DE10217272B4 - Verfahren zur Wärmeleistungsregelung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Regelung der Wärmeleistung in Fernwärme-, Kessel-, Heizungs-, Lüftungs, Trinkwassererwärmungs- und Kälteanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem gemessenen Volumenstrom des Heizmediums und der gemessenen Temperaturdifferenz des Heizmediums und/oder aus der gemessenen Vorlauf- und Rücklauftemperatur des Heizmediums errechneten Temperaturdifferenz die Wärmeleistung errechnet wird, diese mit einem Sollwert verglichen wird und über die Veränderung des Volumenstromes des Heizmediums eine Angleichung zwischen Soll- und Istwert der Wärmeleistung angesteuert wird, wobei die Veränderung des Volumenstromes des Heizmediums in einem begrenzten ersten Bereich des Volumenstromes des Heizmediums stetig erfolgt und in einem begrenzen zweiten Bereich des Volumenstromes des Heizmediums über stetig veränderbare Volumenstromimpulse erfolgt, welche in der Integration der in den Einschalt- und Ausschaltimpulsen enthaltenen Volumen des Heizmediums dem Sollwert des Volumenstromes des Heizmediums entsprechen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Wärmeleistung in Fernwärme-, Kessel-, Heizungs-, Lüftungs, Trinkwassererwärmungs- und Kälteanlagen.
  • Vor dem Hintergrund der aktuellen Anforderungen an zentrale Heizungsversorgungsanlagen sind neue Lösungen zu deren Regelung zu entwickeln.
  • Damit setzte sich bereits Prof. Dr.- Ing.Siegfrie Baumgarth in seinem Artikel „Strategien zur energieoptimalen Heizungsregelung" in HLH Bd. 42 (1991) Nr. 5, Mai, Seite 315 bis 318 auseinander. Dabei werden Verfahren zur Wärmeleistungsmessung bestehend aus der Messung von Vorlauftemperatur, Rücklauftemperatur und Volumenstrom und die Steuerung von Volumenströmen über einen Impulsbetrieb von Pumpen dargestellt.
  • Bisher wird die Wärmeleistung in der Heizungstechnik durch die stationäre Wärmemenge definiert.
  • Für Anwendungsfälle, die in relativ langen Zeiträumen betrachtet werden, wie beispielsweise bei Heizkörperberechnung und Energieerfassung, ist diese Methode hinreichend genau.
  • Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist, daß die Betrachtung von zeitabhängigen Wärmemengen gemäß diesem Verfahren ungeeignet ist und zu falschen Werten führt. Diese so ermittelten Werte sind dementsprechend als Regelgroßen unbrauchbar.
  • Mit den gemäß dem Stand der Technik eingesetzten üblichen Sensoren werden vorwiegend Temperaturen und seltener Volumenströme erfasst. Diese wiederum können nur zu stationären Wärmemengen verrechnet werden.
  • Auch bekannt sind Lösungen gemäß dem Stand der Technik wie beispielsweise das Deutsche Patent 42 11 914, gemäß welchem eine Wärmeleistungsregelung, deren Leistungsstellung nachteiligerweise über eine Stellung der sekundären Vorlauftemperatur und diese wiederum über eine Stellung der primären Brennerlaufzeiten erfolgt, vorgeschlagen wird.
  • Bisherige Verfahren zur Heizungsregelungen beschränken sich auf die Regelung der Vorlauftemperatur über die Stellung von Ventilen und des Differenzdrucks durch die Stellung von Pumpen im Heizmedium.
  • Der Volumenstrom wird dabei zur Gewährleistung des notwendigen Differenzdruckes verwendet.
  • Weiterhin wird die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der Außenluftemperatur und der Zeit reduziert.
  • In den meisten Gebäuden stehen diesem zentralen Regelkreis die thermostatisch geregelten Räume gegenüber.
  • Damit verändert sich in den Phasen der Temperaturreduzierung nur der Sollwert des zentralen Kreises, der thermostatisch geführte Raum behält seinen Sollwert bei.
  • Das Reduzieren der Vorlauftemperatur wird bei Einsatz eines thermostatischen Regelkreises im Raum durch eine Erhöhung des Volumenstromes über eine Öffnung des Thermostatventils ausgeglichen.
  • Die differenzdruckgeregelten Pumpen begünstigen dabei diesen Effekt durch Volumenstromerhöhung um den fallenden Rohrnetzwiderstand auszugleichen. Damit sind keine quantifizierbaren Zugriffe auf eine Wärmeleistungsabsenkung besonders bei in der Regel überdimensionierten Heizflächen möglich. Somit ist auch während der Absenkungen der Vorlauftemperatur keine Aussage über die Nachhaltigkeit des Regelvorganges möglich, da in diesem Betriebsfall der zentrale Temperaturegelkreis genau entegegengesetzte Vorgänge aller nachgeschalteter Regelkreise des Verteilsystems (Druck und Temperatur) hervorruft.
  • Ein weiterer Nachteil der bisherigen Regelungsverfahren besteht darin, daß anlagentechnische oder bauliche Besonderheiten, wie beispielsweise die Aufschaltung von Versorgeranlagen auf Altnetze, die Oberdimensionierung im Teillastbetrieb und die Durchführung von baulichen Wärmeschutzmaßnahmen ohne Veränderung der Anlagentechnik nicht genügend berücksichtigt werden können.
  • So wird bei der energetischen Untersuchung dieser Anlagen oft festgestellt, daß nur geringe Energieeinsparungen durch eine Absenkung stattfinden oder daß die zu versorgende Zone den gleichen energetischen Zustand behält.
  • Besonders nachteilig wirkt sich dabei aus, daß der Teillastbetriebsfall der Regelbetriebsfall ist.
  • Eine wesentliche Leistungsabsenkung wird erst dann wirksam, wenn die Temperaturabsenkung so stark ist, daß die Heizflächen die Leistung nicht mehr erbringen können.
  • Das so zu erreichende Energiesparpotential ist aber auf Grund der nicht eindeutig festzulegenden energetisch instationären Raumzustände und dem instationären Betriebszustand von Lüftungs- und Trinkwasseranlagen kaum im Voraus zu definieren.
  • Der vertragliche Leistungswert des Anschlusses wird nach den Primärnetzdaten des Versorgers festgelegt und durch Volumenstrom- oder Leistungsbegrenzung Ober das Primärregelventil realisiert.
  • Diese Werte müssen auf Grund der fehlenden Regelmöglichkeiten für Wärmeleistung auf der Sekundärseite den Erfordernissen einer überdimensionierten Anlagentechnik im Spitzenlastfall genügen, da ansonsten die Begrenzungsfunktionen zu einer Unterversorgung des Gebäudes mit den bekannten Problemen ungenügender Raum- oder Warmwassertemperaturen führen.
  • Die Nutzeranlage ist bei Ansprechen der Begrenzungen nicht mehr in der Lage, ihre vertraglich bezahlte Anschlußleistung abzunehmen.
  • Bekannt sind auch Verfahren, mittels derer die Wärmeleistung zum Zwecke der Verteilung auf Wärmeerzeuger oder Wärmeüberträger erfasst wird.
  • Diese Verfahren werden in Kesselanlagen oder Wärmeübertrageranlagen eingesetzt, um eine definierte Kapazität der Anlage der vorhandenen Wärmeleistung zuzuordnen.
  • Dabei kann die Wärmeleistung aus einem gemessenen Volumenstrom und der gemessenen Temperaturdifferenz errechnet werden.
  • Solche Verfahren regeln aber die Wärmeleistung nicht, sondern ordnen der Wärmeleistung Anlagenkapazität zu.
  • Geregelt wird in solchen Anlagen vorwiegend die Vorlauftemperatur beziehungsweise auch die Rücklauftemperatur sowie der Volumenstrom, vorwiegend in Abhängigkeit bestimmter Drücke oder Volumenstromwerte.
  • Die Regelung des Volumenstromes erfolgt dabei gestuft oder stetig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik behebt und mit dem die Wärmeleistung direkt geregelt wird.
  • Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist in den Patentansprüchen 1 bis 5 beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient in seiner Grundfunktion zur Regelung und Begrenzung der Wärmeleistung nach einem Wärmeleistungssollwert, die Stellung der Wärmeleistung erfolgt dabei hauptsächlich über die Stellung des Volumenstromes.
  • Der Wärmeleistungssollwert ist die Leistung, die ein Wärmeerzeuger benötigt, um an einer definierten Übergabestelle einen Wärmeleistungsstrom zu erzeugen, welcher mit einem angeschlossenen Wärmeüberträgersystem in dem zu versorgenden Objekt einen wärmeenergetischen Gleichgewichtszustand erzeugen kann, welcher gebrauchsverwendbare Bedingungen in dem Objekt realisiert. Gebrauchsverwendbare Bedingungen beschreiben dabei die Gesamtheit des energetischen Gleichgewichtszustandes eines Objektes, welcher technologisch oder nutzungsbedingt durch den Wärmeleistungsstrom hergestellt wird.
  • Dieser energetische Gleichgewichtszustand schließt alle ex- und internen Verluste und Gewinne unter Einbeziehung von Speichereigenschaften mit ein.
  • Dem folgend ist der Wärmeleistungsstrom, der von einem Erzeuger in das zu versorgende System fließt, bei definierten Gleichgewichtszuständen direkt abhängig von den Eigenschaften in dem zu versorgenden System.
  • Ziel der Wärmelistungsregelung ist es, diesen definierten energetischen Gleichgewichtszustand durch Beeinflussung des Wärmeleistungsstromes unter Beachtung von instationären Eigenschaften und Nutzungsbedingungen des zu versorgenden Objektes so herzustellen, dass Verbrauch und Vorhaltung minimiert werden.
  • Unter Beachtung dieser Definition erfolgt die Ersteinsatzauslegung des Wärmeleistungssollwertes entsprechend dem vorgesehenen Einsatz des Wärmeleistungsreglers.
  • Denkbar sind nachfolgend aufgeführte Einsatzfälle: bei Bestandsanlagenoptimierung:
    • – Historydatenauswertung von Verrechnungsmesseinrichtungen und Volllaufzeitanalyse der Versorgungseinrichtung
    • – instationäre Wärmeleistungsgangmessung über einen typischen Nutzungsabschnitt des Objektes und Übertragung des Umgebungszustandes während der Messung auf den Auslegungszustand
    bei Neuanlagen:
    • – Gebäudesimulationsergebnisse
    • – Wärmeleistungsberechnung und Heranziehung von Datenbankergebnissen vergleichbarer Objekte
    bei technologischen Anlagen:
    • - Angaben des Verfahrenserrichters
  • Die systeminternen Eigenschaften der Wärmeleistungsregelung beinhalten ein ständiges Controlling der Soll-, Istwärmeleistung und des Objektzustandes sowie Steuerungszugriff auf die Sollwärmeleistung.
  • Damit ist die theoretische und praktische Vergleichbarkeit der Sollwärmeleistungen anhand der Abweichung zwischen berechnetem und Ist-Leistungsbedarf jederzeit gegeben und anpassbar.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels einer Versuchsanordnung mit den 1 bis 7 mit den dazugehörigen Leistungsparametern näher erläutert werden.
  • Dabei zeigt:
  • 1: Prinzipskizze zur Verfahrensbeschreibung
  • 2: eine mögliche Ausgestaltung einer Leistungsregelung
  • 3: Darstellung des Wäremeleistungsganges für einen Tag
  • 4: Darstellung des Wäremeleistungsganges für mehrere Tage
  • 5: beispielhafte Parameterliste
  • Die Erfassung der Wärmeleistung erfolgt dabei über die Messung des Volumenstromes des Heizmediums 1, der Temperaturdifferenz zwischen Vorlaufemperatur 2 und Rücklauftemperatur 3 des Heizmediums und der Leistungsberechnung 4 aus diesen Messwerten.
  • Die Stellung der Wärmeleistung erfolgt durch die Stellung des Volumenstromes 5 und weiterhin durch die Stellung der Temperaturdifferenz über die Vorlauftemperatur 6.
  • Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Standard Hardware-Konfiguration von Pumpenwarmwasserheizungen in Heizkreisen, in Nahwärmenetzen oder ausgewählten Zonen dieser Netze, sowie von geregelten Primärfernwärmeanschlüssen eingesetzt.
  • In der beispielhaften Anwendung wird von einer vorlauftemperaturgeführte Heizkreisregelung ausgegangen.
  • Die im Ausgangszustand an der Heizkreisregelung eingesetzten Bauteile sind eine elektronisch geregelte Heizkreispumpe, ein motorbetriebenes Zweiwegemischventil und ein Standardcontroller zur außentemperaturgeführten gleitenden Vorlauftemperaturreglung.
  • Die Zeitstempelfunktion der Nutzungs- und Ruhephase wird regeltechnisch durch die Absenkung der Vorlauftemperatur um einen konstanten Betrag dargestellt.
  • Damit entspricht die regeltechnische Ausrüstung der Standardkonfiguration von Heizkreisregelungen in Deutschland.
  • Die Leistungsteuerung besteht aus der logischen Vernetzung von zwei Informationsschwerpunkten.
  • Ein Informationsschwerpunkt wird durch den Pumpenhersteller gemäß einem Standardprotokoll zur Verfügung gestellt. Bestandteil dieser Protokollstruktur sind alle erforderlichen Daten, außer Temperaturdaten, die für die Sensor- und Aktorfunktion der Leistungsteuerung erforderlich sind.
  • Hier wurde das offene Functional LON Profil als Kommunikationsschnittstelle genutzt.
  • Als zweiter Informationsschwerpunkt wird ein freiprogrammierbarer Regler, der die Applikationssoftware zur Verfügung stellt, eingesetzt.
  • Als Schnittstelle Mensch-Maschine wird optional ein dezentrales LED Bedienpaneel oder ein Modem zur Datenfernübertragung eingesetzt.
  • Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß ein dezentrales LED Bedienpaneel und ein Modem zur Datenfernübertragung eingesetzt werden.
  • Der Heizungsvor- und rücklauf ist mit einem Anlagetemperaturfühler ausgestattet.
  • Die Referenzraum- und Außentemperaturen werden mit entsprechenden Standardtemperaturfühlern als analoge Eingänge generiert.
  • Die Kommunikationsschnittstelle der Heizungsumwälzpumpe wird mittels Datenkabel mit dem Applikationscontroller verbunden.
  • Die Inbetriebnahme der Kommunikationsschnittstelle erfolgt mit geeigneten Inbetriebnahmetools und jeder Informationsschwerpunkt bildet einen LON Knoten.
  • Die Controllingfunktionen werden für jede Zone durch zwei LON-Knoten vorgenommen, welche strukturell verbundene LON-Objekte darstellen.
  • In einem ersten LON- Knoten wird die Umwälzpumpenanlage als Aktor und Sensor genutzt. Vorteilhafterweise wirkt bei ihrem Einsatz kostensenkend, dass ein großer Teil dieser üblichen Heizkreispumpen gemäß der gültigen WSV den betriebsbedingten Förderbedarf selbsttätig anpassen und kommunikationsfähig ausgerüstet sind.
  • Diese LON-kompatiblen Pumpen verwenden alle das einheitliche LONMARK Functional Profile.
  • Der eingesetzte. 1. Knoten dieser Anwendung, ein LONMARK-Objekt, stellt durch das LONMARK Functional Profile für Heizungsumwälzpumpen Netzwerkvariable zu Verfügung. Er funktioniert als Closed Loop Sensor und Actutator Object.
  • Dabei werden folgende Standardnetzwerkvariable für die Kommunikation mit dem Applikations-Controller genutzt und müssen gebunden werden:
    SNVT_flow_p Massenstrom der durch die Pumpe erzeugt wird
    SNVT_press Differenzdruck über die Umwälzpumpe
    SNVT_state Betriebsstatusmeldung
    SNVT_switch prozentualer Sollwert der Betriebspunktes bezogen auf Nennparameter (abhängig vom Produkt oder einer Vereinbarung)
    SNVT_speed Drehzahl Istwert
  • Dabei ist die Variable ,flow' die virtuelle Ausgangsgröße der Pumpe, die den geförderten aktuellen Volumenstroms beschreibt, der im Prozess die Variable Massenstrom in der Leistungsermittlung in der Applikationssoftware des Reglers bestimmend beeinflusst
  • Die Variable ,press' erzeugt die systemdruckabhängige Ausgangsgröße die für den Prozess der Maximaldruckbegrenzung der Applikationssoftware um im Heizungsnetz zulässigen Druckhöhen (Rauschen) nicht zu überschreiten.
  • Die Variable ,switch' mit der Felddefinition ,state' setzt die Zustandseingangsgröße für die Schaltfunktionen , die für die AN/AUS-Steuerung der Pumpe als Aktor.
  • Die Variable ,switch' mit der Felddefinition ,value' ist die Zustands-Eingangsgröße, die in Abhängigkeit des Soll-Istwert Leistungsvergleiches im Applikationscontroller die Stellgröße des Betriebspunktes als %-Anteil des herstellerdefinierten Maxima der Pumpe bestimmt.
  • Die Variable ,speed' Drehzahl ist eine Ist-Drehzahlrückmeldung für die Realisierung von Rückkopplungsfunktionen im Applikationscontroller.
  • Die Variable ,state' setzt digitale Störungszustände in das Netz ab, dabei sind die einzelnen Störzustände entsprechend dem LONMARK – Protokoll identifizierbar.
  • Den 2. Knoten bildet ein Controller Objekt. Dieser Controller sammelt alle Daten, die über physikalische Datenpunkte bereitgestellt werden und ist Träger der Applikationssoftware zur Realisierung der Leistungsteuerung.
  • Dadurch ist gewährleistet, dass die Intelligenz jeder Zone auf diesen beiden Knoten des Netzwerkes dezentral vorhanden ist und dessen Funktion durch die Kommunikation dieser beiden Knoten realisiert wird.
  • Die Mensch- Maschine Kommunikation erfolgt wahlweise durch Vorort-Bedienpanelle mit graphischen Visualisierungseinrichtungen, durch Modemanbindungen oder Webserver.
  • Als physikalische Datenpunkte sind die Außen-, Vorlauf-, Rücklauf- und Referenzraumtemperatur vorhanden.
  • Da diese Daten wichtige Prozessdaten darstellen, werden bei einem eventuellen Ausfall Ersatzwerte definiert, die dem Prozessrechner zur Verfügung gestellt werden.
  • Diese Daten stehen dem Controller jeder Zeit zur Verfügung.
  • Aus anderen LON-Knoten benötigte Daten müssen dagegen, von dem Controller ständig abgerufen werden. Dies erfolgt hier zwischen den Knoten der hydraulisch verantwortlichen Komponenten der zugeordneten Versorgungszone, dem Applikationscontroller als Master und der Pumpe als Slave. Aus der Variablen „flow" wird im Controller die Leistung unter Hinzuziehung der aktuellen Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur die Wärmeleistung ermittelt.
  • Da dieser so ermittelte Leistungswert stellt die Momentan-Aufnahme zum Zeitpunkt des Datenabrufs dar.
  • Für die Darstellung und zur regeltechnischen Verarbeitung, wird der viertelstündliche Mittelwert oberschwingungsbereinigt erzeugt.
  • Der so ermittelte Leistungswert stellt den Ist-Wärmeleistungsstrom dar, der in diesem Versorgungsbereich fließt.
  • Der Vergleich erfolgt zu einer Soll-Leistungsgrenzkurve, die ihr Maxima bei der heiztechnischen Auslegungstemperatur, hier –12°C, und der Auslegungsleistung hat.
  • Ein Trend-Logging der Werte Außentemperatur, Raumtemperatur und Soll-Leistung und Ist-Leistungswerte integriert alle Einflüsse aus Nutzung, Regelung, Umgebung und Bausubstanz.
  • Die Begrenzung und Anpassung der maximalen Leistungsvorhaltung und die Anpassung der außentemperaturabhängigen Leistungsgrenzkurve erfolgt durch Stützpunkte bei verschieden Außentemperaturniveaus, so dass das Soll-Leistungsniveau ausreichend für das geforderte Versorgungsniveau ist (Referenzraumtemperatur). Das Maxima der Soll-Leistung wird dann an das instationäre Maximalleistungsniveau angeglichen und das Anpassen der Soll-Leistung im außentemperatur- und zeitstempelgeführten Regelbereich führt zu einer Absenkung des Energiestromdichte und somit zu einer Energieverbrauchsabsenkung. Die Ermittlung von Energiemengen in vereinbarten Zeitstempeln durch Integrierung der verwendeten Leistungswerte lässt ein kontinuierliches Energieverbrauchsmanagement zu, wobei die Sollenergiemengen durch die beispielhaft eingesetzte EnEV 2000 vorgeben werden.
  • Ein Vergleich des Flächenintegrals der Mehrleistungsenergiemenge für den Aufheizzyklus, Zeitstempel geführte Freigabe der Nennleistung zum Zwecke der Energieniveauanhebung der Versorgungszone, hier das als Beispiel verwandte Gebäudes, mit dem aus dem Flächenintegral der Leistungskurve des während der Absenkphase gewonnen Energiemenge, führt zu einer Bewertung der Effektivität der zyklischen Absenk- und Nutzungsmaßnahmen.
  • Erkennbar wird, ob das Verhältnis positiv bleibt zwischen
    der eingesparten Energiemenge
    der Absenkzeit und
    der mehr aufgewendeten Energiemenge des Aufheizvorganges.
  • Beim Eingreifen von Begrenzungsfunktionen, oberhalb der maximalen vereinbarten Bereitstellungsleistung, wird die Istleistung abgesenkt. Ein Zugriff auf die Systemtemperaturen erfolgt nicht.
  • Die Leistungsanpassung erfolgt gegen eine außentemperaturabhängige Grenzkurve. Der maximale Wärmeleistungsstrom wird für die Auslegungstemperatur gemäß DIN 470, in diesem Beispiel –12°C für Dessau, bestimmt und wird vor allem auch für die Aufheizphase in Anspruch genommen. Verfahrenstechnisch erfolgt der Zugriff auf den Wärmeleistungsstrom durch den Zugriff auf den Massenstrom, d.h. das Umwälzpumpenbetriebsregime erfolgt im Drehzahlmodus gemäß des LONMARK HVAC functional profil.
  • Die Veränderung der Pumpendrehzahl erfolgt in Abhängigkeit der Leistungsfreigabe gleitend, bis zu einem in den Konfigurationsparametern individuell vorwählbaren Drehzahlwert. Dieser ist abhängig von den hydraulischen Gegebenheiten, hier bei 60 % des Soll-Leistungsmaxima.
  • Da bei einer weiteren gleitenden Absenkung das hydraulische System instabil wird, erfolgt die Absenkung nicht mehr gleitend, sondern die Pumpe geht in den Impulsbetrieb über. Als Konfigurationsparameter muss dabei die Mindestlaufzeit der Pumpe vereinbart werden, die ebenfalls von den vorgefundenen hydraulischen Systemeigenschaften abhängig ist, Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind dies 420 Sekunden.
  • Dabei ist die Mindestlaufzeit der Pumpe so zu wählen, dass in dem hydraulisch ungünstigsten Teil eine sichere Versorgung erfolgt.
  • Das gleitende Drehzahlregime der Umwälzpumpe ist bei diesem Betriebsregime aufgehoben, es folgt die Drehzahlansteuerung immer entsprechend der maximalen Strangleistung, so dass eine sichere Versorgung ungünstiger Anlagenteile gewährleistet ist.
  • Der dabei erzeugte Wärmestrom wird über die Betriebsimpulsdauer integriert.
  • Die sich ergebende Wärmemenge wird dann mit der integrierten außentemperaturabhängigen Grenzleistungswärmemenge, die aus der Grenzleistungskurve ermittelt wurde, verglichen. Die dabei in das System geflossene Überleistung wird in eine Ruhe-Impulsdauer der Pumpe umgelegt.
  • Das heißt, je geringer die freigegebene Leistung im Verhältnis zur geflossenen Leistung während des Betriebsimpulses ist, desto länger ist der Ruhe-Impuls.
  • Ist ein Begrenzung der Ruheimpulse erforderlich, erfolgt bei Überschreitung der vereinbarten Impulsdauer eine Absenkung der Vorlauftemperatur gleitend solange, bis der Mehrleistungsanteil während der aktiven Impulsphase keine Überschreitung der Ausschaltzeit der Pumpe mehr hervorruft.
  • Dieses Betriebsregime garantiert, dass die Leistung auch unter einem hydraulisch instabilen Drehzahlbetriebsbereich der Pumpe stufenlos weiter abgesenkt werden kann.
  • Da das functional profil nur einen Betriebsmodus zulässt, der Betrieb einer Umwälzpumpe in Wärmeübertragungsanlagen aber auch den Anforderungen der Rauschgeräuscheminimierung genügen muss, ist es erforderlich den 2. Modus extern nachzubilden. werden.
  • Der 2. Betriebsmodus ist der ebenfalls im functional Profil vorhandene ,mode pressure'.
  • Deshalb erfolgt zwar die Sensorik pumpenintern, aber der Vergleich mit dem festgelegten Konfigurationsparameter erfolgt im Controller.
  • Zwischen der Leistungsbegrenzungsfunktion und der Druckbegrenzungsfunktion erfolgt dann eine Minimalauswahl, so dass die Drehzahlabsenkung auch bei Drucküberschreitung möglich wird.
  • Vorteilhafterweise ist durch den Controller ein uneingeschränkter LON- basierter Zugriff auf alle Variablen, Konstanten und Funktionsblöcke sowie jederzeit externer Zugriff für Konfigurationsanpassung möglich.
  • In einer weiteren besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung wird die bauseitige Temperaturregelung in ihrem Betriebsregime überwacht.
  • Alle Zustände, die diese bauseitige Regelung außerhalb des vorgegebenen Betriebsmodus durchführt, werden durch das erfindungsgemäße Verfahren immer verbrauchssenkend beeinflusst.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Regelung der Wärmeleistung in Fernwärme-, Kessel-, Heizungs-, Lüftungs, Trinkwassererwärmungs- und Kälteanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem gemessenen Volumenstrom des Heizmediums und der gemessenen Temperaturdifferenz des Heizmediums und/oder aus der gemessenen Vorlauf- und Rücklauftemperatur des Heizmediums errechneten Temperaturdifferenz die Wärmeleistung errechnet wird, diese mit einem Sollwert verglichen wird und über die Veränderung des Volumenstromes des Heizmediums eine Angleichung zwischen Soll- und Istwert der Wärmeleistung angesteuert wird, wobei die Veränderung des Volumenstromes des Heizmediums in einem begrenzten ersten Bereich des Volumenstromes des Heizmediums stetig erfolgt und in einem begrenzen zweiten Bereich des Volumenstromes des Heizmediums über stetig veränderbare Volumenstromimpulse erfolgt, welche in der Integration der in den Einschalt- und Ausschaltimpulsen enthaltenen Volumen des Heizmediums dem Sollwert des Volumenstromes des Heizmediums entsprechen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Veränderung der Wärmeleistung zur Angleichung zwischen Soll- und Istwert in einem begrenzten dritten Bereich des Volumenstromes des Heizmediums über eine Veränderung der Temperaturdifferenz des Heizmediums erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Temperaturdifferenz des Heizmediums über eine Veränderung der Vorlauftemperatur des Heizmediums erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Volumens des Heizmediums mittels der sich im Heizmedium befindliche Pumpe erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Volumenstromes des Heizmediums und die Veränderung des Volumenstromes des Heizmediums mittels der sich im Heizmedium befindlichen Pumpe erfolgt.
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BAUMGARTH S.: Strategien zur energieoptimalen Hei- zungsregelung In: HLH Bd.42 (1991) Nr.5, Mai Seite 315-318
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