DE3628284A1 - Verfahren und anordnung zum ermitteln des differenzdruckes von umwaelzpumpen - Google Patents
Verfahren und anordnung zum ermitteln des differenzdruckes von umwaelzpumpenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/0088—Testing machines
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Verfahren dieser Gattung werden beispielsweise in
Heizungsanlagen angewendet, bei denen die Kennlinie des Rohrnetz
widerstandes z. B. durch Zu- und Abschalten von Heizkörpern von Hand
oder durch Thermostatventile erheblich variieren kann. Bei solchen
Heizungsanlagen ist es bekannt, den Differenzdruck der Umwälzpumpe
auf einem gleichbleibenden Wert zu halten oder nach einer vorge
gebenen Funktion in Abhängigkeit von bestimmten Parametern zu
regeln, um den Heizwasserstrom an den tatsächlichen Wärmebedarf an
zupassen und gegebenenfalls auch Strömungsgeräusche in der Heizungs
anlage zu vermeiden.
Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Gattung
(DE-A1 32 20 466) wird der Differenzdruck mittels externer Druck
sensoren erfaßt, die jedoch verhältnismäßig teuer sind und zusätz
lichen Montageaufwand bedingen. Ferner ist ein Verfahren zum Ver
ändern der Fördermenge einer Heizungsumwälzpumpe bekannt
(EP-A1 00 91 869), bei welchem die im Betrieb auftretende Konden
satorspannung in der Hilfsphase des am Einphasennetz liegenden An
triebsmotors ermittelt und zur Steuerung der Antriebsleistung ausge
wertet wird. Dieses Verfahren erscheint für eine Differenzdruck
regelung nicht geeignet, weil sich bei gleichbleibender Klemmen
spannung die Kondensatorspannung selbst bei großen Schwankungen des
Differenzdruckes nur in einem sehr geringen Umfang ändert.
Das erfindungsgemäße Verfahren nach den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß externe Sen
soren zum Erfassen des Differenzdruckes der Umwälzpumpe entfallen
und daß sich ein eindeutig meßbarer Zusammenhang zwischen den er
faßten elektrischen Größen des Motors und des Differenzdruckes er
gibt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn aus der dem Motor zugeführten
Spannung und der Mittelpunktspannung der Hilfsphase ein Hilfs
spannungssignal gebildet wird, und wenn der Betrag bzw. Effektivwert
der dem Motor zugeführten Spannung und das Hilfsspanungssignal die
beiden elektrischen Betriebskennfeldgrößen bilden. Dadurch läßt sich
eine sehr hohe Auflösung des Differenzdruck-Istwertes erreichen, die
bei ca. 100% des Meßbereiches liegen kann.
Bei einer einfachen Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens können ein parallel zur Hilfsphase des Motors geschal
teter, hochohmiger Spannungsteiler und Mittel vorgesehen sein,
welche aus der Differenz der Beträge bzw. Effektivwerte der Mittel
punktspannungen von Hilfsphase und Spannungsteiler das Hilfs
spannungssignal bilden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Das
Ausführungsbeispiel ist Teil einer Regeleinrichtung zum Konstant
halten des Differenzdruckes einer Heizungs-Umwälzpumpe. Es zeigt
Fig. 1 die Regelfunktion der Einrichtung anhand eines Pumpem-Rohr
netzkennliniendiagramms,
Fig. 2 in schematischer Darstellung das
Gesamtsystem der Einrichtung und
Fig. 3 deren Betriebskennlinienfeld.
Zunächst sei die an sich bekannte Regelfunktion der Einrichtung an
hand des Diagramms nach Fig. 1 erläutert. In diesem sind drei Rohr
netzkennlinien a, b, c und drei Pumpenkennlinien d, e, f über dem
auf die Zeiteinheit bezogenen Förderstrom V eingetragen. Die Rohr
netzkennlinien a, b, c entsprechen den Verläufen des Differenz
druckes Δ p, der notwendig ist, um den entsprechenden Förderstrom in
der Heizungsanlage bei verschiedenen Rohrnetzwiderständen umzu
wälzen. Die Pumpenkennlinien d, e, f stellen den Zusammenhang von
Förderstrom V und Differenzdruck Δ p der Pumpe dar, mit der dem
Pumpenmotor zugeführten Spannung U als Parameter.
Die erfindungsgemäße Einrichtung soll den Differenzdruck Δ p trotz
unterschiedlicher Volumenströme auf einem gleichgleibenden Wert
Δ p soll halten. Es sei angenommen, daß sich in einem Beharrungszu
stand ein Betriebspunkt 1 eingestellt haben. Wird jetzt, z. B. durch
Schließen von Thermostatventilen, die Rohrnetzkennlinie von b nach a
verschoben, so wird sich bei gleichbleibender Klemmenspannung der
Pumpe der Betriebspunkt von 1 nach 2 verschieben und der Differenz
druck Δ p erhöhen. Durch das nachstehend beschriebene Verfahren wird
dafür gesorgt, daß sich durch Verringerung der am Pumpenmotor an
liegenden Spannung der Betriebspunkt auf der Betriebskennlinie a
nach unten bis zum Betriebspunkt 3 verschiebt, bei welchem sich
wieder der Differenzdruck Δ p soll einstellt. Beim Öffnen von
Thermostatventilen und Zuschalten weiterer Heizkörper spielen sich
die Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ab, wie durch die Betriebs
punkte 2′ und 3′ veranschaulicht ist.
Die Regeleinrichtung wirkt gemäß Fig. 2 auf einen durch strich
punktierte Linie angedeuteten Induktionsmotor 10 ein, der die nicht
dargestellte Umwälzpumpe antreibt, deren Differenzdruck Δ p kon
stant gehalten werden soll. Der Motor 10 liegt an einem Einphasen
netz mit der Netzspannung u N und hat eine Hauptwicklung 12, sowie
eine Hilfsphase 14, in der eine Hilfswicklung 16 in Reihe mit einem
Kondensator 18 liegt. In der einen Zuleitung zum Motor 10 ist ein
Stellglied 20 der Regeleinrichtung angeordnet, welches von einem
Regler 22 beeinflußt ist und die dem Motor zugeführte Spannung gemäß
den Reglerbefehlen vorzugsweise durch Phasenanschnitt steuert. Der
Motor 10 bildet mit der Pumpe und dem Heizungsnetz die Regelstrecke
der Einrichtung, deren Regelgröße der Differenzdruck Δ p ist.
Bei der laufenden Ermittlung der Regelgröße Δ p wird erfindungsgemäß
die Abhängigkeit des Differenzdruckes Δ p von der Pumpendrehzahl n,
kombiniert mit der Abhängigkeit der Drehzahl n von der dem Motor zu
geführten Spannung u und der Mittelpunktspannung u L der Hilfsphase
14 genutzt. Dazu werden die Mittelpunktspannung u L am Mittelpunkt
24 der Hilfsphase 14 abgegriffen und in einem Meßwertaufbereiter 26
(Betrags- bzw. Effektivwertbildner) zu einem Betrags- bzw. Effektiv
wertsignal U L geformt. Die dem Motor 10 zugeführte Spannung u wird
in einem Meßwertaufbereiter 28 zu einem Betrags- bzw. Effektivwert
signal U geformt. Der Hilfsphase 14 ist erfindungsgemäß ein
Spannungsteiler 30 parallel geschaltet, von dessen Mittelpunkt 32
eine Spannung u S abgenommen wird, die in einem Meßwertaufbereiter
34 zu einem Betrags- bzw. Effektivwertsignal U S geformt wird. Die
drei Meßwertaufbereiter 26, 28 und 34 können bei einem praktischen
Ausführungsbeispiel in einem gemeinsamen Schaltbaustein enthalten
sein.
Aus den beiden Signalen U S und U L wird in einem Vergleicher 36
ein Hilfsspannungssignal U P gebildet, welches zusammen mit dem Be
trags- bzw. Effektivwertsignal U einem Kennfeldspeicher 38 zugeführt
wird, in welchem das in Fig. 3 flächenhaft dargestellte Betriebs
kennfeld der Motor-Pumpe-Kombination abgelegt ist. In diesem Be
triebskennfeld ist die Abhängigkeit des Differenzdruckes Δ p der
Pumpe von dem Betrags- bzw. Effektivwertsignal U der Spannung und
dem Hilfsspannungssignal U P festgelegt. Ein Mikrocomputer bildet
aus den beiden Eingangsgrößen U und U P das Ausgangssignal
Δ p ist , das einem Vergleicher 40 zugeführt wird, welcher mit dem
vorgegebenen Sollwert Δ p soll die dem Regler 22 zugeführte Soll
wertabweichung x W bildet.
Claims (3)
1. Verfahren zum Ermitteln des Differenzdruckes von Umwälzpumpen,
deren elektrischer Antriebsmotor an einem Einphasennetz liegt und
eine Hilfsphase hat, in welcher eine Spulenwicklung mit einer wei
teren Impedanz, insbesondere einem Kondensator, in Reihe geschaltet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß für eine bestimmte Kombination von
Motor und Pumpe die funktionelle Abhängigkeit des Differenzdruckes
(Δ p) von der dem Motor zugeführten Spannung (u) und der Mittel
punktspannung (u L ) der Hilfsphase (14) als Betriebskennfeld in
einem Kennfeldspeicher (38) abgelegt und der Differenzdruck (Δ p)
durch Abfrage des Kennfeldspeichers (38) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der
dem Motor zugeführten Spannung (u) und der Mittelpunktspannung
(u L ) der Hilfsphase (14) ein Hilfsspannungssignal (U P ) gebildet
wird und daß der Betrag bzw. Effektivwert (U) der dem Motor zuge
führten Spannung und das Hilfsspannungssignal (U P ) die beiden
elektrischen Betriebskennfeldgrößen bilden.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß parallel zur Hilfsphase (14) des Motors
ein vorzugsweise gegenüber dieser hochohmiger Spannungsteiler (30)
geschaltet und der Betrag bzw. Effektivwert der Hilfsspannung (U P )
aus der Differenz der Beträge bzw. Effektivwerte der Mittelpunkt
spannungen (u L , u S ) von Hilfsphase (14) und Spannungsteiler (30)
gebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863628284 DE3628284A1 (de) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | Verfahren und anordnung zum ermitteln des differenzdruckes von umwaelzpumpen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863628284 DE3628284A1 (de) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | Verfahren und anordnung zum ermitteln des differenzdruckes von umwaelzpumpen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3628284A1 true DE3628284A1 (de) | 1988-02-25 |
Family
ID=6307809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863628284 Withdrawn DE3628284A1 (de) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | Verfahren und anordnung zum ermitteln des differenzdruckes von umwaelzpumpen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3628284A1 (de) |
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-
1986
- 1986-08-20 DE DE19863628284 patent/DE3628284A1/de not_active Withdrawn
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