CN114026331A - 用于调节循环泵的方法以及循环泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在液压设备中、特别是在加热设备中以可变转速调节循环泵的方法，其中，泵调节装置预先给定目标输送扬程并且适配泵的转速，以便达到所述目标输送扬程，并且其中，根据所述目标输送扬程是大于还是小于实际输送扬程来动态地确定转速变化率。

Description

用于调节循环泵的方法以及循环泵

技术领域

本发明涉及一种用于在液压设备中、特别是在加热设备中以可变转速调节循环泵的方法，其中，泵调节装置设置目标输送扬程并且适配泵的转速，以便达到目标输送扬程。

背景技术

较老的加热循环泵，特别是用于小功率或中功率的加热设备的较老的加热循环泵，通常是未调节的。在此，泵转速必须手动地设置到加热设备的相应的功率要求上，其中，泵通常准备不同的转速级以用于手动选择。合适的转速级应当这样选择：在时间上出现功率峰值也提供用于房间加热的足够的输送流。因为这样的功率峰值大多不规则并且仅短时间地出现，所以这样的泵主要在能量上不利的运行情况中运行。

现代的循环泵配备有变流器和转速调节器，由此，泵能够通过转速适配降低其功率消耗。转速的适配借助于特殊的调节曲线进行。在运行期间，泵通过传感装置或估计算法得到当前的输送流和实际输送扬程并且如此设置转速，使得运行点仅沿着所使用的调节曲线移动。因此，该调节曲线的类型定义了作为基础的调节策略。例如在恒定压力调节的情况下，转速与输送流无关地始终调节到恒定的输送扬程上。与此不同的是，在比例压力调节的情况下，沿着线性增加的梯度来调节输送扬程，也就是说，目标输送扬程与实际输送流成比例。

发明内容

本申请集中于这种比例压力调节并且寻求优化可能性，以便能够进一步降低泵所产生的功率消耗。

该目的通过按照权利要求1的特征的方法来实现。该方法的有利的实施方案是从属权利要求的主题。

按照本发明，对于用于调节循环泵的这种方法提出，适配转速适配装置的动态性。在此，利用转速适配装置或转速调节装置的动态性表示这种转速适配装置的速度，以便将泵从实际输送扬程带到通过调节曲线预先给定的目标输送扬程上。转速调节装置的动态性按照本发明应当根据实际输送扬程和目标输送扬程之间的差来变化，更确切地说，根据目标输送扬程是大于还是小于当前的实际输送扬程来变化。

泵调节装置可以基于恒定压力调节装置或比例压力调节装置来工作。备选地，泵调节装置也可以使用由申请人开发的生态模式。然而，该方法也可用于温度调节的泵。

在所应用的、用于设定目标输送扬程的泵调节装置中，泵驱动装置的转速不是跳跃式地设置，而是连续地提高或降低。因此，转速调节装置的动力性对应于转速变化率。因此，对于本发明重要的是，在实际输送扬程H_ist小于H_soll的情况下的转速变化率与在H_ist大于H_soll的情况下的转速变化率不同。通过转速变化率的这种动态化，对于所述两种调节情况可以降低循环泵的平均功率消耗。

理想地，对于目标输送扬程H_soll小于当前的实际输送扬程H_ist的情况，选择比当所需的目标输送扬程H_soll大于当前的实际输送扬程H_ist时较高的转速变化率。因此，转速在必要的降低时比在转速必要的提高时更快地变化。通过泵转速的相对快速的降低，能够平均地实现泵的较小的功率消耗。与此相对地，在提高实际输送扬程并由此必要地提高转速的情况下进行相对较慢的转速适配，由此仅以一定的延迟才达到期望的目标输送扬程。虽然由于这种延迟可能短暂地导致待加热空间的供应不足，但是由于热惯性这对于空间乘客几乎感觉不到。

按照本发明的优选实施方案，转速提高或降低按照可定义的、与时间相关的转速爬坡来进行，直至达到所需的目标输送扬程为止。因此，这种转速调节装置在控制技术上相当于一阶滞后元件，并且转速爬坡因此表现得如同一阶低通滤波器。因此，通过适配时间常数，能够改变爬坡的陡度并且因此改变转速变化的速度、即转速变化率。

用于上述情况区别H_soll<H_ist或H_soll>H_ist的所使用的转速爬坡在其斜率方面或者在其时间常数方面不同。因此，优选地，对于第一种情况（H_soll＜H_ist）设置非常陡的转速爬坡，也就是说H_soll＜H_ist的爬坡的特征在于比第二转速爬坡较低的时间常数，由此导致泵的快速转速变化并且明显更快地达到目标输送扬程。泵的平均功率消耗由此被降低。

按照本发明的示例性的实施方式，在泵调节装置中能够保存有第一转速爬坡和第二转速爬坡。泵调节器估计或者获取当前的输送流和当前的输送扬程，并且将后者与按照比例压力特性曲线所定义的目标输送扬程进行比较。如果当前的实际输送扬程高于目标输送扬程，则为了设定目标输送扬程而实施按照第一转速爬坡的必需的转速变化。在相反的情况中，在H_soll＞H_ist的情况下，将相反地将第二转速爬坡用于转速变化。

如前面已经阐述的那样，在提高实际输送扬程和由此必需地提高转速时，可以进行相对较慢的转速适配，由此，所希望的目标输送扬程以一定的延迟达到。通过经延迟的转速提高，提供了必需前提条件，用于在可能的供应过度或供应不足方面监控加热设备，因为通过经延迟的转速提高确保了与泵调节装置相比，恒温阀的反应时间更快。

这首先能实现在转速调节期间对输送流的有利地监控。在此特别规定，泵在转速适配期间、特别是在转速由于H_soll>H_ist提高期间连续地监控输送流。在此，按照该方法的有利的实施方式可以规定，在转速调节期间输送流几乎保持恒定的情况下，所行驶的转速变化率进一步降低，特别是直至仅仅略大于零的最小值。

例如可以规定，除了在此使用的第二转速爬坡之外还可使用第三最小转速爬坡，只要实际输送流保持在几乎恒定的水平上，在按照第二转速爬坡的相应的转速调节时转换到该第三最小转速爬坡上。如果尽管泵的转速提高但输送流保持恒定，则可以认为，在加热回路中构建的恒温器阀同时关闭，以避免空间的过剩供应。在这种情况下，在能量方面有意义的是，也将转速提高率降低到最小值，也就是说，仅仅还以最小的、非常平的转速爬坡提高转速。同时有意义的是，进一步监控输送流，以便检查待加热空间的充分供应。如果例如出现输送流的变化、也就是说，输送流的提高，则这是加热阀的打开的标志，从而转速调节装置也应从最小的变化率或最小的转速爬坡转换回到最初的变化率，也就是说，第二转速爬坡上。

除了按照本发明的方法之外，本发明还涉及循环泵，特别是加热循环泵，具有用于实施按照本发明的方法或本发明的有利的实施方案的泵调节装置。因此，循环泵的特征在于与按照本发明的方法相同的优点和特性，因此，在此为了避免重复将省略重复的描述。

除了循环泵之外，本发明还涉及具有按照本发明的循环泵的加热装置。与此相关地也得到相同的优点和特性。

附图说明

以下，借助于在附图中示出的实施例更详细地阐述本发明的其他优点和特性。图中示出：

图1：用于说明低通滤波器的特性的示例图，并且

图2：用于按照本发明的、具有自适应爬坡的方法的原理说明的功能草图。

具体实施方式

以下，将借助于一种热循环泵来描述本发明，所述热循环泵在热循环内使用锅炉和一个或多个加热体。加热体配备有恒温器阀，所述恒温器阀根据室温控制穿过加热器的流量。

热循环泵包括具有转速调节装置的变流器，所述变流器按照比例压力调节曲线工作并且与实际输送流成比例地设置目标输送扬程。然而，如果泵调节装置遵循一种备选的调节策略，则也可以使用该方法，然而为了简单起见，下面参照比例压力调节曲线来对该方法进行阐述。为了达到目标输送扬程，泵调节装置在考虑到可调节的转速爬坡的情况下提高或降低泵驱动装置的转速，直至达到目标输送扬程为止。这种转速爬坡在函数角度中表现得像具有可调节的时间常数的一阶低通滤波器。

示例性地，在图1中示出了已知的一阶低通滤波器的时间特性。图1示出了系统的额定值阶跃1以及所属的阶跃响应3。在阶跃响应3的切线2与最终值之间的交点是时间常数T。根据经验法则，阶跃响应在六倍时间常数T之后达到其最终值。

为了节省能量，使用两个转速爬坡。如果目标输送扬程H_soll小于实际输送扬程H_ist，则转速下降。在该情况下，设置陡峭的转速爬坡（低时间常数），由此使转速迅速降低并降低泵的消耗功率。如果目标输送扬程H_soll超过实际输送扬程H_ist，则取而代之地使用非常缓慢的转速爬坡（高时间常数），从而转速仅仅缓慢地上升并且仅仅延迟地达到实际输送扬程H_ist。在这种情况下，由于延迟会短时间地导致待加热的房间供应不足，但是由于房间的通常的热惯性不会被房间乘员察觉到。然而，泵降低了其平均功率消耗。

除了降低功率消耗之外，利用本发明的方法还可以确定，该空间实际上是否经历了供应不足，或者如果需要小于目标输送扬程的输送扬程对于该空间的热供应来说是否足够。为此，需要的是，泵的调节比加热体的恒温器阀的反应更慢。经验已经表明，加热体的恒温器阀非常快速地对转速变化作出反应。如果泵的转速非常缓慢地升高，则阀（在空间的足够供热的情况下）与之相反更快地且相同地关闭空间的供应。在这种情况下，尽管循环泵的转速上升，输送流仍保持恒定。

泵在转速爬坡停止期间连续地监测其输送流。如果泵在该情况下识别出保持恒定的输送流，则泵可以停止转速上升，而空间不经历温度下降。为了继续检查该空间是否仍被充分地供应，泵可以继续以最小转速爬坡（仅略高于零）的高度和输送流的变化来检查转速。由此持续地监控是否出现供应不足。该原理在图2中说明。

Claims (10)

1.一种用于在液压设备中、特别是在加热设备中以可变转速调节循环泵的方法，其中，泵调节装置预先给定目标输送扬程并且适配所述泵的所述转速，以便达到所述目标输送扬程，

其特征在于，

根据所述目标输送扬程是大于还是小于实际输送扬程来动态地确定转速变化率。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，其特征在于，转速按照时间上的转速爬坡提高或降低，直至达到所述目标输送扬程，其中，动态地根据所述目标输送扬程是大于还是小于所述实际输送扬程来确定所述爬坡的斜率。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转速爬坡在控制技术上表现得如同一阶低通滤波器，所述转速爬坡的斜率通过所述低通滤波器的时间常数来描述。

4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，与在H_soll>H_ist的情况下相比，在H_soll<H_ist的情况下选择较高的转速变化率或者较小的时间常数。

5.按照权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，在所述泵调节装置中存储有第一转速爬坡和第二转速爬坡，其中，在H_soll<H_ist的情况下，第一转速爬坡用于转速变化，并且在H_soll>H_ist的情况下，第二转速爬坡用于转速变化，并且其中，所述第一转速爬坡比所述第二转速爬坡更陡峭，也就是说，具有较低的时间常数。

6.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述转速变化期间，特别是在所述转速提高期间，监控输送流。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在恒定的输送流的情况下，降低所述转速变化率，特别是将所述转速变化率设置到大于零的最小值。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，如果确定所述输送流的变化，则再次提高所述转速变化率，特别是复位到原始的转速变化率。

9.一种循环泵，特别是加热循环泵，具有用于实施按照上述权利要求之一所述的方法的泵调节装置。

10.一种加热设备，具有按照权利要求9所述的循环泵。

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