DE102012101850A1 - Method for controlling heating system of building, involves providing flow rate of heat carrier in generator circuit as input variable by which control variable of power of generator is affected, where generator controls heating power - Google Patents
Method for controlling heating system of building, involves providing flow rate of heat carrier in generator circuit as input variable by which control variable of power of generator is affected, where generator controls heating power Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bedarfsgeführten Regelung eines Wärmeerzeugers in einer Heizungsanlage. The invention relates to a method for demand-controlled control of a heat generator in a heating system.
Aus der Praxis bekannte Verfahren zur Regelung einer Heizungsanlage beschränken sich weitgehend auf die Regelung der Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der Außentemperatur. Auch die
Die Abhängigkeit der Vorlauftemperatur von der Außentemperatur wird durch eine Schar von Heizkurven dargestellt. Die vorzunehmende Einstellung der optimalen Heizkurve ist langwierig und schwierig. Sie kann durch den Fachmann nur voreingestellt werden und muss vom Betreiber im Betrieb angepasst werden. Beispielsweise können für die Heizkurven unterschiedliche Steigungen eingestellt werden und zudem können die Heizkurven angehoben oder abgesenkt werden. In der Praxis ist häufig zu beobachten, dass diese Einstellungsmöglichkeiten den Betreiber einer Heizungsanlage überfordern. Das führt dazu, dass in den meisten Fällen die Heizkurve „zu hoch“ eingestellt wird, um unter sämtlichen Witterungsbedingungen einen in den beheizten Räumen ausreichenden Heizkomfort sicherzustellen, was einen unwirtschaftlichen Betrieb der Heizungsanlage bedeutet. In anderen Fällen kann es bei bestimmten Außentemperaturen zu Problemen kommen, beispielsweise durch eine nicht ausreichende Heizleistung. The dependence of the flow temperature on the outside temperature is represented by a number of heating curves. The adjustment of the optimum heating curve to be made is tedious and difficult. It can only be preset by the skilled person and must be adapted by the operator during operation. For example, different slopes can be set for the heating curves and also the heating curves can be raised or lowered. In practice, it is often observed that these setting options overwhelm the operator of a heating system. As a result, in most cases, the heating curve is set "too high" to ensure sufficient heating comfort in all the heated conditions in the heated rooms, which means uneconomical operation of the heating system. In other cases, it can cause problems at certain outdoor temperatures, for example by insufficient heating power.
Zwar können Thermostatventile in den Räumen den Durchfluss durch die einzelnen Heizkörper raumtemperaturabhängig beeinflussen, eine Rückmeldung der Raumtemperaturen zum Wärmeerzeuger der Heizungsanlage fehlt jedoch üblicherweise völlig oder wird nur indirekt verwirklicht, indem beispielsweise ein Raum als Referenzraum definiert wird und dessen Raumtemperatur zur Regelung der Heizungsanlage herangezogen wird. Abhängig davon, ob es sich um einen thermisch gut geschützten, im Gebäudeinneren liegenden Raum handelt, der nicht an eine Außenwand des Gebäudes grenzt, oder wie groß die Fensterflächen des Referenzraums sind, und zu welcher Himmelsrichtung diese ausgerichtet sind, können erhebliche Unterschiede im Heizbedarf der anderen Räume zu dem Heizbedarf des Referenzraums nicht ausgeschlossen werden, so dass derartige Regelungen im Ergebnis ungenau sind. Dies führt wiederum dazu, dass die betreffende Heizungsanlage zu heiß bzw. zu hoch eingestellt wird, um in sämtlichen Räumen einen ausreichenden Heizkomfort sicherzustellen, was mit wirtschaftlichen Nachteilen verbunden ist. Im umgekehrten Fall kann der Referenzraum aufgrund von Fremdwärmeeintrag die Heizungsregelung dahingehend beeinflussen, dass der Anlage eine geringere Vorlauftemperatur zur Verfügung gestellt wird und somit Nachbarräume unterversorgt werden. Although thermostatic valves in the rooms can influence the flow through the individual radiators depending on the room temperature, a feedback of the room temperatures to the heat generator of the heating system is usually missing completely or is realized only indirectly, for example by defining a room as a reference room and its room temperature is used to control the heating system , Depending on whether it is a thermally well-protected, inside building space that does not border on an outer wall of the building, or how large the windows of the reference space, and to which direction they are aligned, significant differences in the heating requirements of other rooms to the heating demand of the reference space can not be excluded, so that such arrangements are inaccurate in the result. This in turn means that the relevant heating system is set too hot or too high to ensure sufficient heating comfort in all rooms, which is associated with economic disadvantages. In the reverse case, the reference space can influence the heating control due to external heat input to the effect that the system is provided a lower flow temperature and thus adjacent rooms are undersupplied.
Es ist bekannt, die Raumtemperaturen in den einzelnen Räumen entweder durch ein auf das Heizkörperventil wirkendes elektronisches Regelgerät mit Sollwertsteller, Temperaturfühler und Regler oder durch die erwähnten, in der Praxis weit verbreiteten thermostatischen Heizkörperventile einzustellen und zu regeln. Diese Art der Regelung reguliert den Volumenstrom durch die Heizkörper, der somit variabel ist. Diese Art der Raumregelung funktioniert sehr gut, hat aber den entscheidenden Nachteil, dass es keine Rückkopplung zum Wärmeerzeuger gibt. Daher wird durch den Wärmeerzeuger üblicherweise eine Temperatur vorgehalten, die höher ist, als es für die ausreichende Beheizung der Räume notwendig wäre. Selbst bei optimaler Einstellung der Heizkurve ist das fast immer der Fall, da diese für den „schlechtesten Fall“ eingestellt wird, in welchem die Räume noch ausreichend beheizt werden sollen. It is known to set and regulate the room temperatures in the individual rooms either by acting on the radiator valve electronic control unit with setpoint adjuster, temperature sensor and regulator or by the mentioned, in practice widespread thermostatic radiator valves and regulate. This type of control regulates the volume flow through the radiator, which is thus variable. This type of room control works very well, but has the distinct disadvantage that there is no feedback to the heat generator. Therefore, the heat generator usually holds a temperature which is higher than would be necessary for sufficient heating of the rooms. Even with optimum setting of the heating curve, this is almost always the case, since this is set for the "worst case" in which the rooms are still to be sufficiently heated.
Für den Betrieb eines Heizkessels ergibt sich dadurch ein häufiges Takten, also Ein- und Ausschalten des Brenners. Selbst so genannte modulierende Brenner, die unterschiedlich hohe, genau definierte Leistungen zur Verfügung stellen können, kommen erst in den Modulationsbereich, wenn die interne Rückmodulation greift, was üblicherweise erst dann der Fall ist, wenn die Temperaturspreizung zwischen Vor- und Rücklauf im Kessel einen bestimmten Wert unterschreitet. Dann könnte der Kessel jedoch komplett abschalten, da das System mit Energie schon übersättigt ist. For the operation of a boiler, this results in frequent clocking, so switching on and off of the burner. Even so-called modulating burners, which can provide different levels of precisely defined power, only come into the modulation range when the internal back modulation takes effect, which is usually the case only when the temperature spread between flow and return in the boiler a certain Value falls below. Then, however, the boiler could completely shut down because the system is already oversaturated with energy.
Anhand rein beispielhafter Werte soll die Problematik verdeutlicht werden: bei einer Außentemperatur von 0°C, st arkem Wind, bedecktem Himmel und ohne innere Wärmelasten soll im Gebäude eine Solltemperatur von 20°C eingehalten werd en. Dafür wird eine entsprechende Vorlauftemperatur nach Heizkurve von 55°C vorgehalten. Falls es jedoch bei derselben Auß entemperatur von 0°C windstill ist, die Sonne scheint und Fr emdwärme in Form von inneren Lasten wie Beleuchtung, Personen und elektrischen Geräten zur Verfügung steht, stellt der Heizungsregler ebenso eine Vorlauftemperatur von 55°C zur Verfügun g. Der Wärmeerzeuger hält also mehr Leistung vor, als gebraucht wird. En wirtschaftlicher Betrieb der Heizungsanlage ist unter diesen Umständen nicht erreichbar. Based on purely exemplary values, the problem should be clarified: at an outside temperature of 0 ° C, strong wind, overcast skies and without internal heat loads, a target temperature of 20 ° C should be maintained in the building. For this purpose, a corresponding flow temperature according to the heating curve of 55 ° C is maintained. However, if it is windless at the same outside temperature of 0 ° C, the sun is shining, and there is some early heat in the form of internal loads such as lighting, people and electrical equipment, the Heating controller also a flow temperature of 55 ° C available. The heat generator thus holds more power than is needed. En economical operation of the heating system is not achievable under these circumstances.
Wenn dieselbe Heizungsanlage früh am Morgen, nachdem das Gebäude über Nacht aufgrund der Heizungs-Nachtabsenkung ausgekühlt ist, die kalten Räume aufheizen soll, stellt der Heizungsregler wiederum „nur“ die vorgegebene Vorlauftemperatur 55°C zur Verfügung, obwohl zum Aufheizen eigentlich eine höhere – gegebenenfalls die maximale – Heizleistung erforderlich oder zumindest aus Komfortgründen wünschenswert wäre. If the same heating system is to heat up the cold rooms early in the morning after the building has cooled down overnight due to the heating night setback, the heating controller will again "only" provide the preset flow temperature 55 ° C, although a higher heating rate may be required the maximum heating power required or at least desirable for comfort reasons would be desirable.
Zusammenfassend ergeben sich bei dem heutigen Stand der Technik folgende Nachteile einer Heizungsregelung:
- • Üblicherweise ist keine Kopplung des Verbraucher- und des Erzeugerkreises vorgesehen.
- • Die Regelung des Wärmeerzeugers erfolgt nicht lastabhängig, da keine Rückmeldung über den momentanen Verbrauch erfolgt.
- • Die Installation der Heizungsanlage, insbesondere dabei ihrer Regelung, ist vergleichsweise kompliziert. Es werden Sensoren verwendet, die häufig in größerer Entfernung von dem Heizkessel bzw. Brenner installiert werden müssen, wie z. B. ein Außenthermometer.
- • Die Bedienung der Heizung ist vielfach so kompliziert, dass der Betreiber oft überfordert ist. Daher wird häufig selbst für kleinere Anpassungen oder Umstellungen Fachpersonal hinzugezogen.
- • Die Heizung wird in vielen Fällen mit einem schlechten Jahresnutzungsgrad und dementsprechend unwirtschaftlich betrieben, beispielsweise aufgrund häufigen Taktens des Wärmeerzeugers und / oder aufgrund hoher Rücklauftemperaturen.
- • Usually there is no coupling of the consumer and generator circuits.
- • The control of the heat generator does not depend on the load, as there is no feedback about the current consumption.
- • The installation of the heating system, especially its regulation, is comparatively complicated. Sensors are used, which often have to be installed at a greater distance from the boiler or burner, such. B. an outdoor thermometer.
- • The operation of the heating is often so complicated that the operator is often overwhelmed. Therefore, specialized personnel are often called in even for minor adjustments or changes.
- • In many cases, the heating is operated with a poor annual efficiency and, accordingly, uneconomical, for example due to frequent heating of the heat generator and / or due to high return temperatures.
Es sind Vorschläge bekannt geworden, den Volumenstrom einer Heizungsanlage zu messen und die Messwerte in die Regelung einer Heizungsanlage einzubeziehen: Proposals have been made to measure the volume flow of a heating system and to include the measured values in the control of a heating system:
Aus der
Auch aus der
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches mit möglichst einfachen Mitteln einen wirtschaftlichen Betrieb und eine einfache Bedienung der Heizungsanlage ermöglicht. The invention has for its object to provide a method which allows the simplest possible means economic operation and easy operation of the heating system.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a method according to
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, dass die Eingangsgröße des Reglers der Durchfluss des Wärmeträgers im Erzeugerkreis ist, und dass die Stellgröße der Regelung die Leistung des Wärmeerzeugers ist. Hierzu ist vorgesehen, dass ein modulierender, hinsichtlich seiner abgegebenen Heizleistung regelbarer Wärmeerzeuger verwendet wird. Zudem geht der Vorschlag davon aus, dass Raumtemperaturregler in den Räumen vorgesehen sind, z. B. indem die Heizkörper mit Thermostatventilen versehen sind, so dass jedenfalls temperaturabhängig der Durchfluss automatisch verändert wird. Als Wärmeerzeuger für die Heizkörper der Heizungsanlage kommen – rein beispielhaft – Öl- oder Gaskessel in Frage, oder auch das Primärventil vor einem Wärmetauscher einer Fernwärmeversorgung, oder ein Mischventil, das den Anteil des höher erhitzten Wärmeträgers vom Erzeugerkreis in den Verbraucherkreis regelt. Das Stellsignal des Durchflussreglers wirkt vorschlagsgemäß auf das Stellglied für die Energiezufuhr des Wärmeerzeugers. In other words, the invention proposes that the input variable of the controller is the flow of the heat carrier in the generator circuit, and that the control variable of the controller is the output of the heat generator. For this purpose, it is provided that a modulating heat generator which can be regulated with regard to its output is used. In addition, the proposal assumes that room temperature controllers are provided in the rooms, z. B. by the radiator are provided with thermostatic valves, so that in any case the flow rate is automatically changed depending on the temperature. As a heat source for the radiators of the heating system come - purely by way of example - oil or gas boiler in question, or the primary valve in front of a heat exchanger of a district heating supply, or a mixing valve that controls the proportion of the higher heated heat carrier from the generator circuit in the load circuit. The control signal of the flow regulator acts as proposed on the actuator for the power supply of the heat generator.
Da es sich bei Heizungsanlagen in der Regel um volumenstromvariable System handelt, kann der Volumenstrom direkt als Maß für den Leistungsbedarf einer Heizungsanlage herangezogen werden. Eine Änderung des Volumenstroms sagt damit direkt etwas über eine Veränderung des momentanen Leistungsbedarfs aus. As heating systems are usually variable-volume systems, the volume flow can be used directly as a measure of the power requirement of a heating system. A change in the volume flow thus says something directly about a change in the current power requirement.
Durch das vorschlagsgemäße Verfahren ist es möglich, die bisher nicht vorhandene Verbindung vom Verbraucher- zum Erzeugerkreis der Heizungsanlage mit einfachen Mitteln herzustellen. Dadurch, dass nun durch die Messung des Volumenstroms der Leistungsbedarf der Anlage bekannt ist, kann die Leistung des Wärmeerzeugers bedarfsgerecht geregelt werden. By the proposed method, it is possible to produce the previously non-existent connection from the consumer to the generator circuit of the heating system with simple means. Due to the fact that the power requirement of the system is now known by the measurement of the volume flow, the power of the heat generator can be regulated as required.
Erstens kann somit die Heizungsanlage möglichst wirtschaftlich betrieben werden. First, thus, the heating system can be operated as economically as possible.
Zweitens kann die Regelung einfach installiert werden, da der Volumenstrom beispielsweise im Heizungsraum gemessen werden kann. Mauerdurchbrüche sind daher nicht erforderlich, weder innerhalb des Gebäudes, noch nach außen. Second, the control can be easily installed, since the volume flow can be measured, for example in the boiler room. Wall breakthroughs are therefore not required, either inside the building or to the outside.
Drittens kann die Heizungsanlage auch von nicht fachgeschulten Benutzern / Bedienern auf einfache Weise bedient werden, indem eine einzige Stellmöglichkeit im Sinne von „Plus / Minus“ bzw. „Kälter / Wärmer“ bzw. „Mehr / Weniger“ betätigt zu werden braucht, und welche den Soll-Wert der Heizleistung bei einem bestimmten Volumenstrom festlegt. Diese Einstellung muss üblicherweise nur einmalig anhand der Auslegungsdaten vorgenommen werden und dann nicht mehr verändert werden. Im Bedarfsfall kann der Heizungsbesitzer / Heizungsbediener dies jedoch problemlos selbst vornehmen. Third, the heating system can also be operated by non-trained users / operators in a simple manner by a single position in the sense of "plus / minus" or "colder / warmer" or "more / less" needs to be pressed, and which Defines the target value of the heating power at a certain flow rate. This setting usually only has to be made once based on the design data and then not changed any more. If necessary, however, the heating owner / heating operator can easily do this themselves.
Das Wirkungsprinzip der vorgeschlagenen Verfahrensweise ist wie folgt: Sinkt die Raumtemperatur in einzelnen Räumen, beispielsweise durch eine abnehmende Außentemperatur, so werden über die Raumtemperaturregler die Heizkörperventile geöffnet und der Durchfluss im Heizkreis erhöht sich. The principle of operation of the proposed procedure is as follows: If the room temperature falls in individual rooms, for example due to a decreasing outside temperature, the radiator valves are opened via the room temperature controller and the flow in the heating circuit increases.
Der Regler reagiert auf diese Durchflussänderung, in dem er die Leistung des Wärmeerzeugers erhöht. Dadurch wird der Anlage sofort mehr Energie zur Verfügung gestellt und der Wärmeverlust wird ausgeglichen. Wenn die Raumregler aufgrund der jetzt steigenden Raumtemperatur wieder schließen, verringert sich der Volumenstrom, die Leistung des Wärmeerzeugers wird gedrosselt. Diese Regelung arbeitet sehr empfindlich und schnell, so dass die Thermostatventile in einem besonders günstigen Arbeitspunkt ihrer Kennlinie betrieben werden können. Dadurch wird die Raumtemperaturregelung mit Thermostatventilen hinsichtlich Ihrer Regelgenauigkeit deutlich verbessert. The controller responds to this flow change by increasing the output of the heat generator. As a result, the plant is immediately provided more energy and the heat loss is compensated. If the room controllers close again due to the now rising room temperature, the volume flow decreases and the output of the heat generator is throttled. This control works very sensitive and fast, so that the thermostatic valves can be operated in a particularly favorable operating point of their characteristic. This considerably improves the room temperature control with thermostatic valves with regard to their control accuracy.
Über die Formel
- Q .
- = Wärmeleistung (in W)
- ṁ
- = Massenstrom des Heizmediums (in kg/h)
- c
- = die spezifische Wärmekapazität des Heizmediums (in KJ/kg·K)
- dt
- = Temperaturdifferenz (in K)
- Q.
- = Heat output (in W)
- m '
- = Mass flow of the heating medium (in kg / h)
- c
- = the specific heat capacity of the heating medium (in KJ / kg · K)
- dt
- = Temperature difference (in K)
ist die Leistung bei vollem Volumenstrom und die Temperaturdifferenz bekannt und nahezu konstant über den Temperaturverlauf. Voraussetzung dafür ist ein hydraulischer Abgleich der Heizungsanlage, der heute Stand der Technik und gesetzlich vorgeschrieben ist. Daher ist der Massenstrom die einzige Variable in der obigen Formel. In der Heizungstechnik, mit Wasser als Wärmeträgermedium, entspricht der Massenstrom mit ausreichender Genauigkeit dem messtechnisch einfach zu erfassenden Volumenstrom, so dass dann in der obigen Formel statt m korrekterweise V . (für den Volumenstrom in l/h) anzugeben ist. is the power at full flow and the temperature difference known and almost constant over the temperature profile. Prerequisite for this is a hydraulic adjustment of the heating system, which is state of the art and legally prescribed today. Therefore, the mass flow is the only variable in the above formula. In heating technology, with water as the heat transfer medium, the mass flow corresponds with sufficient accuracy to the volumetric flow which can be easily measured, so that in the above formula instead of m correctly V. (for the volume flow in l / h).
Auch bei anderen Wärmeträgern kann das Verfahren angewendet werden, es muss lediglich der gemessene Volumenstrom mit einer anderen Wärmekapazität und Dichte verrechnet werden. The method can also be used with other heat transfer media; only the measured volume flow needs to be offset with a different heat capacity and density.
Das Funktionsprinzip wird nachfolgend anhand eines Anwendungsbeispiels näher erläutert. Die verwendeten Zahlen sind beispielhaft verwendet und dienen lediglich grundsätzlich zur Veranschaulichung des vorgeschlagenen Verfahrens:
Bei einer zentralen Heizungsanlage eines Gebäudes wird im Heizkessel Wasser als Wärmeträgermedium erhitzt und mittels einer Umwälzpumpe zu den einzelnen Räumen des Gebäudes transportiert. In den Räumen gibt das Wasser seine Wärmeenergie jeweils über Heizkörper an den Raum ab. Es fließt anschließend mit verringerter Temperatur wieder zum Heizkessel zurück und wird dort erneut aufgeheizt. The functional principle is explained in more detail below using an application example. The numbers used are used by way of example and serve only to illustrate the proposed method:
In a central heating system of a building in the boiler water is heated as a heat transfer medium and transported by a circulation pump to the individual rooms of the building. In the rooms, the water releases its heat energy to the room via radiators. It then flows back to the boiler with reduced temperature and is reheated there.
Es ergibt sich für ein Haus mit einem Wärmebedarf von 20 kW und Auslegungstemperaturen von 70°C Vorlauf- und 55 °C Rücklauftemperatur ein Massenstrom von 1146 l/h. Wenn bei diesem Massenstrom über den Heizkessel 20 kW zugeführt werden, verlässt das Wasser den Heizkessel mit einer um 15K höheren Temperatur, als es zuvor hatte. Durch diesen direkten Zusammenhang der physikalischen Größen Massenstrom, zugeführter Leistung und Temperaturdifferenz reicht die Bestimmung des Massenstromes aus, um die Kesselleistung so zu steuern, dass sich die gewünschten Temperaturen ergeben. The result for a house with a heat requirement of 20 kW and design temperatures of 70 ° C flow and 55 ° C return temperature a mass flow of 1146 l / h. When 20 kW are supplied through the boiler at this mass flow, the water leaves the boiler with a 15K higher temperature than before. Due to this direct relationship of the physical quantities mass flow, supplied power and temperature difference, the determination of the mass flow is sufficient to control the boiler output in such a way that the desired temperatures result.
Wenn sich die Thermostatventile in den Räumen schließen, verringert sich der Massenstrom und die Wärmeerzeugerleistung wird entsprechend angepasst. Es stellt sich nach einer gewissen Zeit ein Beharrungszustand ein, bei dem die Räume Ihre Solltemperatur erreicht haben und der Kessel genau die Leistung zur Verfügung stellt, die benötigt wird. Das dazugehörige Temperaturniveau stellt sich ebenfalls entsprechend ein. Für die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens muss daher keine Temperatur erfasst werden, weder innerhalb noch außerhalb des Gebäudes. Bei Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens werden hydraulische Selbstregeleffekte genutzt und in eine einfach zu handhabende Regelung integriert. As the thermostatic valves close in the rooms, the mass flow decreases and the heat generator capacity is adjusted accordingly. After a certain period of time, a steady-state condition occurs, in which the rooms have reached their setpoint temperature and the boiler provides exactly the power that is needed. The associated temperature level also adjusts accordingly. For the implementation of the proposed method therefore no temperature must be detected, either inside or outside the building. When using the proposed method hydraulic self-regulation effects are used and integrated into an easy-to-use control.
Es kann allerdings vorgesehen sein, eine Heizungsanlage nicht dauerhaft ausschließlich vorschlagsgemäß zu betreiben: beispielsweise kann es im Aufheizfall der Anlage nach beispielsweise einer Absenkphase sinnvoll sein, abweichend von dem beschriebenen Verfahren eine höhere Leistung des Wärmeerzeugers zur Verfügung zu stellen, als die Regelung nach dem vorgeschlagenen Verfahren bereitstellen würde. Damit könnte die Aufheizphase deutlich abgekürzt werden, so dass sie später beginnen könnte und daher die Absenkphase entsprechend verlängert werden könnte. Dies wiederum würde zu einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit führen, denn ein höherer Temperaturgradient zwischen der Temperatur im Inneren des Gebäudes und der Außentemperatur bedingt höhere Wärmeverluste. Eine längere Aufheizphase ergibt daher höhere Wärmeverluste, da über eine entsprechend längere Zeitdauer eine im Vergleich zur Absenkphase höhere Temperatur im Inneren des Gebäudes herrscht. However, it may be provided to operate a heating system permanently not exclusively as proposed: for example, it may be useful in the Aufheizfall the system after a lowering phase, deviating from the described method to provide a higher power of the heat source available, as the scheme according to the proposed Would provide method. Thus, the heating phase could be significantly shortened so that they could start later and therefore the lowering phase could be extended accordingly. This in turn would lead to an improvement in economic efficiency, because a higher temperature gradient between the temperature inside the building and the outside temperature causes higher heat losses. A longer heating phase therefore results in higher heat losses, since over a correspondingly longer period of time there is a higher temperature in the interior of the building compared to the lowering phase.
Daher kann vorgesehen sein, über die Erfassung der Durchflussmenge hinausgehend auch Temperaturen in das Regelungskonzept einzubeziehen, beispielsweise die Rücklauftemperatur. In dem oben beschriebenen Beispielsfall würde dann beim morgendlichen Hochfahren der Heizungsanlage nach der Nachtabsenkung eine sehr niedrige Rücklauftemperatur ermittelt, so dass trotz der geringen ermittelten Durchflussmenge der Wärmeerzeuger auf die Abgabe einer hohen Leistung eingeregelt würde. Somit können die bewohnte Räume schnell auf eine komfortable Temperatur aufgeheizt werden. Wenn die Rücklauftemperatur dann einen vorbestimmten, höheren Wert erreicht, kann auf das vorschlagsgemäße Verfahren umgeschaltet werden, welches einen bedarfsgerechten, wirtschaftlichen Betrieb der Heizungsanlage ermöglicht. Therefore, it may be provided to include beyond the detection of the flow rate and temperatures in the control concept, for example, the return temperature. In the example case described above, a very low return temperature would then be determined during the morning ramp up of the heating system after the night setback, so that despite the low determined flow rate of the heat generator would be adjusted to the delivery of high power. Thus, the inhabited rooms can be heated quickly to a comfortable temperature. If the return temperature then reaches a predetermined, higher value, it can be switched to the proposed method, which allows a demand-driven, economic operation of the heating system.
Die Installation der Heizungsanlage muss dadurch nicht kompliziert sein, dass auch die Rücklauftemperatur erfasst werden soll: die Durchflussmessung kann wahlweise im Vorlauf oder im Rücklauf der Heizungsanlage erfolgen. Wenn sie im Rücklauf erfolgt, kann am Durchflussmessgerät auch ein Temperatursensor vorgesehen sein, und ein vom Durchflussmessgerät zur Regelungsschaltung verlaufendes Kabel kann zur Übermittlung sowohl der Durchfluss- als auch der Temperaturwerte dienen. The installation of the heating system does not have to be complicated by the fact that the return temperature should also be recorded: the flow measurement can be done either in the flow or in the return of the heating system. If it is in the return, a temperature sensor may be provided on the flowmeter, and a cable extending from the flowmeter to the control circuit may serve to communicate both the flow and temperature values.
Auch wenn für die Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens ausschließlich die Durchflussmenge erfasst zu werden braucht, kann es wünschenswert sein, zusätzliche Sensoren an der Heizungsanlage vorzusehen. Dies kann insbesondere aus anderen Gründen vorgesehen sein als zur Regelung des Wärmeerzeugers: Wenn beispielsweise aus dem vorbeschriebenen Grund auch eine Erfassung der Rücklauftemperatur vorgesehen ist, kann durch eine geringfügige Erweiterung der Installation die Berechnung des Jahresnutzungsgrades ermöglicht werden, indem nämlich mittels eines weiteren Temperatursensors auch die Vorlauftemperatur erfasst wird, so dass Informationen über die Temperaturdifferenz und den Massen- bzw. Volumenstrom erhalten werden können. Even if only the flow rate needs to be detected for the implementation of the proposed method, it may be desirable to provide additional sensors to the heating system. This can be provided in particular for reasons other than for controlling the heat generator: If, for example, the detection of the return temperature is provided for the reason described above, can be made possible by a minor extension of the installation, the calculation of the annual efficiency, namely by means of another temperature sensor and the Flow temperature is detected so that information about the temperature difference and the mass or volume flow can be obtained.
Im Falle einer Heizungs-Nachtabsenkung kann vorgesehen sein, die Pumpe abzuschalten, mittels welcher das Wärmeträgermedium durch die Heizungsanlage zirkuliert, so dass die Verbraucher und in Folge die Räume auf ein geringeres Temperaturniveau als tagsüber abgesenkt werden können. Bei abgeschalteter Pumpe findet allerdings keine Durchströmung des Erzeugerkreises statt, so dass für die vorschlagsgemäße Regelung der Heizungsanlage keine Eingangsgröße zur Verfügung steht. Daher kann vorteilhaft vorgesehen sein, im Falle einer Pumpenabschaltung eine zu starke Abkühlung der Heizungsanlage zu vermeiden, indem automatisch in Zeitintervallen die Pumpe gestartet und eine Durchströmung des Erzeugerkreises bewirkt wird. Damit wird dann automatisch das vorgeschlagene Verfahren in Gang gesetzt, weil nun wieder eine Eingangsgröße für die Heizungsregelung zur Verfügung steht. Im Rahmen der Nachtabsenkung kann allerdings ein niedrigerer Soll-Wert der Heizleistung als tagsüber für den bestimmten Volumenstrom festgelegt sein. In the case of a heating night reduction can be provided to switch off the pump, by means of which the heat transfer medium circulates through the heating system, so that the consumers and consequently the rooms can be lowered to a lower temperature level than during the day. When the pump is switched off, however, no flow through the generator circuit takes place, so that there is no input variable available for the proposed regulation of the heating system. Therefore, it can be advantageously provided, in the case of a pump shutdown to avoid excessive cooling of the heating system by the pump is automatically started in time intervals and a flow through the generator circuit is effected. This then automatically sets the proposed method in motion, because now again an input for the heating control is available. In the context of the night reduction, however, a lower setpoint value of the heating power than the daytime for the specific volume flow can be set.
Auch ist es denkbar, bis zu einer bestimmten Außentemperatur einen reinen Abschaltbetrieb zu realisieren. Dafür wäre dann die Messung der Außentemperatur erforderlich. Besonders bei Sanierungen bietet sich dieses Verfahren an, da ein in der Regel vorhandenes Kabel zu einem Außenfühler genutzt werden kann. It is also conceivable to realize a pure shutdown operation up to a certain outside temperature. This would then be the measurement of the outside temperature required. This procedure is particularly suitable for renovations, since a cable that is usually available can be used to make an outdoor sensor.
Besonders einfach und komfortabel ist jedoch die Nutzung der sich immer mehr durchsetzenden elektronischen Raumtemperaturregler, mit denen die Temperaturen jedes Raumes sehr genau geregelt werden und über die auch raumweise ein zeitabhängiger Absenkbetrieb geregelt werden kann. Particularly easy and comfortable, however, is the use of more and more enforcing electronic room temperature controller, with which the temperatures of each room are controlled very accurately and on the space a time-dependent lowering mode can be controlled.
Diese Systeme haben im Moment noch den Nachteil, dass Sie ausschließlich auf der Verbraucherseite eingreifen und dass üblicherweise keine Rückkopplung zum Wärmeerzeuger erfolgt (außer bei sehr komplexen extrem teuren und kompliziert zu bedienenden Einzelraumregelsystemen mit Ventilstellungsrückmeldungen zu einer Datenverarbeitungseinheit). At the moment these systems still have the disadvantage that they only intervene on the consumer side and that there is usually no feedback to the heat generator (except for very complex extremely expensive and complicated single-room control systems to be operated with valve position feedback to a data processing unit).
In Verbindung mit solche Systemen spielt das vorgeschlagene Verfahren seine Stärken aus, da genau diese Verbindung zwischen Verbraucher- und Erzeugerkreis hergestellt wird und ohne weiteren technischen Aufwand eine direkte Beeinflussung der Wärmeerzeugung durch die Volumenstromregelung an den Verbrauchern erfolgt. In connection with such systems, the proposed method plays out its strengths, since exactly this connection between the consumer and generator circuit is produced and without further technical effort a direct influence on the heat generation by the volume flow control at the consumers takes place.
Anhand der rein schematischen Darstellung wird der vorliegende Vorschlag nachfolgend näher erläutert. Based on the purely schematic representation of the present proposal is explained in more detail below.
Die Zeichnung zeigt eine Heizungsanlage
In drei zu beheizenden Räumen des Gebäudes sind Raumheizkörper
Jedem der Raumheizkörper
Vom Wärmeerzeuger
Eine als Heizungsregelung
Eine Signalleitung
Falls eine hohe Heizleistung in den Räumen angefordert wird, öffnen die Raumtemperaturregler
Umgekehrt wirkt die Heizungsregelung
Falls aufgrund einer Nachtabsenkung oder aus anderen Gründen die angeforderte Heizleistung so gering ist, dass die Pumpe
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4211914 C2 [0002] DE 4211914 C2 [0002]
- DE 3202168 A1 [0011] DE 3202168 A1 [0011]
- DE 10217272 A1 [0012, 0012] DE 10217272 A1 [0012, 0012]
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- 2012-03-06 DE DE201210101850 patent/DE102012101850A1/en not_active Ceased
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