DE4432745C1 - Storage heating device control system - Google Patents

Storage heating device control system

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DE4432745C1
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DE4432745A
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Johann Schenkl
Stefan Pindl
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ZANGENSTEIN ELEKTRO
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Abstract

The control system uses a central controller (ZSG) coupled to at least one storage heating device (SHG) for supplying it with a control parameter. Within each storage heating device, the received control parameter is converted into a modified control parameter via a regulating device, over a defined interval, with evaluation of the residual heat contained in the storage heating device at the end of this interval, to determine the regulation value for the next interval. Pref. a required value for the residual heat at the end of each interval is calculated within each storage heating device, with modification of this value during heat input and output, the limit value for the heat output preventing the actual residual heat dropping below the required value.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für den Be­ trieb einer Speicherheizgerätesteuerung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a method for loading drove a storage heater control according to the generic term of claim 1.

Ein solches ist aus HLH, Band 43, 1992 Nr. 1 - Januar S. 24-29 - "Wetterbericht steuert Nachtspeicherheizung" von H. Erker et al. bekannt.One such is from HLH, Volume 43, 1992 No. 1 - January P. 24-29 - "Weather report controls night storage heating" by H. Erker et al. known.

Aus der DE 34 10 025 A1 ist ein rechnergesteuerter Heizungsreg­ ler für Elektrospeicherheizgeräte bekannt, der einen Rechner aufweist, der den Wärmebedarfssollwert des jeweils nächsten Ta­ ges aus den Wärmeverbrauchswerten eines oder mehrerer Vortage festlegt. Dieser Rechner ist mit einem Informationsspeicher für zwei oder mehrere Tages-Wärmeverbrauchswerte versehen und im Ofenkern ist ein der Ermittlung der jeweiligen Restwärme die­ nender Temperatursensor angeordnet, mit dessen Hilfe der Tages- Wärmeverbrauchswert als Differenz zwischen der pro Tag zuge­ führten Wärme und der Restwärme gewonnen wird.From DE 34 10 025 A1 is a computer-controlled heating reg ler known for electric storage heaters, the one computer which has the heat demand setpoint of the next Ta totals from the heat consumption values of one or more previous days specifies. This calculator comes with an information store for provided two or more daily heat consumption values and in Furnace core is one of the determination of the respective residual heat arranged temperature sensor, with the help of which the daily Heat consumption value as the difference between the per day led heat and the residual heat is obtained.

Aus der DE 38 23 388 A1 ist ein einzelnes Elektrospeicherheiz­ gerät bekannt, bei dem eine Aufladesteuerungseinheit die Kern­ ladung auf eine bestimmte Ladehöhe anhebt und eine Endladevor­ richtung abhängig von der Raumtemperatur den Entladevorgang re­ gelt. Dabei ist weder die konkrete Auswertung der Restwärmemen­ ge am Ende einer Zeitspanne vorgesehen noch kann die bloße An­ wesenheit eines Außentemperaturfühlers Rückschlüsse auf ein zentralgesteuertes System mit Führungsgrößensteuerung geben. Des weiteren ist eine elektronische Datenspeichereinrichtung vorgesehen, in die während eines Entladevorgangs von einem vor­ gebbaren Meßzeitraum erfaßte in Wärmebedarfswerte umgerechnete Daten eingelesen werden können. Um mit reduziertem Energieauf­ wand einen möglichst hohen Heiz- und Bedienungskomfort zu er­ reichen, ist eine mit dem Rechner verbundene Anzeigevorrichtung vorgesehen, die die verbleibende Heizdauer, bei der die einge­ stellte Solltemperatur aufrechterhalten werden kann, angezeigt wird. From DE 38 23 388 A1 is a single electric storage heater known device in which a charge control unit the core load to a certain loading height and an unloading direction depending on the room temperature, the discharge process right applies. Neither is the concrete evaluation of the residual heat provided at the end of a period of time or the mere type presence of an outside temperature sensor conclusions on give a centrally controlled system with reference variable control. There is also an electronic data storage device provided in the during an unloading process from a Measurable measurement period recorded converted into heat demand values Data can be read. To reduce energy consumption turned to the highest possible heating and operating comfort is a display device connected to the computer provided the remaining heating time at which the turned on set target temperature can be maintained displayed becomes.  

Aus HLH, Band 43, 1992 Nr. 1 - Januar S. 24-29 - "Wetterbericht steuert Nachtspeicherheizung" von H. Erker et al. ist es bekannt, daß bei einer Heizungsregelung meteorologische Bedingungen wie Außentemperatur, Sonneneinstrahlung, Wind usw. sowie das Bewohnerverhalten und seine Einflüsse als Störgrößen auftreten. In diesem Dokument ist beschrieben, wie die Auflade­ steuerung einer Elektronachtspeicherheizung mit Hilfe einer Wettervorhersage vorausschauend geregelt werden kann um den Wärmebedarf des Raumes für den darauffolgenden Tag voraus zu­ schätzen und dementsprechend während der Nachtenergie zu laden. Dabei wird für die Regelung als Außentemperaturwert der vorher­ gesagte Mittelwert des Folgetages eingesetzt, da dieser in etwa den Wärmebedarf des folgenden Tages repräsentiert. Hierbei er­ folgt die Aufladung des Speicherheizgerätes mittels einer Rück­ wärtssteuerung, da hier erst gegen Ende der Freigabedauer die größte Kerntemperatur erreicht wird, so daß auch die Standdauer bis zur Entladung und damit die statische Entladung über die Oberfläche des Heizgerätes am geringsten ist. Mit dieser Vorge­ hensweise können bei sinkenden Außentemperaturen auch bei Vor­ hersagen mit relativ großen Fehlern Gewinne erzielt werden, während bei Tagen mit steigenden Außentemperaturen keine Gewin­ ne mehr erzielt werden können. Aus der Außentemperatur wird hier durch das Zentralsteuergerät eine Führungsgröße für den Aufladeregler des Speicherheizgerätes ermittelt.From HLH, volume 43, 1992 No. 1 - January pp. 24-29 - "Wetterbericht controls night storage heating "by H. Erker et al. it is known that with a heating control meteorological Conditions such as outside temperature, sun exposure, wind, etc. as well as resident behavior and its influences as disturbances occur. This document describes how to charge control of an electronic night storage heater with the help of a Weather forecast can be regulated around the Heat requirement of the room for the following day ahead estimate and charge accordingly during night energy. For the control, the previously used outside temperature value said average of the following day, since this is approximately represents the heat requirement of the following day. Here he the storage heater is charged by means of a back forward control, since here the towards the end of the release period maximum core temperature is reached, so that the service life until discharge and thus static discharge via the Surface of the heater is lowest. With this example If the outside temperature drops, even before predict profits are made with relatively large errors, while on days with rising outside temperatures no gain ne more can be achieved. The outside temperature becomes a reference variable for the central control unit here Charge controller of the storage heater determined.

Das Bewohnerverhalten und seine Einflüsse können gemäß diesem Dokument, wenn überhaupt, nur mit erheblichem Aufwand erfaßt werden.The resident behavior and its influences can be according to this Document, if at all, only with considerable effort will.

Bei bisherigen Systemen für Elektrospeicherheizungen ist es üb­ lich, von dem Zentralsteuergerät einen Soll-Ladegrad für alle mit dem Zentralsteuergerät verbundenen Speicherheizgeräte vor­ zugeben. Dieser Soll-Ladegrad ist für alle mit dem Zentralsteu­ ergerät verbundenen Speicherheizgeräte gleich oder er wird über ein Gruppensteuergerät für eine Gruppe von Speicherheizgeräten prozentual erhöht oder erniedrigt. Üblicherweise sind die Kenn­ daten des Speicherheizgerätes (Wärmekapazität etc.) aufgrund der Wärmebedarfsrechnung des Klimatechnikers festgelegt. Dabei wird meistens als Sicherheitsreserve eine höhere als die tat­ sächlich benötigte Wärmekapazität oder Leistungsfähigkeit des Speicherheizgerätes angenommen und das Speicherheizgerät dem­ entsprechend ausgelegt. Der Benutzer kann dann mit einer Ein­ stellvorrichtung ggf. die Soll-Ladung verringern. Diese relativ ungenaue Anpassung an die tatsächlichen Gegebenheiten hat je­ doch zur Folge, daß das Speicherheizgerät während der Freigabe­ zeit meist mit mehr Energie aufgeladen wird, als an dem darauf­ folgenden Tag üblicherweise verbraucht wird.In previous systems for electric storage heating, it is common Lich, a target charge level for everyone from the central control unit storage heaters connected to the central control unit admit. This target loading level is for everyone with the central tax connected storage heaters or it will over a group control unit for a group of storage heaters percentage increased or decreased. The characteristics are usually data of the storage heater (heat capacity etc.) due the air conditioning technician's heat demand calculation. Here usually becomes a higher reserve than the security reserve  heat capacity or performance of the Storage heater accepted and the storage heater designed accordingly. The user can then use an on if necessary, reduce the set device. This relative imprecise adaptation to the actual circumstances has ever however, the result is that the storage heater during the release time is usually charged with more energy than the one on it is usually consumed the following day.

Die Folge davon sind unnötig hoher Stromverbrauch wegen einer unzureichenden Anpassungsfähigkeit des Systems an die tatsäch­ lichen Gegebenheiten.The consequence of this is unnecessarily high power consumption because of one insufficient adaptability of the system to the actual conditions.

Alle bekannten Verfahren haben jedoch das Problem, daß die Speisung der einzelnen Speicherheizgeräte mit Strom nur unzu­ reichend auf den tatsächlichen Wärmebedarf abgestimmt ist. Dies hat zur Folge, daß bei unregelmäßiger Wärmeentnahme aus ein­ zelnen Speicherheizgeräten diese ihre gesamte gespeicherte Wärme­ menge bereits abgegeben haben, obwohl noch nicht nachgeladen wird bzw. weiterer Wärmebedarf besteht.However, all known methods have the problem that the The individual storage heaters are not supplied with electricity is adequately matched to the actual heat demand. This has the consequence that with irregular heat removal from a individual storage heaters use all of their stored heat have already delivered quantity, although not yet reloaded or there is further heat demand.

Zur Lösung dieses Problems wird die eingangs genannte Speicherheiz­ gerätesteuerung gemäß einem Verfahren betrieben, wie es im Anspruch 1 gekennzeichnet ist.The storage heater mentioned at the beginning is used to solve this problem device control operated according to a method, as in Claim 1 is marked.

Mit der Erfindung soll eine Verfahrensweise zum Betrieb einer Speicherheizgerätesteuerung für eine Speicherheizgeräteanlage be­ reitgestellt werden, bei der diese Nachteile überwunden sind. The invention is intended to be a procedure for operating a Storage heater control for a storage heater system be be provided in which these disadvantages are overcome.  

Insbesondere soll durch die Erfindung möglichst nur so viel Energie aus dem Stromnetz übernommen werden, wie am nächsten Tag entnommen wird. Dabei sollen sowohl unterschiedliche Stromtarife (Nachtstrom, Tagstrom) berücksichtigt werden kön­ nen, als auch eine gewisse Anpassungsfähigkeit an die Benut­ zungsgewohnheiten erreicht werden.In particular, only as much as possible should be achieved by the invention Energy from the power grid will be taken over as closest Day is removed. Both should be different Electricity tariffs (night electricity, day electricity) can be taken into account as well as a certain adaptability to the user habits can be achieved.

Dabei ist die vorbestimmte Zeitspanne Tn üblicherweise ein Tag (24 h). Sie kann jedoch auch mehrere Tage oder länger, aber auch nur einen Teil eines Tages betragen.The predetermined time period T n is usually one day ( 24 h). However, it can also be several days or longer, or only part of a day.

Der Versatz x kann ebenfalls ein Tag oder mehrere Tage, oder nur Bruchteile eines Tages sein und kann das Ergebnis einer vorgesehenen Periodenerkennung sein (s. dazu weiter unten), oder wird durch einen Benutzer vorgegeben. Insbesondere kann so erreicht werden, daß zu einer Zeit mit günstigem Stromtarif (nachts) das Speicherheizgerät (SHG) gerade so weit aufgeladen wird, daß - bei gegenüber dem Vortag unverändertem Entnahmever­ halten - die Aufladung auf diesen Verbrauch für den nächsten Tag abgestimmt wird.The offset x can also be a day or several days, or can only be a fraction of a day and can be the result of one intended period detection (see below) or is specified by a user. In particular, it can be achieved at a time with a low electricity tariff (at night) the storage heater (SHG) is charged just as far will that - with unchanged removal contract compared to the previous day hold - the charge on this consumption for the next Day is voted.

Dazu wird für jedes Speicherheizgerät (SHG) ein Sicherheitswert (Qsicher) der Wärmemenge festgelegt, der als Zielgröße für die Restwärmemenge (Qrestn) am Ende einer Zeitspanne (Tn) dient. Der Sicherheitswert (Qsicher) ist während eines Ladevorgangs und/oder eines Entladungsvorgangs des Speicherheizgerätes (SHG) veränderbar. Eine Entladegrenze (QLeer) der Wärmemenge wird festgelegt, die als Kennwert eines entladenen Speicherheizgerä­ tes (SHG) dient, wobei die Entladegrenze (QLeer) immer kleiner oder gleich dem Sicherheitswert (QSicher) festgelegt wird.For this purpose, a safety value (Qsafe) of the heat quantity is defined for each storage heater (SHG), which serves as the target quantity for the residual heat quantity (Qrest n ) at the end of a period (T n ). The safety value (Q certain) can be changed during a charging process and / or a discharging process of the storage heater (SHG). A discharge limit (QLeer) of the amount of heat is set, which serves as the characteristic value of a discharged storage heater (SHG), whereby the discharge limit (QLeer) is always set lower than or equal to the safety value (QSicher).

Dieser Sicherheitswert kann entweder jeweils für jeden Tag neu - in Abhängigkeit von Rückmeldungen von vorhergehenden Tagen - vergeben werden, oder einmal fest vorgegeben sein.This security value can either be new for each day - depending on feedback from previous days - be assigned, or once specified.

Vorzugsweise wird für ein Speicherheizgerät (SHG) die Regelgrö­ ße für eine spätere Zeitspanne (Tn+x) so verändert, daß am Ende der späteren Zeitspanne (Tn+x), bei gleicher Ent­ nahme wie in der vorherigen Zeitspanne (Tn), die Differenz zwi­ schen dem Sicherheitswert (Qsicher) und der Restwärmemenge (Qrestn+x) möglichst klein wird.For a storage heater (SHG), the control variable is preferably changed for a later period (T n + x ) in such a way that at the end of the later period (T n + x ), with the same removal as in the previous period (T n ) , the difference between the safety value (Qsafe) and the residual heat (Qrest n + x ) becomes as small as possible.

Um diese Anpassungen vornehmen zu können, werden erfindungsge­ mäß im Laufe einer Zeitspanne (Tn) zur Ermittlung der Regelgrö­ ßeIn order to be able to make these adjustments, according to the invention, the control variable is determined over a period of time (T n )

  • - der Verlauf der Speichertemperatur (VST),- the course of the storage tank temperature (VST),
  • - die Maximalwerte der Wärmemenge (Qmaxn),- the maximum values of the heat quantity (Qmax n ),
  • - die Minimalwerte der Wärmemenge (Qminn), und- the minimum values of the heat quantity (Qmin n ), and
  • - der Zeitpunkt des Endes der Wärmeentnahme (EWE) aus dem Speicherheizgerät (SHG)- the time of the end of heat extraction (EWE) from the Storage heater (SHG)

ermittelt und in einem Datenspeicher (DS) aufgezeichnet.determined and recorded in a data memory (DS).

Außerdem wird bei Unterschreiten der Entladegrenze (QLeer) bei der Entnahme/Abgabe von Wärmeenergie aus dem Speicherheizgerät (SHG) im Laufe einer Zeitspanne (Tn) der Zeitpunkt des Unter­ schreitens (tL) ermittelt, und die Regelgröße in Ab­ hängigkeit vom Zeitpunkt des Unterschreitens (tL), vom Verlauf der Speichertemperatur (VST) und vom Zeitpunkt des Endes der Wärmeentnahme (EWE) verändert.In addition, if the discharge limit (QLeer) is undershot when heat energy is withdrawn / released from the storage heater (SHG) over a period of time (T n ), the time of the undershoot (t L ) is determined and the controlled variable as a function of the time of Falling below (t L ), the course of the storage tank temperature (VST) and the time of the end of heat removal (EWE) changed.

Vorzugsweise werden im Laufe wenigstens einer Zeitspanne (Tn)Preferably, in the course of at least one time period (T n )

  • - die Zeitpunkte des Beginns der Wärmeentnahme (BWE),- the times at which heat extraction begins (BWE),
  • - die Zeitpunkte des Endes der Wärmeentnahme (EWE),- the times of the end of heat extraction (EWE),
  • - die Zeitpunkte des Beginns der Niedertariffreigabe(n) (BNT)- the times of the start of the low tariff release (s) (BNT)
  • - die Zeitpunkte des Endes der Niedertariffreigabe(n) (ENT),- the times of the end of the low tariff release (s) (ENT),
  • - die Zeitpunkte des Beginns der Hochtariffreigabe(n) (BHT), und- the dates of the start of the high tariff release (BHT), and
  • - die Zeitpunkte des Endes der Hochtariffreigabe(n) (EHT) ermittelt und in einem Datenspeicher (DS) aufgezeichnet. Damit kann aus dem Verlauf der hier aufgeführten Zeitpunkte von y vergangenen Zeitspannen (Tn) eine Periodizität (p) ermittelt werden.- The times of the end of the high tariff release (s) (EHT) determined and recorded in a data memory (DS). A periodicity (p) can thus be determined from the course of the times of y past time periods (T n ) listed here.

Ein besonderer Vorteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß in Abhängigkeit von Stromtarifen und Beginn der Wärmeener­ gieentnahme des Vortages die Aufladung des Speicherheizgerätes (SHG) zeitlich so gelegt werden kann, daß die Zeit, während das Speicherheizgerät (SHG) die Wärmeenergie halten soll, möglichst kurz ist. Dies dient insbesondere dazu, Abstrahlungsverluste zu minimieren.A particular advantage of this procedure is that that depending on electricity tariffs and start of heating The previous day, the storage heater was charged (SHG) can be timed so that the time during which Storage heater (SHG) should keep the thermal energy, if possible  is short. This serves in particular to reduce radiation losses minimize.

Erfindungsgemäß werden dazu in Abhängigkeit der Periodizität (p), die Anfangs- und Endzeiten der Benutzerentnahme, Zyklus­ zeit, Regelparameter, Freigabezeiträume (BNT/ENT/DNT, BHT/EHT/DHT) Qmaxn, Qminn in einem Periodendatenspeicher (PDS) abgelegt.According to the invention, depending on the periodicity (p), the start and end times of the user withdrawal, cycle time, control parameters, release periods (BNT / ENT / DNT, BHT / EHT / DHT) Qmax n , Qmin n are stored in a period data memory (PDS) .

Die Regelgröße am Ende einer Zeitspanne (Tn) wird für eine Zeitspanne (Tn+1) der Entnahme/Abgabe von Wärmeenergie aus dem Speicherheizgerät (SHG) in Abhängigkeit von den im Peri­ odendatenspeicher (PDS) enthaltenen Daten bestimmt. Da das Zen­ tralsteuergerät (ZSG) auch während der Wärmeenergieabgabe von den anderen Geräten (incl. den Fühlern) Daten abrufen kann, be­ steht die Möglichkeit, kurzfristig auf veränderte-Gegebenheiten zu reagieren und die dem Speicherheizgerät (SHG) für dessen Aufheizung übermittelten Werte während eines Ladevorgangs und/oder eines Entladevorgangs des Speicherheizgerätes (SHG) von dem Zentralsteuergerät (ZSG) zu verändern.The controlled variable at the end of a period (T n ) is determined for a period (T n + 1 ) of the removal / delivery of thermal energy from the storage heater (SHG) as a function of the data contained in the period data memory (PDS). Since the central control unit (ZSG) can also call up data from the other devices (including the sensors) while heat energy is being supplied, there is the option of reacting to changed conditions at short notice and the values transmitted to the storage heater (SHG) for heating it up during the process to change a loading process and / or an unloading process of the storage heater (SHG) from the central control device (ZSG).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Speicherheizgerätesteuerung für eine Speicherheizgeräteanlage werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, wobeiFurther advantages and configurations of the invention Method for operating a storage heater control for a Storage heater system will be referenced below explained on the drawings, wherein

Fig. 1 einen schematischen Schaltplan für eine Speicherheizgerätesteuerung in einer ersten Ausführungsform zeigt; Fig. 1 shows a schematic circuit diagram for a storage heater control in a first embodiment;

Fig. 2 einen schematischen Schaltplan für eine Speicherheizgerätesteuerung in einer zweiten Ausführungsform zeigt; Fig. 2 shows a schematic circuit diagram for a storage heater control in a second embodiment;

Fig. 3 eine schematische Darstellung von Geräten der Speicherheizgerätesteuerung zeigt; Fig. 3 shows a schematic representation of devices of the storage heater control;

Fig. 4 ein Diagramm der Ist-/Soll-Ladung in Abhängigkeit von Freigabezyklen und Wärmeenergieentnahmen bei einer Aufladesteuer­ vorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt; Fig. 4 shows a diagram of the actual / target charge as a function of release cycles and thermal energy withdrawals in a charging control device according to the prior art;

Fig. 5 ein Diagramm der Ist-/Soll-Ladung in einem Speicherheizgerät gemäß der Erfindung zeigt; Fig. 5 is a diagram of the actual / desired charge in a storage heater according to the invention;

Fig. 6 ein Diagramm der Ist-/Soll-Ladung in einem Speicherheizgerät (mit demselben Wärmeentnahmeprofil wie Fig. 5) nach dem Stand der Technik; 6 is a diagram of the actual / desired charge in a storage heater (with the same heat removal profile as shown in FIG. 5) according to the prior art.

Fig. 7 ein Diagramm der Ist-/Soll-Ladung in einem Speicherheizgerät (mit einem gegenüber Fig. 5 geänderten Wärmeentnahmeprofil) gemäß der Erfindung zeigt; FIG. 7 shows a diagram of the actual / target charge in a storage heater (with a heat extraction profile that has been changed compared to FIG. 5) according to the invention;

Fig. 8 ein Diagramm der Ist-/Soll-Ladung in einem Speicherheizgerät (mit demselben Wärmeentnahmeprofil wie Fig. 5) nach dem Stand der Technik;8 is a diagram of the actual / desired charge in a storage heater (with the same heat removal profile as shown in FIG. 5) according to the prior art.

Fig. 9 ein Ist-/Soll-Ladungsdiagramm eines Speicher­ heizgerätes gemäß der Erfindung bei sich ändernder Außentemperatur zeigt; Fig. 9 shows an actual / target charge diagram of a storage heater according to the invention when the outside temperature changes;

Fig. 10 ein weiteres Ist-/Soll-Ladungsdiagramm für ein herkömmliches Speicherheizgerät in einer Auflade­ steuerung bei gleichem Außentemperaturverlauf wie bei Fig. 9 zeigt; Fig. 10 shows a further actual / target charge diagram for a conventional storage heater in a charging control with the same outside temperature profile as in Fig. 9;

Fig. 11 ein Ist-/Soll-Ladungsdiagramm eines Speicher­ heizgerätes in einer Aufladesteuerung gemäß der Erfindung zeigt, bei dem unterschiedliche Stromtarife berücksichtigt werden; FIG. 11 is an actual / target load diagram of a storage heater of the invention, in a charging control according shows that takes into consideration the different electricity rates;

Fig. 12-14 Entladeprofile über längere Zeiträume sowie deren Ableitungen zeigen. Fig. 12-14 discharge profiles over longer periods and their derivatives show.

Fig. 1 zeigt eine Speicher­ heizgeräteanlage mit einem Zentralsteuergerät ZSG und mehreren Speicherheizgeräten SHG1 . . . SHGn, die mit den Steuerleitungen Z1/Z2 zur Übertragung von Nachrichten gekoppelt sind. Das Zen­ tralsteuergerät erhält über ein Tarifschaltgerät die Ladefrei­ gaben vom Energieversorgungsunternehmen. Zur Erfassung der Au­ ßentemperatur ist das Zentralsteuergerät ZSG über weitere Lei­ tungen mit einem Außentemperaturfühler verbunden. In der ge­ zeigten Figur ist das Zentralsteuergerät ZSG über eine eigens dafür vorgesehene Schnittstelle zur komfortablen Parametrisie­ rung an einen PC angeschlossen. Fig. 1 shows a storage heater system with a central control unit ZSG and several storage heaters SHG1. . . SHGn, which are coupled to the control lines Z1 / Z2 for the transmission of messages. The central control unit receives the charging releases from the energy supply company via a tariff switching device. To record the outside temperature, the central control unit ZSG is connected to an outside temperature sensor via other cables. In the figure shown, the central control unit ZSG is connected to a PC via a specially provided interface for convenient parameterization.

Zur gezielten Übermittlung von Nachrichten sind die Geräte mit individuellen Adressen versehen, so daß z. B. das Zentralsteu­ ergerät m zunächst an das Speicherheizgerät 1 eine Information a sendet, um dann an das Speicherheizgerät 2 eine Information b zu senden und schließlich an das Speicherheizgerät n eine In­ formation z zu senden. So erhalten die verschiedenen Speicher­ heizgeräte speziell für diese bestimmte individuelle Werte (z. B. verschiedene Soll-Ladegrad-Werte).For the targeted transmission of messages, the devices are provided with individual addresses, so that, for. B. the central control unit m first sends information a to the storage heater 1 in order to then send information b to the storage heater 2 and finally send information z to the storage heater n. In this way, the different storage heaters are given specific values for them (e.g. different target charge levels).

Fig. 2 zeigt eine Speicher­ heizgeräteanlage mit einem Zentralsteuergerät ZSG und mehreren Speicherheizgeräten SHG₁ . . . SHGn, die ebenso wie das Zentral­ steuergerät ZSG über jeweilige Koppeltransformatoren über das Stromversorgungsnetz an die Leitungen L/N gekoppelt sind. Die Koppeltransformatoren dienen zur Einspeisung bzw. zur Entnahme von Nachrichten von dem Leitungsnetz. Die Übertragung der Nach­ richten zwischen dem Zentralsteuergerät ZSG und den Speicher­ heizgeräten SHG1 . . . SHGn erfolgt bidirektional, d. h. Nachrichten können von dem Zentralsteuergerät ZSG an die übrigen (dafür eingerichteten) Geräte an dem Leitungsnetz L/N übertragen wer­ den und Nachrichten von den anderen Geräten an dem Leitungsnetz L/N können auch an das Zentralsteuergerät ZSG übertragen wer­ den. So können die Nachrichten ebenso individuell übertragen werden, wie in Fig. 1 beschrieben. Darüber hinaus besteht nun die Möglichkeit Nachrichten von den Speicherheizgeräten aus an andere Geräte zu übertragen, z. B. können die tatsächlichen Temperaturen in den Speicherheizgeräten an den angeschlossenen PC auf dessen Anforderung hin übertragen werden. Fig. 2 shows a storage heater system with a central control unit ZSG and several storage heaters SHG₁. . . SHG n , which, like the central control unit ZSG, are coupled to the lines L / N via respective coupling transformers via the power supply network. The coupling transformers are used for feeding or for taking messages from the line network. The transmission of messages between the central control unit ZSG and the storage heaters SHG1. . . SHGn is bidirectional, ie messages can be transmitted from the central control device ZSG to the other (set up) devices on the line network L / N, and messages from the other devices on the line network L / N can also be transmitted to the central control device ZSG. The messages can thus also be transmitted individually, as described in FIG. 1. In addition, there is now the possibility of transmitting messages from the storage heaters to other devices, e.g. B. the actual temperatures in the storage heaters can be transferred to the connected PC upon request.

Des weiteren kann die Aufladesteuerung gemäß der Erfindung wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, auch ein Verbindungsgerät VG zur Kopplung zu anderen Bus- bzw. Übertragungssystemen aufweisen. Über dieses Verbindungsgerät können Informationen mit der Au­ ßenwelt ausgetauscht werden, z. B. mit einem Energieversorgungs­ unternehmen EVU, mit anderen Geräten über einen EIB-Bus Elek­ troinstallationsbus, beispielsweise um den Ladevorgang in einem bestimmten Speicherheizgerät SHG zu drosseln, falls zusätzliche elektrische Verbraucher betrieben werden.Furthermore, the charging control according to the invention, as shown in FIG. 2, can also have a connection device VG for coupling to other bus or transmission systems. This connection device can be used to exchange information with the outside world, e.g. B. with an energy supply company EVU, with other devices via an EIB bus Electro installation bus, for example to throttle the charging process in a particular storage heater SHG if additional electrical consumers are operated.

Diese nun bidirektionale Kommunikation zwischen dem Zentral­ steuergerät und den Speicherheizgeräten bietet nun weitere Vor­ teile:
Durch das Zentralsteuergerät initiierte Funktionskontrollen oder Wartungsabfragen können mit dieser Anordnung auf einfache Weise realisiert werden, da die einzelnen Speicherheizgeräte durch entsprechende Nachrichten ihren Zustand bzw. den Zustand einzelner Baugruppen in den Speicherheizgeräten an das zentrale Steuergerät übermittelt werden können, um dort verarbeitet und z. B. angezeigt zu werden.
This now bidirectional communication between the central control unit and the storage heaters now offers additional advantages:
Function checks or maintenance queries initiated by the central control unit can be implemented in a simple manner with this arrangement, since the individual storage heaters can be transmitted to the central control unit by appropriate messages, their status or the state of individual assemblies in the storage heating units, in order to be processed and z. B. to be displayed.

Fig. 3 zeigt die Komponenten des Gerätes der Aufladesteuervor­ richtung für eine Speicherheizgeräteanlage, mit der die Kommu­ nikation zwischen den einzelnen Geräten ausgeführt wird. Ein Mikrocontroller mC ist je nach Art des Gerätes z. B. mit einem Sensor verbunden (hier Speichertemperaturfühler STF oder dgl.), und/oder der Mikrocontroller ist mit einem Aktor (hier Thermo­ schütz TS, durch den die Aufladung des jeweiligen Speicherheiz­ gerätes gesteuert wird) verbunden. Fig. 3 shows the components of the device of the Aufladesteuervor direction for a storage heater system with which the communication between the individual devices is carried out. A microcontroller mC is, depending on the type of device. B. connected to a sensor (here storage temperature sensor STF or the like.), And / or the microcontroller is connected to an actuator (here thermal contactor TS, through which the charging of the respective storage heating device is controlled).

In dem Mikrocontroller mC werden die Daten zur Eingabe oder zur Ausgabe entsprechend aufbereitet. Um eine Nachricht an ein an­ deres Gerät zu senden, wird von dem Mikrocontroller mC über ei­ ne Steuerleitung SL1 eine Nachrichtenerzeugungseinrichtung ak­ tiviert und mit den notwendigen Informationen und Daten verse­ hen, um dem jeweiligen anderen Gerät die entsprechende Nach­ richt zu übermitteln. Die Nachricht enthält die Adresse des an­ zusprechenden Gerätes, Daten sowie die Adresse des absendenden Gerätes. Die Adresse des absendenden Gerätes sowie die Adresse und Funktion des empfangenden Gerätes ist in dem Adreß- Speicher AS abgelegt.In the microcontroller mC, the data for input or for Edition prepared accordingly. To send a message to an the device is sent by the microcontroller mC via ei ne control line SL1 a message generating device ak activated and provided with the necessary information and data hen to the corresponding other device  to be transmitted. The message contains the address of the to device, data and the address of the sender Device. The address of the sending device and the address and function of the receiving device is in the address AS stored.

Von der Nachrichtenerzeugungseinrichtung NEE wird die abgehende Nachricht über eine Leitung AN (ggf. über einen Koppeltransfor­ mator TR) in das jeweilige Verbindungsnetz eingespeist. Mit Hilfe einer Adressenauswerteeinrichtung AAE, die über eine Lei­ tung EN eingehende Nachrichten von dem Netz "mithört", wird überprüft, ob die Zieladresse der eingehenden Nachricht mit der im Adreß-Speicher AS abgelegten eigenen Adresse übereinstimmt. Wenn dies der Fall ist, ist die eingehende Nachricht für das jeweilige Gerät bestimmt und eine Steuerleitung SL3 wird akti­ viert. Die entsprechenden Daten werden (vom Microcontroller mC über die Leitung SL2 gesteuert) von der Adreßauswerteeinrich­ tung an den Mikrocontroller mC weitergeleitet und dort von die­ sem entsprechend weiterverarbeitet.The outgoing message is sent from the message generating device NEE Message via a line AN (possibly via a coupling transfor mator TR) fed into the respective connection network. With With the help of an address evaluation device AAE, which has a Lei device EN "listens" to incoming messages from the network checks whether the destination address of the incoming message with the own address stored in the address memory AS matches. If so, the incoming message is for that determines the respective device and a control line SL3 becomes active fourth. The corresponding data is (from the microcontroller mC controlled via the line SL2) by the address evaluation unit device forwarded to the microcontroller mC and from there by the processed accordingly.

Der Mikrocontroller mC enthält auch einen Periodendatenspeicher (PDS) und einen Datenspeicher (DS), die weiter unten erläuterte Daten aufnehmen.The microcontroller mC also contains a period data memory (PDS) and a data storage (DS), which explained below Record data.

Zur Erfüllung dieser Funktionen (wie z. B. Adressauswerteein­ richtung AAE, Nachrichtenerzeugungseinrichtung NEE, Adreß- Speicher AS etc.) sind die einzelnen Geräte mit einem Micropro­ zessor oder Microcontroller ausgestattet, die ein entsprechen­ des Programm in einem Programmspeicher enthalten, können aber auch als eigenständige elektronische Komponenten realisiert sein.To fulfill these functions (such as address evaluation direction AAE, message generating device NEE, address Storage AS etc.) are the individual devices with a Micropro processor or microcontroller, which correspond to a of the program contained in a program memory, but can also realized as independent electronic components his.

Da bei dem Verfahren Nachrichten über den Netzverbund allen Teilnehmern zugänglich gemacht werden, kann eine hinsichtlich Benutzungsgewohnheiten, Stromtarifen, Witterung optimierter Be­ trieb der Speicherheizanlage erreicht werden. Außerdem wird ei­ ne individuelle Anpassung der einzelnen Speicherheizgeräte (SHG) an die räumlichen Gegebenheiten ermöglicht. Dabei ist es gleichgültig, ob diese Optimierungen und Anpassungen von dem Zentralsteuergerät (ZSG), dem Speicherheizgerät (SHG) selbst, oder einem über ein Verbindungsgerät (VG) an den Netzverbund gekoppelten PC erreicht wird. Ebenso ist ein verteiltes System denkbar, in dem die verschiedenen Aufgaben auf verschiedene Komponenten des Netzes aufgeteilt sind.Since in the process messages about the network all Can be made accessible to participants with regard to Usage habits, electricity tariffs, weather optimized be drive of the storage heating system can be reached. In addition, egg ne individual adjustment of the individual storage heaters (SHG) to the spatial conditions. It is regardless of whether these optimizations and adjustments from the  Central control unit (ZSG), the storage heater (SHG) itself, or via a connection device (VG) to the network paired PC is reached. Likewise is a distributed system conceivable in which the different tasks on different Components of the network are divided.

Bei diesem Verfahren sind die Nachrichten durch einen Gerätea­ dressenteil (GAT) und einen in der Länge variablen Datenteil (DT) gebildet. Dabei kann der Geräteadressenteil (GAT) für je­ des einzelne Gerät der Speicherheizgeräteanlage spezifisch sein, oder der Geräteadressenteil (GAT) kann für Gruppen von Geräten der Speicherheizgeräteanlage spezifisch sein. Insbeson­ dere zur Nachrichtenübermittlung an bestimmte Geräte [z. B. alle Speicherheizgeräte (SHG) oder alle Datenverteilergeräte (DVG), oder grundsätzlich alle Geräte des Netzes] können so einfach Nachrichten übermittelt werden. Der Geräteadressenteil kann so­ wohl die Adresse des aussendenden Gerätes, als auch die Adres­ se(n) des empfangenden Gerätes oder der Gruppe von empfangenden Geräten enthalten.In this method, the messages are through a device dress part (GAT) and a variable length data part (DT) formed. The device address part (GAT) can be used for each of the individual device of the storage heater system specifically or the device address part (GAT) can be for groups of Devices of the storage heater system must be specific. In particular to send messages to certain devices [e.g. B. all Storage heaters (SHG) or all data distribution devices (DVG), or basically all devices in the network] can be so simple Messages are delivered. The device address part can do so probably the address of the sending device, as well as the address se (s) of the receiving device or group of receiving devices Devices included.

Weiterhin ist die Möglichkeit vorgesehen, (zur Initialisie­ rung/Reinitialisierung des Netzverbundes) einen Anforderungsbe­ fehl (AB) an alle Komponenten des Netzes auszusenden, der zur Identifikation aller Komponenten dient. Vorteilhafterweise kön­ nen dann von den Teilnehmern Tabellen über die Funktion der an­ deren Teilnehmern zusammen mit ihren Adressen erstellt werden.Furthermore, the possibility is provided (for initialization tion / reinitialization of the network) failed (AB) to send to all components of the network that are used for Identification of all components serves. Advantageously, then provide the participants with tables on the function of the whose participants are created together with their addresses.

Für den Betrieb einer Speicherheizanlage ist es gleichgültig welche der beteiligten Komponenten des Netzver­ bundes die Parameter erfaßt, aufbereitet und auf Anforderung sendet. Wichtig ist nur, daß diese Parameter als Nachrichten über den Netzverbund für alle anderen Teilnehmer jederzeit ver­ fügbar sind. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Möglichkeit besteht, kurzfristig auf veränderte Gegebenheiten zu reagieren.For the operation of a storage heating system it does not matter which of the components of the network ver federal parameters recorded, processed and on request sends. It is only important that these parameters as messages ver at any time via the network for all other participants are available. Another advantage is that the Possibility exists on short notice on changed circumstances to react.

Je höher die Speichertemperatur Tspeicher gegenüber der Umge­ bungstemperatur TUmgebung ist, desto höher ist die Abstrahlungs­ leistung PS The higher the storage temperature T storage compared to the ambient temperature T environment , the higher the radiation power P S

PS ≈ (TSpeicher⁴ - TUmgebung⁴)P S ≈ (T storage ⁴ - T environment ⁴)

eines Körpers an seine Umgebung, sowie die Verluste durch Wär­ meleitung PW innerhalb eines festen Körpersof a body to its surroundings, as well as the losses due to heat conduction P W within a solid body

PW ≈ (T₂ - T₁)P W ≈ (T₂ - T₁)

So würde also ein Speicherheizgerät, dem immer zuviel Wärmee­ nergie zugeführt wird, seine Wärmeenergie an die Umgebung wäh­ rend eines vom Benutzer nicht gewollten Zeitbereichs abstrah­ len.So would be a storage heater that always has too much heat energy is supplied, its heat energy to the environment abstract from a time period that the user does not want len.

Die Fig. 4 zeigt die Verläufe in einer üblichen Speicherheizge­ räteanlage nach dem Stand der Technik. Die dick strichlierte Linie im unteren Bereich des Diagramms zeigt den Solladegrad SLG, wie er von einem Zentralsteuergerät (mit Standardeinstel­ lung bei einer Außentemperatur = 0°C) vorgegeben wird. Die dik­ ke durchgezogene Linie zeigt den Ist-Ladegrad ILG im Wärmespei­ cher. Die beiden Kurvenzüge oben zeigen das Freigabesignal (Freigabe zum Aufladen des Nachtspeichers) und die Benutzerent­ ladung (Betätigung des Schalters am Raumtemperaturregler). Da­ bei bedeutet der jeweils höhere Zustand "EIN", der niedrigere Zustand "AUS"). Fig. 4 shows the courses in a conventional Speicherheizge device system according to the prior art. The thick dashed line in the lower area of the diagram shows the target charge level SLG as specified by a central control unit (with standard setting at an outside temperature = 0 ° C). The thick solid line shows the actual charge level ILG in the heat storage. The two curves above show the release signal (release for charging the night storage) and the user discharge (actuation of the switch on the room temperature controller). The higher state means "ON", the lower state "OFF").

Bei t=0 h erhält die Speicherheizanlage vom Energieversorgungs­ unternehmen EVU das Freigabesignal. Der zu diesem Zeitpunkt vom Zentralsteuergerät ZSG ausgegebene Solladegrad SLG beträgt 0%. Der Ist-Ladegrad beträgt ca. 20%. So ergibt der Soll-/Ist- Wertvergleich des (Zweipunkt-)Reglers, daß dem Speicherkern keine Wärmeenergie zugeführt werden muß. Erst zum Zeitpunkt ca. 3,75 h wird der Solladegrad SLG größer als der Ist-Ladegrad ILG, so daß von nun an der Speicherkern aufgeheizt wird. Der bis da­ hin leicht abfallende Verlauf des Ist-Ladegrads ILG rührt von der Abstrahlung des Ofens an seine Umgebung, wobei die Spei­ cherkerntemperatur hier ca. 100°C beträgt, die maximale Spei­ cherkerntemperatur ist hier ca. 480°C. So folgt der Ist- Ladegrad ILG dem Solladegrad SLG bis der Maximalwert 60% er­ reicht ist. Das Überladen (ca. 62%) und das Abkühlen (ca. 58%) rührt von der Hystereseeigenschaft des Aufladereglers her.At t = 0 h, the storage heating system receives from the energy supply undertake the release signal. The at this time from Central control unit ZSG output target level SLG is 0%. The actual loading level is approx. 20%. So the target / actual Value comparison of the (two-point) controller that the memory core no thermal energy has to be supplied. Only at the time approx The target charge level SLG becomes 3.75 h greater than the actual charge level ILG, so that from now on the storage core is heated up. The one there The slightly decreasing course of the actual charge level ILG comes from the radiation of the furnace to its surroundings, the Spei core temperature here is approx. 100 ° C, the maximum storage core temperature here is approx. 480 ° C. So the actual Charge level ILG the target charge level SLG up to the maximum value of 60%  is enough. Overloading (approx. 62%) and cooling (approx. 58%) stems from the hysteresis property of the charge controller.

Nach dem Ende der Freigabe durch das Energieversorgungsunter­ nehmen EVU (bei ca. 8,5 h), kühlt der Speicherkern durch Ab­ strahlung an seine Umgebung ab. Bei einem Zeitpunkt 16,5 h betä­ tigt der Benutzer den Schalter am Raumtemperaturregler, so daß der Ist-Ladegrad für diesen Zeitbereich schneller sinkt (es wird zusätzlich Wärmeenergie durch den Lüfter an den Raum abge­ geben). Erst nach dem Ausschalten des Raumtemperaturreglers (bei ca. 20 h) wird der Verlauf wieder flacher (es wird nur noch durch Abstrahlung Wärme an die Umgebung abgegeben). Nach einem kompletten Umlauf (24 h) hat nun der Speicherkern einen höheren Ist-Ladegrad als zu Beginn des Zyklus. Dem Ofen wurde also mehr Wärmeenergie zugeführt, als im restlichen Tagesverlauf durch Abstrahlung und gewollte Wärmeentnahme wieder entnommen wurde. Die Folge davon sind unnötig hoher Stromverbrauch wegen einer unzureichenden Anpassungsfähigkeit des Systems an die tatsäch­ lichen Gegebenheiten.After the release by the energy supply company has ended (at approx.8.5 h), the storage core cools down by radiation to its surroundings. At a point in time of 16.5 hours, the user actuates the switch on the room temperature controller, so that the actual charge level drops faster for this time range (there will also be heat energy given off by the fan to the room). Only after the room temperature controller has been switched off (at approx. 20 h) will the profile become flatter again (heat is only released to the surroundings by radiation). After a complete cycle ( 24 h), the storage core now has a higher actual charge level than at the beginning of the cycle. This means that more heat energy was supplied to the furnace than was removed during the rest of the day by radiation and intentional heat removal. The consequence of this is unnecessarily high power consumption due to the system's inadequate adaptability to the actual circumstances.

Gemäß der Erfindung wird für ein Speicherheizgerät (SHG) ein für das Speicherheizgerät individueller Soll-Ladegrad (SLG′) während einer Zeitspanne (Tn) kontinuierlich gebildet. Dabei führt die vom Zentralsteuergerät vorgegebene Führungsgröße (SLG) zusammen mit der Regelgröße (SLGDelta) zu der neuen Füh­ rungsgröße (SLG′) für das Speicherheizgerät (SHG). Die Regel­ größe (SLGDelta) wird am Ende einer Zeitspanne (Tn) in Abhängig­ keit von der Restwärmemenge (QRestn) ermittelt. Vorteilhafter­ weise wird zur Bildung der Regelgröße (SLGDelta) ein üblicher PID-Regler mit den Regelparametern kp, ki und kd verwendet; in einer einfacheren Ausführung können auch ein P-, PI- oder I-Regler zur Anwendung kommen. So ein Regler könnte ebenfalls durch nicht mathematische Algorithmen in speziellen Ausnahmesi­ tuationen unterstützt werden. Auch eine Fuzzy-Logik würde die Aufgabe der Bestimmung der Regelgröße (SLGDelta) erfüllen.According to the invention, for a storage heater (SHG) an individual target charge level (SLG ') for the storage heater is continuously formed during a period (T n ). The command variable specified by the central control unit (SLG) together with the control variable (SLG Delta ) leads to the new guide variable (SLG ′) for the storage heater (SHG). The controlled variable (SLG Delta ) is determined at the end of a period (T n ) depending on the amount of residual heat (QRest n ). A conventional PID controller with the control parameters k p , k i and k d is advantageously used to form the controlled variable (SLG delta ); in a simpler version, a P, PI or I controller can also be used. Such a controller could also be supported by non-mathematical algorithms in special exceptional situations. Fuzzy logic would also perform the task of determining the controlled variable (SLG Delta ).

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Regelgröße (SLGDelta) so bestimmt wird, daß am Ende einer folgenden Zeitspanne (Tn+x) die Restwärmemenge (QRestn+x) möglichst genau einer vorbestimm­ ten Sicherheitsladung (QSicher) ist. Wesentlich ist hier, daß ein automatischer Eingriff (im Rahmen der EVU-Vorschriften) so erfolgt, daß im Ergebnis die Summen der Wärmeenergiezufuhren möglichst gleich der Summen der Wärmeentnahmen sind. Dabei wird der Sicherheitswert (QSicher) zweckmäßigerweise so gewählt, daß bei einer unvorhergesehenen Mehrentnahme am folgenden Tag das Speicherheizgerät (SHG) nicht vollständig entleert wird. Dieser Sicherheitswert kann entweder jeweils für jeden Tag neu - in Abhängigkeit von Rückmeldungen von vorhergehenden Tagen - ver­ geben werden, oder einmal fest vorgegeben sein.In this way it is achieved that the controlled variable (SLG Delta ) is determined so that at the end of a subsequent period (T n + x ) the residual heat quantity (QRest n + x ) is as precisely as possible a predetermined safety charge (QSicher). It is essential here that an automatic intervention (within the framework of the EVU regulations) takes place in such a way that the sum of the heat energy supplies is as close as possible to the sum of the heat withdrawals. The safety value (QSicher) is expediently chosen so that the storage heater (SHG) is not completely emptied in the event of an unexpected additional withdrawal on the following day. This safety value can either be reassigned for each day - depending on feedback from previous days - or it can be predefined once.

Für den Betrieb einer erfindungsgemäßen Speicherheizanlage ist es gleichgültig, welche der beteiligten Komponenten des Netzver­ bundes die notwendigen Berechnungen durchführt. Wichtig ist nur, daß die betroffene Komponente das/die Ergebnis(se) als Nachricht oder die Parameter zur Berechnung der Ergebnis(se) über den Netzverbund erhält. In den nachfolgenden Beispielen und Figuren wird davon ausgegangen, daß die Berechnungen für die Regelgröße (SLGDelta) und die neue Führungsgröße (SLG′) in dem jeweiligen Speicherheizgerät durchgeführt werden. Der Ein­ fachheit halber wird in allen Beispielen eine konstante Sicher­ heitsladung (QSicher) (hier 20%) sowie eine periodisch wieder­ kehrende Ladefreigabezeit angenommen. In den Fig. 5 bis 9 werden die Zeitspannen (Tn . . . Tn+x) als konstant (hier 24 h) an­ genommen.For the operation of a storage heating system according to the invention, it does not matter which of the components of the network network involved carries out the necessary calculations. It is only important that the component concerned receives the result (s) as a message or the parameters for calculating the result (s) via the network. In the examples and figures below, it is assumed that the calculations for the controlled variable (SLG Delta ) and the new reference variable (SLG ') are carried out in the respective storage heater. For the sake of simplicity, a constant safety charge (QSicher) (here 20%) and a periodically recurring charge release time are assumed in all examples. In FIGS. 5 through 9, the time spans (T n. T.. N + x) are taken as a constant (here, 24 hrs).

In dem in Fig. 4 dargestelltem Verlauf sind nun zwei Extrem­ fälle denkbar:In the course shown in Fig. 4, two extreme cases are now conceivable:

  • 1. Die zugeführte Wärmemenge ist immer kleiner als die abge­ führte (siehe dazu Fig. 7). Hier wird der Speicherkern täglich auf einen Ist-Ladegrad ILG von ca. 10% abgekühlt, was ca. 50°C entspricht. Diese 10% Ist-Ladung hat nun zur Folge, daß der Raum dadurch nicht mehr beheizt werden kann. Der Speicherkern ist noch vor Ende der Benutzerentladung "leer".1. The amount of heat supplied is always smaller than that dissipated (see Fig. 7). Here, the storage core is cooled down to an actual ILG charging level of approx. 10%, which corresponds to approx. 50 ° C. This 10% actual charge means that the room can no longer be heated. The memory core is "empty" before the end of the user discharge.
  • 2. Es wird vom Benutzer keine Wärme entnommen (siehe dazu Fig. 9). Lediglich die Wärmestrahlung führt zu einer Absenkung des Ist-Ladegrads ILG, so daß am Ende jeden Tages ein Ist-Ladegrad ILG von mehr als 30% verbleibt.2. No heat is removed by the user (see Fig. 9). Only the heat radiation leads to a lowering of the actual charge level ILG, so that at the end of each day an actual charge level ILG of more than 30% remains.

In Fig. 5 ist die Ist-/Soll-Ladekurve der erfindungsgemäßen Aufladesteuervorrichtung veranschaulicht, wobei ein Zentralsteuergerät ZSG den aktuellen Soll-Ladegrad (SLG) und die Ladefreigabe für das jeweilige Speicherheizgerät (SHG) kon­ tinuierlich für einen Tag vorgibt.In FIG. 5, the actual / desired charging curve is illustrated the Aufladesteuervorrichtung according to the invention, wherein a central control unit ZSG the current target charge level (SLG) and the load enable for the respective storage heater (SHG) kon continuously specifies for one day.

(Anm.: In diesen und den folgenden Figuren ist zusätzlich als dünne Linie noch eine Soll-Ladegrad′-Kurve (SLG′) eingezeich­ net, die der vom Aufladeregler korrigierten Solladung ent­ spricht)
In der hier beschriebenen Anordnung ermittelt das Speicherheiz­ gerät (SHG) am Ende der ersten Zeitspanne (Tn) aus der Restwär­ memenge (Qrestn = 12%) und dem Sicherheitswert (QSicher=20%) die Regelgröße (SLGDelta). Damit wird der Soll-Ladegrad um die Re­ gelgröße (SLGDelta) zu SLG′ ins Positive (QRestn < QSicher) kor­ rigiert. Dieses SLG′ dient als neue Führungsgröße für die Auf­ ladung des Speicherheizgeräts (SHG).
(Note: In these and the following figures, a nominal charge degree curve (SLG ') is additionally drawn as a thin line, which corresponds to the nominal charge corrected by the charge controller)
In the arrangement described here, the storage heater (SHG) determines the controlled variable (SLG Delta ) from the residual heat quantity (Qrest n = 12%) and the safety value (QSicher = 20%) at the end of the first period (T n ). This corrects the target charge level by the control size (SLG Delta ) to SLG ′ positive (QRest n <QSicher). This SLG 'serves as a new reference variable for charging the storage heater (SHG).

Dieses Verfahren wird an den folgenden Tagen wiederholt, so daß am Ende der Zeitspanne (Tn+4) die Restwärmemenge (QRestn+4) den Wert der Sicherheitsladung QSicher annähernd erreicht.This procedure is repeated on the following days, so that at the end of the time period (T n + 4 ) the residual heat quantity (QRest n + 4 ) almost reaches the value of the safety charge QSicher.

Zur Gegenüberstellung zeigt Fig. 6 das Verhalten eines herkömm­ lichen Speicherheizgerätes (SHG) nach dem Stand der Technik un­ ter denselben Bedingungen wie bei Fig. 5.For comparison of FIG. 6 shows the behavior of a herkömm handy storage heater (SHG) according to the prior art un ter same conditions as in Fig. 5.

Der oben erwähnte zweite Extremfall wird in Fig. 7 veranschau­ licht. Hier wird vom Benutzer keine Wärmeenergie entnommen (es kommt also nur die reine Abstrahlung zum Tragen), bereits am Ende der zweiten Zeitspanne (Tn+1) hat sich eine Restwärmemenge (QRestn+1) von nur noch etwas über dem Sicherheitswert (QSicher) eingestellt.The above-mentioned second extreme case is illustrated in FIG. 7. No heat energy is taken from the user here (so only the pure radiation comes into play), already at the end of the second period (T n + 1 ) there is a residual heat quantity (QRest n + 1 ) of only slightly above the safety value (QSicher ) set.

Zur Gegenüberstellung zeigt Fig. 8 das Verhalten eines herkömm­ lichen Speicherheizgerätes (SHG) nach dem Stand der Technik un­ ter den selben Bedingungen wie bei Fig. 7. Deutlich erkennbar beträgt hier die Restwärmemenge (QRestn+1) am Ende der Zeit­ spanne (Tn+1) ca. 34%. For comparison, FIG. 8, the behavior of a herkömm handy storage heater (SHG) according to the prior art un ter the same conditions as in Fig. 7. Clearly visible here is the residual amount of heat (QRest n + 1) at the end of the time period (T n + 1 ) approx. 34%.

Ein Vergleich der Fig. 7 und Fig. 8 zeigt, daß der Verlauf der Istladung (ILG) (Anm. die Istladung ist proportional der Spei­ chertemperatur) in Fig. 7 gegenüber dem Verlauf der Istladung (ILG) in Fig. 8 deutlich abgesenkt ist. Wie oben angeführt ist die Wärmestrahlung proportional der vierten Potenz der Tempera­ tur des Strahlers, hier also die Verluste durch Abstrahlung deutlich niedriger sind. Dementsprechend ist die Zufuhr der La­ dung in Fig. 7 erheblich geringer, als die Zufuhr der Ladung in Fig. 8.A comparison of Fig. 7 and Fig. 8 shows that the profile of the Istladung (ILG) (NB. The Istladung is proportional to the SpeI chertemperatur) 8 significantly reduced in Fig. 7 with respect to the course of the Istladung (ILG) in Fig. . As mentioned above, the thermal radiation is proportional to the fourth power of the temperature of the radiator, so here the losses due to radiation are significantly lower. Accordingly, the supply of the La is dung in Fig. 7 considerably less than the supply of the charge in Fig. 8.

Fig. 9 verdeutlicht die Anpassungsfähigkeit des Systems an eine sich ändernde Außentemperatur. In diesem Beispiel beträgt die Außentemperatur TA an den ersten drei Tagen +5°C, sie sinkt an drei aufeinanderfolgenden Tagen um jeweils 5°C bis auf -10°C ab, wo sie für weitere drei Tage verbleibt (der niederen Außen­ temperatur entsprechend gibt des Zentralsteuergerät jeweils hö­ here Solladegradkurven vor). Das erfindungsgemäße System folgt zwar tendentiell dem vom Zentralsteuergerät (ZSG) vorgegebenen Solladegrad (SLG), bleibt jedoch vor allem am 7. Tag weit unter dem Sollwert, gleichzeitig ist aber die Ladung immer noch aus­ reichend. An den drei folgenden Tagen mit gleicher Außentempe­ ratur regelt sich das System mit seiner Restwärmemenge (QRest) wieder auf den Sicherheitswert (QSicher) ein. Fig. 9 illustrates the adaptability of the system to a changing outside temperature. In this example, the outside temperature T A on the first three days is + 5 ° C, it drops on three consecutive days by 5 ° C to -10 ° C, where it stays for another three days (corresponding to the lower outside temperature) the central control unit specifies higher target degree curves). Although the system according to the invention tends to follow the target charge level (SLG) specified by the central control device (ZSG), it remains well below the target value, especially on the 7th day, but at the same time the charge is still sufficient. On the following three days with the same outside temperature, the system adjusts itself to the safety value (QSicher) with its residual heat quantity (QRest).

Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 10 noch einmal das Verhalten eines herkömmlichen Systems nach dem Stand der Technik. Hierbei steigt die Ist-Ladung (ILG) mit seinem Maximum auf über 90% an, obwohl diese Wärmeenergie nicht "genutzt" wird (sie wird nur abgestrahlt). Die Kurvenzüge in den Zeitspannen Tn+8 in diesen Figuren können genauso diskutiert werden, wie die Kurven der Zeitspannen Tn+4 der Fig. 7 und 8.In contrast, Fig. 10 shows again the behavior of a conventional system according to the prior art. Here, the actual charge (ILG) increases with its maximum to over 90%, although this thermal energy is not "used" (it is only emitted). The curves in the time periods T n + 8 in these figures can be discussed as well as the curves in the time periods T n + 4 of FIGS. 7 and 8.

Durch Systeme mit diesen Eigenschaften ist es möglich die Tem­ peratur im Speicherkern (Ist-Ladegrad) so niedrig als möglich, aber so hoch wie nötig zu halten, und so eine effizientere Steuerung einer Speicherheizgeräteanlage, als dies mit herkömm­ lichen Geräten der Fall ist, auszuführen. Systems with these properties allow the tem temperature in the storage core (actual charge level) as low as possible, but to keep as high as necessary, and so more efficient Control of a storage heater system, as with conventional devices.  

Da sich verschiedene Einflüsse auf die Aufladung/Entladung, also auch die Restwärmemenge (QRest) auswirken wie z. B.Because there are different influences on the charge / discharge, so also affect the amount of residual heat (QRest) such as B.

  • - Außentemperatur TA - outside temperature T A
  • - wechselnde Benutzerentladung (Zeitpunkt und Dauer der Entnah­ me)- changing user discharge (time and duration of the removal me)
  • - mehrere Zeitpunkte und Dauern der Freigaben- multiple times and durations of the releases
  • - unterschiedliche Arbeitspreise bei Hochtarif- und Niederta­ rifzeiten- Different working prices for high tariff and Niederta reef times

werden erweiterte Verfahren angewendet, um oben erwähntes Ziel besser zu erreichen. Um diese Verfahren anwenden zu können, müssen weitere Größen erfaßt werden.advanced procedures are applied to achieve the above mentioned goal to achieve better. To be able to use these methods, other sizes must be recorded.

  • 1. Erfassung von Qmax und Qmin Qmaxn sind die während einer Zeitspanne Tn erfaßten Maxima (im mathematischen Sinn) des Ist-Ladeverlaufs;
    Qminn sind die während eines Zeitspanne Tn erfaßten Minima (im mathematischen Sinn) des Ist-Ladeverlaufs;
    1. Acquisition of Qmax and Qmin Qmax n are the maxima (in the mathematical sense) of the actual charging process recorded during a time period T n ;
    Qmin n are the minima (in the mathematical sense) of the actual charging process recorded during a time period T n ;
  • 2. Erfassen des Verlaufs der Speichertemperatur (VST) oder ei­ ner davon abgeleiteten charakteristischen Größe während einer Zeitspanne Tn.2. Detection of the profile of the storage temperature (VST) or a characteristic variable derived therefrom during a time period T n .
  • 3. Erfassen des Zeitpunktes des Unterschreitens der Entlade­ grenze QLeer (tL).3. Detect the time when the discharge limit QLeer (t L ) is undershot.
  • 4. Erfassen des Beginns und Ende der Wärmeentnahme durch den Benutzer (BWE, EWE)4. Detection of the beginning and end of the heat removal by the User (BWE, EWE)

Diese erfaßten Größen müssen nun auf die Regelung in geeigneter Weise einwirken.These detected quantities must now be applied to the regulation in a suitable manner Act wisely.

Fig. 11 zeigt einen Verlauf der Kurven, der diese Größen mit berücksichtigt. Qmax₁ wird mit ca. 62% bei t etwa 5 h, Qmin₁ mit ca. 26% bei t etwa 18 h bestimmt. Qmax₂ mit ca. 32% bei t etwa 18 h und Qmin₂ mit ca. 28% bei t etwa 24 h (Ende des Zyklus). Für den Korrekturwert des Soll-Ladegrad′ (SLG′) wird mit berück­ sichtigt, daß die zweite Zusatzladung des ersten Zyklus nicht notwendig gewesen wäre, da auch ohne diese Aufladung der Si­ cherheitswert QSicher nicht unterschritten worden wäre. Folge ist nun, daß im zweiten Zyklus auch ohne diese Zusatzladung die Restwärmemenge QRest annähernd gleich des Sicherheitswerts QSi­ cher ist, wobei die noch vorhandene Abweichung in weiteren Zy­ klen noch korrigiert werden würde. Fig. 11 shows a plot of the curves which takes into account these variables with. Qmax ₁ is determined with approximately 62% at t for approximately 5 h, Qmin ₁ with approximately 26% at t approximately 18 h. Qmax₂ with about 32% at t about 18 h and Qmin₂ with about 28% at t about 24 h (end of the cycle). For the correction value of the target charge level '(SLG'), it is taken into account that the second additional charge of the first cycle would not have been necessary, since the safety value would not have fallen below QSicher without this charging. The consequence is that in the second cycle, even without this additional charge, the residual heat quantity QRest is approximately equal to the safety value QSi cher, the deviation which would still be present being corrected in further cycles.

Nun ist es aber auch so, daß von den Energieversorgungsunter­ nehmen EVU "Strom" zu unterschiedlichen Preisen angeboten wird (Hochtarif HT und Niedertarif NT). Diese Einflußgröße ist ein weiterer Ansatzpunkt, um den Betrieb einer solchen Speicherhei­ zanlage kostengünstig zu gestalten.Now it is also the case that of the energy supply companies take EVU "electricity" is offered at different prices (HT high tariff and NT low tariff). This influencing variable is a another starting point to the operation of such a storage heater to make the system cost-effective.

In einer weiteren (nicht veranschaulichten) Variante ermittelt das System für den Fall, in dem die Benutzerentladung erst nach der letzten Ladefreigabe vom Energieversorgungsunternehmen EVU erfolgen wird, (mit Hilfe der Größen Qmaxn, Qminn, dem Verlauf der Entladekurve VST, der Ladefreigabezeiten BNT, ENT, BHT, EHT und der Arbeitspreise für Nieder-/Hochtarif ANT, AHT), daß es kostengünstiger ist, die Aufladung erst in einer Zeitspanne Tn+1 kurz vor der Entnahme vorzunehmen, dafür die Ladung des Speicherheizgerätes SHG in der Zeitspanne Tn zu drosseln (Anm.: Tn ist hier die Zeitspanne 0 h <= t < BHT, Tn+1 ist die Zeit­ spanne BHT <= t < 24 h).In a further variant (not illustrated), the system determines, in the event that the user is only discharged after the last charge release by the energy supply company EVU (using the quantities Qmax n , Qminn, the course of the discharge curve VST, the charge release times BNT, ENT, BHT, EHT and the working prices for low / high tariff ANT, AHT) that it is cheaper to carry out the charging only in a period T n + 1 shortly before the removal, but the charging of the storage heater SHG in the period T n to throttle (Note: T n is the time period 0 h <= t <BHT, T n + 1 is the time period BHT <= t <24 h).

Dazu werden vom Zentralspeichergerät (ZSG) die Stromtarifpreise den Speicherheizgeräten SHG′s mitgeteilt (AHT, ANT). Ausgehend von der erforderlichen Ladung und unter Berücksichtigung der Abstrahlung kann dann das Speicherheizgerät SHG feststellen, ob es angesichts der unterschiedlichen Strompreise günstiger ist, während der Niedertarifzeit aufladen und die ungewollte Ab­ strahlung in Kauf zu nehmen, oder ob es günstiger ist, die not­ wendige (Nach-) Ladung während der Hochtarifzeit vorzunehmen. For this purpose, the central storage device (ZSG) charges the electricity tariffs the storage heaters SHG’s communicated (AHT, ANT). Outgoing of the required cargo and taking into account the The SHG storage heater can then determine whether radiation it is cheaper given the different electricity prices, charge during the low tariff period and the unwanted Ab to accept radiation, or whether it is cheaper, the need to carry out agile (recharge) during the high tariff period.  

Ein besonderer Vorteil dieser Verfahrensweise besteht auch dar­ in, daß die Zeit zwischen Ende der Ladefreigabe und Beginn der Entnahme von Wärmeenergie möglichst kurz ist. Dies dient insbe­ sondere dazu, Abstrahlungsverluste zu minimieren.There is also a particular advantage of this procedure in that the time between the end of the charge release and the start of the Extraction of thermal energy is as short as possible. This serves in particular in particular to minimize radiation losses.

In den bisher betrachteten Fällen kam es nie zu einer "Total­ entladung" des Speicherkerns, wobei 50°C als Speichertemperatur entsprechend 10% Ist-Ladegrad ILG als Totalentladung betrachtet werden. In diesem Fall würde ein üblicher (PID-) Regler zu lan­ ge brauchen, um wieder in seinen Betriebsbereich zu gelangen.In the cases considered so far, there was never a "total discharge "of the memory core, with 50 ° C as the storage temperature corresponding to 10% actual charge level ILG considered as total discharge will. In this case, a common (PID) controller would be too long ge to get back into its operating area.

tL soll nun der Zeitpunkt sein, an dem eine Schwelle QLeer un­ terschritten wird, wobei die Schwelle QLeer auch gleich QSicher sein kann. Mit dieser Größe kann nun in Kenntnis des weiteren Entladeverlaufs (VST) berechnet werden, wieviel der Korrektur­ wert (SLGDelta) für den Solladegrad′ (SLG′) über den durch das Regelglied ermittelten Wert für eine spätere Zeitspanne (Tn+x) nochmals korrigiert werden muß. Diese Zusatzkorrektur bewirkt nun eine schnellere Annäherung an den gewünschten Zustand.t L should now be the point in time at which a threshold QEmpty is undershot, whereby the threshold QEmpty can also be QSafe. With this variable, knowledge of the further discharge profile (VST) can now be used to calculate how much the correction value (SLG Delta ) for the target charge level ′ (SLG ′) is again over the value determined by the control element for a later period (T n + x ) needs to be corrected. This additional correction now brings about a faster approximation to the desired state.

Diese zuletzt beschriebenen Varianten benötigen eine Informati­ on darüber, was in der "Zukunft" geschehen wird. Dies betrifft Zeitpunkt und Dauer der Benutzerentladung sowie den weiteren Verlauf der Ist-Ladegradkurve.These last described variants require information on about what will happen in the "future". this concerns Time and duration of the user discharge and the others Course of the actual charge level curve.

Letzteres kann dadurch realisiert werden, daß bestimmte Kenn­ größen des Entladeverlaufs in einem Speicher abgelegt werden. Solche Kenngrößen können z. B. die Temperaturwerte des Speicher­ kerns in bestimmten zeitlichen Abständen sein, oder falls diese Entladung durch eine mathematische Funktion hinreichend genau nachgebildet werden kann, durch die die mathematische Funktion kennzeichnenden Parameter, z. B. die Entladezeit tau bei einer e-Funktion, oder die Koeffizienten einer Polynomfunktion. Mit Hilfe dieser Kenngrößen ist es dann möglich, unter Zuhilfenahme der dazugehörigen mathematischen Verfahren ausgehend von einem Zeit-/Temperaturpunkt den weiteren Verlauf zu berechnen. The latter can be realized in that certain characteristics sizes of the discharge process are stored in a memory. Such parameters can e.g. B. the temperature values of the memory core at certain time intervals, or if these Discharge with a mathematical function is sufficiently precise can be reproduced by means of the mathematical function characteristic parameters, e.g. B. the discharge time at a e-function, or the coefficients of a polynomial function. With With the help of these parameters it is then possible with the help the associated mathematical methods based on a Time / temperature point to calculate the further course.  

Das bisher aufgezeigte Verfahren verhält sich optimal bei täg­ lich wiederkehrenden ähnlichen Verhältnissen der Wärmeentnahme und der Wärmezufuhr. Bei wechselnden Benutzergewohnheiten (z. B. geringerer Wärmebedarf in den Abendstunden an den Werktagen, erhöhter Wärmebedarf an den Wochenenden während des ganzen Ta­ ges) ist nun ein erweitertes Verfahren zur Berücksichtigung dieser Umstände vorgesehen.The procedure shown so far behaves optimally during the day recurring similar conditions of heat extraction and the supply of heat. With changing user habits (e.g. lower heat demand in the evenings on working days, increased heat demand on weekends throughout the day ges) is now an expanded procedure for consideration of these circumstances.

Im Laufe wenigstens einer Zeitspanne (Tn) werdenIn the course of at least one time period (T n )

  • - die Zeitpunkte des Beginns der Wärmeentnahme (BWE),- the times at which heat extraction begins (BWE),
  • - die Zeitpunkte des Endes der Wärmeentnahme (EWE),- the times of the end of heat extraction (EWE),
  • - die Zeitpunkte des Beginns der Niedertariffreigabe(n) (BNT),- the dates of the start of the low tariff release (BNT),
  • - die Zeitpunkte des Endes der Niedertariffreigabe(n) (ENT),- the times of the end of the low tariff release (s) (ENT),
  • - die Zeitpunkte des Beginns der Hochtariffreigabe(n) (BHT), und- the dates of the start of the high tariff release (BHT), and
  • - die Zeitpunkte des Endes der Hochtariffreigabe(n) (EHT) er­ mittelt und in einem Datenspeicher (DS) aufgezeichnet.- The times of the end of the high tariff release (s) (EHT) he averaged and recorded in a data memory (DS).

Aus dem Verlauf dieser Zeitpunkte von mehreren (y) vergangenen Zeitspannen (Tn) wird eine Periodizität (p) ermittelt.A periodicity (p) is determined from the course of these times of several (y) past time periods (T n ).

In Abhängigkeit der Periodizität (p) werden die Anfangs-, End­ zeiten der Benutzerentnahme, Zykluszeit, Regelparameter, Frei­ gabezeiträume (BNT/ENT/DNT, BHT/EHT/DHT; Qmaxn, Qminn) in einem Periodendatenspeicher (PDS) abgelegt.Depending on the periodicity (p), the start and end times of user extraction, cycle time, control parameters, release periods (BNT / ENT / DNT, BHT / EHT / DHT; Qmax n , Qmin n ) are stored in a period data memory (PDS).

Ist die Benutzungsperiodendauer (p) des Speicherheizgerätes (SHG) bekannt, so kann das System für einen Tag n+1 dieselben Parameter benutzen, die am Ende des Tages n+1 der Vorperiode ermittelt wurden.Is the period of use (p) of the storage heater (SHG) known, the system can do the same for a day n + 1 Use parameters at the end of the day n + 1 of the previous period were determined.

Schematische Darstellung des Periodendatenspeichers (PDS) Schematic representation of the period data memory (PDS)

Zur Bestimmung der Benutzungsgewohnheiten wird jeweils der Be­ ginn der Wärmeentnahme (BWE) und die Dauer der Wärmeentnahme (als Differenz zwischen Ende der Wärmeentnahme (EWE) und Beginn der Wärmeentnahme (BWE)) in einem Periodendatenspeicher (PDS) über eine bestimmte Zeit y aufgezeichnet. Diese Werte können durch Untersuchung der tatsächlichen Entladekurve gewonnen wer­ den. Dabei bedeutet der Übergang von einer kleineren [neg.] Steigung zu einer größeren [neg.] Steigung den Beginn einer Entladung und umgekehrt. Die Differenz aus beiden Zeitpunkten ist die Dauer der Entladung. Eine einfachere Möglichkeit ergibt sich, wenn der Aufladeregler direkt mit dem Schalter des Raum­ temperaturreglers gekoppelt ist. Dann bedeutet das Einschalten den Beginn der Benutzerentladung, das Ausschalten das Ende die­ ser Benutzerentladung.To determine the usage habits, the Be Start of heat extraction (BWE) and the duration of the heat extraction (as the difference between the end of heat extraction (EWE) and the start heat extraction (BWE)) in a period data memory (PDS) recorded over a certain time y. These values can by examining the actual discharge curve the. The transition from a smaller [neg.] Slope to a larger [neg.] Slope the beginning of a Discharge and vice versa. The difference between the two times is the duration of the discharge. An easier way results yourself when the charge controller is directly connected to the switch of the room temperature controller is coupled. Then switching on means the beginning of the user discharge, the turning off the end of the user discharge.

Dieser Datenspeicher (PDS) sollte für eine ausreichend lange Zeitdauer (z. B. 28 Tage; ein ganzzahliges Vielfaches von 7 Ta­ gen entspricht in der Regel dem europäischen Zyklus) ausgelegt sein. Diese beiden Kurven müssen nun hinsichtlich ihrer Peri­ odendauer untersucht werden. In einer einfachen Ausführung führt die Bildung der 1. (mathematischen) Ableitung bereits zu brauchbaren Ergebnissen. Kombiniert man die Ergebnisse der Pe­ riodendauern beider Kurven, so ist die größte gemeinsame Peri­ odendauer die "Periodendauer der Benutzung". Fig. 12 veran­ schaulicht nun eine solche Betrachtung. Die im unteren Bildbe­ reich dargestellten Balken stehen für die Beginn/Ende der Be­ nutzungsentnahme, so bedeutet z. B. der Balken des ersten Tages eine Entnahme von ca. 15.15 Uhr bis 16.45 Uhr. Im oberen Bild­ bereich sind die erste Ableitung der Beginnzeiten (Graph 1, durchgezogen) und die erste Ableitung der Entnahmedauern (Graph 2, gepunktet) abgebildet. Deutlich erkennbar ist hier eine Pe­ riodendauer des Graphen 1 von 7 Tagen, der Graph 2 besitzt kei­ ne Spitzen im Verlauf, also keine Wiederholung, so daß die Ge­ samtperiodendauer des Systems 7 Tage beträgt. In Fig. 13 be­ sitzt der Graph 1 wieder eine Periodendauer von 7 Tagen, der Graph 2 eine (nicht phasenverschobene) Periodendauer von 14 Ta­ gen, so daß sich eine Gesamtperiodendauer von 14 Tagen ergibt.This data storage (PDS) should be designed for a sufficiently long period of time (e.g. 28 days; an integer multiple of 7 days generally corresponds to the European cycle). These two curves must now be examined with regard to their period duration. In a simple version, the formation of the first (mathematical) derivative leads to usable results. Combining the results of the period durations of both curves, the greatest common period duration is the "period duration of use". Fig. 12 now illustrates such an observation. The bars shown in the lower image area represent the start / end of the usage extraction. B. the bar of the first day, a withdrawal from about 3.15 p.m. to 4.45 p.m. The first derivation of the start times (graph 1 , solid) and the first derivation of the removal times (graph 2 , dotted) are shown in the upper part of the figure. A period of the graph 1 of 7 days is clearly recognizable here, the graph 2 has no peaks in the course, that is to say no repetition, so that the total period of the system is 7 days. In Fig. 13, the graph 1 is again a period of 7 days, the graph 2 a (not out of phase) period of 14 days, so that there is a total period of 14 days.

In Fig. 14 hat die Periodendauer des Graphen 1 eine Perioden­ dauer von 7 Tagen. Graph 2 hat eine Periodendauer von 7 Tagen, ist jedoch um 4 Tage gegenüber Graph 1 phasenverschoben, so daß sich die Gesamtperiodendauer wieder zu 7 Tagen ergibt.In Fig. 14, the period of the graph 1 has a period of 7 days. Graph 2 has a period of 7 days, but is 4 days out of phase compared to Graph 1 , so that the total period is 7 days again.

Die Dauer der Periode kann durch die unterschiedlichsten mathe­ matischen Verfahren bestimmt werden, z. B. durch Autokorrelati­ on, Vergleichen der Minima und Maxima etc. Für die einzelnen Tage jeder Periode werden dann in den Datenspeicher die jewei­ ligen Ein- und Ausschaltzeiten der Benutzerentnahmen für jeden Tag, die täglichen Freigabedauern des Energieversorgungsunter­ nehmens (EVU), die relevanten Regelparameter des Regelgliedes etc. abgelegt. Unter Zugrundelegung dieser Daten wird dann für jeden einzelnen Tag die Regelgröße (SLGDelta) bestimmt.The duration of the period can be determined by a wide variety of mathematical methods, e.g. B. by Autocorrelati on, comparing the minima and maxima etc. For the individual days of each period, the respective on and off times of the user withdrawals for each day, the daily release times of the energy supply company (EVU), the relevant control parameters are then stored in the data memory of the control element etc. The control variable (SLG Delta ) is then determined on the basis of this data for each individual day.

Mitunter unterliegen die EVU-Freigabezeiten (sowohl die Hochta­ rifzeiten HT als auch die Niedertarifzeiten NT) gewissen zeit­ lichen Mustern, so daß diese auch noch in die Periodenerkennung miteingearbeitet werden können, um die kostengünstigste und energiesparendste Zeitspanne für die Aufladung des Speicher­ heizgerätes (SHG) zu ermitteln.Sometimes the EVU approval times are subject (both the Hochta Rifzeiten HT as well as the low tariff times NT) certain time Lichen patterns, so that they also in the period detection can be included to be the most cost effective and  most energy-saving time for charging the storage heater (SHG) to determine.

Claims (8)

1. Verfahren zum Betrieb einer Speicherheizgerätesteuerung mit einem Zentralsteuergerät (ZSG) und wenigstens einem Speicher­ heizgerät (SHG), das mit dem Zentralsteuergerät (ZSG) zur Über­ mittlung einer Führungsgröße (SLG) gekoppelt ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß
  • - die jedem Speicherheizgerät (SHG) von dem Zentralsteuergerät (ZSG) für eine Zeitspanne (Tn) übermittelte Führungsgröße (SLG) mit einer Regelgröße zu einer modifizierten Führungsgröße (SLG′) für das jeweilige Speicherheizgerät (SHG) abgeändert wird, und
  • - für jedes Speicherheizgerät (SHG) am Ende dieser Zeitspanne (Tn) der Wert der noch in dem Speicherheizgerät (SHG) gespei­ cherten Restwärmemenge (Qrestn) ermittelt wird, und in Abhängigkeit von dieser die Regelgröße für eine spätere Zeitspanne (Tn+x) ermittelt wird.
1. A method for operating a storage heater control with a central control unit (ZSG) and at least one storage heater (SHG), which is coupled to the central control unit (ZSG) for transmitting a reference variable (SLG), characterized in that
  • - The command variable (SLG) transmitted to each storage heater (SHG) by the central control device (ZSG) for a period of time (T n ) with a controlled variable to a modified reference variable (SLG ') for the respective storage heater (SHG), and
  • - For each storage heater (SHG) at the end of this period (T n ) the value of the amount of residual heat still stored in the storage heater (SHG) (Qrest n ) is determined, and depending on this the controlled variable for a later period (T n + x ) is determined.
2. Verfahren zum Betrieb einer Speicherheizgerätesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - für jedes Speicherheizgerät (SHG) ein Sicherheitswert (Qsicher) der Wärmemenge festgelegt wird, der als Zielgröße für die Restwärmemenge (Qrestn) am Ende einer Zeitspanne (Tn) dient, und
  • - der Sicherheitswert (Qsicher) während eines Ladevorgangs und/oder eines Entladungsvorgangs des Speicherheizgerätes (SHG) veränderbar ist, und
  • - eine Entladegrenze (QLeer) der Wärmemenge festgelegt wird, die als Kennwert eines entladenen Speicherheizgerätes (SHG) dient, und
  • - die Entladegrenze (QLeer) immer kleiner/gleich dem Sicher­ heitswert (QSicher) festgelegt ist.
2. A method of operating a storage heater control according to claim 1, characterized in that
  • - For each storage heater (SHG), a safety value (Qsafe) of the heat quantity is determined, which serves as the target quantity for the residual heat quantity (Qrest n ) at the end of a period (T n ), and
  • - The safety value (Qsafety) can be changed during a charging and / or discharging process of the storage heater (SHG), and
  • - A discharge limit (QLeer) of the amount of heat is set, which serves as a characteristic value of a discharged storage heater (SHG), and
  • - The discharge limit (QEmpty) is always less than / equal to the safety value (QSafe).
3. Verfahren zum Betrieb einer Speicherheizgerätesteuerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - für ein Speicherheizgerät (SHG) die Regelgröße für eine spä­ tere Zeitspanne (Tn+x) so verändert wird, daß am Ende der spä­ teren Zeitspanne (Tn+x), bei gleicher Entnahme wie in der vor­ herigen Zeitspanne (Tn), die Differenz zwischen dem Sicher­ heitswert (Qsicher) und der Restwärmemenge (Qrestn+x) möglichst klein wird.
3. A method for operating a storage heater control according to one of claims 1 or 2, characterized in that
  • - For a storage heater (SHG) the controlled variable for a later period (T n + x ) is changed so that at the end of the later period (T n + x ), with the same removal as in the previous period (T n ), the difference between the safety value (Qsafe) and the residual heat (Qrest n + x ) becomes as small as possible.
4. Verfahren zum Betrieb einer Speicherheizgerätesteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Re­ gelgröße im Laufe einer Zeitspanne (Tn)
  • - der Verlauf der Speichertemperatur (VST),
  • - die Maximalwerte der Wärmemenge (Qmaxn),
  • - die Minimalwerte der Wärmemenge (Qminn), und
  • - die Zeitpunkte des Endes der Wärmeentnahmen (EWE) aus dem Speicherheizgerät (SHG) ermittelt und in einem Daten­ speicher (DS) aufgezeichnet werden.
4. A method for operating a storage heater control according to claim 3, characterized in that for determining the re gel size over a period of time (T n )
  • - the course of the storage tank temperature (VST),
  • - the maximum values of the heat quantity (Qmax n ),
  • - the minimum values of the heat quantity (Qmin n ), and
  • - The times of the end of the heat withdrawals (EWE) from the storage heater (SHG) determined and recorded in a data memory (DS).
5. Verfahren zum Betrieb einer Speicherheizgerätesteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - bei Unterschreiten der Entladegrenze (QLeer) bei der Entnah­ me/Abgabe von Wärmeenergie aus dem Speicherheizgerät (SHG) im Laufe einer Zeitspanne (Tn) der Zeitpunkt des Unterschreitens (tL) ermittelt wird, und
  • - die Regelgröße für eine spätere Zeitspanne (Tn+x) in Abhän­ gigkeit vom Zeitpunkt des Unterschreitens (tL), vom Verlauf der Speichertemperatur (VST) und vom Zeitpunkt des Endes der Wärme­ entnahme (EWE) verändert wird.
5. A method for operating a storage heater control according to one of claims 1 to 4, characterized in that
  • - If the discharge limit (QLeer) is undershot during the removal / delivery of thermal energy from the storage heater (SHG) over a period of time (T n ), the time of the undershoot (t L ) is determined, and
  • - The controlled variable for a later period (T n + x ) depending on the time of falling below (t L ), the course of the storage temperature (VST) and the time of the end of heat removal (EWE) is changed.
6. Verfahren zum Betrieb einer Speicherheizgerätesteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Laufe wenigstens einer Zeitspanne (Tn)
  • - die Zeitpunkte des Beginns der Wärmeentnahme (BWE),
  • - die Zeitpunkte des Endes der Wärmeentnahme (EWE),
  • - die Zeitpunkte des Beginns der Niedertariffreigabe(n) (BNT)
  • - die Zeitpunkte des Endes der Niedertariffreigabe(n) (ENT),
  • - die Zeitpunkte des Beginns der Hochtariffreigabe(n) (BHT), und
  • - die Zeitpunkte des Endes der Hochtariffreigabe(n) (EHT) er­ mittelt und in einem Datenspeicher (DS) aufgezeichnet werden, und
  • - aus dem Verlauf der hier aufgeführten Zeitpunkte von y ver­ gangenen Zeitspannen (Tn) eine Periodizität (p) ermittelt wird.
6. A method for operating a storage heater control according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the course of at least one period (T n )
  • - the times at which heat extraction begins (BWE),
  • - the times of the end of heat extraction (EWE),
  • - the dates of the start of the low tariff release (s) (BNT)
  • - the times of the end of the low tariff release (s) (ENT),
  • - the dates of the start of the high tariff release (BHT), and
  • - The times of the end of the high tariff release (s) (EHT) he averages and recorded in a data memory (DS), and
  • - A periodicity (p) is determined from the course of the times listed here from y elapsed time periods (T n ).
7. Verfahren zum Betrieb einer Speicherheizgerätesteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in Abhängigkeit der Periodizität (p), die Anfangs- und End­ zeiten der Wärmerentnahme, Zykluszeit, Regelparameter, Freiga­ bezeiträume (BNT/ENT/DNT, BHT/EHT/DHT; Qmaxn, Qminn) in einem Periodendatenspeicher (PDS) abgelegt werden.
7. A method of operating a storage heater control according to one of claims 1 to 6, characterized in that
  • - Depending on the periodicity (p), the start and end times of heat removal, cycle time, control parameters, release periods (BNT / ENT / DNT, BHT / EHT / DHT; Qmax n , Qmin n ) stored in a period data memory (PDS) become.
8. Verfahren zum Betrieb einer Speicherheizgerätesteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Regelgröße am Ende einer Zeitspanne (Tn) für eine spätere Zeitspanne (Tn+1) der Entnahme/Abgabe von Wärmeenergie aus dem Speicherheizgerät (SHG) in Abhängigkeit von den im Periodenda­ tenspeicher (PDS) enthaltenen Daten ermittelt wird.
8. A method for operating a storage heater control according to one of claims 1 to 7, characterized in that
  • - The controlled variable at the end of a period (T n ) for a later period (T n + 1 ) of the removal / release of thermal energy from the storage heater (SHG) is determined depending on the data contained in the period end memory (PDS).
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