CN103154842A - 用于通过加热或冷却设备的空间换热器调节加热和/或冷却介质的体积流量的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于通过加热或冷却设备的空间换热器调节加热和/或冷却介质的体积流量的方法，在其中相应通过相应的空间换热器阀的可调节的和/或可固定的限制来调节各个空间换热器的进程温度和回程温度的目标分叉，定义不同优先级的空间换热器，其中，基于设备特定的目标分叉，对于高优先级的空间换热器允许较小的目标分叉而对于低优先级的空间换热器保证较大的目标分叉。在高优先级的空间换热器在分叉较小的情况下运行时，通过带有较大分叉的低优先级的至少一个空间换热器的体积流量被改变成使得通过来自加热设备的所有空间换热器的回程介质的混合而实现对于加热设备的加热装置优化的回程温度的调节。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于通过加热或冷却设备的空间换热器(Raumwaermetauscher)调节加热和/或冷却介质的体积流量的方法，在其中相应通过相应的空间换热器阀的可调节的和/或可固定的限制来调节各个空间换热器的进程温度(Vorlauftemperatur)和回程温度(Ruecklauftemperatur)的目标分叉(Zielspreizung)。
背景技术
通常应用这样的方法，以便在加热设备中限制由使用者借助于空间换热器阀最大可调节的、通过各个空间换热器的流量，这样使得那么，当阀完全打开时，所有空间换热器被这样供应以加热介质，使得在所有空间换热器处产生相同的分叉(液压平衡)。不同地供应以加热介质理由在于，从泵通过管道至各个空间换热器的液压阻力由于不同的管尺寸和管长且由于偏转而相对强地改变。
空间换热器与本发明相联系被理解为加热体或辐射体以及冷却体(例如空调设备)，在其处室内空气被加热或者冷却。分叉在相关的技术领域上理解为加热介质的进程温度与回程温度之间的差，其在加热介质流过空间换热器且在此发出热量到待加热或待冷却的空间处时产生。为了简便起见，在本说明书中大多谈及加热，然而总是还可考虑和意指空间的冷却的情况。
此外，分叉一方面取决于空间换热器的环境温度，然而另一方面主要取决于通过空间换热器的加热介质的流量有多高，因为显然在流量较高、也就是说在空间换热器中的停留时间较短时介质相对少地冷却而在流量较低、也就是说在空间换热器中的停留时间较长时在空间换热器中实现相对强的冷却。在通过空间换热器的流量较高(等同于较小的分叉)时，空间换热器被以高的加热功率运行，因为空间换热器的整个加热表面被利用且因此大量的热被发出到环境处。
为了能量上有效地运行加热设备，可根据加热器追求加热介质至加热装置的一定的回程温度且通常可追求尽可能低的温度水平。仅在由钢构成的锅炉中在35℃以下的回程温度就此而言是不利的，因为由于废气的水蒸气的然后发生的冷凝可导致腐蚀问题。然而对于现代的冷凝式加热装置又需要低的回程温度，以便使包含在废气中的湿气在相应的空间换热器处冷凝且能够利用在此所获得的凝结热用于加热介质的加热。
开头所提及的对在加热设备的所有空间换热器中相同的分叉的液压平衡只有在待加热的对象的每个空间或区域实际上装备装备有相应优化尺寸的空间换热器时才在能源上是有利的。然而这在实践中绝不是这么好的情况，因为在安装空间换热器时不仅考虑其能源技术的适宜性，而且美观方面和尤其在建筑工程的结束阶段中在所期望的安装时间点的它的实际可使用性也很重要。此外，空间换热器不在每个功率中无级地可供使用。这导致，实际上仅非常少地实现在一空间或者区域中空间换热器的优化尺寸，使得根据现有技术对在所有空间换热器中相同的分叉的液压平衡不满足实际的能量要求。此外，通常不根据能源技术角度来运行主要在私人区域中的加热设备，而是用户根据主观的寒冷感觉短时间调节空间换热器阀或节温器头(Thermostatkopf)，使得经常由各个空间换热器要求不利地高的加热功率，而在其它区域中选择非常低的温度作为臆想的节约措施。然而在高温空间旁边的空间中的特别低的温度导致高温空间的热量损失(特别在门敞开时)，使得为了保持在这些空间中所要求的温度又须以非常高的加热功率运行空间换热器，这总体上提高了系统的全部回程温度且因此降低了加热设备的效率。
发明内容
因此本发明的目的在于这样调节或液压平衡加热设备的空间换热器，使得考虑尺寸过小或尺寸过大或在能量上不利的用户要求，然而同时将整个设备的回程温度保持在有利的水平上。
为了实现该目的这样改进开头所提及的类型的方法，即定义不同优先级的空间换热器，其中，基于设备特定的(anlagenspezifisch)目标分叉，对于高优先级的空间换热器允许较小的目标分叉而对于低优先级的空间换热器保证较大的目标分叉，并且在高优先级的空间换热器在分叉较小的情况下运行时，通过带有较大分叉的低优先级的至少一个空间换热器的体积流量被改变成使得通过来自加热设备的所有空间换热器的回程介质的混合而实现对于加热设备的加热装置优化的回程温度的调节。
在根据本发明的方法中因此将这样的空间换热器定义为高优先级的空间换热器，由其持久地或暂时地要求超过在维持设备特定的目标分叉的情况下可实现的加热功率的加热功率。当在一空间或区域中的一个或多个空间换热器为了提供在那里必需的热功率本身尺寸过小时或者当用户短时间希望快速加热且空间换热器阀因此大开时，那么例如是这种情况。为了补偿多余的热量(其从这样运行的空间换热器被供应到回程中以达到加热设备的优化的回程温度)，根据本发明的方法现在设置成将某些空间换热器定义为低优先级的空间换热器，其中，对于这样的空间换热器保证非常大的分叉，其应超过设备特定的目标分叉。这样的空间换热器例如是在空间或区域中、对于那里的热量需求尺寸过大的空间换热器，或者在不要求高的加热动力或者仅应保证一定的热量基本供应的区域中的空间换热器。就此而言对象指的是地下室和娱乐室、加热的车库、体育馆、辅助室和类似的区域。在这样的区域中可以接受非常大的分叉，因为那里正常情况不要求快速加热，并且如果在限定的白天时间提供一定的热量就足够，从而阻止完全冷却。通过在大的分叉、也就是说带有相当低的回程温度的情况下低优先级的空间换热器的运行，相对冷的回程介质可供使用，其在加热设备的回程中与来自高优先级的空间换热器的热的加热介质混合，使得发生温度平衡且总体上能够达到可接受地低的回程温度且尽管各个空间换热器的尺寸过大和尺寸过小能够有效地来运行设备。因此本发明就此而言偏离了开头所示的液压平衡的概念，因为可有意地调节不同的分叉且还通过合适的限制器来固定，使得在充分利用加热设备的所有加热面的情况下平衡在加热设备的空间换热器中所描绘的与设备特定的目标分叉的偏差，由此还可将未最佳地设计的加热设备(如其例如经常在旧建筑中会遇到的那样)提升到令人满意的能量效率水平上。
相应实际达到的目标分叉显然取决于有设备的多少加热体在调节之后还被运行，因为通过由用户关闭空间换热器阀，体积流量和因此在保持在运行中的空间换热器中的流动压力升高且因此又可使目标分叉下降。通过可变地控制加热设备的供给泵可对付该效果。然而在最简单的情况中，当在相应的加热体中对于所有空间换热器阀打开的情况保证目标分叉时，也实现根据本发明的所希望的平衡。
在本发明的一优选的实施形式中对于低优先级的空间换热器如此大地来选择分叉，使得回程温度的调节这样实现，使得达到设备限定的目标分叉。在设备限定的目标分叉中相应的加热装置(例如气体和油燃烧器、木柴加热部)但是还有其它热源如集中供暖(Fernwaerme)可以在其能量的最佳处来运行，从而达到所使用的载能体的尽可能好的充分利用。
当考虑在对象的所有空间换热器或加热面处的运行参数时，使执行根据本发明的方法容易，其中，为了获得根据本发明所希望的效果，即达到对于相应所使用的热发生器优化的回程温度，例如可检测或者确定热量且对于低优先级的空间换热器可以相应地节约热负荷(即来自高优先级的空间换热器的多余的热量)。为了能够在实践中快速地且可控地执行该方式，根据本发明的方法优选地改进成使得各个空间换热器的进程温度和回程温度被检测且传输到到中央运算单元处，确定用于所有空间换热器阀的可调节的和/或可固定的限制的调整值且作为调整信号传输到在空间换热器阀处的尤其可拆卸的伺服马达处。为了该目的，在所有空间换热器处安装有在空间换热器的进程处和回程处的温度传感器，其将测量值无线地或者缆线连结地传递到中央运算单元处。在那里将这些值与额定值相比较且在相应的等待时间之后发送对于下一开关步骤的指令。备选地，在中央运算单元中以本身已知的方式算出由各个空间换热器发出到回流中的热量，其中，借助于伺服马达或马达头(Motorkopf)实现在空间换热器阀或节温器体处可调节的和/或可固定的限制的相应的调节。在该系统根据本发明的方法被平衡之后，调节值可以手动地通过机械止挡来固定或者调节值可被储存在伺服马达单元中。当调节了限制通过空间换热器阀的流量的调节值时，马达头可被拆下或者保留在空间换热器处。数据可被储存在中央运算单元中且例如被用于结算加热成本的目的。在此可以以特别有利的方式远程读取数据。
如已提及的那样，以相应的空间换热器对于关于区域是否尺寸过大或者尺寸过小的观点可以实现把空间换热器分类为高或低优先级的空间换热器。优先排列(Priorisierung)然而也可以动态地实现，其中,优选地这样进行，使得对于外部温度的测量值被用于计算高或低优先级的至少一个空间换热器的调节值。
如果上面提及的伺服马达或马达头保留在空间换热器处，可以实现加热设备的特别有利的、适应性的运行方式，利用其还可对在各个空间或区域中的各个空间换热器处的暂时的用户要求作出反应。该方法例如优选地可以这样来执行，使得在对空间换热器的暂时的运行要求(其导致在相关的空间换热器处的分叉的减小)中，进行该空间换热器的优先排列，接着为了平衡加热设备的回程温度降低通过低优先级的至少一个空间换热器的加热介质的体积流量。通过各个空间换热器的优先级的该动态的改变因此可在对象的一定的区域中减小通过空间换热器的体积流量，从而由于在这些空间换热器处由此变大的分叉而获得冷的回程介质。因为在分叉较大时、也就是说在流量较小时被运行的空间换热器的回流量显然比较小，通常为了平衡多余的热量(其从在分叉较小时运行的空间换热器被供应到回流中)必须以较大的分叉运行多个空间换热器，以提供足够冷的回流介质供使用。
例如如果在对象而被较少地加热的阶段中实现用户的出乎意料的加热要求(例如在夜间快速加热工作室)，则在相应的空间换热器处又导致非常小的分叉。根据本发明的方法可以在该情况中优选地这样来执行，使得在对空间换热器的暂时的运行要求(其导致在相关的空间换热器处的分叉的减小)中，进行该空间换热器的优先排列，接着为了平衡加热设备的回程温度提高通过低优先级的至少一个空间换热器的加热介质的流量。该措施显然导致，在该低优先级的空间换热器中的分叉因此减小，然而可以通过提高来自这些空间换热器的流量来获得冷的回程介质，其总体上有利于加热设备的效率。即又以大的分叉这样来运行至少一个空间换热器，使得产生优化的回程温度。这同样示出优先级的动态定义且由中央运算单元来进行。因此中央运算单元将高优先级分配给要求高加热功率的空间换热器且通过相应操纵伺服马达允许在相关的空间换热器处的较小的分叉和因此较高的加热功率。该空间换热器因此将不利地热的回程介质提供到加热设备的回程中，接着在该优选的方法中实现通过一个或者多个低优先级的空间换热器的流量的提高。低优先级的空间换热器在此又是在一空间中的空间换热器，在该空间中虽然没有直接要求一定的加热功率，但是为了提高设备的总效率提高通过这样的低优先级的空间换热器的流量，从而通过由从这些区域获得的回程介质来冷却回程来提升热发生器中的载热体的效率。该优选的方法在此甚至可以这样来执行，使得不仅提高在低优先级的空间换热器中已存在的流量，而且使本身在待涉及的时间点设置成不运行的空间换热器运行，这又通过中央运算单元到一个或多个相关的伺服马达或马达头处的相应的调节信号实现。
根据按照本发明的方法的一有利的实施形式在此这样进行，使得通过输入空间温度的额定值实现暂时的用户要求，将额定值输送到中央运算单元处且在中央运算单元中算出对布置在相应的空间中的一个或多个空间换热器的调整值且作为调整信号传输到在空间换热器阀处的伺服马达处。
附图说明
接下来根据在附图中所示的实施例来详细地阐述本发明。其中：
图1显示用于执行根据本发明的方法的加热设备的示意性的图示。
具体实施方式
在图1中以1表示加热设备。加热设备1具有加热装置2和成排的空间换热器3和4。空间换热器3和4平行地联接在进程管路5与回程管路6之间。以7表示用于输送加热介质的泵。空间换热器3和4的空间换热器阀8借助于伺服马达或马达头9来调节且在任何位置中通过止挡可限制。伺服马达9无线地或者缆线连结地与中央运算单元10(其接受和加工数据(其被在各个空间换热器的回程处的温度传感器12和在进程处的温度传感器11接收且被空间中的空间温度传感器测量))处于连接中。中央运算单元在理想情况中另外具有关于加热装置处的进程温度、泵转速和外部温度以及在相应待加热的空间或区域中的温度的数据。
在执行根据本发明的方法时现在例如将空间换热器3定义为高优先级的空间换热器而将空间换热器4定义为低优先级的空间换热器。如已说明的那样，这可以是尺寸过大或尺寸过小的结果或者由于由用户的暂时的加热要求而实现。如果现在空间换热器3出于所提及的原因以较小的分叉、即高的回程温度来运行，则相对热的加热介质到达回程管路6中且将导致加热装置2中的不利地高的回程温度。为了对付它，现在以非常大的分叉来运行空间换热器4中的至少一个、即低优先级的空间换热器，以便将一定量的冷的加热介质输送到回程管路6中且由此相应降低加热装置2中的回程温度。
经由流量的调整来调节在各个空间换热器处的分叉，其中，该调节基于中央运算单元10传输到伺服马达或马达头9处的调节信号实现。
如果现在用户附加地以还更大的加热功率、也就是说以还更小的分叉来运行空间换热器3中的一个或者多个，则可以利用根据本发明的系统由此来平衡它，即例如借助于伺服马达来减少通过空间换热器4中的一个或者多个的流量，使得又可以将至加热装置2的回程保持在所希望的温度水平上。
在不那么复杂的方法中，可拆卸的伺服马达仅被用于一下调节通过各个空间换热器的最大流量，紧接着利用机械止挡来限制由中央运算单元算出的调节位置且又拆下伺服马达而安放传统的节温器头。
Claims (8)
1.一种用于通过加热或冷却设备的空间换热器调节加热和/或冷却介质的体积流量的方法，在其中相应通过相应的空间换热器阀的可调节的和/或可固定的限制来调节各个所述空间换热器的进程温度和回程温度的目标分叉，其特征在于，定义不同优先级的空间换热器，其中，基于设备特定的目标分叉，对于高优先级的空间换热器允许较小的目标分叉而对于低优先级的空间换热器保证较大的目标分叉，并且在高优先级的空间换热器在分叉较小的情况下运行时，将通过带有较大分叉的低优先级的至少一个空间换热器的体积流量改变成使得通过来自所述加热设备的所有空间换热器的回程介质的混合而实现对于所述加热设备的加热装置优化的回程温度的调节。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回程温度的调节这样实现，使得达到设备特定的所述目标分叉。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，检测各个所述空间换热器的进程温度和回程温度且传输到中央运算单元处，确定用于所有空间换热器阀的可调节的和/或可固定的限制的调整值且作为调整信号传输到在所述空间换热器阀处的尤其可拆卸的伺服马达处。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，为了计算所述调整值，计算从相应的所述空间换热器发出到所述回程中的热量且通过将低优先级的至少一个空间换热器调节到大的分叉上来补偿由于在高优先级的空间换热器处较小的分叉而积累的提高的热量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，为了计算高或低优先级的至少一个空间换热器的所述调整值，使用对外部温度的测量值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在对空间换热器的暂时的运行要求中，进行所述空间换热器的优先排列，接着为了平衡所述加热设备的回程温度降低通过低优先级的至少一个空间换热器的加热介质的体积流量，所述运行要求导致在相关的所述空间换热器处的分叉的减小。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在对空间换热器的暂时的运行要求中，进行所述空间换热器的优先排列，接着为了平衡所述加热设备的回程温度提高通过低优先级的至少一个空间换热器的加热介质的体积流量，所述运行要求导致在相关的所述空间换热器处的分叉的减小。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，通过输入空间温度的额定值实现暂时的用户要求，将所述额定值输送到所述中央运算单元处且在所述中央运算单元中算出对布置在相应的空间中的一个或多个所述空间换热器的调整值且作为调整信号传输到在所述空间换热器阀处的所述伺服马达处。
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