DE102014102275A1

DE102014102275A1 - Verfahren zur Regelung einer Heizungs- und/oder Klimaanlage und Heizungs- und/oder Klimaanlage hierzu

Info

Publication number: DE102014102275A1
Application number: DE102014102275.0A
Authority: DE
Inventors: Keno Reiss; Bernd Grohmann; Lothar Schäfer; Bartholomeus Beute; Heinz-G. Redeker
Original assignee: EQ 3 HOLDING GmbH; EQ-3 HOLDING GmbH
Current assignee: EQ 3 HOLDING GmbH; EQ-3 HOLDING GmbH
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-08-27
Anticipated expiration: 2034-02-22
Also published as: DE102014102275B4

Abstract

Ein Verfahren zur Regelung einer Heizungs- und/oder Klimaanlage in einem Gebäude (1) mit einer Anzahl von verteilt angeordneten, dezentral regelbaren Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5, 14), die jeweils eine Einstelleinheit (9) zum Einstellen der Wärme- oder Kälteabgabe des zugeordneten Heiz- oder Kühlelementes (3, 4, 5, 14) hat, wird beschrieben. Das Verfahren hat die Schritte: – Erfassen einer charakteristischen Temperaturänderung in einem jeweiligen Raum (2a, 2b, 2c) für eine Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5, 14) aufgrund von einer für eine definierte Zeit geänderten Einstellung der zugeordneten Einstelleinheit (9); – Bestimmen von Unterschieden bei den charakteristischen Temperaturänderung der Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5, 14) voneinander; und – Festlegen von Einstellparametern der Einstelleinheit (9) in Abhängigkeit der festgestellten Unterschiede.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Heizungs- und/oder Klimaanlage in einem Gebäude mit einer Anzahl von verteilt angeordneten, dezentral regelbaren Heiz- und/oder Kühlelementen, die jeweils eine Einstelleinheit zum Einstellen der Wärme- oder Kälteabgabe des zugeordneten Heiz- oder Kühlelementes hat.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Heizungs- und/oder Klimaanlage in einem Gebäude mit einer Anzahl von verteilt angeordneten, dezentral regelbaren Heiz- und/oder Kühlelementen, die jeweils eine Einstelleinheit zum Einstellen von Wärme- oder Kälteabgabe des zugeordneten Heiz- oder Kühlelementes hat.
Heizungsanlagen, Klimaanlagen oder kombinierte Heiz- und Klimaanlagen in Gebäuden sind hinlänglich bekannt. Solche Anlagen nutzen entweder von einem Heizungsaggregat erwärmtes oder abgekühltes Wasser, das in einem geschlossenen Kreislauf durch die im Gebäude verteilt angeordneten Heiz- oder Kühlelemente z. B. in Form von Radiatoren und/oder Fußbodenheizschlangen gepumpt wird. Als Trägermedium für die Wärme-/Kälteenergie kann auch Luft genutzt werden, das in die Räume des Gebäudes hineinströmt oder abgezogen wird. Insofern sind auch Lüftungsanlagen als Heizungs- bzw. Klimaanlagen zu verstehen.
Bei einer mit Wasser als Wärmeträger arbeitenden Heizungsanlage sollte die Heizungsanlage so eingestellt werden, dass alle Heizkörper möglichst gleichmäßig mit dem Wärmeträgermedium versorgt werden. Hierzu wird üblicherweise bei der Installation oder nach Einbau eines neuen Heizkessels ein hydraulischer Abgleich durchgeführt, um die Volumenströme der einzelnen Radiatoren durch separate Ventile gegebenenfalls zu drosseln. Hierzu kann auch ein Thermostatventil mit integrierter Voreinstellfunktion genutzt werden.
EP 2 226 575 B1 offenbart ein Verfahren zur Analyse eines Rohrnetzes einer Heizungsanlage, mit dem ein hydraulischer Abgleich ermöglicht wird. Hierzu werden durch paarweise Ermittlung der Volumenströme und Druckverluste für Paare von Heizkörpern nach und nach alle Einzelströmungswiderstände ermittelt. Auf dieser Basis kann dann eine Rekonstruktion der an sich unbekannten Netzstruktur und schließlich der hydraulische Abgleich vorgenommen werden.
EP 2 295 876 A2 beschreibt ein Verfahren zum Regeln einer Heizungsanlage mit Thermostatventilen an Heizkörpern und einer in diesem Raum installierten Raumbedieneinheit. Das Aufheizverhalten eines Raumes wird bei voll geöffneten Thermostatventilen erfasst und als Aufheizkurve aufgezeichnet. Das aktuelle Aufheizverhalten im Regelbetrieb wird mit dieser Aufheizkurve verglichen und bei Abweichung, wenn der Sollwert für die Raumtemperatur nicht erreicht werden kann, wird eine Meldung oder ein Signal an eine Anzeigevorrichtung ausgegeben.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Regelung einer Heizungs- und/oder Klimaanlage in einem Gebäude sowie eine verbesserte Heizungs- und/oder Klimaanlage zu schaffen.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch die Heizungs- und/oder Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zur optimierten Regelung der Heizungs- und/oder Klimaanlage werden folgende Schritte vorgeschlagen:

– Erfassen einer charakteristischen Temperaturänderung in einem jeweiligen Raum für eine Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen aufgrund von einer für eine definierte Zeit geänderten Einstellung der zugeordneten Einstelleinheit;
– Bestimmen von Unterschieden bei den charakteristischen Temperaturänderungen der Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen voneinander; und
– Festlegen von Einstellparametern der Einstelleinheiten in Abhängigkeit der festgestellten Unterschiede.

Es wird somit vorgeschlagen, die charakteristische Temperaturänderung der einzelnen Heiz- und/oder Kühlelemente zu erfassen. Eine solche charakteristische Temperaturänderung kann z. B. erfasst werden, indem der Temperaturgradient über eine vorgegebene Zeitspanne nach vorherigem vollständigem Unterbinden einer Wärme- oder Kälteabgabe und einer anschließenden Einstellung der Heiz- und/oder Kühlelemente auf eine maximale oder anders definierte Wärmeabgabe ermittelt wird.
Durch dieses Vergleichen der unterschiedlichen charakteristischen Wärmeabgaben der einzelnen einzustellenden Heiz- und/oder Kühlelemente und deren Einstelleinheiten gelingt es, dass durch Festlegen geeigneter Einstellparameter der Einstelleinheiten die im Regelbetrieb resultierenden Wärmeabgaben optimal aufeinander und auf den Bedarf abgestimmt werden können. Dabei erfolgt der Abgleich mittels der Einstellparameter aufgrund einer Analyse der Wirkung der Heizungsanlage, ohne dass weitergehende Messungen von die Erwärmung oder Abkühlung von Räumen als Wirkung verursachende Messgrößen der Heizungsanlage (z.B. Volumenstrom oder Druck) berücksichtigt werden.
Während ein herkömmlicher hydraulischer Abgleich statisch zu einem bestimmten Zeitpunkt unter den dann vorherrschenden Randbedingungen manuell durch Servicepersonal durchgeführt werden muss, gelingt es nunmehr einen Abgleich, wie bspw. einen hydraulischen Abgleich ohne aufwendige Druck- und Volumenmessungen in der Heizungsanlage und ohne Servicepersonal automatisch auch während des Betriebs einer Heizungsanlage durchzuführen. Es ist somit ein dynamischer, kontinuierlicher Abgleich möglich, bei dem sich die Heiz- und/oder Kühlelemente im Betrieb an veränderte Umgebungsbedingungen (Jahreszeiten, Tageszeiten, Unwetter-/Schönwetterphasen etc.) bestmöglich anpasst.
Die festgelegten Einstellparameter können dabei so festgelegt werden, dass diese eine Begrenzung des oder Erhöhung des Volumenstromes der zugeordneten Heiz- und/oder Kühlelemente im späteren Regelbetrieb bewirken. Es ist daher nicht mehr notwendig bei der Installation aufwendig separate Rücklaufverschraubungen oder Thermostatventil-Voreinstellungen manuell zu justieren. Das Verfahren ermöglicht vielmehr eine automatische, die gesamte Gruppe von betrachteten Heiz- und/oder Kühlelementen berücksichtigende optimale Einstellung der Heizungs- und/oder Klimaanlage. Dabei ist der Abgleich nicht auf die hydraulisch betriebenen Heizelemente beschränkt, sondern es kann die Wechselwirkung aller unterschiedlich betriebener Heiz- und Kühlelemente untereinander berücksichtigt werden, die nunmehr allesamt aufeinander abgestimmt werden.
Während bei einem herkömmlichen hydraulischen Abgleich alle Heizkörper eines Gebäudes gleichermaßen ohne Berücksichtigung der Heizanforderungen an die unterschiedlichen Räume (Wohnraum, Schlafraum, Bad, Keller etc.) aufeinander angepasst werden, gelingt es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Gruppen gleichartiger Räume zu bilden und nur diese jeweils aufeinander abzustimmen. Damit kann ein verbesserter Abgleich bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen erreicht werden.
Dabei wird über den einfachen hydraulischen Abgleich hinaus auch ermöglicht, dass die Heiz- und/oder Kühlelemente im Hinblick auf die verschiedene Kombinationen unterschiedlicher Arten von Heiz- und/oder Kühlelementen oder im Hinblick auf ihren unterschiedlichen Wirkungsgrad optimal angepasst werden können. So wird erreicht, dass sich eine kombinierte Heizungs- und Lüftungsanlage in ihrem Verhalten optimal aufeinander abstimmt. Zudem lässt sich auch für einzelne Räume eine Fußbodenheizung auf zusätzlich vorhandene Radiatoren, Konvektoren etc. abstimmen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Heizungs- und/oder Klimaanlage eine zentrale Steuerungseinheit hat. Dann werden die erfassten charakteristischen Temperaturänderungen einer betrachteten Gruppe an die zentrale Steuerungseinheit übermittelt. Der Schritt des Bestimmens von Unterschieden bei den erfassten charakteristischen Temperaturänderungen und des Festlegens von Einstellparametern wird dann in der zentralen Steuerungseinheit durchgeführt. Diese übermittelt dann anschließend die festgelegten Einstellparameter direkt oder indirekt an die dezentralen Einstelleinheiten.
Mit einer solchen zentralen Steuerungseinheit wird die Anpassung der Einstellungsparameter für die dezentralen Einstelleinheiten somit zentral in einem Algorithmus festgelegt, der von der zentralen Steuerungseinheit ausgeführt wird. Hierzu ist die zentrale Steuerungseinheit vorzugsweise durch geeignete Programmierung mit einem Computerprogramm eingerichtet, das auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt werden kann, welche dabei die oben beschriebenen Verfahrensschritte ausführen oder diese Ausführung unterstützen.
In einer anderen Ausführungsform ist es denkbar, dass das Übermitteln der charakteristischen Temperaturänderungen jeweils einer Einstelleinheit an eine zugeordnete Gruppe von Einstelleinheiten erfolgt. Dann wird ein dezentrales Bestimmen von Unterschieden bei den charakteristischen Temperaturänderungen der Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen einer Gruppe voneinander durchgeführt. Die Einstellparameter einer Einstelleinheit werden dann in Abhängigkeit des festgestellten Unterschiedes der charakteristischen Temperaturänderung der Heiz- und/oder Kühleinheit dieser Einstelleinheit zu den charakteristischen Temperaturänderungen der zugeordneten Gruppe von Heiz- und/oder Kühleinheiten mit deren Einstelleinheiten festgelegt. Die Festlegung der Einstellparameter erfolgt damit dezentral in den Einstelleinheiten selber. Im Hinblick auf die gesamte Heizungs- und/oder Klimaanlage ist der Einstellalgorithmus somit auf die verschiedenen Einstelleinheiten verteilt.
Im Hinblick auf die Dezentralisierung ist aber auch denkbar, dass mindestens ein Raumthermostat vorhanden ist, welches mit den Einstelleinheiten in seinem Raum kommuniziert und die Einstellparameter für diese Einstelleinheiten festlegt. Diese Raumthermostate kommunizieren dann untereinander oder mit einer übergeordneten Steuerung, um bei der Festlegung der Einstellparameter gegebenenfalls auch die charakteristischen Temperaturänderungen in anderen Räumen mit berücksichtigen zu können. Daher ist ein solches Raumthermostat auch eine Art zentrale Steuerungseinheit im Sinne des Anspruchs 2.
Bei allen diesen Varianten wird deutlich, dass zur Festlegung der Einstellparameter der Einstelleinheiten die Wirkung der Heiz- und/oder Kühlelemente mit Hilfe des zeitlichen Temperaturgradienten herangezogen wird. Diese Wirkung bildet die Grundlage, mit der dann die Einstellparameter festgelegt werden. Die Einstellparameter werden somit als Funktion der festgestellten Wirkung in Form der charakteristischen Temperaturänderung definiert.
Das Festlegen der Einstellparameter kann sporadisch in einem automatisch oder manuell eingeleiteten Wartungsmodus erfolgen. So ist denkbar, dass der Benutzer in einer zentralen Steuerungseinheit einen Menüpunkt auswählt, der dann eine Einstellroutine auslöst, bei der die charakteristischen Temperaturänderungen der einzelnen Heiz- und/oder Kühlelemente bestimmt und die Einstellparameter nach dem oben beschriebenen Verfahren festgelegt werden. Dieser Wartungsmodus kann aber auch automatisch z. B. jedes Mal bei Neueinschalten der Heizungs- und/oder Klimaanlage oder deren zentraler Steuerung, oder in vorgegebenen Zeitintervallen aufgerufen werden.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Festlegen von Einstellparametern dynamisch während des Betriebs der Heizungs- und/oder Klimaanlage erfolgt. So können im Regelbetrieb die charakteristischen Temperaturänderungen bei Vorliegen geeigneter Situationen einfach erfasst werden. Denkbar ist hierbei auch, dass im Regelbetrieb bestimmte zur Erfassung der charakteristischen Wärmeabgaben erforderliche Sollvorgaben für die Einstelleinheiten erzwungen werden. Durch die dynamische Festlegung von Einstellparametern während des Betriebs gelingt es, die Einstellparameter optimal immer wieder anzupassen.
Die Einstellung im Zusammenhang mit einem Wartungsmodus führt hingegen zu einer relativ statischen Einstellung für die während des Wartungsmodus vorherrschende Situation.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einstellparameter der Einstelleinheiten derart festgelegt werden, dass die verfügbare Wärmeenergiemenge so auf die Anzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen aufgeteilt wird, dass eine Vergleichmäßigung einer durch die Anzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen verursachten Temperaturänderung bewirkt wird. Auf diese Weise wird im Sinne eines hydraulischen Abgleichs verhindert, dass die verfügbare Wärmemenge zunächst in erster Linie durch die Heizungs- oder Kühlaggregate liegenden Heiz- und/oder Kühlelemente verbraucht werden und die weiter weg liegenden Heiz- und/oder Kühlelemente dann nicht mehr ausreichende Wärme- oder Kälteenergie (negative Wärmeenergie) bereit gestellt bekommen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einstelleinheiten zur Temperaturregelung durch vorgegebene Parameter so anpassbar sind, dass Variationen z.B. der Heizkörperventile oder von Wirkungsgraden ausgeglichen werden können. Die Einstellung einer Wärme- oder Kälteabgabe kann dabei durch einen festlegbaren Offsetwert erhöht oder erniedrigt werden. Dieser Offsetwert wird als Einstellparameter in Abhängigkeit von den festgestellten Unterschieden bei den charakteristischen Temperaturänderungen festgelegt. Mit Hilfe eines solchen Offsetwertes gelingt es, den Wärmestrom des zugeordneten Heiz- oder Kühlelementes um einen durch den Offsetwert festgelegten Faktor zu beeinflussen.
Zusätzlich oder optional hierzu ist denkbar, dass die Einstelleinheiten bevorzugt zur Temperaturregelung in einem vorgegebenen Einstellbereich eingerichtet. Sind. Hierbei ist der Einstellbereich durch einen festlegbaren minimalen und/oder maximalen Einstellwert begrenzbar ist. Der minimale und/oder maximale Einstellwert wird dann als Einstellparameter in Abhängigkeit von den festgestellten Unterschieden bei den charakteristischen Temperaturänderungen festgelegt. Mit Hilfe eines minimalen Einstellwertes wird eine nicht unterschreitbare Wärmeenergieabgabe vorgegeben, so dass ein Heiz- oder Kühlelement immer mit einer definierten Grundlast betrieben wird. In Abhängigkeit von der Wärmeabgabekapazität eines Heiz- oder Kühlelementes kann durch den minimalen Einstellwert somit sichergestellt werden, dass der betreffende Raum durch das Heiz- oder Kühlelement eine ausreichende Grundversorgung erhält, die zudem einer Notwendigkeit einer Nachregelung nur im geringst möglichen Bereich führt. Bei einem Kühlelement kann u.U. durch den minimalen Einstellwert eine Begrenzung der Kühlleistung bewirkt werden. Durch den maximalen Einstellwert kann eine Begrenzung des Wärmeflusses erreicht werden. Damit wird sichergestellt, dass die dem betreffenden Heiz- oder Kühlelement bereitgestellte Energiemenge begrenzt wird und der durch die Begrenzung verfügbare Überschuss anderen Heiz- oder Kühlelementen zur Verfügung steht. Damit gelingt es, die zur Verfügung stehende Energie möglichst gleichmäßig auf alle Heiz- und/oder Kühlelemente einer Gruppe aufzuteilen.
In diesem Zusammenhang ist es denkbar und vorteilhaft, die Begrenzung durch den Offsetwert und den minimalen / maximalen Einstellwert in einem normalen eingeschwungenen Zustand zu deaktivieren. Der Offsetwert und/oder minimale / maximale Einstellwert ist dann nur wirksam, wenn z. B. eine über einen vorgegebenen Sollwert liegende Regelungsdifferenz vorliegt. Der Sollwert kann bspw. ein vorgegebener Temperaturunterschied zwischen Soll- und Ist-Temperatur in einem Raum sein, bei dem die Regelung der Einstelleinheiten zu einem Über- oder Unterversorgungsproblem mit Energie der einzelnen Heiz- oder Kühlelemente führen kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens einer der Einstellparameter weiterhin in Abhängigkeit von prognostizierten Wetterzuständen festgelegt wird. Solche Wetterzustände können bspw. eine für die Gebäudeumgebung vorhergesagte Außentemperatur, Windstärke, Niederschlagsmenge, Bewölkungsgrad, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und/oder Sonnenstand sein. Solche Wetterzustände können bspw. kommunikationstechnische Kopplung eines Wetterinformationsportals mit einer zentralen Steuerungseinheit, den Raumthermostaten und/oder den Einstelleinheiten berücksichtigt werden. Die Berücksichtigung nicht nur der aktuellen Ist-Temperatur in einem Raum oder der aktuellen Außentemperatur zur Steuerung der Heizungs- und/oder Klimaanlage, sondern die Berücksichtigung prognostizierter Wetterzustände bietet den Vorteil, dass nunmehr im Hinblick auf die charakteristischen Temperaturänderungen der einzelnen Heiz- und/oder Kühlelemente und den damit zusammenhängenden Zeitkonstanten die Ansteuerung der selben optimiert werden kann. So ist bspw. eine Fußbodenheizung relativ träge und benötigt zur Erwärmung eines Raums eine hinreichende Vorlaufzeit. Wenn nun eine Abkühlung in der Gebäudeumgebung innerhalb der nächsten Zeit zu erwarten ist, führt dies auch zu einem erhöhten Wärmebedarf in dem Gebäude. Dieser kann durch eine Fußbodenheizung aufgrund der Trägheit nicht sofort ausgeglichen werden. In der Praxis erfolgt die Temperaturänderung nicht abrupt, sondern schleichend, so dass herkömmliche Heizungs- und/oder Klimaanlagen auch bei trägen Systemen an sich noch folgen kann. Durch die Regelung anhand prognostizierter Wetterdaten kann die Regelung jedoch weiter optimiert werden. Dabei kann insbesondere das Einschwingverhalten der Heizungs- oder Klimaregelung verbessert werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Einstellparameter in einem Wartungsmodus festgelegt werden durch die Schritte:

a) vollständige Begrenzung der Wärme- oder Kälteabgabe aller Heiz- und/oder Kühlelemente einer Gruppe, für welche Einstellparameter festgestellt werden sollen;
b) vollständige Freigabe der Wärme- und/oder Kälteabgabe gleichzeitig für alle Heiz- und/oder Kühlelemente der Gruppe und Erfassung der hieraus resultierenden charakteristischen Temperaturänderungen;
c) vollständige Begrenzung der Wärme- und/oder Kälteabgabe aller Heiz- und/oder Kühlelemente der Gruppe;
d) vollständige Freigabe der Wärme- und/oder Kälteabgabe für jeweils ein ausgewähltes Heiz- und/oder Kälteelement der Gruppe, Erfassung der hieraus resultierenden charakteristischen Temperaturänderungen und anschließendes vollständiges Begrenzen der Wärme- oder Kälteabgabe dieses ausgewählten Heiz- oder Kühlelementes.

Der Schritt d) wird dabei für alle Heiz- und/oder Kühlelemente der Gruppe einzeln nacheinander durchgeführt. Der Schritt d) kann auch z. B. zwischen den Schritten a) und b) vorgezogen werden.
Weiter erfolgen die Schritte:

e) Bestimmen der Unterschiede der im Schritt d) ermittelten charakteristischen Temperaturänderungen für jedes Heiz- und/oder Kühlelement im Vergleich zu den in Schritt b) ermittelten charakteristischen Temperaturänderungen und
f) Festlegen von Einstellparametern der Einstelleinheiten in Abhängigkeit von den im Schritt e) bestimmten Unterschieden.

Somit wird einmal das Gesamtverhalten der Gruppe von Heiz- und/oder Kühlelementen bestimmt, wenn diese gleichzeitig in einem vorgegebenen Maß Wärme- oder Kälteabgabe freigeben. Dies kann bspw. durch vollständiges Aufdrehen der Thermostatventile erfolgen.
Weiterhin wird dann für jedes einzelne Heiz- oder Kühlelement die jeweilige charakteristische Temperaturänderung bestimmt. Aus dem Unterschied zwischen dem Gesamtverhalten und dem Einzelverhalten lässt sich dann für jedes Heiz- und/oder Kühlelement bestimmen, inwieweit dieses durch die anderen Heiz- und Kühlelemente und deren Einstelleinheiten beeinflusst wird. Dieser Einfluss kann dann durch die geeignete Festlegung von Einstellparametern beeinflusst werden, um z. B. durch Optimierung der Einstellparameter den Wärmeenergiefluss für die gesamte Gruppe betrachteter Heiz- und Kühlelemente zu vergleichmäßigen.
In einer alternativen Ausführungsform des gattungsgemäßen Verfahrens wird ein Steuerungswert für die Einstellung eines den Heiz- und/oder Kühlelementen bereitgestellter Wärmeenergie bestimmt. Hierzu sind folgende Schritte vorgesehen:

– Erfassen einer charakteristischen Temperaturänderung in einem jeweiligen Raum für eine Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen aufgrund von einer für eine definierte Zeit geänderten Einstellung der zugeordneten Einstelleinheit;
– Vergleichen der erfassten charakteristischen Temperaturänderung mit einem vorgegebenen Temperaturänderungsverhalten und
– Bestimmen des Steuerungswertes als Vorgabe für die Einstellung einer den Heiz- und/oder Kühlelementen bereitgestellten Wärmeenergie in Abhängigkeit von Vergleichsergebnis.

Durch den Steuerungswert wird ein Maß an Wärmeenergie festgelegt, die den einzelnen Heiz- oder Kühlelementen insgesamt bereitgestellt wird. Der Steuerungswert kann somit zur Steuerung des Heizaggregats oder Kühlaggregats dienen, um bspw. die Vorlauftemperatur anzuheben oder abzusenken (zu reduzieren). Mit Hilfe dieses Steuerungswertes gelingt es auch, unterschiedliche Heiz- und Kühlaggregate optimal aufeinander abzustimmen, wie bspw. Solarkollektoren, Wärmepumpen, Brennwertkessel, Pelletofen, Brennwertkessel etc. in beliebigen Kombinationen.
Die Wärmeenergie kann auf diese Weise in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit der einzelnen Wärmeenergieträger als Funktion der charakteristischen Temperaturänderung auf die verfügbaren Heiz- und Kälteelemente bestmöglich verteilt werden.
Der Steuerungswert kann bspw. auf einem Display ausgegeben oder direkt zur automatischen Steuerung eines Heizungs- oder Kühlaggregats genutzt werden.
Bei der Heizungs- und/oder Klimaanlage sind die Einstelleinheiten und zentralen Steuerungseinheiten einschließlich Raumtemperatursteuerungen vorzugsweise mit einer Datenverarbeitungseinheit versehen und das Verfahren ist dann durch geeignete Programmierung implementiert.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Einstelleinheiten eine bidirektionale Funkkommunikationseinheit haben und die Einstelleinheiten in einem Raum des Gebäudes in drahtloser Kommunikationsverbindung zu mindestens einer Raum-Steuerungseinheit und/oder einer zentralen Steuerungseinheit stehen.
Im Falle einer zentralen Steuerungseinheit erfolgt dann die Festlegung der Einstellparameter durch die zentrale Steuerungseinheit, nachdem die charakteristischen Temperaturänderungen durch die Einstelleinheiten selbst mittels Temperaturmessung an den Einstelleinheiten erfasst werden.
Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn in den einzelnen Räumen Raum-Steuerungseinheiten vorhanden sind, die zugeordnete Einstelleinheiten ansteuern, um für eine definierte Zeit eine geänderte Einstellung der Wärme- oder Kälteabgabe durch die mit den Einstelleinheiten jeweils verbundenen Heiz- und/oder Kühlelemente vorzugeben. Die Raum-Steuerungseinheiten sind dann durch geeignete Programmierung und mit geeigneten Sensoren eingerichtet, um die hieraus resultierenden charakteristischen Temperaturänderungen zu erfassen. Die Raum-Steuerungseinheiten oder eine zentrale Steuerungseinheit sind nach Übermittlung der erfassten charakteristischen Temperaturänderungen dann zur Ermittlung der Unterschiede der erfassten charakteristischen Temperaturänderungen voneinander und zum Festlegen von Einstellparametern der jeweiligen Einstelleinheiten als Funktion der ermittelten Unterschiede eingerichtet.
Die charakteristischen Temperaturänderungen werden somit in jedem Raum gesondert mit Hilfe der Raum-Steuerungseinheiten erfasst.
Die Erfindung wird nachfolgen anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 – Skizze einer kombinierten Heizungs- und Klimaanlage in einem Gebäude;
2 – Flussdiagramm des Verfahrens zur Regelung solchen einer Heizungs-/Klimaanlage aus 1;
3 – Temperaturänderungsdiagramm und hieraus abgeleiteter Kennwert für eine charakteristische Temperaturänderung;
4 – beispielhafte Temperaturänderungsdiagramme für drei Räume;
5 – Flussdiagramm mit einem beispielhaften Ablauf zur Bestimmung des Offsetwertes.
1 lässt eine Skizze eines Gebäudes 1 erkennen, das eine Anzahl von Räumen 2a, 2b, 2c bzw. Etagen oder anderweitigen Segmenten aufweist. In jedem der Räume 2a, 2b, 2c ist jeweils mindestens ein Heizelement in Form eines Radiators 3 oder in Form einer Fußbodenheizung 4 eingebaut. Weiterhin ist in dem Raum 2a beispielhaft ein Kühlelement in Form einer Luftkonvektionsheizung 5 vorgesehen, die aber auch optional zum Heizen genutzt werden kann.
Weiterhin ist ein Heizaggregat 6 vorgesehen, mit dem erwärmtes Wasser als Wärmeträgermedium über eine Vorlaufleitung 7 zu den Radiatoren 3 und der Fußbodenheizung 4 geführt wird. Gegebenenfalls kann auch die Luftkonvektionsheizung 5 über einen Wärmetauscher an die Vorlaufleitung 7 angeschlossen sein. Weiterhin ist das Heizaggregat 6 mit den Heiz- und/oder Kühlelementen 3 und 4 sowie gegebenenfalls 5 über eine Rücklaufleitung 8 verbunden.
Zum Einstellen der Wärme- bzw. Kälteabgabe der zugeordneten Heiz- oder Kühlelementen 3, 4, 5 sind jeweils Einstelleinheiten 9 vorgesehen, die jeweils mit einem Drosselventil 10 der Radiatoren 3 im Vorlaufkreis an der Vorlaufleitung 7 bzw. mit einem entsprechenden Drosselventil 10 der Fußbodenheizung 4 gekoppelt sind. Im Falle des Lüftungselementes 5 ist eine Drosselklappe 11 vorgesehen, die mit Hilfe der zugeordneten Einstelleinheit 9 zur Regulierung des durch die Drosselklappe 11 geleiteten Luftstroms variiert werden kann.
Mit Hilfe der Einstelleinheit 9 kann somit der Öffnungsgrad der zugeordneten Drosselventile 10 oder Drosselklappe 11 in einem vorgegebenen Einstellbereich eingestellt werden, um somit den zu den Heiz- und Kühlelementen 3, 4, 5 führenden und von diesen abgegebenen Wärmestrom bzw. die hieraus resultierende Wärme- oder Kälteabgabe zu regulieren.
Die Einstelleinheiten 9 können hierzu einen Temperatursensor zur Erfassung der Ist-Temperatur im an die Einstelleinheit 9 angrenzenden Raumbereich haben. Die Einstelleinheiten 9 haben vorzugsweise eine Datenverarbeitungseinheit z.B. in Form eines Mikrocontrollers oder Mikroprozessors sowie einen geeigneten Aktor zum Verstellen des zugeordneten Drosselventils 10 oder der Drosselklappe 11. Als Aktor kann insbesondere ein Gleichspannungsmotor, ein Schrittmotor und dergleichen eingesetzt werden. Die Datenverarbeitungseinheit ist z.B. durch geeignete Programmierung eingerichtet, um mit Hilfe dieses Aktors den Durchfluss des zugeordneten Drosselventils 10 oder der Drosselklappe 11 auf einen vorgegebenen Durchflusswert einzustellen. Der Durchflusswert wird z.B. als Öffnungsgrad zwischen einer vollständig geöffneten und einer vollständig geschlossenen Stellung definiert.
Die Einstelleinheiten 9 sind, wie am Beispiel skizziert, mit einer zentralen Steuerungseinheit 12 zum bidirektionalen Datenaustausch verbunden. Hierbei ist vorzugsweise eine drahtlose Datenkommunikation realisiert, in dem die Einstelleinheiten jeweils eine bidirektionale Funkkommunikationseinheit haben. Auch die zentrale Steuerungseinheit 12 hat eine korrespondierende bidirektionale Funkkommunikationseinheit, so dass die Einstelleinheiten 9 und die zentrale Steuerungseinheit 12 Daten untereinander austauschen können.
Zusätzlich oder alternativ zu der zentralen Steuerungseinheit können weiterhin Raum-Steuerungseinheiten 13 (auch Raumthermostat genannt) in den einzelnen Räumen 2a, 2b, 2c vorhanden sein, die in drahtloser Funkverbindung mit den zugeordneten Einstelleinheiten 9 des jeweiligen Raumes 2b stehen. Dabei ist denkbar, dass wie dargestellt die Raum-Steuerungseinheiten 13 ihrerseits in Kommunikationsverbindung mit einer zentralen Steuerungseinheit 12 stehen. Diese Kommunikationsverbindungen können ebenfalls als bidirektionale Funkkommunikationseinheiten ausgebildet sein. Die Raum-Steuerungseinheiten 13 können ihrerseits Temperatursensoren zur Erfassung der aktuellen Ist-Temperatur in dem überwachten Raum 2b haben.
Weiterhin können auch elektrisch betriebene Heiz- oder Kühlelemente 14 vorgesehen sein, die in einem Raum entweder alleine oder in Kombination mit anderen Arten von Heiz- und Kühlelementen 3, 4, 5 betrieben werden. Dabei ist besonders der Kombinationsbetrieb von elektrisch betriebenen Heizelementen 14 mit einen Wasserkreislauf nutzenden Radiatoren 3 in der Praxis verbreitet. Die elektrisch betriebenen Heizelemente 14 haben eine Schalt- oder Dimmeinheit 15, mit der die dem Heizelement 14 zugeführte elektrische Energie ein- oder ausgeschalten und ggf. z.B. durch Spannungsreduzierung oder Pulsmodulation (PWM) begrenzt werden kann. Die Schalt- oder Dimmeinheit 15 wird wiederum durch eine Einstelleinheit 9 angesteuert, die funktionales Teil der Schalt- oder Dimmeinheit 15 sein kann. Die Schalt- oder Dimmeinheit 15 ist über ein Anschlusskabel mit einem Stecker 16, der in eine Gebäudesteckdose 17 einsteckbar ist, mit der elektrischen Gebäudeversorgung verbindbar.
Eine derartige Heizung- und/oder Klimaanlage in einem Gebäude mit dezentral verteilten Einstelleinheiten 9, die über Funk mit Raum-Steuerungseinheiten 13 (Raumthermostaten) und/oder einer zentralen Steuerungseinheit 12 kommunizieren, ist an sich bekannt und kann mit den Geräten der Serie HomeMatic der Firma ELV AG realisiert werden.
Die Einstelleinheiten 9 sowie die zentrale Steuerungseinheit 12 und/oder die Raum-Steuerungseinheiten 13 sind nun vorzugsweise durch geeignete Programmierung in besonderer Weise eingerichtet, um Einstellparameter der Einstelleinheiten 9 in Abhängigkeit von festgestellten Unterschieden bei den charakteristischen Temperaturänderungen der Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen 3, 4, 5, 14 voneinander festzulegen.
2 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Regelung einer solchen Heizungs- und/oder Klimaanlage aus 1. Hierbei wird entweder dynamisch während des Regelungsbetriebs der Heizungs-/Klimaanlage oder sporadisch in einem automatisch oder manuell eingeleiteten Wartungsmodus die folgende Schrittfolge ausgeführt.
Im Schritt a) wird die charakteristische Temperaturänderung in einem jeweiligen Raum 2a, 2b, 2c für eine Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen 3, 4, 5, 14 aufgrund von einer (vorzugsweise für eine definierte Zeit) geänderten Einstellung der zugeordneten Einstelleinheit 9 erfasst. Es wird somit der Temperaturgradient in der jeweiligen Umgebung der Einstelleinheiten 9 bestimmt und hieraus ein Wert für eine charakteristische Temperaturänderung ermittelt.
Im Schritt b) werden dann die Unterschiede bei den charakteristischen Temperaturänderungen der Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen 3, 4, 5, 14 voneinander bestimmt. Hierzu kann beispielsweise für jede Einstelleinheit 9 die Differenz zwischen dem Maß der charakteristischen Temperaturänderungen des Heiz-/Kühlelementes 3, 4, 5, 14, welche der Einstelleinheit 9 zugeordnet ist, zu einem Mittelwert aller Werte für die charakteristische Temperaturänderung der betrachteten Gruppe von Einstelleinheiten 9 und deren Heiz-/Kühlelemente 3, 4, 5, 14 bestimmt werden. Der Mittelwert kann der arithmetische Mittelwert, der Median oder ähnliches sein.
Im Schritt c) werden dann Einstellparameter der Einstelleinheiten 9 jeweils in Abhängigkeit der für jede Einstelleinheit 9 jeweils festgestellten Unterschiede festgelegt. Das heißt, dass die Einstellparameter als Funktion des jeweiligen Temperaturgradienten des Heiz-/Kühlelementes 3, 4, 5 der zugeordneten Einstelleinheit 9 und der anderen charakteristischen Temperaturänderungen der zugehörigen betrachteten Gruppe festgelegt wird.
Als Einstellparameter kann beispielsweise ein Offsetwert festgelegt werden, der eine Erhöhung oder Reduzierung des Öffnungswinkels / Öffnungsgrades / Energiezufuhrgrades z.B. des zugehörigen Drosselventils 10, der Drosselklappe 11 oder der Schalt- / Dimmeinheit 15 bestimmt. Damit wird bei einem vorgegebenen Stellwert für die Einstelleinheit im gesamten Regelbereich ein um den Offsetwert erhöhter bzw. reduzierter Wärmestrom vorgegeben. Dies ist insbesondere für den Fall interessant, bei dem ein Raum 2a, 2b, 2c mit mindestens zwei Heizelementen erwärmt wird, welche einen unterschiedlichen Wirkungsgrad bzw. einen unterschiedlichen Temperaturgradienten aufweisen. Falls in dem Raum noch ein weiterer Radiator 3 mit einem wesentlich höheren Temperaturgradienten installiert ist, erfolgt das Regeln einer Soll-Temperatur in Abhängigkeit einer Ist-Temperatur verstärkt durch das Heizelement 3, 4, 14 mit größerem Offsetwert. Durch den Offsetwert kann ein hydraulischer Abgleich einer Heizungsanlage ohne zusätzliche Abgleichventile vorgenommen werden. Zudem gelingt mit dem Offsetwert ein Ausgleich von Toleranzen der Heizungsventile 10, Drosselklappen 11 oder Dimmeinheiten 15.
Als Einstellparameter kann ggf. auch in minimaler Einstellwert vorgegeben werden, der auch durch weitere Abregelung mit Hilfe der Einstelleinheit nicht unterschritten wird. Damit kann die Einstelleinheit 9 ein zugeordnetes Heizelement 3 z.B. nicht weiter abregeln, wenn die Ist-Temperatur in dem betreffenden Raum die Soll-Temperatur erreicht oder bereits überschritten hat. So wird ein sehr träges Heizelement, wie beispielsweise die Fußbodenheizung 4, immer auf mindestens einem durch den minimalen Einstellwert bestimmten minimalen Betriebszustand gehalten, der in der Regel noch unterhalb der Soll-Temperatur liegt. Ein zu starkes Abregeln des trägeren Systems wird auf diese Weise verhindert.
Entsprechend kann als Einstellwert auch eine obere Grenze für das Drosselventil 10 bzw. die Drosselklappe vorgegeben werden. Hierzu wird ein maximaler Einstellwert festgelegt, auf den das Drosselventil 10 oder die Drosselklappe 11 maximal durch die Einstelleinheit 9 geöffnet werden kann. So kann wiederum für den Raum 2b mit einem Radiator 3 und einer Fußbodenheizung 4 ein übermäßiges Aufheizen durch den schnell wirkenden Radiator 3 mit Hilfe eines maximalen Einstellwertes begrenzt werden. Das Einschwingverhalten lässt sich damit vergleichmäßigen und die verfügbare Wärmeenergie lässt sich auf diese Weise optimal auf die unterschiedlichen Heizelemente, 3, 4 mit unterschiedlichen Temperaturgradienten und damit zusammenhängenden charakteristischen Wärmeabgaben verteilen. Damit kann die unterschiedliche Trägheit der Systeme sowie unterschiedliche Wirkungen der einzelnen Heiz- und Kühlelemente 3, 4, 5, 14 in einem Raum aufgrund der Größe, der räumlichen Gegebenheiten etc. optimal aneinander angeglichen werden.
Entscheidend ist dabei, dass die Verfahrensschritte auf der Messung der Wirkung der Heiz- und/oder Kühlelemente 3, 4, 5, 14 in einem Raum 2a, 2b, 2c aufbauen, so dass das Verfahren ohne zusätzliche Sensoren mit der in 1 dargestellten Heizungs- und/oder Klimaanlage in einem Gebäude 1 realisiert werden kann.
3 lässt ein Temperaturänderungsdiagramm eines beispielhaften Heizelementes und der zugeordneten Einstelleinheit mit einem jeweils abgeleiteten Kennwert für eine charakteristische Temperaturänderung erkennen. Deutlich wird, dass z.B. nach vollständigem Abdrehen der Wärmezufuhr für ein Heizelement zu einem Zeitpunkt t = 0 die Wärmezufuhr maximal aufgeregelt wird. Damit wird der Einstellgrad des Einstellelementes 9 z.B. von 0 % auf 100 % erhöht, wobei der Prozentsatz den Öffnungsgrad des zugeordneten Drosselventils 10 oder der Drosselklappe 11 beschreibt. Der Prozent-Wert kann aber auch im funktionalen Zusammenhang zu dem Öffnungsgrad des Drosselventils 10 oder der Drosselklappe 11 stehen. Dies gilt insbesondere, wenn der Ventilhub eines Drosselventils 10 in keiner linearen Kennlinie vorkommt, sondern z.B. in einer Exponential- oder Polynomfunktion.
Nachdem zum Zeitpunkt t = 0 der Öffnungsgrad von 0 % auf 100 % verändert wurde, strömt die maximale Menge des Wärmeenergieträgers in das Heizelement 3, 4 ein. Dies führt zu einer Erwärmung des zugeordneten Raums 2a, 2b, 2c, die mit einem Temperatursensor eines zugeordneten Einstellelementes 9 oder einer Raum-Steuerungseinheit 13 oder mit Hilfe eines separaten in einem Raum 2a, 2b, 2c befindlichen Temperatursensors gemessen wird. Ein Raum heizt sich dabei in der Regel nicht linear auf. Die Temperaturänderung folgt vielmehr in der Regel einem Exponentialfunktion wie skizziert. Diese spiegelt die charakteristische Temperaturänderung des zugeordneten Heiz- oder Kühlelementes 3, 4, 5, 14 wieder. Hieraus lässt sich nun ein Maß für die charakteristische Temperaturänderung bestimmen. Dieses Maß kann beispielsweise durch Bestimmung der Steigung vom Zeitpunkt t = 0 bis zum Zeitpunkt t = X, bei dem im Innenraum ein Wert von X % zur maximalen Temperatur T_max erreicht wird, als charakteristischer Wert der Exponentialkurve bestimmt werden. Der Temperaturgradient wird dabei durch den Steigungswinkel α definiert. Es gibt aber auch andere Varianten, um die unterschiedlichen charakteristischen Temperaturänderungen der Heiz- und Kühlelemente 3, 4, 5, 14 eines Gebäudes miteinander zu vergleichen.
Nun sind mit einer geeigneten Funktion bzw. unter Berücksichtigung eines geeigneten funktionellen Zusammenhangs die zur Verfügung stehenden Einstellparameter der Einstelleinheiten 9 so anzupassen, dass die unterschiedlichen charakteristischen Temperaturänderungen für die einzelnen Heiz- und Kühlelemente 3, 4, 5, 14 aufeinander abgestimmt werden.
Nachfolgend wird beispielhaft eine Möglichkeit zur manuellen Bestimmung der maximalen Einstellwerte aufgezeigt.
Zunächst werden alle Einstelleinheiten 9 werden von 0% auf 100% geöffnet. Anschließend erfolgt eine Erfassung des Temperaturanstiegs ∆T in der Zeit ∆t (konstant) in den verschiedenen Räumen.
4 lässt bei einer solchen Erfassung beispielhaft ermittelte Temperaturänderungsdiagramme für drei Räume als Verlauf der Temperatur T in dem jeweiligen Raum über die Zeit t erkennen.
Sodann erfolgt eine Berechnung des maximalen Einstellwerts für die einzelnen Räume, indem der geringste Temperaturanstieg ∆T der Messungen für die verschiedenen Räume als ∆T_min angenommen wird. ∆T_min = kleinster Temperaturanstieg aus ∆T₁, ∆T₂, und ∆T₃
Sodann werden die maximalen Einstellwerte für die verschiedenen Räume aus dem Verhältnis des kleinsten Temperaturanstiegs ∆T_min zu dem Temperaturanstieg in dem jeweiligen Raum bestimmt.
Schließlich erfolgt eine Übertragung der maximalen Einstellwerte an die Einstelleinheiten 9.
Im folgenden wird ein automatisches Verfahren zur Bestimmung der maximalen Einstellwerte aufgezeigt.
Es wird automatisch ein Zeitpunkt gewählt oder erkannt, an dem es in allen Räumen gleichzeitig zu einem größeren Wärmebedarf kommt. Die Einstelleinheiten 9 werden von 0% auf den aus dem internen Regelalgorithmus berechneten Ventilöffnungswinkel geöffnet.
Sodann erfolgt eine Erfassung des Temperaturanstiegs ∆T in der Zeit t in den verschiedenen Räumen. 4 lässt beispielhaft die dabei erfassten Temperaturanstiegsdiagramme für drei Räume eines Gebäudes erkennen.
Im Raum 1 beträgt der Ventilöffnungswinkel α₁, im Raum 2 beträgt der Ventilöffnungswinkel α₂ und im Raum 3 beträgt der Ventilöffnungswinkel α₃.
Nun erfolgt eine Berechnung des maximalen Einstellwerts für die einzelnen Räume, indem der größte Ventilöffnungswinkel α_max als der größte Ventilöffnungswinkel in den betrachteten z.B. drei Räumen angenommen wird. Zudem wird wie beim manuellen Verfahren der kleinste Temperaturanstieg ermittelt.
α = größter Ventilöffnungswinkel aus α₁, α₂ und α₃
∆T_min = kleinster Temperaturanstieg aus ∆T₁, ∆T₂, und ∆T₃
Die so ermittelten maximalen Einstellwerte werden dann an die jeweiligen Einstelleinheiten 9 übermittelt.
5 zeigt ein Flussdiagramm mit einem beispielhaften Ablauf zur Bestimmung des Offsetwertes. Dabei ist eine automatische Offset-Korrektur beispielhaft für einen Raum mit zwei Heizkörpern (d.h. mit zwei Einstelleinheiten 9, zwei Heizelementen 3, zwei Ventilen 10 (Ein)) dargestellt. Das Offsetkorrekturverfahren wird z.B. ein Mal pro Tag nach einem Temperatursprung (z.B. 17.0° zu 21.0°) aufgerufen.
Bei dem Verfahren werden die Einstelleinheiten 9 bzw. die zugeordneten Ventile erst einmal vollständig geschlossen und dann etwas (z.B. 5%) geöffnet. Dann wird der Temperaturanstieg nach einer vorgegebenen Zeit bestimmt. Falls kein Temperaturanstieg für die beiden Einstelleinheiten 9 ermittelt wurde, wird im iterativen Prozess erst einmal für die erste Einstelleinheit 9 des Raums und später für die zweite Einstelleinheit 9 der Offsetwert z.B. in Schritten von 5% erhöht.
Falls der Temperaturanstieg zwischen den beiden Einstelleinheiten wesentlich unterschiedlich voneinander sind (z.B. > 10%), dann erfolgt eine Spreizung durch Reduzierung des Offsetwertes für die Einstelleinheit mit höherer Temperatur und Erhöhung des Offsetwertes für die Einstelleinheit mit geringerer Temperatur.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2226575 B1 [0005]
EP 2295876 A2 [0006]

Claims

Verfahren zur Regelung einer Heizungs- und/oder Klimaanlage in einem Gebäude (1) mit einer Anzahl von verteilt angeordneten, dezentral regelbaren Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5), die jeweils eine Einstelleinheit (9) zum Einstellen der Wärme- oder Kälteabgabe des zugeordneten Heiz- oder Kühlelementes (3, 4, 5, 14) hat, gekennzeichnet durch – Erfassen einer charakteristischen Temperaturänderung in einem jeweiligen Raum (2a, 2b, 2c) für eine Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5, 14) aufgrund von einer für eine definierte Zeit geänderten Einstellung der zugeordneten Einstelleinheit (9); – Bestimmen von Unterschieden bei den charakteristischen Temperaturänderungen der Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5, 14) voneinander; und – Festlegen von Einstellparametern der Einstelleinheiten (9) in Abhängigkeit der festgestellten Unterschiede.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Heizungs- und/oder Klimaanlage eine zentrale Steuerungseinheit (12) hat, gekennzeichnet durch – Übermitteln der erfassten charakteristischen Temperaturänderungen an die zentrale Steuerungseinheit (12); – Durchführen des Schritts des Bestimmens von Unterschieden bei den erfassten charakteristischen Temperaturänderungen und des Festlegens von Einstellparametern in der zentralen Steuerungseinheit (12); und – Übermitteln der festgelegten Einstellparameter von der zentralen Steuerungseinheit (12) an die dezentralen Einstelleinheiten (9).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – Übermitteln der charakteristischen Temperaturänderungen jeweils einer Einstelleinheit (9) an eine zugeordnete Gruppe von Einstelleinheiten (9) oder zugeordneten Raum-Steuerungseinheiten (13) und dezentrales Bestimmen von Unterschieden bei den charakteristischen Temperaturänderungen der Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5, 14) einer Gruppe voneinander, sowie – Festlegen des Einstellparameters einer Einstelleinheit (9) in Abhängigkeit des festgestellten Unterschieds der charakteristischen Temperaturänderung der Heiz- und/oder Kühleinheit (3, 4, 5, 14) dieser Einstelleinheit (9) zu den charakteristischen Temperaturänderungen der zugeordneten Gruppe von Heiz- und/oder Kühleinheiten (3, 4, 5, 14) mit deren Einstelleinheiten (9).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegen von Einstellparametern sporadisch in einem automatisch oder manuell eingeleiteten Wartungsmodus erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegen von Einstellparametern dynamisch während des Betriebs der Heizungs- und/oder Klimaanlage erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellparameter der Einstelleinheiten (9) derart festgelegt werden, dass die verfügbare Wärmeenergiemenge so auf die Anzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5, 14) aufgeteilt wird, dass eine Vergleichmäßigung einer durch die Anzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5, 14) verursachten Temperaturänderung bewirkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheiten zur Temperaturregelung in einem vorgegebenen Einstellbereich eingerichtet ist, wobei die Einstellung einer Wärme- oder Kälteabgabe durch einen festlegbaren Offsetwert erhöht oder reduziert wird, und dass der Offsetwert als Einstellparameter in Abhängigkeit von den festgestellten Unterschieden bei den charakteristischen Temperaturänderungen festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheiten zur Temperaturregelung in einem vorgegebenen Einstellbereich eingerichtet ist, wobei der Einstellbereich durch einen festlegbaren maximalen Einstellwert begrenzbar ist, so dass der maximale Einstellwert als Einstellparameter in Abhängigkeit von den festgestellten Unterschieden zwischen den charakteristischen Temperaturänderungen festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheiten zur Temperaturregelung in einem vorgegebenen Einstellbereich eingerichtet ist, wobei der Einstellbereich durch einen festlegbaren minimalen Einstellwert begrenzbar ist, so dass der minimale Einstellwert als Einstellparameter in Abhängigkeit von den festgestellten Unterschieden zwischen den charakteristischen Temperaturänderungen festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Einstellparameter weiterhin in Abhängigkeit von prognostizierten Wetterzuständen festgelegt wird, wobei Wetterzustände insbesondere eine für die Gebäudeumgebung vorhergesagte Außentemperatur, Windstärke, Niederschlagsmenge, Bewölkungsgrad, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und/oder Sonnenstand ist.
Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellparameter in einem Wartungsmodus festgelegt werden durch: a) vollständige Begrenzung der Wärme- oder Kälteabgabe aller Heiz- und/oder Kühlelemente (3, 4, 5, 14) einer Gruppe, für die Einstellparameter festgelegt werden sollen; b) vollständige Freigabe der Wärme- oder Kälteabgabe gleichzeitig für alle Heiz- und/oder Kühlelemente (3, 4, 5, 14) der Gruppe und Erfassung der hieraus resultierenden charakteristischen Temperaturänderungen; c) vollständige Begrenzung der Wärme- und/oder Kälteabgabe aller Heiz- oder Kühlelemente (3, 4, 5, 14) der Gruppe; d) vollständige Freigabe der Wärme- und/oder Kälteabgabe für jeweils ein ausgewähltes Heiz- oder Kühlelement (3, 4, 5, 14) der Gruppe, Erfassen der hieraus resultierenden charakteristischen Temperaturänderung und anschließendes vollständiges Begrenzen der Wärme- oder Kälteabgabe dieses ausgewählten Heiz- oder Kühlelementes (3, 4, 5), wobei der Schritt d) für alle Heiz- und/oder Kühlelemente (3, 4, 5, 14) der Gruppe einzeln nacheinander durchgeführt wird; e) Bestimmen der Unterschiede der im Schritt d) ermittelten charakteristischen Temperaturänderung für jedes Heiz- oder Kühlelement (3, 4, 5, 14) im Vergleich zu den im Schritt b) ermittelten charakteristischen Temperaturänderungen; und f) Festlegen von Einstellparametern der Einstelleinheiten (9) in Abhängigkeit von den im Schritt e) bestimmten Unterschieden, wobei der Schritt d) optional auch vorgezogen werden kann.
Verfahren zur Regelung einer Heizungs- und/oder Klimaanlage in einem Gebäude (1) mit einer Anzahl von verteilt angeordneten, dezentral regelbaren Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5), die jeweils eine Einstelleinheit (9) zum Einstellen der Wärme- oder Kälteabgabe des zugeordneten Heiz- oder Kühlelementes (3, 4, 5, 14) hat, gekennzeichnet durch – Erfassen einer charakteristischen Temperaturänderung in einem jeweiligen Raum (2a, 2b, 2c) für eine Mehrzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5, 14) aufgrund von einer für eine definierte Zeit geänderten Einstellung der zugeordneten Einstelleinheit (9); – Vergleichen der erfassten charakteristischen Temperaturänderung mit einem vorgegebenen Temperaturänderungsverhalten und – Bestimmen eines Steuerungswertes als Vorgabe für die Einstellung einer den Heiz- und/oder Kühlelementen (3, 4, 5, 14) bereitgestellte Wärmeenergie in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungswert auf einem Display ausgegeben und/oder direkt zur automatischen Steuerung eines Heizungs- oder Kühlaggregates (6) genutzt wird.
Heizungs- und/oder Klimaanlage in einem Gebäude (1) mit einer Anzahl von verteilt angeordneten, dezentral regelbaren Heiz- und/oder Kühleelementen (3, 4, 5), die jeweils eine Einstelleinheit (9) zum Einstellen der Wärme- oder Kälteabgabe des zugeordneten Heiz- oder Kühlelementes (3, 4, 5, 14) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheit (9) und/oder mindestens eine mit den Einstelleinheiten (9) in Kommunikationsverbindung stehende Steuerungseinheit (12) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Heizungs- und/oder Klimaanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinheiten (9) eine bidirektionale Funkkommunikationseinheit haben und die Einstelleinheiten (9) in einem Raum (2a, 2b, 2c) des Gebäudes (1) in drahtloser Kommunikationsverbindung zu mindestens einer Raum-Steuerungseinheit (13) stehen, wobei die Raum-Steuerungseinheiten (13) die zugeordneten Einstelleinheiten (9) ansteuern, um für eine definierte Zeit eine geänderte Einstellung der Wärme- oder Kälteabgabe durch die mit den Einstelleinheiten (9) jeweils verbundenen Heiz- oder Kühlelementen (3, 4, 5, 14) vorzugeben, und die Raum-Steuerungseinheiten (13) die hieraus resultierenden charakteristischen Temperaturänderungen erfassen, und wobei die Raum-Steuerungseinheiten (13) oder eine zentrale Steuerungseinheit (12) nach Übermittlung der erfassten charakteristischen Temperaturänderungen zur Ermittlung der Unterschiede bei den erfassten charakteristischen Temperaturänderungen voneinander und zum Festlegen von Einstellparametern der jeweiligen Einstelleinheiten (9) als Funktion der ermittelten Unterschiede eingerichtet sind.