DE102004026236A1 - Regulator for heating system, uses burning time and stopping time of heating system for generation of control value to regulate internal temperature of system, and determines correlation between time and burner temperature - Google Patents
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Abstract
Description
Heizungsanlagen werden je nach Wärmebedarf mit unterschiedlichen Vorlauftemperaturen betrieben. Bekannt sind Regelungen geführt von Außentemperaturfühlern oder von Temperaturfühlern in Referenzräumen. Diese Verfahren haben den Nachteil, dass der tatsächliche Wärmebedarf nur unzureichend berücksichtigt wird. Einflüsse wie solare Gewinne, große Wärmeisolation, Wind, Heizen nach Lüftung der Räume, Zusatzheizung durch Kaminofen und nichtlineare Heizleistung der Heizkörper werden nicht erfasst und bedingen zu niedrige oder meistens zu hohe Vorlauftemperaturen.heating systems are depending on the heat requirement operated with different flow temperatures. Are known Regulations from outside temperature sensors or of temperature sensors in reference rooms. These methods have the disadvantage that the actual heat demand insufficiently considered becomes. influences like solar profits, big ones Thermal insulation, Wind, heating after ventilation the rooms, Additional heating by stove and non-linear heating power of radiator are not recorded and cause too low or usually too high Flow temperatures.
Diese Probleme werden durch die im Patentanspruch angegebene Regelung gelöst.These Problems are caused by the regulation specified in the claim solved.
Die erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass kein Außentemperaturfühler oder Referenzraumfühler notwendig ist und dem entsprechend kein Zeitaufwand und keine Kosten für Einstellung dieser Steuerungselemente anfällt. Da nach Wärmebedarf geregelt wird, arbeitet die Heizungspumpe nie gegen geschlossene Thermostatventile und Strömungsgeräusche werden somit vermieden. Energieeinsparung und Senkung der Schadstoffe wird durch optimale Vorlauftemperatur und Senkung der Einschalthäufigkeit erreicht.The achieved advantages are in particular that no outside temperature sensor or Reference Room sensor is necessary and accordingly no time and no costs for setting this Controls arises. As for heat demand is regulated, the heating pump never works against closed Thermostatic valves and flow noise are thus avoided. Energy saving and lowering of pollutants will be due to optimal flow temperature and reduction of the switch-on frequency reached.
Bei
einstufigem Brenner gilt:
Ein Heizkessel oder eine Heiztherme muss bei richtiger Auswahl bei hohem Wärmebedar ständig laufen. Dieser hohe Wärmebedarf wird durch eine hohe Vorlauftemperatur abgedeckt. Entsprechend ist die Vorlauftemperatur niedriger bei geringerem Wärmebedarf.One The boiler or a heating boiler must be at the right choice at high Wärmebedar constantly to run. This high heat requirement is covered by a high flow temperature. Accordingly, the Flow temperature lower with lower heat requirement.
Dieser Zusammenhang zwischen Brenndauer und Vorlauftemperatur wird nach Anspruch 1 zur Bildung einer Führungsgröße für die Regelung der Vorlauftemperatur genutzt. Ein von der Regelung vorgegebener Sollwert der Vorlauftemperatur wird nach Einschalten des Brenners je nach Wärmebedarf nach unterschiedlicher Brenndauer erreicht und damit liegt ein Istwert der Brenndauer vor. Entsprechend dem Sollwert der Vorlauftemperatur ist ein Sollwert der Brenndauer vorgegeben. Die Soll-Ist-Differenz der Brenndauer ist ein Maß für die Führungsgröße, also für Erhöhung oder Senkung des Sollwerts der Vorlauftemperatur.This Relationship between burning time and flow temperature decreases Claim 1 for forming a reference variable for the scheme used the flow temperature. One specified by the regulation Setpoint of the flow temperature becomes after switching on the burner depending on the heat requirement reached after different burning time and thus is an actual value the burning time before. According to the setpoint of the flow temperature a setpoint of the burning time is specified. The target-actual difference the burning time is a measure of the reference variable, ie for increase or Lowering the setpoint value of the flow temperature.
Die relative Brenndauer oder der Nutzungsgrad bezieht Brenndauer und Pausendauer entsprechend obiger Formel ein (Anspruch 3).The relative burning time or the degree of utilization relates burning time and Pause duration according to the above formula (claim 3).
Die
Parameter einer Regelstrecke bestehend aus Heizkessel, Heizkörpern und
weiteren Teilen ändern
sich während
des Heizbetriebs der Anlage, deshalb kann es sinnvoll sein, Brenndauer
und Pausendauer gemeinsam für
die Führungsregelung zu
nutzen.
Der Nutzungsgrad berücksichtigt im Vergleich mit Anspruch 1 nicht nur die Brenndauer sondern auch die Pause zwischen zwei Einschaltungen für die Bildung des Istwertes der Führungsregelung. Entsprechend wird der Sollwert der Führungsregelung als Nutzungsgrad je nach Höhe des Sollwertes der Vorlauftemperatur vorgegeben.Of the Degree of utilization taken into account in comparison with claim 1, not only the burning time but also the pause between two starts for the formation of the actual value the leadership regulation. Corresponding becomes the command value of the command control as degree of utilization depending on the amount the setpoint of the flow temperature.
Die Soll-Ist-Differenz des Nutzungsgrades ist ein Maß für die Führungsgröße, also für Erhöhung oder Senkung des Sollwerts der Vorlauftemperatur oder Kesseltemperatur.The Target-actual difference of the degree of utilization is a measure of the reference variable, ie for increasing or decreasing the reference value the flow temperature or boiler temperature.
Nach
Anspruch 6 werden zweckmäßig die Führungsgrößen der
vergangenen Brennzyklen berücksichtigt,
um ein stabiles Regelverhalten zu erreichen. Möglich ist eine Mittelwertbildung
z. B. der letzten 10 Führungsgrößen oder
gleitende Mittelwertbildung nach der Formel:
Der Führungswert kann unmittelbar oder angepasst als Temperatur-Sollwert benutzt werden und wird jeweils nach einem Steuerungsereignis (Ein- oder Ausschalten des Brenners) oder nach Zeittakt gebildet (Anspruch 7).Of the reference value can be used directly or adjusted as temperature setpoint are and will each after a control event (On or Turning off the burner) or formed by time clock (claim 7).
Im Mittel sind die Thermostatventile der Heizkörper aller Räume halb offen. Von diesem Mittel kann der einzelne Raum abweichen und doppelte Energie erhalten, z.B. wenn ein kalter Raum aufgeheizt werden soll. In diesem Fall wird sogar die Vorlauftemperatur durch die längere Brenndauer vorübergehend erhöht.in the Means are thermostatic valves of radiators of all rooms half open. By this means, the single room can deviate and double energy obtained, e.g. when a cold room is to be heated. In this Case even becomes the flow temperature due to the longer burning time temporarily elevated.
Auf diese Weise wird auch das Heizungswasser der gesamten Anlage als Puffer genutzt. Das führt zu längeren Einschaltzeiten und zu geringerer Schalthäufigkeit. Nach Anspruch 11 kann zur weiteren Verringerung der Schalthäufigkeit selbstabgleichend die Ein-Aus-Schaltdifferenz angepasst werden, indem für Brenndauer und Pausendauer gesamt z.B. 15 Minuten vorgegeben wird und bei Abweichung die Schaltdifferenz zweckmäßig auch mit Hilfe einer Mittelwertbildung erhöht oder gesenkt wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass nach Anspruch 12 der Einschaltwert oder der Ausschaltwert je nach Pausendauer oder Brenndauer und Pausendauer erhöht oder gesenkt wird.In this way, the heating water of the entire system is used as a buffer. This leads to longer switch-on times and lower switching frequencies. According to claim 11, to further reduce the switching frequency self-balancing the on-off switching difference can be adjusted by total for burning time and pause duration For example, 15 minutes is given and in case of deviation, the switching difference is expediently increased or decreased by means of an averaging. Another possibility is that according to claim 12, the switch-on or the switch-off is increased or decreased depending on the pause duration or burning time and pause duration.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach Ansprüchen 8 und 9 kann die Vorlauftemperatur mit Hilfe des Führungswertes selbstabgleichend nach Heizleistung des Kessels oder Heizbedarf angepasst werden, indem die Anzahl der Erhöhungen und Absenkungen des Führungswertes benutzt werden, um den festen Zusammenhang zwischen Wärmebedarf und Vorlauftemperatur durch einen Faktor anzupassen.In a further embodiment of the invention according to claims 8 and 9, the flow temperature using the guide value self-balancing adjusted according to boiler heating capacity or heating demand, by the number of increases and reductions in leadership be used to the fixed connection between heat demand and flow temperature by a factor.
Des Weiteren kann nach Anspruch 10 eine Pausendauer bei Unterschreitung eines Sollwertes vorgegeben werden vorzugsweise bei dem geringen Heizbedarf am Anfang und Ende der Heizperiode und beispielsweise auch mit Pumpenabschaltung.Of Furthermore, according to claim 10, a pause duration when falling below a setpoint are preferably given at the low heating demand at the beginning and end of the heating season and, for example, with pump shutdown.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 kann auch die Länge der Pausenzeit als Sollwert entsprechend dem Heizbedarf vorgegeben und die Differenz zum Istwert der Pausenzeit als Führungswert herangezogen werden.In Another embodiment of the invention according to claim 2, the Length of Pause time specified as setpoint according to the heating demand and the difference to the actual value of the break time can be used as a guide value.
Bei modulierendem Brenner wird nach Anspruch 4 der Erfindung der Stellwert für die Leistung des Brenners als Istwert der Führungsregelung benutzt. Der Sollwert der Vorlauftemperatur gibt den Sollwert des Stellwertes für den Führungsregler. Die Soll-Ist-Differenz des Stellwertes ist ein Maß für die Führungsgröße, also für Erhöhung oder Senkung des Sollwerts der Vorlauftemperatur. Bei Abweichung wird der Sollwert der Vorlauftemperatur erhöht bzw. gesenkt. Vorzugsweise wird auch hier das Mittelwertverfahren für eine stabile Regelung angewandt und im Zeittakt die Messwerte nach Anspruch 7 ausgewertet. Nach Anspruch 5 kann als Istwert für den Führungsregler anstelle des Stellwertes z.B. auch die Drehzahl des Brennergebläses genutzt werden.at modulating burner is the control value according to claim 4 of the invention for the Output of the burner used as actual value of the command control. Of the Setpoint of the flow temperature gives the setpoint of the control value for the Master controller. The target-actual difference of the manipulated variable is a measure of the reference variable, ie for increase or Lowering the setpoint value of the flow temperature. In case of deviation the setpoint of the flow temperature is increased or decreased. Preferably Again, the mean value method is used for a stable control and evaluated in the time clock, the measured values according to claim 7. To Claim 5 can as an actual value for the master controller instead of the control value, e.g. also the speed of the burner fan used become.
Unterhalb eines Grenzwertes von 20 bis 30% findet kein Modulationsbetrieb statt. In diesem Bereich wir die Regelung nach Anspruch 1, 2 oder 3 betrieben.Below a limit value of 20 to 30% finds no modulation operation instead of. In this area we have the scheme according to claim 1, 2 or 3 operated.
Der Zusammenhang zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur kann nach Anspruch 13 zur Erlangung einer stabilen oder schnelleren Regelung genutzt werden, indem abhängig von der Rücklauftemperatur zum Beispiel Ober- und Untergrenzen für den Sollwert der Vorlauftemperatur oder für den Führungswert vorgegeben werden.Of the Relationship between flow and return temperature can after Claim 13 used to obtain a stable or faster regulation be dependent by from the return temperature for example upper and lower limits for the setpoint of the flow temperature or for the leader value be specified.
Eine
einfache Möglichkeit
zur Bildung des Führungswertes
besteht darin, dass der Zusammenhang zwischen Brenndauer oder Nutzungsgrad
und Temperaturwert ähnlich
wie bei der herkömmlichen Führung durch
die Außentemperatur
durch eine Tabelle oder durch eine Formel hergestellt wird.
Auf diese Weise wird dem Istwert des Nutzungsgrades ein Temperaturwert zugeordnet. Sollwert ist der bisherige Mittelwert der erwähnten Mittelwertbildung. Durch erneute Mittelwertbildung wird die Soll-Ist-Abweichung verarbeitet. Der Mittelwert ist der Führungswert der Regelung der Vorlauftemperatur.On In this way, the actual value of the degree of utilization becomes a temperature value assigned. Setpoint is the previous average of the mentioned averaging. By re-averaging the target-actual deviation is processed. The mean is the leader value the regulation of the flow temperature.
Claims (13)
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Applications Claiming Priority (2)
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DE102004026236A DE102004026236A1 (en) | 2003-08-10 | 2004-05-28 | Regulator for heating system, uses burning time and stopping time of heating system for generation of control value to regulate internal temperature of system, and determines correlation between time and burner temperature |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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DE102004026236A Ceased DE102004026236A1 (en) | 2003-08-10 | 2004-05-28 | Regulator for heating system, uses burning time and stopping time of heating system for generation of control value to regulate internal temperature of system, and determines correlation between time and burner temperature |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2008014626A1 (en) * | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Toby Ag | Method for the regulation of a burner |
-
2004
- 2004-05-28 DE DE102004026236A patent/DE102004026236A1/en not_active Ceased
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