CH681927A5

CH681927A5 -

Info

Publication number: CH681927A5
Application number: CH791/91A
Authority: CH
Inventors: Franz Renggli
Original assignee: Landis & Gyr Business Support
Priority date: 1991-03-15
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1993-06-15
Also published as: DE4110629C1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung von Wärmeerzeugern der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art und auf eine Vorrichtung zur Regelung von Kälteerzeugern der im Oberbegriff des Anspruch 2 genannten Art.

Solche Vorrichtungen eignen sich beispielsweise zur Regelung von Mehrkesselanlagen bzw. zur Regelung von Kühlanlagen mit mehreren Kühlaggregaten.

Eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist aus der Druckschrift «Kesselsteuermodul RZS91.92» (Druckschrift 5045) der Firma Landis & Gyr bekannt. In einer Heizungsanlage mit einer Gruppe von Wärmeerzeugern und einer Gruppe von Wärmeverbrauchern ist eine Bypassleitung vorhanden, die Volumenstrom-Differenzen zwischen Primärkreis (Wärmeerzeuger) und Sekundärkreis (Wärmeverbraucher) auszugleichen vermag. Die Regelung der Wärmeerzeuger erfolgt so, dass eine bestimmte Vorlauftemperatur im Primärkreis eingehalten wird.

Die Bedeutung der Bypassleitung wird in der DE-Z «HLH», Bd. 39 (1988), Nr. 10, S. 463-468, gewürdigt. In Heizungsanlagen mit mehreren Wärmeerzeugern können im Primärkreis unterschiedliche Volumenströme auftreten, die von den ebenfalls wechselnden Volumenströmen des Sekundärkreises verschieden sind. Eine genauere Betrachtung zeigt, dass ein im Kesselvorlauf angeordneter Temperaturfühler den wirklichen Wärmebedarf der Heizungsanlage nicht repräsentiert. Deshalb wird in der DE-Z «HLH» vorgeschlagen, anstelle einer üblichen einfachen Bypassleitung eine spezieil gestaltete und speziell dimensionierte hydraulische Ausgleichsleitung vorzusehen und in dieser einen Temperaturfühler hinter einer gelochten Trennwand in der Nähe des Auslassstutzens für den Heizungsvorlauf anzuordnen.

Eine Bypassleitung ist auch bei Heizungsanlagen mit einem einzigen Wärmeerzeuger immer dann erforderlich, wenn beispielsweise infolge der Anwendung einer Beimischschaltung und/oder von thermostatischen Radiatorventilen der Voiumen-strom im Sekundärkreis stark schwanken kann. In Heizungsanlagen mit einem einzigen Wärmeerzeuger kann zusätzlich auch der Volumenstrom im Primärkreis schwanken, nämlich zum Beispiel durch die Anwendung einer Schaltung zur Rücklaufhochhaltung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf die speziell gestaltete und dimensionierte Ausgleichsleitung verzichten und mit einer üblichen Bypassleitung auskommen zu können und dabei gleichwohl eine der wahren Last entsprechende Regelung der Wärmeerzeuger bzw. Kälteerzeuger vornehmen zu können.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 2 gelöst.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Wärmeerzeuger.

Die einzige Figur zeigt ein Schema einer Heizungsanlage mit einem Regler zur lastabhängigen Regelung des Wärmeerzeugers.

In der Figur bedeutet 1 einen Wärmeerzeuger, der Heizenergie für eine Verbrauchergruppe 2 produziert. Dabei kann es sich um einen einzigen Wärmeerzeuger handeln, aber auch um eine Gruppe von mehreren Wärmeerzeugern, beispielsweise Heizkessel. Ein Heizmedium verlässt den Wärmeerzeuger 1 durch einen Erzeuger-Vorlauf 3, gelangt über einen Verbraucher-Vorlauf 4 zur Verbrauchergruppe 2 und kehrt über einen Verbraucher-Rücklauf 5 und einen Erzeuger-Rücklauf 6 abgekühlt zum Wärmeerzeuger 1 zurück. Eine Bypassleitung 7 zwischen dem Ende des Erzeuger-Vorlaufs 3 bzw. Beginn des Verbraucher-Vorlaufs 4 und dem Ende des Verbraucher-Rücklaufs 5 bzw. Beginn des Erzeuger-Rücklaufs 6 ermöglicht den Ausgleich des eventuell unterschiedlichen Volumenstroms durch den Wärmeerzeuger 1 und die Verbrauchergruppe 2.

Der Erzeuger-Rücklauf 6, der Wärmeerzeuger 1 und der Erzeuger-Vorlauf 2 bilden dabei zusammen mit der Bypassleitung 7 einen Primärkreis, während der Verbraucher-Vorlauf 4, die Verbrauchergruppe 2 und der Verbraucher-Rücklauf 5 zusammen mit der Bypassleitung 7 einen Sekundärkreis bilden.

Die Temperatur Tv des Heizmediums im Verbraucher-Vorlauf 4 wird mittels eines Vorlauffühlers 8 gemessen, während die Temperatur Tr des Heizmediums im Erzeuger-Rücklauf 6 mittels eines Rücklauffühlers 9 ermittelt wird.

Zur Regelung des Wärmeerzeugers 1 dient ein Regler 10. Dieser enthält einen Sollwertgeber 11, einen Vergleicher 12, ein Regelglied 13 und ein Verknüpfungsglied 14. Das Verknüpfungsglied 14 hat zwei Eingänge. Am ersten Eingang steht der Messwert der Temperatur Tv an, am zweiten der Messwert der Temperatur Tr. Ein Ausgang des Verknüpfungsglieds 14 ist mit einem invertierenden Eingang des Vergleichers 12 verbunden, an dessen nicht invertierenden Eingang der Sollwertgeber 11 angeschlossen ist. Ein Ausgang des Vergleichers 12 ist mit einem Eingang des Regelglieds 13 verbunden. Ein Ausgang des Regelglieds 13 wirkt auf den Wärmeerzeuger 1.

Das Verknüpfungsglied 14 verknüpft die vom Vorlauffühler 8 gemessene Temperatur Tv und die vom Rücklauffühler 9 gemessene Temperatur Tr zu einem Istwert Ti. Die Verknüpfung geschieht in der Weise, dass das Verknüpfungsglied 14 den grösseren der beiden Werte Tv, Tr als Ausgangswert übernimmt, so dass also der Istwert Ti das Maximum aus der Temperatur Tv und der Temperatur Tr ist.

Zur Erläuterung dessen, dass diese Maximumwert-Bildung eine optimale Anpassung an die Last einer Heizungsanlage ergibt, werden nachfolgend verschiedene Betriebszustände einer Heizungsanlage betrachtet.

Im Normalbetrieb ist der Volumenstrom im Primärkreis in der Regel grösser als der Volumenstrom im Sekundärkreis. Deshalb fliesst durch die Bypassleitung 7 ein Teilstrom vom Erzeuger-Vorlauf 3 zum Erzeuger-Rücklauf 6. Die am Vorlauffühler 8 zu messende Temperatur ist identisch mit der Tempera-

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tur im Erzeuger-Vorlauf 3. Unter der Annahme, dass in der Verbrauchergruppe 2 dem Heizmedium Wärme entzogen wird, so dass die Temperatur im Verbraucher-Rücklauf 5 niedriger ist als die Temperatur im Verbraucher-Vorlauf 4, ist auch die am Rücklauffühler 9 zu messende Temperatur Tr niedriger als die Temperatur Tv des Vorlauffühlers 8. Da der Verbrauchergruppe 2 Heizmedium mit der am Vorlauffühler 8 gemessenen Temperatur tatsächlich zugeführt wird, ist der Istwert des Vorlauffühlers 8 jener Istwert, der hinsichtlich der Wärmeproduktion im Wärmeerzeuger 1 massgebend ist.

Es sei nun angenommen, die Verbrauchergruppe 2 sei genügend aufgeheizt und ein weiterer Wärmebedarf liege nicht vor. Der Volumenstrom im Sekundärkreis geht daher auf Null. Das hat zur Folge, dass die Gesamtmenge des aus dem Erzeuger-Vorlauf 3 kommenden Heizmediums über die Bypassleitung 7 zum Erzeuger-Rücklauf 6 strömt. Die am Rücklauffühler 9 zu messende Temperatur Tr ist identisch mit der Temperatur im Erzeuger-Vorlauf 3 und gleichzeitig höher als die am Vorlauffühler 8 zu messende Temperatur Tv. Weil der Verbrauchergruppe 2 kein Heizmedium zugeführt wird, kann für den Wärmebedarf der Messwert des Vorlauffühlers 8 nicht massgebend sein. Wird als massgebender Istwert der Messwert des Rücklauffühlers 9 verwendet, so wird dadurch erreicht, dass der Wärmeerzeuger 1 trotz im Sekundärkreis fehlender Wärmeanforderung bis auf seinen Sollwert aufgeheizt wird.

Im Anfahrbetrieb ist der Volumenstrom im Primärkreis in der Regel kleiner als der Volumenstrom im Sekundärkreis. Deshalb fliesst durch die Bypassleitung 7 ein Teilstrom vom Verbraucher-Rücklauf 5 zum Verbraucher-Vorlauf 4. Die am Vorlauffühler 8 zu messende Temperatur Tv ist wegen der Rück-lauf-Beimischung kleiner als die Temperatur im Erzeuger-Vorlauf 3, aber grösser als die am Rücklauffühler 9 zu messende Temperatur Tr, die der Temperatur im Verbraucher-Rücklauf 5 entspricht. Da der Verbrauchergruppe 2 Heizmedium mit der am Vorlauffühler 8 gemessenen Temperatur Tv tatsächlich zugeführt wird, ist der Istwert des Vorlauffühlers 8 jener Istwert, der hinsichtlich der Wärmeproduktion im Wärmeerzeuger 1 massgebend ist.

Aus dem eben Beschriebenen ergibt sich, dass es tatsächlich vorteilhaft ist, von den Messwerten des Vorlauffühlers 8 und des Rücklauffühlers 9 den grösseren Wert auszuwählen und der Weiterverarbeitung im Regler 10 zuzuführen.

Der Istwert Ti wird vom Vergleicher 12 mit dem vom Sollwertgeber 11 gebildeten Sollwert Ts verglichen und eine Differenz Td gebildet, wobei T<j gleich Ts-Ti ist. Diese Differenz Td wird dem Regelglied 13 zugeführt, das ein Stellsignal S für den Wärmeerzeuger 1 erzeugt.

Das Stellsignal S ist infolgedessen abhängig von der Last in der Heizungsanlage.

In analoger Weise kann die erfindungsgemässe Lehre auch bei einer Kühlanlage angewendet werden. Bei einer Kühlanlage tritt an die Stelle des Wärmeerzeugers 1 ein Kälteerzeuger, an die Stelle des

Heizmediums ein Kühlmedium und an die Stelle der Ermittlung des Maximalwertes aus den Werten von Vorlauffühler 8 und Rücklauffühler 9 tritt die Ermittlung des Minimalwertes.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Regelung mindestens eines Wärmeerzeugers mit Erzeuger-Vorlauf und Erzeu-ger-Rücklauf, einer Verbrauchergruppe mit Verbraucher-Vorlauf und Verbraucher-Rücklauf, einer dazwischen angeordneten Bypassleitung, einem Regler und mindestens einem Temperaturfühler, dadurch gekennzeichnet, - dass ein erster Temperaturfühler (8) im Verbraucher-Vorlauf (4) angeordnet ist,

- dass ein zweiter Temperaturfühler (9) im Erzeuger-Rücklauf (6) angeordnet ist,

- dass der Regler (10) für den Wärmeerzeuger (1) die vom ersten Temperaturfühler (8) gemessene Temperatur (Tv) und die vom zweiten Temperaturfühler (9) gemessene Temperatur (Tr) so miteinander verknüpft, dass der grössere Wert als Istwert Ti einem Vergleicher (12) zur Bildung einer Regelabweichung zugeführt wird, und

- dass ein Regelglied (13) aus der Regelabweichung ein Stellsignal für den Wärmeerzeuger (1) erzeugt.

2. Vorrichtung zur Regelung mindestens eines Kälteerzeugers mit Erzeuger-Vorlauf und Erzeuger-Rücklauf, einer Verbrauchergruppe mit Ver-braucher-Vorlauf und Verbraucher-Rücklauf, einer dazwischen angeordneten Bypassleitung, einem Regler und mindestens einem Temperaturfühler, dadurch gekennzeichnet,

- dass ein erster Temperaturfühler (8) im Verbrau-cher-Vorlauf (4) angeordnet ist,

- dass der Regler (10) für den Kälteerzeuger (1 ) die vom ersten Temperaturfühler (8) gemessene Temperatur (Tv) und die vom zweiten Temperaturfühler (9) gemessene Temperatur (Tr) so miteinander verknüpft, dass der kleinere Wert als Istwert Ti einem Vergleicher (12) zur Bildung einer Regelabweichung zugeführt wird, und

-dass ein Regelglied (13) aus der Regelabweichung ein Stellsignal für den Kälteerzeuger (1) erzeugt.

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