DE102008040436A1

DE102008040436A1 - Verfahren zum Ermitteln einer Sollvorlauftemperatur für eine Regelung einer Warmwasserheizung eines Gebäudes

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Publication number: DE102008040436A1
Application number: DE102008040436A
Authority: DE
Inventors: Markus Brueckner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2009-02-12
Also published as: DE102008040436A9; CH698872B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Sollvorlauftemperatur für eine Regelung einer Warmwasserheizung eines Gebäudes, wobei eine Außentemperatur (TA) gemessen und mittels einer Heizkurve aus der Außentemperatur (TA) die Sollvorlauftemperatur (TVsoll<SUB>1</SUB>, TVLsoll) ermittelt wird und die Steilheit der Heizkurve von einer Abweichung einer Sollraumtemperatur (TRsoll) von einer Referenztemperatur (TRref) für die mittlere Raumtemperatur im Gebäude abhängig ist, wobei die Referenztemperatur (TRref) durch eine Rücklauftemperatur (TRLende, TRL1, TRL2, TRL3, TRref1) gebildet wird, die vor Tagesheizbeginn und nach Inbetriebnahme einer Umwälzpumpe (5) der Warmwasserheizung ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Sollvorlauftemperatur für eine Regelung einer Warmwasserheizung eines Gebäudes gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Um eine ausreichende Erwärmung der Räume eines Gebäudes bei unterschiedlichen Aussentemperaturen sicherzustellen, wird üblicherweise zur Regelung der im Gebäude installierten Warmwasserheizung ein Vorlaufregler eingesetzt, der mittels einer hinterlegten Heizkurve aus der gemessenen Aussentemperatur eine Sollvorlauftemperatur ermittelt, wobei die Heizkurve den Zusammenhang zwischen der Aussentemperatur und der Vorlauftemperatur der Warmwasserheizung angibt. Der Ausdruck Warmwasserheizung soll auch den Warmwasserkreislauf mitumfassen. Zur Messung der Aussentemperatur wird ein Aussenfühler eingesetzt. Es ist ferner ein Nachlaufregler, typischerweise in Form eines PI-Reglers (Proportional-Integral-Regler) vorgesehen, der eine gemessene Vorlauftemperatur (Istvorlauftemperatur) mit der von dem Vorlaufregler ermittelten Sollvorlauftemperatur vergleicht und bei einer Abweichung von Sollvorlauftemperatur und Istvorlauftemperatur entsprechende Steilsignale an ein Regelventil der Warmwasserheizung bzw. an einen Motorantrieb des Regelventils und an eine Umwälzpumpe der Warmwasserheizung gibt. Die Umwälzpumpe wird abgeschaltet, wenn kein Heizbedarf besteht. Konventionelle Regelungsverfahren und Vorlaufregler, die als Messgrösse die Aussentemperatur verwenden, sind u. a. in dem jährlich erscheinenden Taschenbuch für Heizung und Klima von Recknagel, Sprenger und Schramek beschrieben.
1 zeigt exemplarisch eine Schar von Heizkurven. Auf der Abszisse ist die Aussentemperatur in Grad Celsius angegeben und auf der Ordinate ist die Sollvorlauftemperatur in Grad Celsius angegeben. Jede der gezeigten Heizkurven gibt einen bestimmten Zusammenhang zwischen der Aussentemperatur und der Sollvorlauftemperatur an. Bei der Inbetriebnahme der Warmwasserheizung und dessen Vorlaufregler wählt der Installateur üblicherweise eine Heizkurve aus der Heizkurvenschar aus, die der Auslegung der Warmwasserheizung entspricht. Je niedriger die Aussentemperatur ist, umso warmer wird gemäss der Heizkurve die Vorlauftemperatur des Heizungswassers eingestellt, welches dann über die Umwälzpumpe zu den Heizkörpern/Radiatoren in den Räumen des Gebäudes transportiert wird.
Die Heizkurve wird typischerweise manuell eingestellt. Bei zu warmer oder zu schwacher Beheizung muss sie vom Benutzer ebenfalls manuell nachgestellt werden. Weiter machen jahreszeitlich unterschiedliche Bewitterungsbedingungen eine Anpassung der Einstellung des Vorlaufreglers erforderlich. Hierzu ist üblicherweise ein Betriebsartenwahlschalter vorgesehen, sodass der Vorlaufregler durch manuelle Betätigung des Betriebsartenwahlschalters beispielsweise vom Sommer- auf den Winterbetrieb und vice versa umgeschaltet werden kann. Soll auch in der Übergangszeit zwischen dem Sommer- und dem Winterbetrieb die Raumtemperatur konstant gehalten werden, so sind ebenfalls entsprechende Betriebsarten am Vorlaufregler einzustellen. Derartige Betriebsarten können beispielsweise sein: volle Heizleistung bei Tag und Nacht, volle Heizleistung bei Tag und reduzierte Heizleistung bei Nacht, volle Heizleistung bei Tag und ausgeschaltete Heizung bei Nacht, reduzierte Heizleistung bei Tag und bei Nacht, keine Heizung bei Tag und bei Nacht (Sommerbetrieb).
Um die unterschiedlichen Betriebsarten einzustellen, ist üblicherweise Fachwissen erforderlich. So müssen beispielsweise häufig Parameter wie die Heizkurvensteilheit, die Parallelverschiebung der Heizkurve oder eine Nachtabsenkung durch Betätigung entsprechender Knöpfe oder ähnlicher Eingabeeinrichtungen eingegeben werden. Auch ist an dem Vorlaufregler oftmals keine in Grad Celsius geeichte Skala für die Einstellung einer Sollraumtemperatur vorgesehen, was deren Eingabe für den Benutzer erschwert.
Bekannte selbst adaptierende bzw. sich automatisch einstellende Regler für Warmwasserheizungen für Gebäude setzen häufig einen Raumfühler ein, der in einem Referenzraum des zu heizenden Gebäudes positioniert ist und dessen Raumtemperatur misst. Das Vorsehen und die Installation eines zusätzlichen Raumfühlers ziehen zusätzliche Kosten nach sich. Ferner gestaltet sich die Festlegung des Referenzraumes für die Messung der Referenztemperatur mit dem Raumfühler insbesondere bei Mehrfamilienhäusern als schwierig, da die ermittelte Referenztemperatur exemplarisch für das gesamte Gebäude sein soll, sich jedoch spezielle Nutzungsgewohnheiten des Referenzraumes auf die Einstellung der Regelung für das gesamte Gebäude auswirken.
Bei den bekannten Vorlaufreglern, die die gemessene Aussentemperatur als Eingangsgrösse verwenden, sind nach der Einstellung bei der Installation im Laufe eines Jahres üblicherweise weitere Einstellungen und Bedienungen erforderlich, um insbesondere auch bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen ein weitestgehend energieoptimales Heizen zu ermöglichen. Werden insbesondere in Mehrfamilienhäusern die Vorlaufregler nicht den Witterungsbedingungen angepasst, so führt dies häufig zu Energieverschwendung. Oftmals stellt die Hauswartung nach Reklamationen durch die Mieter bzw. Besitzer den Vorlaufregler zwar derart ein, dass ein gewisser Minimalkomfort auch bei extremen Witterungsbedingungen gewährleistet ist. Dies hat jedoch im Normalfall eine Überheizung und somit eine Energieverschwendung zur Folge. Wenn die Warmwasserheizung zu warm oder zu kalt läuft, muss der Vorlaufregler nach der Inbetriebnahme mehrfach und schrittweise manuell korrigiert werden.
Um eine solche Überheizung zu verhindern, können in den einzelnen Räumen des Gebäudes thermostatische Heizkörperventile eingesetzt werden. Auf diesen ist jedoch häufig keine in Grad Celsius kalibrierte Skala vorgesehen, was deren Bedienung erschwert. Was über thermostatische Heizkörperventile als dezentrale Raumregler jedoch nicht beeinflusst werden kann, sind Bereitstellungsverluste im Heizkessel und im Heizungskreislauf sowie in entsprechenden Heizlasten, insbesondere dann wenn der Wärmebedarf des Gebäudes auf Null zurückgeht. Als derartige Heizlasten werden beispielsweise Zuleitungen zu den Radiatoren und Heizkörper in Korridoren und Allgemeinräumen angesehen. Diesen Heizlasten entspricht insbesondere der in Heizabrechnungen üblicherweise als so genannter Zwangskonsum bezeichnete Wärmeverbrauch.
Weiter können bei den bekannten Vorlaufreglern, die die Aussentemperatur als Messgrösse haben, Energiegewinne durch Fremdwärme, insbesondere durch Sonneneinstrahlung auf das Gebäude, grundsätzlich nicht berücksichtigt werden. Diese Fremdwärme-Energiegewinne stehen üblicherweise nicht in einer proportionalen Beziehung zu der mittleren Aussentemperatur und fallen häufig unregelmässig an.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln einer Sollvorlauftemperatur für eine Regelung einer Warmwasserheizung eines Gebäudes bereitzustellen, bei dem mittels einer Heizkurve aus einer gemessenen Aussentemperatur eine Sollvorlauftemperatur ermittelt wird, wobei sich die Heizkurve automatisch an veränderte Umgebungsbedingungen, insbesondere Witterungsbedingungen, anpasst bzw. an diese adaptiert, insbesondere soll eine Umschaltung von einem Sommer- auf einen Winterbetrieb und vice versa automatisch erfolgen. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln einer Sollvorlauftemperatur für eine Regelung einer Warmwasserheizung bereitzustellen, bei dem Fremdwärme-Energiegewinne berücksichtigt werden können. Es ist weiter Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln einer Sollvorlauftemperatur für eine Regelung einer Warmwasserheizung zu schaffen, das einen geringen Sensorik- und Kostenaufwand nach sich zieht, insbesondere soll keine Installation eines zusätzlichen Raumfühlers erforderlich sein. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln einer Sollvorlauftemperatur für eine Regelung einer Warmwasserheizung bereitzustellen, das einfach zu bedienen ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird eine Aussentemperatur beispielsweise über einen Aussenfühler gemessen und mittels einer Heizkurve aus der Aussentemperatur die Sollvorlauftemperatur ermittelt. Vorzugsweise ist die Heizkurve in einem Vorlaufregler, der der Warmwasserheizung zugeordnet ist, hinterlegt und die Ermittlung der Sollvorlauftemperatur erfolgt durch diesen Vorlaufregler. Die Steilheit der Heizkurve ist von einer Abweichung einer Sollraumtemperatur, bei der es sich um eine von einem Benutzer vorgegebene Raumtemperatur handelt, von einer Referenztemperatur für die mittlere Raumtemperatur im Gebäude abhängig. Die Referenztemperatur wird durch eine Rücklauftemperatur gebildet, die vor Tagesheizbeginn und nach Inbetriebnahme einer Umwälzpumpe der Warmwasserheizung ermittelt wird. Die Ermittlung der Rücklauftemperatur erfolgt bevorzugt durch Messung mittels eines Rücklauffühlers. Die Umwälzpumpe kann auch als Heizkreispumpe bezeichnet werden.
Gemäss bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens ist der Verlauf der Heizkurve von einer Auslegetemperatur der Warmwasserheizung bzw. deren Heizkessel abhängig und die Auslegetemperatur wird unter Bildung einer angepassten Auslegetemperatur in einem oder mehreren vorgegebenen Schritten, auch Inkremente genannt, verändert, falls die von dem Benutzer vorgegebene Sollraumtemperatur von der Referenztemperatur abweicht.
Als Referenztemperatur für die mittlere Raumtemperatur im Gebäude bzw. für die mittlere Gebäudetemperatur wird insbesondere die Rücklauftemperatur herangezogen, die an Heiztagen, bei denen während der Nachtperiode die Warmwasserheizung abgeschaltet ist, am bzw. im ausgekühlten Warmwasserkreislauf bei bereits eingeschalteter Umwälzpumpe aber noch ausgeschaltetem Heizkessel und/oder geschlossenem Regelventil – d. h. vor dem Tagesheizbeginn, – gemessen wird. Bevorzugt wird die Rücklauftemperatur im Wesentlichen 15 Minuten nach Inbetriebnahme der Umwälzpumpe gemessen. Mittels der eingeschalteten Umwälzpumpe wird das Heizwasser, welches sich in den während der Nachtperiode ausgekühlten Radiatoren des Heizwasserkreislaufs befindet, zu dem Rücklauffühler transportiert, der sich vorzugsweise installationsbedingt in nächster Nähe des Vorlauffühlers im Keller des Gebäudes befindet. Der Rücklauffühler misst dann die Temperatur des Wassers als so genannte Rücklauftemperatur, die dann wiederum die Referenztemperatur gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren bildet. Der Vorlauffühler befindet sich vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zum Rücklauffühler.
An Tagen, an denen die Aussentemperaturen so tief liegen, dass die Warmwasserheizung nicht während der gesamten Nachtperiode abgeschaltet sein sollte, wird die Referenztemperatur für die mittlere Gebäude Temperatur vorzugsweise wie folgt ermittelt: In einem solchen Fall wird die Warmwasserheizung bevorzugt unmittelbar nach Ende des Tagesheizbetriebes (d. h. insbesondere zwischen 22:00 Uhr und 24:00 Uhr) oder zu einem späteren vordefinierten Zeitpunkt in der Nachtperiode für einen bestimmten Zeitraum, der beispielsweise ungefähr 2 Stunden beträgt, ausgeschaltet, wobei der vordefinierte Zeitpunkt mindestens 2 Stunden vor Wiederaufnahme des Tagesheizbetriebes (d. h. vor Tagesheizbeginn) liegt. Eine zweistündige Unterbrechung des Heizbetriebes in der Nachtperiode kann in der Regel auch bei tiefen Aussentemperaturen durchgeführt werden, ohne dass das Gebäude dabei für die Bewohner zu tief abkühlt. Nach einer bestimmten Wartezeit, die vorzugsweise eine Stunde beträgt, wird die Umwälzpumpe eingeschaltet. Die Wartezeit ist erforderlich, um sicherzustellen, dass sich die Wärmeströme im Gebäude von Heizen auf Abkühlen umgestellt haben (Auskühlphase). Bei ausgeschaltetem Heizkessel und/oder geschlossenem Regelventil wird nun die Rücklauftemperatur des auskühlenden Warmwasserkreislaufes mittels des Rücklauffühlers an mehreren unterschiedlichen Zeitpunkten, beispielsweise unmittelbar nach Einschalten der Umwälzpumpe, 30 Minuten und 60 Minuten nach Einschalten der Umwälzpumpe gemessen. Selbstverständlich kann die Rücklauftemperatur auch an mehr und an anderen Zeitpunkten gemessen werden. Die gemessenen Werte können beispielsweise mittels bekannter Interpolationsverfahren durch eine Funktion, insbesondere eine Exponentialfunktion, approximiert bzw. interpoliert werden. Aus dem Verlauf der Funktion, insbesondere aus der Konstanten im Exponenten der Exponentialfunktion, ergibt sich die Auskühlzeitkonstante des Warmwasserkreislaufs. Der Wert, gegen den die Funktion, bei welcher es sich wie bereits erwähnt insbesondere um eine Exponentialfunktion handelt, am Beginn der Auskühlphase konvergiert, entspricht dem asymptotischen Grenzwert (auch Endwert genannt) der Rücklauftemperatur des Heizwasser am Beginn der Auskühlphase, bei welchem es sich selbstverständlich ebenfalls um eine Rücklauftemperatur handelt. Aus diesem kann nun die Referenztemperatur gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren gebildet werden, wobei vorzugsweise eine Korrektur um die Auskühlung des Gebäudes während des Messzeitraums, die typischerweise gering ist, erfolgt.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet den Vorteil, dass es mit dem Sensorikaufwand bekannter Lösungen, die üblicherweise einen Aussenfühler, einen Vorlauffühler und je nach Anlagentyp auch einen Rücklauffühler vorsehen, eine Regelungsqualität erreicht werden kann, für die bei den bekannten Lösungen ein zusätzlicher Raumfühler eingesetzt werden müsste. Das erfindungsgemässe Verfahren kommt jedoch ohne zusätzlichen Raumfühler aus, indem es aus der ermittelten Rücklauftemperatur eine Referenztemperatur für die Sollraumtemperatur bildet. Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich einfach handhaben und implementieren. Ferner stellt sich das erfindungsgemässe Verfahren automatisch auf Witterungsbedingungen und saisonale Bedingungen und Besonderheiten, wie beispielsweise beim Sommer- und Winterbetrieb, ein, sodass für die Einstellung auf solche Bedingungen keine manuelle Interaktion durch einen Benutzer erforderlich ist. Einzig die Eingabe einer gewünschten Sollraumtemperatur und eines Heizprogramms bzw. Zeitprogramms für den Heizbetrieb bei der Betriebsaufnahme sind erforderlich. Hierfür wird in der Regel kein besonderes Fachwissen des Benutzers benötigt. Die Eingabe der Sollraumtemperatur erfolgt vorzugsweise auf einer hierfür vorgesehen Skala, die in Grad Celsius skaliert ist. Das erfindungsgemässe Verfahren adaptiert sich selbständig an Witterungsbedingungen und saisonale Bedingungen, indem es eigenständig lernt, bis ein energieoptimaler Betriebspunkt erreicht ist.
Gemäss weiterer bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens wird die gemessene Aussentemperatur im Falle eines Fremdwärme-Energiegewinns, wie er beispielsweise bei einer Gebäudeaufheizung z. B. nach Sonneneinstrahlung und/oder durch wärmeproduzierende, im Gebäude befindliche Geräte auftritt, mittels einer Korrekturgrösse verändert, die vorzugsweise von der Differenz zwischen Sollraumtemperatur und Referenztemperatur abhängig ist. Die Korrekturgrösse ist ferner bevorzugt von einer Wärmekapazität des Gebäudes abhängig. Auf diese Weise können Fremdwärme-Energiegewinne im Gebäude zu einer Reduktion der von der Warmwasserheizung zur Verfügung gestellten Heizenergie und somit zu einer Energieeinsparung führen. Wärmeüberschüsse im Gebäude können daher bei der Ermittlung einer Sollvorlauftemperatur für die Regelung der Warmwasserheizung des Gebäudes berücksichtigt werden.
Durch die automatisierte Einstellung der Heizkurve und somit der Sollvorlauftemperatur lässt sich eine verbesserte Regelgüte erzielen, sodass bei gleich bleibendem Nutzerkomfort im Vergleich zu bekannten Lösungen, sich Energie einsparen lässt. Durch die Berücksichtigung der Korrekturgrösse im Falle einer Gebäudeaufheizung lässt sich das Energieeinsparpotential noch weiter erhöhen.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich in Regelungen neu zu installierender Warmwasserheizungen, insbesondere in deren Vorlaufregler, implementieren. Das erfindungsgemässe Verfahren kann jedoch auch zur Verbesserung der Regelgüte in bereits installierte Regelungen bzw. Vorlaufregler von Warmwasserheizungen implementiert werden. Die Rechenleistung der Mikroprozessoren von auf dem Markt erhältlichen Vorlaufreglern genügt für die Implementierung des erfindungsgemässen Verfahrens. Eine zusätzliche Verlegung von Kabeln in den Wohn- bzw. Nutzerbereich ist nicht erforderlich, da das erfindungsgemässe Verfahren die Messwerte eines zusätzlichen Raumfühlers nicht benötigt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und den anhand der Zeichnungen nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
1 eine beispielhafte Heizkurvenschar,
2 ein Blockschaltbild einer Warmwasserheizung mit einem Regler,
3 ein Blockschaltbild eines Regler gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren und
4 beispielhafte Temperaturverläufe einer Warmwasserheizung.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen strukturell bzw. funktionell gleich wirkende Komponenten. 1 ist bereits in der Beschreibungseinleitung beschrieben und es wird auf diese Textstellen verwiesen.
2 zeigt ein Blockschaltbild eines Regelkreises 1 für eine Regelung einer Warmwasserheizung eines Gebäudes, bei dem das erfindungsgemässe Verfahren in dem Regler 2 implementiert sein kann. Die Regelstrecke wird durch den Heizkreis 3 gebildet. Zur Versorgung des Heizkreises 3 mit erwärmtem Wasser sind ein Heizkessel 4 und eine Umwälzpumpe 5 vorgesehen. Ferner sind ein Aussenfühler 6, der an einer Gebäudeaussenwand angeordnet ist, zum Messen einer Aussentemperatur, ein Vorlauffühler 7 zum Messen einer Vorlauftemperatur, d. h. zum Messen der Temperatur des dem Heizkreis 3 zugeführten Wassers, und ein Rücklauffühler 8 zum Messen der Rücklauftemperatur, d. h. zum Messen der Temperatur des von dem Heizkreis 3 kommenden Wassers, vorgesehen. Der Vorlauffühler 7 ist zwischen der Umwälzpumpe 5 und dem Heizkreis 3 und der Rücklauffühler 8 ist zwischen dem Heizkreis 3 und dem Heizkessel 4 angeordnet. Der Vorlauffühler 7 und der Rücklauffühler 8 sind typischerweise in einem Keller des Gebäudes und zwar installationsbedingt unmittelbar beieinander angeordnet.
Der Regler 2 umfasst vorzugsweise einen Vorlaufregler, in dem eine Heizkurve hinterlegt ist und der über die Heizkurve aus der gemessenen Aussentemperatur die Sollvorlauftemperatur ermittelt. Der Regler 2 umfasst ferner vorzugsweise einen Nachlaufregler, insbesondere einen so genannten PI-Regler, der die mittels des Vorlauffühlers 7 gemessene Vorlauftemperatur, die Istvorlauftemperatur, mit der von dem Vorlaufregler bestimmten Sollvorlauftemperatur vergleicht. Bei einer Abweichung von Sollvorlauftemperatur und Istvorlauftemperatur gibt der Nachlaufregler entsprechende Stellsignale an die Umwälzpumpe 5 und an ein Regelventil bzw. einen Mischer 9 des Regelkreises 1 bzw. an dessen Motorantrieb 10. Die Signalflüsse von den Fühlern 6, 7, 8 zu dem Regler 2 und von dem Regler 2 zu den Stellgliedern Umwälzpumpe 5 und Motorantrieb 10 sind in 2 gestrichelt dargestellt. Falls es sich bei dem Regelventil 9 um ein dicht schliessendes Ventil handelt, kann grundsätzlich auf den Rücklauffühler 8 verzichtet und die Rücklauftemperatur kann bei geschlossenem Ventil bzw. abgeschaltetem Heizkessel am Vorlauffühler 7 gemessen werden.
Dem Regler 2 ist eine Reglerbedienung, ein so genanntes Nutzer-Interface, zugeordnet (nicht dargestellt). Über diese Reglerbedienung kann ein Installateur bei der Inbetriebnahme den Regler 2 gemäss der Heizungsauslegung bzw. -dimensionierung parametrieren. Insbesondere werden folgende Parameter am Regler 2 eingestellt:

– Die Auslegetemperatur TAn in Grad Celsius: Die Auslegetemperatur TAn ist definiert als die tiefste Aussentemperatur, bei der der Heizkessel 4 bei Nennleistung und im Dauerbetrieb das Gebäude auf einer Raumnenntemperatur TRn halten kann.
– Die Raumnenntemperatur TRn in Grad Celsius: Bei der Raumnenntemperatur TRn handelt es sich um die der Heizungsdimensionierung zu Grunde gelegte verlangte Raumtemperatur, d. h. um die der Heizungsdimensionierung zu Grunde gelegte Sollraumtemperatur. Bei Spitälern und Alterswohnungen kann grundsätzlich ein höherer Wert eingesetzt werden als bei Wohn- und Geschäftsgebäuden.
– Die Nennvorlauftemperatur TVLn in Grad Celsius: Bei der Nennvorlauftemperatur TVLn handelt es sich um die maximale Vorlauftemperatur für den Betriebsfall, dass die Aussentemperatur gleich der Auslegetemperatur TAn ist.
– Die Nennrücklauftemperatur TRLn in Grad Celsius: Bei der Nennrücklauftemperatur TRLn handelt es sich um die maximale Rücklauftemperatur für den Betriebsfall, dass die Aussentemperatur gleich der Auslegetemperatur TAn ist. Die Differenz zwischen der Nennvorlauftemperatur TVLn und der Nennrücklauftemperatur TRLn ergibt die Auskühlung der Vorlauftemperatur, welche wiederum bestimmend für die Dimensionierung der Heizkörper/Radiatoren ist.
– Die Kesselnennleistung Pn in Kilowatt: Die Kesselnennleistung Pn ist diejenige Leistung des Kessels, die bei Dauerbetrieb ausreichend ist, um das Gebäude auf Raumnenntemperatur TRn zu halten. Sie ist auf dem Typenschild des Heizkessels 4 üblicherweise angegeben.

Der Benutzer, beispielsweise der Hausbesitzer oder der Hauswart, stellt an der Reglerbedienung ferner die gewünschte Sollraumtemperatur TRsoll und ein Zeit- bzw. Schaltprogramm für den Heizbetrieb ein, beispielsweise eine Sollraumtemperatur TRsoll von z. B. 20 Grad Celsius und einen Tagesheizbetrieb von 6 Uhr morgens bis 22 Uhr abends, wobei 6 Uhr morgens die Einschaltzeit der Warmwasserheizung am Morgen bzw. den Tagesheizbeginn t_EIN und 22 Uhr abends die Ausschaltzeit der Warmwasserheizung am Abend bzw. das Tagesheizende t_AUS angibt. Dies ist in dem Blockschaltbild der 3 durch Block 11 angegeben.
3 zeigt ein Blockschaltbild des Reglers 2 (vgl. 2) mit den Stellgliedern Umwälzpumpe 5 und Motorantrieb 10, wobei der Motorantrieb auf das Regelventil 9 der Warmwasserheizung wirkt. In Block 12 werden mittels eines Timers bzw. Schaltuhrprogramms die Zeitabläufe entsprechend den Benutzervorgaben gesteuert.
Der Vorlaufregler des Reglers 2 ist durch Block 13 dargestellt, während der Nachlaufregler des Reglers 2 im Block 19 angegeben ist. Der Vorlaufregler 13 und der Nachlaufregler 19 sind in Serie geschaltet. Die gemessene Aussentemperatur TA(t) bildet eine Eingangsgrösse des Vorlaufreglers 13, wobei die Variable t für die Zeitabhängigkeit der Aussentemperatur steht.
Die an einem gewissen Zeitpunkt t gemessene Aussentemperatur TA(t) wird im Block 14 bei Fremdwärme-Energiegewinn im Rahmen einer Energiekorrektur unter Bildung der Ausgangsgrösse TA₁ verändert bzw. korrigiert. Die Energiekorrektur in Block 14 ist weiter unten beschrieben und es wird vorerst davon ausgegangen dass keine Energiekorrektur vorgenommen wird und die korrigierte Aussentemperatur TA₁ der gemessenen Aussentemperatur TA(t) zum Zeitpunkt t entspricht. Block 15 symbolisiert die in dem Vorlaufregler 13 hinterlegte Heizkurve. In Block 15 wird aus der Eingangsgrösse TA₁ die Sollvorlauftemperatur TVLsoll₁ bestimmt. Die Heizkurve kann durch die folgende Gleichung approximiert werden, wobei von einer Heizkurve mit einem mittleren Krümmungsexponenten m zur Berücksichtigung einer nichtlinearen Abstrahlcharakteristik von den Radiatoren/Heizkörpern ausgegangen wird:
wobei TVsoll₁ die Sollvorlauftemperatur, TVLn die Nennvorlauftemperatur, TRLn die Nennrücklauftemperatur, TAna eine angepasste bzw. adaptierte Auslegetemperatur TAn, TRsoll die Sollraumtemperatur, TA₁ der korrigierte Wert der Aussentemperatur und m der Krümmungsexponent ist, der von der Art der verwendeten Radiatoren abhängig ist und beispielsweise 1,3 beträgt. Wie bereits erwähnt wird hier davon ausgegangen, dass die korrigierte Aussentemperatur TA₁ der gemessenen Aussentemperatur TA(t) entspricht, für den Fall dass keine Energiekorrektur der gemessenen Aussentemperatur TA(t) vorgenommen wird.
Der Initialwert der angepassten Auslegetemperatur TAna entspricht der Auslegetemperatur TAn. Weicht die Sollraumtemperatur TRsoll von einer Referenztemperatur ab, so wird in Block 21 eine angepasste Auslegetemperatur TAna gebildet, was zu einer Veränderung des Verlaufs bzw. der Steilheit der Heizkurve und somit zu einer veränderten Sollvorlauftemperatur TVLsoll₁ führt, da die Heizkurve und somit die Sollvorlauftemperatur von der Auslegetemperatur abhängig ist. Die Bildung der angepassten Auslegetemperatur TAna ist weiter unten beschrieben.
In Block 16 erfolgt im Nachtheizbetrieb eine Absenkung der Sollvorlauftemperatur TVLsoll₁ auf eine Nachtsollvorlauftemperatur. Im Tagesheizbetrieb entspricht die Ausgangsgrösse TVLsoll_TagNacht von Block 16 der Sollvorlauftemperatur TVLsoll₁, das heisst der Ausgangsgrösse von Block 15. Hierbei wird die Nachtsollvorlauftemperatur nach der gleichen, oben angegebenen Gleichung wie die als Tagessollvorlauftemperatur fungierende Sollvorlauftemperatur TVLsoll₁ berechnet, wobei anstelle des Raumsollwertes TRsoll ein um einen bestimmten Wert abgesenkter bzw. reduzierter Raumsollwert TRred eingesetzt wird.
Block 18 dient insbesondere der Ansteuerung der Heizanlage für eine Temperaturmessung am Rücklauf im Nachtbetrieb. Wird im Nachtheizbetrieb eine – vorzugsweise zweistündige – Unterbrechung des Heizbetriebs mit gleichzeitiger Messung der Rücklauftemperatur durchgeführt, so wird die Eingangsgrösse bzw. Sollwert TVLsoll für den Nachlaufregler 19 auf einen festen Wert gesetzt, der tiefer ist als der reduzierte Raumsollwert TRred. Hierdurch wird der Nachlaufregler 19 veranlasst, das Regelventil 9 vollständig zu schliessen, sodass vom Heizkessel keine Wärme mehr in den Heizkreislauf gelangt. Gleichzeitig wird durch den Nachlaufregler 19 die Umwälzpumpe 5 in Betrieb gehalten, damit das Wasser im Heizkreislauf für die Ermittlung der Referenztemperatur zur Messstelle der Rücklauftemperatur transportiert wird. Ausserhalb der – vorzugsweise zweistündigen – Unterbrechung entspricht die Ausgangsgrösse TVLsoll von Block 18 der Ausgangsgrösse TVLsoll_TagNacht von Block 16.
Der Nachlaufregler 19, bei dem es sich vorzugsweise um einen so genannten PI-Regler handelt, generiert Reglerausgangsgrössen bzw. Stellgrössen für den Motorantrieb 10 des Ventils 9 und die Umwälzpumpe 5 und regelt die Vorlauftemperatur TVL(t) auf die Reglereingangsgrösse TVLsoll ein, wobei die Variable t die Zeitabhängigkeit der Vorlauftemperatur TVL(t) symbolisiert. Die Vorlauftemperatur TVL(t) wird gemessen und bildet als Istvorlauftemperatur ebenfalls eine Eingangsgrösse des Nachlaufreglers 19. Liegt die Reglereingangsgrösse TVLsoll unterhalb der vom Benutzer eingestellten Sollraumtemperatur TRsoll, so stellt der Nachlaufregler 19 vorzugsweise die Umwälzpumpe 5 ab. Ferner stellt er die Umwälzpumpe 5 ab, wenn im Nachtbetrieb keine Heizung erforderlich ist. Bei der Durchführung von Messungen am Rücklauf im Nachtbetrieb ist die Umwälzpumpe eingeschaltet.
Im Folgenden wird die Ermittlung der angepassten bzw. adaptierten Auslegetemperatur TAna in Block 21 und über die angepasste Auslegetemperatur TAna die automatische Anpassung bzw. Adaption der Heizkurve bzw. deren Steilheit in Abhängigkeit von der Referenztemperatur in Block 15 beschrieben. Die Referenztemperatur entspricht der mittleren Raumtemperatur im zu heizenden Gebäude und wird in Block 20 ermittelt. Erfindungsgemäss wird die Referenztemperatur durch die Rücklauftemperatur TRL(t) gebildet, die kurz vor Tagesheizbeginn tEIN von Block 20 des Vorlaufreglers 2 erfasst wird. Für die Messung der Rücklauftemperatur TRL(t) wird vorzugsweise der Rücklauffühler 8 verwendet (vgl. 2).
Die Messung der Rücklauftemperatur TRL(t), wobei t die Zeitabhängigkeit symbolisiert, wird vorzugsweise nach Einschalten der Umwälzpumpe 5, insbesondere im wesentlichen 15 Minuten nach Einschalten der Umwälzpumpe 5 durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass das in den ausgekühlten Radiatoren befindliche Wasser bereits wieder wegen der eingeschalteten Umwälzpumpe 5 zum Standort des Rücklauffühlers 8 transportiert wird (beispielsweise zum Keller) und am bzw. kurz vor Nachtbetriebende bzw. Tagesheizbeginn t_EIN mittels des Rücklauffühlers als Messgrösse TRLende gemessen werden kann, wobei während der Nacht vorzugsweise kein Heizbetrieb erfolgte, das heisst insbesondere bei geringer oder mittlerer Heizlast. Für die Ermittlung der Referenztemperatur bei Heizbetrieb, das heisst bei Tagesheizbetrieb und bei ausgeschalteter Heizung in der Nacht, wird vorzugsweise folgende Gleichung verwendet:
wobei TRref die Referenztemperatur, TRLende die Rücklauftemperatur gemessen am Ende bzw. nahe am Ende einer Auszeit des Heizungsbetriebs, TRsoll die Sollwertraumtemperatur, TAm der Mittelwert der in einem gleitenden Fenster von 24 Stunden gemessenen Aussentemperatur TA(t), (t_EIN – t_AUS) die Zeitdauer der Nachtbetriebszeit oder Ausschaltzeit der Heizung, TauGeb eine Gebäudezeitkonstante (Definition weiter unten) und kRT ein Eichfaktor, dessen Wert vorzugsweise 0,05 beträgt, ist. Über den Mittelwert TAm der Aussentemperatur und die Gebäudezeitkonstante TauGeb wird eine geschätzte Auskühlung des Gebäudes während des Nachtbetriebs beziehungsweise einer Ausschaltzeit berücksichtigt, sodass mit der Referenztemperatur TRref ein Schätzwert für die mittlere Raumtemperatur am Ende des Tagesheizbetriebs erhalten werden kann. Der Einfluss des Eichfaktors kRT steigt mit Zunahme der Differenz zwischen der Sollraumtemperatur TRsoll und der gemittelten Aussentemperatur TAm, was zu einer Kompensation des Temperaturunterschieds zwischen dem durch das Gebäude gebildeten Innenwärmespeicher und der Aussenwand des Gebäudes führt. Diese Kompensation ist vorteilhaft, da die Radiatoren häufig an der Innenseite von Aussenmauern des Gebäudes plaziert sind und daher die gemessene Rücklauftemperatur oftmals tiefer ist als die mittlere Raumtemperatur im Gebäude, die insbesondere im Zentrum von dessen Räumen vorliegt. In der Übergangszeit zwischen Sommer- und Winterbetrieb wird die Referenztemperatur TRref vorzugsweise nach der letztgenannten Gleichung berechnet.
Soll auch während der Nachtperiode ein Heizbetrieb erfolgen, beispielsweise an Tagen mit besonders tiefen Aussentemperaturen wie im Winter, so wird die Referenztemperatur TRref vorzugsweise gemäss folgender Gleichung ermittelt: TRref = TRref1 + (TRsoll – TAm)·kRT – OFFSET,wobei TRref die Referenztemperatur (berechnet auf das Ende der Tagesheizperiode, die auch Komfortperiode genannt wird), TRsoll die Sollwertraumtemperatur, TAm der Mittelwert der in einem gleitenden Fenster von 24 Stunden gemessenen Aussentemperatur, kRT wie oben beschrieben ein Eichfaktor zur Kompensation des von der Aussentemperatur abhängigen Temperaturunterschiedes zwischen dem durch das Gebäude gebildeten Innenwärmespeicher und der Gebäudeaussenwand, OFFSET eine Eichkonstante zur zumindest ungefähren Berücksichtung des nichtlinearen Wärmeübergangswiderstandes zwischen Heizfläche und Raumluft (solange die Heizfläche Wärme in die Raumluft abgibt) und TRref1 der asymptotische Grenzwert (auch Endwert genannt) der Rücklauftemperatur am Beginn der Auskühlphase. TRref1 ist also ebenfalls eine Rücklauftemperatur. Der asymptotische Grenzwert TRref1 berechnet sich wie folgt:
wobei T2 = TRL2 + Sgeb·(t2 – t1), T3 = TRL3 + Sgeb·(t3 – t1) und Sgeb = (TRsoll – TA)/TauGeb.
Hierbei sind TA der momentane Wert der Aussentemperatur, TauGeb die weiter unten definierte Gebäudezeitkonstante und Sgeb die Steilheit bzw. die Steigung der Gebäudeauskühlung (bzw. einer Funktion, die diese beschreibt) beim momentanen Wert der Aussentemperatur TA. TRL1, TRL2 und TRL3 sind Messwerte der Rücklauftemperatur zu Messzeitpunkten t1, t2 und t3, wobei der Messzeitpunkt t1 die zeitlich gesehen erste Messung und der Messzeitpunkt t3 die zeitlich gesehen letzte Messung darstellt. Der Messzeitpunkt t1 kann dem Beginn der Auskühlphase entsprechen, er liegt jedoch vorzugsweise um eine bestimmte Wartezeit nach dem Beginn der Auskühlphase, d. h. er ist um eine bestimmte Wartezeit verzögert, die abzuwarten insbesondere deshalb vorteilhaft sind, um die Umkehr der Wärmeströme von Heizen auf Auskühlen abzuwarten. T2 und T3 entsprechen den um die Gebäudeauskühlung korrigierten Messwerten TRL2 und TRL3 der Rücklauftemperatur. Der asymptotische Grenzwert TRref1 ist auf den Beginn der Auskühlphase, beispielhaft auf den Messzeitpunkt t1 der ersten Messung der Rücklauftemperatur, rückberechnet. Beispielhafte Temperaturverläufe einer Warmwasserheizung im Heizbetrieb und im Auskühlbetrieb (d. h. während die Warmwasserheizung in der Nacht abgeschaltet ist) sind in 4 dargestellt, wobei beispielhaft Messzeitpunkte t1, t2, t3 und – durch einen Pfeil angedeutet – der Zeitpunkt angegeben ist, an welchem der asymptotische Grenzwert TRref1 (in 4: Treff) auftritt.
Für die Ermittlung der angepassten Auslegetemperatur TAna in Block 21 wird die Sollraumtemperatur TRsoll mit der in Block 20 ermittelten Referenztemperatur TRref verglichen. Ist die Differenz TRref – TRsoll positiv, so bedeutet dies, dass die mittlere Raumtemperatur im Gebäude zu hoch ist und die angepasste Auslegetemperatur TAna wird dann aus der Auslegetemperatur TAn dadurch gebildet, dass die Auslegetemperatur TAn um einen Schritt bzw. ein Inkrement, beispielsweise 0,2 Grad Celsius vermindert wird. Entsprechend wird die angepasste Auslegetemperatur TAna durch Erhöhung der Auslegetemperatur TAn um einen Schritt bzw. ein Inkrement, beispielsweise um 0,2 Grad Celsius, gebildet, wenn die Differenz TRref – TRsoll negativ ist, d. h. das Gebäude zu kalt ist. Vorzugsweise erfolgt somit bei positiver Differenz zwischen der Referenztemperatur TRref und der Sollraumtemperatur TRsoll pro Tag unter Bildung der angepassten Auslegetemperatur TAna eine Erhöhung der Auslegetemperatur TAn in einem Inkrement und bei einer negativen Differenz entsprechend einer Erniedrigung in einem Inkrement, wobei das Inkrement vorzugsweise 0,2 Grad Celsius beträgt.
Liegen die Aussentemperaturen nahe der Raumsolltemperatur, so ist der Einfluss der Heizung auf den Wärmehaushalt relativ gering. Um Fehladaptionen zu vermeiden, erfolgt daher eine Veränderung der Steilheit der Heizkurve, d. h. eine Berücksichtigung der angepassten Auslegetemperatur TAna bei der Ermittlung der Sollvorlauftemperatur TVLsoll₁, vorzugsweise erst dann, wenn die mittlere Aussentemperatur TAm um mehr als 5 Grad Celsius kleiner ist als die Raumsolltemperatur TRsoll. Auf diese Weise kann eine stabile Regelung erzielt und Fehladaptionen können vermieden werden. Ferner wird, um die Genauigkeit der Ermittlung der Sollvorlauftemperatur zu gewährleisten, eine Änderung der Heizkurve bevorzugt nur dann durchgeführt, wenn ein Fremdwärme-Energiegewinn – beispielsweise durch Sonneneinstrahlung – gering ist. Ein Tag mit geringem Fremdwärme-Energiegewinn wird auch als trüber Tag bezeichnet. Ein solcher ist insbesondere dann gegeben, wenn die Differenz zwischen der minimalen und der maximalen Aussentemperatur TA(t) in den vergangenen 24 Stunden geringer war als 5 Grad Celsius. Weiter wird eine Anpassung der Heizkurvensteilheit vorzugsweise nur dann vorgenommen, wenn im Tagbetrieb des Vortages die Sollvorlauftemperatur TVLsoll immer oberhalb der Sollraumtemperatur TRsoll gelegen hat. Dies erhöht die Genauigkeit des erfindungsgemässen Verfahrens. Entsprechend wird eine Anpassung der Heizkurve vorzugsweise nur dann vorgenommen, wenn sich das zu heizende Gebäude in einem thermisch stabilen Zustand befindet, was insbesondere erst von einem zweiten trüben Tag in Folge an der Fall ist. Zur Verminderung der Schwingungsneigung des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. der Ermittlung der angepassten Auslegetemperatur TAna erfolgt eine Generierung der angepassten Auslegetemperatur TAna vorzugsweise nur dann, wenn sich die Referenztemperatur TRref gegenüber dem Vortag weiter von der Sollraumtemperatur TRsoll entfernt hat.
Fremdwärme-Energiegewinne, die zu Wärmeüberschüssen führen, können bei dem erfindungsgemässen Verfahren berücksichtigt werden, indem die Heizleistung am folgenden Heiztag reduziert und auf diese Weise Energie gespart wird. Hierzu wird, vorzugsweise zum Tagesheizbeginn t_EIN, eine Korrekturgrösse Ekorr berechnet, die von der Differenz TRref – TRsoll der in Block 20 ermittelten Referenztemperatur TRref und der Sollraumtemperatur TRsoll und der Wärmekapazität GebKap des Gebäudes abhängig und repräsentativ dafür ist, wieviel Energie benötigt wird, um ein Gebäude mit einer derartigen Wärmekapazität GebKap während des nächsten Tages auf die Sollraumtemperatur TRsoll aufzuheizen bzw. abzukühlen. Die Korrekturgrösse Ekorr kann nach der folgenden Gleichung berechnet werden: Ekorr = GebKap/tHEIZ·TRsoll + TAK – TRref)/Pn,wobei die Korrekturgrösse Ekorr dimensionslos ist und angibt, um wieviel die Heizleistung bezogen auf die Kesselnennleistung Pn zu reduzieren ist, GebKap die Wärmekapazität des Gebäudes bzw. dessen Speichers innerhalb von dessen Isolation, TRsoll die Sollraumtemperatur, TRref die Referenztemperatur, Pn die Kesselnennleistung, t_HEIZ die Zeitdauer des Heizbetriebes und T_AK die natürliche Auskühlung des Gebäudes bei einer bestehenden Temperaturdifferenz von TRref – TRsoll während der Zeitdauer t_HEIZ des folgenden Tages bei einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren ermittelten Sollvorlauftemperatur ist. Die Zeitdauer t_HEIZ des Heizbetriebes an einem Tag beträgt 24 Stunden weniger die Zeitdauer der Unterbrechung des Heizbetriebs (Abschaltung der Heizung) während des Nachtbetriebs, bei welcher die Messungen der Rücklauftemperatur durchgeführt werden. Beträgt die Zeitdauer der Unterbrechung des Nachtheizbetriebs mit gleichzeitiger Messungsdurchführung beispielhaft 2 Stunden, so ergibt sich eine Zeitdauer t_HEIZ des Heizbetriebes von 22 Stunden.
Die Wärmekapazität des Gebäudes GebKap, die dessen thermischer Speicherfähigkeit entspricht, kann mit Hilfe der bauphysikalischen Gebäudedaten, insbesondere aus den Dimensionen des beheizten Raumes des Gebäudes, nach folgender Formel berechnet werden: GebKap = Länge·Breite·Höhe·cVol,wobei mit der Länge die Länge des Gebäudes in Metern, mit der Breite die Breite des Gebäudes in Metern und mit der Höhe die Höhe des Gebäudes ohne Kellergeschoss und Schrägdach oder unbeheizte Dachaufbauten in Metern gemeint ist. Die Konstante cVol ist die spezifische Wärmekapazität pro Kubikmeter Gebäudevolumen in Wh/Km³. Typische Werte liegen im Bereich von 45 bis 80 und können für einen bestimmten Gebäudetyp durch Bestimmung und Berücksichtigung der folgenden Eigenschaften – beispielsweise mittels einer Tabelle – ermittelt werden:

– Art der Nachbarschaft des Gebäudes (freistehend, einseitig angebaut, zweiseitig angebaut),
– Art der Aussenhülle (Aussenisolation oder Doppelschale mit Zwischenisolation oder alternativ massives Mauerwerk (z. B. eine 38 cm dicke Backsteinmauer, wobei das massive Mauerwerk als Isolation dient) und
- Art der Böden bzw. Decken (Holzböden und/oder -decken, Betonböden und/oder – decken).

Für ein einseitig angebautes Gebäude mit einer Aussenisolation oder Doppelschale mit Zwischenisolation und Betonböden und -decken ergibt sich beispielsweise eine spezifische Wärmekapazität von 58 Wh/Km³.
Die natürliche Auskühlung des Gebäudes ergibt sich bevorzugt gemäss: TAK = (Tref – TRn)·tHEIZ/TauGebmit der Nennraumtemperatur TRn und der Gebäudezeitkonstanten TauGeb, die sich vorzugsweise gemäss folgender Gleichung ergibt: TauGeb = GebKap·GebWid,wobei GebWid der thermische Gebäudewiderstand ist, der wie folgt berechnet werden kann: GebWid = (TRsoll – TAna)/Pn.
Der Vorlaufregler 13 benötigt die Aussentemperatur TA(t) als Eingangsgrösse. Die Korrekturgrösse Ekorr, die eine Reduktion der Heizleistung bei einem Fremdwärme-Energiegewinn angibt, kann nun in Block 22 in eine Schiebung bzw. einen Offset ΔTA der Aussentemperatur TA(t) umgerechnet werden, sodass die Schiebung ΔTA in Block 14 zu der gemessenen Aussentemperatur TA(t) unter Bildung der korrigierten Aussentemperatur TA1 hinzuaddiert werden kann, die dann die Eingangsgrösse zu Block 15 darstellt, was eine Reduktion der Heizleistung zur Folge hat. Die Schiebung ΔTA berechnet sich bevorzugt wie folgt aus der Korrekturgrösse Ekorr: ΔTA = (TRsoll – TAna)·Ekorr.
Das Ausgangssignal von Block 14, das heisst die korrigierte Aussentemperatur TA₁ ergibt sich dann insbesondere zu: TA1 = TA(t) + ΔTA.
Die Korrektur der gemessenen Ausgangstemperatur TA(t) und die Veränderung der Heizkurve in Abhängigkeit von der Differenz der Sollraumtemperatur und der Referenztemperatur laufen besonders bevorzugt nicht parallel ab, da es sich um unterschiedliche Arten von Korrekturen handelt und ansonsten die Einflüsse der Korrektur der gemessenen Ausgangstemperatur TA(t) und der Veränderung der Heizkurve in Abhängigkeit von der Differenz der Sollraumtemperatur und der Referenztemperatur am folgenden Tag bei der Ermittlung der Referenztemperatur TRref nicht mehr auseinandergehalten werden könnten. Daher erfolgt die Korrektur der gemessenen Aussentemperatur TA(t) vorzugsweise nicht an trüben Tagen und nur in negativer Richtung, d. h. nur mit dem Ziel einer Reduktion der Heizleistung. Auf diese Weise kann die Genauigkeit des erfindungsgemässen Verfahrens erhöht werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Sollvorlauftemperatur für eine Regelung einer Warmwasserheizung eines Gebäudes, wobei eine Aussentemperatur (TA) gemessen und mittels einer Heizkurve aus der Aussentemperatur (TA) die Sollvorlauftemperatur (TVsoll₁, TVLsoll) ermittelt wird und die Steilheit der Heizkurve von einer Abweichung einer Sollraumtemperatur (TRsoll) von einer Referenztemperatur (TRref) für die mittlere Raumtemperatur im Gebäude abhängig ist, wobei die Referenztemperatur (TRref) durch eine Rücklauftemperatur (TRLende, TRL1, TRL2, TRL3, TRref1) gebildet wird, die vor Tagesheizbeginn und nach Inbetriebnahme einer Umwälzpumpe (5) der Warmwasserheizung ermittelt wird.

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer Sollvorlauftemperatur für eine Regelung einer Warmwasserheizung eines Gebäudes, wobei eine Aussentemperatur (TA) gemessen und mittels einer Heizkurve aus der Aussentemperatur (TA) die Sollvorlauftemperatur (TVsoll₁, TVLsoll) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steilheit der Heizkurve von einer Abweichung einer Sollraumtemperatur (TRsoll) von einer Referenztemperatur (TRref) für die mittlere Raumtemperatur im Gebäude abhängig ist, wobei die Referenztemperatur (TRref) durch eine Rücklauftemperatur (TRL, TRLende, TRL1, TRL2, TLR3, TRref1) gebildet wird, die vor Tagesheizbeginn und nach Inbetriebnahme einer Umwälzpumpe (5) der Warmwasserheizung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Heizkurve von einer Auslegetemperatur (TAn) der Warmwasserheizung abhängig ist und die Auslegetemperatur (TAn) unter Bildung einer angepassten Auslegetemperatur (TAna) in einem oder mehreren vorgegebenen Schritten verändert wird, wenn die Sollraumtemperatur (TRsoll) von der Referenztemperatur (TRref) abweicht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklauftemperatur (TRLende, TRL1, TRL2, TRL3) durch Messung mittels eines Rücklauffühlers (8) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklauftemperatur (TRLende) im Wesentlichen 15 Minuten nach der Inbetriebnahme der Umwälzpumpe (5) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rücklauftemperaturen (TRL1, TRL2, TRL3) gemessen und aus diesen ein asymptotischer Grenzwert der Rücklauftemperatur (TRref1) ermittelt wird, aus welchem die Referenztemperatur (TRref) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des asymptotischen Grenzwerts der Rücklauftemperatur (TRref1) die mehreren gemessenen Rücklauftemperaturen (TRL1, TRL2, TRL3) durch eine Funktion approximiert und/oder interpoliert werden, wobei der asymptotische Grenzwert insbesondere der Rücklauftemperatur zu Beginn einer Auskühlphase entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich bei der Ermittlung der Referenztemperatur (TRref) die Differenz zwischen der Sollraumtemperatur (TRsoll) und einer gemittelten Aussentemperatur (TAm) herangezogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene Aussentemperatur (TA) im Falle eines Fremdwärme- Energiegewinns mittels einer Korrekturgrösse (Ekorr) verändert wird, wobei die Korrekturgrösse (Ekorr) von der Differenz zwischen Sollraumtemperatur (TRsoll) und Referenztemperatur (TRref) abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturgrösse (Ekorr) von einer Wärmekapazität (GebKap) des Gebäudes abhängig ist.