CN114646354A - 用于识别液压网络中的供应不足或者供应过剩的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于识别供热系统中的消耗器(R1，R2)的供应不足或者供应过剩的方法，所述供热系统包括：至少一个循环泵(2)，该循环泵将一种载热介质输送给消耗器(R1，R2)；和多个恒温阀(V1，V2)，该恒温阀分别调节通过消耗器(R1，R2)中的一个的输送流量。在此规定：循环泵(2)产生一个周期性波动的扬程(H)，并且确定循环泵(2)由此产生的体积流量(Q)，然后从该体积流量计算出一个饱和信号(Q_1,sat，Q_n,sat)并进行分析评估，其中当饱和信号(Q_1,sat，Q_n,sat)的值的绝对值高于极限值(G)时，作出供应不足或者供应过剩的推断。

Description

用于识别液压网络中的供应不足或者供应过剩的方法

技术领域

本发明涉及一种用于识别供热系统中的消耗器的供应不足或者供应过剩的方法，所述供热系统包括：至少一个循环泵，该循环泵将一种载热介质输送给消耗器；和多个恒温阀，所述恒温阀分别调节通过其中一个消耗器的体积流量。

背景技术

建筑物供热系统具有形式上为加热体的消耗器，该消耗器的供应不足或者供应过剩的问题是众所周知的。在供应不足的情况中，需加热的房间变得不够温暖，因为由循环泵产生的压差过小，以即使在恒温阀完全打开的情况下也调节到通过相应消耗器的充分的体积流量。而在供应过剩的情况中，恒温阀由于循环泵的过高压力而必须大大地关闭，以实现充分的压力下降并且这样减小通过相应消耗器的体积流量。然而这个压力下降同时也意味着能量损失，在产生较小压差的循环泵的情况中能够避免这个损失或者至少能够将其降低到最小程度。

最佳加热调节的目的是利用尽可能少的能量满足所需的热需要量。当房间里的恒温阀处于下部调节极限上时，即正好刚刚完全打开时，情况如此。当热需要量进一步上升或者循环泵的压差进一步降低时，阀门然后不能再进一步打开以满足热需要量。换言之，调节系统的执行机构(此处形式上为恒温阀)进入饱和状态。出于这个原因，出现了试图鉴别由这个阀位产生的(当前的)供热系统的设备特性曲线并使泵调节与这个特性曲线相匹配的方法。然而，在此通常需要整整一天的学习阶段，在该学习阶段中对体积流量的变化进行分析评估。与此同时，确定最小的管网抛物线，并且假设：如果未达到该最小管网抛物线的话，系统就不是供应不足。然而这个假设只有在下面情况下是合理的，即供热系统在液压方面是平衡的，或者换句话说，所有阀门同时进入饱和状态。然而，往往在供热系统中情况并非如此。另外，供应过剩与供应不足同样不是所期望的，因为在此往往在恒温阀上产生噪声。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种方法，该方法既识别供应不足，也识别供应过剩，并且为此只需要较短的时间，特别是不需要学习阶段。

这个目的通过如权利要求1所述的方法得以实现。在从属权利要求中列出了有利的发展并且在下文中加以阐述。

根据本发明规定：循环泵产生一个周期性波动的扬程，并且确定由此产生的循环泵的体积流量，然后从该体积流量计算出一个饱和信号并进行分析评估，其中当饱和信号的值就绝对值而言高于一个极限值时，作出供应不足或者供应过剩的推断。

因此本发明的中心思想在于：在供热系统中引起一个周期性的压力波动(作为系统的干扰)并且如下地分析评估恒温阀的反应，即恒温阀是否能够平衡波动(通过控制消除波动)、即是否相对于饱和信号的干扰量具有高的刚度/稳定性，或者在平衡期间是否触到其上部调节极限(完全打开)或者下部调节极限(完全关闭)。根据本发明的饱和信号携带这个信息并且因此能够在这方面被分析评估。如果从泵的角度观察系统的话，那么一个理想刚性的系统具有一个无限高的阻抗，或者在激励频率、即周期性压力波动的频率的情况下具有一个为0的液压传导值。换言之，尽管扬程发生(周期性)变化，而体积流量不发生变化。

优选扬程波动可以设计/确定成，使得恒温阀能够平衡波动的扬程并且因此使通过所述或相应消耗器的体积流量保持恒定。在扬程充分缓慢地波动时，是这种情况。例如，扬程可以以在5与60分钟之间的周期时间T波动。

根据一个优选的变型实施方案，可以通过循环泵的转速调制产生扬程波动。为此可以为循环泵的一个调节量叠加一个激励信号f(t)。调节量例如可以是用于循环泵的转速、扭矩、电功率或者电流的额定值。激励信号可以是正弦形的，例如形式上为f(t)＝a·sin(ωt)，其中a为幅度，ω＝1/T为激励频率，或者T为周期。

例如可以通过测量技术借助体积流量传感器确定体积流量或者在计算方面通过对循环泵的其他变量的分析评估确定体积流量。例如德国专利申请DE 102014004336 A1公开了一种通过计算确定体积流量的方法。

在第一变型实施方案中，饱和信号可以通过循环泵的体积流量与激励信号f(t)或者与具有该激励信号f(t)的激励频率ω的正弦波信号sin(ωt)相乘并且通过这样构成的乘积在激励信号f(t)的周期上的随后的积分(傅里叶变换)构成，优选根据下列公式：

或者

这样构成的饱和信号Q_1,sat以下也称为体积流量积分。换言之，在这个变型实施方案中，对激励信号的基本频率在所产生的体积流量中的比率进行分析评估。

在第二变型实施方案中，饱和信号可以通过循环泵的体积流量与一个具有激励信号f(t)的整数倍数n的频率ω的正弦波信号sin(nωt)相乘并且通过这样构成的乘积在激励信号f(t)的周期上的随后的积分(傅里叶变换)构成，优选根据下列公式：

在这个第二变型实施方案中，饱和信号Q_n,sat也通过一个体积流量积分构成。然而在这个饱和信号中，对激励信号的第n次谐波在所产生的体积流量中的比率进行分析评估。

体积流量积分表示体积流量在激励频率或者第n次谐波中的时间上的变化。

在理想化的情况中，恒温阀在热需要量稳定的情况下与扬程无关地确保恒定的体积流量。这就是说，体积流量不发生变化，因为恒温阀几乎即时地对扬程变化进行平衡(修正)。然而，体积流量在恒温阀触到其调节极限时-当供应不足和供应过剩时是这种情况-发生变化。

在供应不足的情况中，恒温阀不能再调节到所期望的通过消耗器的体积流量，因为循环泵提供的压力或者其扬程不再足够。在这个情况中，阀门已经完全打开和不能为了提高体积流量再进一步打开。若循环泵的调制的扬程下降，在出现供应不足时体积流量因此也下降。这一点最初只发生在扬程波动的负半波期间，在扬程继续下降时然后也在正半波时发生。扬程下降(转速下降)和体积流量变化因此同向进行。

扬程的周期性波动越来越多地反映在体积流量积分中。更确切地说，扬程下降在频谱中通过体积流量积分的一个上升的正值变得明显。因此，当或者一旦饱和信号的值是或者变为正值，就是说，大于零时，可以作出供应不足的推断。在实际实施中，由于与理想化的状态的偏差(激励期期间的热需要量变化、测量信号(体积流量、转速等等)上的噪声)之故，优选选择一个大于零的极限值G作为识别供应不足的判定阈值。将饱和信号与这个极限值进行比较，其中当饱和信号为正值并且就绝对值而言大于极限值时，作出供应不足的推断。

上述情况一方面适用于激励频率下的体积流量积分。然而，也可以以同样的方式对用于供应过剩识别的谐波进行分析评估，特别是对奇次谐波进行分析评估。这样，当饱和信号的值在n次谐波nω的情况中大于一个极限值时，可以作出供应不足的推断。

分析评估体积流量对激励信号的响应的优点特别是在于：傅里叶变换显示一个良好的滤波效果，因此能够将有效信号很好地与一个可能存在的干扰信号区分开来。当系统的热需要量例如在每日过程中缓慢变化时，产生所述干扰信号。由于这些变化具有的频谱成分不同于周期性扬程波动所产生的本发明激励信号，所以能够将两者区分开来。

可以以类似的方式作出供应过剩的推断。在供应过剩的情况中，恒温阀从循环泵获得一个过高的压力，然后完全关闭(阀门处于饱和状态)，因为恒温阀通常不能实现任意小地开启阀门。就是说，存在以下情况，即尽管存在体积流量需求，然而恒温阀在高压差的情况中却完全关闭。体积流量因此为零。只有当扬程或者压力下降时，阀门才打开，然后才能调节到所期望的体积流量。这样，体积流量要么与额定值相对应，要么为零。尽管扬程下降或者转速下降，但是体积流量由于阀门打开而从零开始上升。扬程下降(转速下降)和体积流量变化因此反向进行。

在频谱中，这一点例如通过体积流量积分的上升的负值变得明显。因此，当或者一旦饱和信号的值是或者变为负值，就是说，小于零时，可以作出供应过剩的推断。在此也由于存在于理想化的状态的偏差(激励期期间的热需要量变化、测量信号(体积流量、转速等等)上的噪声)之故，可以使用一个极限值G作为识别供应过剩的判定阈值，然而该极限值在此是负的。依然也可以使用一个正的极限值并将饱和信号的绝对值与这个极限值进行比较，其中当饱和信号为负值并且其绝对值大于极限值时，作出供应不足的推断。

上述情况在此一方面也适用于在激励频率时的体积流量积分。然而，在此也可以以同样的方式对用于供应过剩识别的谐波进行分析评估，特别是对奇次谐波进行分析评估。这样，当饱和信号的值在n次谐波nω的情况中为负值并且其绝对值大于一个极限值时，可以作出供应过剩的推断。

用于供应不足的极限值可以与用于供应过剩的极限值不同，从而在实际中可以使用两个不同的极限值。

在方法技术中，首先可以检查饱和信号值在激励频率ω或者n次谐波的情况中在绝对值方面是否大于一个最小值Gmin，以确定究竟是否存在供应过剩或者供应不足，就是说，饱和信号是否不在零附近的噪声中。接下来可以检查正负符号的情况，就是说，饱和信号的值是大于还是小于零，以确定是供应不足(＞0)还是供应过剩(＜0)。如果为供应不足和供应过剩使用相同的极限值的话，最小值可以立即与这个共同的极限值相对应。如果为供应不足和供应过剩使用不同的极限值的话，在与最小值Gmin比较之后可以根据正负符号选择相应需使用的用于识别供应过剩或者供应不足的极限值。这个极限值可以在绝对值方面大于最小值Gmin。因此提高了识别可靠性并且排除了错误的假设。

优选当由于房间的热时间常数高之故在激励频率的情况中通过恒温阀未保证对扬程波动的完全平衡，并且激励频率不能进一步降低(特别是降低到一个60分钟以上的周期时间)-否则系统对激励或者对周期性扬程波动的响应是不显著的-时，可以对在n次谐波(例如3次、5次、7次、9次、11次或者13次谐波时)的体积流量积分值进行分析评估。

为了进一步提高该方法的识别准确度，可以规定基于多个周期作出供应不足或者供应过剩的假设。这样在一个变型实施方案中，只有当饱和信号在多个(例如3至5个)积分周期内依次相继地高于极限值时，才能够假设供应不足或者供应过剩。

也可以通过漂移修正改善饱和信号，其方式为例如在每个周期期间确定体积流量积分的初始值和终值，并且假设初始值和终值的平均值的一个线性曲线。这个平均值的曲线然后构成一个漂移信号，然后可以对体积流量积分进行修正，修正程度为通过这个漂移信号产生的部分。

所述方法的优点是：即使在完全饱和的情况中，即当恒温阀在整个周期期间打开时也能够对供应不足进行识别，因为体积流量跟随激励信号变化。然而在供应过剩的情况中，只有当阀门至少在周期的一部分内脱离饱和的(关闭的)状态时，才能够识别这个供应过剩，因为否则就没有体积流量流过并且由此体积流量积分等于零。

在所述方法中由此出发：当阀门在正常调整范围内运行时，在周期性激励与产生的体积流量改变之间不产生相互关联。此外，需要说明的是：由于主动的扬程调制、特别是转速调制，在饱和信号中出现一定事件的可见性始终以大致等于积分时间的滞后发生，因为总是在积分时间结束时才得出积分结果而且然后还要进行分析评估(计算时间)。这就是说，在极端情况中，只有在求积分的周期T之后才能够看到供应不足或者供应过剩的确定结果。至少在方法开始时，就是说，当在循环泵2中激活执行所述方法的功能时，情况如此。根据一个变型实施方案，在每个积分区间0至T的终端可以开始一个另外的积分区间，使得始终在周期T的倍数之后才能够确定供应不足或者供应过剩。然而，根据另一个变型实施方案，也可以使用一个从0+x至T+x的弹性的积分时间，使得在第一完整周期T之后在任何时间点都能够得出存在供应不足或者供应过剩的结论。

此外，本发明还涉及一种用于供热系统的循环泵，该循环泵设置用于执行如权利要求1至9中任一项所述的方法。

附图说明

下面将借助实施例和附图阐述本发明的另外的特征、特性和优点。

附图中：

图1为简化的供热系统的示意图；

图2为在供应不足的情况中压力△p、体积流量Q和体积流量信号Q_1.sin的曲线变化线图；

图3为在供应过剩的情况中压力△p、体积流量Q和体积流量信号Q_1.sin的曲线变化线图；

图4为本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面根据对图1中示意性示出的一个简化的供热系统1的模拟对用于识别供热系统1中的供应不足或者供应过剩的本发明方法进行阐述。所研究的建筑物供热系统1在此包括例如仅仅两个设置在系统1的并联分路3中的、形式上为加热体的消耗器R1、R2，一个中心循环泵2为这些消耗器输送一种载热介质。此外，在每个分路3中设置有或者为消耗器R1、R2中的每个配置有一个恒温阀V1、V2，该恒温阀根据在一个事先规定的室内温度与一个测定的室内温度之间的差值调节通过相应的分路3的体积流量Q1、Q2。在控制技术方面，恒温阀V1、V2分别构成一个P控制器并且在液压方面构成一个可变阻抗，而消耗器R1、R2和分路3(即构成这些消耗器R1、R2的供应管路和排出管路的管路)则分别构成一个恒定阻抗。恒温阀V1、V2的调整范围从相应的阀门完全打开时的0值(开度100％)一直到阀门关闭时的无穷大值(开度0％)。然而假设阀门已经在10％的开度以下时完全关闭，就是说，形成一个无穷大的阻抗，从而没有体积流量流过相应的分路。图1另外还示出了一个压差传感器P1和在分路3中的两个体积流量传感器Q1、Q2。出于简化的原因，在图1中未示出常用供热系统的另外的部件，诸如燃烧器、热交换器、水力分离器、膨胀箱、另外的传感机构。

为了简化起见，可以假设每个恒温阀V1、V2为了达到相应房间或者房间区域(相应的消耗器R1、R2应该加热所述房间或者房间区域)中的额定温度而无延迟地调节到所需的体积流量Q1、Q2。在实际当中通过如下方式实现这一点：下面说明的过程如此缓慢地进行，即恒温阀V1、V2的调节时间常数可以忽略不计。

图2示出了三个上下叠置的线图，具有相关变量的时间过程。所有示出的变量在此都是无量纲的，因为这只是一个基本供热系统1的模型的模拟。

上部线图示出了循环泵2在时间t上的压差△p，该压差-除了刻度和尺寸之外-同时代表循环泵2的扬程H，因此以下只涉及扬程。根据本发明，循环泵2通过如下方式产生一个周期性波动的扬程，即为循环泵2的一个调节量n(t)叠加一个正弦激励信号f(t)。在这个示例中，调节量n(t)是一个由上一级的调节系统事先规定的循环泵2的转速额定值。以数学方式描述，这样构成的、用于转速的新调节量n*(t)然后以n*(t)＝n(t)+f(t)的形式表示。激励信号f(t)通过f(t)＝a·sin(ωt)构成，其中a为幅度，ω＝1/T为激励频率，其中T为周期。选择一个低的激励频率ω，例如周期在20与60分钟之间，以便恒温阀V1、V2能够使体积流量Q1、Q2无延迟地或者在无显著的相位差的情况下与变化的扬程相匹配。如此选择幅度a，使得转速波动在循环泵2的最大转速的0.1与10％之间，例如在5转/分钟与200转/分钟之间。

上一级调节系统通过如下方式逐渐降低扬程直到时间点t2为止，即连续地减小用于转速的无叠加的调节量n(t)。这个调节系统例如可以是循环泵2的上一级自动调节系统，该自动调节系统实现节能功能并且同时试图始终调节到最小的扬程，以便以最小的能耗满足供热系统1的当前需要。调节系统降低转速n(t)，直到它从本发明的供应不足识别中获得阀门已经达到限位的信息为止。若情况如此，它再次提高转速，以避免供应不足。

中间的线图示出了通过第一消耗器R1的体积流量Q1和通过第二消耗器R2的体积流量Q2产生的曲线变化。对于第一恒温阀V1进行模拟，使得其用于额定温度和实际温度的值如下，即必须调节到一个0.1的体积流量Q1_ref。此外，对于第二恒温阀V2进行模拟，使得首先必须调节到一个0.05的体积流量Q2_ref，该体积流量后期线性上升。直到时间点t1＝9为止，第一恒温阀V1能够进行重新调节，即尽管存在扬程波动，依然使所需的为0.1的体积流量Q1_ref保持稳定。这意味着：第一恒温阀V1在其运行范围内运行，并且当扬程H下降时周期性打开，并且当扬程上升时关闭，而不触及调节极限。对于第二阀门V2来说，直到时间点t6为止情况也是如此。

下部线图在时间t上示出了一个根据本发明由循环泵2的体积流量Q＝Q1+Q2确定的饱和信号Q_1.sat，该饱和信号通过与未加权的(就是说无振幅a)激励信号f(t)相乘的体积流量Q在周期T上的积分获得:

这个下部线图表示激励频率ω(基本频率)在体积流量Q中具有的或者引起的那个信号部分。如从中看出的那样，由于恒温阀V1、V2的能重新调节之故，直到时间点t1为止在饱和信号Q_1,sat中无法识别出扬程H的周期性激励(当t∈[0,t1]时，Q_1,sat＝0)，因为通过恒温阀V1、V2能够使体积流量Q或者体积流量Q1、Q2保持恒定。也可以说，供热系统1的稳定性或者阻抗在激励频率ω的情况下是无限大的。因此饱和信号Q_1,sat直到时间点t1为止等于零。

然而，从时间点t1起就不能再由第一恒温阀V1为每个扬程调节体积流量Q1ref。这意味着：扬程如此程度下降，即第一恒温阀V1触到其下调节极限(开度100％)，就是说，不能进一步打开，因为它已经完全打开了。这是一个供应不足的开始，该供应不足最初暂时地、即在负半波的峰值期间存在，后期在整个周期期间存在。第一分路3中的体积流量Q1然后随着扬程H的周期性变化而变化。这一点即使在饱和信号Q_1,sat中也可以识别到，因为该饱和信号在时间点t1之后不再为零。然而，由于积分时间T之故，滞后一个节拍(＝周期T)产生一个与零不同的饱和信号Q_1,sat＞0。循环泵2现在在激励频率ω的情况中遇到的液压阻抗明显地下降。

在t2与t3之间的时段(时段10至20)中，扬程H不再进一步降低。除了由积分时间导致的滞后之外，饱和信号Q_1,sat在这个时段中是恒定的。在这个时段中，由第一消耗器R1加热的房间区域持续供应不足。叠加的调节系统现在可以对这个信息作出反应并且再次提高扬程，如这一点在此示例性地在时段t3＝20＜t＜30＝t6中发生的那样。结果是，阀门V1重新走出饱和，从时间点t4＝23起暂时地、从时间点t5＝26起持续地达到这一点。也可以在所述饱和信号Q_1,sat上识别这一点，该饱和信号在时段t4至t6中再次下降到零。叠加的调节系统获得这个信息并作出如下反应，即它从时间点t6＝30起不进一步提高扬程H。

在示例中，从时间点t6起假设，第二分路3中的热需要量此后上升，这导致那里必要的体积流量Q2_ref上升。热需要量上升到由循环泵2的压差无法满足的一个值，使得在此从t7＝43起最初暂时地和从时间点t8＝46.5起持续地在第二分路3中产生饱和(阀门V2触到其调节极限，100％开启)。这一点在饱和信号Q_1,sat中也变得可见，因为它再次从零上升到正值。因此上一级的调节系统能够通过以下方式再次作出反应，即它进一步提高扬程。

所使用的饱和信号Q_1,sat因此是有关供应不足的信息的载体。只要饱和信号Q_1,sat具有明显的正值，就存在供应不足。为此可以规定一个极限值G1，该极限值用作判定阈值。当饱和信号Q_1,sat达到或者超过这个极限值G1时，可以作出供应不足的推断。

需要说明的是，在体积流量Q中、饱和信号Q_1,sin中出现一定事件的可见性始终在积分时间结束时才出现，就是说，滞后一个周期T或者一个节拍T。此外，当周期性波动的平均值，更确切地说无叠加的转速额定值n(t)，或者体积流量需求在激励期期间变化的话，产生饱和信号Q_1,sat的值的波动。出于这个原因，将判定阈值G1设置为一个大于零的值是有意义的。

为了提高识别可靠性，可以基于多个连续的周期作出识别供应不足的决定。另外，还可以通过漂移修正改善信号。

本发明的方法在不必等待和分析评估加热运行的整个每日周期的情况下使对各个分路中的供应不足的识别成为可能。已经能够提前地作出存在供应不足的结论，在实践中在恒温阀的时间常数的较少几倍的时间之后，理想的情况是5至60分钟之后。该方法的一个特别的优点在于：即使当供热系统在液压方面未得到平衡或者未得到正确平衡时，它也起作用。

如以下借助图3中的示例阐述的那样，可以以与对供应不足的所述识别类似的方式确定供应过剩。

与图2类似，图3示出了三个叠置的曲线线图，这些曲线图用于周期性波动的压差△p或者扬程H(上部线图)、第一消耗器1的分路3中由此产生的体积流量Q1连同那里需设置的额定值Q1_ref(中间线图)和饱和信号Q_1,sat(下部线图)。

在这个示例中，首先假设，加热分路3最初具有高的热需要量，并且循环泵2相应地产生大的扬程H。第一恒温阀V1首先能够通过如下方式调节到必要的体积流量Q并保持恒定，即它平衡或同控制消除扬程H的周期性波动。

如果现在第一分路3的热需要量下降，如直到时间点t8＝30为止是这种情况，则第一恒温阀V1越来越多地关闭。假设恒温阀V1能够调节到10％至100％的开度，然而在10％以下完全关闭。在这个情况中，达到了上部调节极限。在图3中，在时间点t1就是这种情况。需调节的额定值Q1_ref然后下降到一个值，在该值的情况中第一恒温阀V1由于固定高的压差之故而触到上部调节极限并完全关闭。因此体积流量Q降到零。然而，这个状态仅仅在压力变化曲线中的正半波峰值的持续时间内存在，就是说，直到时间点t2为止。在峰值之外，扬程较小，使得阀门再次调节一个大于10％的开度，体积流量Q＞0流过。这至少直到下一个正半波峰值为止是这种情况，就是说，直到时间点t3为止。在此，阀门V1再次碰到其上部调节极限，体积流量Q重新降到零。在时间点t4，阀门V1重新打开。在图3中，在t5与t6之间的时段内，在压差波动中还产生一个另外的正半波，在该半波的最大值时阀门V1关闭并且体积流量降到零。由于体积流量在零与Q1_ref之间的反复的、几乎骤然的变化，为t1到t6位置的这个区域中的饱和信号Q_1,sat产生负值。

所使用的饱和信号Q_1,sat因此同样是有关供应过剩的信息的载体。只要饱和信号Q_1,sat具有明显的负值，就存在供应过剩。为此同样可以规定一个极限值G2，该极限值用作判定阈值。当饱和信号Q_1,sat在绝对值方面达到或者超过这个极限值G2并且同时为负值时，可以作出供应过剩的推断。

如果阀门V1在整个激励期期间处于饱和状态的话，则不能识别供应过剩，因为在此饱和信号或者说液压传导值等于零。因此应该对供应过剩作出快速反应并降低泵2的扬程H。在图3的示例中可以看到，扬程H从时间点t5开始下降。这由上一级的调节系统启动并且延续到时间点t7为止。通过这个扬程下降使阀门脱离饱和状态，并且能够再次调节到满足热需要量所需的体积流量Q1_ref，即平衡或通过控制消除扬程H的周期性波动。从时间点t8＝30起，第一分路3的热需要量是恒定的。

一个加快识别的可能性在于：提高选择激励信号f(t)的激励频率ω，例如如此选择激励信号f(t)的激励频率ω，即该激励信号具有短于20分钟的周期T，例如在5与20分钟之间。尽管在这个过快地调制扬程H的情况中恒温阀不能再保持体积流量Q恒定，从而在体积流量Q中显示出一个与激励或者波动的扬程H有相位差的摆动，然而在这个情况中根据体积流量曲线Q中的谐波可以识别供应不足或者供应过剩。为此确定相应的饱和信号Q_n,sat，该饱和信号描述体积流量Q中通过激励频率ω的整数倍数n(第n次谐波)引起的信号部分。这个饱和信号Q_n,sat可以通过循环泵2的体积流量与具有激励信号f(t)的频率ω的整数倍数n的正弦波信号sin(nωt)相乘和这样构成的乘积在激励信号f(t)的一个周期上的随后的积分构成：

这样例如可以检查激励频率的谐波振荡、例如奇次序列n＝3，5，7，9，11或者13的谐波是否或者以何种程度存在，因为这些谐波振荡在过快调制的情况中形成。同样可以通过与一个极限值的比较和/或通过对n次谐波时的饱和信号Q_n,sat的值的正负符号的分析评估进行分析评估。根据具体情况，也可以一起考虑多个谐波。

图4示出了本发明方法的流程图。在步骤S1中，以激活本方法或者激活循环泵2的控制和调节电子系统中根据本发明对供应过剩/不足的识别为起点。可以手动地进行激活。与此同时，供应过剩/不足识别既可以是一个可附加连接的功能，也可以是上一级的转速调节系统、特别是自动调节系统的组成部分。在这个情况中，当这个自动调节系统被激活时，自动激活供应过剩/不足识别。也可以规定：自动调节系统在出厂时已经与循环泵2的控制和调节电子系统中的供应过剩/不足识别一起被激活。

上一级的控制系统发出一个转速额定值n(t)，在步骤S2中对该转速额定值进行调制，以产生周期性的扬程波动。通过将转速额定值n(t)与具有如前所述5与60分钟之间的周期T的正弦激励信号叠加进行调制。接着，在步骤S3计算出饱和信号Q_1,sat并将其值的绝对值与一个最小值Gmin进行比较，步骤4。最小值Gmin大于饱和信号Q_1,sat的由噪声和干扰引起的值。如果未超过最小值的话，就不存在异常并且为下一个周期T算出饱和信号Q_1,sat，步骤S3。作为备选方案，也可以使用一个从0+x至T+x的弹性的积分时间，使得在一个完整周期上的第一积分之后，在每个时间点t都存在饱和信号Q_1,sat的值。

如果超过了最小值Gmin的话，在体积流量中存在一个明显的交替部分，该交替部分表明供应不足或者供应过剩。为了首先区分和随后验证这一点，检查饱和信号Q_1,sat是正的还是负的，步骤S5。若是正的，可能存在供应不足。这个情况属于步骤S5中的是-分支。若是负的，则可能存在供应过剩。这个情况属于步骤S5中的否-分支。根据这个假设，然后可以使用一个确定的极限值G1或者G2，以验证该假设。

如果经过在步骤S6中检查，饱和信号Q_1,sat大于极限值G1的话，存在供应不足，步骤S8。如果经过在步骤S7中检查，饱和信号Q_1,sat相反在绝对值方面大于极限值G2(而且是负的)的话，则存在供应过剩，步骤S9。然而，如果饱和信号Q_1,sat不大于相应的极限值G1或者G2(S6、S7的否-分支)的话，就不能作出供应过剩或者供应不足的明确结论并且在步骤3中继续执行程序。超过最小值G_min在这个情况中仅仅是一个干扰结果，然而并不是由供热系统1的阀门V1、V2之一触到一个调节极限或者处于饱和状态的实际情况所导致的。

将供应过剩或者供应不足的确定结果(步骤S8、S9)报告给上一级的调节系统，步骤S10，该调节系统然后可以相应地对此作出反应，例如在供应不足的情况中通过提高无叠加的转速额定值或者在供应过剩的情况中通过降低无叠加的转速额定值。另外，作为警告提示可以在循环泵2上显示确定结果。

需要指出的是，上述说明仅仅示例性地用于解释目的，绝不限制本发明的保护范围。作为“能够”、“示例性的”、“优选”、“可选”、“理想的”、“有利的”、“根据具体情况”或者“适合的”列出的本发明的特征应视为纯粹可选的，同样并不限制仅仅通过权利要求规定的保护范围。就在上述说明中列举的元件、部件、流程步骤、数值或者信息而言，都拥有已知的、相近的或者可预见的等同特征，这些等同特征一同包含在本发明中。本发明同样包括实施例的任何变化、变型或者改良，它们涉及元件、部件、流程步骤、数值或者信息的交换、增加、改变或者省略，只要本发明的基本构思保持不变，不论该变化、变型或者这改良是否导致实施方式的改进或者变差。

尽管上述发明说明列举了关于一个或者多个具体实施例的许多有形的、无形的或者具体工艺的特征，然而这些特征也可以与具体的实施例分开单独使用，至少在它们不需要另外的特征强制性存在的范围内。反之，这些涉及一个或者多个具体实施例所列举的特征可以相互以及与所示出的或者未示出的实施例的另外公开的或者未公开的特征任意组合，只要这些特征不相互排斥或者不导致技术上的不兼容。

Claims (10)

1.一种用于识别供热系统中的消耗器(R1，R2)的供应不足或者供应过剩的方法，所述供热系统包括：至少一个循环泵(2)，该循环泵将载热介质输送给消耗器(R1，R2)；和多个恒温阀(V1，V2)，所述恒温阀分别调节通过其中一个消耗器(R1，R2)的输送流量，其特征在于：循环泵(2)产生周期性波动的扬程(H)，并且确定由此产生的循环泵(2)的体积流量(Q)，然后从该体积流量计算出饱和信号(Q_1,sat，Q_n,sat)并进行分析评估，其中当饱和信号(Q_1,sat，Q_n,sat)的值的绝对值高于极限值(G)时，作出供应不足或者供应过剩的推断。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：扬程波动确定成，使得恒温阀(V1，V2)能够平衡波动的扬程(H)并且因此使通过所述或相应的消耗器(V1，V2)的体积流量(Q1，Q2)保持恒定。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：扬程(H)以5与60分钟之间的周期时间波动。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：由上一级调节系统事先规定扬程(H)，并且为了能量优化逐渐地降低扬程，直到饱和信号(Q_1,sat，Q_n,sat)的值的绝对值高于极限值(G)为止。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：通过循环泵(2)的转速调制以如下的方式产生扬程波动，即为循环泵(2)的调节量叠加激励信号(f(t))。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：激励信号(f(t))是正弦形的。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于：饱和信号(Q_1,sat，Q_n,sat)通过循环泵(2)的体积流量(Q)与激励信号(f(t))或者与具有该激励信号(f(t))的频率或者多倍频率的正弦波信号相乘和通过这样构成的乘积在激励信号(f(t))的周期上的随后的积分构成。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：当或者一旦饱和信号(Q_1,sat，Q_n,sat)的值变为正值时，作出供应不足的推断。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：当或者一旦饱和信号(Q_1,sat，Q_n,sat)的值变为负值时，作出供应过剩的推断。

10.一种用于供热系统的循环泵(2)，其特征在于：该循环泵设置用于执行如权利要求1至9中任一项所述的方法。

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