DE102014202738B4

DE102014202738B4 - Process for automated hydraulic balancing of a heating system

Info

Publication number: DE102014202738B4
Application number: DE102014202738.1A
Authority: DE
Inventors: Gerald Holtz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2022-11-17
Anticipated expiration: 2034-02-15
Also published as: DE102014202738A1

Abstract

Verfahren zum automatisierten hydraulischen Abgleich einer Heizungsanlage (10) mit mindestens einem Wärmeerzeuger (12), mindestens zwei Wärmeverbrauchern (14) und mindestens zwei Ventilen (16), welche ansteuerbare Durchflussöffnungen aufweisen, wobei der Wärmeerzeuger (12), die Wärmeverbraucher (14) und die Ventile (16) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Aufheizzeit, aus der Summe der Aufheizzeiten aller Wärmeverbraucher (14) und/oder der Aufheizzeiten aller Räume um einen festen Temperaturwert dividiert durch die Anzahl der vorhandenen Wärmeverbraucher (14) und/oder Räume, ermittelt wird, und dass maximale Durchflussöffnungen der Ventile (16) in Abhängigkeit davon bestimmt werden, ob eine Aufheizzeit die mittlere Aufheizzeit über- oder unterschreitet, wodurch die Heizungsanlage (10) schrittweise hydraulisch abgeglichen und an sich ändernde Bedingungen der Heizungsanlage (10) angepasst wird.Method for the automated hydraulic balancing of a heating system (10) with at least one heat generator (12), at least two heat consumers (14) and at least two valves (16) which have controllable flow openings, the heat generator (12), the heat consumers (14) and the valves (16) are connected to one another, characterized in that an average heating-up time, from the sum of the heating-up times of all heat consumers (14) and/or the heating-up times of all rooms, divided by a fixed temperature value by the number of existing heat consumers (14) and/ or rooms, is determined, and that maximum flow openings of the valves (16) are determined depending on whether a heating time exceeds or falls below the average heating time, whereby the heating system (10) is hydraulically balanced step by step and adapted to changing conditions of the heating system (10 ) is adjusted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten hydraulischen Abgleich einer Heizungsanlage mit mindestens einem Wärmeerzeuger, mindestens zwei Wärmeverbrauchern, mindestens zwei Ventilen und einer Regeleinheit, wobei der Wärmeerzeuger, die Wärmeverbraucher, die Ventile und die Regeleinheit miteinander verbunden sind.The invention relates to a method for automated hydraulic balancing of a heating system with at least one heat generator, at least two heat consumers, at least two valves and a control unit, the heat generator, the heat consumers, the valves and the control unit being connected to one another.

Stand der TechnikState of the art

Der Bau von energieeffizienten Heizungsanlagen gewinnt immer mehr an Bedeutung. Dabei spielt auch ein möglichst hoher Wirkungsgrad der Heizungsanlage eine Rolle. Hierfür wird unter anderem ein hydraulischer Abgleich ausgeführt, über den erreicht werden soll, dass jeden Wärmeverbraucher genau die Menge an Wärme erreicht, die er benötigt, um beispielsweise einen Raum auf eine gewünschte Temperatur in angemessener Zeit erwärmen zu können. Besonders in Heizungsanlagen mit mehreren Heizkreisen, die auch über mehrere Stockwerke verteilt sein können, ist ein hydraulischer Abgleich nötig, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung und somit einen hohen Wirkungsgrad erzielen zu können.The construction of energy-efficient heating systems is becoming increasingly important. The highest possible efficiency of the heating system also plays a role here. Among other things, a hydraulic balance is carried out for this purpose, which is intended to ensure that each heat consumer receives exactly the amount of heat that it needs, for example to be able to heat a room to a desired temperature in a reasonable time. Hydraulic balancing is necessary, especially in heating systems with several heating circuits, which can also be distributed over several floors, in order to be able to achieve even heat distribution and thus high efficiency.

Die DE 10 2011 018 698 A1 und die WO 2003/ 052 536 A2 offenbaren jeweils ein Verfahren zum hydraulischen Abgleich.the DE 10 2011 018 698 A1 and the WO 2003/052536 A2 each disclose a method for hydronic balancing.

In der WO 2005/ 098 318 A1 wird eine Heizvorrichtung mit mindestens einem Heizkreis beschrieben, wobei in dem Heizkreis zumindest zwei Ventile eingebracht sind. Die Ventile sind mit einer Steuereinheit zum Einstellen der Durchgangsöffnungen der Ventile verbunden, wobei die Ventile von der Steuereinheit in Abhängigkeit von im Heizkreislauf vorhandenen Sensoren so eingestellt werden, dass sich ein hydraulischer Abgleich zwischen den verschiedenen Heizkreisläufen einstellt. Hierfür sind vielzählige zusätzliche Sensoren und weitere Komponenten nötig, die die für den hydraulischen Abgleich benötigten Informationen an die Steuereinheit übermitteln, was zusätzliche Kosten nach sich zieht. Des Weiteren werden zusätzliche Daten über die Heizungsanlage benötigt, was denselben Nachteil nach sich zieht wie der klassische hydraulische Abgleich. Zudem erfolgt der hydraulische Abgleich manuell.In the WO 2005/098318 A1 describes a heating device with at least one heating circuit, wherein at least two valves are introduced in the heating circuit. The valves are connected to a control unit for adjusting the passage openings of the valves, with the valves being adjusted by the control unit as a function of sensors present in the heating circuit in such a way that hydraulic balancing occurs between the different heating circuits. This requires numerous additional sensors and other components that transmit the information required for hydraulic balancing to the control unit, which entails additional costs. Furthermore, additional data about the heating system is required, which entails the same disadvantage as the classic hydraulic balancing. In addition, the hydraulic balancing is done manually.

Es ist daher wünschenswert, einen kostenreduzierten, einfach durchzuführenden hydraulischen Abgleich vorzuschlagen.It is therefore desirable to propose a cost-reduced, easy-to-perform hydronic balancing.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die Nachteile des Stands der Technik werden durch das erfindungsgemäße Verfahren zum automatisierten hydraulischen Abgleich in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Wärmeerzeuger, mindestens zwei Wärmeverbrauchern und mindestens zwei Ventilen, welche ansteuerbare Durchflussöffnungen aufweisen, gemäß des Hauptanspruchs behoben, wobei der Wärmeerzeuger, die Wärmeverbraucher und die Ventile miteinander verbunden sind. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Aufheizzeit, aus der Summe der Aufheizzeiten aller Wärmeverbraucher und/oder der Aufheizzeiten aller Räume um einen festen Temperaturwert, dividiert durch die Anzahl der vorhandenen Wärmeverbraucher und/oder Räume, ermittelt wird, und dass maximale Durchflussöffnungen der Ventile in Abhängigkeit davon bestimmt werden, ob eine Aufheizzeit, insbesondere eine Aufheizzeit des Wärmeverbrauchers und/oder eine Aufheizzeit eines Raumes, die mittlere Aufheizzeit über- oder unterschreitet, wodurch die Heizungsanlage schrittweise hydraulisch abgeglichen und an sich ändernde Bedingungen der Heizungsanlage angepasst wird.The disadvantages of the prior art are remedied by the method according to the invention for automated hydraulic balancing in a heating system with at least one heat generator, at least two heat consumers and at least two valves which have controllable flow openings, with the heat generator, the heat consumers and the valves are connected to each other. The method is characterized in that an average heating-up time is determined from the sum of the heating-up times of all heat consumers and/or the heating-up times of all rooms by a fixed temperature value, divided by the number of existing heat consumers and/or rooms, and that maximum flow openings of the Valves are determined depending on whether a heating-up time, in particular a heating-up time of the heat consumer and/or a heating-up time of a room, exceeds or falls below the average heating-up time, whereby the heating system is hydraulically balanced step by step and adapted to changing conditions of the heating system.

Unter einem Wärmeerzeuger wird hierbei ein Teil verstanden, das Wärme generieren kann, beispielsweise unter Verwendung fossiler oder erneuerbarer Energien, wie ein Gasbrenner oder Öl-Kessel, eine Solaranlage oder Wärmepumpe.A heat generator is understood here as a part that can generate heat, for example using fossil or renewable energies, such as a gas burner or oil boiler, a solar system or heat pump.

Ein Wärmeverbraucher stellt ein Teil dar, das die vom Wärmeerzeuger erzeugte Wärme an die Umgebung abgibt.A heat consumer represents a part that gives off the heat generated by the heat generator to the environment.

Eine Heizungsanlage heißt hydraulisch abgeglichen, wenn die vorhandene bzw. erzeugte Wärmemenge optimal auf alle Wärmeverbraucher verteilt wird. Im Normalfall soll dann jeder Wärmeverbraucher genau die Wärme zur Verfügung haben, die er benötigt, um einen Raum auf eine bestimmte Temperatur zu erwärmen.A heating system is called hydraulically balanced when the existing or generated amount of heat is optimally distributed to all heat consumers. Normally, every heat consumer should then have exactly the heat available that he needs to heat a room to a certain temperature.

Die ansteuerbare Durchflussöffnung des Ventils ist definiert als die Öffnung, durch welche das in der Heizungsanlage zirkulierende Fluid strömt. Die Größe der Durchflussöffnung wird durch ein Verschlussteil, welches ansteuerbar ist, geändert.The controllable flow opening of the valve is defined as the opening through which the fluid circulating in the heating system flows. The size of the flow opening is changed by a closure part that can be controlled.

Bei der Verbindung zwischen dem Wärmeerzeuger, dem Wärmeverbraucher und den Ventilen handelt es sich zum einen um eine hydraulische Verbindung, wobei sich die genannten Komponenten in einem oder mehreren Heizkreisen befinden. Weiter handelt es sich auch um eine elektronische Verbindung, wie beispielsweise eine kabelgebundene oder kabellose Verbindung, so dass beispielsweise eine regelungstechnische Kommunikation möglich ist.The connection between the heat generator, the heat consumer and the valves is, on the one hand, a hydraulic connection, with the components mentioned being located in one or more heating circuits. It is also an electronic connection, such as a wired or wireless connection, so that, for example, control engineering communication is possible.

Unter einer Aufheizzeit ist die Zeit zu verstehen, die benötigt wird, um ein Medium von einer Ausgangstemperatur um einen festen Wert, beispielsweise um 1°C, auf eine Zieltemperatur zu erwärmen. So ist unter einer Aufheizzeit des Wärmeverbrauchers bzw. eines Raumes die Zeit gemeint, die benötigt wird, um den Wärmeverbraucher bzw. einen Raum von einer Ausgangstemperatur auf eine Zieltemperatur zu erwärmen. Die mittlere Aufheizzeit ergibt sich dann aus der Summe aller Aufheizzeiten, dividiert durch die Anzahl der vorhandenen Wärmeverbraucher bzw. Räume.A heating-up time is to be understood as the time required to bring a medium from an initial temperature by a fixed value, for example by 1° C., to a target temperature heat. The heating-up time of the heat consumer or a room is the time that is required to heat the heat consumer or a room from an initial temperature to a target temperature. The mean heating-up time then results from the sum of all heating-up times, divided by the number of existing heat consumers or rooms.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatisierten hydraulischen Abgleich einer Heizungsanlage nach dem Hauptanspruch möglich.Advantageous further developments of the method according to the invention for automated hydraulic balancing of a heating system according to the main claim are possible as a result of the features listed in the dependent claims.

Um den hydraulischen Abgleich automatisiert und optimiert durchführen zu können, ist es von Vorteil, wenn in einem Verfahrensschritt Daten über eine aktuelle Ventilstellung, insbesondere eine prozentuale Ventilöffnung des Ventils, eine aktuelle Solltemperatur, insbesondere eine Raum-Soll-Temperatur, und eine aktuelle Ist-Temperatur, insbesondere eine Raum-Ist-Temperatur, ermittelt und gespeichert werden können. Insbesondere können diese Daten in der Regeleinheit gespeichert werden.In order to be able to carry out the hydraulic balancing in an automated and optimized manner, it is advantageous if, in a method step, data about a current valve position, in particular a percentage valve opening of the valve, a current target temperature, in particular a target room temperature, and a current actual Temperature, in particular an actual room temperature, can be determined and stored. In particular, this data can be stored in the control unit.

Weiter ist es hierfür vorteilhaft, wenn alle Ventile auf eine bestimmbare und/oder vorgebbare Initial-Durchflussöffnung eingestellt werden können, um die Aufheizzeit, insbesondere die Aufheizzeit des Wärmeverbrauchers und/oder die Aufheizzeit der Räume, zu ermitteln und zu speichern.It is also advantageous for this if all valves can be set to a definable and/or specifiable initial flow opening in order to determine and store the heating-up time, in particular the heating-up time of the heat consumer and/or the heating-up time of the rooms.

Die ermittelten Aufheizzeiten können verwendet werden, um die mittlere Aufheizzeit aller Wärmeverbraucher und/oder aller Räume zu berechnen, was den Vorteil hat, dass die mittlere Aufheizzeit für den hydraulischen Abgleich herangezogen werden kann. Sie kann als Richtwert für die Aufheizzeit der Wärmeverbraucher und/oder der Räume verwendet werden. Die mittlere Aufheizzeit kann schließlich gespeichert werden, so dass je nach Bedarf stets auf sie zugegriffen werden kann.The heat-up times determined can be used to calculate the average heat-up time of all heat consumers and/or all rooms, which has the advantage that the average heat-up time can be used for the hydraulic balancing. It can be used as a guideline for the heating-up time of the heat consumers and/or the rooms. Finally, the mean heating time can be stored so that it can always be accessed as required.

Mit Hilfe der mittleren Aufheizzeit kann bestimmt werden, ob ein Wärmeverbraucher mit Wärme überversorgt oder unterversorgt ist und ob das zugehörige Ventil etwas mehr geschlossen oder geöffnet werden muss, damit eine Temperatur, insbesondere eine Soll-Temperatur, des Wärmeverbrauchers und/oder des Raumes erreicht werden kann. Dabei ist es zur Durchführung des automatisierten hydraulischen Abgleichs vorteilhaft, wenn die Initial-Durchflussöffnung des Ventils reduziert werden kann, wenn die Aufheizzeit des zugehörigen Wärmeverbrauchers und/ oder die Aufheizzeit des zugehörigen Raumes die mittlere Aufheizzeit unterschreitet. In diesem Fall handelt es sich um einen überversorgten Wärmeverbraucher. Durch die reduzierte Durchflussöffnung kann nur noch ein geringerer Volumenstrom als ursprünglich den Wärmeverbraucher durchfließen. So dass der überversorgte Wärmeverbraucher mit weniger Wärme versorgt wird. Hierdurch kann der Volumenstrom an einem anderen, beispielsweise unterversorgten Wärmeverbraucher erhöht werden, so dass mehr Wärme an diesen abgegeben werden kann.The mean heating-up time can be used to determine whether a heat consumer is oversupplied or undersupplied with heat and whether the associated valve needs to be closed or opened a little more so that a temperature, in particular a target temperature, of the heat consumer and/or the room is reached can. In order to carry out the automated hydraulic balancing, it is advantageous if the initial flow opening of the valve can be reduced if the heating-up time of the associated heat consumer and/or the heating-up time of the associated room falls below the average heating-up time. In this case, the heat consumer is oversupplied. Due to the reduced flow opening, only a lower volume flow than originally can flow through the heat consumer. So that the oversupplied heat consumer is supplied with less heat. As a result, the volume flow can be increased at another heat consumer, for example one that is undersupplied, so that more heat can be released to it.

Es ist also auch von Vorteil, wenn die Initial-Durchflussöffnung des Ventils erhöht werden kann, wenn die Aufheizzeit des zugehörigen Wärmeverbrauchers und/oder die Aufheizzeit des zugehörigen Raumes die mittlere Aufheizzeit überschreitet. In diesem Fall handelt es sich um einen unterversorgten Wärmeverbraucher. Hierdurch wird es ermöglicht, dass nach Erhöhung des Volumenstroms durch einen unterversorgten Wärmeverbraucher der Volumenstrom durch einen überversorgten Wärmeverbraucher vermindert wird, wodurch der unterversorgte Wärmeverbraucher mit mehr Wärme versorgt wird.It is therefore also advantageous if the initial flow opening of the valve can be increased if the heating-up time of the associated heat consumer and/or the heating-up time of the associated room exceeds the mean heating-up time. In this case, the heat consumer is undersupplied. This makes it possible for the volume flow to be reduced by an oversupplied heat consumer after the volume flow has been increased by an undersupplied heat consumer, as a result of which the undersupplied heat consumer is supplied with more heat.

Um zu bestimmen, wie viel das Ventil geöffnet oder geschlossen werden soll, um einen annähernd konstanten Durchfluss am zugehörigen Wärmeverbraucher zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Differenz der Aufheizzeit des Wärmeverbrauchers und/oder des Raumes zur mittleren Aufheizzeit herangezogen wird. Diese hat den Vorteil, direkt als Maß für die Durchflussöffnung des Ventils verwendet werden zu können, so dass die zur Verfügung stehende Wärme bei jedem Wärmeverbraucher zu gleichen Teilen ankommt. So wird ermöglicht, dass jeder Wärmeverbraucher eine eingestellte Solltemperatur erreichen kann.In order to determine how much the valve should be opened or closed in order to achieve an approximately constant flow at the associated heat consumer, it is advantageous if the difference between the heat-up time of the heat consumer and/or the room and the average heat-up time is used. This has the advantage of being able to be used directly as a measure for the flow opening of the valve, so that the available heat reaches every heat consumer in equal parts. This enables each heat consumer to reach a set target temperature.

Der automatisierte hydraulische Abgleich ist beendet, wenn alle Wärmeverbraucher ungefähr dieselbe Aufheizzeit erreicht haben, das heißt, wenn die zur Verfügung stehende Wärme an alle Wärmeverbraucher zu etwa gleichen Teilen abgegeben werden kann. Die ermittelte Endstellung des Ventils kann als maximale Durchflussöffnung des Ventils gespeichert werden, was den Vorteil hat, dass die ermittelte maximale Durchflussöffnung bei Bedarf zu jedem Zeitpunkt zur Steuerung und/oder Regelung der Heizungsanlage verwendet werden kann.The automated hydronic balancing is complete when all heat consumers have reached approximately the same heating-up time, i.e. when the available heat can be given off to all heat consumers in approximately equal parts. The determined end position of the valve can be stored as the maximum flow opening of the valve, which has the advantage that the determined maximum flow opening can be used at any time to control and/or regulate the heating system.

Nach dem automatisierten hydraulischen Abgleich können der Wärmeverbraucher und/oder das Ventil gemäß einer Einzelraumregelung geregelt werden, was den Vorteil hat, dass der hydraulische Abgleich schnell und einfach innerhalb einer Einzelraumregelung durchgeführt werden kann. Dies hat auch den weiteren Vorteil, dass der hydraulische Abgleich bei Bedarf auch mehrmals durchgeführt werden kann, beispielsweise nachdem eine oder mehrere Komponenten der Heizungsanlage ausgetauscht, entfernt oder hinzugefügt wurden. Es bietet auch einen erhöhten Komfort, da umfangreiche Eingriffe nicht notwendig sind, um den hydraulischen Abgleich durchführen zu können.After the automated hydraulic balancing, the heat consumer and/or the valve can be controlled according to an individual room control, which has the advantage that the hydraulic balancing can be carried out quickly and easily within an individual room control. This also has the further advantage that the hydraulic balancing can also be carried out several times if required, for example after one or more components of the heating system have been exchanged, removed or added. It also offers increased comfort since extensive one handles are not necessary to carry out the hydraulic balancing.

Diese Vorteile werden dadurch unterstützt, dass während der Einzelraumregelung die Durchflussöffnung des Ventils auf die ermittelte maximale Durchflussöffnung begrenzt werden kann. Da sich die Wärmeverbraucher in einem Verbund verbinden, kann dann ein vor dem hydraulischen Abgleich mit Wärme unterversorgter Wärmeverbraucher automatisch besser mit Wärme und ein vor dem hydraulischen Abgleich mit Wärme überversorgter Wärmeverbraucher automatisch mit weniger Wärme versorgt werden, so dass die zur Verfügung stehende Wärme an jeden Wärmeverbraucher automatisch gleich verteilt wird.These advantages are supported by the fact that the flow opening of the valve can be limited to the determined maximum flow opening during individual room control. Since the heat consumers are connected in a network, a heat consumer that was undersupplied with heat before the hydraulic balancing can automatically be supplied with more heat and a heat consumer that was oversupplied with heat before the hydraulic balancing can automatically be supplied with less heat, so that the heat available to everyone Heat consumer is automatically distributed equally.

Die Erfindung betrifft auch eine Regeleinheit in einer Heizungsanlage mit mindestens einem Wärmeerzeuger, mindestens zwei Wärmeverbrauchern und mindestens zwei Ventilen, welche ansteuerbare Durchflussöffnungen aufweisen, wobei der Wärmeerzeuger, die Wärmeverbraucher, die Ventile und die Regeleinheit miteinander verbunden sind. Die Regeleinheit zeichnet sich dadurch aus, dass das Verfahren zum automatisierten hydraulischen Abgleich in ihr läuft.The invention also relates to a control unit in a heating system with at least one heat generator, at least two heat consumers and at least two valves which have controllable flow openings, the heat generator, the heat consumers, the valves and the control unit being connected to one another. The control unit is characterized by the fact that the process for automated hydraulic balancing runs in it.

Weiter betrifft die Erfindung ein Ventil. Das Ventil weist eine eigene Regeleinheit auf, in welcher das Verfahren zum automatisierten hydraulischen Abgleich läuft, wobei der Speicher und die Regeleinheit miteinander verbindbar sind und/oder eine Einheit bilden können.The invention further relates to a valve. The valve has its own control unit, in which the method for automated hydraulic balancing runs, with the accumulator and the control unit being able to be connected to one another and/or being able to form a unit.

Figurenlistecharacter list

In den Figuren ist eine schematische Darstellung einer Heizungsanlage zu sehen, sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Heizungsanlage, welches in der folgenden Beschreibung näher dargelegt wird. Weiter wird ein Ventil gezeigt, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar ist. Es zeigen

1 ein Ausführungsbeispiel einer Heizungsanlage,
2 die prinzipiellen Schritte des Verfahrens zum automatisierten hydraulischen Abgleich einer Heizungsanlage,
3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Ventils.

The figures show a schematic representation of a heating system, as well as the method according to the invention for operating the heating system, which is explained in more detail in the following description. A valve is also shown which can be operated using the method according to the invention. Show it

1 an example of a heating system,
2 the basic steps of the procedure for automated hydraulic balancing of a heating system,
3 a schematic representation of an embodiment of a valve.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

Das Ausführungsbeispiel in 1 zeigt eine Heizungsanlage 10 mit einem Wärmeerzeuger 12 und mehreren Wärmeverbrauchern 14, welche im Vorlauf des Wärmeerzeugers 12 jeweils mit einem Ventil 16 ausgestattet sind, die in einem Heizkreis 20 hydraulisch miteinander verbunden sind. Dies ist als durchgezogene Linie dargestellt. Eine Pumpe 21 sorgt für die Zirkulation eines Wärme übertragenden Mediums, beispielsweise von Heizwasser, im Heizkreis 20 durch den Wärmeerzeuger 12 und die Wärmeverbraucher 14. Im Rücklauf zum Wärmeerzeugers 12 können weitere Ventile und Pumpen vorgesehen sein, beispielsweise Absperrventile.The embodiment in 1 shows a heating system 10 with a heat generator 12 and a plurality of heat consumers 14, which are each equipped with a valve 16 in the flow of the heat generator 12, which are hydraulically connected to one another in a heating circuit 20. This is shown as a solid line. A pump 21 ensures the circulation of a heat-transferring medium, for example heating water, in the heating circuit 20 through the heat generator 12 and the heat consumer 14. Additional valves and pumps can be provided in the return to the heat generator 12, for example check valves.

Die Wärmeverbraucher 14 können sich über mehrere Stockwerke und Räume eines Gebäudes verteilen. Es können mehr oder weniger Wärmeverbraucher 14 als in 1 dargestellt vorhanden sein. Auch kann die Heizungsanlage 10 mehrere Wärmeerzeuger 12, beispielsweise einen mit fossilen und einen mit erneuerbaren Energien betriebenen Wärmeerzeuger 12, oder weitere Komponenten aufweisen, wie beispielsweise einen Speicher für das Wärme übertragende Medium. Das Verfahren zum automatisierten hydraulischen Abgleich der Heizungsanlage 10 läuft unabhängig hiervon.The heat consumers 14 can be distributed over several floors and rooms of a building. More or fewer heat consumers 14 than in 1 shown. The heating system 10 can also have several heat generators 12, for example a heat generator 12 operated with fossil and one with renewable energies, or other components, such as a memory for the heat-transferring medium. The method for the automated hydraulic balancing of the heating system 10 runs independently of this.

Bei dem Ventil 16 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein elektronisches Ventil, welches beispielsweise mit einem Motor ausgestattet sein kann, worüber die Durchflussöffnung und Schließung des Ventils 16 gesteuert wird.In the exemplary embodiment, the valve 16 is an electronic valve which can be equipped, for example, with a motor, via which the flow opening and closing of the valve 16 is controlled.

Die Heizungsanlage 10 weist im Ausführungsbeispiel eine Regeleinheit 18 auf, wobei der Wärmeerzeuger 12, die Wärmeverbraucher 14, die Ventile 16 und die Regeleinheit 18 über eine Daten- und/oder Signalverbindung 22 (in 1 als gestrichelte Linie dargestellt) elektronisch miteinander verbunden sind. Eine elektronische Verbindung kann auch zu weiteren Komponenten der Heizungsanlage 10 bestehen, wie beispielsweise zur Pumpe 21. Es kann sich um eine kabelgebundene Verbindung handeln. Genauso ist eine kabellose Verbindung möglich. Auch Mischungen sind denkbar, beispielsweise eine kabelgebundene Verbindung zwischen Wärmeerzeuger 12 und Regeleinheit 18, eine kabellose Verbindung von der Regeleinheit 18 zu den Ventilen 16 und den Wärmeverbrauchern 14 und eine kabellose Verbindung von dem Wärmeerzeuger 12 zu den Ventilen 16 und den Wärmeverbrauchern 14.In the exemplary embodiment, the heating system 10 has a control unit 18, with the heat generator 12, the heat consumers 14, the valves 16 and the control unit 18 being connected via a data and/or signal connection 22 (in 1 shown as a dashed line) are electronically connected to each other. An electronic connection can also exist to other components of the heating system 10, such as the pump 21. It can be a wired connection. A wireless connection is also possible. Mixtures are also conceivable, for example a wired connection between heat generator 12 and control unit 18, a wireless connection from control unit 18 to valves 16 and heat consumers 14, and a wireless connection from heat generator 12 to valves 16 and heat consumers 14.

Das Verfahren zum automatisierten hydraulischen Abgleich der Heizungsanlage 10 wird anhand 2 näher erläutert. Hierfür wird angenommen, dass die Heizungsanlage 10 die Regeleinheit 18 aufweist, wie im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel. Jedoch läuft das Verfahren auch ohne eine separate Regeleinheit 18.The method for automated hydraulic balancing of the heating system 10 is based 2 explained in more detail. For this it is assumed that the heating system 10 has the control unit 18, as in the exemplary embodiment described above. However, the method also runs without a separate control unit 18.

Damit ein hydraulischer Abgleich überhaupt erst möglich wird, muss der Wärmeverbraucher 14 mit Wärme versorgt werden. Deshalb wird in Schritt 40 ermittelt, ob der Wärmeerzeuger 12 Wärme an den Wärmeverbraucher 14 abgibt. Ist dem nicht so, so wird der Wärmeerzeuger 12 für den automatisierten hydraulischen Abgleich gestartet.The heat consumer 14 must be supplied with heat so that a hydraulic balancing is possible in the first place. It is therefore determined in step 40 whether the heat generator 12 gives off heat to the heat consumer 14 . Isn't that the case this is how the heat generator 12 for the automated hydraulic balancing is started.

Der Schritt 40 umfasst auch die Übertragung der Information, ob der Wärmeverbraucher 14 mit Wärme versorgt wird, an die Regeleinheit 18, welche diese speichert. Die Regeleinheit 18 veranlasst dann den Start des Wärmeerzeugers 12, sofern dieser gestartet werden muss.Step 40 also includes the transmission of the information as to whether the heat consumer 14 is being supplied with heat to the control unit 18, which stores it. The control unit 18 then initiates the start of the heat generator 12 if it needs to be started.

In Schritt 42 werden eine aktuelle Ventilstellung, insbesondere eine prozentuale Ventilöffnung, eine aktuelle Solltemperatur, insbesondere eine Raum-Soll-Temperatur, und eine aktuelle Ist-Temperatur, insbesondere eine Raum-Ist-Temperatur, bestimmt. Die Werte werden an die Regeleinheit 18 gesendet und dort gespeichert.In step 42, a current valve position, in particular a percentage valve opening, a current target temperature, in particular a target room temperature, and a current actual temperature, in particular an actual room temperature, are determined. The values are sent to the control unit 18 and stored there.

In Schritt 44 werden alle Ventile 16, insbesondere durch die Regeleinheit 18, auf eine bestimmbare und/oder vorgebbare Initial-Durchflussöffnung gestellt. Dies kann beispielsweise von einem Motor gewährleistet werden, oder dem Ventil 16 wird eine Temperatur übergeben, so dass das Ventil 16 auf die Initial-Durchflussöffnung eingestellt werden kann. Diese Temperatur liegt unter einer eingestellten Solltemperatur für den Wärmeverbraucher 14 und/oder den Raum. In step 44, all valves 16 are set, in particular by the control unit 18, to an initial flow opening that can be determined and/or specified. This can be ensured, for example, by a motor, or the valve 16 is given a temperature so that the valve 16 can be set to the initial flow opening. This temperature is below a set target temperature for the heat consumer 14 and/or the room.

Bei der Initial-Durchflussöffnung kann es sich beispielsweise um die maximal mögliche Durchflussöffnung des Ventils 16 handeln, das heißt, das Verschlussteil 23 des Ventils 16 ist ganz zurückgeschoben, so dass ein maximaler Fluidstrom das Ventil 16 passiert. Ist das Verfahren zum automatisierten hydraulischen Abgleich jedoch bei ganz geöffneten Ventilen 16 nicht durchführbar, beispielsweise da das Verfahren ergibt, dass ein ganz geöffnetes Ventil 16 weiter geöffnet werden müsste, wird die Initial-Durchflussöffnung reduziert, so dass sie beispielsweise 90% der maximalen Durchflussöffnung des Ventils 16 beträgt. In diesem Fall wird diese Initial-Durchflussöffnung des Ventils 16 als die 100%- Öffnung des Ventils 16 redefiniert.The initial throughflow opening can be, for example, the maximum possible throughflow opening of the valve 16, that is to say the closure part 23 of the valve 16 is pushed back all the way, so that a maximum fluid flow passes through the valve 16. However, if the method for automated hydraulic balancing cannot be carried out with the valves 16 fully open, for example because the method shows that a fully open valve 16 would have to be opened further, the initial flow opening is reduced so that it is, for example, 90% of the maximum flow opening of the valve is 16. In this case, this initial valve 16 flow opening is redefined as the 100% valve 16 opening.

In Schritt 46 wird die Aufheizzeit des Wärmeverbrauchers 14 und/oder die Aufheizzeit des Raumes bestimmt. Das heißt, es wird bestimmt, wie viel Zeit benötigt wird, um den Wärmeverbraucher 14 und/oder den Raum von einer Ausgangstemperatur, beispielsweise 18°C, auf eine Zieltemperatur, beispielsweise 19°C, zu erwärmen. Üblicherweise ist ein Wärmeverbraucher 14 und/oder ein Raum mit Sensoren, insbesondere mit mindestens einem Temperatursensor, ausgestattet, mit welchem die Temperatur des Wärmeverbrauchers 14 und/oder des Raumes bestimmt werden kann. Damit die Aufheizzeit bestimmt werden kann, muss das Ventil 16 auf die Initial-Durchflussöffnung eingestellt sein. Schließlich werden die bestimmten Aufheizzeiten in der Regeleinheit 18 gespeichert.In step 46, the heating-up time of the heat consumer 14 and/or the heating-up time of the room is determined. That is, it is determined how much time is required to heat the heat consumer 14 and/or the room from an initial temperature, for example 18°C, to a target temperature, for example 19°C. A heat consumer 14 and/or a room is usually equipped with sensors, in particular with at least one temperature sensor, with which the temperature of the heat consumer 14 and/or the room can be determined. In order for the heating time to be determined, the valve 16 must be set to the initial flow opening. Finally, the heating times determined are stored in the control unit 18 .

In Schritt 48 werden alle Aufheizzeiten addiert und durch die Anzahl der vorhandenen Wärmeverbraucher 14 geteilt, um die mittlere Aufheizzeit zu bestimmen. Um häufige Schwankungen zu vermeiden, wird die mittlere Aufheizzeit mit einer Toleranz versehen, so dass es eine untere mittlere Aufheizzeit und eine obere mittlere Aufheizzeit gibt, wobei die untere mittlere Aufheizzeit kleiner als die obere mittlere Aufheizzeit ist.In step 48, all heating times are added and divided by the number of existing heat consumers 14 in order to determine the mean heating time. In order to avoid frequent fluctuations, the mean heating time is provided with a tolerance so that there is a lower mean heating time and an upper mean heating time, with the lower mean heating time being smaller than the upper mean heating time.

Üblicherweise wird es Wärmeverbraucher 14 geben, deren Aufheizzeit größer oder kleiner als die mittlere Aufheizzeit ist. Es wird von einem überversorgten Wärmeverbraucher 14 gesprochen, wenn die Aufheizzeit des Wärmeverbrauchers 14 und/oder des Raumes kleiner ist als die mittlere Aufheizzeit. Ein Wärmeverbraucher 14 heißt unterversorgt, wenn die Aufheizzeit des Wärmeverbrauchers 14 und/oder des Raumes größer ist als die mittlere Aufheizzeit. Gleichbedeutend hierzu wird gesagt, dass ein überversorgter Wärmeverbraucher 14 mehr Wärme zur Verfügung hat als ein unterversorgter. Das heißt, eine Aufteilung der Wärme in gleichen Teilen an alle Wärmeverbraucher 14 ist dann nicht gegeben.There will usually be heat consumers 14 whose heating-up time is longer or shorter than the average heating-up time. The heat consumer 14 is said to be oversupplied if the heating-up time of the heat consumer 14 and/or the room is shorter than the average heating-up time. A heat consumer 14 is called undersupplied if the heating-up time of the heat consumer 14 and/or the room is longer than the average heating-up time. Equivalent to this, it is said that an oversupplied heat consumer 14 has more heat available than an undersupplied one. This means that there is then no distribution of the heat in equal parts to all heat consumers 14 .

Die mittlere Aufheizzeit wird als Richtwert verwendet, ausgehend von welchem nun bestimmt wird, wie weit jedes Ventil 16 geöffnet werden soll. Ist die Aufheizzeit kleiner als die untere mittlere Aufheizzeit, so wird die Initial-Durchflussöffnung des Ventils 16 reduziert. Ist die Aufheizzeit größer als die obere mittlere Aufheizzeit, so wird die Initial-Durchflussöffnung des Ventils 16 vergrößert. Das Maß der Änderung der Durchflussöffnung des Ventils 16 hängt dabei von der Differenz zwischen der gemessenen Aufheizzeit und der unteren bzw. oberen mittleren Aufheizzeit ab. Ist die Differenz beispielsweise groß, so wird das Ventil 16 weiter geöffnet oder geschlossen. Ist die Differenz klein, so ist auch die Änderung der Durchflussöffnung des Ventils 16 entsprechend klein.The mean heating-up time is used as a guide value, based on which it is now determined how far each valve 16 should be opened. If the heating time is shorter than the lower mean heating time, the initial flow opening of the valve 16 is reduced. If the heating time is greater than the upper mean heating time, the initial flow opening of the valve 16 is increased. The extent of the change in the flow opening of the valve 16 depends on the difference between the measured heating time and the lower or upper mean heating time. If the difference is large, for example, the valve 16 is opened further or closed. If the difference is small, the change in the flow opening of the valve 16 is correspondingly small.

In Schritt 50 wird abgefragt, ob die Aufheizzeit des Wärmeverbrauchers 14 kleiner ist als die untere mittlere Aufheizzeit. In diesem Fall handelt es sich um einen überversorgten Wärmeverbraucher 14. In diesem Fall wird die Durchflussöffnung des zugehörigen Ventils 16 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Aufheizzeit und unterer mittlerer Aufheizzeit reduziert. War das Ventil 16 beispielsweise zu 100% geöffnet, so wird dessen Durchflussöffnung auf 90% reduziert. Im Anschluss daran wird Schritt 50 so lange wiederholt, das heißt, das Ventil 16 wird schrittweise weiter geschlossen, bis die Abfrage ergibt, dass die Aufheizzeit nicht kleiner als die untere mittlere Aufheizzeit ist. In diesem Fall wird der Schritt 54 ausgeführt.In step 50 it is queried whether the heating-up time of the heat consumer 14 is less than the lower mean heating-up time. In this case, the heat consumer 14 is oversupplied. In this case, the flow opening of the associated valve 16 is reduced as a function of the difference between the heating time and the lower mean heating time. For example, if valve 16 was 100% open, its flow opening is reduced to 90%. Thereafter, step 50 is repeated, that is, the valve 16 is gradually closed further until the query shows that the heating time is not less than that is the lower mean heating time. In this case, step 54 is executed.

Ergibt die Abfrage in Schritt 50, dass die Aufheizzeit nicht kleiner als die untere mittlere Aufheizzeit ist, so wird in Schritt 54 abgefragt, ob die Aufheizzeit größer als die obere mittlere Aufheizzeit ist. Ist dem so, ist der Wärmeverbraucher 14 also mit Wärme unterversorgt, so wird die Durchflussöffnung des Ventils 16 in Abhängigkeit von der Differenz der gemessenen Aufheizzeit und der oberen mittleren Aufheizzeit vergrößert. War das Ventil 16 beispielsweise zu 80% offen, so wird es nun zu 85% geöffnet. Im Anschluss daran wird Schritt 54 wiederholt.If the query in step 50 shows that the heating-up time is not less than the lower average heating-up time, then in step 54 it is queried whether the heating-up time is greater than the upper average heating-up time. If this is the case, i.e. the heat consumer 14 is undersupplied with heat, the flow opening of the valve 16 is increased depending on the difference between the measured heating time and the upper mean heating time. For example, if valve 16 was 80% open, it is now 85% open. Following this, step 54 is repeated.

Ist die Aufheizzeit in Schritt 54 nicht größer als die obere mittlere Aufheizzeit, so bedeutet dies, dass die Aufheizzeit und die mittlere Aufheizzeit ungefähr übereinstimmen. In diesem Fall wird der hydraulische Abgleich für das betroffene Ventil 16 beendet (Schritt 58). Die Endstellung des Ventils 16 wird als maximale Durchflussöffnung gespeichert.If the heating time in step 54 is not greater than the upper middle heating time, this means that the heating time and the middle heating time approximately match. In this case, the hydraulic balancing for the affected valve 16 is ended (step 58). The end position of the valve 16 is stored as the maximum flow opening.

Die Schritte des Verfahrens werden für alle Ventile 16 wiederholt, bis der Schritt 58 erreicht ist. In diesem Fall gilt der hydraulische Abgleich für alle Ventile 16 als beendet, und eine Einzelraumregelung für die Ventile 16 wird gestartet, wobei nun die Ventile 16 gemäß der ermittelten und gespeicherten maximalen Durchflussöffnungen eingestellt werden. Sollte ein Wärmeverbraucher 14 bei der maximalen Durchflussöffnung beispielsweise die Solltemperatur nicht erreichen, so wird das entsprechende Ventil 16 gemäß der Einzelraumregelung etwas weiter geöffnet.The steps of the method are repeated for all valves 16 until step 58 is reached. In this case, the hydraulic balancing for all valves 16 is considered complete, and individual room regulation for the valves 16 is started, with the valves 16 now being set according to the determined and stored maximum flow openings. If, for example, a heat consumer 14 does not reach the setpoint temperature at the maximum flow opening, the corresponding valve 16 is opened a little further in accordance with the individual room control.

3 zeigt eine schematische Darstellung des Ventils 16 mit einem Sensor 24, insbesondere einem Temperatursensor, und einer eigenen Regeleinheit 28. Sensor 24 und Regeleinheit 28 sind miteinander verbunden. Weist die Heizungsanlage 10 die Regeleinheit 18 auf, so sind der Sensor 24, die Regeleinheit 28 des Ventils und die Regeleinheit 18 elektronisch miteinander verbunden, so dass diese miteinander kommunizieren können. Hierbei kann es sich um eine kabellose oder kabelgebundene Verbindung handeln. Das Ausführungsbeispiel zeigt ein funkfähiges Ventil 16. 3 shows a schematic representation of the valve 16 with a sensor 24, in particular a temperature sensor, and its own control unit 28. Sensor 24 and control unit 28 are connected to one another. If the heating system 10 has the control unit 18, the sensor 24, the control unit 28 of the valve and the control unit 18 are electronically connected to one another so that they can communicate with one another. This can be a wireless or wired connection. The exemplary embodiment shows a radio-capable valve 16.

Das Ventil 16 weist weiter einen Speicher 26 auf, welcher mit der Regeleinheit 28 verbunden ist. Speicher 26 und Regeleinheit 28 bilden hierbei eine bauliche Einheit.The valve 16 also has a memory 26 which is connected to the control unit 28 . Memory 26 and control unit 28 here form a structural unit.

Das Ventil 16 ist also derart ausgestattet, dass es durch das oben geschilderte Verfahren ansteuerbar ist. Insbesondere kann das oben beschriebene Verfahren zum automatisierten hydraulischen Abgleich in der Regeleinheit 28 laufen. Das heißt, dass das Ventil 16 auch ohne Vorhandensein der Regeleinheit 18 mit dem Verfahren betreibbar ist.The valve 16 is therefore equipped in such a way that it can be controlled by the method described above. In particular, the method for automated hydraulic balancing described above can run in the control unit 28 . This means that the valve 16 can also be operated with the method without the presence of the control unit 18 .

Claims

Method for the automated hydraulic balancing of a heating system (10) with at least one heat generator (12), at least two heat consumers (14) and at least two valves (16) which have controllable flow openings, the heat generator (12), the heat consumers (14) and the valves (16) are connected to one another, characterized in that an average heating-up time, from the sum of the heating-up times of all heat consumers (14) and/or the heating-up times of all rooms, divided by a fixed temperature value by the number of existing heat consumers (14) and/ or rooms, is determined, and that maximum flow openings of the valves (16) are determined depending on whether a heating time exceeds or falls below the average heating time, whereby the heating system (10) is hydraulically balanced step by step and adapted to changing conditions of the heating system (10 ) is adjusted.

procedure after claim 1 , characterized in that data about a current valve position, a current target temperature and a current actual temperature are determined and stored.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in one method step all valves (16) are set to an initial flow opening which can be determined and/or specified in order to determine and store the heating-up time.

Procedure according to one of Claims 1 or 3 , characterized in that the heating-up time corresponds to the heating-up time of a heat consumer (14) and/or a room.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the initial flow opening of the valve (16) is reduced when the heating time of the associated heat consumer (14) and/or the heating time of the associated room falls below the average heating time.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the initial flow opening of the valve (16) is increased if the heating time of the associated heat consumer (14) and/or the heating time of the associated room exceeds the average heating time.

Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the degree of change in the flow opening of the valve (16) is determined as a function of the difference in the heating-up time of the heat consumer (14) and/or the heating-up time of the room to the mean heating-up time.

Procedure according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the heating system (10) is hydraulically balanced when all heat consumers (14) and/or rooms have reached approximately the same heating time, i.e. when the available heat can be released to all heat consumers (14) in approximately equal parts , in which case the end position of the valve (16) is stored as the maximum flow opening of the valve (16).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the automated hydraulic balancing, the heat consumer (14) and/or the valve (16) are regulated according to an individual room regulation.

procedure after claim 9 , characterized in that during the individual room control the flow opening of the valve (16) is limited to the maximum flow opening.

Control unit (18) in a heating system (10) with at least one heat generator (12), at least two heat consumers (14) and at least two valves (16) which have controllable flow openings, characterized in that the heat generator (12), the heat consumers ( 14), the valves (16) and the control unit (18) are connected to one another and that the method for automated hydraulic balancing in the control unit (18) according to one of Claims 1 until 10 runs.

Valve (16), characterized in that the valve (16) has its own memory (26) and/or its own control unit (28), in which the method for automated hydraulic balancing according to one of Claims 1 until 10 runs, wherein the memory (26) and the control unit (28) can be connected to one another and/or form a unit.