DE19601130C2 - Process for controlling a room heating system - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Raumheizungsanlage mit einem zentralen Wärmeerzeuger, beispielsweise Gasheizkessel, zur Erwärmung eines Wärmeträgermediums und mit einem Raumtemperaturregler, der die Raum-Isttemperatur erfaßt und an dem ein Raumtemperatur-Sollwert einstellbar ist, sowie mit einem Stellorgan, wie Stellventil oder steuerbare Umwälzpumpe, zur Einstellung der Wärmeträgermedium- Durchflußmenge pro Zeiteinheit.The invention relates to a method for controlling a Space heating system with a central heat generator, for example gas boilers, for heating a Heat transfer medium and with a room temperature controller that the The actual room temperature is recorded and a room temperature setpoint is adjustable, as well as with an actuator, such as a control valve or controllable circulation pump, for setting the heat transfer medium Flow rate per unit of time.
Ein Verfahren zum Steuern einer Temperatur einer Zentralheizungsanlage ist in der DE 35 37 104 C2 beschrieben. Dieses dient der Korrektur der Heizkurve. Die beschriebene Heizungsanlage zeigt die oben genannten Baugruppen.A method of controlling a temperature of a Central heating system is described in DE 35 37 104 C2. This serves to correct the heating curve. The heating system described shows the above assemblies.
In der DE 38 32 495 A1 wird mit einer Steuerung die Temperatur eines Heizmediums einer Umlaufheizung mit einer Minimaltemperatur- Begrenzung betrieben. Hierbei ist bei einer vorgegebenen Temperatur des Heizmediums eine niedrige Drehzahl der Umlaufpumpe vorgesehen. Die Umlaufgeschwindigkeit des Heizmediums wird erst dann reduziert, wenn eine vorgegebene Minimaltemperatur des Heizmediums vorliegt. In DE 38 32 495 A1, the temperature of a Heating medium of a circulation heater with a minimum temperature Limitation operated. Here is at a given temperature a low speed of the circulation pump is provided for the heating medium. The circulating speed of the heating medium is only reduced if there is a specified minimum temperature of the heating medium.
Hiermit ist erreicht, daß insbesondere in der Übergangszeit der Heizperiode durch eine Verkleinerung der geförderten Menge des Heizmediums die Brennerleistung dem tatsächlichen Bedarf angepaßt werden kann.This ensures that, in particular in the transition period Heating period by reducing the amount of the pumped Heating medium adapted the burner output to the actual need can be.
In der DE 41 36 771 A1 ist ebenfalls eine Heizungsanlage beschrieben bei der die Heizkreispumpe mit verminderter Aktivität bzw. vermindertem Volumenstrom betrieben wird und damit eine verminderte Leistungsversorgung des Heizkreises erreicht ist.A heating system is also described in DE 41 36 771 A1 where the heating circuit pump with reduced activity or reduced Volume flow is operated and thus a reduced Power supply to the heating circuit is reached.
Bei Systemen, die eine bestimmte Kesseltemperatur bzw. Vorlauftemperatur systembedingt nicht unterschreiten können, ist eine Reduzierung der Heizleistung unter eine Minimaltemperatur durch die Verminderung des Heizkreisvolumenstroms möglich.For systems that have a certain boiler temperature or Due to the system, the flow temperature cannot be lower is one Reduction of the heating capacity below a minimum temperature by the The heating circuit volume flow can be reduced.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, durch das der Wärmeerzeuger auf einem möglichst niedrigen Temperaturniveau betrieben wird.The object of the invention is a method of the type mentioned to propose by which the heat generator on a possible low temperature level is operated.
Gelöst ist diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.This task is solved by the characteristics of the characterizing part of claim 1.
Dabei wird bei zunehmendem Raum-Wärmebedarf zunächst die Wärmeträger-Durchflußmenge ohne Anhebung der Vorlauftemperatur vergrößert. Der Wärmeerzeuger arbeitet also lang auf einem niedrigen Temperaturniveau. Daraus ergibt sich ein wirtschaftlicher Betrieb mit geringen Verlusten. Erst wenn trotz maximaler Durchflußmenge der jeweilige Raum-Wärmebedarf nicht gedeckt wird, wird die Vorlauftemperatur angehoben.With increasing room heat demand, the Heat transfer medium flow rate without increasing the Flow temperature increased. The heat generator works so long at a low temperature level. Out of it there is an economical operation with low Losses. Only if, despite the maximum flow rate the respective room heat requirement is not covered, the Flow temperature raised.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:Advantageous refinements of the invention result from the subclaims and the following description of an embodiment. The drawing shows:
Fig. 1 eine Raumheizungsanlage schematisch, Fig. 1 shows a room heating system schematically,
Fig. 2 ein Diagramm der Durchflußmengenerhöhung, Fig. 2 is a diagram of Durchflußmengenerhöhung,
Fig. 3 ein Diagramm der Vorlauftemperaturerhöhung und Fig. 3 is a diagram of the flow temperature increase and
Fig. 4 eine Ergänzung zu Fig. 3. Fig. 4 is a supplement to FIG. 3.
Ein zentraler Wärmeerzeuger (I), beispielsweise Gasheizkessel, arbeitet mit einer Regeleinrichtung(2) für die Vorlauftemperatur. Die Raumheizungsanlage ist im Beispielsfall in Raumheizzonen (I, II) aufgeteilt. Es können auch weitere Zonen vorgesehen sein. Jede Raumheizzone umfaßt wenigstens einen Raumheizkörper (3, 4; 3', 4') in einem oder mehreren zu beheizenden Räumen. Jeder Raumheizzone (I, II) ist über eine Vorlaufleitung (5 bzw. 5') Heizungswasser vom Wärmeerzeuger(I) zugeführt. Jeder Raumheizzone (I, II) ist ein motorisch antreibbares Stellventil (6 bzw. 6') oder eine Umwälzpumpe mit einstellbarer Drehzahl zugeordnet. Das Stellventil bzw. die Umwälzpumpe ist von einer Regelschaltung (7 bzw. 7') der betreffenden Raumheizzone (I, II) gesteuert. An der Regelschaltung (7, 7') liegt ein Raumtemperatur-Sollwertgeber (8 bzw. 8'), der von einer Zeitschaltuhr (9 bzw. 9') einstellbar sein kann. Die Regelschaltung (7, 7') erfaßt über einen Raumtemperaturfühler (10 bzw. 10') die Isttemperatur des Führungsraums der jeweiligen Raumheizzone.A central heat generator (I), for example a gas boiler, works with a control device ( 2 ) for the flow temperature. In the example, the space heating system is divided into space heating zones (I, II). Additional zones can also be provided. Each space heating zone comprises at least one space heater ( 3 , 4 ; 3 ', 4 ') in one or more rooms to be heated. Each room heating zone (I, II) is supplied with heating water from the heat generator (I) via a flow line ( 5 or 5 '). Each room heating zone (I, II) is assigned a motor-driven control valve ( 6 or 6 ') or a circulating pump with adjustable speed. The control valve or the circulation pump is controlled by a control circuit ( 7 or 7 ') of the relevant space heating zone (I, II). A room temperature setpoint generator ( 8 or 8 ') is located on the control circuit ( 7 , 7 ') and can be set by a timer (9 or 9 '). The control circuit ( 7 , 7 ') detects the actual temperature of the lead room of the respective room heating zone via a room temperature sensor ( 10 or 10 ').
Die Funktionsweise der beschriebenen Anlage ist im wesentlichen folgende, wobei die Verhältnisse hinsichtlich der Raumheizzone (I) beschrieben werden. Für die Raumheizzone (II) gilt entsprechendes.The operation of the system described is in essential following, the ratios be described with regard to the space heating zone (I). For the room heating zone (II) applies accordingly.
In Fig. 2 ist angenommen, daß im Zeitpunkt (t0) das Stellventil (6) oder die statt dessen vorsehbare drehzahlsteuerbare Umwälzpumpe so eingestellt ist, daß eine minimale Durchflußmenge (Q1) fließt. Solange mit dieser Temperatur die eingestellte Solltemperatur erreicht wird, geschieht nichts weiteres.In Fig. 2 it is assumed that at the time (t0) the control valve ( 6 ) or the instead of this provided speed-controllable circulation pump is set so that a minimum flow rate (Q1) flows. As long as the set target temperature is reached with this temperature, nothing else happens.
Wird die eingestellte Solltemperatur im betreffenden Raum nicht erreicht, dann schaltet die Regelschaltung (7) das Stellventil (6) weiter auf, so daß eine größere Durchflußmenge Q2 zu den Heizkörpern (3, 4) fließt, was in Fig. 2 zum Zeitpunkt (t1) der Fall ist. Die erhöhte Strömungsmenge bleibt wenigstens für eine festgelegte Verweilzeit tV, beispielsweise 10 min bis 15 min, aufrechterhalten, weil die Solltemperatur noch nicht gleich erreicht werden kann. Die Verweilzeit tV ist so bemessen, daß während ihr in vielen praktischen Betriebsfällen sich die Raumtemperatur um einige K auf die Solltemperatur erhöhen kann.If the set target temperature is not reached in the room in question, then the control circuit ( 7 ) switches on the control valve ( 6 ) further, so that a larger flow rate Q2 flows to the radiators ( 3 , 4 ), which is shown in FIG. 2 at the time (t1 ) the case is. The increased flow rate is maintained at least for a defined dwell time tV, for example 10 minutes to 15 minutes, because the target temperature cannot be reached immediately. The dwell time tV is dimensioned such that, in many practical operating cases, the room temperature can increase by a few K to the target temperature.
Wird die Solltemperatur nach der Verweilzeit tV nicht erreicht, dann schaltet die Regelschaltung (7) die Durchflußmenge um eine weitere Stufe auf Q3 höher, was in Fig. 2 im Zeitpunkt t2 der Fall ist.If the target temperature is not reached after the dwell time tV, then the control circuit ( 7 ) switches the flow rate by a further step to Q3, which is the case in FIG. 2 at time t2.
Wird die Solltemperatur auch mit der Durchflußmenge (Q3) nicht erreicht, beispielsweise weil der Sollwert höher gestellt wurde, dann wird die Durchflußmenge auf ihren Maximalwert Qmax eingestellt, was in Fig. 2 bei t3 der Fall ist. Wird auch mit der Durchflußmenge Qmax nach der Verweilzeit tV die Solltemperatur nicht erreicht, dann wird die Vorlauftemperatur Tv erhöht, was unten näher beschrieben ist. Bis zum Zeitpunkt t4 regelt die Regeleinrichtung (2) die Vorlauftemperatur auf einen anlagenspezifisch möglichst kleinen Wert.If the target temperature is not reached even with the flow rate (Q3), for example because the target value has been set higher, the flow rate is set to its maximum value Qmax, which is the case in FIG. 2 at t3. If the target temperature is not reached with the flow rate Qmax after the dwell time tV, then the flow temperature Tv is increased, which is described in more detail below. Up to time t4, the control device ( 2 ) regulates the flow temperature to a value that is as specific as possible for the system.
Anstelle der in Fig. 2 dargestellten drei Stufen können auch mehr Durchflußmengenstufen vorgesehen sein. Jede Stufe bleibt wenigstens während der Verweilzeit tV geschaltet.Instead of the three stages shown in FIG. 2, more flow rate stages can also be provided. Each stage remains switched at least during the dwell time tV.
Übersteigt während der Zeit (t1 bis t4) die Raumtemperatur die Solltemperatur, dann erfolgt ein entsprechend stufenweises Zurückschalten der Durchflußmenge.Exceeds the room temperature during the time (t1 to t4) the target temperature, then there is a corresponding gradual switching back of the flow rate.
Wird trotz maximaler Durchflußmenge (Qmax) die Raum- Solltemperatur nicht erreicht, dann gibt die Regelschaltung (7) über eine Signalleitung (11 bzw. 11') ein Signal an die Regeleinrichtung (2) des Wärmeerzeugers (1). Die Regeleinrichtung (2) erhöht damit die Vorlauftemperatur Tv beispielsweise von T1 auf T2 (vgl. Fig. 3). Die Temperatur T1 kann eine für den Frostschutzbetrieb der Anlage nötige Temperatur oder eine höhere Temperatur sein. Die Anforderung der Temperaturerhöhung besteht für eine bestimmte Dauer tD, beispielsweise 10 min bis 15 min, wobei die Dauer tD so bemessen ist, daß sich nach Hochlauf der Solltemperatur von T1 auf t2 eine anlagenspezifische Zeit bleibt, die im Regelfalle ausreicht, daß sich die Raumtemperatur um wenige K auf den Sollwert erhöht.If the desired room temperature is not reached despite the maximum flow rate (Qmax), the control circuit ( 7 ) sends a signal to the control device ( 2 ) of the heat generator ( 1 ) via a signal line ( 11 or 11 '). The control device ( 2 ) thus increases the flow temperature Tv, for example from T1 to T2 (cf. FIG. 3). The temperature T1 can be a temperature required for frost protection operation of the system or a higher temperature. The temperature increase is required for a certain duration tD, for example 10 min to 15 min, the duration tD being such that after the setpoint temperature has risen from T1 to t2 there remains a system-specific time which is usually sufficient for the room temperature to be sufficient increased by a few K to the setpoint.
Reicht die Vorlauftemperatur T2 nicht aus, um den Raumtemperatursollwert zu erreichen, dann wird sie um eine Stufe weiter erhöht, was nach Fig. 3 zum Zeitpunkt t5 der Fall ist. Die Vorlauftemperatur wird von T2 auf T3 angehoben. Entsprechendes gilt für weitere Stufen. Zum Zeitpunkt t6, beispielsweise, ist mit der Vorlauftemperatur T3 die Raumsolltemperatur noch immer nicht erreicht. Dementsprechend wird die Vorlauftemperatur auf T4 hochgestellt.If the flow temperature T2 is not sufficient to reach the room temperature setpoint, then it is increased by one step, which is the case at time t5 in FIG. 3. The flow temperature is raised from T2 to T3. The same applies to further stages. At time t6, for example, the target room temperature has still not been reached with the flow temperature T3. Accordingly, the flow temperature is raised to T4.
Die bestimmte Dauer tD, während der die von der Regelschaltung (7) ausgehende Temperaturanforderung Gültigkeit hat, ist vorzugsweise so bemessen, daß die erhöhte Solltemperatur für einige Zeit bestehen bleibt. Nach Ablauf der bestimmten Dauer tD wird, wenn innerhalb ihr keine Temperaturerhöhung angefordert wird, die Vorlauftemperatur zurückgestellt, was in Fig. 3 beispielsweise zum Zeitpunkt t7 der Fall ist. Die Vorlauftemperatur sinkt dementsprechend ab. Zum Zeitpunkt t8 fordert die Regelschaltung (7) eine weitere Temperaturerhöhung an, so daß die Vorlauftemperatur wieder ansteigt. Nach dem Zeitpunkt t9 erfolgt keine weitere Temperaturanforderung, so daß die Vorlauftemperatur Tv auf ihren Ausgangswert T1 zurückgeht.The specific duration tD, during which the temperature request from the control circuit ( 7 ) is valid, is preferably such that the increased target temperature remains for some time. After the determined duration tD, if no temperature increase is requested within it, the flow temperature is reset, which is the case in FIG. 3, for example, at time t7. The flow temperature drops accordingly. At time t8, the control circuit ( 7 ) requests a further temperature increase, so that the flow temperature rises again. No further temperature request occurs after time t9, so that the flow temperature Tv returns to its initial value T1.
Bei jeder Erhöhung der Vorlauftemperatur Tv wird das Stellventil (6) wenigstens um eine Stufe zurückgeschaltet. Es kann bei jeder Erhöhung der Vorlauftemperatur auf die niedrigste Durchflußmenge zurückgeschaltet werden. Es ist damit zusätzlich unterstützt, daß eine erhöhte Vorlauftemperatur schnell an den Raumheizkörpern wirksam wird.Each time the flow temperature Tv is increased, the control valve ( 6 ) is switched back by at least one step. You can switch back to the lowest flow rate each time the flow temperature is increased. It also supports that an increased flow temperature quickly becomes effective on the room radiators.
Fig. 4 zeigt eine von der Regeleinrichtung (2) voreingestellte Vorlauftemperatur Tn im normalen Tagbetrieb und eine Vorlauftemperatur Ta im abgesenkten Nachtbetrieb und eine Vorlauftemperatur Tf im Frostschutzbetrieb. In Fig. 4 sind durch die Kurven a, b, c die betreffenden Temperaturerhöhungen dargestellt, die auftreten, wenn die Regelschaltung (7) eine erhöhte Vorlauftemperatur anfordert. Bei einer Temperaturanforderung zum Zeitpunkt t1' erfolgt eine vergleichsweise kleine Erhöhung der Vorlauftemperatur (Kurve a). Bei Temperaturanforderung im Zeitpunkt t2' erfolgt eine größere Temperaturerhöhung auf - zunächst Tn. Im Zeitpunkt t3' ist bei Temperaturanforderung die Temperaturerhöhung (Kurve c) noch größer, um - zunächst - die Temperatur Tn zu erreichen. Fig. 4 shows a pre-set by the control device (2) flow temperature Tn in the normal daytime and a flow temperature Ta in the lowered night mode and a flow temperature Tf in frost protection mode. In Fig. 4, curves a, b, c show the relevant temperature increases that occur when the control circuit ( 7 ) requests an increased flow temperature. If a temperature is requested at time t1 ', the flow temperature increases comparatively small (curve a). When temperature is requested at time t2 ', there is a greater temperature increase to - initially Tn. At time t3', the temperature increase (curve c) is even greater when temperature is requested in order to - initially - reach temperature Tn.
Die Vorlauftemperatur (Tv) kann an der Regeleinrichtung (2) auch außentemperaturabhängig voreingestellt sein, wobei dann von diesem voreingestellten Vorlauftemperaturwert aus die Temperaturerhöhung entsprechend des Signals der Regelschaltung (7) erfolgt.The flow temperature (Tv) can also be preset on the control device ( 2 ) as a function of the outside temperature, with the temperature increase corresponding to the signal from the control circuit ( 7 ) then taking place from this preset flow temperature value.
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