CN111587344A - 用于操作加热系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作包括至少一个加热锅炉和至少一个循环泵的加热系统的方法，其中，循环泵根据一个或多个操作参数确定被加热建筑物的当前热需求并且将其传送给用于加热锅炉的开环和/或闭环控制的控制单元，并且其中，控制单元考虑到所传送的热需求而以开环或闭环方式控制加热系统中的介质的温度。

Description

用于操作加热系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于操作具有至少一个锅炉和至少一个循环泵的加热系统的方法。

背景技术

根据目前的现有技术，锅炉控制器基于室外温度估计整个加热系统的瞬时加热需求。考虑到仪器获得的室外温度，然后由锅炉控制单元根据需要调节介质温度。然而，这种方法不精确，并且可能不是特别节能，因为例如在晴天，尽管室外温度相对较低，但需求较低。然而，这种情况将不会被现有的锅炉控制器识别，并且调整后的加热功率将被不必要地设定为高。

因此，期望向锅炉的控制单元提供更多的量，其是系统的实际热需求的特征。

发明内容

该目的通过根据权利要求1的特征的方法来实现。该方法的有利配置构成从属权利要求的主题。

根据本发明提出，加热系统的循环泵根据一个或多个操作参数确定被加热建筑物的当前热需求。然后，所确定的当前热需求由循环泵通过通信接口传送到用于锅炉的开环和/或闭环控制的控制单元。然后，控制单元可以考虑到所传送的热需求而对加热回路内的介质温度施加开环或闭环控制。

简言之，根据本发明的方法提供了循环泵与锅炉之间的通信装置，以便能够交换与加热系统的当前加热需求有关的信息。

根据一个优选实施例，一个或多个操作参数包括加热回路内当前可用的输送速率。由于待加热的建筑物的当前热需求由加热回路的单独加热元件的阀位置确定，因此循环泵可以基于瞬时系统阻力得出关于系统内的相应热需求的结论。该系统阻力可以通过由循环泵提供的输送速率来确定。

通常，关于输送速率的信息不是用于明确地确定系统的相应热需求的单独足够信息，因为关于特定输送速率是高还是低的决定又取决于建筑物的尺寸。在这种背景下，特别优选的是，借助于循环泵的主动闭环控制曲线，关于相关的热需求来评估当前可用的输送速率。循环泵的速度通常由泵内部的闭环控制基于闭环控制曲线来设定，该闭环控制曲线是在泵安装期间由供热工程师针对待加热的建筑物的尺寸而单独确定和制定的。

循环泵特别优选地借助于“比例压力曲线”操作，该曲线绘制了输送速率与合适的输送压头的关系。该闭环控制曲线限定了泵输送压头和输送速率之间的关系。考虑到这种闭环控制曲线，可以基于所获取的输送速率针对必要的热需求来评估输送速率。特别考虑所获取的输送速率在闭环控制曲线上的位置，以便允许定量地估计所获取的输送速率。如果这处于相对较低的输送速率范围（例如，左侧曲线区）内，则可以假定低的热需求，而在相对较高的输送速率范围（右侧曲线区）内的位置的情况下，则应当假定高的热需求。当然，对于基于闭环控制曲线的可靠评估来说，重要的是供热工程师先前已经使闭环控制曲线正确地适应于建筑物要求。

可以想到的是，循环泵具有用于获取输送速率的流量传感器和/或用于获取所提供的泵压力（输送压头）的压力传感器。然而，由于成本原因，这种传感器实际上通常不安装。在这种情况下，泵可以基于可测量的机械泵容量和设定速度来估计其当前操作点，即输送容量和/或输送压头。

然而，输送速率不是用于确定建筑物的当前热需求的唯一工具。替代地或附加地，这可以通过所获取的介质温度来确定。介质温度例如可以直接通过相应的传感器获取，或者替代地可以基于循环泵的其它操作参数，诸如例如从泵内部的驱动单元的绕组温度和/或绕组电流，借助于合适的方法间接获取。参考申请人的具有官方文件参考DE102017203925.6的德国专利申请。在这一点上，通过引用将该申请的内容全部包括在内。

根据一个有利的实施例，循环泵可以根据在特定时段内获得的介质温度的时间分布来确定当前热需求。例如，可以基于在锅炉的冷却阶段期间、即在锅炉未被加热并且介质温度相应地下降直到锅炉重新启动的阶段期间的介质温度的时间分布来确定热需求。特别优选地，基于在该时段期间可确定的温度下降，即作为介质温度在相应时间窗内实际下降的速度的函数，来确定建筑物的热需求。相对较快的温度下降是建筑物内的高热需求的指示，而缓慢的温度下降指向较低的热需求。

控制单元与循环泵之间的用于传输相应的热需求的通信可以例如使用模拟或数字数据链路来进行。串行接口优选地作为通信接口。例如，Modbus协议可以用于数字数据交换。

用于加热锅炉的开环和闭环控制的控制单元可以例如是中央控制系统或替代地是锅炉的内部控制单元。

在当前情况下，利用根据本发明的方法，已经总是假定循环泵基于一个或多个所获取的操作参数来确定热需求。然而，同样可以想到的是，循环泵仅经由接口将一个或多个操作参数传输到控制单元以用于控制锅炉，并且仅在控制单元中进行用于确定实际热需求的相应评估。除了所采集的操作参数之外，循环泵的可能的闭环控制曲线也必须可选地为此目的被传输到控制单元。然而，除了确定热需求的地点之外，该方法与先前的实施例没有不同。

除了根据本发明的方法之外，本发明还涉及一种用于加热系统的循环泵，其中，该循环泵的特征在于泵控制器，该泵控制器用于根据一个或多个操作参数确定被加热建筑物的当前热需求。循环泵还包括至少一个通信接口，该通信接口被实施为使得当前热需求可借助于泵控制器经由接口传输至外部控制单元，特别是中央系统控制器和/或锅炉的内部控制单元。

此外，循环泵可以具有用于间接和/或直接获取当前可用输送速率和/或介质温度的时间分布的装置。此外，泵控制器可以被编程，以便基于所获取的输送速率和主动闭环控制曲线和/或基于介质温度的温度下降来确定热需求。为了避免重复，对于泵控制器的精确过程和具体编程，参考关于根据本发明的方法的上述说明。

附图说明

将参考附图中描绘的示例性实施例更详细地解释本发明的另外的优点和特征，在附图中：

图1是根据本发明的具有循环泵和锅炉的加热系统的示意性概图，以及

图2是相对于输送压头绘制的输送速率的示意图，包括系统特性和闭环控制曲线。

具体实施方式

图1示出了锅炉的控制单元10，其考虑室外温度来确定系统的相应热需求。首先，基于所获得的室外温度确定需求值（框11），并且基于闭环控制框12中的该系统需求确定加热系统内的加热水的相应介质温度。依照根据本发明的方法，内部确定的系统需求被附加需求值覆盖，该附加需求值经由外部接口30接收。外部需求值的提供通过加热系统的循环泵进行。

循环泵的控制器用附图标记20标记。其以传统的比例压力控制操作，其中，额定速度作为输出变量。为此，基于所确定的输送速率确定加热系统内的相应的热需求，该输送速率用作瞬时系统阻力的指示器，并因此用作加热元件的当前阀位置的指示器（框21）。基于热需求，在框22中的比例压力控制设定循环泵的合适速度，以确保最大限度的节能操作。

基于输送速率在泵内确定的需求值，特别地经由通信接口30，被附加地提供给锅炉的控制单元10，然后这可以借助于从循环泵接收的需求值校正在锅炉控制器内确定的热需求，从而可选地降低额定介质温度，以便降低锅炉能耗。

如已经解释的，可以基于当前输送速率Q确定在框21中确定的循环泵热需求。然而，输送速率不是用于确定建筑物的实际热需求的单独足够信息，因为关于特定输送速率是高还是低的决定同样取决于建筑物的尺寸。因此，循环泵附加地使用所设定的比例压力曲线来确定需求。所使用的闭环控制曲线通常由供热工程师在安装系统时设定，使得其适合于相应建筑物的预期需求。

图2示出了当所有恒温阀完全打开时建筑物的损耗特性（系统特性）。该系统特性在图2中用附图标记1标记。此外，该图示出了设定的比例压力曲线2。该比例压力曲线由供热工程师设定，使得其可靠地高于建筑物的损耗曲线1。

利用该信息，泵可以确定建筑物的瞬时热需求。如果当前的输送速率在图示中位于闭环控制曲线2的左侧的曲线部分（工作点15）上，则当前的热需求相对较低。然而，如果输送速率相反位于闭环控制曲线2的右侧曲线部分（这里是操作点16）上，则需求相对较高。

Claims (11)

1.一种用于操作具有至少一个锅炉和至少一个循环泵的加热系统的方法，其中，所述循环泵根据一个或多个操作参数确定被加热建筑物的当前热需求，并将其传送给用于所述锅炉的开环和/或闭环控制的控制单元，并且其中，所述控制单元考虑到所传送的热需求而对介质温度施加开环和/或闭环控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个操作参数包括当前可用的输送速率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当前可用的输送速率是借助于所述循环泵的主动闭环控制曲线关于热需求来评估的。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述闭环控制曲线是设定的比例压力曲线，其中，为了关于所需热需求评估所述输送速率，考虑当前输送速率在所考虑的闭环控制曲线上的位置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述一个或多个操作参数包括所述介质温度的时间分布，并且所述循环泵根据所述介质温度的所获取的时间分布来确定所述当前热需求，特别是根据由此确定的温度下降来导出当前热需求。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，控制单元和循环泵之间的通信借助于模拟或数字数据链路进行，例如经由串行接口进行。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制单元包括中央系统控制器或所述锅炉的内部控制单元。

8.一种用于操作具有至少一个锅炉和至少一个循环泵的加热系统的方法，其中，所述循环泵获取一个或多个操作参数，并将这些操作参数传送给用于所述锅炉的开环和/或闭环控制的控制单元，其中，所述控制单元基于所接收的一个或多个操作参数来确定被加热建筑物的当前热需求，并考虑到特定热需求而对介质温度施加开环和/或闭环控制。

9.一种用于加热系统的循环泵，具有泵控制器和至少一个通信接口，所述泵控制器用于根据一个或多个操作参数确定被加热建筑物的当前热需求，所述至少一个通信接口用于将所述当前热需求传输到外部控制单元，特别是中央系统控制器和/或锅炉的内部控制单元。

10.根据权利要求9所述的循环泵，其特征在于，所述循环泵具有用于间接或直接获取当前可用输送速率和/或介质温度的时间分布的装置。

11.根据权利要求9或10中任一项所述的循环泵，其特征在于，所述泵控制器被编程为基于所获取的输送速率以及主动闭环控制曲线和/或基于介质温度的温度下降来确定所述热需求。

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