DE102019208146A1

DE102019208146A1 - Funding facility, process and system

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Publication number: DE102019208146A1
Application number: DE102019208146.0A
Authority: DE
Inventors: Konstantin Eckhardt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-06-05
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2020-12-10
Also published as: CN112049806A

Abstract

Bei einer Fördereinrichtung (100) für ein Fluid, insbesondere Wasser oder Luft, mit einer elektrischen Pumpe (110) und einem regelbaren Ventil (120), wobei die elektrische Pumpe (110) und das regelbare Ventil (120) fluidisch in Reihe angeordnet sind und die Fördereinrichtung (100) eine Saugseite (102) und eine Druckseite (104) aufweist, ist mindestens eine Signalverarbeitungseinrichtung (200) vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, die elektrische Pumpe (110) und das regelbare Ventil (120) zur Verringerung eines Stromverbrauchs sequentiell anzusteuern.In a delivery device (100) for a fluid, in particular water or air, with an electric pump (110) and a controllable valve (120), the electric pump (110) and the controllable valve (120) being fluidically arranged in series and the conveying device (100) has a suction side (102) and a pressure side (104), at least one signal processing device (200) is provided which is designed to sequentially control the electric pump (110) and the controllable valve (120) to reduce power consumption head for.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung für ein Fluid, insbesondere Wasser oder Luft, mit einer elektrischen Pumpe und einem regelbaren Ventil, wobei die elektrische Pumpe und das regelbare Ventil fluidisch in Reihe angeordnet sind und die Fördereinrichtung eine Saugseite und eine Druckseite aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Fördereinrichtung für ein Fluid, insbesondere Wasser oder Luft, mit einer elektrischen Pumpe und einem regelbaren Ventil, wobei die elektrische Pumpe und das regelbare Ventil fluidisch in Reihe angeordnet sind und die Fördereinrichtung eine Saugseite und eine Druckseite aufweist. Darüber hinaus hat die Erfindung ein hydraulisches oder pneumatisches System, insbesondere eine Heizungsanlage, Kühlanlage oder Frischwasserstation, zum Gegenstand.The present invention relates to a delivery device for a fluid, in particular water or air, with an electric pump and a controllable valve, the electric pump and the controllable valve being arranged fluidically in series and the delivery device having a suction side and a pressure side. The invention also relates to a method for operating such a conveying device for a fluid, in particular water or air, with an electric pump and a controllable valve, the electric pump and the controllable valve being arranged fluidically in series and the conveying device having a suction side and a Has printing side. The invention also relates to a hydraulic or pneumatic system, in particular a heating system, cooling system or fresh water station.

Mit dem Aufkommen modulierender Umwälzpumpen in Heizungs- oder Wasserversorgungsanlagen wurde die in der Vergangenheit übliche Drosselschaltung mit einer Pumpe und einem Ventil aus Gründen der schlechten Energieeffizienz weitgehend verdrängt. Bei der Drosselschaltung wird ein stetig regelbares Ventil dazu verwendet, den Volumenstrom einer konstant auf einer Maximumkennlinie betriebenen Pumpe zu reduzieren. Heutzutage werden Umwälzpumpen mit Hilfe einer in die Pumpe integrierten, autarken Regelung im Allgemeinen so geregelt, dass zum Beispiel ein Differenzdruck zwischen einem Druck im Bereich der Ansaugseite der Pumpe und einem Druck im Bereich der Druckseite der Pumpe während des Betriebs annähernd konstant bleibt (so genannte Δp-konstante Pumpenregelung). Auch bei Pumpen mit einer Δp-konstanten Pumpenregelung besteht ein Bedürfnis zur Einsparung von elektrischer Energie.With the advent of modulating circulating pumps in heating or water supply systems, the throttling circuit with a pump and a valve that was common in the past has largely been replaced due to poor energy efficiency. In the throttle circuit, a continuously controllable valve is used to reduce the volume flow of a pump that is constantly operated on a maximum characteristic. Nowadays, circulation pumps are generally controlled with the help of an autonomous control integrated into the pump in such a way that, for example, a differential pressure between a pressure in the area of the suction side of the pump and a pressure in the area of the pressure side of the pump remains almost constant during operation (so-called Δp-constant pump control). There is also a need to save electrical energy in pumps with a Δp constant pump control.

Aus der EP 2 985 536 A1 ist ein Regelverfahren für ein Pumpenaggregat in einem pneumatischen oder hydraulischen System bekannt. Bei diesem Regelverfahren ist eine Drehzahl des Pumpenaggregates in Abhängigkeit von zumindest einer in dem hydraulischen System erfassten physikalischen Variable, wie zum Beispiel einem Differenzdruck, einem absoluten Druck, einer Temperatur, einem Ventilöffnungsrad etc., variierbar. Aus den messtechnisch erfassten Variablen wird auf der Grundlage einer abschnittsweise monotonen Funktion ein Fehlersignal generiert, auf dessen Grundlage die Drehzahl des Pumpenaggregates entsprechend reguliert wird. Ein aktives Einwirken auf einen Ventilöffnungsgrad ist jedoch nicht vorgesehen.From the EP 2 985 536 A1 a control method for a pump unit in a pneumatic or hydraulic system is known. In this control method, a speed of the pump assembly can be varied as a function of at least one physical variable recorded in the hydraulic system, such as a differential pressure, an absolute pressure, a temperature, a valve opening wheel, etc. From the measured variables, an error signal is generated on the basis of a monotonic function in sections, on the basis of which the speed of the pump assembly is regulated accordingly. However, there is no provision for actively influencing a valve opening degree.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Fördereinrichtung für ein Fluid, insbesondere Wasser oder Luft, mit einer elektrischen Pumpe und einem regelbaren Ventil, wobei die elektrische Pumpe und das regelbare Ventil fluidisch in Reihe angeordnet sind und die Fördereinrichtung eine Saugseite und eine Druckseite aufweist. Es ist mindestens eine Signalverarbeitungseinrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, die elektrische Pumpe und das regelbare Ventil zur Verringerung eines Stromverbrauchs sequentiell anzusteuern.The present invention initially relates to a conveying device for a fluid, in particular water or air, with an electric pump and a controllable valve, the electric pump and the controllable valve being arranged fluidically in series and the conveying device having a suction side and a pressure side. At least one signal processing device is provided which is designed to sequentially control the electric pump and the controllable valve in order to reduce power consumption.

Hierdurch ist eine vergleichsweise große Erhöhung der Energieeffizienz, insbesondere durch eine Reduzierung des elektrischen Energieverbrauchs der mit der elektrischen Pumpe und dem regelbaren Ventil aufgebauten Fördereinrichtung, verwirklichbar. Mittels der sequentiellen Fördereinrichtung besteht im Vergleich zu einer hergebrachten Δp-konstanten Regelung einer Pumpe ein Einsparpotential der betriebsnotwendigen elektrischen Energie von bis zu 70%. Der Begriff der sequentiellen Ansteuerung bzw. Regelung definiert im Kontext dieser Beschreibung die Beeinflussung des durch die Fördereinrichtung fließenden Volumenstroms durch eine gleichzeitige Einstellung der Drehzahl der Pumpe und des Ventilöffnungsgrades.In this way, a comparatively large increase in energy efficiency can be achieved, in particular by reducing the electrical energy consumption of the delivery device constructed with the electrical pump and the controllable valve. By means of the sequential conveying device, there is a potential for savings of up to 70% in the electrical energy required for operation compared to a conventional Δp-constant control of a pump. In the context of this description, the term sequential control or regulation defines the influencing of the volume flow flowing through the delivery device through a simultaneous setting of the speed of the pump and the degree of valve opening.

Bevorzugt weist die Signalverarbeitungseinrichtung einen ersten Regler auf, wobei die elektrische Pumpe und das regelbare Ventil mittels des ersten Reglers unabhängig voneinander regelbar sind. Hierdurch ist die sequentielle Regelung von der elektrischen Pumpe und dem regelbaren Ventil möglich.The signal processing device preferably has a first controller, wherein the electric pump and the controllable valve can be controlled independently of one another by means of the first controller. This enables sequential control of the electric pump and the controllable valve.

Vorzugsweise weist die Signalverarbeitungseinrichtung einen zweiten Regler zur übergeordneten Regelung des ersten Reglers in Abhängigkeit von mindestens einem Sensor auf. Hierdurch kann eine Regelung der Fördereinrichtung in Abhängigkeit von mindestens einer weiteren physikalischen Größe des Fluids im Bereich der Fördereinrichtung, wie zum Beispiel Temperatur, Druck, Differenzdruck, Fließgeschwindigkeit, Volumenstrom etc. erfolgen.The signal processing device preferably has a second controller for the higher-level control of the first controller as a function of at least one sensor. In this way, the delivery device can be regulated as a function of at least one further physical variable of the fluid in the area of the delivery device, such as temperature, pressure, differential pressure, flow velocity, volume flow, etc.

Bei einer technisch vorteilhaften Weiterbildung ist der mindestens eine Sensor dazu ausgebildet, mindestens eine physikalische Eigenschaft des Fluids im Bereich der Fördereinrichtung zu erfassen. Hierdurch lässt sich beispielsweise eine Temperatur, ein Druck, eine Fließgeschwindigkeit etc. des Fluids im Bereich der Fördereinrichtung, z.B. an einer Saugseite der Fördereinrichtung bzw. vor einem Durchlaufen der Fördereinrichtung oder an einer Druckseite der Fördereinrichtung bzw. nach einem Durchlaufen der Fördereinrichtung erfassen.In a technically advantageous development, the at least one sensor is designed to detect at least one physical property of the fluid in the area of the delivery device. In this way, for example, a temperature, a pressure, a flow rate etc. of the fluid in the range of Detect conveying device, for example on a suction side of the conveying device or before passing through the conveying device or on a pressure side of the conveying device or after passing through the conveying device.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind mittels des ersten Reglers ein elektrisches Pumpensignal zur Regelung der elektrischen Pumpe und ein elektrisches Ventilsignal zur Regelung des regelbaren Ventils erzeugbar. Hierdurch ist eine technisch einfach realisierbare, sequentielle Ansteuer- und Regelbarkeit von der elektrischen Pumpe und dem regelbaren Ventil gewährleistet.According to a further embodiment, an electrical pump signal for regulating the electrical pump and an electrical valve signal for regulating the controllable valve can be generated by means of the first regulator. This ensures that the electric pump and the controllable valve can be sequentially activated and regulated in a technically simple manner.

Vorzugsweise ist dem regelbaren Ventil ein Stellmotor zugeordnet, der mittels des von dem ersten Regler generierten elektrischen Ventilsignals ansteuerbar ist. Hierdurch ist auf einfache Art und Weise eine stetige Regelbarkeit des Ventils realisierbar.The controllable valve is preferably assigned a servomotor which can be controlled by means of the electrical valve signal generated by the first controller. This allows the valve to be continuously controlled in a simple manner.

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Fördereinrichtung für ein Fluid, insbesondere Wasser oder Luft, mit einer elektrischen Pumpe und einem regelbaren Ventil, wobei die elektrische Pumpe und das regelbare Ventil fluidisch in Reihe angeordnet sind und die Fördereinrichtung eine Saugseite und eine Druckseite aufweist. Die elektrische Pumpe und das regelbare Ventil werden mittels einer Signalverarbeitungseinrichtung zur Verringerung eines Stromverbrauchs sequentiell angesteuert.In addition, the present invention relates to a method for operating a delivery device for a fluid, in particular water or air, with an electric pump and a controllable valve, the electric pump and the controllable valve being arranged fluidically in series and the delivery device having a suction side and a Has printing side. The electric pump and the controllable valve are controlled sequentially by means of a signal processing device to reduce power consumption.

Infolgedessen ergibt sich eine vergleichsweise hohe Steigerung der Energieeffizienz der Fördereinrichtung, die im Vergleich zu einer herkömmlichen Δp-konstanten bzw. druckkonstanten Regelung einer Pumpe bis zu 70% betragen kann.As a result, there is a comparatively high increase in the energy efficiency of the delivery device, which can be up to 70% compared to a conventional Δp-constant or pressure-constant control of a pump.

Im Fall einer günstigen Weiterbildung werden mittels eines ersten Reglers ein elektrisches Pumpensignal und ein elektrisches Ventilsignal zur voneinander unabhängigen Regelung der elektrischen Pumpe und des regelbaren Ventils erzeugt. Hierdurch ist eine permanente und parallele Ansteuerung und/oder Regelung der elektrischen Pumpe und des regelbaren Ventils möglich.In the case of a favorable development, an electrical pump signal and an electrical valve signal for independent regulation of the electrical pump and the controllable valve are generated by means of a first regulator. This enables permanent and parallel activation and / or regulation of the electric pump and the controllable valve.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird mittels eines mit mindestens einem Sensor gekoppelten zweiten Reglers ein elektrisches Regelsignal zur übergeordneten Regelung des ersten Reglers erzeugt. Hierdurch kann der Volumenstrom durch die Fördereinrichtung in Abhängigkeit von einer beliebigen physikalischen Größe des Fluids, wie zum Beispiel der Temperatur, des Drucks, des Differenzdrucks, der Fließgeschwindigkeit etc. variiert werden.According to a further embodiment, an electrical control signal for the higher-level control of the first controller is generated by means of a second controller coupled to at least one sensor. As a result, the volume flow through the delivery device can be varied as a function of any physical variable of the fluid, such as the temperature, the pressure, the differential pressure, the flow rate, etc., for example.

Bevorzugt werden im Bereich eines Sequenzübergangs das Ventilsignal maximal und das Pumpensignal größer als Null. Hierdurch wird der sequentielle Betrieb der Fördereinrichtung ermöglicht. Der Sequenzübergang liegt bevorzugt zwischen 10% und 90%, vorzugsweise bei etwa 50% des Regelsignals. Die Lage des Sequenzübergangs ist hierbei so gewählt, dass sich ein möglichst lineares Volumenstromverhalten der Fördereinrichtung gegenüber dem Regelsignal der übergeordneten Regelung in Form des zweiten Reglers einstellt. Wenn sich ein Arbeitsbereich des regelbaren Ventils A_v zum Beispiel von 0 bis zu ca. 2800 l/h und ein Arbeitsbereich der elektrischen Pumpe von 0 bis zu 6400 l/h (vgl. 3) erstrecken, sollte der Sequenzübergang S gemäß der Beziehung S=A_V/A_P zu 43,75% gewählt werden. Ein Pumpensignal von Null entspricht lediglich der minimal möglichen Drehzahl der Pumpe und entspricht nicht dem ausgeschalteten Zustand der Pumpe. Der Begriff der „Modulation“ im Kontext dieser Beschreibung definiert die Regelung der Förderleistung der elektrischen Pumpe, was insbesondere mittels einer Drehzahländerung des elektrischen Antriebsmotors der Pumpe erfolgt.In the region of a sequence transition, the valve signal is preferably at a maximum and the pump signal is greater than zero. This enables the sequential operation of the conveyor device. The sequence transition is preferably between 10% and 90%, preferably around 50% of the control signal. The position of the sequence transition is selected in such a way that the volume flow behavior of the conveying device is as linear as possible in relation to the control signal of the higher-level control in the form of the second controller. If a working range of the controllable valve A _{v is,} for example, from 0 to approx. 2800 l / h and a working range of the electric pump from 0 to 6400 l / h (cf. 3 ), the sequence transition S should be selected to be 43.75% according to the relationship S = A _V / A _P. A pump signal of zero only corresponds to the minimum possible speed of the pump and does not correspond to the switched-off state of the pump. The term “modulation” in the context of this description defines the regulation of the delivery rate of the electric pump, which is done in particular by changing the speed of the electric drive motor of the pump.

Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird ausgehend von einem Nennbetriebspunkt der elektrischen Pumpe bei einem maximalen Volumenstrom des Fluids und bei vollständig geöffnetem regelbaren Ventil zunächst die Modulation der elektrischen Pumpe bis zum Erreichen eines minimalen Volumenstroms reduziert und erst nach dessen Erreichen wird das regelbare Ventil bis zum Erreichen eines vorgegebenen Volumenstroms stetig weiter geschlossen. Hierdurch ist die sequenzielle Regelung des Volumenstroms durch die Fördereinrichtung auf einfache Art und Weise verwirklicht. Der vorgegebene Volumenstrom für die Fördereinrichtung kann hierbei theoretisch bis auf einen Wert von Null oder zumindest bis auf einen Wert nahe Null reduziert werden. Zur erneuten Erhöhung des Volumenstroms Q der Fördereinrichtung ausgehend vom vorgegebenen Volumenstrom wird umgekehrt vorgegangen und zunächst das regelbare Ventil wieder bis zum Erreichen des minimalen Volumenstroms stetig weiter geöffnet und erst danach die Modulation der elektrischen Pumpe bei dann vollständig geöffnetem regelbaren Ventil bis zum Wiedererreichen des Nennbetriebspunkts der elektrischen Pumpe gesteigert.In a further development of the method, starting from a nominal operating point of the electric pump with a maximum volume flow of the fluid and with a fully open controllable valve, the modulation of the electric pump is initially reduced until a minimum volume flow is reached and only after this is reached is the controllable valve until it is reached of a given volume flow continuously closed. In this way, the sequential regulation of the volume flow through the delivery device is implemented in a simple manner. The specified volume flow for the delivery device can theoretically be reduced to a value of zero or at least to a value close to zero. To increase the volume flow Q of the delivery device again starting from the specified volume flow, the procedure is reversed and first the controllable valve continues to open again until the minimum volume flow is reached and only then the modulation of the electric pump with the fully open controllable valve until the nominal operating point is reached again electric pump increased.

Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein hydraulisches oder pneumatisches System bereit, insbesondere eine Heizungsanlage, Kühlanlage oder Frischwasserstation, mit mindestens einer oben beschriebenen Fördereinrichtung.The present invention also provides a hydraulic or pneumatic system, in particular a heating system, cooling system or fresh water station, with at least one delivery device described above.

Aufgrund dessen ist ein signifikant stromsparender Betrieb des hydraulischen oder pneumatischen Systems möglich.As a result, a significantly energy-saving operation of the hydraulic or pneumatic system is possible.

FigurenlisteFigure list

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung,
2 eine Draufsicht auf ein beispielhaftes, mit der Fördereinrichtung von 1 ausgerüstetes, hydraulisches oder pneumatisches System, insbesondere eine Heizungsanlage oder eine Frischwasserstation,
3 ein Kennlinienfeld der Fördereinrichtung von 1, und
4 ein Diagramm mit einer schematischen Aufteilung eines Reglersignals der Fördereinrichtung von 1 in ein unabhängiges Pumpen- und Ventilsignal.

The invention is explained in more detail in the following description on the basis of exemplary embodiments shown in the drawings. Show it:

1 a schematic circuit diagram of a conveyor device according to the invention,
2 a plan view of an exemplary one with the conveyor of FIG 1 equipped hydraulic or pneumatic system, in particular a heating system or a fresh water station,
3 a family of characteristics of the conveyor device of 1 , and
4th a diagram with a schematic division of a controller signal of the conveyor from 1 into an independent pump and valve signal.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

1 zeigt eine beispielhafte Fördereinrichtung 100 für ein nicht dargestelltes Fluid, wie Wasser oder normale Luft. Die Fördereinrichtung 100 weist unter anderem eine Saugseite 102 sowie eine Druckseite 104 auf. Bevorzugt ist die Fördereinrichtung 100 zum Einsatz in einem hydraulischen oder pneumatischen System, wie einer Frischwasserstation oder einer Heizungsanlage, vorgesehen, aber nicht hierauf beschränkt. Zwischen der Saugseite 102 und der Druckseite 104 der Fördereinrichtung 100 liegen vorzugsweise eine elektrische Pumpe 110 sowie ein stetig regelbares Ventil 120 in Reihe. Das Ventil 120 verfügt bevorzugt über einen elektrischen Stellmotor 122 zur kontinuierlichen Durchflussregelung eines Volumenstroms Q des Fluids mittels des Ventils 120. Der Volumenstrom Q des Fluids durchläuft die Fördereinrichtung 100 ausgehend von der Saugseite 102 bis zu der Druckseite 104. Es wird darauf hingewiesen, dass die in 1 gezeigte Ausgestaltung der Fördereinrichtung 100 lediglich beispielhaften Charakter hat und nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu sehen ist. So können z.B. die Pumpe 110 und das Ventil 120 auch vertauscht, d. h. in umgekehrter Reihenfolge, angeordnet sein. 1 shows an exemplary conveyor 100 for a fluid not shown, such as water or normal air. The conveyor 100 has, among other things, a suction side 102 as well as a print side 104 on. The conveyor device is preferred 100 intended for use in a hydraulic or pneumatic system, such as a fresh water station or a heating system, but not limited to this. Between the suction side 102 and the print side 104 the conveyor 100 are preferably an electric pump 110 as well as a continuously adjustable valve 120 in row. The valve 120 preferably has an electric servomotor 122 for continuous flow control of a volume flow Q of the fluid by means of the valve 120 . The volume flow Q of the fluid passes through the delivery device 100 starting from the suction side 102 up to the print side 104 . It should be noted that the in 1 Shown embodiment of the conveyor 100 is merely exemplary in nature and should not be viewed as a limitation of the present invention. For example, the pump 110 and the valve 120 also be interchanged, ie arranged in the reverse order.

Eine elektronisch-digitale Signalverarbeitungseinrichtung 200 weist dabei bevorzugt einen ersten Regler 130 und einen zweiten Regler 132 auf, wobei der zweite Regler 132 dem ersten Regler 130 übergeordnet ist. Hierbei wird beispielhaft der erste Regler 130 zum Beispiel durch ein übergeordnetes elektrisches Reglersignal 144 des zweiten Reglers 132 geregelt bzw. geführt. Mittels des ersten Reglers 130 sind vorzugsweise ein elektrisches Pumpensignal 140 sowie ein elektrisches Ventilsignal 142 zur unabhängigen Regelung der elektrischen Pumpe 110 und des stetig regelbaren Ventils 120 mittels des Stellmotors 122 erzeugbar. Der Pumpe 110 ist bevorzugt ein nicht dargestellter elektrischer Antriebsmotor zugeordnet, dessen Drehzahl n zur Modulation der Pumpe 110 bzw. zur Veränderung der Förderleistung der Pumpe 110 mittels der Signalverarbeitungseinrichtung 200 regelbar ist. Dem zweiten Regler 132 ist ferner vorzugsweise mindestens ein Sensor 160 zugeordnet, der dazu ausgebildet ist, mindestens eine physikalische Eigenschaft des Fluids im Bereich der Druckseite 104 der Fördereinrichtung 100 zu erfassen. Hier ist der Sensor 160 lediglich beispielhaft als ein Temperatursensor 162 zur Erfassung einer Temperatur ϑ im Bereich der Druckseite 104 der Fördereinrichtung 100 ausgeführt. Ein der Temperatur ϑ beispielsweise proportionales elektrisches (Temperatur-)Messsignal 164 wird dem zweiten Regler 132 zugeführt. Alternativ oder zusätzlich können mittels des Sensors 160 auch ein Druck des Fluids, eine Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, der Volumenstrom Q des Fluids etc. im Bereich der Druckseite 104 oder der Saugseite 102 erfassbar sein, so dass die Fördereinrichtung 100 mit Hilfe des dem ersten Regler 130 übergeordneten zweiten Reglers 132 ebenfalls in Abhängigkeit von diesen Größen regelbar ist.An electronic-digital signal processing device 200 preferably has a first regulator 130 and a second regulator 132 on, with the second regulator 132 the first controller 130 is superior. The first controller is used here as an example 130 for example by a higher-level electrical controller signal 144 of the second controller 132 regulated or guided. Using the first regulator 130 are preferably an electrical pump signal 140 as well as an electrical valve signal 142 for independent regulation of the electric pump 110 and the continuously adjustable valve 120 by means of the servomotor 122 producible. The pump 110 is preferably assigned an electric drive motor, not shown, whose speed n is used to modulate the pump 110 or to change the delivery rate of the pump 110 by means of the signal processing device 200 is adjustable. The second controller 132 is also preferably at least one sensor 160 assigned, which is designed to have at least one physical property of the fluid in the area of the pressure side 104 the conveyor 100 capture. Here is the sensor 160 merely exemplary as a temperature sensor 162 for recording a temperature ϑ in the area of the pressure side 104 the conveyor 100 executed. An electrical (temperature) measurement signal 164, for example proportional to the temperature, is sent to the second controller 132 fed. Alternatively or additionally, by means of the sensor 160 also a pressure of the fluid, a flow velocity of the fluid, the volume flow Q of the fluid, etc. in the area of the pressure side 104 or the suction side 102 be detectable, so that the conveyor 100 with the help of the first controller 130 superior second controller 132 can also be regulated as a function of these variables.

Die Signalverarbeitungseinrichtung 200 ist bevorzugt dazu ausgebildet, die elektrische Pumpe 110 und das stetig regelbare Ventil 120 zur Verringerung eines elektrischen Stromverbrauchs der Fördereinrichtung 100 sequentiell anzusteuern und/oder zu regeln. Nach Maßgabe des nachfolgend eingehend erläuterten Verfahrens werden die elektrische Pumpe 110 sowie das stetig regelbare Ventil 120 mit Hilfe der Signalverarbeitungseinrichtung 200 zur Verringerung des elektrischen Stromverbrauchs der Fördereinrichtung 100 sequenziell angesteuert. Ausgehend von einem Nennbetriebspunkt der elektrischen Pumpe 110 bei einem maximalen Volumenstrom Qmax des Fluids bei vollständig geöffnetem regelbaren Ventil 120 wird zunächst die Modulation bzw. die effektive Förderleistung der elektrischen Pumpe 110 bis zum Erreichen eines minimalen Volumenstroms Q_min reduziert. Erst nachdem dieser minimale Förderstrom Q_min erreicht ist, wird das regelbare Ventil 120 bis zum Erreichen eines vorgegebenen (Soll-)Volumenstroms Qs kontinuierlich weiter geschlossen (vgl. 3, insb. Bezugsziffern 210, 226, 230, 236).The signal processing device 200 is preferably designed to use the electric pump 110 and the continuously adjustable valve 120 to reduce an electrical power consumption of the conveyor device 100 to be controlled and / or regulated sequentially. In accordance with the method explained in detail below, the electric pump 110 as well as the continuously adjustable valve 120 with the help of the signal processing device 200 to reduce the electrical power consumption of the conveyor 100 controlled sequentially. Based on a nominal operating point of the electric pump 110 at a maximum Volume flow Qmax of the fluid when the controllable valve is fully open 120 first the modulation or the effective delivery rate of the electric pump 110 reduced until a minimum volume flow Q _{min is reached} . The controllable valve is only activated after this minimum flow rate Q _{min has been} reached 120 Continuously closed until a specified (set) volume flow Qs is reached (cf. 3 , especially reference numbers 210 , 226 , 230 , 236 ).

Der vorgegebene Volumenstrom Qs für die Fördereinrichtung 100 kann durch die sequentielle Regelung mittels der Signalverarbeitungseinrichtung 200 theoretisch bis auf einen Wert von Null oder zumindest bis auf einen Wert nahe Null reduziert werden. Zur erneuten Erhöhung des Volumenstroms Q der Fördereinrichtung 100 ausgehend von dem vorgegebenen Volumenstrom Qs wird umgekehrt vorgegangen und zunächst das regelbare Ventil 120 wieder bis zum Erreichen eines Volumenstroms Qmin stetig weiter geöffnet. Erst danach wird die Modulation der elektrischen Pumpe 110 bei dann vollständig geöffnetem Ventil 120 wieder bis zum Wiedererreichen des Nennbetriebspunkts der elektrischen Pumpe 110 hochgefahren (vgl. 3, insb. Bezugsziffern 210, 226, 230, 236). Die erfindungsgemäße sequentielle Regelung ist durch dieses zeitlich verschobene Einsetzen der Ventil- und Pumpenregelung gekennzeichnet. Aufgrund dieser zeitlich nacheinander erfolgenden Ansteuerung und/oder Regelung von Pumpe 110 und Ventil 120 ergibt sich im Vergleich zu einer herkömmlichen Δp-konstanten bzw. druckkonstanten Regelung einer Pumpe für einen Heizkreislauf, eine Frischwasserstation, eine Druckwasserversorgung etc. eine Steigerung der Energieeffizienz und damit einhergehend eine Senkung des elektrischen Energieverbrauchs der Fördereinrichtung 100 von bis zu 70%.The specified volume flow Qs for the conveyor 100 can by the sequential control by means of the signal processing device 200 theoretically be reduced to a value of zero or at least to a value close to zero. To increase the volume flow Q of the conveyor again 100 Starting from the specified volume flow Qs, the procedure is reversed and the controllable valve first 120 open again continuously until a volume flow Qmin is reached. Only then does the modulation of the electric pump start 110 when the valve is fully open 120 again until the electric pump reaches its nominal operating point 110 started up (cf. 3 , especially reference numbers 210 , 226 , 230 , 236 ). The sequential control according to the invention is characterized by this time-shifted onset of valve and pump control. Because of this sequential activation and / or regulation of the pump 110 and valve 120 In comparison to a conventional Δp-constant or pressure-constant control of a pump for a heating circuit, a fresh water station, a pressurized water supply, etc., this results in an increase in energy efficiency and an associated reduction in the electrical energy consumption of the delivery device 100 of up to 70%.

Dieser Umstand soll anhand einer auf vereinfachten Annahmen beruhenden Überschlagsrechnung verdeutlicht werden. Eine momentane elektrische Leistungsaufnahme einer elektrischen Pumpe ergibt sich aus der folgenden Gleichung: $P_{e l} = \frac{ρ \cdot g \cdot Q \cdot H}{η_{h y d'} η_{m e c h} \cdot η_{e l}}$

This fact should be illustrated by means of a rough calculation based on simplified assumptions. A momentary electrical power consumption of an electrical pump results from the following equation:

P_{e l} = \frac{ρ \cdot G \cdot Q \cdot H}{η_{H y d'} η_{m e c H} \cdot η_{e l}}

Hierbei steht das Formelzeichen P_el für die elektrische Leistung in Watt, p für die Dichte des zu fördernden Fluids in Kilogramm pro Kubikmeter, g für die Erdbeschleunigung in Metern pro Sekundenquadrat, Q für den Volumenstrom des zu fördernden Fluids in Kubikmeter pro Sekunde, H für die Förderhöhe in Metern, η_hyd für den hydraulischen Wirkungsgrad der Pumpe 110, η_mech für den gleichfalls mechanischen Wirkungsgrad der Pumpe 110 sowie η_el für den ebenso elektrischen Wirkungsgrad der Pumpe 110.The symbol P _{el stands} for the electrical power in watts, p for the density of the fluid to be pumped in kilograms per cubic meter, g for the acceleration due to gravity in meters per square second, Q for the volume flow of the fluid to be pumped in cubic meters per second, H for the delivery head in meters, η _hyd for the hydraulic efficiency of the pump 110 , η _mech for the mechanical efficiency of the pump 110 and η _el for the equally electrical efficiency of the pump 110 .

Bei einem bestimmten Volumenstrom Q kann das Produkt der Wirkungsgrade η_hyd, η_mech sowie η_el in erster Näherung als unabhängig von der Drehzahl n der Pumpe 110 angenommen werden, so dass sich die Leistungsaufnahme der Pumpe 110 durch die folgende Gleichung annähern lässt: $P_{e l} ~ Q \cdot H$

At a certain volume flow Q, the product of the efficiencies η _hyd , η _mech and η _{el can be} in a first approximation as independent of the speed n of the pump 110 be assumed so that the power consumption of the pump 110 can be approximated by the following equation:

P_{e l} ~ Q \cdot H

Die detaillierte Funktionsweise der so genannten Δp-konstanten bzw. druckkonstanten Regelung eine Pumpe zur Förderung eines Fluids in einer Frischwasserstation, in einem Heizkreislauf einer Heizungsanlage oder dergleichen ist einem auf dem Gebiet der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungstechnik tätigen Fachmann hinreichend geläufig, so dass an dieser Stelle zwecks Kürze und Knappheit der Beschreibung auf eine eingehendere Erläuterung der technischen Einzelheiten dieses Regelverfahrens verzichtet werden kann. Zur Berechnung der Tabellenwerte des prozentualen Energieeinsparpotentials E_p der sequentiellen Regelung der Fördereinrichtung im Vergleich zur Δp-konstanten bzw. druckkonstanten Regelung ist es nach Maßgabe der Beziehung (2) sowie der folgenden Gleichung $E_{p} ~ 1 - \frac{P_{e l, s e q u e n z}}{P_{e l, △ p - k o n s t a n t}} ~ 1 - \frac{H_{s e q u e n z}}{H_{△ p - k o n s t a n t}}$

in erster Näherung ausreichend, die Förderhöhen H_sequenz sowie H_Δp-konstant bei unterschiedlichen Volumenströmen Q zu vergleichen. P_el, sequenz ist hierbei die bei Anwendung des sequenziellen Regelverfahrens aufzuwendende elektrische Antriebsleistung der Pumpe und P_{el,Δp-konstant} ist entsprechend die elektrische Leistung der Pumpe bei der Anwendung des Δp-Verfahrens. H_sequenz ist die Förderhöhe im Fall der sequentiellen Regelung und H_Δp-konstant ist die Förderhöhe beim Einsatz des Δp-konstanten bzw. druckkonstanten Regelverfahrens.The detailed functionality of the so-called Δp-constant or pressure-constant regulation of a pump for conveying a fluid in a fresh water station, in a heating circuit of a heating system or the like is sufficiently familiar to a person skilled in the field of heating, ventilation and air conditioning technology, so that At this point, for the sake of brevity and brevity of the description, a more detailed explanation of the technical details of this control method can be dispensed with. To calculate the table values of the energy saving potential E _{p as a} percentage of the sequential control of the conveying device in comparison to the Δp-constant or pressure-constant control, it is necessary according to the relationship ( 2 ) and the following equation

{E.}_{p} ~ 1 - \frac{P_{e l, s e q u e n z}}{P_{e l, △ p - k O n s t a n t}} ~ 1 - \frac{H_{s e q u e n z}}{H_{△ p - k O n s t a n t}}

In a first approximation sufficient to compare the delivery _heads H _sequence and H _Δp-constant at different volume flows Q. P _el , sequence is the electrical drive power of the pump to be used when using the sequential control method and P _{el, Δp-constant} is correspondingly the electrical power of the pump when using the Δp method. H _sequence is the delivery head in the case of sequential control and H _Δp-constant is the delivery head when using the Δp-constant or pressure-constant control method.

In der nachfolgenden Tabelle ist ein prozentuales Energieeinsparpotential E_p der verfahrensgemäßen sequentiellen Regelung im Vergleich zu einer vorbekannten, autonomen Δp-konstanten bzw. druckkonstanten Regelung in Abhängigkeit von dem Förderstrom Q sowie den Förderhöhen H_Δp-konstant und H_sequenz unter Verwendung der Gleichungen (2) und (3) zusammengestellt. Volumenstrom Q [m³/h] 1 2 3 4 5 6 Förderhöhe H_Δp-konstant [m] 6,2 6,2 6,2 6,2 6,2 6,2 Förderhöhe H_sequenz [m] 1,6 1,5 1,5 2,5 4,8 5,5 Energieeinsparpotential E_P ∼74% ∼76% ∼76% ∼60% ∼23% ∼11% The following table shows a percentage energy saving potential E _{p of} the sequential control according to the method compared to a previously known, autonomous Δp-constant or pressure-constant control as a function of the _{flow rate} Q and the delivery _heads H _Δp-constant and H _sequence using the equations (2 ) and (3). Volume flow Q [m ³ / h] 1 2 3 4th 5 6th Delivery head H _Δp-constant [m] 6.2 6.2 6.2 6.2 6.2 6.2 _{Delivery head} H _sequence [m] 1.6 1.5 1.5 2.5 4.8 5.5 Energy saving potential E _P ∼74% ∼76% ∼76% ∼60% ∼23% ∼11%

Der Tabelle ist im Ergebnis zu entnehmen, dass sich das Energieeinsparpotential durch die verfahrensgemäße sequentielle Regelung der Fördereinrichtung 100 auf etwa 70% im Vergleich zur herkömmlichen Δp-konstanten bzw. druckkonstanten Regelung beläuft.The result of the table shows that the energy saving potential is increased by the sequential regulation of the conveying device according to the method 100 amounts to about 70% compared to the conventional Δp-constant or pressure-constant control.

2 zeigt ein beispielhaftes hydraulisches oder pneumatisches System 300, insbesondere eine Heizungsanlage oder eine Frischwasserstation mit der Fördereinrichtung von 1. Das hydraulische oder pneumatische System 300 ist vorzugsweise zum Einsatz im Bereich der Klimatisierungstechnik mit der Fördereinrichtung 100 von 1 ausgestattet. Bei dem System 300 kann es sich zum Beispiel um eine Heizungsanlage 302, eine Frischwasserstation 304 oder dergleichen handeln. Im Fall einer Ausgestaltung des Systems 300 als Heizungsanlage 302 verfügt diese, wie jeweils mit den gegenläufigen Pfeilen 320, 322 symbolisch angedeutet ist, über einen rohrartigen Vorlauf 310 für erwärmtes Fluid und einen rohrartigen Rücklauf 312 für das nach dem Durchlaufen des Heizkreislaufes abgekühlte Fluid. Für den Fall, dass das System 300 als Frischwasserstation 304 ausgebildet ist, verfügt dieses über eine Druckseite 314 und eine Saugseite 316 zum Zu- und Abführen des Fluids. 2 shows an exemplary hydraulic or pneumatic system 300 , in particular a heating system or a fresh water station with the conveyor of 1 . The hydraulic or pneumatic system 300 is preferably used in the field of air conditioning technology with the conveyor system 100 from 1 fitted. With the system 300 for example, it can be a heating system 302 , a fresh water station 304 or act like that. In the case of an arrangement of the system 300 as a heating system 302 has this, as with the opposite arrows 320 , 322 is indicated symbolically, over a pipe-like flow 310 for heated fluid and a tubular return 312 for the fluid that has cooled down after passing through the heating circuit. In the event that the system 300 as a fresh water station 304 is formed, this has a pressure side 314 and a suction side 316 for supplying and removing the fluid.

3 zeigt ein beispielhaftes Kennlinienfeld der Fördereinrichtung 100 von 1. In dem Kennlinienfeld 210 ist auf der Abszisse der Volumenstrom Q in Kubikmetern pro Stunde aufgetragen, während die Ordinate eine jeweilige Förderhöhe H der Fördereinrichtung 100 von 1 in Metern zeigt. Eine maximale Modulation 216 der Pumpe 110 der Fördereinrichtung 100 verläuft ausgehend von einer Förderhöhe H von etwa 10 m bei einem Volumenstrom Q von Null m³/h bis zu einem Knickpunkt 218 annähernd horizontal. Im Bereich des Knickpunkts 218 beträgt der Förderstrom Q der Pumpe 110 etwa 3,5 m³/h bei der Förderhöhe H von 10 m. Ausgehend von dem Knickpunkt 218 mit der Förderhöhe 10 m fällt die maximale Modulation 216 linear bis auf eine Förderhöhe H von Null Metern bei einem Volumenstrom Q von dann 11 m³/h ab. 3 shows an exemplary family of characteristics of the conveyor 100 from 1 . In the characteristic field 210 the volume flow Q in cubic meters per hour is plotted on the abscissa, while the ordinate shows a respective delivery head H of the conveyor 100 from 1 shows in meters. A maximum modulation 216 the pump 110 the conveyor 100 runs from a delivery head H of about 10 m with a volume flow Q of zero m ³ / h up to an inflection point 218 approximately horizontal. In the area of the break point 218 is the flow rate Q of the pump 110 about 3.5 m ³ / h at a delivery head H of 10 m. Starting from the break point 218 with the head 10 m the maximum modulation falls 216 linearly down to a delivery head H of zero meters with a volume flow Q of then 11 m ³ / h.

Eine minimale Modulation 220 verläuft ausgehend von einer Förderhöhe H von etwa 1,7 m bei einem Förderstrom Q von etwa Null m³ geringfügig gekrümmt abfallend bis zu einer Förderhöhe von Null Metern und einem Förderstrom von etwa 4,3 m³/h. In einem Nennbetriebspunkt 226 der Fördereinrichtung beträgt ein Förderstrom Qmax 6,4 m³/h und die Förderhöhe H beläuft sich auf 6,2 m. Eine Δpkonstant-Regelkurve 244 verläuft parallel zur Abszisse ausgehend von einem Förderstrom Q von Null und einer Förderhöhe H von 6,2 m bis zu dem Nennbetriebspunkt 226. Eine Δp-variabel-Regelkurve 246 verläuft ausgehend von einem Förderstrom Q von Null bei der Förderhöhe H von 3 m linear ansteigend bis zu dem Nennbetriebspunkt 226. Die Δp-konstant-Regelkurve 244 repräsentiert eine hergebrachte Δp-konstante bzw. druckkonstante Regelung einer Fördereinrichtung bzw. Pumpe und die Δp-variabel-Regelkurve 246 steht für eine herkömmliche druckvariable Regelung einer Fördereinrichtung bzw. einer Pumpe.A minimal modulation 220 starts from a delivery head H of about 1.7 m with a delivery flow Q of around zero m ³ , sloping slightly curved down to a delivery head of zero meters and a delivery flow of about 4.3 m ³ / h. At a nominal operating point 226 The conveying device has a flow rate Qmax 6.4 m ³ / h and the delivery head H is 6.2 m. A constant Δp control curve 244 runs parallel to the abscissa, starting from a flow rate Q of zero and a delivery head H of 6.2 m up to the nominal operating point 226 . A Δp-variable control curve 246 starts from a flow rate Q of zero at a delivery head H of 3 m, increasing linearly up to the nominal operating point 226 . The Δp constant control curve 244 represents a conventional Δp-constant or pressure-constant regulation of a delivery device or pump and the Δp-variable control curve 246 stands for a conventional pressure-variable control of a delivery device or a pump.

Förderhöhen H sowie Volumenströme Q, die allein durch eine Veränderung der Pumpenmodulation bzw. der Förderleistung der Pumpe 110 mittels Drehzahländerungen erreichbar sind, sind mittels einer - stellvertretend für eine Vielzahl von nicht dargestellten (Pumpen-)Variationskennlinien - (Pumpen-)Variationskennlinie 240 veranschaulicht. Weitere (Pumpen-)Variationskennlinien ergeben sich somit durch das Verschieben der (Pumpen-)Variationskennlinie 240 in Richtung eines Doppelpfeils 190 innerhalb des Kennlinienfelds 210. Entsprechend sind Förderhöhen H sowie Volumenströme Q, die allein durch eine Modifikation der Ventilposition bzw. des Ventilöffnungsgrads mittels der Fördereinrichtung erreichbar sind, durch eine (Ventil-)Variationskennlinie 242 veranschaulicht. Weitere (Ventil-)Variationskennlinien ergeben sich ebenfalls durch das Verschieben der (Ventil-)Variationskennlinie 242 in Richtung eines Doppelpfeils 192 innerhalb des Kennlinienfelds 210.Delivery heads H and volume flows Q, which are generated solely by changing the pump modulation or the delivery rate of the pump 110 which can be achieved by means of changes in speed are by means of a (pump) variation characteristic curve, representative of a large number of (pump) variation characteristics that are not shown 240 illustrated. Further (pump) variation characteristics are thus obtained by moving the (pump) variation characteristic 240 in the direction of a double arrow 190 within the characteristic field 210 . Correspondingly, delivery heads H and volume flows Q, which can be achieved solely by modifying the valve position or the valve opening degree by means of the delivery device, are represented by a (valve) variation characteristic 242 illustrated. Further (valve) variation characteristics also result from shifting the (valve) variation characteristics 242 in the direction of a double arrow 192 within the characteristic field 210 .

Weiterhin zeigt das Kennlinienfeld 210 eine Kennlinie 236, die sich bei vollständig geöffnetem Ventil der Fördereinrichtung einstellt, und die ausgehend von einer Förderhöhe H von Null Metern bei einem Volumenstrom Q von etwa 1 m³/h parabelförmig bis zu dem Nennarbeitspunkt 226 hinauf verläuft. Ein minimaler Volumenstrom Qmin der Kennlinie 236 beträgt etwa 2,7 m³/h bei einer Förderhöhe H von etwa 1,2 m, während der maximale Volumenstrom Qmax auf der Kennlinie 236 bzw. in dem Nennbetriebspunkt 226 bei einem Volumenstrom von ungefähr 6,4 m³/h und einer Förderhöhe von 6,2 m liegt. Zwischen dem minimalen Volumenstrom Qmin und dem maximalen Volumenstrom Qmax verläuft die reguläre Arbeitskennlinie 230 der Pumpe der Fördereinrichtung im Wesentlichen kongruent mit der Kennlinie 236, die sich bei vollständig offenem Ventil ergibt. Ein lediglich beispielhaft vorgegebener (Soll-)Volumenstrom Qs beträgt hier 0,5 m³/h bei einer Förderhöhe H von 1,7 m. Unabhängig von der erfindungsgemäßen sequenziellen Regelung hat die Reihenschaltung aus Pumpe 110 und Ventil 120 immer die Aufgabe, den vorgegebenen Volumenstrom Qs bereitzustellen bzw. mit einer Variation des Volumenstroms Q eine bestimmte physikalische Größe, wie beispielsweise die Temperatur ϑ im Bereich der Fördereinrichtung 100, zu beeinflussen. Illustrativ und beispielhaft wird die Temperatur ϑ im Bereich der Druckseite der Fördereinrichtung 100 beeinflusst. Allgemein kann eine Beeinflussung einer der Fördereinrichtung 100 zugeordneten physikalischen Größe an einer der Fördereinrichtung 100 zugeordneten Einrichtung erfolgen. Dabei kann, wie oben beschrieben, eine beliebige physikalische Größe der Fördereinrichtung 100 z.B. eine Temperatur, ein Druck und/oder eine Fließgeschwindigkeit beeinflusst werden. Darüber hinaus kann eine Beeinflussung im Bereich der Saugseite und/oder der Druckseite der Fördereinrichtung 100 erfolgen. Eine der Fördereinrichtung 100 zugeordnete Einrichtung kann z.B. ein Pufferspeicher und/oder ein Wärmetauscher sein.The map also shows 210 a characteristic 236 , which occurs when the valve of the conveyor is fully open, and which, based on a delivery head H of zero meters at a Volume flow Q of about 1 m ³ / h parabolic up to the nominal operating point 226 runs up. A minimum volume flow Qmin of the characteristic 236 is about 2.7 m ³ / h at a delivery head H of about 1.2 m, while the maximum volume flow Qmax on the characteristic curve 236 or in the nominal operating point 226 is at a volume flow of approximately 6.4 m ³ / h and a delivery head of 6.2 m. The regular working characteristic runs between the minimum volume flow Qmin and the maximum volume flow Qmax 230 the pump of the delivery device essentially congruent with the characteristic curve 236 that results when the valve is fully open. A (target) volume flow Qs, which is only given as an example, is 0.5 m ³ / h here with a delivery head H of 1.7 m. Regardless of the sequential regulation according to the invention, the series circuit has a pump 110 and valve 120 always the task of providing the specified volume flow Qs or, with a variation of the volume flow Q, a certain physical variable, such as the temperature ϑ in the area of the conveying device 100 , to influence. The temperature ϑ in the area of the pressure side of the conveying device is illustrative and exemplary 100 influenced. In general, influencing one of the conveying device 100 assigned physical variable on one of the conveying device 100 assigned facility. As described above, the conveying device can be any physical size 100 eg a temperature, a pressure and / or a flow rate can be influenced. In addition, there can be an influence in the area of the suction side and / or the pressure side of the delivery device 100 respectively. One of the funding agencies 100 associated device can be, for example, a buffer store and / or a heat exchanger.

4 zeigt ein Diagramm 400 mit einer schematischen Aufteilung eines Reglersignals der Fördereinrichtung von 1 in ein unabhängiges Pumpen- und Ventilsignal. Das Diagramm 400 umfasst eine linksseitige Ordinate 402 und eine rechtsseitige Ordinate 404 sowie eine dazwischen verlaufende Abszisse 406. Auf der linksseitigen Ordinate 402 ist das Pumpensignal 140 in Prozent und auf der dieser gegenüberliegenden, rechtsseitigen Ordinate 404 ist das Ventilsignal 142 ebenfalls in Prozent abgetragen. Auf der horizontalen Abszisse ist das aus einer additiven Überlagerung von Pumpen- und Ventilsignal bestehende (Summen)Reglersignal gleichfalls in Prozent aufgetragen (vgl. insb. 1, Bezugsziffern 140, 142, 144). Ein mit einer gestrichelten Linie angedeuteter Sequenzübergang 420 bezeichnet den Übergang zwischen dem ausschließlichen Stellbetrieb mittels des regelbaren Ventils und dem sukzessiven Hinzuregeln von Förderleistung seitens der elektrischen Pumpe und umgekehrt. Ein Pumpensignal gleich Null entspricht hierbei einer minimalen Drehzahl n eines Antriebsmotors der Pumpe und entspricht nicht dem Zustand „Pumpe aus“ bzw. einer vollständig abgeschalteten, inaktiven Pumpe. 4th shows a diagram 400 with a schematic division of a controller signal of the conveyor of 1 into an independent pump and valve signal. The diagram 400 includes a left-hand ordinate 402 and a right-hand ordinate 404 and an abscissa running therebetween 406 . On the left ordinate 402 is the pump signal 140 in percent and on the right-hand ordinate opposite this 404 is the valve signal 142 also removed in percent. The (sum) controller signal consisting of an additive superimposition of pump and valve signals is also plotted in percent on the horizontal abscissa (cf. 1 , Reference numbers 140 , 142 , 144 ). A sequence transition indicated with a dashed line 420 describes the transition between the exclusive control mode by means of the controllable valve and the successive increase in the delivery rate by the electric pump and vice versa. A pump signal equal to zero corresponds to a minimum speed n of a drive motor of the pump and does not correspond to the “pump off” state or a completely switched off, inactive pump.

In dem hier gezeigten Diagramm 400 vollzieht sich der Sequenzübergang 420 lediglich illustrativ bei einem Reglersignal von 50 %. Das Pumpensignal 140 ist zwischen 0 % und 50 % des Reglersignals gleich Null und steigt ab einem Reglersignal von 50 % linear bis auf 100 % linear an. Das Ventilsignal 142 steigt hingegen zwischen einem Reglersignal von 0 % und 50 % linear bis auf 100 % an und verharrt bis zu einem Reglersignal von 100 % gleichbleibend auf einem Wert von 100 %. In Abhängigkeit von den konkreten konstruktiven Gegebenheiten, insbesondere in Abhängigkeit von der Kombination aus Pumpe und Ventil, kann es vorteilhaft sein, den Sequenzübergang 420, S entsprechend einem Arbeitsbereich des Ventils und einem Gesamtarbeitsbereich der Fördereinrichtung an einer Stelle erfolgen zu lassen, die von den 50 % des Reglersignals im Diagramm 400 abweicht. Deckt das Ventil beispielsweise einen Arbeitsbereich zwischen Null und etwa 2800 l/h ab und ein Gesamtarbeitsbereich der Fördereinrichtung erstreckt sich von Null bis ca. 6400 l/h, so ergibt sich ein optimaler Sequenzübergang 420 bzw. S gemäß der Beziehung $S = \frac{2800 l / h}{6400 l / h}$

für einen optimalen energiesparenden Betrieb der Fördereinrichtung mit 43,75 %.In the diagram shown here 400 the sequence transition takes place 420 only illustrative with a controller signal of 50%. The pump signal 140 is equal to zero between 0% and 50% of the controller signal and increases linearly from a controller signal of 50% to 100%. The valve signal 142 on the other hand, increases linearly between a controller signal of 0% and 50% up to 100% and remains constant at a value of 100% up to a controller signal of 100%. Depending on the specific structural conditions, in particular depending on the combination of pump and valve, it can be advantageous to change the sequence 420 , S to be carried out at a point corresponding to a working range of the valve and a total working range of the conveyor device, which is from the 50% of the controller signal in the diagram 400 deviates. For example, if the valve covers a working range between zero and about 2800 l / h and a total working range of the delivery device extends from zero to about 6400 l / h, an optimal sequence transition results 420 and S according to the relationship

S. = \frac{2800 l / H}{6400 l / H}

for optimal energy-saving operation of the conveyor with 43.75%.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 2985536 A1 [0003]

Claims

Conveying device (100) for a fluid, in particular water or air, with an electric pump (110) and a controllable valve (120), the electric pump (110) and the controllable valve (120) being arranged fluidically in series and the conveying device (100) has a suction side (102) and a pressure side (104), characterized in that at least one signal processing device (200) is provided which is designed to control the electric pump (110) and the controllable valve (120) to reduce a To control power consumption sequentially.

Conveyor after Claim 1 , characterized in that the signal processing device (200) has a first controller (130), wherein the electric pump (110) and the controllable valve (120) can be controlled independently of one another by means of the first controller (130).

Conveyor after Claim 2 , characterized in that the signal processing device (200) has a second controller (132) for the higher-level control of the first controller (130) as a function of at least one sensor (160).

Conveyor after Claim 3 , characterized in that the at least one sensor (160) is designed to detect at least one physical property of the fluid in the area of the conveying device (100).

Conveyor after Claim 2 , characterized in that an electric pump signal (140) for controlling the electric pump (110) and an electric valve signal (142) for controlling the controllable valve (120) can be generated by means of the first controller (130).

Conveyor after Claim 5 , characterized in that the controllable valve (120) is assigned a servomotor (122) which can be controlled by means of the electrical valve signal (142) generated by the first controller (130).

Method for operating a delivery device (100) for a fluid, in particular water or air, with an electric pump (110) and a controllable valve (120), the electric pump (110) and the controllable valve (120) fluidically arranged in series and the conveying device (100) has a suction side (102) and a pressure side (104), characterized in that the electric pump (110) and the controllable valve (120) are controlled sequentially by means of a signal processing device (200) to reduce power consumption .

Procedure according to Claim 7 , characterized in that an electrical pump signal (140) and an electrical valve signal (142) for independent regulation of the electrical pump (110) and the controllable valve (120) are generated by means of a first controller (130).

Procedure according to Claim 8 , characterized in that an electrical control signal (144) for the higher-level control of the first controller (130) is generated by means of a second controller (132) coupled to at least one sensor (160).

Method according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that in the area of a sequence transition (400, S) the valve signal (142) is at a maximum and the pump signal (140) is greater than zero.

Method according to one of the Claims 7 to 10 , characterized in that, starting from a nominal operating point (226) of the electric pump (110) at a maximum volume flow (Q _max ) of the fluid and with a fully open controllable valve (120), first the modulation of the electric pump (110) until a minimum volume flow (Q _min ) is reduced and only after this has been reached, the controllable valve (120) continues to close until a predetermined volume flow (Qs) is reached.

Hydraulic or pneumatic system (300), in particular heating system (302), cooling system or fresh water station (304), characterized in that at least one conveying device (100) according to at least one of the Claims 1 to 6th is provided.