichtung (50) zum Einstellen einer Sollwassertemperatur und zum Ein- und Ausschalten des Warmwasserbereiters (22, 36), um in jeder Zeitspanne einer Gruppe von Zeitspannen gemäss Bedingungen während wenigstens einer vorangehenden Gruppe von Zeitspannen die Sollwassertemperatur in etwa aufrechtzuerhalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessor- und Regeleinrichtung (50) den Prozentsatz der Zeit aufzeichnet, während dem der Warmwasserbereiter (22, 36) in jeder Zeitspanne einer Gruppe von Zeitspannen eingeschaltet ist, und die Solltemperatur des durch den Warmwasserbereiter (22, 36) erwärmten Wassers während jeder Zeitspanne wenigstens einer folgenden Gruppe von Zeitspannen gemäss dem Prozentsatz der Zeit einstellt, während dem der Warmwasserbereiter in jeder Zeitspanne einer vorangehenden Gruppe von Zeitspannen eingeschaltet gewesen ist.
2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessor- und Regeleinrichtung (50) bei der Einstellung der Solltemperatur die Bereitschaftswärmeverluste berücksichtigt.
3. Steueranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassertemperaturfühlereinrichtung einen Primärwassertemperaturfühler (52), der an dem Wasserauslass (32) angeordnet ist, und einen Sekundärwassertemperaturfühler (54), der an dem Wassereinlass (30, 56) angeordnet ist, aufweist und dass die Prozessor- und Regeleinrichtung (50) aufgrund des Primär- und des Sekundärwassertemperaturfühlers (52, 54) den Warm wasserbereiter (22, 36) zwischen EIN und AUS umschaltet.
4. Verfahren zum Betrieb der Steueranordnung nach Anspruch 1 durch Abfühlen der Temperatur des Wassers, das durch" den Warmwasserbereiter erwärmt worden ist, Einstellen einer Sollwassertemperatur und Ein- und Ausschalten des Warmwasserbereiters, um in jeder Zeitspanne einer Gruppe von Zeitspannen die Sollwassertemperatur in etwa aufrechtzuerhalten, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozentsatz der Zeit aufgezeichnet wird, während dem der Warmwasserbereiter in jeder Zeitspanne einer Gruppe von Zeitspannen eingeschaltet ist, und dass die Solltemperatur des durch den Warmwasserbereiter erwärmten Wassers während jeder Zeitspanne wenigstens einer folgenden Gruppe von Zeitspannen gemäss dem Prozentsatz der Zeit eingestellt wird, während dem der Warmwasserbereiter in jeder Zeitspanne einer vorangehenden Gruppe von Zeitspannen eingeschaltet gewesen ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Einstellen der Sollwassertemperatur die Bereitschaftswärmeverluste berücksichtigt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Berücksichtigen der Bereitschaftswärmeverluste beinhaltet, diese aus vorher aufgezeichneten Daten zu berechnen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Berechnen der Bereitschaftswärmeverluste ein Mittelwert der Gesamtwärme, die in vorherigen Zeitspannen erzeugt worden ist, benutzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert der Gesamtwärme bestimmt wird, indem die Wärme über einer Mindesttemperatur in drei aufeinanderfolgenden vorherigen Zeitspannen über einer Zeitspanne von einer Woche benutzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

dass bei dem Aufzeichnen der Zeit, während der der Warmwasserbereiter in jeder Zeitspanne einer Gruppe von Zeitspannen eingeschaltet ist, zusätzlich die Temperatur des Wassers am Warmwassereinlass eines Warmwasserspeichers und zu jeder Zeit, zu der die Warmwassertemperatur unter eine Temperatur absinkt, die unter der Mindesttemperatur liegt, festgehalten, der Warmwasserbereiter eingeschaltet und die Einschaltzeit aufgezeichnet wird, bis die Warmwassertemperatur wieder über der Mindesttemperatur ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur, die unter der Mindesttemperatur liegt, aus Daten aus dem tatsächlichen Gebrauch des Warmwasserberei-ters in früheren Zeitspannen berechnet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur, die unter der Mindesttemperatur liegt, aus einem Mittelwert der Temperatur bei dem tatsächlichen Gebrauch des Warmwasserbereiters in früheren Zeitspannen über einer Zeitspanne von vierundzwanzig Stunden berechnet wird.