DE102010025157A1

DE102010025157A1 - Verfahren zum Betrieb eines verteilten thermischen Energiesystems

Info

Publication number: DE102010025157A1
Application number: DE102010025157A
Authority: DE
Inventors: Sven Saulich; Peter Dominke
Original assignee: SOLARNEXT AG
Current assignee: SOLARNEXT AG, DE
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2011-12-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines verteilten thermischen Energiesystems, dadurch gekennzeichnet, dass Steuergeräte und externen Komponenten zu einem funktionalem Gesamtsystem koppelbar sind, wobei einzelne Komponenten des Energiesystems in der Art konfigurierbar ausgeführt sind, dass bezüglich einer Funktion der Komponente ein Steuergerät als Master und wenigstens ein Steuergerät als Slave festlegbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Steuergerät zum Betrieb eines verteilten thermischen Energiemanagementsystems, dadurch gekennzeichnet, dass es entsprechend einer Konfigurationsanforderung bezüglich zumindest einer verfügbaren Komponente das Steuergerät bezüglich zumindest einer Funktion der Komponente in einen Master- oder Slave-Betrieb versetzbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren als auch eine Steuer- und Regelungseinheit Betrieb eines vernetzen thermischen Energiemanagementsystems.
Aus den Stand der Technik ist die Gebrauchsmusterschrift DE 202 21 180 U1 bekannt, in der ein Steuer- und Regelsystem für Gebäudeausstattungen vorgeschlagen wird, bei dem Sensoren innerhalb und außerhalb des Gebäudes zur Erfassung von Zustandsgrößen innerhalb eines Heizkreises vorgesehen sind. In einer zentralen Anzeige- und Steuereinheit ist ein Befehlsparametersatz speicherbar, der nach Maßgabe vorgebbarer Werte die technischen Komponenten derart steuert, dass unter Berücksichtigung des Wohlbefindens der Bewohner der Energieverbrauch minimiert wird.
Die Patentschrift DE 44 47 559 C2 offenbart ein Verfahren zum Betrieb der Aufladesteuervorrichtung für eine Speicherheizgeräteanlage. Hierzu erzeugt und übermittelt ein Zentralsteuergerät für das jeweilige Speicherheizgerät bestimmte unterschiedliche Nachrichten, die von dem jeweiligen Speicherheizgerät empfangen und verarbeitet werden, wobei die Übertragung der Nachrichten durch eine Abfolge von ein- und ausgeschalteten Vollwellen einer Wechselspannung entspricht.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines verteilten Energiesystems anzugeben, welches es ermöglicht, flexibel und in einfacher Weise die Konfiguration, Inbetriebnahme und den laufenden Betrieb des Energiesystems zu ermöglichen und aufrecht zu erhalten.
Die Lösung der Aufgabe wird verfahrensgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Hautpanspruchs angegeben. Die Erfindung betrifft auch ein Steuergerät, geeignet zur Durchführung des Verfahrens.
Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, dass zum Betrieb eines verteilten thermischen Energiesystems, Steuergeräte und Funktionskomponenten zu einem funktionalem Gesamtsystem koppelbar sind, wobei einzelne Komponenten des Energiesystems entsprechend einer Konfigurationsanforderung in der Art konfigurierbar ausgeführt sind, dass bezüglich zumindest einer Funktion einer Komponente ein Steuergerät als Master und wenigstens ein Steuergerät als Slave festlegbar ist. Beispielsweise kann eine Temperatursollwertvorgabe für die Ansteuerung einer Funktion einer Komponente als auch die Ermittlung einer Systemübergreifenden Regelstrategie auf Basis von Informationen einer Funktion einer Komponente umgesetzt werden.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben und werden im Folgenden beschrieben.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Steuergerät zum Betrieb eines verteilten thermischen Energiemanagementsystems. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es entsprechend einer Konfigurationsanforderung bezüglich zumindest einer verfügbaren Komponente () das Steuergerät bezüglich zumindest einer Funktion der Komponente in einen Master- oder Slave-Betrieb versetzbar ist.
Vorteilhafte Ausprägungen des erfindungsgemäßen Steuergeräts sind in den Unteransprüchen angegeben und werden im Folgenden beschrieben.
1 zeigt ein Steuergerät nach dem Stand der Technik.
Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Steuergerät 100 weist eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI) 130 auf, mittels derer die anlagenspezifischen Einstellungen und Konfigurationen in das System eingegeben werden können.
Die GUI-Schnittstelle 131 „Definition” dient zur Definition des Systems. Hier kann festgelegt werden, welche externe Funktionskomponenten (Komponenten) eingebunden werden, beispielsweise ob eine Lüftung im System vorhanden ist und um welche Art von Kollektoren es sich handelt, beispielsweise ein Flach- oder Röhrenkollektor.
Mittels der GUI-Schnittstelle 132 „Optionen” können durch den Benutzer beispielsweise die Vorlauftemperaturen und die Nachtabsenkung oder die Parameter der Funktionskomponenten, beispielsweise Hystereseverhalten und Schaltzeiten, definiert werden.
Die GUI-Schnittstelle 133 „Wartung & Inbetriebnahme” verfügt über die Eingabemöglichkeit von Prüfzyklen oder erlaubt die manuelle Steuerung zum Zweck der Überprüfung der Funktionsfähigkeit der externen Funktionskomponenten zum Beispiel der Pumpen und Ventile. Zusätzlich können Wartungszyklen, zum Beispiel das Entlüften von Hydraulikkreisen gestartet werden.
Mittels der GUI-Schnittstelle 134 „Informationen” können systemrelevante Informationen abgefragt werden, zum Beispiel die Speichertemperatur.
In der GUI können darüber hinaus einzelne Systemkomponenten Solar, Wärmeerzeuger und Kühlung durch entsprechende Anlagen-Parametrierung als nicht vorhanden deklariert werden.
Die externen Funktionskomponenten 140 beinhalten die physikalisch vorhandenen Komponenten, die mit der Steuer- und Regeleinheit 100 verbunden sind.
Diesen Komponenten zugehörig sind Aktuatoren 101a–e (Pumpen, Ventile, Mischer, Lüfter) sowie Sensoren 102a–e (Kollektor-Temperaturen, Durchflussmenge, usw..) zur Erfassung von physikalischen Größen der jeweiligen Komponente.
Die Koordination und Betrieb der Komponenten erfolgt der Grundlage einer systemweiten Steuerungs- und Regelstrategie, die im Wesentlichen abhängig von den Vorgaben einer Systemsteuerung 120 sind.
In der Regel verfügt jede der externen Funktionskomponenten 140 (Solaranlage, Wärmeerzeuger, ...) über eine entsprechend zugehörige logische Systemkomponente 110. Beispielsweise verfügt die Komponente 141, Solaranlage, über die entsprechende Systemkomponente „Solar” 112, welche komponentenbezogene Steuer- und Regelungsaufgaben übernimmt. Hierbei bedient die logische Systemkomponente die jeweils zugehörigen Aktuatoren und Sensoren, die für den Betrieb der jeweiligen Komponente notwendig sind, wobei die Koordination der Komponenten untereinander durch die Systemsteuerung 120 erfolgt.
Die der jeweiligen Funktionskomponente zugehörigen Sensoren 102a–d stellen Sensorsignale zur Verfügung, die der Einheit 104 „Aufbereitung der Eingangsdaten” zugeführt sind.
Mittels dieser Einheit werden die erforderlichen Anpassungsschritte (Pegelwandlung, A/D-Konvertierung, Skalierung) zur Generierung von digitalen Eingangsgrößen vorgenommen. Diese werden nachfolgend den entsprechenden System-Komponenten 110 und Systemsteuerung 120 zugeführt.
Die in Einheit 110 zusammengefasste Systemkomponenten 111 „Solar”, 112 „Wärmeerzeuger”, 113 „Brauchwasser”, 114 „Kühl-Aggregat”, 115 „Speicher” und 116 „Gebäude-Klima” entsprechen logisch zusammenhängender Softwaremodule zur Steuerung- und Regelung der entsprechenden physikalischen Funktionskomponente.
Die Systemsteuerung 120 übernimmt hierbei systemübergreifende Steuer- und Regelungsaufgaben, die erforderlich sind, um die Funktionskomponenten 140 untereinander zu Koordinieren. Hierzu werden Steuervorgaben generiert, die als Vorgaben für die logischen Systemkomponenten der Funktionskomponenten 110 dienen.
Die durch die Systemsteuerung ermittelten Stellgrößen werden hierzu dem Block 103 „Aufbereitung Stellsignale” zugeführt, der die Konvertierung der digitalen Stell-Informationen in die hierfür notwendigen physikalischen Stellsignale für den jeweiligen Aktuator vornimmt.
2 zeigt ein Steuergerät gemäß der Erfindung
Gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Steuer- und Regelungseinheit verfügt die neuartige Steuer- und Regelungseinheit 200 (Steuergerät) über Datenweichen 210a, 210b. Gemäß der Erfindung sind die Datenweichen entsprechend einer parametrierbaren Konfigurationsanforderung konfigurierbar ausgeprägt und dafür vorgesehen, wenigstens eine der logischen Systemkomponenten 110 in einen logischen Master- oder Slave-Betrieb zu versetzen.
Hierzu sind in der Benutzer-Schnittstelle 130 (GUI) zusätzlich einzelne Systemkomponenten 110 als Master „M” oder Slave „S” parametrierbar ausgeführt. Folgende Konfigurationen sind vorgesehen:

„M”: Komponente ist Master
„S”: Komponente ist Slave
„NC”: Komponente nicht vorhanden
„A”: Komponente arbeitet autark

Sind mehrere Steuergeräte (SG) am Verbund beteiligt, ist es dadurch möglich, beliebige Komponenten im Master- oder Slave-Betrieb oder alternativ hierzu autark zu betrieben, je nach Konfigurationsanforderung.
Ist in einem Steuergerät eine Komponente als Slave definiert, wird in einem anderen SG diese Komponente als Master konfiguriert. Die als Slave konfigurierten Komponenten eines SGs erhalten nun ihre Vorgaben von einem Steuergerät welches über die entsprechende Master-Komponente verfügt. Bei mehreren Steuergeräten existiert für jede Komponente nur eine Master-Komponente. Slave-Komponenten oder autark-Komponenten eines SG-Verbundes können beliebig vorhanden sein.
Eingangsdaten:
Es kann hierbei erforderlich sein, dass manche als Slave konfigurierte Komponenten für die Regelung nicht nur eigene Sensor-Informationen benötigen, sondern zusätzlich Informationen aus Sensoren anderer Komponenten. Die entsprechenden Informationen werden vom Steuergerät, welches über die entsprechende Master-Komponente verfügt, auf den Bus gestellt. Diese Informationen werden im Modul 217 „Datenweiche Eingangsdaten” aufbereitet und in Form von binär codierten Daten auf den Bus gestellt. Bei demjenigen Steuergerät, welches über die entsprechende Slave-Komponente(n) verfügt, werden diese Daten empfangen und für interne Steuer- und Regelungsaufgaben der jeweiligen Komponente verwendet.
Daten der Systemsteuerung:
Die Slave-Komponenten stellen ihre Ausgangsinformationen auf den Bus. Das Steuergerät, welches die entsprechende Master-Komponente konfiguriert, liest diese Information ein und berechnet daraus für die Systemsteuerungskomponenten (SSK) die benötigten Eingangsinformationen. Außerdem stellt das Steuergerät, welches über die entsprechende Master-Komponente verfügt, die benötigten Eingangsinformationen des oder der Steuergeräte, welche die entsprechende Slave-Komponenten aufweisen, auf den Bus.
Parameter:
Ist eine Komponente als Slave definiert, übernimmt es komponentenübergreifende Parameter, beispielsweise die Speicherkonfigurationen, vom Bus. Diese Parameter werden vom SG mit der Master-Komponente auf den Bus gestellt.
Baugruppeninterne Parameter wie z. B. Kollektorspezifikationen bei der Slave-Komponente Solar, werden am SG mit der Slave-Komponente direkt eingestellt.
Die Daten der Systemsteuerung und Parameter werden in den entsprechenden Datenweichen aufbereitet und auf den Bus gestellt. Ebenso werden dort die benötigten Daten, falls die Komponente als Slave konfiguriert ist, eingelesen.
Die konfigurierbare Datenweiche 210a übernimmt dabei die komponentenbezogene Koordination von Sende- und Empfangsdaten der einzelnen als Slave- oder Master konfigurierten Komponenten. Im Wesentlichen besteht die Datenweiche aus einzelnen komponentenspezifischen Datenweichen-Softwaremodule 211. 216, die ein vorgegebenes Sende- und Empfangsverhalten logisch implementieren. Die Datenweichen 210a und 210b weisen hierbei eine gemeinsame Datenschnittstelle 230 auf.
Demnach ist ein Steuergerät 100 zum Betrieb eines verteilten thermischen Energiemanagementsystems gemäß der Erfindung dadurch ausgezeichnet, dass es entsprechend einer Konfigurationsanforderung bezüglich zumindest einer verfügbaren Komponente das Steuergerät bezüglich zumindest einer Funktion der Komponente in einen Master- oder Slave-Betrieb versetzbar ist.
Das Steuergerät 100 ist mit konfigurierbaren Datenweichen (210a, 210b) ausgestattet, welche das Steuergerät entsprechend einer parametrierbaren Konfigurationsanforderung bezüglich zumindest einer Funktion der verfügbaren Komponenten 110 in einen Master- oder in einen Slave-Betrieb/Funktion versetzen.
Hierbei ist das erfindungsgemäße Steuergerät für interne Steuerungs- und Regelungszwecke lokaler angebundener Funktionskomponenten 140, Daten anderer Komponenten oder master-seitige Steuer- und Regelvorgaben mittels Datenweichen 210a, 210b empfangbar ausgeführt. Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass es bezüglich lokaler Daten oder Anforderungsinformationen mittels der Datenweichen 210a, 210b sendbar ausgeführt ist, wobei die Datenweichen entsprechend einer Konfigurationsanforderung parametrierbar ausgeführt sind. Die Selektion der Sende- und Empfangsdaten erfolgt entsprechend der Konfigurationsanforderung.
Entsprechend der Konfigurationsanforderung können somit interne oder lokal verfügbare Daten des Steuergeräts auf den Bus/Netz gelegt werden oder Daten vom Bus empfangen werden. Es wird dadurch auch ermöglicht, dass intern Daten an andere Komponenten/Module umgeleitet werden können.
Ferner ist es vorgesehen, dass das Steuergerät eine Benutzerschnittstelle GUI und/oder einer Fernwartungsschnittstelle zur Eingabe und Parametrierung der Konfigurationsanforderung aufweist.
Das Steuergerät weist eine Benutzerschnittstelle (GUI) zur Auswahl und Darstellung netzübergreifender Informationen und/oder Mittel zur Eingabe und Darstellung gezielter Informationsanforderungen an netzbeteiligten Master- und/oder Slave-Steuergeräten.
Somit wird es möglich, dass zum Einen globale Daten, die auf dem Bus zur Verfügung stehen, auswähl- und anzeigbar sind und zum Anderen lokale Daten eines am Bus befindlichen Steuergeräts gezielt anforder- und anzeigbar sind.
Dies gilt insbesondere für Fehler- und/oder Statusinformationen, die von anderen Steuergeräten versendet werden oder abrufbar vorgehalten sind.
Das Steuergerät ist dabei vorbereitet zur Ausführung eines der nachfolgend beschriebenen Verfahren zum Betrieb eines thermischen Energiesystems.
Die Erfindung sieht insbesondere auch ein Verfahren zum Betrieb eines verteilten thermischen Energiesystems vor, das im Folgenden beschrieben wird.
Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, dass zum Betrieb eines verteilten thermischen Energiesystems, Steuergeräte und Funktionskomponenten zu einem funktionalem Gesamtsystem koppelbar sind, wobei einzelne Komponenten des Energiesystems entsprechend einer Konfigurationsanforderung in der Art konfigurierbar ausgeführt sind, dass bezüglich zumindest einer Funktion einer Komponente ein Steuergerät als Master und wenigstens ein Steuergerät als Slave festlegbar ist.
Ein als Slave festgelegtes Steuergerät steuert oder regelt hierbei lokal zugeordnete Komponenten, wobei es übergeordnete Steuer- oder Regelvorgaben von dem bezüglich dieser Komponente oder Funktion als Master festgelegtes Steuergerät erhält.
Ein als Slave festgelegtes Steuergerät sendet lokale Anforderungen oder Informationen an das Master-Steuergerät. Das Master-Steuergerät ermittelt und versendet dabei aus den empfangenen slave-seitigen Anforderungen oder Informationen Steuer- und/oder Regelvorgaben für das wenigstens eine Slave-Steuergerät.
Die Steuer- und Regelvorgaben werden dabei unter Verwendung von Sensordaten und Parametervorgaben eines systemübergreifenden Steuergeräts oder des bezüglich dieser Komponente oder Funktion festgelegten Steuergeräts, welches über die entsprechenden Master-Komponente verfügt, ermittelt.
Die an das Master-Steuergerät versendete Informationen umfassen hierbei insbesondere auch Zustands- und Fehlerdaten, die in den Slave-Steuergeräte vorgehalten werden. Vom Master-Steuergerät aus können diese Informationen asynchron angefordert werden oder zyklisch auf dem Bus mitgelesen werden. Dass Master-Steuergerät leitet daraufhin Fehlerbehandlungs-Massnahmen ein, die in Form von Steuer- und/oder Regelvorgaben an das oder die Slave-Steuergeräte versendent werden.
3 zeigt schematisch die Ein- und Ausgangsdaten unterschiedlicher Komponenten bezüglich derer Konfiguration als Master oder Slave.
Hierbei werden die im System verfügbaren Komponenten abgefragt, ob eine entsprechende Master- oder Slave-Konfigurationsanforderung vorliegt. Ist eine als Slave konfigurierte Systemkomponente vorhanden, ist für diese Anforderung auch eine Master-Systemkomponente im Gesamtsystem (Steuergeräte-Verbund) konfiguriert.
Die Master-Komponente stellt sämtliche Sensorsignale auf den Bus, die von der oder den entsprechenden Slave-Komponenten benötigt werden. Die Slave-Komponenten anderer Steuergeräte lesen diese Daten ein. Eventuell vorhandene (eigene) Sensordaten des entsprechenden Steuergeräts werden dabei überschrieben. In der Regel werden beim Slave-Steuergerät keine eigenen internen Sensordaten von erforderlichen anderen Komponenten vorliegen, da sonst diese Komponente auch Autark arbeiten könnte.
Für den Fall, dass ein eigener Speicher vorhanden ist, die Solaranlage jedoch als Slave-Komponente in einen anderen Speicher „einschichten” soll, müssen die eigenen Speichertemperaturen von den vom Bus eingelesenen Master-Sensordaten überschrieben werden.
FUNKTIONSKOMPONENTE „Solar”
4 zeigt eine mögliche Konfiguration am Beispiel Solar:
Eine Hydraulikvariante besteht darin, dass die Steuergeräte SG1...SGn zwar autark mit jeweils einem eigenen Speicher S1...Sn arbeiten, diese hydraulisch jedoch miteinander verbunden sind und ein lokales Gebäude-Netz bilden oder an ein Fernwärmenetz angeschlossen sind.
Ist ein zugeordneter Speicher eines Steuergeräts aufgeladen und kann er keine weitere Wärmeenergie mehr aufnehmen, so kann die Solaranlage zum Slave werden (dynamischer Slave), wobei die überschüssige Solarenergie in das Netz eingespeist wird. Zur Netzverwaltung ist hierbei ein Master-SG definiert.
5 zeigt eine mögliche Master-Slave-Konfiguration am Beispiel der Datenweiche für die Komponente „Solar”.
Für den Betrieb eines verteilten thermischen Energiesystems, wobei das System mehrere lokale Energiespeichern S1...Sn und jeweils zugeordnete Steuergeräte SG1...SGn beinhaltet, ist es vorgesehen, dass das entsprechende Steuergerät einen Energiespeicher autark lädt und entsprechend einer Konfigurationsanforderung in einen temporären Slave-Zustand übergeht.
Während dieses Zustandes empfängt es Kontroll- und Steuerbefehle von einem Master-Steuergerät.
Des weiteren ist es vorgesehen, dass andere Energiespeicher in einem Verbundsystem, insbesondere einem Fernwärmenetz koordiniert geladen werden, wobei der Übergang in den temporären Slave-Zustand abhängig vom Ladeszustand des lokalen Speichers erfolgt.
Als physikalische Größen, die einen Ladezustand eines Speichers beschreiben, können dabei die Lade-Temperatur und/oder der berechnete Energieinhalt der jeweiligen Speicher S1...Sn verwendet werden.
FUNKTIONSKOMPONENTE „Wärmeerzeuger”
In einer weiteren Ausführung bezüglich der Funktionskomponente „Wärmeerzeuger” ist es vorgesehen, dass slave-seitige Temperaturanforderung an das Master-Steuergerät versendet werden, wobei das Master-Steuergerät M-SG entsprechende Daten empfängt und nach deren Maßgabe festlegbare Wärmeerzeuger zur Ladung von Brauchwasserspeicher und/oder hydraulischen Energiespeichern BW, KS, WS koordiniert.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Ladung (Temperatur) des hydraulisches Kälte- oder Wärmespeichers und/oder des Brauchwasserspeichers nach Maßgabe eines ermittelten maximalen oder minimalen Werts aus einer Gruppe von slave-seitigen Temperaturanforderungen erfolgt.
Eine weitere Variante des Verfahren sieht vor, dass das Master-Steuergerät entsprechende Steuersignale VSW, VSHP, VSHS in Abhängigkeit der Art des Wärme- oder Kälteerzeugers WE, KE koordiniert generiert und mittels derer eine Beladung eines hydraulischen Kälte- oder Wärmespeicher WS, KS oder einen Brauchwasserspeicher BW) oder eine unterschiedliche, schichtweise Beladung vorgenommen wird.
Des weiteren ist es vorgesehen, dass zum Betrieb eines thermischen Energiesystems, mit mehrere Wärme- WE1...WEn und/oder Kühlerzeuger KE1...KEn sowie deren zugeordnete Steuergeräte, ein Master-Steuergerät vorgesehen ist, welches entsprechende Steuerbefehle an die Slave-Steuergeräte für die Zuschaltung von Wärme- und oder Kühlerzeugern versendet, wobei die Koordination der Zuschaltung prioritätsgesteuert nach Art des Wärmer- und/oder Kühlerzeugers und/oder im Falle derselben Art, in Abhängigkeit seiner Betriebsstunden erfolgt.
Hierzu nachfolgende konkretisierte Ausführungsformen:
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel am Beispiel der Komponente „Wärmeerzeuger”
Ein bezüglich der Komponente „Wärmeerzeuger” (Beispielsweise eine Hilfsheizung) als Master konfiguriertes Steuergerät, Master-SG, koordiniert Wärmeerzeuger WE2...WEn, die den jeweiligen Slave-Steuergeräten SG1...SGn-Slave zugeordnet sind. Die Koordination erfolgt bevorzugt nach Prioritäten. Die Prioritätensteuerung erfolgt in der Datenweiche (nicht explizit dargestellt) des entsprechenden Master-SG. Die Prioritätensteuerung erfolgt nach Art des Wärmeerzeugers und bei gleicher Art nach den Betriebsstunden des jeweiligen Wärmeerzeugers.
Wie viele Wärmerzeuger (WE) benötigt werden, ist vom Energiebedarf des Gesamtsystems abhängig.
Ob der benötigte Energiebedarf von den zugeschalteten WE gedeckt werden kann erfolgt über die Auswertung des Temperaturgradienten des zugeordneten Wärmespeichers. Ist der Temperaturgradient > 0, ist die Energieerzeugung der WE größer als der entnommene Energiebedarf. Bei einem negativen Temperaturgradient ist dies nicht der Fall und es wird ein weiterer WE zugeschaltet. Um die Prioritätensteuerung vornehmen zu können, stellt jeder WE seine Betriebsstunden zur Verfügung stellen.
Da bei der Planung der Anlage, insbesondere während der Steuergerätekonfiguration, bei der die Art der einzelnen WE und die Zuordnung auf die SG festgelegt wird, kann die Prioritätensteuerung direkt in der GUI im Master-SG erfolgen.
7 zeigt eine mögliche Master-Slave-Konfiguration am Beispiel der Datenweiche für die Komponente „Wärmeerzeuger”.
Es werden die jeweiligen Komponenten abgefragt, ob eine Master- oder Slave-Anforderung vorliegt. Ist eine Slave-Komponente vorhanden, muss für diese Anforderung auch eine Master-Komponente im System vorhanden sein.
Die Systemsteuerung des Master-SG generiert eine WE-Anforderung RH1, RH2 und den Temperaturgradient des Wärmespeichers WGrad.

RH1: = Anforderung Wärmeerzeuger 1
RH2: = Anforderung Wärmeerzeuger 2

Die Slave-Komponente stellt die Betriebsstunden der beiden Wärmeerzeuger BS_WE1, BS_WE2 auf den Bus. Dann werden die Systemdaten RH1- und RH2-Anforderung (Anforderung des jeweiligen Wärmeerzeugers) mit der eigenen SG-Nr und der geforderte Temperatur des Wärmeerzeugers TDH vom Bus gelesen.
Danach werden die Systemparameter vom Bus gelesen. Systemparameter im Fall Wärmeerzeuger sind die maximale Speichertemperatur und die Schalthysterese des Wärmeerzeugers, wobei evtl. vorhandene eigene Systemparameter mit denen der Bus-Parameter überschrieben.
Nachfolgende eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante bezüglich der Komponente „Wärmeerzeuger”
Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Master-Steuergerät vorgesehen ist, welches entsprechende Steuerbefehle an die Slave-Steuergeräte für die Zuschaltung von Wärme- und oder Kühlerzeugern versendet, wobei die Koordination der Zuschaltung prioritätsgesteuert nach Art des Wärmer- und/oder Kühlerzeugers und/oder im Falle derselben Art, in Abhängigkeit seiner Betriebsstunden erfolgt.
Die Master-Komponente liest die Betriebsstunden mit der jeweiligen SG-Nr vom Bus. Um eine Reihenfolge bei der Auswahl der vorhandenen Wärmeerzeuger vornehmen zu können, muss in der GUI die Anzahl der Slave_SG, die Anzahl der Wärmeerzeuger und die Prioritäten der Wärmeerzeuger in den jeweiligen Steuergeräten bestimmt werden.
Die Priorität richtet sich im Regelfall nach der Art des Wärmererzeugers, wobei umweltfreundliche oder kostengünstige WE wie regenerative WE oder Wärmepumpen werden die höchste Priorität haben, wobei fossile Brennstoffe niedrigere Prioritäten aufweisen. Beispielsweise können drei mögliche Prioritäten gewählt werden. Priorität 1 ist am höchsten, Priorität 3 am niedrigsten. Priorität 0 steht für nicht vorhanden (NC).
Danach wird anhand der Prioritäten und der Betriebsstunden die Rangfolge der vorhandenen Wärmeerzeuger festgelegt, wobei der Wärmeerzeuger mit der höchsten Priorität vorrangig ist. Sind mehrere gleiche Prioritäten vorhanden, so steht am obersten Rang der Wärmeerzeuger mit den niedrigsten Betriebsstunden. Die Reihenfolge nimmt mit steigender Zahl der Betriebsstunden ab.
Innerhalb eines Ansteuerzyklus kann sich die Rangfolge nicht ändern, da sonst ein oszillierender Effekt zwischen Wärmererzeuger mit gleicher Priorität und gleichen Betriebstunden auftreten würde.
Erfolgt von der Systemsteuerung des Master_SG eine Wärmeerzeuger-Anforderung, wird diese Anforderung auf den Bus gestellt. Die Auswahl erfolgt in Abhängigkeit von der Rangfolge und dem Temperaturgradienten des Speichers, der von der Systemsteuerung des Master-SG geliefert wird. Der Temperaturgradient legt die Anzahl der benötigten Wärmeerzeuger fest.
Liegt eine Heizanforderung vor, wird diejenige mit der höchsten Rangfolge auf den Bus gegeben. Danach wird eine vorgegebene Zeit gewartet, bis der Wärmeerzeuger die Energie an den Speicher liefert und sich der Temperaturgradient eingestellt hat. Danach wird der Temperaturgradient des Speichers überprüft. Ist er positiv, reicht der zugeschaltete Wärmeerzeuger aus. Der ausgewählte Wärmererzeuger bleibt damit eingeschaltet bis die Heizanforderung von der Systemsteuerung zurückgenommen wird. Ist der Temperaturgradient negativ, reicht der zugeschaltete Wärmerzeuger nicht aus. Ein weiterer Wärmererzeuger mit der nächst niedrigeren Rangfolge wird zugeschaltet. Bevor der Temperaturgradient wieder geprüft wird, wird wieder gewartet, bis sich der Gradient eingestellt hat. So werden sukzessiv weitere WE in abnehmender Rangfolge zugeschaltet, bis der Temperaturgradient des Speichers positiv ist. Hat der Speicher seine geforderte Temperatur erreicht, wird die Anforderung zurückgesetzt.
FUNKTIONSKOMPONENTE „Kühlung”:
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel am Beispiel der Komponente „Kühlung”
In dieser Konfiguration werden mehrere Kälteerzeuger (KE) bedient. Das Master-SG koordiniert die Kälteerzeuger KE1...KEn, die den einzelnen Salve-SG zugeordnet sind. Die Koordination erfolgt in bevorzugter Weise nach Prioritäten, wobei die Prioritätensteuerung bevorzugt in der Datenweiche des Master-SG vorgenommen wird. Die Prioritätensteuerung ist hierbei analog zu dem der bei der Komponente „Wärmeerzeuger” angewandten Verfahren.
9 zeigt eine weitere Ausführungsvariante bezüglich der Komponente „Kühlung”.
Entsprechend der festgelegten Konfiguration werden die jeweiligen Komponenten abgefragt, ob eine Master- oder Slave-Anforderung vorliegt. Ist eine Slave-Komponente vorhanden, muss für diese Anforderung auch eine Master-Komponente im System vorhanden sein.
Die Slave-Komponente stellt die Betriebsstunden auf den Bus.
Dann werden die Systemdaten RC-Anforderung (Anforderung des Kühlgeräts) mit der eigenen Steuergeräte-Nr und die Soll-Temperatur des Kühlgeräts vom Bus gelesen. Die Master-Komponente liest die Betriebsstunden mit der jeweiligen Steuergeräte-Nr vom Bus.
Eine Ausführungsvaiante bezüglich der Komponente „Kühlung” wird nachfolend beschrieben:
Die Master-Komponente liest die Betriebsstunden mit der jeweiligen Steuergeräte-Nr vom Bus.
Die Aufbereitung von eingelesenen Slave-Komponenten für die Systemsteuerung beschränkt sich hier auf die Maximalwertbildung der Temperaturanforderung Generator des Kühlaggregats.
Um eine Reihenfolge bei der Auswahl der vorhandenen Kälteerzeuger (KE) vornehmen zu können, muss in der GUI die Anzahl der Kälteerzeuger AKE und die Prioritäten der Kälteerzeuger in den jeweiligen Steuergeräten bestimmt werden.
Die Priorität wird sich bevorzugt nach Art der Kälteerzeuger richten. Umweltfreundliche oder kostengünstige Kälteerzeuger, beispielsweise „solares Kühlen”, weisen hierbei eine höhere Priorität auf, als die aus dem öffentlichen Stromnetz (nicht-regenerativ) gespeisten Kälteerzeuger.
Anhand der Prioritäten und der Betriebsstunden werden die Rangfolge der vorhandenen KE festgelegt, wobei der Kälterzeuger mit der höchsten Priorität vorrangig ist. Sind mehrere gleiche Prioritäten vorhanden, so steht am obersten Rang der KE mit den niedrigsten Betriebsstunden. Die Reihenfolge nimmt mit steigender Zahl der Betriebsstunden ab.
Innerhalb eines Ansteuerzyklus kann sich die Rangfolge nicht ändern, da sonst ein oszillierender Effekt zwischen KE mit gleicher Priorität und gleichen Betriebstunden auftreten würde.
Erfolgt von der Systemsteuerung des Master_SG eine KE-Anforderung (RC), wird diese Anforderung auf den Bus gestellt. Hierbei ist eine SG-Auswahl über die SG-Nr erforderlich. Diese Auswahl erfolgt in „RC_SGx bestimmen”. Die Auswahl erfolgt in Abhängigkeit von der Rangfolge R_KE_SGx und dem Temperaturgradienten des Kältespeichers, der von der Systemsteuerung des Master-SG geliefert wird. Der Temperaturgradient legt die Anzahl der benötigten KE fest.
Liegt eine Kühlanforderung vor, wird die steuergeräteseitige Anforderung mit der Höchsten Rangfolge auf den Bus gegeben. Danach wird eine vorgegebene Zeit gewartet, bis der Kältererzeuger die Energie vom Kältespeicher entnimmt und sich der Temperaturgradient eingestellt hat. Danach wird der Temperaturgradient des Speichers überprüft. Ist er negativ, reicht der zugeschaltete Kältererzeuger aus. Der ausgewählte Kältererzeuger bleibt damit eingeschaltet bis RC von der Systemsteuerung zurückgenommen wird. Ist KGrad positiv, reicht der zugeschaltete Kältererzeuger nicht aus und AZ wird hochgezählt. Damit wird ein weiterer Kältererzeuger mit der nächst niedrigeren Rangfolge zugeschaltet. Bevor der Temperaturgradient wieder geprüft wird, wird wieder gewartet, bis sich der Gradient eingestellt hat. So werden sukzessiv weitere KE in abnehmender Rangfolge zugeschaltet, bis der Temperaturgradient des Speichers negativ ist. Hat der Speicher seine geforderte Temperatur erreicht, wird die Kühlanforderung zurückgesetzt.
FUNKTIONSKOMPONENTE „Brauchwasser”
10 zeigt eine Ausführungsvariante des Verfahrens am Beispiel der Komponente „Brauchwasser”
Die Komponente „Brauchwasser” BW1...BWn gibt die erforderliche Brauchwassertemperatur TDW und die unterste akzeptierte Schwelle dieser Temperatur IUTDW vor. In einer Anlage, bei dem einem Master-Steuergerät M-SG ein Brauchwasser-Speicher BW (Wärmetauscher und Speicher) vorhanden ist, können mehrere Slave-SG ihre Vorgaben bezüglich ihrer jeweiligen Brauchwasser-Temperaturanforderungen an das Master-SG senden.
11 zeigt eine typische Master-Slave Konfiguration am Beispiel der Komponente „Brauchwasser”
Es werden die jeweiligen Komponenten abgefragt, ob eine Master-(_M) oder Slave-(_S) Anforderung vorliegt. Ist eine Slave-Komponente vorhanden, muss für diese Anforderung auch eine Master-Komponente im System vorhanden sein.
Die Master-Komponente liest die Slave-Informationen vom Bus, welche die Komponente für die Systemsteuerung zur Verfügung stellen muss. Im Fall Brauchwasser sind dies die Temperaturanforderung an das System TDW und die unterste akzeptierte Temperatur IUTDW. Danach werden diese Slave-Daten mit den eigenen Daten verknüpft und daraus ein Datensatz für die Master-Systemsteuerung erstellt. Im Fall Brauchwasser werden aus den Werten TDW und IUTDW jeweils der Maximalwert gebildet. Systemdaten oder Systemparameter für das Slave_SG werden hierbei nicht benötigt.
Die Slave-Komponente stellt die Slave-Informationen auf den Bus, welche sie für die Systemsteuerung zur Verfügung stellen muss. Im Fall Brauchwasser sind dies TDW und IUTDW. Da das Slave-SG keine Systemdaten und Systemparameter für seine Funktion benötigt, entfällt der Empfang dieser Daten.
Die Komponente Brauchwasser gibt an das System die vorhandenen Speichertemperaturen und schaltet die Pumpe zur Beladung des Brauchwasserspeichers PSW und das Umschaltventil zur Beladung des Brauchwasserspeichers USW sowie die Umschaltventile zur Speicherbeladung VSHP und VSHS. Ein System, bei dem mehrere Speicher in unterschiedlichen SG hydraulisch miteinander verbunden sind ist zwar denkbar, jedoch sind für deren Koordination, insbesondere der Austausch von Beladungszuständen, zusätzliche Umschaltventile erforderlich, wofür das Steuergerät nicht ausgelegt sein kann.
FUNKTIONSKOMPONENTE „Gebäude-Klima”
Des Weiteren ist es vorgesehen, dass slave-seitige Anforderungen bezüglich Kühlen und Heizen (DRC, DRH) an das Master-Steuergerät übertragen werden, wobei das Master-Steuergerät eine Koordination von Wärme- und/oder Kälteerzeugern vornimmt.
Die Koordination implementiert dabei Algorithmen, die eine möglichst optimale bedarfsgerechte Erzeugung und Verteilung von Wärme und/oder Kälte ermöglichen.
12 zeigt eine Ausführungsvariante des Verfahrens am Beispiel der Komponente „Gebäude Klima”
Die Anzahl der mittels eines Steuergeräts bedienbarer Verbraucherkreise (VK) ist durch die Anzahl der verfügbaren Ein- und Ausgangsschnittstellen (E/A) des Steuergeräts limitiert.
Sind in einer Anlage zusätzliche Verbraucherkreise VK1...VKn vorgesehen, können diese mittels der Slave-Steuergeräte S-SG1, S-SG2, S-SGn bedient werden. Auf diese Weise können in einem Verbundsystem beliebig viele Verbraucherkreise VK1, VK2, VKn bedient werden.
Ein Master-Steuergerät M-SG ist dabei mit den Slave-Steuergeräten S-SG mittels eines Busses B verbunden. Des Weiteren sind dem Master-Steuergerät M-SG hydraulische Wärme- und/oder Kältespeicherelemente WS, KS, zugeordnet.
13 zeigt eine Master-Slave Konfiguration am Beispiel der Komponente „Gebäude-Klima”
Es werden die jeweiligen Komponenten abgefragt, ob eine Master- oder Slave Anforderung vorliegt. Ist eine Slave-Komponente vorhanden, muss für diese Anforderung auch eine Master-Komponente im System vorhanden sein.
Die Master-Komponente liest die Slave-Informationen vom Bus, welche die Komponente für die Systemsteuerung zur Verfügung stellen muss. Im Fall Gebäude-Klima sind dies die Temperaturanforderung für Heizen TDGH, die Temperaturanforderung für Kühlen TDCH, die Anforderung für das Kühlen DRV und die Anforderung für das Heizen DRH. Danach werden diese Slave-Daten mit den eigenen Daten verknüpft und daraus ein Datensatz für die Master-Systemsteuerung erstellt. Im Fall Gebäude-Klima wird aus der Temperaturanforderung für Heizen TDGH der Maximalwert, aus der Temperaturanforderung für Kühlen TDGC der Minimalwert des eigenen Wertes und den empfangenen Werten von den Slave-Komponenten gebildet. DRH und DRC werden gesetzt, wenn jeweils mindestens ein empfangenes DRH oder DRC gesetzt ist. Anschließend werden die Systemdaten auf den Bus gegeben. Im Fall Gebäude-Klima ist dies die berechnete Sonneneinstrahlung SFil. Diese Daten werden von der Slave-Komponente für die Regelung benötigt. Die Slave-Komponente benötigt hierbei keine Systemparameter vom Slave-SG.
Die Slave-Komponente stellt die Slave-Informationen auf den Bus, welche sie für die Systemsteuerung zur Verfügung stellen muss. Im Fall Gebäude-Klima sind dies TDGH, TDCH, DRC und DRH. Anschließend werden die Systemdaten vom Bus gelesen. Im Fall Gebäude-Klima ist dies SFil. Diese Daten werden von der Slave-Komponente für die Regelung benötigt. Ein eigenes SFil steht im Allgemeinen nicht zur Verfügung.
Für den Fachmann ergeben sich aus der hiermit vermittelten technischen Lehre weitere sinnvolle und zweckmäßige Kombination, die sich jedoch im Schutzbereich vorliegender Anmeldung bewegen.
Die Erfindung umfasst gleichfalls ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte des beanspruchten Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiel zum Buskonzept:
Je nachdem wie umfangreich das Gesamtsystem (Anzahl der Steuergeräte) ist, können sich beliebig viele Daten auf dem Bus befinden. Damit die jeweiligen Master- oder Slave-Komponenten ihre einzulesenden Daten aus der vorliegenden Datenmenge selektieren können, müssen alle Daten eine Kennung haben.
Die Kennung besteht aus 3 Ebenen

1. SG-Nummer
2. Kenzeichnung nach Gruppen (Parameter, Systemdaten, Sensordaten)
3. Kennzeichnung der Daten innerhalb der Gruppen

Die Master- oder Slave-Komponente, die Informationen vom Bus benötigt, kann aus der Kennung die benötigten Informationen herausfiltern.
Möchte z. B. die Solar-Masterkomponente die Slave-Werte von IStrahl auslesen, so müssen unter der Rubrik Systemdaten die Daten mit der Kennzeichnung IStrahl von allen SG.Nummern eingelesen werden.
Es ist sinnvoll, die Master- und Slave-Kennung der einzelnen Komponenten auf dem Bus abzulegen. So können die Slave-Komponenten prüfen, dass zu ihrer Komponente eine (und nur eine) Master-Komponente existiert. Die Master-Komponeten könne prüfen, dass zu ihrer Komponente mindestens eine Slave-Komponente existiert. Für diese Prüfungen sind die SG-Kennzeichnungen der einzelnen Daten notwendig.
Durch diese Prüfung sind fehlerhafte Master/Slave-Kennungen erkennbar und können im jeweiligen Display angezeigt werden.
Des Weiteren wird ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln beansprucht, um alle Schritte des entsprechenden Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit ausgeführt wird.
Ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere auf einem Steuergerät durchgeführt wird.
Bezugszeichenliste

100: Steuereinheit
101a–e: Funktionskomponenten, zugeordnete Aktuatoren
102a–d: Funktionskomponenten, zugeordnete Sensoren
103: Aufbereitung Stellsignale
104: Aufbereitung Eingangsdaten
110: (System-)Komponenten, logisch
111: Solar
112: Wärmeerzeuger
113: Brauchwasser
114: Kühlung
115: Speicher
116: Gebäude-Klima
120: Systemsteuerung
130: Benutzerschnittstelle (GUI)
131: Anlagen-Definitionen
132: Anlagen-Optionen
133: Anlagen-Wartung
134: Anlagen-Informationen
140: Funktionskomponenten, physikalisch
141: Solaranlage
142: Wärmeerzeuger
143: Brauchwasser
144: Kühl-Aggregat
145: Gebäude-Klima
210a, 210b: Datenweichen
220, B: Bus, physikalisch
211: Datenweiche Solar
212: Datenweiche Wärmeerzeuger
213: Datenweiche Brauchwasser
214: Datenweiche Kühl-Aggregat
216: Datenweiche Geb.-Klima
WE: Wärmeerzeuger
KE: Kälteerzeuger
WS: Wärmespeicher
KS: Kältespeicher
BW: Brauchwasserspeicher
VK: Verbraucherkreise
M-SG: Master-Steuergerät
S-SG: Slave-Steuergerät
TDGH: Temperaturanfoerdung für Heizen
TDGC: Temperaturanforderung für Kühlen
TDW: geforderte Brauchwassertemperatur
DRC: Anforderung Kühlen (Kühlaggregat)
DRH: Anforderung Heizung (Zusatzheizung)
VSW, VSHP, VSHS: Steuersignale für Ventile und Mischer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 20221180 U1 [0002]
DE 4447559 C2 [0003]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines verteilten thermischen Energiesystems, dadurch gekennzeichnet, dass Steuergeräte und Funktionskomponenten zu einem funktionalem Gesamtsystem koppelbar sind, wobei einzelne Komponenten des Energiesystems entsprechend einer Konfigurationsanforderung in der Art konfigurierbar ausgeführt sind, dass bezüglich zumindest einer Funktion einer Komponente ein Steuergerät (M-SG) als Master und wenigstens ein Steuergerät (S-SG1, S-SG2, S-SGn) als Slave festlegbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Slave festgelegtes Steuergerät lokal zugeordnete Komponenten autark steuert oder regelt, wobei es übergeordnete Steuer- oder Regelvorgaben von dem bezüglich dieser Komponente oder Funktion als Master festgelegtes Steuergerät (M-SG) erhält.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Slave festgelegtes Steuergerät eigene, lokale Anforderungen oder Informationen an das Master-Steuergerät sendet und das Master-Steuergerät aus den empfangenen slave-seitigen Anforderungen oder Informationen Steuer- und/oder Regelvorgaben für wenigstens ein Slave-Steuergerät generiert und an dieses versendet.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regelvorgaben unter Verwendung von Sensordaten und Parametervorgaben eines systemübergreifenden Steuergeräts oder des bezüglich dieser Komponente oder Funktion festgelegten Steuergeräts, welches über die entsprechenden Master-Komponente verfügt, ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass slave-seitige Temperaturanforderung an das Master-Steuergerät (M-SG) versendet werden, wobei das Master-Steuergerät (M-SG) entsprechende Daten empfängt und nach deren Maßgabe festlegbare Wärmeerzeuger zur Ladung von Brauchwasserspeicher und/oder hydraulischen Energiespeichern (BW, KS, WS) koordiniert.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladung (Temperatur) des hydraulisches Kälte- oder Wärmespeichers (WS, KS) und/oder des Brauchwasserspeichers (BW) nach Maßgabe eines ermittelten maximalen oder minimalen Werts aus einer Gruppe von slave-seitigen Temperaturanforderungen (TDGH, TDGC, TDW) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass slave-seitige Anforderungen bezüglich Kühlen und Heizen (DRC, DRH) an das Master-Steuergerät übertragen werden, wobei das Master-Steuergerät eine Koordination von Wärme- und/oder Kälteerzeugern vornimmt. (In Beshreibung: bedarfsgerechte Koordination Erzeugung und Verteilung)
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Master-Steuergerät (Master-SG) entsprechende Steuersignale (VSW, VSHP, VSHS) in Abhängigkeit der Art des Wärme- oder Kälteerzeugers koodriniert generiert und mittels derer eine Beladung eines hydraulischen Kälte- oder Wärmespeicher (WS, KS) oder den Brauchwasserspeicher (BW) oder eine unterschiedliche, schichtweise Beladung vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 8, zum Betrieb eines verteilten thermischen Energiesystems, beinhaltend mehrere lokale Energiespeichern (S1...Sn) und jeweils zugeordnete Steuergeräte zum Betreiben der Speicher, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät den Energiespeicher autark lädt und entsprechend einer Konfigurationsanforderung in einen temporären Slave-Zustand übergeht und während dieses Zustandes Kontroll- und Steuerbefehle von einem Master-Steuergerät empfängt und andere Energiespeicher in einem Verbundsystem, insbesondere einem Fernwärmenetz koordiniert lädt, wobei der Übergang in den temporären Slave-Zustand abhängig vom Ladezustand des lokalen Speichers erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 9, zum Betrieb eines thermischen Energiesystems, beinhaltend mehrere Wärme-(WE1...WEn) und/oder Kühlerzeuger (KE1...KEn) sowie deren zugeordnete Steuergeräte, dadurch gekennzeichnet, dass ein Master-Steuergerät (Master-SG) vorgesehen ist, welches entsprechende Steuerbefehle an die Slave-Steuergeräte (Slave-SG) für die Zuschaltung von Wärme- und oder Kühlerzeugern versendet, wobei die Koordination der Zuschaltung prioritätsgesteuert nach Art des Wärmer- und/oder Kühlerzeugers und/oder im Falle derselben Art, in Abhängigkeit seiner Betriebsstunden erfolgt.
Steuergerät zum Betrieb eines verteilten thermischen Energiemanagementsystems, dadurch gekennzeichnet, dass es entsprechend einer Konfigurationsanforderung bezüglich zumindest einer verfügbaren Komponente () das Steuergerät bezüglich zumindest einer Funktion der Komponente in einen Master- oder Slave-Betrieb versetzbar ist.
Steuergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (100) mit konfigurierbaren Datenweichen (210a, 210b) ausgestattet ist, welche das Steuergerät entsprechend einer parametrierbaren Konfigurationsanforderung bezüglich zumindest einer Funktion der verfügbaren Komponenten (110) in einem Master- oder in einen Slave-Betrieb/Funktion versetzbar ist.
Steuergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es für interne Steuerungs- und Regelungszwecke lokaler angebundener Funktionskomponenten (140), Daten anderer Komponenten oder master-seitige Steuer- und Regelvorgaben mittels Datenweichen (210a, 210b) empfangbar ausgeführt ist und dass es bezüglich lokaler Daten oder Anforderungsinformationen mittels der Datenweichen (210a, 210b) sendbar ausgeführt ist, wobei die Datenweichen entsprechend einer Konfigurationsanforderung parametrierbar ausgeführt sind und die Selektion der Sende- und Empfangsdaten entsprechend der Konfigurationsanforderung erfolgt.
Steuergerät nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Benutzerschnittstelle (GUI) und/oder einer Fernwartungsschnittstelle zur Eingabe und Parametrierung der Konfigurationsanforderung aufweist.
Steuergerät nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Benutzerschnittstelle (GUI) zur Auswahl und Darstellung netzübergreifender Informationen und/oder Mittel zur Eingabe und Darstellung gezielter Informationsanforderungen an netzbeteiligten Master- und/oder Slave-Steuergeräten.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 11 bis 15, vorbereitet zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit ausgeführt wird oder zur Ausführung auf einem Speichermedium vorgehalten ist.