DE4407273A1 - Verfahren zur selbsttätigen Heizkurvenoptimierung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Patentanspuchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist Gegenstand der älteren europäischen Patentanmeldung 93 110 642.1. Bei diesem älteren Vorschlag sowie bei den im Stand der Technik bekannten Lösungen des vorliegenden Problems wird immer davon ausgegangen, daß bei einer gewünschten Raum­ temperatur von z. B. ϑ_z = 20°C und einer Außentemperatur von z. B. ϑ_a = 20°C die Vorlauftemperatur ϑ_v des Heizmittels ebenfalls 20°C beträgt, d. h. die Heizkurve durch den Nullpunkt des Koordinatensystems verläuft. Tatsächlich kann jedoch infolge von Fremdenergiequellen, wie z. B. Sonnen- oder Windeinfluß die Heizkurve eine Verschiebung in der einen oder anderen Richtung erfahren. In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise bekannt, einen Sonnenfühler vorzusehen und dessen Signal auf den witterungsgeführten Vorlauftemperaturregler aufzu­ schalten. Der Einfluß der Sonnenenergie läßt sich durch einen Serviceeingriff am Bediengerät berücksichtigen. In ähnlicher Weise aber mit umgekehrtem Vorzeichen läßt sich ein Windeinfluß berücksichtigen. Verfahren, die eine derartige Fremdenergie ohne die Anordnung spezieller Fühler berücksichtigen können, sind bislang nicht bekannt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs genannte Verfahren so auszugestalten, daß auch die ein Gebäude beeinflussende Fremdenergie bei der Heizkurvenoptimierung Berücksichtigung findet.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.

Anhand der einzigen Figur der beiliegenden Zeichnung sei im folgenden das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben, wobei in Fig. 1 die Verschiebung dokumentiert ist, die die Heizkurve infolge der Fremdenergie ϑ_F erfährt. Es liegt auf der Hand, daß beispielsweise durch Sonneneinstrahlung die Heizkurve eine Verschiebung nach unten erfährt, während durch Windeinflüsse eine Verschiebung nach oben bewirkt wird. Andere innerhalb eines Gebäudes vorhandene Fremdenergie­ quellen finden in gleicher Weise bei der Heizkurven­ optimierung ihre Berücksichtigung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Heizkurven­ gleichung durch folgende Näherungsfunktion vorgegeben:

y = K (x ∓ϑ_F)^α (1)

wobei in bekannter Weise

y = ϑ_v - ϑ_z und
x = ϑ_z - ϑ_a

mit

ϑ_v = Vorlauftemperatur
ϑ_z = Raumtemperatur und
ϑ_a = Außentemperatur und

wobei ϑ_F die vorhandene Fremdenergie (positiv oder negativ) repräsentiert. In den nachfolgenden Gleichungen wird davon ausgegangen, daß eine positive Fremdenergie vorliegt, so daß das Minuszeichen vor ϑ_F in Gleichung (1) Gültigkeit hat.

Durch Differentation der vorstehend aufgeführten Gleichung nach x erhält man

Dividiert man beide vorangehenden Gleichungen, so erhält man

Die Gleichung (2) ist eine lineare Gleichung in α und ϑ_F.

Nun wird gesetzt

In Gleichung (2) eingesetzt, erhält man:

Auch dies ist eine lineare Gleichung in α und ϑ_F. Durch Einführung eines weiteren Meßpunktepaares x₃, y₃ erhält man sodann zwei Gleichungen für die Ermittlung von α und ϑ_F:

Ein weiteres Gleichungspaar könnte folgendermaßen vorgegeben sein:

Nimmt man folgende Substitutionen vor:

so folgt:

Durch Mittelwertbildung möglichst vieler α_n und ϑ_Fn ergibt sich sodann:

Aus der Gleichung (1) ergibt sich sodann k wie folgt:

oder

Neben diesem Rechenbeispiel zur Ermittlung von K, α und ϑ_F gibt es weitere Möglichkeiten zur Berechnung dieser Größen aus verschiedenen Meßwerttripeln ϑ_v, ϑ_z und ϑ_a, d. h. aus verschiedenen y_n und x_n. Die Abstände der Messungen können dabei durchaus beträchtlich verschieden sein.

Zusammenfassen ist festzustellen, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Heizkurvengleichung durch eine Exponentialfunktion mit drei Parametern k, α und ϑ_F angenähert wird und daß durch einfache lineare Gleichungen in α und ϑ_F alle Parameter in einfacher Weise berechnet werden können.

Claims (2)

1. Verfahren zur selbsttätigen Optimierung der Heizkurve eines Heizungsreglers in einer Heizungsanlage eines Gebäudes, bei welchem die Außentemperatur ϑ_a, die Heizungsvorlauftemperatur ϑ_v oder eine andere die potentielle Heizleistung im Heizungskreis repräsentierende Größe des Heizmittels und die Raumtemperatur ϑ_z eines durch den Heizungskreis beheizten Raumes oder ein Mittelwert der Raumtemperaturen mehrerer beheizter Räume des beheizten Gebäudes gemessen werden und der Heizungsregler die Heizungsvorlauftemperatur ϑ_v in Abhängigkeit von der Außentemperatur ϑ_a und dem Raumtemperatur-Sollwert gemäß der Heizkurve führt und wobei die Heizkurve durch eine Heizkurven­ gleichung der Form y = k · x^α angenähert wird, wobei y durch die Differenz zwischen der Vorlauftemperatur ϑ_v und der Raumtemperatur ϑ_z vorgegeben ist und x die Differenz zwischen der Raumtemperatur ϑ_z und der Außentemperatur ϑ_a enthält und wobei in der Heizkurvengleichung sowohl der Koeffizient k als auch der Exponent α rechnerisch aus Meßwerttripeln ϑ_a, ϑ_v, ϑ_z bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe x ferner eine Fremdenenergie ϑ_F gemäß folgender Beziehung: x = ϑ_z - ϑ_a ∓ ϑ_Fenhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Größen α, ϑ_F und K aus folgenden Gleichungen ermittelt werden: wobei n = 1, 2, 3 . . ., d. h. Messungen zu verschiedenen Zeitpunkten sind.