CH682185A5 - - Google Patents

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CH682185A5
CH682185A5 CH2131/91A CH213191A CH682185A5 CH 682185 A5 CH682185 A5 CH 682185A5 CH 2131/91 A CH2131/91 A CH 2131/91A CH 213191 A CH213191 A CH 213191A CH 682185 A5 CH682185 A5 CH 682185A5
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CH
Switzerland
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point
switch
water temperature
boiler water
setpoint
Prior art date
Application number
CH2131/91A
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English (en)
Inventor
Peter Kocher
Original Assignee
Landis & Gyr Business Support
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/305—Control of valves
    • F24H15/315—Control of valves of mixing valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/335—Control of pumps, e.g. on-off control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/355—Control of heat-generating means in heaters
    • F24H15/36—Control of heat-generating means in heaters of burners
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1906—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device
    • G05D23/1909—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device whose output amplitude can only take two discrete values

Description

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CH 682185 A5
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Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung eines Heizkessels mit einem nicht modulierenden Brenner sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff der Ansprüche 1,7, 9 und 10.
Ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist aus der DE-PS 2 549 562 bekannt. Dabei wird die Schaltdifferenz eines Zweipunktreglers in Abhängigkeit von der jeweiligen Leistungsanforderung verändert, so dass, bezogen auf die mittlere Kesselwassertemperatur, sowohl der Einschalt- als auch der Ausschaltpunkt verändert werden. Bei grosser Leistungsanforderung ist die Schaltdifferenz klein und bei fallender Leistungsanforderung wird die Schaltdifferenz ver-grössert. Als die Leistungsanforderung bestimmende Grösse ist die Aussentemperatur genannt. Auch der Kesselwassertemperatur-Sollwert ist abhängig von der Aussentemperatur.
Typisch für Heizungsaniagen mit einem Zweipunktregler für den Heizkessel ist, dass die Kesselwassertemperatur überschwingt. Beim Erreichen des Ausschaltpunkts schaltet der Zweipunktregler den Brenner zwar sofort ab, jedoch steigt die Kesselwassertemperatur infolge der höheren Temperatur im Brennraum und des verzögerten Wärmeübergangs vom Brennraum in den Wasserraum weiter an. Beim Erreichen des Einschaltpunkts vergeht infolge des Abiaufens des Inbetriebsetzungsprogramms für den Brenner (Vorspülen des Brennraums, Vorwärmen des Heizöls etc.) eine gewisse Zeit, bis der Brenner wirklich Wärme erzeugt. Während dieser Zeit fällt die Kesselwassertemperatur weiter. Infolgedessen ist die tatsächliche Schwankung der Kesselwassertemperatur erheblich grösser als die eingestellte Schaltdifferenz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Überschwingweite der Kesselwassertemperatur zu vermindern.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 9 und 10 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema eines Reglers,
Fig. 2 ein Schema einer Heizungsanlage,
Fig. 3 ein Diagramm mit typischen Temperaturverläufen in einem Heizkessel und
Fig. 4 ein Diagramm mit zeitlichen Verläufen der Kesselwassertemperatur, des Einschalt- und des Ausschaltpunktes.
In der Fig. 1 bedeutet 1 einen Regler, an dessen Ausgang 2 ein nicht dargestellter Brenner für einen Heizkessel einer Heizungsanlage anschliessbar ist. Zwischen den Regler 1 und den Brenner ist normalerweise ein Feuerungsautomat geschaltet, der nach Freigabe durch den Regler 1 den Inbetriebsetzungsvorgang des Brenners steuert und anschliessend den Betrieb überwacht. Der Regler 1 weist einen Eingang 3 auf, an den ein nicht dargestellter Kesseltemperaturfühler angeschlossen ist.
Der Regler 1 besitzt einen Sollwertgeber 4. Durch diesen wird der Sollwert der Kesselwassertemperatur bestimmt. Bei diesem Sollwertgeber 4 kann es sich um einen bekannten Heizkurvengeber handeln, der einen beispielsweise von der Aussentemperatur oder vom Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur abhängigen Sollwert der Kesselwassertemperatur Tsoii generiert und an einem Ausgang des Sollwertgebers 4 ausgibt.
Der Ausgang des Sollwertgebers 4 ist mit einem Eingang eines Rechenglieds 5 verbunden. Das Rechenglied 5 errechnet aus dem Kesselwassertempe-ratur-Sollwert Tsoii und einer im Rechenglied 5 enthaltenen oder in dieses eingebbaren, im Betrieb des Reglers 1 nicht mehr veränderbaren Grösse für eine Schaltdifferenz SD in bekannter Weise einen Einschaltpunkt Tein und einen Ausschaltpunkt Taus für den Brenner. Diese beiden Werte stehen an getrennten Ausgängen des Rechenglieds 5 zur Verfügung.
Die Ausgänge des Rechenglieds 5 sind mit Eingängen eines Korrekturglieds 6 verbunden. Dieses Korrekturglied 6 weist einen dritten Eingang auf, der mit einem Ausgang eines Differenzierglieds 7 verbunden ist.
Der Eingang des Differenzierglieds 7 ist mit dem Eingang 3 des Reglers 1 verbunden, so dass an seinem Eingang der Kesselwassertemperatur-istwert Tist anliegt. Das Differenzierglied 7 differenziert den Kesselwassertemperatur-Istwert Tist, bildet also den Gradienten der Kesselwassertemperatur Tist, der auch als Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur Tist bezeichnet werden kann. Dieser Gradient ist während des Aufheizens des Heizkessels positiv und während des Abkühlens des Heizkessels negativ.
Das Korrekturglied 6 berechnet in später beschriebener Weise aus dem Einschaltpunkt Tein und dem Ausschaltpunkt Taus unter Berücksichtigung des Gradienten der Kesselwassertemperatur Tist einen korrigierten Einschaltpunkt Teinkorr und einen korrigierten Ausschaltpunkt Tauskorr und stellt diese Werte an zwei Ausgängen zur Verfügung.
Die Ausgänge des Korrekturglieds 6 sind mit je einem ersten Eingang zweier Begrenzungsglieder 8A bzw. 8B verbunden. An je einem zweiten Eingang der Begrenzungsglieder 8A und 8B liegt der vom Sollwertgeber 4 stammende Kesselwassertemperatur-Sollwert Tsoii an. Die Funktion der Begrenzungsglieder 8A und 8B wird später beschrieben.
Jedes Begrenzungsglied 8A bzw. 8B besitzt einen Ausgang. Beide Ausgänge sind mit zwei Eingängen eines Zweipunktschalters 9 verbunden. Der Zweipunktschalter 9 weist einen dritten Eingang auf, der mit dem Eingang 3 des Reglers 1 verbunden ist, so dass an diesem Eingang also der aktuelle Kesselwassertemperatur-istwert Tist anliegt.
Der Zweipunktschalter 9 vergleicht den Kesselwassertemperatur-istwert Tist mit den an den beiden
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anderen Eingängen anliegenden Werten für den berechneten Einschaltpunkt und den berechneten Ausschaltpunkt und bildet daraus gemäss der bekannten Funktionsweise solcher Zweipunktschalter ein Stellsignal für den Brenner, das nur die beiden Werte «Ein» und «Aus» annehmen kann. Dieses Stellsignal wird vom Ausgang des Zweipunktschalters 9 an den Ausgang 2 des Reglers 1 und von dort über einen nicht dargestellten Feuerungsautomaten an den ebenfalls nicht dargestellten Brenner übergeben.
In der Fig. 2 ist eine Heizungsanlage dargestellt, die in bekannter Weise aus einem Heizkessel 21 mit einer Kesselvorlaufleitung 22 und einer Kesselrücklaufleitung 23, einer über eine Heizungsvorlaufleitung 24 und eine Heizungsrücklaufleitung 25 angeschlossene Verbrauchergruppe 26 und einem zwischen Kesselvorlaufleitung 22 und Heizungsvorlaufleitung 24 eingesetzten Mischventil 27 besteht, das mittels einer Bypassleitung 28 mit Kesselrücklaufleitung 23 und Heizungsrücklaufleitung 25 verbunden ist. Beispielsweise in der Heizungsvorlaufleitung 24 ist eine Umwälzpumpe 29 eingebaut. Das Mischventil 27 wird dabei von einem Regler in bekannter Weise so angesteuert, dass die Ist-Temperatur des Heizungsvorlaufs einem beispielsweise durch eine Witterungs- und/oder Raum-Führung vorgegebenen Sollwert entspricht.
In der Fig. 3 ist der zeitliche Verlauf der Kesselwassertemperatur für drei verschiedene Bela-stungszustände des Kessels dargestellt. Dabei gibt die Kurve M den Temperaturverlauf bei mittlerer Kesselbelastung wieder, die Kurve K den Verlauf bei kleiner Kesselbelastung und die Kurve G den Verlauf bei grosser Kesselbelastung. Der Ausgangspunkt aller drei Kurven ist, dass der Einschaltpunkt tein zuvor einmal unterschritten war, so dass der Brenner eingeschaltet ist und Wärme produziert.
Gemäss Kurve M steigt die Kesselwassertemperatur bei mittlerer Kesselbelastung mässig schnell an. Beim Erreichen des Ausschaltpunktes Taus wird der Brenner abgeschaltet, jedoch erfolgt aus den eingangs erwähnten Gründen ein weiterer Temperaturanstieg, ehe die Kesselwassertemperatur infolge des vorliegenden mittleren Wärmebedarfs wieder zurückgeht. Die Kesselwassertemperatur fällt dann mässig schnell ab. Beim Erreichen des Einschaltpunktes Tein wird der Brenner wieder eingeschaltet, jedoch fällt die Kesselwassertemperatur aus den eingangs erwähnten Gründen zunächst weiter ab, ehe sie nach Einsetzen der Wärmeproduktion durch den Brenner wieder ansteigt. Das Überschwingen der Kesselwassertemperatur nach dem Ausschalten und nach dem Einschalten des Brenners ist bei mittlerer Kesselbelastung relativ klein und stellt kein Problem dar.
Gemäss Kurve K steigt die Kesselwassertemperatur bei kleiner Kesselbelastung erheblich schneller an als bei mittlerer Kesselbelastung. Beim Erreichen des Ausschaltpunktes Taus wird der Brenner abgeschaltet, jedoch erfolgt aus den eingangs erwähnten Gründen ein weiterer schneller Temperaturanstieg, ehe die Kesselwassertemperatur infolge des vorliegenden kleineren Wärmebedarfs wieder zurückgeht. Das Überschwingen der Kesselwassertemperatur ist erheblich grösser. Die Kesselwassertemperatur fällt dann sehr langsam ab. Beim Erreichen des Einschaltpunktes Tein wird der Brenner wieder eingeschaltet, jedoch fällt die Kesselwassertemperatur aus den eingangs erwähnten Gründen zunächst weiter ab, ehe sie nach Einsetzen der Wärmeproduktion durch den Brenner wieder ansteigt. Das Überschwingen der Kesselwassertemperatur nach dem Ausschalten ist etwas kleiner als bei mittlerer Kesselbelastung.
Gemäss Kurve G steigt die Kesselwassertemperatur bei grosser Kesselbelastung erheblich langsamer an als bei mittlerer Kesselbelastung. Beim Erreichen des Ausschaltpunktes TaUs wird der Brenner abgeschaltet, jedoch erfolgt aus den eingangs erwähnten Gründen ein weiterer langsamer Temperaturanstieg, ehe die Kesselwassertemperatur infolge des vorliegenden mittleren Wärmebedarfs wieder zurückgeht. Das Überschwingen der Kesselwassertemperatur ist erheblich kleiner. Die Kesselwassertemperatur fällt dann sehr schnell ab. Beim Erreichen des Einschaltpunktes Tejn wird der Brenner wieder eingeschaltet, jedoch fällt die Kesselwassertemperatur aus den eingangs erwähnten Gründen zunächst weiter schnell ab, ehe sie nach Einsetzen der Wärmeproduktion durch den Brenner wieder ansteigt. Das Überschwingen der Kesselwassertemperatur nach dem Ausschalten ist bedeutend grösser als bei mittlerer Kesselbelastung.
Das starke Überschwingen der Kesselwassertemperatur nach dem Ausschalten bei kleiner Kesselbelastung und nach dem Einschalten bei grosser Kesselbelastung wird durch das erfin-dungsgemässe Verfahren verhindert.
Das Wesen des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur erfasst wird und dass in Abhängigkeit von dieser Änderungsgeschwindigkeit der Einschalt- und der Ausschaltpunkt nach Massgabe der Grösse der Änderungsgeschwindigkeit variiert werden. Mit Einschaltpunkt ist jene Temperatur Tein des Kesselwassers gemeint, bei deren Unterschreitung-das Einschalten des Brenners ausgelöst wird. Das wirkliche Einschalten des Brenners erfolgt in bekannter Weise durch einen Feuerungsautomaten zeitlich verzögert. Mit Ausschaltpunkt ist jene Temperatur Taus des Kesselwassers gemeint, bei deren Unterschreitung der Brenner unmittelbar abgeschaltet wird.
Zur Regelung des Brenners wird ein Einschaltpunkt Tein und ein Ausschaltpunkt Taus vorgegeben. In der Praxis geschieht dies beispielsweise dadurch, dass diese Schaltpunkte an einem Regler eingestellt werden. Die Vorgabe der Schaltpunkte kann aber auch dadurch erfolgen, dass beispielsweise der Einschaltpunkt Tein und dazu eine Schaltdifferenz SD eingestellt werden und der Regler den Ausschaltpunkt Taus als Summe von Einschaltpunkt Tein und Schaltdifferenz SD berechnet. In ähnlicher Weise können auch ein Sollwert TSOii vorgegeben und unter Berücksichtigung der Schaltdifferenz SD die Schaltpunkte gemäss den Formeln
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Tein = Tsoii— SD/2 und
Taus = Tsoii + SD/2
berechnet werden. Diese vorgegebenen bzw. berechneten Schaltpunkte werden nach Massgabe der Grösse der Änderungsgeschwindigkeit variiert. Die Variation der Schaltpunkte kann entweder stufenlos oder in Stufen erfolgen.
Vorteilhaft wird die Variation so vorgenommen, in dem zum Einschaltpunkt Tem und zum Ausschaltpunkt Taus ein Term d
- K - — TIst dt addiert wird, worin K ein auf die Bauart eines Heizkessels abgestimmter konstanter Faktor ist. Daraus, dass sowohl zum Einschaltpunkt Tein als auch zum Ausschaltpunkt Taus der gleiche Term addiert wird, folgt, dass der Abstand zwischen Einschaltpunkt Tein und Ausschaltpunkt Taus zu jedem beliebigen Zeitpunkt unverändert bleibt und durch die Grösse der Schaltdifferenz SD bestimmt ist.
Das ist auch aus der Fig. 4 erkennbar, in der der zeitliche Verlauf der Kesselwassertemperatur Tist, des korrigierten Einschaltpunktes Teinkorr und des korrigierten Ausschaltpunktes Tauskorr bei einer bestimmten Kesselbelastung angegeben ist. In Übereinstimmung mit den zuvor angegebenen Formeln liegen der korrigierte Einschaltpunkt Teinkorr und der korrigierte Ausschaltpunkt Tauskorr bei ansteigender Kesselwassertemperatur Tist niedriger als der un-korrigierte Einschaltpunkt Tein bzw. der unkorrigier-te Ausschaltpunkt Taus und bei abfallender Kesselwassertemperatur Tist höher. Die Grösse der Differenzen zwischen korrigiertem Einschaltpunkt Teinkorr und unkorrigiertem Einschaltpunkt Tein einerseits und korrigiertem Ausschaltpunkt Tauskorr und unkorrigiertem Ausschaltpunkt Taus andererseits sind bestimmt durch die Grösse der Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur Tist. So sind in Fig. 4 während des Aufheizens des Kessels die Differenzen zwischen korrigiertem Einschaltpunkt Teinkorr und unkorrigiertem Einschaltpunkt Tejn einerseits und korrigiertem Ausschaltpunkt Tauskorr und unkorrigiertem Ausschaltpunkt Taus andererseits grösser als während der Abkühlphase, weil die Anderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur Tist im dargestellten Beispiel beim Aufheizen grösser ist als beim Abkühlen.
In dem Moment, da die Kesselwassertemperatur Tist nicht ansteigt oder abfällt - charakterisiert durch den kurzzeitig waagerechten Verlauf der Kurve für die Kesselwassertemperatur T|St - stimmen korrigierter Einschaltpunkt Teinkorr und unkorri-gierter Einschaltpunkt Tein ebenso überein wie korrigierter Ausschaltpunkt Tauskorr und unkorrigierter Ausschaltpunkt Taus-
Es ist vorteilhaft, wenn die Berechnung des korrigierten Einschaltpunkts Teinkorr unterdrückt wird, wenn der Brenner eingeschaltet ist. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Berechnung des korrigierten Ausschaltpunkts Tauskorr unterdrückt wird, wenn der Brenner ausgeschaltet ist. Mit diesen beiden Massnahmen kann beispielsweise im Falle einer Verwirklichung des Verfahrens durch einen digitalen Regler Zeit im Programmablauf eingespart werden.
Vorteilhaft ist auch, wenn der korrigierte Einschaltpunkt Teinkorr mit dem Sollwert der Kesselwas-sertemperatur Tsoii verglichen wird und dann, falls der korrigierte Einschaltpunkt Teinkorr grösser ist als der Sollwert der Kesselwassertemperatur Tsoii der korrigierte Einschaltpunkt Teinkorr gleich dem Sollwert der Kesselwassertemperatur Tsoii gesetzt wird. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn der korrigierte Ausschaltpunkt Tauskorr mit dem Sollwert der Kessel-wassertemperatur Tsoii verglichen wird und dann, falls der korrigierte Ausschaltpunkt Tauskorr kleiner ist als der Sollwert der Kesselwassertemperatur Tsoii, der korrigierte Ausschaltpunkt TaUskorr gleich dem Sollwert der Kesselwassertemperatur Tsoii gesetzt wird. Mit diesen beiden Massnahmen wird erreicht, dass bei extremen Lastsituationen die Brennerlaufzeit optimiert wird und die Kesselwas-sertemperatur sich nicht allzu weit vom vorgegebenen Sollwert entfernt, was negative Einflüsse auf eine nachgeschaltete Mischer-Regelung haben könnte.
Aus dem zuvor Beschriebenen, den angegebenen Formeln und auch aus der Fig. 4 ist unmittelbar ableitbar, dass die gleichzeitige Verschiebung des Einschalt- und des Ausschaltpunktes um den gleichen Betrag völlig wesensgleich ist mit der Verschiebung des Sollwertes. Erfindungsgemäss ist es deshalb auch möglich, dass in Abhängigkeit der Änderungsgeschwindigkeit des Kesselwassertempera-tur-lstwerts Tist der Kesselwassertemperatur-Soll-wert Tsoii nach Massgabe der Grösse der Änderungsgeschwindigkeit variiert wird und der Einschaltpunkt Tein und der Ausschaltpunkt Taus unter Berücksichtigung einer konstanten Schaltdifferenz SD aus diesem variierten Kesselwassertemperatur-Sollwert Tsoii gebildet werden.
Es ist vorteilhaft, wenn die Variation von Einschaltpunkt Tein und Ausschaltpunkt Taus bzw. Kes-selwassertemperatur-Sollwert TSOii nur dann vorgenommen wird, wenn die Grösse der Änderungsgeschwindigkeit des Kesselwassertemperatur-lst-werts Tist einen bestimmten Schwellenwert überschreitet.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens arbeitet in der nachfolgend beschriebenen Weise.
Nachfolgend wird die Funktion des Reglers 1 nach der Fig. 1 geschildert. Der Sollwertgeber 4 gibt den Kesselwassertemperatur-Sollwert TSoii vor, aus dem das Rechenglied 5 unter Berücksichti-
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gung des in ihm enthaltenen Wertes für die Schaltdifferenz SD den Einschaltpunkt Tein und den Ausschaltpunkt Taus gemäss den zuvor angegebenen Formeln berechnet.
Das Differenzierglied 7 ermittelt aus den zeitlichen Veränderungen des Kesselwassertemperatur-Istwerts Tist die Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur T|St- Statt eines Differentialquotienten kann dabei auch ein Differenzenquotient mit unterschiedlicher Zeitbasis ermittelt werden. Gegebenenfalls kann auch eine nachfolgende Filterung vorteilhaft sein.
Das Korrekturglied 6 korrigiert anschliessend den Einschaltpunkt Tein und den Ausschaltpunkt Taus nach Massgabe der Grösse der Änderungsgeschwindigkeit des Kesselwassertemperatur-Ist-werts Tist, beispielsweise durch Addition des Terms a
- K • — Tist.
dt
Das Korrekturglied 6 bildet damit den korrigierten Einschaltpunkt Teinkorr und den Ausschaltpunkt Tauskorr- Diese Werte können im Gegensatz zur Fig. 1 unmittelbar an den Zweipunktschalter 9 weitergegeben werden. Vorteilhaft ist es aber, die Variation dieser Werte zu begrenzen, wie dies zuvor schon ausgeführt worden ist.
Das Begrenzungsglied 8A vergleicht den Ausschaltpunkt Tauskorr mit dem Sollwert Tsoii und setzt den korrigierten Ausschaltpunkt Tauskorr gleich dem Sollwert der Kesselwassertemperatur Tsoii, falls der korrigierte Ausschaltpunkt Tauskorr kleiner ist als der Sollwert der Kesselwassertemperatur Tsoii- Das Begrenzungsglied 8A führt also eine Begrenzung der Variation aus, die einer Minimalbegrenzung entspricht.
Entsprechend vergleicht das Begrenzungsglied 8B den Einschaltpunkt Teinkorr mit dem Sollwert Tsoii und setzt den korrigierten Einschaltpunkt Teinkorr gleich dem Sollwert der Kesselwassertemperatur Tsoii, falls der korrigierte Einschaltpunkt Teinkorr grösser ist als der Sollwert der Kesselwassertemperatur Tsoii. Das Begrenzungsglied 8B führt also eine Begrenzung der Variation aus, die einer Maximalbegrenzung entspricht.
Die gegebenenfalls so begrenzten Schaltpunkte werden vom Zweipunktschalter 9 zusammen mit dem Kesselwassertemperatur-istwert Tist ausgewertet und entsprechend der bekannten Arbeitsweise eines solchen Zweipunktschalters 9 in ein Stellsignal für den Brenner gewandelt.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines solchen Reglers 1 kann auch der Sollwert des Sollwertgebers 4 direkt von einem Korrekturglied 6 verarbeitet werden. Erst der variierte Sollwert wird dann dem Rechenglied 5 zugeführt, das aus dem variierten Sollwert und der Schaltdifferenz SD den korrigierten Einschaltpunkt Teinkorr und den korrigierten Ausschaltpunkt Tauskorr bildet. Die weitere Verarbeitung erfolgt wie zuvor beschrieben.
Nachfolgend wird beispielhaft geschildert, unter welchen Umständen das vorstehend beschriebene Verfahren und die dieses Verfahren verwirklichende Vorrichtung bei realen Heizungsanlagen besonders vorteilhaft wirkt.
Es sei angenommen, die Heizungsanlage gemäss der Fig. 2 habe einen stationären Zustand erreicht. Beispielsweise sei die Nachtabsenkung des Heizungsreglers aktiv. Nun erfolgt die Umschaltung auf den Komfortbetrieb. Der Sollwert für den Heizungsvorlauf wird dadurch angehoben, was zur Folge hat, dass das Mischventil 27 den Durchgang von der Kesselvorlaufleitung 22 zur Heizungsvorlaufleitung 24 öffnet und die Bypassleitung 28 absperrt. Dadurch gelangt nun entsprechend der Förderleistung der Umwälzpumpe 29 abgekühltes Wasser von der Heizungsrücklaufleitung 25 durch die Kesselrücklaufleitung 23 in den Heizkessel 21 mit der Folge, dass die Temperatur des Kesselwassers schnell sinkt. Der stark negative Temperaturgradient des Kesselwassers bewirkt nun, dass der Regler 1 den Einschaltpunkt Tein anhebt.
Generell kann festgestellt werden, dass durch das Mischventil 27 bewirkt wird, dass je nach Stellung des Mischventils 27 der Durchfluss durch den Heizkessel 21 variiert, obwohl die Fördermenge der Umwälzpumpe 29 konstant bleibt. Jede Änderung der Durchflussmenge im Heizkessel 21 verursacht aber eine Änderung des Temperaturgradienten im Heizkessel 21 unabhängig davon, ob der Brenner momentan ein- oder ausgeschaltet ist. Die durch die Funktion des Mischventils 27 bewirkte Änderung des Temperaturgradienten im Heizkessel 21 wird nun vom Regler 1 in der zuvor beschriebenen Weise in eine Änderung des Einschaltpunktes Tein bzw. Ausschaltpunktes Taus umgesetzt.
Auch dann, wenn in der Verbrauchergruppe 26 thermostatische Radiatorventile zum Einsatz kommen, kann sich die Umlaufmenge des Heizwassers ändern. Auch in diesem Falle wird die dadurch bewirkte Änderung des Temperaturgradienten im Heizkessel 21 in eine Änderung des Einschaltpunktes Tein bzw. Ausschaltpunktes Taus umgesetzt.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren kann auf die starre Veränderung der Schaltdifferenz des Zweipunktreglers in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung verzichtet werden. Es wird damit erreicht, dass der tatsächliche Mittelwert des Kesselwassertemperatur-Istwerts Tist dem vom Sollwertgeber 4 vorgegebenen Kesselwassertem-peratur-Sollwert Tsoii weitestgehend entspricht. Gleichzeitig wird die Brennerlaufzeit optimiert.

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zur Regelung eines Heizkessels mit einem nicht modulierenden Brenner, bei dem der Einschaltpunkt und/oder der Ausschaltpunkt in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung variiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur (Tist) er5
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    fasst wird und dass in Abhängigkeit dieser Änderungsgeschwindigkeit der Einschaltpunkt (Teïn) und der Ausschaitpunkt (Taus) nach Massgabe der Grösse der Änderungsgeschwindigkeit variiert werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein korrigierter Einschaltpunkt (Teinkorr) und ein korrigierter Ausschaltpunkt (Tauskorr) berechnet werden, indem zum Einschaltpunkt (Tein) und zum Ausschaltpunkt (Taus) ein Term d
    - K - — Txst dt addiert wird, worin K ein auf die Bauart des Heizkessels abgestimmter konstanter Faktor und Tist der Istwert der Kesselwassertemperatur ist.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung des korrigierten Einschaltpunkts (Teinkorr) unterdrückt wird, wenn der Brenner eingeschaltet ist.
    4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung des korrigierten Ausschaltpunkts (Tauskorr) unterdrückt wird, wenn der Brenner ausgeschaltet ist.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der korrigierte Einschaltpunkt (Teinkorr) mit dem Sollwert der Kesselwassertemperatur (Tsoii) verglichen wird und dass, falls der korrigierte Einschaltpunkt (Teinkorr) grösser ist als der Sollwert der Kesselwassertemperatur (Tsoii), der korrigierte Einschaltpunkt (Teinkorr) gleich dem Sollwert der Kesselwassertemperatur (Tsoii) gesetzt wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der korrigierte Ausschaitpunkt (Tauskorr) mit dem Sollwert der Kesselwassertemperatur (Tsoii) verglichen wird und dass, falls der korrigierte Ausschaltpunkt (Tauskorr) kleiner ist als der Sollwert der Kesselwassertemperatur (Tsoii), der korrigierte Ausschaltpunkt (Tauskorr) gleich dem Sollwert der Kesselwassertemperatur (Tsoii) gesetzt wird.
    7. Verfahren zur Regelung eines Heizkessels mit einem nicht modulierenden Brenner, bei dem der Sollwert der Kesselwassertemperatur in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung variiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur (Tist) er-fasst wird und dass in Abhängigkeit dieser Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertempera-tur-Sollwert (TS0n) nach Massgabe der Grösse der Änderungsgeschwindigkeit variiert wird und der Einschaltpunkt (Tein) und der Ausschaltpunkt (Taus) unter Berücksichtigung einer konstanten Schaltdifferenz (SD) aus diesem variierten Kesselwas-sertemperatur-Sollwert (Tsoii) gebildet werden.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation von
    Einschaltpunkt (Tein) und Ausschaltpunkt (Taus) bzw. Kesselwassertemperatur-Sollwert (Tsoii) nur dann vorgenommen wird, wenn die Grösse der Änderungsgeschwindigkeit einen bestimmten Schwellenwert überschreitet.
    9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Sollwertgeber (4), einem Rechenglied (5) zur Berechnung des Einschaltpunktes (Tein) und des Ausschaltpunktes (Taus) aus dem Kesselwassertemperatur-Sollwert (Tsoii) und der Schaltdifferenz (SD) und einem Zweipunktschalter (9), dadurch gekennzeichnet, dass ein Differenzierglied (7) vorhanden ist, das aus dem zeitlichen Verlauf des Kesselwas-sertemperatur-lstwerts (T|St) dessen Änderungsgeschwindigkeit ermittelt, und dass dem Rechenglied (5) ein mit dem Ausgang des Differenzierglieds (7) verbundenes Korrekturglied (6) nachgeschaltet ist, das aus dem Einschaltpunkt (Tein) und dem Ausschaltpunkt (Taus) und der Änderungsgeschwindigkeit des Kesselwassertemperatur-Istwerts (T|St) einen korrigierten Einschaltpunkt (Teinkorr) und einen korrigierten Ausschaltpunkt (Tauskorr) berechnet, und dass diese korrigierten Schaltpunkte (Teinkorr, Tauskorr) auf Eingänge des Zweipunktschalters (9) geführt sind.
    10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 mit einem Sollwertgeber (4), einem Rechenglied (5) zur Berechnung des Einschaltpunktes (Tein) und des Ausschaltpunktes (Taus) aus dem Kesselwassertemperatur-Sollwert (Tsoii) und der Schaltdifferenz (SD) und einem Zweipunktschalter (9), dadurch gekennzeichnet, dass ein Differenzierglied (7) vorhanden ist, das aus dem zeitlichen Verlauf des Kesselwassertempera-tur-lstwerts (T|St) dessen Änderungsgeschwindigkeit ermittelt, und dass dem Sollwertgeber (4) ein mit dem Ausgang des Differenzierglieds (7) verbundenes Korrekturglied (6) nachgeschaltet ist, das aus dem Kesselwassertemperatur-Sollwert (Tsoii) und der Änderungsgeschwindigkeit des Kesselwassertemperatur-Istwerts (Tist) einen korrigierten Kesselwassertemperatur-Sollwert berechnet, und dass dieser korrigierte Sollwert über ein Rechenglied (5) auf Eingänge des Zweipunktschalters (9) geführt ist.
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