DE102008028375A1 - Delivery medium flow rate regulating method for e.g. hydraulic heating system, involves controlling flow rate of control unit by adjusting variable, which is formed from difference between actual value and reference value - Google Patents
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Abstract
Description
Die Verteilung der Heiz- oder Kühlenergie an Übergabekomponenten wie Radiatoren oder Bauteilaktivierung usw. eines hydraulischen Heiz- oder Kühlsystems erfolgt über Pumpen.The Distribution of heating or cooling energy to transfer components such as radiators or component activation, etc. of a hydraulic Heating or cooling system via pumps.
Die Übergabekomponente (z. B. Heizkörper) gibt umso mehr Energie ab, je höher die Differenz zwischen der mittleren Temperatur des Übergabesystems (Tin + Tout)/2 und der Temperatur des Empfängers (z. B. Raumluft) ist.The transfer component (eg radiator) gives off more energy, the higher the difference between the mean temperature of the transfer system (Tin + Tout) / 2 and the temperature of the receiver (eg. Room air) is.
Um die Leistungsabgabe der Übergabekomponente zu optimieren, wird die Förderleistung der Pumpe geregelt, die das Übertragungsmedium verteilt.Around to optimize the output of the transfer component, The flow rate of the pump, which is the transmission medium, is regulated distributed.
Stand der TechnikState of the art
- 1. Im einfachsten Fall wird die Pumpe von ihrer Förderleistung auf den Heiz-/Kühlkreis ausgelegt und ohne Regelung zugeschaltet.1. In the simplest case, the pump is of its capacity designed for the heating / cooling circuit and connected without control.
Nachteil:Disadvantage:
Es fließt immer der gleiche Volumenstrom. Bei hoher Abgabeleistung der Übergabekomponenten reicht die Pumpenleistung nicht aus und es entsteht eine hohe Differenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur. Dadurch sinkt die mittlere Temperatur der Übergabekomponenten, was durch eine Erhöhung der Vorlauftemperatur kompensiert werden muss.It always flows the same volume flow. At high power output the transfer components do not reach the pump capacity and there is a high difference between the flow and return temperatures. This reduces the mean temperature of the transfer components, which compensates by increasing the flow temperature must become.
Bei geringer Abgabeleistung der Übergabekomponenten wird zu viel Energie für die Pumpe verbraucht.at low output power of the transfer components becomes consumes a lot of energy for the pump.
Ein weiterer Nachteil dieses Systems ist, dass bei Abregeln von Übergabekomponenten durch Raumthermostate der hydraulische Widerstand im System erhöht wird. Dies führt zu einer unnötigen Druckerhöhung im System. Die Pumpenleistung könnte in diesem Fall reduziert werden. Da dies nicht geschieht, wird auch hier zu viel Pumpenleistung verbraucht.
- 2. In der
DE 23 58 754 - 3. Um die Erhöhung des hydraulischen Widerstandes durch
Abregeln von Übergabekomponenten durch Raumthermostate
auszugleichen, werden druckgeregelte Pumpen (
DE 1 928 575
- 2. In the
DE 23 58 754 - 3. In order to compensate for the increase of the hydraulic resistance by adjusting transfer components by room thermostats, pressure-controlled pumps (
DE 1 928 575
Da bei fallender Vorlauftemperatur die Energieabgabe abnimmt, nimmt die Differenz zwischen Tin und Tout auch ab. D. h., es stellt sich eine ähnliche Kennlinie ein, wie bei der dynamischen Temperaturdifferenzregelung.There decreases with decreasing flow temperature, the energy output decreases the difference between Tin and Tout also decreases. That is, it turns out a similar characteristic, as in the dynamic temperature difference control.
Nachteil:Disadvantage:
Es werden zusätzliche Informationen (z. B. Drucksensoren) für die Regelung benötigt oder die Regelung erfolgt über aufwändige mechanische Lösungen.
- 4. Regelung der Pumpe auf eine konstante Temperaturdifferenz dT zwischen Vorlauf-Temperatur Tin und Rücklauf-Temperatur Tout.
- 4. Control of the pump to a constant temperature difference dT between flow temperature Tin and return temperature Tout.
Je
geringer der Abstand von Tin und der Temperatur des Empfängers
ist, desto mehr muss der Durchfluss reduziert werden, um das zu
regelnde dT aufrecht zu erhalten. Diese Verhältnisse veranschaulicht
Nachteil:Disadvantage:
Keine gleichmäßige Temperaturverteilung am Übergabesystem. Dies wirkt sich besonders aus, wenn TOUT im Bereich der Empfängertemperatur ist. Es stellt sich in diesem Bereich eine prozentual hohe Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf TIN und Rücklauf TOUT ein. Dies führt quasi zu einer Verkleinerung der Fläche des Übergabemediums, das durch eine Anhebung von TIN ausgeglichen werden muss.No uniform temperature distribution at the transfer system. This is especially noticeable when T OUT is in the range of the receiver temperature. This results in a high percentage difference in temperature between the flow T IN and the return T OUT . This leads, as it were, to a reduction in the area of the transfer medium, which must be compensated for by an increase in T IN .
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein effizientes Regelungsverfahren und eine korrespondierende Einrichtung zu schaffen, die sich relativ einfach realisieren lässt.It Object of the invention, an efficient control method and to create a corresponding facility that is relatively easy to implement.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren bzw. eine Einrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.These Task is solved by a method or a device with the features of the independent claims.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben, deren Merkmale auch, soweit sinnvoll, miteinander kombiniert werden können.advantageous Embodiments are in the subclaims whose characteristics are also combined, as far as appropriate can be.
Anhand von Diagrammen wird die Erfindung nun näher erläutert. Dabei deuten gleiche Bezugszeichen in unterschiedlichen Figuren auf einander entsprechende Teile und/oder Funktionen hin.Based of diagrams, the invention will now be explained in more detail. The same reference numerals in different figures to corresponding parts and / or functions.
Es zeigen schematisch:It show schematically:
Um die Nachteile der oben beschriebenen bekannten Regelungen zu eliminieren, wird erfindungsgemäß folgende Regelung vorgeschlagen:Around to eliminate the disadvantages of the known arrangements described above, the following scheme is proposed according to the invention:
Die Temperaturdifferenz dT zwischen Ein- und Austritt der Übergabekomponente wird in Abhängigkeit, also als Funktion f der Eintrittstemperatur (Vorlauftemperatur) gebildet.
- TIN:
- Eintrittstemperatur
- TOUT:
- Austrittstemperatur (Rücklauf-Temperatur)
- T IN:
- inlet temperature
- T OUT :
- Outlet temperature (return temperature)
f(TIN) kann im einfachsten Fall eine prozentuale Gerade sein: dT = TIN·X%f (T IN ) can in the simplest case be a percentage straight line: dT = T IN × X%
Diese
Verhältnisse sind in
Vorteile dieser Regelung:Advantages of this scheme:
- • Übergabekomponenten können jederzeit im optimalen Betriebspunkt betrieben werden.• Transfer components can be operated at the optimum operating point at all times.
- • Die Volumenstromanpassung wird mit dem geringsten Energieaufwand durchgeführt, da ein Übersteuern entfällt.• The volumetric flow adjustment will be the lowest Energy expenditure carried out as an oversteer eliminated.
- • Die Druckregelung der Pumpe kann entfallen. Bei Abregeln von Übergabekomponenten durch Raumthermostate wird durch die dT-Regelung die Pumpenleistung automatisch reduziert.• The pressure regulation of the pump can be omitted. With Abregeln of handover components through room thermostats is through the dT control automatically reduces the pump capacity.
- • Die für die Regelung benötigten Informationen (TIN, TOUT) sind vorhanden. Es werden keine zusätzlichen Informationen oder mechanischen Komponenten zur Regelung des Druckes benötigt.• The information required for control (T IN , T OUT ) is present. No additional information or mechanical components are needed to control the pressure.
- • Die Kennlinie kann auf einfache Weise vorgegeben werden.• The characteristic can be specified easily become.
Besonders
vorteilhaft lässt sich die Erfindung realisieren, wenn
die Merkmale der Ansprüche 4 bis 7 und 11 verwirklicht
werden. Denn aus
Wird wenig Heiz- oder Kühlenergie benötigt
(TIN nähert sich der Raumtemperatur),
ist eine dT-Regelung nicht mehr möglich, da TOUT die
Raumtemperatur im Heizfall nie unterschreiten (im Kühlfall
nie überschreiten) kann.Particularly advantageous embodiment of the invention can be realized when the features of claims 4 to 7 and 11 are realized. Because out
If little heating or cooling energy is required (T IN approaches the room temperature), dT control is no longer possible, since T OUT can never fall below the room temperature in the case of heating (never exceed in cooling mode).
f(TIN – Raumsolltemperatur) kann im
einfachsten Fall eine prozentuale Gerade sein:
Hier erfolgt die Regelung bis zur Raumsolltemperatur und deckt somit den gesamten Regelbereich ab.Here the control takes place up to the room set temperature and thus covers the entire control range.
Die beiden oben aufgeführten Beispiele zeigen, wie über einfache Gradengleichungen eine sinnvolle Abhängigkeit von dT = f(TIN) hergestellt werden kann.The two examples above show how a meaningful dependence on dT = f (T IN ) can be achieved using simple equation equations.
Selbstverständlich kann die Berechnung von dT = f(TIN) nach beliebigen Kennlinien erfolgen und somit optimal an das vorhandene Übergabesystem angepasst werden.Of course, the calculation of dT = f (T IN ) can be carried out according to any desired characteristics and thus optimally adapted to the existing transfer system.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass dT kein fester Wert ist, sondern von TIN abhängig ist.The essence of the invention is that dT is not a fixed value but depends on T IN .
Die oben beschriebene dynamische dT-Regelung lässt sich selbstverständlich auf nahezu alle thermischen Verbraucher und Wärmeerzeuger anwenden, die über ein hydraulisches Medium Energie weitergeben oder verbrauchen.The The dynamic dT control described above can be taken for granted on almost all thermal consumers and heat generators apply that pass on energy via a hydraulic medium or consume.
All diese Systeme haben eine Eintrittstemperatur (TIN) und eine Austrittstemperatur (TOUT) des hydraulischen Mediums. Mit der dynamischen dT-Regelung lässt sich der Betrieb dieser Systeme ökologisch und ökonomisch optimieren.All these systems have an inlet temperature (T IN ) and an outlet temperature (T OUT ) of the hydraulic medium. With the dynamic dT control, the operation of these systems can be optimized ecologically and economically.
Natürlich können auch komponentenspezifische Funktionen der Eintritts- oder Austrittstemperatur zum Tragen kommen.Naturally can also be component-specific functions of the entry or outlet temperature come into play.
Weitere Beispiele:Further examples:
- • Wärmeerzeuger (z. B. Heizkessel, Abgaswärmetauscher...)• heat generators (eg boilers, Exhaust gas heat exchanger ...)
- • Kältemaschinen (z. B. Absorptions-/Adsorptionskältemaschinen, ...)• chillers (eg absorption / adsorption chillers, ...)
- • Thermische Trennstationen/Übergabestationen• Thermal separation stations / transfer stations
- • Lufterhitzer/Luftkühler• Air heater / air cooler
- • Etc.• Etc.
Im Strom des Übergabemediums ist eine Regeleinheit des Volumenstroms RV vorgesehen, der eine Stellgröße St zuführbar ist.in the Power of the transfer medium is a control unit of the volume flow RV provided, which can be fed to a manipulated variable St is.
Zur Bildung der Stellgröße ST sind Additionsmittel Ad1, Ad2 vorgesehen, denen als Summanden folgendes zuführbar ist:
- – mit einer ersten Polarität „+” ein erster Anteil entsprechend der Vorlauf-Temperatur Tin,
- – mit der zweiten Polarität „–” ein zweiter Anteil entsprechend der Rücklauf-Temperatur Tout
- – mit der zweiten Polarität „–” ein dritter Anteil, der eine Funktion der Vorlauf-Temperatur Tin ist.
- With a first polarity "+" a first proportion corresponding to the flow temperature Tin,
- - With the second polarity "-" a second portion corresponding to the return temperature Tout
- - With the second polarity "-" a third portion, which is a function of the flow temperature Tin.
Die Regeleinheit des Volumenstroms RV ist durch die Stellgröße St derart steuerbar, dass bei einer Stellgröße der ersten Polarität „+” der Volumenstrom zunimmt und bei der zweiten Polarität abnimmt.The Control unit of the volume flow RV is by the manipulated variable St controllable so that at a manipulated variable the first polarity "+" the volumetric flow increases and decreases at the second polarity.
Der dritte Anteil folgt tendenziell der Vorlauf-Temperatur Tin, indem er beispielsweise einem Prozentsatz C von weniger als 100% der Vorlauf-Temperatur Tin entspricht.Of the third portion tends to follow the flow temperature Tin by he for example, a percentage C of less than 100% of the flow temperature Tin corresponds.
Den Additionsmittlen Ad1, Ad2 ist mit der ersten Polarität „+” ein weiterer Anteil zuführbar ist, der tendenziell einer Raumsolltemperatur Tsr entspricht. Dabei kann es sich bei der Raumsolltemperatur Tsr um diejenige einer Pilot-Räumlichkeit oder -Zone handeln, und es kann aus einer Mehrzahl von Räumlichkeiten oder Zonen diejenige als Pilot-Räumlichkeit bzw. -Zone automatisch und dynamisch ausgewählt wird, welche die höchste Vorlauf-Temperatur benötigt.The Addition means Ad1, Ad2 is "+" with the first polarity further proportion can be supplied, which tends to a desired room temperature Tsr corresponds. At room temperature Tsr to be that of a pilot space or zone, and it can come from a variety of premises or Zones that as a pilot room or zone automatically and dynamically selecting which is the highest Flow temperature required.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 1928575 [0006] - DE 1928575 [0006]
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