DE19710646A1 - Arrangement for adapting power of heating system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Anordnung bzw. einem Verfahren zur Anpassung der Leistung eines Heizgerätes an den tatsächlichen Wärmebedarf durch Regelung der Heizungsvorlauftemperatur gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 8 definierten Gattung.The invention is based on an arrangement or a method to adjust the performance of a heater to the actual Heat demand by regulating the heating flow temperature according to the Generic defined in the preamble of claim 1 or 8.
Bei einer bekannten Anordnung dieser Art zur Anpassung der Leistung eines Heizgerätes an den Wärmebedarf, beispielsweise eines Gebäudes, ist die Heizungsvorlauftemperatur des Heizgerätes über eine Steuerung bzw. Regelung bestimmbar und innerhalb der einzelnen Räume wird eine Einzelraumtemperaturregelung über das oder die Heizkörperventile vorgenommen. In a known arrangement of this type to adapt the Performance of a heater to the heat demand, for example of a building is the heating flow temperature of the heater can be determined via a control or regulation and within the individual rooms is a single room temperature control via the or the radiator valves.
Bei einer solchen Einzelraumtemperaturregelung stellt jeder Raum einen einzelnen autarken Regelkreis dar. Der Raumregler ist mit dem ihm zugeordneten Stellglied, dem Heizkörperventil, normalerweise in der Lage, die gewünschte Raumtemperatur einzuregeln. Die Vorlauftemperatur des Heizungswassers wird über eine Steuerung, meist in Form einer witterungsgeführten Regelung, vorgegeben. Bei dieser bekannten Anordnung gibt es keine Rückmeldung der Raumregler über den Zustand in den einzelnen Räumen. Eine Anpassung der Vorlauftemperatur des Heizgerätes an den tatsächlich im Gebäude vorhandenen Wärmebedarf erfolgt nicht. Die Leistung des Heizgerätes entspricht damit dem sich einstellenden Wärmeverbrauch, nicht aber dem tatsächlichen Wärmebedarf.With such a single room temperature control, every room a single self-sufficient control loop. The room controller is included the actuator assigned to it, the radiator valve, normally able to get the desired room temperature to settle. The flow temperature of the heating water is over a control, usually in the form of a weather-compensated control, given. In this known arrangement there are none Feedback of the room controller about the status in the individual Clearing. An adjustment of the flow temperature of the heater there is no actual heat demand in the building. The performance of the heater corresponds to that adjusting heat consumption, but not the actual one Heat demand.
Generell bekannt ist es, daß bei einer witterungsgeführten Regelung die Heizungsvorlauftemperatur anhand der Außentemperatur und einer dem Gebäude und der Heizungsanlage entsprechenden Heizkurve bestimmt wird. Das Heizgerät regelt seine Vorlauftemperatur auf den dementsprechend berechneten und vorgegebenen Wert, ohne dabei die tatsächlichen Verhältnisse im Gebäude zu berücksichtigen.It is generally known that a weather-dependent Regulation of the heating flow temperature based on the outside temperature and one corresponding to the building and the heating system Heating curve is determined. The heater controls his Flow temperature on the accordingly calculated and given value without changing the actual conditions in the Building.
Eine andere bekannte Regelung ist die Raumtemperaturregelung mit Führungsraum. Dabei wird insbesondere bei Einsatz in kleineren Gebäuden oder in Etagen ein Raum zum Führungsraum bestimmt. Der Raumregler regelt die Temperatur in diesem Raum und gibt dazu über ein Signal an das Heizgerät die Meldung, ob Wärme benötigt wird oder nicht. Bei dieser Regelungsart geht man davon aus, daß der Wärmebedarf in den anderen Räumen nicht sehr unterschiedlich von dem des Führungsraumes ist. Die einzelnen Räume können mit Thermostatventilen ausgestattet sein. Auch bei dieser Regelungsart wird der tatsächliche Wärmebedarf nicht berücksichtigt. Another known regulation is the room temperature regulation with Leadership room. It is particularly useful when used in smaller Buildings or floors have a room for the lead room. Of the Room controller regulates the temperature in this room and transfers it to it a signal to the heater stating whether heat is needed or not. With this type of regulation it is assumed that the Heat requirements in the other rooms are not very different from that of the leadership room. The individual rooms can with Thermostatic valves. Even with this type of regulation the actual heat requirement is not taken into account.
In größeren Gebäuden wird teilweise eine Einzelraumregelung verwendet. Dabei stellt jeder Raum einen einzelnen autarken Regelkreis dar. Der Raumregler ist mit den ihm zugeordneten Stellgliedern, den Heizkörperventilen, normalerweise in der Lage, die gewünschte Raumtemperatur einzuregeln. Die Vorlauftemperatur der Heizung wird dabei über eine witterungsgeführte Regelung, die weiter oben beschrieben ist, vorgegeben. Es gibt keine Rückmeldung über den Zustand in den einzelnen Räumen. Eine Anpassung der Leistung des Heizgeräts an den tatsächlich im Gebäude vorhandenen Wärmebedarf ist nicht möglich.In larger buildings, individual room control is sometimes used used. Each room provides a single self-sufficient Control loop. The room controller is assigned to it Actuators, the radiator valves, usually able to regulate the desired room temperature. The flow temperature the heating is controlled by a weather-controlled system is described above. There is no feedback about the condition in the individual rooms. An adaptation of the Output of the heater on the actually existing in the building Heat demand is not possible.
Die vorstehend beschriebenen Regelungs- und Steuerungsarten für die Vorlauftemperatur bzw. den Leistungsbedarf eines Heizgerätes berücksichtigen nicht den in einem Gebäude tatsächlich vorhandenen Wärmebedarf.The types of regulation and control described above for the flow temperature or the power requirement of a heater do not take into account what actually exists in a building Heat demand.
Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des grundlegenden Verfahrensanspruchs, hat demgegenüber den entscheidenden Vorteil, daß der Leistungsbedarf des Heizgerätes an den tatsächlichen Wärmebedarf des Gebäudes selbsttätig angepaßt wird. Durch dieses adaptive, sich an die Gegebenheiten anpassende Regelverfahren bzw. die erfindungsgemäße Anordnung ergeben sich verschiedene weitere Vorteile. So wird Energie eingespart und es ergibt sich damit eine Emissionsminderung. Das System ist robust im Hinblick auf Auslegungs- sowie Einstell- und Bedienungsfehler. Der Witterungseinfluß ist reduziert, es entfällt die manuelle Sommer-/Winter-Umstellung, die manuelle Heizkurveneinstellung und die manuelle Einstellung der außentemperaturabhängigen Pumpenabschaltung. The arrangement according to the invention with the characteristic features of claim 1 and the inventive method with the characteristic features of the basic procedural claim, has the decisive advantage that the Power requirement of the heater to the actual heat requirement the building is automatically adjusted. Through this adaptive, control procedures that adapt to the circumstances or Various additional arrangements result according to the invention Advantages. This saves energy and results in one Emission reduction. The system is robust with regard to Design, setting and operating errors. Of the The influence of the weather is reduced, manual is no longer necessary Summer / winter changeover, manual heating curve setting and the manual setting of the outside temperature-dependent Pump shutdown.
Gemäß der Erfindung ist prinzipiell als Anordnung zur Anpassung der Leistung des Heizgerätes vorgesehen, daß das Heizgerät von einem Steuergerät beeinflußt wird, in den einzelnen Räumen verstellbare Heizkörperventile an den Heizkörpern und in den Räumen Raumtemperaturregler vorgesehen sind, welche die Heizkörperventile beeinflussen und verstellen, ein Bussystem vorgesehen ist, über welches das Steuergerät und die Heizkörperventile informativ verbindbar bzw. verbunden sind, und die Heizungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Öffnungsstellung der Heizkörperventile mittels des Steuergerätes optimierbar und an den Wärmebedarf anpaßbar ist.In principle, according to the invention is an arrangement for adaptation the power of the heater provided that the heater of a control unit is influenced in the individual rooms adjustable radiator valves on the radiators and in the Rooms room temperature controllers are provided, which the Radiator valves influence and adjust a bus system is provided, via which the control unit and the Radiator valves are informatively connectable or connected, and the heating flow temperature depending on the Open position of the radiator valves using the control unit can be optimized and adapted to the heat requirement.
Durch die in den weiteren Anordnungsansprüchen niedergelegten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Anordnung zur Anpassung der Leistung des Heizgeräts möglich.By those laid down in the other claims Measures are advantageous further training and improvements in in claim 1 arrangement for adjusting the performance of the Heater possible.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Heizungsvorlauftemperatur auf den niedrigst möglichen Wert abgesenkt.According to a particularly advantageous embodiment of the arrangement according to the invention, the heating flow temperature lowered the lowest possible value.
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Änderung der Heizungsvorlauftemperatur dann, wenn eine bestimmte Stellung des am weitesten geöffneten Heizkörperventils über- oder unterschritten wird.According to a particularly advantageous embodiment of the Invention there is a change in the heating flow temperature then when a certain position of the most open Radiator valve is exceeded or fallen below.
Eine besonders vorteilhafte und zweckmäßige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung beinhaltet, daß ein Maximalwertfinder vorgesehen ist, der die maximale Öffnungsstellung aller Heizkörperventile der Räume aus den einzelnen Öffnungsstellungen ermittelt, daß ein Subtrahierer vorgesehen ist, der von der ermittelten maximalen Öffnungsstellung der Heizkörperventile einen vorgebbaren Öffnungswert subtrahiert, daß ein Multiplizierer vorgesehen ist, der aus dem generierten Subtraktionsergebnis durch Multiplikation mit einem Temperaturfaktor Änderungswerte für die Heizungsvorlauftemperatur erzeugt und daß ein Addierer vorgesehen ist, der aus diesem erzeugten Änderungswert und dem bisherigen Wert der Heizungsvorlauftemperatur einen neuen Wert für die Heizungsvorlauftemperatur bildet.A particularly advantageous and convenient embodiment of the arrangement according to the invention includes that a maximum value finder The maximum open position of all is provided Radiator valves of the rooms from the individual opening positions determines that a subtractor is provided which is different from the determined maximum opening position of the radiator valves one Predeterminable opening value subtracts that a multiplier is provided by the generated subtraction result Multiplication by a temperature factor change values for the Heating flow temperature generated and that an adder is provided is the change value generated from this and the previous one Value of the heating flow temperature a new value for the Heating flow temperature forms.
Ein besonders vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht einen Begrenzer vor, der die Heizungsvorlauftemperatur auf einen Wert zwischen einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert begrenzt. Eine sehr zweckmäßige Ausgestaltung sieht in Ergänzung dazu vor, daß dem Addierer ein Startwert für die Heizungsvorlauftemperatur als Anfangswert zugeführt wird bzw. zuführbar ist. Damit wird ein schnelleres Einstellen des Systems auf den optimalen Wert bei der Inbetriebnahme erreicht.A particularly advantageous development of this embodiment provides for a limiter that sets the heating flow temperature a value between an upper limit and a lower limit Limit limited. A very practical embodiment looks in Supplement to this that the adder has a starting value for the Heating flow temperature is supplied as an initial value or is feedable. This will speed up the system setup reached the optimum value during commissioning.
Bei der Heizungsvorlauftemperatur kann es sich um die Vorlauftemperatur eines direkten Heizkreises oder die Vorlauftemperatur in einem Mischerheizkreis handeln.The heating flow temperature can be the Flow temperature of a direct heating circuit or the Act the flow temperature in a mixer heating circuit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind als verstellbare Heizkörperventile motorisch verstellbare oder thermoelektrisch verstellbare Heizkörperventile, insbesondere Thermostatventile, vorgesehen. Dadurch ist eine besonders große Anwendungspalette von Ventilen gewährleistet.According to an advantageous embodiment of the invention are as adjustable radiator valves motorized or adjustable thermoelectrically adjustable radiator valves, in particular Thermostatic valves, provided. This makes it a particularly large one Application range of valves guaranteed.
In zweckmäßiger Weiterbildung dieser Ausgestaltung ist in das Thermostatventil der Raumtemperaturregler, insbesondere in Gestalt eines elektronischen Reglers, eingebaut.In an expedient development of this embodiment is in the Thermostatic valve of the room temperature controller, especially in the form of an electronic controller.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung der Heizungsvorlauftemperatur ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein von verstellbaren Heizkörperventilen an den Heizkörpern in den einzelnen Räumen, die Beeinflussung und Verstellung der Heizkörperventile durch in den Räumen vorgesehene Raumtemperaturregler, ein Bussystem, über welches ein Steuergerät und die Heizkörperventile Informationen austauschen können, und durch ein Steuergerät, welches unter Erfassung der jeweiligen Öffnungsstellung der Heizkörperventile die Heizungsvorlauftemperatur entsprechend dem Wärmebedarf regelt.The inventive method for controlling the The heating flow temperature is characterized by the presence of adjustable radiator valves on the Radiators in the individual rooms, the influence and Adjustment of the radiator valves by means provided in the rooms Room temperature controller, a bus system via which a control unit and the radiator valves can exchange information, and by a control unit, which under detection of the respective Open position of the radiator valves Heating flow temperature controls according to the heat demand.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den zugehörigen abhängigen Verfahrensansprüchen niedergelegt. So beinhaltet eine vorteilhafte Ausführung des Verfahrens die Absenkung der Heizungsvorlauftemperatur auf den niedrigst möglichen Wert.Advantageous further training and improvements to the inventive methods are in the associated dependent Procedural claims laid down. So includes an advantageous one Execution of the process of lowering the Heating flow temperature to the lowest possible value.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß das Steuergerät die Information über die Öffnungsstellung zyklisch abfragt, soweit keine vorzeitigen Änderungsmeldungen über diese auf den Bus gegeben werden. Die Information über die Öffnungsstellungen werden von den zugehörigen Raumreglern ermittelt und als Sollwerte auf den Bus gegeben. Dort sind sie vom Steuergerät zu lesen und gelangen an die entsprechenden Heizkörperventile zu deren Verstellung. Alternativ dazu hört das Steuergerät am Bus mit, falls das System so aufgebaut ist, daß der Raumregler die Öffnungsstellungen der Heizkörperventile über den Bus an die Heizkörperventile gibt.A particularly advantageous development of the invention The method provides that the control device provides information about the Open position is queried cyclically, unless there are premature ones Change messages are sent to the bus via these. The Information about the opening positions are provided by the associated Room controllers are determined and sent to the bus as setpoints. There they can be read by the control unit and reach the corresponding radiator valves for their adjustment. Alternatively the control unit on the bus listens to this if the system does so is built up that the room controller the opening positions of the Radiator valves via the bus to the radiator valves.
In einer weiteren besonders zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden durch das Steuergerät neben der Öffnungsstellung der Heizkörperventile auch die mittels des Raumreglers ermittelten Temperaturdifferenzen zwischen Soll- und Istwert der Raumtemperatur berücksichtigt und in die Berechnung der Änderung der Vorlauftemperatur mit einbezogen, so daß die Heizungsvorlauftemperatur gegebenenfalls vorsichtig in kleinen konstanten Schritten abgesenkt wird. Dies ist dann eine vorteilhafte Variante, wenn auch die Raumregler Teilnehmer am Bussystem sind.In a further particularly expedient embodiment of the inventive method are in addition to the control unit the open position of the radiator valves also by means of Room controller determined temperature differences between target and Actual room temperature value is taken into account and included in the calculation the change in the flow temperature, so that the Heating flow temperature, if necessary, carefully in small constant steps is lowered. Then this is one advantageous variant, if the room controller participant in Are bus system.
Eine andere sehr vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die wärmebedarfsgeführte Regelung mit der Erfassung der Öffnungsstellung der Heizkörperventile und/oder der Raumtemperatur programmgesteuert durch das Steuergerät durchgeführt wird.Another very advantageous and convenient embodiment of the The inventive method is that the heat-based regulation with the detection of the Opening position of the radiator valves and / or the room temperature is program-controlled by the control unit.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one shown in the drawing Exemplary embodiment in the following description explained. Show it:
Fig. 1 schematisch eine Anordnung gemäß der Erfindung; und Fig. 1 shows schematically an arrangement according to the invention; and
Fig. 2 schematisch ein Blockschaltbild einer hardwaremäßigen Realisierung der Erfindung. Fig. 2 shows schematically a block diagram of a hardware implementation of the invention.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Anordnung enthält ein Heizgerät 1, das eine Gastherme oder ein Kessel sein kann. Das Heizgerät wird von einem Steuergerät 2 beeinflußt, gesteuert und geregelt. Das Heizgerät 1 erwärmt einen Wärmeträger, insbesondere Wasser, mit welchem in einem Gebäude vorgesehene Räume R1 bis Rn über den erwärmten Wärmeträger erwärmt werden. Die Zufuhr des Wärmeträgers zu den einzelnen Heizkörpern wird in jedem Raum über verstellbare Heizkörperventile HV gesteuert. In jedem Raum R1 bis Rn ist ein Raumtemperaturregler RR1 bis RRn vorgesehen, der über das oder die in dem jeweiligen Raum vorgesehene(n) verstellbare(n) Heizkörperventil(e) HV die Temperatur im zugehörigen Raum regelt. Das Steuergerät 2 und die Heizkörperventile HV sind an ein vorgesehenes Bussystem 3 angeschlossen und somit miteinander informativ verbunden. Optional können ein Mischkreisregler 4 und ein Bediengerät 5 vorgesehen und an den Bus 3 angeschlossen sein. Weiterhin können die Raumtemperaturregler RR Teilnehmer am Bussystem sein, wie dies durch die dargestellte Verbindung gezeigt ist. Auch können die Raumtemperaturregler RR direkt mit den Heizkörperventilen HV in ihren jeweiligen Räumen R1 bis Rn verbunden sein, was durch die gestrichelte Verbindung RH angedeutet ist.The arrangement according to the invention shown schematically in FIG. 1 contains a heater 1 , which can be a gas boiler or a boiler. The heater is influenced, controlled and regulated by a control unit 2 . The heater 1 heats a heat transfer medium, in particular water, with which rooms R1 to Rn provided in a building are heated via the heated heat transfer medium. The supply of the heat transfer medium to the individual radiators is controlled in every room via adjustable radiator valves HV. A room temperature controller RR1 to RRn is provided in each room R1 to Rn, which regulates the temperature in the associated room via the adjustable radiator valve (s) HV provided in the respective room. The control unit 2 and the radiator valves HV are connected to an intended bus system 3 and are thus connected to one another for information purposes. A mixing circuit controller 4 and an operating device 5 can optionally be provided and connected to the bus 3 . Furthermore, the room temperature controllers RR can be participants in the bus system, as shown by the connection shown. The room temperature controllers RR can also be connected directly to the radiator valves HV in their respective rooms R 1 to R n , which is indicated by the dashed connection RH.
Gemäß der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß die so gestaltete Anordnung die vom Heizgerät 1 erwärmte Heizungsvorlauftemperatur TVL in Abhängigkeit von der Öffnungsstellung VS der verstellbaren Heizkörperventile HV, und gegebenenfalls auch der Raumtemperatur TR, mittels des Steuergerätes 2 optimiert und an den tatsächlichen Wärmebedarf des Gebäudes anpaßt.According to the invention it is further provided that the arrangement designed in this way optimizes the heating flow temperature T VL heated by the heater 1 as a function of the open position V S of the adjustable radiator valves HV, and possibly also the room temperature T R , by means of the control device 2 and the actual heat requirement of the building.
Die Heizungsvorlauftemperatur bzw. die Heizkreistemperatur ist dann optimal vorgegeben, wenn in dem Raum mit dem größten Wärmebedarf eines Heizkreises das bzw. die Heizkörperventile HV optimal geöffnet sind und die Raumtemperatur mit dem gewünschten Sollwert übereinstimmt. In allen anderen Räumen dieses Heizkreises sind dann die Heizkörperventile HV gedrosselt oder ebenfalls optimal geöffnet, da der Wärmebedarf im Vergleich zum ersten Raum kleiner bzw. gleich ist.The heating flow temperature or the heating circuit temperature is then optimally specified if in the room with the largest Heat requirement of a heating circuit or radiator valves HV are optimally opened and the room temperature with the desired Setpoint matches. In all other rooms of this heating circuit then the radiator valves HV are throttled or likewise optimally opened because the heat requirement compared to the first room is less than or equal to.
Falls dieser optimale Öffnungsgrad von z. B. 85% von einen Heizkörperventil HV überschritten, so wird daraus geschlossen, daß die angebotene Wärmemenge derzeit nicht ausreicht und demgemäß die Heizungsvorlauftemperatur TVL zu gering ist. Informationen über die Raumtemperatur bzw. Raumtemperaturdifferenzen sind nicht notwendig.If this optimal degree of opening of z. B. 85% exceeded by a radiator valve HV, it is concluded that the amount of heat offered is currently insufficient and accordingly the heating flow temperature T VL is too low. Information about the room temperature or room temperature differences is not necessary.
Falls es im betreffenden Heizkreis kein Heizkörperventil HV gibt, welches nicht mindestens einen bestimmten, beispielsweise einen von 85%, Öffnungsgrad aufweist, dann sind die Heizkörperventile HV zu stark gedrosselt und die Heizungsvorlauftemperatur TVL kann gesenkt werden.If there is no radiator valve HV in the heating circuit in question which does not have at least a certain degree of opening, for example one of 85%, then the radiator valves HV are throttled too much and the heating flow temperature T VL can be reduced.
Entsprechend vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können als verstellbare Heizkörperventile motorisch verstellbare oder thermoelektrisch verstellbare Heizkörperventile, insbesondere auch solche in Form von Thermostatventilen, vorgesehen sein. Dadurch ist eine besonders große Anwendungspalette von Ventilen gewährleistet. Darüber hinaus kann in das Thermostatventil der Raumtemperaturregler, insbesondere in Gestalt eines elektronischen Reglers, eingebaut sein.According to an advantageous embodiment of the invention, as adjustable radiator valves motorized or adjustable thermoelectrically adjustable radiator valves, in particular also those in the form of thermostatic valves can be provided. Thereby is a particularly wide range of applications for valves guaranteed. In addition, the thermostatic valve Room temperature controller, especially in the form of an electronic Controller.
Gemäß der Regelstruktur, welche der erfindungsgemäßen Anordnung und dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegt, können die einzelnen Räume R1 bis Rn mit den in ihnen angeordneten Raumtemperaturreglern RR1 bis RRn und den von diesen gesteuerten Heizkörperventilen HV regelungstechnisch als autarke Regelkreise angesehen werden. Am Raumtemperaturregler RR wird die gewünschte Raumtemperatur des entsprechenden Raums R als Führungsgröße Tsoll vorgegeben. Dies kann durch manuelle Einstellung am Raumtemperaturregler RR erfolgen oder ihm über Fernsteuerung über z. B. den Bus 3 mitgeteilt werden. Der Raumtemperaturregler RR wirkt in geeigneter Weise auf die Stellglieder ein, beispielsweise gibt er über den Bus 3 die notwendige Öffnungsstellung VS des zugeordneten Heizkörperventils HV vor, und regelt die Raumtemperatur der Regelstrecke aus. In diesem Regelkreis wird die über das Heizkörperventil HV zugeführte Wärmeenergie außerdem noch von der bereitgestellten Vorlauftemperatur beeinflußt. Ist beispielsweise die Heizungsvorlauftemperatur TVL zu gering, dann ist der Raumtemperaturregler RR nicht in der Lage, die einwirkenden Wärmeverluste auszugleichen und die gewünschte Raumtemperatur zu erreichen. Dagegen wird bei zu hoher Heizungsvorlauftemperatur Energie verschwendet. Mit Hilfe der Erfindung wird die geeignete Heizungsvorlauftemperatur TVL ermittelt, bei welcher der tatsächliche Wärmebedarf des Gebäudes genau abgedeckt ist.According to the control structure on which the arrangement and the method according to the invention are based, the individual rooms R1 to Rn with the room temperature controllers RR1 to RRn arranged in them and the radiator valves HV controlled by them can be regarded as autonomous control loops in terms of control technology. At the room temperature controller RR, the desired room temperature of the corresponding room R is specified as the reference variable T set. This can be done by manual setting on the room temperature controller RR or via remote control via e.g. B. the bus 3 can be communicated. The room temperature controller RR acts in a suitable manner on the actuators, for example via bus 3 it specifies the necessary opening position V S of the associated radiator valve HV and regulates the room temperature of the controlled system. In this control loop, the thermal energy supplied via the radiator valve HV is also influenced by the flow temperature provided. If, for example, the heating flow temperature T VL is too low, the room temperature controller RR is unable to compensate for the heat losses and to reach the desired room temperature. On the other hand, energy is wasted if the heating flow temperature is too high. With the help of the invention, the suitable heating flow temperature T VL is determined at which the actual heat requirement of the building is covered exactly.
Die Heizungsvorlauftemperatur TVL kann die Vorlauftemperatur eines direkten Heizkreises oder die Vorlauftemperatur in einem Mischerheizkreis sein. Es ist auch möglich das Heizgerät und/oder die Heizungspumpe ganz abzustellen, wenn bei der Reduzierung der Heizungsvorlauftemperatur TVL ein minimaler Wert unterschritten wird.The heating flow temperature T VL can be the flow temperature of a direct heating circuit or the flow temperature in a mixer heating circuit. It is also possible to switch off the heater and / or the heating pump completely if the temperature drops below the minimum when reducing the heating flow temperature T VL .
Anhand des in Fig. 2 schematisch dargestellten Blockschaltbildes wird nachfolgend eine mögliche hardwaremäßige Realisierung der Erfindung erläutert, wie sie im Steuergerät 2 realisiert sein kann.A possible hardware implementation of the invention as it can be implemented in the control unit 2 is explained below with the aid of the block diagram shown schematically in FIG. 2.
Die wärmebedarfsgeführte Regelung gemäß der Erfindung erfaßt die Öffnungsstellungen VS1 bis VSn sämtlicher Heizkörperventile HV aller Räume R1 bis Rn. Einem Maximalwertfinder 21 werden diese auf dem Bus 3 verfügbaren Sollwerte der Ventilstellungen, die von den zugehörigen Raumreglern RR1 bis RRn ermittelt, vorgegeben und auf den Bus 3 gestellt sind, für die Ermittlung der maximalen Öffnungsstellung VS max der Heizkörperventile HV zugeführt. Aus diesen Werten ermittelt der Maximalwertfinder MAX 21 die maximale Öffnungsstellung VS max an seinem Ausgang. Dieses Signal wird einem Subtrahierer 22 zugeführt. Als Eingangssignal erhält dieser Subtrahierer 22 weiterhin ein Signal VS opt, das beispielsweise 85% sein kann, die optimale Ventilstellung vorgibt und als Vorgabe für den Subtrahiervorgang dient. Der Maximalwertfinder MAX 21 gibt also die größte vorhandene Ventilstellung an den Subtrahier-Bau stein 22, der daraus die Differenz VS max - VS opt, beispielsweise VS max - 85%, berechnet. Dieser berechnete Wert wird vorzeichenbehaftet vom Ausgang des Subtrahierers 22 auf einen Multiplizierer 23 gegeben. Dem Multiplizierer 22 wird über einen weiteren Eingang ein Temperaturfaktor, z. B. 1,0 K/%, als Multiplikator zugeführt. Mit diesem Faktor wird der berechnete Differenzwert der Öffnungsstellung multipliziert, um am Ausgang des Multiplizierers 23 einen Änderungswert ΔTVL für die Heizungsvorlauftemperatur TVL zu erhalten.The heat demand-based control according to the invention detects the opening positions V S1 to V Sn of all radiator valves HV of all rooms R1 to Rn. A maximum finder 21 is supplied to these available on the bus 3 target values of valve positions which are determined by the associated room controllers RR1 to RRn, predetermined and placed on the bus 3, for determining the maximum opening position V S max of the radiator valves HV. From these values, the maximum value finder MAX 21 determines the maximum opening position V S max at its output. This signal is fed to a subtractor 22 . As an input signal, this subtractor 22 also receives a signal V S opt which can be, for example, 85%, which specifies the optimal valve position and which serves as a specification for the subtraction process. The maximum value finder MAX 21 thus gives the largest existing valve position to the subtracting block 22 , which calculates the difference V S max - V S opt , for example V S max - 85%. This calculated value is given with a sign from the output of the subtractor 22 to a multiplier 23 . The multiplier 22 is a temperature factor, z. B. 1.0 K /%, supplied as a multiplier. The calculated difference value of the opening position is multiplied by this factor in order to obtain a change value ΔT VL for the heating flow temperature T VL at the output of the multiplier 23 .
Dieser Änderungswert ΔTVL für die Heizungsvorlauftemperatur TVL wird einem Addierer 24 zugeführt, zusammen mit dem alten Wert TVLalt und einem Startwert TVLstart, der bei Beginn der Regelung wirksam ist und z. B. 50° betragen kann. Der Addierer 24 setzt also die neue Heizungsvorlauftemperatur aus dem alten Wert und dem Änderungswert zusammen.This change value ΔT VL for the heating flow temperature T VL is fed to an adder 24 , together with the old value T VLalt and a start value T VLstart , which is effective at the start of the control and z. B. can be 50 °. The adder 24 thus composes the new heating flow temperature from the old value and the change value.
Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird in einem nachgeschalteten Begrenzer 25 dieser Wert für die neue Vorlauftemperatur auf technisch sinnvolle Werte begrenzt. Zu diesem Zweck werden dem Begrenzer über zwei Eingänge Unter- und Obergrenze, UGR und OGR, zugeführt. Am Ausgang des Begrenzers 25 steht der neue Wert TVLneu der Heizungsvorlauftemperatur TVL an.For reasons of expediency, this value for the new flow temperature is limited to technically meaningful values in a downstream limiter 25 . For this purpose the lower and upper limit, UGR and OGR, are fed to the limiter via two inputs. The new value T VLnew of the heating flow temperature T VL is present at the output of the limiter 25 .
An zwei Zahlenbeispielen soll die Ermittlung des neuen Werts TVLneu der Heizungsvorlauftemperatur TVL verdeutlicht werden: The determination of the new value T VLnew of the heating flow temperature T VL should be illustrated using two numerical examples :
-
1. Für VS max wird 95% angenommen:
daraus folgt: 95% - 85% = 10% und daraus:
ΔTVL = 10% . 1 K/% = 10 K und1. For V S max 95% is assumed:
from this follows: 95% - 85% = 10% and from this:
ΔT VL = 10%. 1 K /% = 10 K and -
2. Für VSmax wird 80% angenommen:
daraus folgt: 80% - 85% = -5% und daraus:
ΔTVL = -5% . 1 K/% = -5 K.2. For V Smax , 80% is assumed:
from this follows: 80% - 85% = -5% and from this:
ΔT VL = -5%. 1 K /% = -5 K.
Anstelle des Eingriffs über die Veränderung der Heizungsvorlauftemperatur TVL kann auch eine Leistungssteuerung der Heizungspumpe erfolgen. Die Parameter können beliebig gewählt werden.Instead of intervention by changing the heating flow temperature T VL , the heating pump can also be controlled. The parameters can be chosen arbitrarily.
Bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ist es auch möglich, hier jedoch nicht näher dargestellt, neben der Regelung über die Öffnungsstellung der Heizkörperventile auch eine zusätzliche Regelung über die mittels der Raumregler festgestellten Temperaturdifferenz zwischen Soll- und Istwert der Raumtemperatur vorzunehmen. Diese Temperaturdifferenz wird in die Berechnung der Änderung der Vorlauftemperatur mit einbezogen, so daß die Heizungsvorlauftemperatur gegebenenfalls vorsichtig in kleinen konstanten Schritten abgesenkt werden kann. Dies ist dann eine vorteilhafte Variante, wenn auch die Raumregler Teilnehmer am Bussystem sind.It is the same with the method according to the present invention possible, but not shown here, in addition to the regulation about the open position of the radiator valves additional control via the room controller temperature difference between the setpoint and actual value of the Room temperature. This temperature difference is in the Calculation of the change in flow temperature included, see above that the heating flow temperature, if necessary, carefully in small constant steps can be lowered. Then this is an advantageous variant, if the room controller participant in Are bus system.
Von besonderem Vorteil ist es, daß erfindungsgemäß die wärmebedarfsgeführte Regelung mit der Erfassung der Öffnungsstellung der Heizkörperventile und gegebenenfalls zusätzlich oder alternativ der Raumtemperatur programmgesteuert durch das Steuergerät durchgeführt wird. Dadurch ist eine erhöhte Flexibilität gegeben.It is particularly advantageous that the heat-based regulation with the detection of the Open position of the radiator valves and if necessary additionally or alternatively, the room temperature is program-controlled is carried out by the control unit. This increases Given flexibility.
Bei der selbsttätigen Anpassung der Leistung eines Heizgerätes an
den tatsächlichen Wärmebedarf, wie es die Erfindung zur Verfügung
stellt, ergeben sich folgende wesentlichen Vorteile:
Energieeinsparung, Emissionsminderung, Robustheit des Systems
hinsichtlich Auslegung und Bedienung, Reduzierung des
Witterungseinflusses, und ein adaptives, sich an die Gegebenheiten
anpassendes Regelverhalten.The following major advantages result from the automatic adaptation of the power of a heater to the actual heat requirement, as provided by the invention:
Energy saving, emission reduction, robustness of the system with regard to design and operation, reduction of the weather influence, and an adaptive control behavior that adapts to the circumstances.
Claims (14)
das Heizgerät (1) von einem Steuergerät (2) beeinflußt wird, in den Räumen (R1 - Rn) verstellbare Heizkörperventile (HV) an den Heizkörpern vorgesehen sind,
in den Räumen Raumtemperaturregler (RR1 - RRn) vorgesehen sind, welche die Heizkörperventile (HV) beeinflussen und verstellen,
ein Bussystem (3) vorgesehen ist, über welches das Steuergerät (2) und die Heizkörperventile (HV) informativ verbindbar bzw. verbunden sind, und
die Heizungsvorlauftemperatur (TVL) in Abhängigkeit von der Öffnungsstellung (VS) der Heizkörperventile (HV) mittels des Steuergerätes (2) optimierbar und an den Wärmebedarf anpaßbar ist. 1. Arrangement for adapting the performance of a heater ( 1 ) to the actual heat requirement, for example a building, with a single room temperature control via the radiator valve (s) (HV) and the heating flow temperature (T VL ) of the being provided within several rooms (R1-Rn) Heater ( 1 ) can be determined via a control or regulation, characterized in that
the heater ( 1 ) is influenced by a control device ( 2 ), in the rooms (R1 - Rn) adjustable radiator valves (HV) are provided on the radiators,
Room temperature controllers (RR1 - RRn) are provided in the rooms, which influence and adjust the radiator valves (HV),
a bus system ( 3 ) is provided, via which the control device ( 2 ) and the radiator valves (HV) can be informatively connected, and
the heating flow temperature (T VL ) can be optimized as a function of the open position (V S ) of the radiator valves (HV) by means of the control unit ( 2 ) and can be adapted to the heat requirement.
das Vorhandensein von verstellbaren Heizkörperventilen an den Heizkörpern in den einzelnen Räumen,
die Beeinflussung und Verstellung der Heizkörperventile durch in den Räumen vorgesehene Raumtemperaturregler,
ein Bussystem, über welches ein Steuergerät und die Heizkörperventile Informationen austauschen, und durch ein Steuergerät, welches unter Erfassung der jeweiligen Öffnungsstellung der Heizkörperventile die Heizungs vorlauftemperatur entsprechend dem Wärmebedarf regelt. 10. A method for controlling the heating flow temperature of a heater which supplies one or more radiators with heat in several rooms of a building, characterized by
the presence of adjustable radiator valves on the radiators in the individual rooms,
the influencing and adjustment of the radiator valves by room temperature controllers provided in the rooms,
a bus system, via which a control unit and the radiator valves exchange information, and by a control unit, which controls the heating flow temperature according to the heat requirement while detecting the respective open position of the radiator valves.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19710646A DE19710646A1 (en) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Arrangement for adapting power of heating system |
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| DE19710646A Ceased DE19710646A1 (en) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Arrangement for adapting power of heating system |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19710646A1 (en) |
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