CN111201500A - 用于流量控制阀的自调节的调整装置，具有该装置的温度控制系统和分配器装置以及相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明首次提供一种调整装置(1)，该调整装置(1)用于具有热交换器(30)的用户回路(3)的流量控制阀(2)的自调节调整，特别是在用于具有温度控制源(4)、液体热载体和泵(5)的建筑物的温度控制系统(10)中。本发明还讨论了一种在具有温度控制源(4)和泵(5)的温度控制系统(10)中的分配器装置(11)，用于液体热载体到具有热交换器(30)的至少两个以上用户回路(3)中的自调节分配，其中每个回路包括流量控制阀(2)，其中分配器装置(11)具有流量分配器(13)和回流分配器(14)。在此，用户回路(3)在入口侧和出口侧被连接在一起，其中流量控制阀(2)被布置在流量分配器(13)或回流分配器(14)处。本发明最后提出适合于该目的的方法。

Description

用于流量控制阀的自调节的调整装置，具有该装置的温度控 制系统和分配器装置以及相关方法

技术领域

本发明涉及一种用于用户回路的流量控制阀的自调节调整的调整装置，其包含温度控制系统中的热交换器以及具有该热交换器的温度控制系统，以及用于液体热载体的自调节分配到几个用户回路的分配器装置。本申请进一步涉及一种用于用户回路中的流量的自调节以及用于自调节分配的相应方法，其实现了一种液体热载体至几个用户回路的部分流量的需求导向平衡。

背景技术

本发明的技术背景在于用于房间的供暖和空调系统的应用，诸如特别是地板下供暖、面板供暖或安装在建筑物中的冷却天花板，以便提供不依赖天气的可选室温。

在现有技术中，从供暖工程领域中已知用于通过建筑物中的液压网络以舒适性和效率为导向的分布和控制热能的多种布置和控制系统，其中，建筑物中的类似装置用于空气调节能量的分配和控制或从房间排热也是已知的。

例如，WO 2015/142879 A1公开了一种用于通过流体进行热传递的系统的改型，其中恒温器用于调节。在所示的实施例中，该改型具有电路，流动温度传感器和回流温度传感器。恒温器输出用于阀的控制信号。回流温度有一个热设定点和一个冷设定点。如果回流温度超出设定点之间的范围，即太热或太冷，则电路被超控(override)以修改来自恒温器的控制信号，否则将保持不变。如果已知流动温度，则冷和热的设定点可以被动态地修改。这可以使用可读表或根据基于流动温度的公式来完成。反馈还可以被提供，通过其电路可以实现一定程度的阀开度。此外，储存器可以被提供用于温度，阀位置等一系列数据。在这种情况下，恒温器输出用于阀位置的控制信号，以便房间恒温器是特定于可改装的整个系统的每个房间所需的组件。

US 2009/0314484 A1描述了一种用于热交换器的独立的流速控制装置，以为流量阀的控制元件提供控制信号。第一和第二温度传感器测量在热交换器处的液体的输入和输出温度。控制单元响应于输入和输出温度之间的温差以调节控制信号，从而使温差保持基本恒定。控制单元可以是适于对常规阀和致动器进行改造的独立装置。否则，控制单元和制动器可以与阀集成在一起，以形成一个独立的单元，只需要安装和连接温度传感器即可。根据算法执行控制以及阀独立于中央控制进行操作，在高级建筑安装中是很常见的。控制将温差(热交换器的输入/输出)保持在恒定值。根据热交换器的容量，使用双列直插式封装开关预设该值。因此，在预设之后，系统的控制不提供任何适应外部或变化的条件或智能适应个人用户行为的可能性。

从DE 10 2006 052 124 A1中，已知一种用于地板温度控制布局的调整系统，其中，在每个回流上布置有带有温度传感器的回流温度控制器，该温度传感器检测相应回流中的温度，并且所有回流温度控制器具有相同的温度控制行为。回流温度控制器具有相同的特性，取决于温度和流速。在电动回流温度控制器上，温度传感器将回流中的温度报告给控制器，控制器转而调整可调节的节流构件，例如阀。回流温度控制器确保离开采暖电路的水始终具有预定温度。另外，提供分配器或歧管，其中每个回流管都具有连接器。回流温度控制器被分配给连接器。

从DE 10 2009 004 319 A1中已知一种用于进行液压平衡的方法，其中，在热交换器处测量回流温度，并根据回流温度控制通过热交换器的体积流率。控制差可以由回流温度和回流温度的目标值形成，并且通过热交换器的体积流率可以根据该控制差来被控制。或者，流动温度与回流温度之间的温差可以被确定，以便控制差由该温差和该温差的目标值形成，并且通过热交换器的体积流率可以根据该控制差被控制。

DE 10 2014 020 738 A1描述了一种用于供热系统的自动液压平衡的方法。在该方法中，确定平均加热时间，尤其是所有热用户的平均加热时间或升温时间和/或固定温度值下所有房间的平均加热时间段。阀的最大流量开度根据其函数被确定。其可被确定无论加热时间段是否超过或达不到平均加热时间。通过这种方式，加热系统逐步达到液压平衡，并被配置为改变加热系统的条件。热用户或房间的加热时间是将热用户或房间从初始温度加热到目标温度所需的时间。其后，平均值或平均加热时间由所有加热时间的总和除以当前热用户或房间的数量计算。为了形成所有加热时间的总和，需要加热电路之间或与公共控制器之间的公共通信，以及适当的布线及其安装或替代性通信接口。

DE 10 2015 222 110 A1公开了一种阀，其通过温差来确定至少一个热用户的加热时间和/或房间的加热时间，其中该阀具有可控制的流量开度。根据实际加热时间是大于还是小于可预设的目标加热时间来设置最大阀位置，由此加热系统可以被液压调整并将其配置成改变边界条件。为了确定实际的加热时间，在开始时间测量瞬时温度并储存。在经过一个单位时间后，例如10分钟，再次测量当前温度并储存。实际加热时间通过将两个测得的温度值之间的差除以两次温度测量之间的时间单位来计算。这意味着阀会沿着加热回路的热交换器部分和/或在房间中进行间隔的温度测量。因此，测量了两个温度，其中阀本身不决定与这些温度的过程或发展有关的加热时间。

EP 2 653 789 A2讲授了一种控制系统，其包括控制器，该控制器测量温度控制流体的流动温度与回流温度之间的温差。基于该温差，控制器使阀致动器调整阀打开的程度，以这样的方式温度控制流体的流动温度与回流温度之间的平均温差在预定值范围内。另外，恒温器可以被提供以检测室温并提供温度数据。在具有多个温度控制布置的系统中，为多个阀提供了带有一个调节器的中央控制器。

发明内容

基于上述现有技术，本发明的目的是提供一种用于温度控制系统中带有热交换器的用户回路的替代性调整装置和方法，其可自调节地设定通过热交换器的传热介质的有效体积流率，并根据以前的启动不断对其进行调整。

本发明的另一方面在于提供一种替代性的温度控制系统，替代性的分配器装置和方法，其根据需要将传热介质的体积流率自调节地分配给多个用户。

这些目标和方面通过根据权利要求1所述的调整装置的特征，通过根据权利要求10所述的温度控制系统的特征，通过根据权利要求16或权利要求21的分配器装置的特征以及根据权利要求17或20所述的方法的相应步骤来解决。

总之，用于具有热交换器的用户回路的流量控制阀的调整装置，尤其在用于具有温度控制源、液体热载体和泵的建筑物的温度控制系统中，尤其包含电动可控致动器、温度检测构件、计算构件和用于接收外部激活信号的接口，其特征尤其在于，调整装置包括时段检测构件和储存构件，其被配置为检测和储存所述激活信号先前的或当前的激活时段和/或两次激活之间的失活时段；并且其中所述计算构件被配置成基于激活时长和/或失活时长来可变地确定从输出侧回流温度到输入侧流动温度的温度分布。

调整装置由此形成具有相关的房间恒温器的温度控制系统的决定性的发明组件，在其中实施相应的发明方法，因此还需要作为单独可交易的单元进行保护。

相应的温度控制系统，用于建筑物的房间的自调节温度控制，系统带有温度控制源，至少一个带有热交换器的用户回路，该用户回路包括流量控制阀，液体载热体和泵，该温度控制系统包括至少一个设置在房间内的恒温器，其具有用于输入指示可预设的室温的值的输入构件，以及用于为房间中的至少一个用户回路输出激活信号的接口；其中恒温器被配置为只要超出可预设室温和实际室温之间的偏差公差，通过恒温器输出激活信号以响应实际室温；特别地，其特征在于，对于至少一个用户回路，分别提供根据本发明的调整装置，其与用户回路的流量控制阀可操作地连接，并且通过该调整装置关联来自与用户回路布置在同一房间内的恒温器的激活信号或失活信号。

用于调整流速的相应方法的特征在于以下步骤：a)检测用户回路先前或当前的激活时段和/或失活时段；b)检测流经用户回路的热载体的输入侧流动温度和输出侧回流温度；c)测定基于激活时段和/或失活时段确定从输出侧回流温度到输入侧流动温度的可变温度分布；d)计算从检测到的输入侧流动温度和输出侧回流温度的温差与预定温度分布之间的控制差；以及e)基于控制差在用户回路中计算和设置可调节的流动横截面。

激活，如本发明所定义，是从调整装置或至少调整装置中的计算构件的待机模式的接通状态或启动，其由连续的信号电平支持，通过信号脉冲触发，或者通过以信号形式施加的控制电压或驱动电压来激活，为了在电源，以信号形式直接提供的电源等中切换晶体管。激活时长，从定义上讲，指的是从相应触发的接通状态的开始到结束或从待机模式启动的时间段，或者连续信号电平、控制电压、驱动电压或电源的接收时长，或两个导致接通过程和关闭过程的信号脉冲之间的时间段。相应地，失活和失活时段是互补状态和时段，在其中没有调整装置的操作，或者至少没有计算构件或致动器的控制的计算。

因此，本发明以其最一般的形式首次提供了用于体积流率和所产生的温度分布的调节，即温度控制源和热交换器房间之间的能量输入或能量输出，或者，根据在使用过程中检测到的激活和/或失活时长，分别明确加热或冷却，其在应用的预期情况下相当于所涉及房间从实际室温到预定室温的加热或冷却时间。

符合本发明阀设置的自调节具有的优点是，相对于热交换器的单独的安装环境，以简单明了的方式有效地确定并自动地将自身调整至最佳工作点。这尤其适用于以地板下供暖系统的加热线圈形式的表面加热系统的应用，其中加热行为由于建筑物中各个房间的部分隔热和热传递而在某种程度上发生变化，该变化无法提前通过安装人员确定，并且反映在所发生的特定房间的加热时段内。本发明通过测量加热时段并在根据本发明的自调节中将它们与从所提及的现有技术中已知的控制影响联系起来来处理该要点，其有助于保持节能的工作范围。该控制影响涉及热交换器前后的温差，该温差是由相对于周围环境或建筑物温度的体积流率和流动温度引起的。

此外，本发明的阀设置的自调节具有的优点是，其智能地适应用户的行为，并在一系列有效的工作点内独立地优化快速响应的室温控制的舒适性。以这种方式，实际加热时段，取决于用户配置文件，例如临时加热致动及其温度参数，被连续地向加热时段拉近，该加热时段对应于被认为是舒适的室温调整的反应时间。

另外，根据本发明的自调节调整装置具有的优点是，其可以使用简单，具有成本效益的部件来实施，具有可靠的操作以及低的布线和安装成本。例如，不需要中央控制单元，必须与所有用户回路的带有温度传感器，致动器和阀位置检测器的热交换器连接。此外，通常既不需要室温检测也不需要温度检测，也不需要这样的温度数据到中央控制单元的通信，因为加热时段不是通过检测温度曲线来确定的，而是需要恒温器的激活或去激活信号，或通过调节装置的专用计算构件处理，可以通过没有当前室温传感器的房间恒温器的简单设计来实现。因此，房间恒温器以及信号的发送和接收都可以通过简单的部件来实施，因为不需要通过每个房间的房间恒温器生成和传输数据或者计算或建模的控制信号。

在具有温度控制源和泵的温度控制系统中的分配器装置，用于液体热载体到至少两个以上带有热交换器的用户回路的自调节分配，每个用户回路包含流量控制阀，该分配器装置具有流量分配器和回流分配器，其中用户回路在入口侧和出口侧上被拉在一起，其中在流量分配器或回流分配器上提供了流量控制阀；尤其特征在于，在每个流量控制阀上都设有一个根据本发明的用于自调节用户回路的调整装置。

用于分配液体热载体的相应方法，尤其特征在于，每个用户回路彼此独立地执行根据本发明的用于通过外部可激活的用户回路的液体热载体流量的自调节调整方法。

因此，根据本发明的液体传热介质或分配器装置的分配的自调节，通过用户回路的液压并联连接而形成，在每个用户回路中，根据本发明的阀调整装置是独立执行的。

根据本发明的自调节分配器装置具有的优点是，其可以特别容易地安装或改装到具有多个用户回路的温度控制系统上。它可以与流量控制阀和调整装置一起作为预组装的分配器或歧管组提供，只需将其连接到已安装的用户回路和房间恒温器的接口。之后，温度控制系统，尤其是像地板下供暖系统，不仅已完全组装，而且从现在开始要求进行液压平衡。

在具有多个用户回路的温度控制系统中，根据本发明的分配的自调节提供的优点是，特别简单地实现结果，即无需进一步的准备和构件，该结果至少等同于或优于通过用户回路的传热介质的总体积流率的部分流体的自动需求导向补偿。因此，根据本发明的分配的自调节获得的结果至少等于或优于在普通地板下供暖布置等中临时使用的所有用户回路的配合。

根据本发明实现的需求导向的平衡对应于现有技术中已知的加热系统的“液压平衡”的目标。但是，这是基于具有在用户回路的参数之间比较计算的系统总图，通过不同方法实现的。这种液压平衡要么由更高级的控制系统执行，要么在液压系统中由供热工程师或供热安装人员在调试之前确定并进行一次静态调整。然而，已经发现，后者与高的失调率有关，此外，静态调整本身只能被调整为作为模型的基本状态。在这样的液压系统中，作为模型的基本状态通常是最大负载情况，其仅在一年中的很少几天内发生，然而本发明的分配的自调节使得能够不依赖最大负载情况进行连续优化。

本发明的分配的自调节是动态的，即，它自动适应于个别地改变功率需求或接通或断开用户回路。这尤其可以在没有多线中央控制单元以及用于在用户回路之间比较参数的相应确定和计算的情况下实现，并且仅通过并联工作或自调节阀设置的布置。因此，即使在调试之前，也不需要安装人员的潜在故障干预，这也节省了人工。

根据本发明的分配的自调节实现了部分流量的需求导向的分配，其比例一方面受到独立的自调节阀设置以及由长度和直径所限定的用户回路流阻的限制，另一方面，受到可得到的传热介质的体积流率的限制。

在示例性的极端情况下，这会防止在小的房间(例如客卫)中的具有低流动阻力的小用户回路在液压方面供过于求，从而导致在不必要的短加热时段内过多的或低效的热量输入，并可能导致因为高体积流率的阀的啸叫，而较大房间的加热时段不必要地增加。如果，另一方面，所有房间都需要被加热，而总体积流量不足以在所有房间中短时段供暖，则需求导向的分配可以被实现，其基于他们的阀位置和流阻来设置用户回路的每个部分流量的比例限制。

换热器或用户回路前后温差的控制影响补偿矛盾关系，具有高流动阻力的大型用户回路，被分配给具有高能量需求的大房间，相比于具有低流阻以及低能量需求的小用户回路，不接收较小的而接收更大的部分流。但是，这反过来在没有上级控制系统的任何比较位置或平衡的情况下发生。

此外，根据本发明，所包括的最终的加热时段补偿了建筑物中的条件，例如地板，地下室位置或外墙比率，以及安装，例如安装的面板加热系统与例如房间内地板面积的不相称比率。

本发明的有利的改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的一个方面，调整装置可以被配置成在激活时段内由计算构件计算所得的电动触发输出至致动器，并且在失活时段内不输出电动触发器或输出与流量控制阀的关闭位置对应的预定电动触发至致动器。这将导致用户回路在加热操作后关闭，取决于致动器的类型，以防止过多的能量输入或温度控制超调。

根据本发明的一方面，调整装置可以被配置为在失活时段关掉对计算构件和/或调整装置的电力供应。这样可以在失活时段节省电，例如，可以延续一个夏季。

根据本发明的一个方面，计算构件可以被配置成在储存构件中储存流量控制阀的先前打开位置的至少一个值。这意味着，当启动调节装置时，首先可以将阀位置作为起点，该位置已经在先前的加热时段中确定，并且仅需要在当前的加热时段中进行不同的调节。

根据本发明的一个方面，储存构件可以包含用于激活时段的预存参考值和/或用于失活时段的预存参考值。因此，达到预定温度的时间阶段，为方便定义，被储存为根据其自调节所基于的期望参考值。

根据本发明的一方面，储存构件可以包含用于温度分布的预存值的范围。这使得容易确保所选的热交换器的工作点在节能范围内。

根据本发明的一个方面，储存构件可以包含预存的图，具有激活和/或失活时长的相关值以及用于确定温度分布的预定温度分布。因此，可以以较低的处理电力执行预定的通用控制。

根据本发明的一方面，储存构件可以包含用于计算温度分布的预存控制逻辑。因此，可以执行更独特的控制。

根据本发明的一方面，调整装置可以被配置为根据流动温度来改变温度分布，和/或调整装置可以被配置为根据流动温度来改变温度分布的带宽，和/或者调整装置可以被配置为通过接口从温度控制系统接收具有操作参数的其他外部信号；并且计算构件可以被配置为根据操作参数来调整温度分布。以此方式，可以实现一种控制，基于流动温度的变化来检测天气波动或季节，并相应地调整有效的工作点，或者舒适导向功能可以进一步并入控件，其可以被指定在多功能房间恒温器上。

根据本发明的一方面，建筑物的一个房间可以包含恒温器和两个或更多个用户回路或加热或冷却电路。因此，可能通过多个安装的具有标准化直径和较低总流阻的加热或冷却线圈为大型房间供应，由它们自己的调整装置控制但具有相同的房间恒温器。

根据本发明的一个方面，恒温器可以具有双金属元件，响应于实际室温并且激活输出激活信号或失活信号。这使得可能在没有电子器件或传感器的情况下实现一个简单、可靠并具有成本效益的房间恒温器设计。

根据本发明的一个方面，激活信号或失活信号可以是二进制信号，其包含信号电平高于预定电平值的导通状态以及没有信号电平或信号电平低于预定电平值的断开状态。这也使得信号生成和信号检测特别简单且具有成本效益。

根据本发明的一个方面，恒温器可以包含微型计算机和用于检测实际室温的温度传感器，其中，恒温器在激活信号或失活信号输出期间和/或之后检测并储存一系列的实际室温；恒温器和一个调整装置被配置为传达关于一系列检测到的实际室温数据。这实现了温度控制系统的多功能设计，其允许自适应控制成进一步的舒适导向参数，例如根据初始和目标温度和/或外部温度或时间等影响加热曲线的进程。

根据本发明的一个方面，激活信号和/或失活信号可以通过无线接口从特定的恒温器传达到相关的调整装置。这样就消除了从房间恒温器到调整装置的布线需要，并减少了安装工作。此外，这种无线接口还可用于在智能手机，平板电脑等与调整装置或恒温器之间建立连接，从而使用户能够对系统进行进一步的输入。

根据本发明的一个方面，如果至少一个先前的激活时段大于参考值，可以确定更小的温度分布，或者如果至少一个先前的激活时段小于参考值，则可以确定更大的温度分布。以这种方式，自调节以预先定义的时间阶段为导向，该时间阶段对于实现给定的值是方便的。

根据本发明的一个方面，可以基于一系列连续的先前激活时长来确定温度分布。这使得自调节能够更好地适应于用户的行为，季节等。

根据本发明的一方面，调整装置可以包含被配置成检测致动器的实际位置的位置检测构件。这使得能够根据致动器的类型维持预定的行进距离。

根据本发明的一方面，位置检测构件可以由螺线管和与螺线管相关联的霍尔传感器形成。这使得预定的调整行进的精确检测和执行成为可能。

附图说明

本发明将变得更容易理解，通过以下参考附图的详细描述，其中相同的附图标记用于相同的元件，其中：

图1示出了根据本发明的调整装置的剖视图；

图2示出了温度控制系统的图示，该温度控制系统在分配器装置，恒温器和其他系统部件中具有本发明的调整装置；

图3示出了根据本发明的用于自调节的系统部件的方框图；

图4是在根据本发明自调节中的温度分布的测定步骤的流程图；以及

图5是一个有限状态机，用于在根据本发明的自调节中表示逻辑链路。

具体实施方式

下面，参照图1描述了根据本发明的调整装置1的示例性实施例。

调整装置1被安装在流量控制阀2上。调整装置1通过凸缘27被连接到流量控制阀2。在所示的本实施例中，流量控制阀2转而安装在回流分配器14中。回流分配器14具有用螺纹拧入其中的连接件18，该连接件将回流分配器14与未详细示出的用户回路3连接。流量控制阀2也可以被安装在回流分配器14中的其他位置。连接件18也可以被压接、胶合、钎焊、熔焊或以其他方式固定在回流分配器中。

调整装置1包含电动可控致动器6。在该示例中，调整装置1和致动器6的纵轴重合。电动致动器6包括可沿轴向移动的致动构件20。致动装置20的纵向轴线也与电动致动致动器6的纵向轴线重合。致动构件20布置在电动可控致动器6内部，具有在轴向方向上长度可变的组件21，例如膨胀元件21，尤其是蜡盒，被同心且同轴布置的螺旋弹簧22偏压。长度可调节的组件21也可以被设计为电动微型致动器，尽管出于成本和假定的噪声产生的原因常常不考虑这种情况。代替螺旋弹簧22，其他合适的构件，例如环形弹簧包装或类似物，也可以产生先张拉。

经由电线7，电动可控致动器6从回流分配器14上未示出的温度传感器接收与流过的传热介质或热载体的输出侧回流温度T_{return flow}有关的信号。电动控致动器6还经由电线7从在这里未示出的流量分配器处的温度传感器接收与流过的热载体的输入侧流动温度T_flow有关的温度信号。在当前版本中，另外的电线9形成到图1中未示出的恒温器的接口。

计算构件8被包含在调整装置1中，处理经由布线7和9接收的信号，并向电可控致动器6发出相应的命令或控制信号，基于此，致动构件20中的膨胀元件21被激活或失活。以这种方式，最终实现了致动装置20在轴向上的限定的调整路径或冲程。在这种情况下，致动构件20沿轴向方向压在流量控制阀2的致动销23上，从而致动该致动销。在本实施例中，致动构件20和致动销23以及流量控制阀2的纵轴线重合。

通过轴向致动的阀销23，在示例性实施例中被设计为阀盘24的阀头从阀座25上抬起，并且因此限定了阀位置，其对应于流量控制阀2的某个打开位置的阀位置或某个阀开度横截面。

通过调节装置1中的位置检测构件15来检测流量控制阀2的相应冲程或所产生的开度横截面。在本实施例中，位置检测构件15由螺线管16组成，该螺线管16经由径向向外突出的悬臂26被分配给电动可控致动器6并且连接到致动构件20。用这种方法，螺线管16分别沿平行于膨胀元件21和平行于阀盘24的轴向方向和它们运动相同的冲程或调整路径，并作为各自冲程的基准。霍尔传感器17，被放置在螺线管16的对面，是位置检测构件15的另一组件。螺线管16的位置以及运动或冲程由霍尔传感器17检测，并基于此来检测阀盘24对于阀座25的冲程，或者最终确定流量控制阀2的横截面。

图1所示的本发明的调整装置1以多份形式安装在图2中说明的本发明的温度控制系统10中。图2所示的温度控制系统10的示例性实施例包括具有三个调整装置1的分配器装置11，通过各自的凸缘27被安装在各自关联的流量控制阀2上。各自的流量控制阀2被安装在一个回流分配器14中。以安装的方向观察，回流分配器14在调整装置1的相对侧或在它的底侧具有连接件18，分别通过该连接件建立与相应的用户回路3的连接。各自的用户回路3形成各自的热交换器30。温度检测构件7，例如回流温度传感器7b，被连接，尤其是被夹住或粘接到每个连接件18。回流温度传感器7b被用以测量流经各自用户回路3的热载体的输出侧的各自的回流温度T_{return flow}。回流温度传感器7b也可以安装在另一个合适的位置，以测量各自的回流温度，例如，直接在以一条线所示的用户回路3的管壁上的连接件18之后。

温度控制系统10还具有流量分配器13。在示例性实施例中，流量分配器13包含用于所示的三个用户回路3的三个连接件28。温度检测装置7再次被连接到每个连接器28，例如流动温度传感器7a，以便检测流经输入侧上的各自的用户回路3的传热介质或载热体的各自的流动温度T_flow。流动温度传感器7a也可以安装在另一个合适的位置以测量各自的流动温度，例如，直接在以一条线所示的用户回路3的管壁上的连接件28之后。

流量分配器13通过包含温度控制源4和泵5的线29连接到回流流量分配器14。泵5可用于循环液体热载体，其已经从温度控制源4中充有热能，或必要时冷能。流过的载热体由泵5输送到流体歧管13，在此，载热体流入此处所示的三个用户回路3，并通过它们流回到回流分配器14，其中各自的流速取决于安装在回流分配器14中的各自流量控制阀2的横截面。从回流分配器14那里收集的热载体流回泵5或温度控制源4。

当存在温度控制要求时，被分配给各自的用户回路3的恒温器12发送控制信号。控制信号，例如经由接口9，在这种情况下是电缆，从恒温器12传输到调整装置1。接口9也可以被设计为无线连接。使用各自的计算构件8，各自的调整装置1根据各自恒温器12的激活信号或失活信号以及各自的分配信号或流动和回流温度的数据来确定各自流量控制阀2的开度横截面。

图3再次以方框图示出了安装在如图2所示的温度控制系统10中的如图1所示的调整装置1，该方框图示出了根据本发明的用于动调节的系统组件。

通过用户回路3将热或冷散发到环境中。恒温器12，特别是建筑物客厅中的房间恒温器，输出信号。来自恒温器12的信号被传输到调整装置1的电子控制单元(ECU)。电子控制单元还接收温度信号或数据，例如回流温度T_return-flow和流动温度T_flow。计算构件8，包含电子控制单元，被配置成对调整装置1的致动器6执行电控制，在此未详细示出，以实现阀的冲程或设置流量控制阀2预定的打开位置，该预定的打开位置被分配给某个流动横截面。

基于控制差ΔT_{control difference}计算阀2的开度横截面或其冲程，其中要计算的控制差ΔT_{control difference}是在所测得的输入侧的流动温度T_flow和输出侧的回流温度T_{return flow}产生的温差ΔT_actual，与输出侧的回流温度T_{return flow}到输入侧的流动温度T_flow的预定温度差ΔT_target之间形成的。

调整装置1进一步包括在此未进一步描述的时间检测构件和储存构件，其被配置为检测并储存来自恒温器12的激活信号的先前或当前激活时段和/或两次激活或失活之间的失活时段，其中，包含电子控制单元的计算构件8被配置为基于激活时段和/或失活时段来可变地确定温度分布(temperature spread)ΔT_target。

图4示出了流程图，其显示了用于确定根据本发明的自调节中的温度分布ΔT_target的步骤。

在功能F1中，检查加热时段Δt_heat是否小于预定时段Δt_target，例如半小时。换句话说，检查是否：

Δt_heat＜Δt_target且

如果是这种情况，即答案为“是”，则在步骤S100中，目标值ΔT_target被增加两开氏度或两度。如果不是这种情况，即答案为“否”，则继续功能F2。

在功能F2中，检查加热时段是否少于一小时。因此，检查是否：

Δt_heat＜Δt_target且Δt_target＝1h

如果是这种情况，即答案为“是”，则在步骤S110中，目标值ΔT_target被增加一开氏度或一度。如果不是这种情况，即答案为“否”，则继续功能F3。

在功能F3中，检查加热时段是否少于两小时。因此，检查是否：

Δt_heat＜Δt_target且Δt_target＝2h

如果是这种情况，即答案为“是”，则在步骤S120中，目标值ΔT_target被增加0.5开氏度或0.5度。如果不是这种情况，即答案为“否”，则继续功能F4。

在功能F4中，检查加热时段是否少于三小时。因此，检查是否：

Δt_heat＞Δt_target且Δt_target＝3h

如果是这种情况，即答案为“是”，则在步骤S130中，目标值ΔT_target被减少一开氏度或一度。如果不是这种情况，即答案为“否”，则继续功能F5。

在功能F5中，检查加热时段是否少于四小时。因此，检查是否：

Δt_heat＞Δt_target且Δt_target＝4h

如果是这种情况，即答案为“是”，则在步骤S140中，目标值ΔT_target被减少三开氏度或三度。

在步骤S100至S140之后的步骤S150中，目标值ΔT_target的可能值被限制为五至十五开氏度或五至十五度之间的温度分布曲线。

之后，例行程序结束。

在图5中，解释了根据本发明的用于在自调节中表示逻辑链路的有限状态机。

在条件1中，流量控制阀2的阀位置被控制。实际分布dT_actual或ΔT_actual被计算或确定。此外，差dT_diff或ΔT_{control difference}由目标分布dT_target或ΔT_target与实际分布dT_actual或ΔT_actual被计算。阀开度横截面，阀冲程或阀行进距离sV被计算，后者被调整，例如通过比例积分微分(PID)控制器，特别是通过积分(I)控制器，并且将阀行进距离被限制为，例如，至少10％。这具有使不受欢迎的流动噪声最小化的优点。此外，加热时段以控制器周期计算，例如，控制器周期被设定为10秒。

在条件2中，阀的位置保持不变。实际差dT_actual或ΔT_actual被计算。时长或激活时间以控制器周期来计数。例如，控制器周期为10秒。加热时间也以10秒的控制器周期计算。如果保留条件2，执行一个动作以清零时长或将其设置为零。

控制器时钟可以被设置为1秒至30秒之间的整数秒，优选地设置为5至15秒，尤其是10秒。

在条件3中，阀被关闭。阀行进距离sV被设置为零。

在条件4中，目标分布被计算。目标dT_target或ΔT_target被计算，并且其后加热时段被重置为零。

条件1通过功能F10在条件2的方向上链接。功能F10检查控制差ΔT_{control difference}，即ΔT_target减去ΔT_actual的量或dT_target-dT_actual所得的量是否小于dT_diff_Max，即检查是否：

|dT_target-dT_actual|＜dT_Diff_Max

换句话说，检查控制差ΔT_{control difference}是否在最大允许的控制差ΔT_{control difference max}内。

条件2通过功能F20在条件1的方向上连接。在功能F20中，检查dT_target-dT_actual的绝对值是否大于dT_diff_Max的两倍，并且同时时段是否大于或等于10分钟，即检查是否：

|dT_target-dT_actual|＞2*dT_diff_MaxANDduration≥10minutes

条件2通过功能F30在条件4的方向上连接。在功能F30中，检查RT是否等于0或加热时段是否大于4小时，即检查是否：

RT＝＝0或加热时段＞4h

条件4通过功能F40连接到条件3。在功能F40中，检查RT是否等于0，即检查是否：

RT＝＝0

在此，RT再次代表来自房间恒温器控制信号

条件3通过功能F50再次与条件2的方向连接。在功能F50中，检查RT是否等于1，即检查是否：

RT＝＝1

换言之，功能F50确定房间恒温器是否发送控制或激活信号。

条件4通过功能F60连接到条件1。在功能F60中，检查RT是否等于1，即检查是否：

RT＝＝1

或房间恒温器是否发送激活信号。

条件1通过功能F70连接到条件4。在功能F70中，检查加热时段是否大于4小时，即检查是否：

加热时段＞4h

例如，被规定为4小时的加热时段还可以被设定为2至6小时的合适值，例如3，4或5小时。

因此，本发明首次提供了一种调整装置1，用于对带有热交换器30的用户回路3的流量控制阀2进行自调节调整，特别是在用于带有热控制源4，液体载热体和泵5的建筑物的温度控制系统10。

此外，本发明首次在具有温度控制源4和泵5的温度控制系统10中提供了分配器装置11，用于液体载热体到至少两个或多个具有热交换器30的用户回路的自分配，每个用户回路包含流量控制阀2，其中，分配控制装置11包含流量分配器13和回流分配器14。在此，用户回路3在输入侧和输出侧上被拉在一起或合并，其中流量阀2被布置在流量分配器13或回流流量分配器14处。

最后，本发明首次为此目的提出了合适的方法。

在上面讨论的图1到图5中，使用了以下总结的附图标记，尽管该列表并不声称是详尽无遗的：

1 调整装置；

2 流量控制阀；

3 用户回路；

4 温度控制源；

5 泵；

6 电动可控致动器；

7 温度检测构件；

7a 流动温度传感器；

7b 回流温度传感器；

8 计算构件；

9 接口；

10 温度控制系统；

11 分配器装置；

12 恒温器；

13 流量分配器；

14 回流分配器；

15 位置检测构件；

16 螺线管；

17 霍尔传感器；

18 连接件；

20 致动构件；

21 膨胀元件，尤其是蜡盒；

22 螺旋弹簧；

23 阀销；

24 阀盘；

25 阀座；

26 悬臂；

27 凸缘；

28 连接器；

29 线；

30 热交换器；

T_flow 流经的传热介质的输入侧流动温度；

T_{return flow} 流经的传热介质的输出侧回流温度；

ΔT_actual 温差；

ΔT_target 温度分布；

ΔT_{control difference} 温度控制差；

T_room-target 可预设室温；

T_room-actual 实际室温；

Claims (25)

1.一种调整装置(1)，用于具有热交换器(30)的用户回路(3)的流量控制阀(2)的自调节调整，特别是在用于具有温度控制源(4)、液体热载体和泵(5)的建筑物的温度控制系统(10)中，其中所述调整装置(1)包含：

电动可控致动器(6)，被配置成以这样的方式连接到所述流量控制阀(2)，使得所述流量控制阀(2)的开度位置能够通过所述调整装置(1)在关闭位置和打开位置之间被调整和检测，尤其是渐进或步进地；

温度检测构件(7)，其检测相对于热载体流经所述用户回路(3)的输入侧上的流动温度(T_flow)和输出侧上的回流温度(T_{return flow})；

计算构件(8)，其被配置为计算致动器(6)的电动触发，其对应所述流量控制阀(2)的预定开度位置-与特定的流量横截面有关-基于控制差(ΔT_{control difference})，其中要计算的所述控制差(T_{control difference})形成于

检测所得的输入侧流动温度(T_flow)和输出侧回流温度(T_{return flow})产生的温差(ΔT_actual)，以及从所述输出侧回流温度(T_{return flow})到所述输入侧流动温度(T_flow)的预定温度分布(ΔT_target)之间；

接口(9)，用于接收激活所述计算构件(8)和/或所述调整装置(1)的外部激活信号；

其特征在于，

所述调整装置(1)包含时间检测构件和储存构件，被配置为检测和储存所述激活信号先前的或当前的激活时段和/或两次激活之间的失活时段；并且

所述计算构件(8)被配置为基于激活时长和/或失活时长可变地确定温度分布(ΔT_target)。

2.根据权利要求1所述的用于用户回路(3)的流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于

所述调整装置(1)被配置为在所述激活时段内通过由所述计算构件(8)计算出的所述电动触发输出至所述致动器(6)，并且在所述失活时段内不输出所述电动触发或输出与所述流量控制阀(2)的关闭位置对应的预定电动触发至致动器(6)。

3.根据权利要求1或2所述的用于用户回路(3)的流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于

所述调整装置(1)被配置为在所述失活时段关掉对所述计算构件(8)和/或所述调整装置(1)的电力供应。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于用户回路(3)的流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于

所述计算构件(8)被配置为在所述储存构件中储存所述流量控制阀(2)的先前打开位置的至少一个值。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于用户回路(3)的流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于

所述储存构件包含用于所述激活时长的预存参考值和/或用于所述失活时长的预存参考值。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于用户回路(3)的流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于

所述储存构件包含温度分布的预存值的范围。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于用户回路(3)的流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于

所述储存构件包括预存的图，具有所述激活和/或失活时长的相关值以及用于确定所述温度分布(ΔT_target)的预定温度分布(ΔT_target)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的用于用户回路(3)的流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于

所述储存构件包含用于计算所述温度分布(ΔT_target)的预存控制逻辑。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于用户回路(3)的流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于

所述调整装置(1)被配置为根据所述流动温度(T_flow)来改变所述温度分布(ΔT_target)，和/或

所述调整装置(1)被配置为根据所述流动温度(T_flow)来改变温度分布(ΔT_target)的带宽，和/或

所述调整装置被配置为通过所述接口(9)，从所述温度控制系统(10)接收具有操作参数的进一步外部信号；并且所述计算构件(8)被配置为根据所述操作参数来调整所述温度分布(ΔT_target)。

10.一种温度控制系统(10)，用于建筑物的房间的自调节温度控制，所述温度控制系统具有温度控制源(4)、至少一个带有热交换器(30)的用户回路(3)，所述用户回路包含流量控制阀(2)，以及液体热载体和泵，所述温度控制系统包含：

至少一个设置在所述房间内的恒温器(12)，其具有用于输入指示可预设室温(T_room-target)的值的输入构件，以及用于为房间中的至少一个所述用户回路(3)输出激活信号的接口(9)；

所述恒温器(12)被配置为只要超出可预设室温(T_room-target)和实际室温(T_room-actual)之间的偏差公差，通过所述恒温器(12)输出激活信号以响应所述实际室温(T_room-actual)；

其特征在于，

所述温度控制系统(10)分别包含，用于至少一个所述用户回路(3)的，根据权利要求1-9任一项所述的调整装置(1)，其与所述用户回路的所述流量控制阀(2)可操作地连接，并且通过其关联来自与所述用户回路(3)布置在同一房间内的所述恒温器(12)的激活信号或失活信号。

11.根据权利要求10所述的用于建筑物的房间的自调节温度控制的温度控制系统(10)，其特征在于

所述建筑物的房间内设置一个恒温器(12)和两个以上用户回路(3)。

12.根据权利要求10或11所述的用于建筑物的房间的自调节温度控制的温度控制系统(10)，其特征在于

所述恒温器(12)包含双金属元件，其响应于所述实际室温(T_room-actual)并且致动所述激活信号或所述失活信号的输出。

13.根据权利要求10-12任一项所述的用于建筑物的房间的自调节温度控制的温度控制系统，其特征在于

所述激活信号或所述失活信号是二进制信号，包含信号电平高于预定电平值的导通状态(I)以及没有信号电平或信号电平低于所述预定电平值的断开状态(0)。

14.根据权利要求10-13任一项所述的用于建筑物的房间的自调节温度控制的温度控制系统，其特征在于

一个所述恒温器(12)包含微型计算机和用于检测所述实际室温(T_room-actual)的温度传感器；其中

所述恒温器(12)在所述激活信号或所述失活信号输出期间和/或之后检测并储存一系列的所述实际室温(T_room-actual)；并且

所述恒温器(12)和一个调整装置(1)被配置为传达关于一系列检测到的所述实际室温(T_room-actual)数据。

15.根据权利要求10-14任一项所述的用于建筑物的房间的自调节温度控制的温度控制系统，其特征在于

所述激活信号和/或所述失活信号通过无线接口(9)从特定恒温器(12)传达到相关的调整装置(1)。

16.一种在具有温度控制源(4)和泵(5)的温度控制系统(10)中的分配器装置(11)，用于液体热载体到具有热交换器(30)的至少两个以上用户回路(3)的自调节分配，每个所述用户回路(30)包含流量控制阀(2)，包含：

流量分配器(13)和回流分配器(14)，其中所述用户回路(3)在输入侧和输出侧上被合并，其中所述流量控制阀(2)被设置在所述流量分配器(13)或所述回流流量分配器(14)处。

其特征在于，

根据权利要求1-9任一项的用于所述用户回路的自调节调整的所述调整装置(1)被提供给每一流量控制阀(2)。

17.一种方法，用于在建筑物的具有温度控制源(4)和泵(5)的温度控制系统(10)中，用于经过具有热交换器(30)的外部可激活的用户回路(3)的液体热载体流的自调节调整；

所述方法包含至少以下步骤：

a)检测所述用户回路(3)先前或当前的激活时段和/或失活时段；

b)检测流经所述用户回路(3)的热载体的输入侧流动温度(T_flow)和输出侧回流温度(T_{return flow})；

c)基于所述激活时长和/或所述失活时长确定从所述输出侧回流温度(T_{return flow})到所述输入侧流动温度(T_{return flow})的可变温度分布(ΔT_target)；

d)计算从检测到的所述输入侧流动温度(T_flow)和所述输出侧回流温度(T_{return flow})的温差(ΔT_actual)与预定温度分布(ΔT_target)之间的控制差(ΔT_{control difference})；

e)基于所述控制差(ΔT_{control difference})在所述用户回路(3)中计算和设置可调节的流动横截面。

18.根据权利要求17所述的用于经过外部可激活用户回路(3)的液体热载体流的自调节调整的方法，其特征在于，

如果至少一个先前的所述激活时段或所述失活时段大于参考值，更小的所述温度分布(ΔT_target)被确定；

如果至少一个先前的所述激活时段或失活时段小于所述参考值，更大的所述温度分布(ΔT_target)被确定。

19.根据权利要求17或18所述的用于经过外部可激活用户回路(3)的液体热载体流的自调节调整的方法，其特征在于，

所述温度分布(ΔT_target)基于一系列连续的先前激活和/或失活时长被确定。

20.一种方法，用于建筑物的具有温度控制源(4)和泵(5)的温度控制系统(10)中，用于液体热载体到至少两个以上带有热交换器的外部可激活的用户回路(3)的自调节分配；

其特征在于，

每个所述用户回路(3)彼此独立地执行根据权利要求17-19任一项的用于经过外部可激活用户回路(3)的液体热载体流的自调节调整的方法。

21.一种用于流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，所述调整装置(1)包含：

致动器(6)，其能够被所述调整装置(1)电动驱动的并且其被配置成以这样的方式连接到所述流量控制阀(2)，使得所述流量控制阀(2)的开度位置可以在关闭位置和打开位置之间被调整和检测，尤其是渐进或步进地；

计算构件(8)，其被配置为计算致动器(6)的电动触发，其对应所述流量控制阀(2)的预定开度位置-与特定的流量横截面有关-基于控制差(ΔT_{controldifference})，其中要计算的所述控制差(T_{control difference})形成于

流动温度(T_flow)和回流温度(T_{return flow})的温差(ΔT_actual)，以及所述回流温度(T_{return flow})到所述流动温度(T_flow)的预定温度分布(ΔT_target)之间；

接口(9)，用于接收用于激活所述计算构件(8)和/或所述调整装置(1)的外部激活信号；

其特征在于，

所述调整装置(1)包含位置检测构件(15)，其被配置为检测所述致动器(6)的实际位置。

22.根据权利要求21所述的用于流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于

所述位置检测构件(15)由螺旋管(16)和与所述螺线管(16)相关联的霍尔传感器(17)形成。

23.根据权利要求21或22所述的用于流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于

所述调整装置(1)包含时间检测构件和储存构件，被配置为检测和储存所述激活信号先前的或当前的激活时段和/或两次激活之间的失活时段；并且

所述计算构件(8)被配置为基于激活时长和/或失活时长可变地确定温度分布(ΔT_target)。

24.根据权利要求21-23任一项所述的用于流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于

所述调整装置(1)被配置为在所述激活时段内通过由所述计算构件(8)计算所得的所述电动触发输出至所述致动器(6)，并且在所述失活时段内不输出所述电动触发或输出与所述流量控制阀(2)的关闭位置对应的预定电动触发至致动器(6)。

25.根据权利要求21-24任一项所述的用于流量控制阀(2)的自调节调整的调整装置(1)，其特征在于，根据权利要求1至9中至少一项所述的调整装置(1)的至少一个特征。

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