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 description

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. The invention relates to a device for regulating heat generators of the type mentioned in the preamble of claim 1 and to a device for regulating refrigeration generators of the type mentioned in the preamble of claim 2.

Solche Vorrichtungen eignen sich beispielsweise zur Regelung von Mehrkesselanlagen bzw. zur Regelung von Kühlanlagen mit mehreren Kühlaggregaten. Such devices are suitable, for example, for controlling multiple boiler systems or for controlling cooling systems with several cooling units.

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. A device of the type mentioned in the preamble of claim 1 is known from the publication "Boiler control module RZS91.92" (publication 5045) from Landis & Gyr. In a heating system with a group of heat generators and a group of heat consumers, there is a bypass line that can compensate for the volume flow differences between the primary circuit (heat generator) and secondary circuit (heat consumer). The heat generators are controlled so that a certain flow temperature in the primary circuit is maintained.

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. The importance of the bypass line is recognized in DE-Z «HLH», Vol. 39 (1988), No. 10, pp. 463-468. In heating systems with several heat generators, different volume flows can occur in the primary circuit, which are different from the also changing volume flows of the secondary circuit. A closer look shows that a temperature sensor arranged in the boiler flow does not represent the actual heating requirement of the heating system. It is therefore proposed in DE-Z «HLH» to provide a specially designed and specially dimensioned hydraulic compensation line instead of a conventional simple bypass line and to arrange a temperature sensor in it behind a perforated partition near the outlet connection for the heating flow.

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. A bypass line is also required in heating systems with a single heat generator whenever, for example due to the use of an admixing circuit and / or thermostatic radiator valves, the volume flow in the secondary circuit can fluctuate greatly. In heating systems with a single heat generator, the volume flow in the primary circuit can also fluctuate, for example through the use of a circuit for maintaining the return.

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. The invention has for its object to dispense with the specially designed and dimensioned compensating line and to be able to get by with a conventional bypass line and still be able to carry out a regulation of the heat generator or cold generator corresponding to the true load.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 2 gelöst. According to the invention, the stated object is achieved by the features of claims 1 and 2, respectively.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Wärmeerzeuger. An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. The exemplary embodiment relates to a heat generator.

Die einzige Figur zeigt ein Schema einer Heizungsanlage mit einem Regler zur lastabhängigen Regelung des Wärmeerzeugers. The only figure shows a diagram of a heating system with a controller for load-dependent control of the heat generator.

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. In the figure, 1 means a heat generator that produces heating energy for a consumer group 2. This can be a single heat generator, but also a group of several heat generators, for example boilers. A heating medium leaves the heat generator 1 through a generator flow 3, reaches the consumer group 2 via a consumer flow 4 and returns to the heat generator 1 after cooling down via a consumer return 5 and a generator return 6. A bypass line 7 between the end of the generator flow 3 or the start of the consumer flow 4 and the end of the consumer return 5 or the start of the generator return 6 enables the compensation of the possibly different volume flow through the heat generator 1 and the consumer group 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. The generator return 6, the heat generator 1 and the generator supply 2 form a primary circuit together with the bypass line 7, while the consumer supply line 4, the consumer group 2 and the consumer return line 5 together with the bypass line 7 form a secondary circuit.

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. The temperature Tv of the heating medium in the consumer flow 4 is measured by means of a flow sensor 8, while the temperature Tr of the heating medium in the generator return 6 is determined by means of a return sensor 9.

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. A controller 10 is used to regulate the heat generator 1. This contains a setpoint generator 11, a comparator 12, a control element 13 and a logic element 14. The logic element 14 has two inputs. At the first input there is the measured value of the temperature Tv, at the second the measured value of the temperature Tr. An output of the logic element 14 is connected to an inverting input of the comparator 12, to the non-inverting input of which the setpoint generator 11 is connected. An output of the comparator 12 is connected to an input of the control element 13. An output of the control element 13 acts on the heat generator 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. The link 14 links the temperature Tv measured by the flow sensor 8 and the temperature Tr measured by the return sensor 9 to an actual value Ti. The link is made in such a way that the link 14 takes over the larger of the two values Tv, Tr as an output value, so that the actual value Ti is the maximum of the temperature Tv and the temperature Tr.

Zur Erläuterung dessen, dass diese Maximumwert-Bildung eine optimale Anpassung an die Last einer Heizungsanlage ergibt, werden nachfolgend verschiedene Betriebszustände einer Heizungsanlage betrachtet. In order to explain that this maximum value formation results in an optimal adaptation to the load of a heating system, different operating states of a heating system are considered below.

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- In normal operation, the volume flow in the primary circuit is usually greater than the volume flow in the secondary circuit. A partial flow therefore flows through the bypass line 7 from the generator flow 3 to the generator return 6. The temperature to be measured on the flow sensor 8 is identical to the temperature

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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. tur in the generator flow 3. Assuming that heat is extracted from the heating medium in the consumer group 2, so that the temperature in the consumer return 5 is lower than the temperature in the consumer flow 4, is also to be measured at the return sensor 9 Temperature Tr is lower than the temperature Tv of the flow sensor 8. Since the consumer group 2 is actually supplied with heating medium at the temperature measured at the flow sensor 8, the actual value of the flow sensor 8 is the actual value that is decisive with regard to the heat production in the heat generator 1.

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. It is now assumed that consumer group 2 is sufficiently heated and there is no further heat requirement. The volume flow in the secondary circuit therefore goes to zero. The result of this is that the total amount of the heating medium coming from the generator supply 3 flows via the bypass line 7 to the generator return 6. The temperature Tr to be measured on the return sensor 9 is identical to the temperature in the generator flow 3 and at the same time higher than the temperature Tv to be measured on the flow sensor 8. Because no heating medium is supplied to consumer group 2, the measured value of flow sensor 8 cannot be decisive for the heat requirement. If the measured value of the return sensor 9 is used as the decisive actual value, the result is that the heat generator 1 is heated up to its setpoint despite a lack of heat demand in the secondary circuit.

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. In start-up mode, the volume flow in the primary circuit is usually smaller than the volume flow in the secondary circuit. Therefore, a partial flow flows through the bypass line 7 from the consumer return 5 to the consumer supply 4. The temperature Tv to be measured at the flow sensor 8 is lower than the temperature in the generator flow 3 because of the return flow admixture, but greater than that on Return sensor 9 temperature Tr to be measured, which corresponds to the temperature in the consumer return 5. Since the heating medium with the temperature Tv measured at the flow sensor 8 is actually supplied to the consumer group 2, the actual value of the flow sensor 8 is the actual value which is decisive with regard to the heat production in the heat generator 1.

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. It follows from what has just been described that it is actually advantageous to select the larger value from the measured values of the flow sensor 8 and the return sensor 9 and to supply it for further processing in the controller 10.

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. The actual value Ti is compared by the comparator 12 with the setpoint Ts formed by the setpoint generator 11 and a difference Td is formed, where T <j is equal to Ts-Ti. This difference Td is fed to the control element 13, which generates an actuating signal S for the heat generator 1.

Das Stellsignal S ist infolgedessen abhängig von der Last in der Heizungsanlage. The control signal S is therefore dependent on the load in the heating system.

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 Analogously, the teaching according to the invention can also be applied to a cooling system. In a cooling system takes the place of the heat generator 1, a cold generator, the

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. Heating medium is a cooling medium and instead of determining the maximum value from the values of flow sensor 8 and return sensor 9, the determination of the minimum value takes place.

Claims

1. Device for regulating at least one heat generator with generator flow and generator return, a consumer group with consumer flow and consumer return, an intermediate bypass line, a controller and at least one temperature sensor, characterized in that - that a first temperature sensor (8) is arranged in the consumer flow (4),

- That a second temperature sensor (9) is arranged in the generator return (6),

- That the controller (10) for the heat generator (1) links the temperature (Tv) measured by the first temperature sensor (8) and the temperature (Tr) measured by the second temperature sensor (9) so that the larger value than the actual value Ti is one Comparator (12) is fed to form a control deviation, and

- That a control element (13) generates a control signal for the heat generator (1) from the control deviation.

2. Device for controlling at least one refrigeration generator with generator flow and generator return, a consumer group with consumer flow and consumer return, an intermediate bypass line, a controller and at least one temperature sensor, characterized in that

- That a first temperature sensor (8) is arranged in the consumer flow (4),

- That a second temperature sensor (9) is arranged in the generator return (6),

- That the controller (10) for the refrigeration generator (1) links the temperature (Tv) measured by the first temperature sensor (8) and the temperature (Tr) measured by the second temperature sensor (9) so that the smaller value than the actual value Ti is one Comparator (12) is fed to form a control deviation, and

-that a control element (13) generates a control signal for the refrigeration generator (1) from the control deviation.

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