EP3369934A1 - Umwälzpumpenaggregat - Google Patents

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EP3369934A1
EP3369934A1 EP17159191.0A EP17159191A EP3369934A1 EP 3369934 A1 EP3369934 A1 EP 3369934A1 EP 17159191 A EP17159191 A EP 17159191A EP 3369934 A1 EP3369934 A1 EP 3369934A1
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EP
European Patent Office
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circulating pump
pump unit
control device
hydraulic
designed
Prior art date
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EP17159191.0A
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English (en)
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Thomas Blad
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Grundfos Holdings AS
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Grundfos Holdings AS
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Publication date
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    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D15/02Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/029Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions for pumps operating in parallel

Definitions

  • the invention relates to a circulation pump unit with an electric drive motor and a control device for speed control of the drive motor and an arrangement of at least two such Ummélzpumpenaggregate and a method for controlling at least two Ummélzpumpenaggregate in a hydraulic circulatory system.
  • a central heat source such as a boiler
  • the heat transfer medium is conveyed into different heating circuits, for example in a heating circuit for underfloor heating and a second heating circuit with normal radiators.
  • At least one circulating pump unit is arranged in each of the heating circuits.
  • a part of the heating circuits namely that through the central heating or cooling source, for example the boiler, passes through a common flow path.
  • the volume flow in this common flow path depends on the delivery rate of several pump units, which makes the regulation or control of the individual circulation pump units difficult.
  • the circulating pump unit according to the invention has, in a known manner, an electric drive motor and an electronic control device for controlling or regulating the drive motor.
  • the control device for speed control of the drive motor is designed such that it controls or regulates the rotational speed of the drive motor according to a control scheme, which is preferably stored in the control device. This means in particular that the control device is designed to adjust the speed of the drive motor according to the control scheme and to vary.
  • the circulating pump unit is, in particular, a centrifugal pump unit with at least one rotation of the drive motor driven impeller.
  • the drive motor may particularly preferably be a wet-running electric drive motor in which a rotor space in which the rotor of the drive motor rotates is separated from a stator space in which the stator windings are arranged by a split tube or a containment shell that the rotor rotates in the liquid to be conveyed.
  • a circulation pump unit can be designed in particular as a heating circulation pump unit, ie, as a circulating pump unit for circulating a liquid heat carrier such as water in a heating or air conditioning system.
  • the control device has a detection module or a detection function, which is designed to detect a state variable representing an operating state from a parallel flow path with a second, preferably similar, circulating pump unit.
  • the state variable to be detected is preferably a hydraulic state variable such as, for example, a flow or preferably a variable representing a hydraulic state.
  • the control device of the circulating pump unit is designed such that it can change the control scheme according to which it controls the electric drive motor of the circulating pump unit on the basis of a state variable detected by the detection function. That is, the circulation pump unit can detect changes of state in another circle or branch of a hydraulic system via the detection function and adjust its own control scheme on the basis of this state variable.
  • hydraulic state changes in one system which are caused by at least one further circulation pump unit in another, parallel branch of the hydraulic system, can be taken into account and compensated in the control, so that misappropriation of the control of the first pump unit due to the startup or speed change of at least one second circulating pump unit can be avoided.
  • the detection function may be arranged to detect a state variable representing a flow caused by a second circulation pump aggregate.
  • the first pump unit can take into account the change in flow in a common flow path or branch of the hydraulic system, which is caused by the at least one second circulating pump unit.
  • pressure losses in the common branch of the system based on a flow change caused by another recirculation pump aggregate can be taken into account to prevent undesired mismatches. It can be prevented, in particular in a heating system, that the control device accidentally detects an increase in the pressure loss as a closing of radiator valves and then reduces the speed or delivery rate of the associated pump unit.
  • the detection function is preferably designed as a software module in the control device of the electric drive motor and further preferably connected to at least one communication interface, via which the state variable can be detected. This can be a communication interface, which can alternatively or additionally be used for further communication functions of the control device.
  • the detection function is designed such that it recognizes a signal representing the switching on and / or off or a speed change of at least one second circulating pump unit as a state variable
  • the control device is preferably such designed such that the drive motor is controllable by the control device taking into account this detected signal. That is, according to this embodiment, the state quantity merely represents the operating state of at least one second circulation pump unit to the extent that it can be determined from the state quantity whether the at least one second circulation pump unit is in operation or not or a speed change occurs.
  • Hydraulic changes of state caused by the operation of the second circulation pump unit can then be detected in another way by the circulation pump unit, for example via sensors present in the circulation pump unit or an evaluation of electrical variables of the drive motor, for example to determine the differential pressure in the circulation pump unit. With a detected change in pressure can then be determined, for example, with the aid of the detected state variable, whether this results from the commissioning of a second circulating pump unit or not. If the state variable signals the startup or speed change of a second circulating pump unit, it can preferably be determined automatically from the change in pressure by the control device of the first circulating pump unit, which flow rate the second circulating pump unit makes or which adaptation of the control scheme is required for compensation.
  • the detection function for detecting a signal in the form of at least one predetermined pattern of one on the Umisselzpumpenaggregat be formed acting hydraulic load.
  • Such functionality makes it possible to transfer the state variable hydraulically in the system, so that separate communication paths for signal transmission, in particular an electrical connection, between several Um Vietnameselzpumpenaggregaten is not required.
  • the circulating pump unit may be designed so that it generates a certain hydraulic pattern in the form of flow or pressure fluctuations when it is put into operation, for. B. is turned on and off several times in succession when switching on. This causes pressure or flow fluctuations in the hydraulic system, which can then be detected by the sensor system of a corresponding similar circulating pump unit as a state variable.
  • the control device of the circulating pump unit based on such pressure or flow fluctuations, which are deliberately caused when switching from a second circulating pump unit, recognize that such a second circulating pump unit has been turned on.
  • the control device has a communication interface, which is connected to the detection function in such a way that the detection function can receive a signal via the communication interface.
  • the communication interface may be an electrical interface or an electromagnetic interface such as a radio interface. Alternatively, other suitable signal transmission paths and associated interfaces, such as an optical interface, may be used. If a plurality of similar circulating pump units with corresponding communication interfaces are used in a hydraulic system, they can communicate with one another via these communication interfaces and exchange the described state variables. The state variables can be transmitted and received as signals via the communication interfaces.
  • the control device preferably has a signal generating device, which is designed to generate the switching on and / or off or a speed change of the drive motor representing signal.
  • a signal generating device which is designed to generate the switching on and / or off or a speed change of the drive motor representing signal.
  • This can either be a signal which is output via a communication interface as described above, or a signal which is transmitted by hydraulic means, as has likewise been described above.
  • the drive motor can be controlled so that it generates a specific hydraulic pattern in the hydraulic circuit system in which the Umisselzpumpenaggregat is used, which in turn can then be detected by the detection device of a second similar Ummélzpumpenaggregates.
  • the recirculation pump unit is adapted to be used together with at least one other similar, more preferably identically designed Ummélzpumpenaggregat in a hydraulic circuit system, each of Umisselzpumpenaggregate is disposed in a branch or circle of the hydraulic circulatory system and these circuits or branches over a common flow path or branch, such as by a boiler lead.
  • the single circulating pump unit can each detect the signal generated by the signal generating means of the other or several other Um Strukturpumpenaggregate as a state variable and then adjust its control scheme.
  • the control device preferably has a communication interface, which with the signal generating device such is connected, that the signal generating means can send out a signal or a value via the communication interface.
  • the signal or the value represents a state variable as described above.
  • the communication interface may, according to the above description, preferably be an electrical or electromagnetic interface for outputting an electrical signal or an electromagnetic signal, such as a radio signal, which may then be detected by a corresponding communication interface of a second circulating pump assembly.
  • the communication interface is designed so that it interacts with both the signal generating device and with the detection function, so that the communication interface is bidirectional, ie can send out signals and correspondingly can detect signals from another circulating pump unit.
  • the communication interface can be designed such that it has a relay function, which makes it possible to forward data received from another communication interface to another communication interface in turn.
  • a relay function which makes it possible to forward data received from another communication interface to another communication interface in turn.
  • the communication interface is designed as a radio interface.
  • the communication interface can simultaneously serve as a relay station, which broadens the radio signals to other communication interfaces. Thus, longer ranges can be bridged.
  • the signal generating device is designed such that it outputs a current flow representing the current flow of Ummélzpumpenaggregates flow rate value via the communication interface. This can then be detected by the communication interface of a second connected circulating pump unit, so that the control device of this second connected circulating pump unit the detected flow rate value as a state variable and adjust its control scheme accordingly based on this detected state variable.
  • the individual circulation pump unit or its control device can take into account the delivery flow value of a second or more further circulating pump units arranged in the same hydraulic system in order to adapt or correct the own control scheme so that it can preferably fulfill its desired function independently of the further circulating pump units.
  • the communication interface to the communication connection with a communication interface of at least one identical, preferably identical second circulating pump unit is particularly preferably designed, and the control device of the circulating pump assembly is designed such that it has at least one second, preferably one, of the communication interface and its detection function identical, circulating pump unit via the communication interface can receive a state variable and that the control device then controls the drive motor of Umisselzpumpenaggregates taking into account the received state of the communication interface state.
  • This can in particular include the adaptation of a control scheme based on the detected state variable.
  • the state variable as described above, may represent switching on or off of the at least one further circulating pump assembly or more preferably being a delivery flow value which represents the current delivery flow of the further circulating pump assembly.
  • control device is designed such that the control scheme according to which the drive motor is controlled has a pump characteristic which depends on one of the detection function detected or received signal, in particular a received state variable, changed and preferably moved.
  • a pump characteristic may, for example, be a proportional pressure or constant pressure characteristic in the QH diagram, in which the pressure is plotted against the flow.
  • the pump unit is regulated according to such a characteristic as a control scheme, an increase in the flow in the common branch of the hydraulic system would lead to a higher pressure drop between the pressure and suction side of the circulating pump unit, which would cause the circulation pump, on the given characteristic under reduction the speed to move into a range of smaller flow rates, which then leads to the fact that in the respective supplied by the circulation pump branch of the pressure provided would be too low.
  • the pump characteristic can be shifted, for example, in the range of higher pressures, and then at constant flow to reach a higher pressure operating point and thus to be able to maintain the pressure in the respective branch despite the higher pressure loss in the common branch.
  • control device if it detects the switching off or reducing the flow rate of another, arranged in a parallel branch Umisselzpumpenaggregates shift the characteristic of their own control scheme in the range of lower pressures, so in turn the flow and the pressure provided in the own branch can be kept substantially constant.
  • the control device is designed such that the pump characteristic of the control scheme is shifted by a correction value, which is a function of a received or detected state variable, in particular the flow in the overall system, in which the Ummélzpumpenaggregat is integrated.
  • the tax filing is designed so that its capture function detects or receives the flow of further circulating pump units in parallel branches and calculates a correction value for shifting the pump characteristic, which is a function of this flow.
  • the correction value may moreover be in proportion to a correction constant representing a hydraulic resistance in a common branch of the hydraulic system. This constant can be determined by the control device of the circulating pump unit in an initialization step or manually entered into the control device, for example, by suitable input means.
  • control device is provided in an initialization function, which can communicate with the control devices parallel Umisselzpumpenaggregate via the described communication interface such that the plurality arranged in parallel branches Umisselzpumpenaggregate selectively switched on and off, to then determine the changes of the hydraulic variables in the system and to calculate the constant from these changes.
  • the control device may be designed such that it automatically changes after receiving a signal or a state variable by their detection function, the control scheme according to which the drive motor is controlled in response to the change of the hydraulic load and in particular a Control scheme forming pump characteristic shifts.
  • the size or strength of the adjustment of the control scheme of the size of the change of the hydraulic load, in particular the flow or the delivery rate of a second Um Georgzpumpenaggregates is made dependent.
  • the hydraulic load or the change of the hydraulic load, which is caused by another circulating pump unit is taken into account in that the hydraulic state in the branch in which the Umisselzpumpenaggregat is arranged, is maintained substantially unchanged.
  • connection or the flow rate of another pump unit in a common branch pressure loss caused by the operating point or the pump characteristic of the own control scheme depends on the change in the pressure loss in the common branch in the Range of higher or lower differential pressures is shifted.
  • the communication interface is particularly preferably designed for communication with a plurality of identical, preferably identical, second circulating pump assemblies, and the control device is preferably designed such that it controls the drive motor taking into account all signals or state variables received by the communication interfaces.
  • the circulation pump unit is designed so that more than two of these Umisselzpumpenaggregate can be arranged in several parallel branches of a hydraulic system and communicate with each other so that each caused by them changes in the hydraulic state in the overall system of the individual Umisselzpumpenaggregaten be taken into account so that each circulation pump unit preferably controls its own drive motor so that the hydraulic conditions in the associated branch, in which the respective Umisselzpumpenaggregat is arranged, can be maintained unaffected by the other Um Georglzpumpenaggregaten.
  • the state changes caused by the other circulating pump units in the hydraulic system are compensated in such a way that the circulating pump unit can maintain the desired differential pressure and / or flow in the associated branch substantially unchanged.
  • the control device of the circulating pump assembly may be designed such that it changes the control scheme at a detected by the detection function predetermined state variable such that the drive motor is turned off.
  • Umisselzpumpenaggregates allows the formation of a priority circuit in a heating system, which makes it possible to turn off the heating circuits of the other heating circuits when heating.
  • a circulating pump unit preferably a circulating pump unit according to the preceding description, may be arranged in a Schuwasserströmungsweg by a heat exchanger for heating domestic water.
  • This circulating pump unit when put into operation, can generate a signal representing a predetermined state variable via a signal generating device, which is transmitted hydraulically to at least one further circulating pump unit via a communication interface and suitable data connections, which signal is used as a signal for this detects that the circulating pump unit, which serves the domestic water heating, has been turned on. Thereafter, the control device, which receives the signal, turn off its associated circulating pump unit or its drive motor.
  • the predetermined signal or the predetermined state variable is coded in such a way that it is at startup an entire system can be assigned to a specific circulating pump unit, so that further Umfrolzpumpenaggregate can clearly recognize on receipt of the signal that the Umisselzpumpenaggregat, which serves the domestic water heating, has been put into operation.
  • the circulating pump unit may moreover preferably have a sensor connection to which a sensor for detecting the hot water requirement, for example a flow sensor, which can be arranged in a service water line, can be connected.
  • the control device of the circulating pump unit can receive this sensor signal and evaluate it in such a way that it automatically switches on the circulating pump unit or its drive motor based on the sensor signal. In this way, the domestic water heating can be controlled autonomously by a circulating pump unit without a higher-level control device for commissioning the circulating pump unit would be required.
  • the invention further provides the arrangement of at least two circulating pump units according to the preceding description, wherein the at least two circulating pump units are arranged in a common hydraulic circulatory system.
  • the hydraulic circulation system is particularly preferably a hydraulic heating system or a hydraulic heating system.
  • the two circulating pump units are arranged in two mutually parallel branches or circles of the circulatory system, said branches or circles open into at least one common flow path or have a common flow path. D. h., The funded by the two circulating pumps through the two branches liquid always flows through the common branch or section.
  • the at least two branches are preferably consumer branches, in each of which at least one consumer, such as a heat exchanger which forms a hydraulic resistance is arranged.
  • Such a heat exchanger can be formed for example by a radiator or a floor heating circuit or even a domestic water heat exchanger.
  • the hydraulic resistors may be located in the individual branches downstream and / or upstream of the circulating pump unit.
  • the Umisselzpumpenaggregate in the parallel branches are similar and in particular identical, as described above.
  • At least the control device of one of the circulating pump units has a signal generating device which outputs a state variable which represents an operating state of this circulating pump assembly.
  • the state variable can, as described above, the switching on and / or off or, for example, the flow rate represent (flow rate).
  • At least the control device of one of the circulating pump units is designed such that it controls the associated drive motor of this circulating pump unit, taking into account the state variable detected by its detection function and output by the other circulating pump unit.
  • This is preferably done in the manner described above.
  • the plurality of Ummélzpumpenaggregate are identical or identical, so that they can mutually consider their influence on the overall system.
  • the invention further provides a method for controlling at least two Umisselzpumpenaggregate arranged in a hydraulic circuit system in parallel branches.
  • the parallel branches as described above, are designed so that they open in a common flow path, which in each case closes a circuit over the branches.
  • a control scheme according to which a first circulating pump unit is controlled is changed taking into account the hydraulic power provided by the second circulating pump unit.
  • the at least two parallel branches of the hydraulic system open into a common flow path.
  • a size of the hydraulic powers provided by the second circulating pump unit is transmitted from the second circulating pump unit to the first circulating pump unit or determined automatically by the first circulating pump unit on the basis of a load change occurring in the first circulating pump unit.
  • the current flow rate can be transmitted or signaled as a flow rate value from one circulating pump unit to the other circulating pump unit.
  • only the switching on or off can be signaled and the other circulating pump unit can automatically recognize how much the pressure loss in the system changes by the startup or switching off the other circulating pump unit. This can be detected by appropriate pressure sensors in the circulating pump unit and / or optionally derived from electrical variables of the drive motor of the individual circulating pump unit.
  • the circulating pump unit is a centrifugal pump unit which can be used as a circulating pump unit, for example in a heating system or air conditioning system for circulating a liquid heat carrier, such as water. It has a pump housing 2 with an inlet 4 and an outlet 6 and at least one impeller 8 rotating in the interior. The impeller 8 is driven in rotation by an electric drive motor 10. Furthermore, a control device 12 is present in the circulating pump unit, which controls or regulates the electric drive motor 10, in particular adjusts and regulates its speed. D. h., Via the control device 12, the speed of the drive motor 10 can be changed to adapt to the hydraulic conditions. In that regard, the circulating pump unit corresponds to the structure known circulating pump units.
  • the control device 12 is designed such that it controls the drive motor 10 according to at least one control scheme, ie, for example, according to a pump curve, as shown in FIG Fig. 3 is shown.
  • a control scheme for example, proportional pressure curves, according to which the pressure increases in proportion to the flow.
  • control diagrams with constant-pressure curves in which the drive motor is regulated in such a way that the pressure remains constant regardless of the flow rate.
  • Fig. 3 shows by way of example three proportional pressure curves I, II and III in a QH diagram, in which the pressure H is plotted against the flow Q.
  • Fig. 3 shows by way of example three proportional pressure curves I, II and III in a QH diagram, in which the pressure H is plotted against the flow Q.
  • system characteristics A, B and C are shown, which represent the pressure loss in the hydraulic circuit depending on the flow Q.
  • an operating point is established at the intersection of the pump characteristic with the system characteristic. If, for example, the circulating pump unit is operated with the pump characteristic I and the hydraulic system in which the circulating pump unit is used has the system characteristic A, the operating point 14 adjusts itself at the intersection of the two characteristic curves.
  • Fig. 2 schematically shows a heating system with three heating circuits or Bankzweigen 16, 18 and 20.
  • each of the heating circuits 16, 18, 20 of the hydraulic system is a Umisselzpumpenaggregat 22a, 22b or 22c arranged and are each one or more consumers 24, such as radiators or grinding a floor heating.
  • the three heating circuits 16, 18, 20 also pass through a common flow path 26 which passes through a heat source 28, such as a boiler.
  • the three heating circuits 16, 18, 20 branch off on the output side of the heat source 28 and run through the circulation pump units 22a, 22b and 22c through the respective consumers 24 of the three heating circuits 16, 18, 20.
  • the output side of the consumer 24 open the three heating circuits in the mouth point 30 back into the common flow path 26.
  • the three heating circuits 16, 18, 20 may for example heat various parts of a building, alternatively, for example, the heating circuit 16, a heating circuit for a Underfloor heating while the heating circuits 18 and 20 represent heating circuits with normal radiators.
  • the flow direction s could also be opposite. Ie.
  • the hydraulic load or resistance formed by the consumers 24 is downstream of the recirculation pump assemblies 22.
  • the consumers 24 would be upstream of the recirculation pump assemblies 22. This could for example be the case when the plurality of heating circuits 16, 18, 20 heat different apartments and the circulating pump units 22 are each part of a home station.
  • system characteristic A represents, for example, a system characteristic curve, if only one of the circulation pumps 22, for example, the circulation pump 22a, is in operation.
  • the heating circuit 18 is put into operation and, for example, in addition, the circulation pump 22b put into operation, the total flow increases through the common flow path 26 and thus the pressure drop across the heat source 28, so that the system then has the system curve B.
  • the circulating pump unit 22a If now the circulating pump unit 22a is operated with the pump characteristic I, the operating point would migrate from the operating point 14 to the operating point 32 on this pump characteristic curve I, which represents the point of intersection between the pump curve I and the system curve B. That is, the circulating pump unit 22 would reduce its speed, the flow and pressure would decrease. This would mean that the heating circuit 16 and the consumer 24 would no longer be adequately supplied, ie the flow through the consumer 24 could not be kept constant.
  • the control device 12 of the circulating pump assembly is designed so that it can change its control scheme in dependence on the operation of further circulating pump units 22 in parallel branches 18, 20 of the hydraulic system.
  • the control device 12, the pump curve I which is used as a control scheme, for example, move so that the circulating pump unit is operated according to the second pump curve II whose intersection with the system curve B forms a new operating point 34, which is at the same flow q 1 as the operating point 14.
  • the flow q 1 can be kept constant by the consumer 24 of the heating circuit 16.
  • the pressure H is increased, so that the higher pressure loss in the common flow path 26 is compensated and also the differential pressure across the consumer 24 can ideally be kept constant.
  • the circulation pump unit 22a increases its speed and thus also electrical power consumption. If the second circulation pump unit 22b is switched off again, the control scheme is changed back to the original pump characteristic I back and the circulation pump unit 22a is operated again with the pump characteristic I at the operating point 14.
  • Umisselzpumpenaggregate 22b and 22c in the heating circuits 18 and 20 takes place in a corresponding manner depending on how many of the other heating circuits 16, 18, 20 are in operation. It should be understood that the Umisselzpumpenaggregate 22a, 22b and 22c need not necessarily be put into operation in this order. Depending on the heat requirement in the individual heating circuits 16, 18, 20, for example, only the circulating pump unit 22c may be in operation and then the circulating pump unit 22a and 22b may be put into operation. Here are any combinations and sequences conceivable.
  • the required compensations can be calculated from the hydraulic variables in the manner described below.
  • the consumers 24 in the heating circuits 16, 18, 20 have the hydraulic resistors R 1 , R 2 and R 3 .
  • the flow caused by the respective Umisselzpumpenaggregaten 22a, 22b and 22c flows s 1 , s 2 and s 3rd
  • the circulation pump unit 22a generates a differential pressure h 1
  • the circulation pump unit 22b a differential pressure h 2
  • the circulation pump unit 22c a differential pressure h 3
  • the heat source 28 forms a hydraulic resistance R 0 .
  • the hydraulic resistances R 0 , R 1 , R 2 and R 3 not only the hydraulic resistance of the consumer or the heat source, but the total hydraulic resistance in the respective branch, which is formed by conduction losses and the like.
  • the hydraulic resistances R 1 , R 2 and R 3 vary depending on the degree of opening of a thermostatic valve in the respective heating circuit 16, 18, 20, for example.
  • each branch has a differential pressure setpoint h *, which over the hydraulic resistance R is reached.
  • the control devices 12 of the circulating pump units 22 are preferably caused, by appropriate communication via the communication interfaces 40 and data connections 38 described below, first to put all circulating pump units 22a, 22b and 22c into operation.
  • the differential pressures h 1 , h 2 , h 3 and the flows s 1 , s 2 and s 3 are respectively determined by the control devices 12 and are preferably exchanged with one another via the data connections 38.
  • the detection of these values can take place by means of suitable sensors in the circulation pump units 22 and / or by calculation on the basis of electrical variables of the drive motor of the respective circulation pump unit 22.
  • the circulation pump assembly 22b can be switched off and it can pressure values h 1, h '2, h 3 and flow rates s' 1, s '2 and s' 3 are determined. From these measurements, the hydraulic resistance R 0 in the common flow path 26 can be determined by solving the following equation systems with two unknowns.
  • R 0 s 1 ' 2 H 1 - s 1 2 H 1 s 1 ' 2 s 1 + s 2 + s 3 2 - s 1 2 s ' 1 + s ' 2 2
  • H 1 R 1 s 1 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
  • H 1 R 1 s 1 ' 2 + R 0 s ' 1 + s ' 2 + s ' 3 2
  • H 2 R 2 s 2 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
  • H ' 2 R 2 s ' 2 + R 0 s ' 1 + s 2 + s ' 3 2
  • H 3 R 3 s 3 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
  • H 3 R 3 s 3 ' 2 + R 0 s ' 1 + s ' 2 + s ' 3 2
  • the hydraulic resistance R 0 can be determined.
  • the hydraulic resistance R 0 has been determined in the common branch 26, later in flow change by switching or speed change of one of the Umisselzpumpenaggregate 22, the change in the flow s in the common flow path 26 for the adjustment of the pump characteristic in each individual Umisselzpumpenaggregat 22 are taken into account.
  • the pump characteristic I, II, III is thereby preferably shifted by a measure or by a correction value which is proportional to the hydraulic resistance R 0 in the common flow path 26 and an increasing function of the sum of the flows, ie the flow s in the common flow path 26 is.
  • the circulating pump assemblies 22a, 22b and 22c may be directly interconnected via data links 38.
  • the data links 38 can be realized as a wired data bus or wirelessly by radio links.
  • the control devices 12 of the circulation pump units 22 have a communication interface 40 for this purpose. This interacts inside the control device 12 with a detection module 42, which provides a detection function.
  • the detection module 42 can be realized as a software module in the control device.
  • the control devices 12 point beyond in each case a signal generating device 44, which according to a first exemplary embodiment can likewise be connected to the communication interface 40, as in FIG Fig. 1 is shown.
  • the communication interface 40 is preferably bidirectional.
  • the signal generating device 44 can also be realized as a software module in the control device 12.
  • the signal generating device 44 During operation of the respective circulating pump unit 22, the signal generating device 44 generates a signal which represents a state variable and is output via the communication interface 40 and the data connection 38 to the further circulating pump units 22.
  • the state variable may merely signal that the respective circulation pump unit 22 is or is off.
  • the state variable may be a delivery flow value, which represents the respective delivery flow of the pump unit 22.
  • the flow rate can either be measured in the circulation pump unit 22 or derived from the control device 12 of electrical quantities.
  • the signal generating means 44 of the circulation pump unit 22b generates, for example, a delivery rate value which indicates the delivery rate of the second circulation pump unit 22b.
  • This delivery rate value is determined via the communication interface 40 and the data connection 38 to the first circulation pump unit 22a.
  • Its control device 12 processes this signal in the detection module 42 in such a way that it now recognizes the change in the system characteristic curve from the system characteristic A to the system curve B and, accordingly, the control scheme of its control device 12 z. B. from the pump characteristic I to the pump characteristic II changed.
  • the circulation pump unit 22c When connecting the third circulating pump unit 22c, this is done in a similar manner by the circulating pump unit 22c conveyed its flow rate value via the data link 38 to the circulation pump unit 22b and the circulation pump unit 22a, so that these two Ummélzpumpenaggregate then change their pump characteristic as a control scheme again accordingly. Conversely, the circulation pump unit 22c also receives the delivery flow values from the circulation pump units 22a and 22b, so that it can adjust its control scheme to the hydraulic condition of the system resulting from the simultaneous operation of the other circulation pump units 22a and 22b directly at startup.
  • the control unit 12 of the first pump unit 22a is informed only of the switching on or operation of the second circulation pump unit 22b, the control unit 12 can automatically detect via the detection module 42 from the change in the electrical variables and optionally directly in the circulating pump unit 22a measured hydraulic variables, such as changes the system characteristic and makes a corresponding adjustment of the pump characteristic. This can be done in the other two Umisselzpumpenaggregaten 22b and 22c in a similar manner.
  • the networking for communication between the circulating pump units 22a, 22b and 22c can also be done in an alternative manner, such as in Fig. 4 is shown.
  • the control unit 46 is connected in each case via individual data links 38 'with the circulating pump units 22. This can be the data connections 38 'turn wired or wireless, for example, as radio links, be formed.
  • the central control unit 46 may be designed such that it assumes the complete function of the control devices 12 in such a way that it presets the respective rotational speed for the drive motor 10 to the circulation pump units 22a, 22b, 22c, for example via a PWM signal input of the circulation pump units 22a. 22b and 22c.
  • control unit 46 can also only take on the function of transmitting the state variables or signals between the circulating pump units 22, as has been described above. This can be useful in particular if the communication interfaces 40 of the control devices 12 are galvanically isolated from the other parts of the control device, so that the communication links 38 'need an external power supply via the control unit 46.
  • the communication between the Umisselzpumpenaggregaten 22a, 22b and 22c is carried out hydraulically. That is, in this embodiment, the circulating pump units 22a, 22b, 22c do not require a communication interface 40.
  • the signal generating means 44 generates a hydraulic signal upon start-up of each circulating pump unit 22 by operating the drive motor 10 according to a predetermined pattern, for example is briefly switched on and off several times before permanent commissioning in a specific pattern.
  • such a hydraulic signal which signals the operation of a pump unit, are generated at regular intervals by the signal generating means 44 so that the Umisselzpumpenaggregate 22 can continuously monitor their detection devices or detection modules 42, whether more Ummélzpumpenaggregate 22 in the same hydraulic system are in operation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Umwälzpumpenaggregat (22) mit einem elektrischen Antriebsmotor (10) und einer elektronischen Steuereinrichtung (12) zur Steuerung des Antriebsmotors (10), wobei die Steuereinrichtung (12) zur Drehzahlregelung des Antriebsmotors (10) gemäß einem Regelschema (I, II, III) ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung (12) eine Erfassungsfunktion (42) aufweist, welche ausgebildet ist, von einem parallelen Strömungsweg (16, 18, 20) mit einem zweiten Umwälzpumpenaggregat (22) eine einen Betriebszustand repräsentierende Zustandsgröße zu erfassen, und dass die Steuereinrichtung (12) derart ausgebildet ist, dass sie das Regelschema (I, II, III) auf Grundlage einer von der Erfassungsfunktion (42) erfassten Zustandsgröße verändern kann. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung zumindest zweier solcher Umwälzpumpenaggregate (22) und ein Verfahren zur Steuerung zweier solcher Umwälzpumpenaggregate(22).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Umwälzpumpenaggregat mit einem elektrischen Antriebsmotor sowie eine Steuereinrichtung zur Drehzahlregelung des Antriebsmotors sowie eine Anordnung zumindest zweier solcher Umwälzpumpenaggregate und ein Verfahren zur Steuerung zumindest zweier Umwälzpumpenaggregate in einem hydraulischen Kreislaufsystem.
  • In hydraulischen Kreislaufsystemen wie Heizungs- oder Klimaanlagen werden Umwälzpumpen eingesetzt, um einen flüssigen Wärmeträger, beispielsweise Wasser, im Kreislauf zu fördern. Dabei ist es bekannt, dass eine zentrale Wärmequelle, beispielsweise ein Heizkessel, eingesetzt wird, von welchem aus der Wärmeträger in verschiedene Heizkreise gefördert wird, beispielsweise in einen Heizkreis für eine Fußbodenheizung und einen zweiten Heizkreis mit normalen Heizkörpern. Dabei ist in jedem der Heizkreise zumindest ein Umwälzpumpenaggregat angeordnet. Bei einer solchen Anordnung verläuft jedoch ein Teil der Heizkreise, nämlich derjenige durch die zentrale Wärme- bzw. Kältequelle, beispielsweise den Heizkessel, durch einen gemeinsamen Strömungsweg. Dies führt dazu, dass in diesem gemeinsamen Strömungsweg der Volumenstrom von der Förderleistung mehrerer Pumpenaggregate abhängt, was die Regelung bzw. Steuerung der einzelnen Umwälzpumpenaggregate schwierig macht. Wenn ein einzelnes Umwälzpumpenaggregat beispielsweise mit einer Funktion zur automatischen Anpassung seines Regelschemas ausgestattet ist, kann dies bei der Anordnung von mehreren parallelen Heizkreisen zu Fehlfunktionen führen, da sich bei Inbetriebnahme eines zweiten Umwälzpumpenaggregates auch der Druckverlust im Kreislauf des ersten Pumpenaggregates vergrößert, da der Druckverlust im gemeinsamen Teil des Kreislaufes durch den erhöhten Förderstrom zunimmt. Dies kann dazu führen, dass das erste Pumpenaggregat seine Leistung in unerwünschter Weise falsch anpasst.
  • Vor dem Hintergrund dieser Problematik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Umwälzpumpenaggregat dahingehend zu verbessern, dass es bei Anordnung mehrerer gleichartiger Umwälzpumpenaggregate in einem verbundenen hydraulischen System derartige Fehlanpassungen vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Umwälzpumpenaggregat mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, durch die Anordnung zumindest zweier derartiger Umwälzpumpenaggregate gemäß Anspruch 13 sowie durch ein Verfahren zur Steuerung zumindest zweier Umwälzpumpenaggregate in einem gemeinsamen hydraulischen System gemäß Anspruch 14. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
  • Das erfindungsgemäße Umwälzpumpenaggregat weist in bekannter Weise einen elektrischen Antriebsmotor und eine elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung bzw. Regelung des Antriebsmotors auf. Dabei ist die Steuereinrichtung zur Drehzahlregelung des Antriebsmotors derart ausgebildet, dass sie die Drehzahl des Antriebsmotors gemäß einem Regelschema, welches vorzugsweise in der Steuereinrichtung hinterlegt ist, steuert bzw. regelt. Dies bedeutet insbesondere, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Drehzahl des Antriebsmotors gemäß dem Regelschema einzustellen und zu variieren. Bei dem Umwälzpumpenaggregat handelt es sich insbesondere um ein Kreiselpumpenaggregat mit zumindest einem drehend von dem Antriebsmotor angetriebenen Laufrad. Besonders bevorzugt kann es sich bei dem Antriebsmotor um einen nasslaufenden elektrischen Antriebsmotor handeln, bei welchem ein Rotorraum, in welchem der Rotor des Antriebsmotors rotiert, von einem Statorraum, in welchem die Statorwicklungen angeordnet sind, durch ein Spaltrohr bzw. einen Spalttopf getrennt ist, so dass der Rotor in der zu fördernden Flüssigkeit rotiert. Ein solches Umwälzpumpenaggregat kann erfindungsgemäß insbesondere als Heizungsumwälzpumpenaggregat ausgebildet sein, d. h., als Umwälzpumpenaggregat zum Umwälzen eines flüssigen Wärmeträgers wie Wasser in einem Heizungs- bzw. Klimasystem.
  • Erfindungsgemäß weist die Steuereinrichtung ein Erfassungsmodul bzw. eine Erfassungsfunktion auf, welche dazu ausgebildet ist, von einem parallelen Strömungsweg mit einem zweiten, vorzugsweise gleichartigen, Umwälzpumpenaggregat eine einen Betriebszustand repräsentierende Zustandsgröße zu erfassen. Die zu erfassende Zustandsgröße ist bevorzugt eine hydraulische Zustandsgröße wie beispielsweise ein Durchfluss oder vorzugsweise eine einen hydraulischen Zustand repräsentierende Größe. Die Steuereinrichtung des Umwälzpumpenaggregates ist so ausgebildet, dass sie das Regelschema, gemäß dem sie den elektrischen Antriebsmotor des Umwälzpumpenaggregates steuert bzw. regelt, auf Grundlage einer von der Erfassungsfunktion erfassten Zustandsgröße verändern kann. D. h., das Umwälzpumpenaggregat kann Zustandsänderungen in einem weiteren Kreis bzw. Zweig eines hydraulischen Systems über die Erfassungsfunktion erkennen und das eigene Regelschema auf Grundlage dieser Zustandsgröße anpassen. So können von dem Umwälzpumpenaggregat hydraulische Zustandsänderungen in einem System, welche von zumindest einem weiteren Umwälzpumpenaggregat in einem anderen, parallelen Zweig des hydraulischen Systems hervorgerufen werden, bei der Regelung berücksichtigt und kompensiert werden, sodass Fehlanpossungen der Regelung des ersten Pumpenaggregates aufgrund der Inbetriebnahme oder Drehzahländerung zumindest eines zweiten Umwälzpumpenaggregates vermieden werden.
  • Insbesondere kann die Erfassungsfunktion so ausgebildet sein, dass sie eine Zustandsgröße erfasst, welche einen von einem zweiten Umwälzpumpenaggregat verursachten Durchfluss repräsentiert. So kann das erste Pumpenaggregat die Durchflussänderung in einem gemeinsamen Strömungsweg bzw. Zweig des hydraulischen Systems, welche durch das zumindest eine zweite Umwälzpumpenaggregat verursacht wird, berücksichtigen. So können Druckverluste im gemeinsamen Zweig des Systems, welche auf einer Durchflussänderung basieren, welche durch ein anderes Umwälzpumpenaggregat verursacht wurde, berücksichtigt werden, um unerwünschte Fehlanpassungen zu verhindern. Es kann insbesondere in einem Heizungssystem verhindert werden, dass die Steuereinrichtung eine Erhöhung des Druckverlustes versehentlich als ein Schließen von Heizkörperventilen detektiert und daraufhin die Drehzahl bzw. Förderleistung des zugehörigen Pumpenaggregates reduziert. Wenn der Druckverlust im gemeinsamen Zweig durch die Erhöhung des Förderstroms aufgrund der Inbetriebnahme eines zweiten Umwälzpumpenaggregates hervorgerufen ist, ist es vielmehr erwünscht, die Drehzahl des ersten Umwälzpumpenaggregates ebenfalls zu erhöhen, um diesen Druckverlust nach Möglichkeit kompensieren zu können und den zugehörigen hydraulischen Kreis bzw. Zweig weiterhin mit ausreichendem Druck versorgen zu können. Die Erfassungsfunktion ist vorzugsweise als Softwaremodul in der Steuereinrichtung des elektrischen Antriebsmotors ausgebildet und weiter bevorzugt mit zumindest einer Kommunikationsschnittstelle, über welche die Zustandsgröße erfasst werden kann, verbunden. Dies kann eine Kommunikationsschnittstelle sein, welche alternativ oder zusätzlich für weitere Kommunikationsfunktionen der Steuereinrichtung genutzt werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Erfassungsfunktion derart ausgebildet, dass sie als eine Zustandsgröße, wie sie vorangehend beschrieben wurde, ein Signal erkennt, welches das Ein- und/oder Ausschalten oder eine Drehzahländerung zumindest eines zweiten Umwälzpumpenaggregates repräsentiert, ist die Steuereinrichtung bevorzugt derart ausgebildet, dass der Antriebsmotor von der Steuereinrichtung unter Berücksichtigung dieses erfassten Signals steuerbar ist. D. h., gemäß dieser Ausführungsform repräsentiert die Zustandsgröße lediglich den Betriebszustand zumindest eines zweiten Umwälzpumpenaggregates dahingehend, dass anhand der Zustandsgröße erkannt werden kann, ob das zumindest eine zweite Umwälzpumpenaggregat in Betrieb ist oder nicht oder eine Drehzahländerung erfolgt. Durch den Betrieb des zweiten Umwälzpumpenaggregates verursachte hydraulische Zustandsänderungen können dann auf andere Weise von dem Umwälzpumpenaggregat erfasst werden, beispielsweise über in dem Umwälzpumpenaggregat vorhandene Sensoren oder eine Auswertung elektrischer Größen des Antriebsmotors, um beispielsweise den Differenzdruck im Umwälzpumpenaggregat zu bestimmen. Bei einer erfassten Druckänderung kann dann beispielsweise unter Zuhilfenahme der erfassten Zustandsgröße festgestellt werden, ob diese aus der Inbetriebnahme eines zweiten Umwälzpumpenaggregates resultiert oder nicht. Falls die Zustandsgröße die Inbetriebnahme oder Drehzahländerung eines zweiten Umwälzpumpenaggregates signalisiert, kann vorzugsweise aus der Änderung des Druckes von der Steuereinrichtung des ersten Umwälzpumpenaggregates selbsttätig bestimmt werden, welchen Förderstrom das zweite Umwälzpumpenaggregat leistet oder welche Anpassung des Regelschemas zur Kompensation erforderlich ist.
  • Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung kann die Erfassungsfunktion zum Erkennen eines Signals in Form zumindest eines vorbestimmten Musters einer auf das Umwälzpumpenaggregat wirkenden hydraulischen Last ausgebildet sein. Eine solche Funktionalität ermöglicht es, die Zustandsgröße auf hydraulischem Wege im System zu übertragen, so dass separate Kommunikationswege zur Signalübertragung, insbesondere eine elektrische Verbindung, zwischen mehreren Umwälzpumpenaggregaten nicht erforderlich ist. So kann beispielsweise das Umwälzpumpenaggregat so ausgebildet sein, dass es bei seiner Inbetriebnahme ein bestimmtes hydraulisches Muster in Form von Durchfluss- oder Druckschwankungen erzeugt, z. B. beim Einschalten mehrmals hintereinander kurz ein- und ausgeschaltet wird. Dies verursacht im hydraulischen System Druck- bzw. Durchflussschwankungen, welche dann von der Sensorik eines entsprechendes gleichartigen Umwälzpumpenaggregates als Zustandsgröße erkannt werden können. So kann die Steuereinrichtung des Umwälzpumpenaggregates anhand derartiger Druck- bzw. Durchflussschwankungen, welche gezielt beim Einschalten von einem zweiten Umwälzpumpenaggregat verursacht werden, erkennen, dass ein solches zweites Umwälzpumpenaggregat eingeschaltet wurde.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Steuereinrichtung eine Kommunikationsschnittstelle auf, welche mit der Erfassungsfunktion derart verbunden ist, dass die Erfassungsfunktion ein Signal über die Kommunikationsschnittstelle empfangen kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann dabei eine elektrische Schnittstelle oder auch eine elektromagnetische Schnittstelle wie eine Funkschnittstelle sein. Alternativ können auch andere geeignete Signalübertragungswege und zugehörige Schnittstellen, wie beispielsweise eine optische Schnittstelle, Verwendung finden. Wenn in einem hydraulischen System mehrere gleichartige Umwälzpumpenaggregate mit korrespondierenden Kommunikationsschnittstellen verwendet werden, können diese über diese Kommunikationsschnittstellen miteinander kommunizieren und die beschriebenen Zustandsgrößen austauschen. Die Zustandsgrößen können dabei als Signale über die Kommunikationsschnittstellen ausgesendet und empfangen werden.
  • Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise eine Signalerzeugungseinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, das Ein- und/oder Ausschalten oder eine Drehzahländerung des Antriebsmotors repräsentierendes Signal zu erzeugen. Dies kann entweder ein Signal sein, welches über eine Kommunikationsschnittstelle, wie sie vorangehend beschrieben wurde, ausgegeben wird, oder aber ein Signal, welches auf hydraulischem Wege übertragen wird, wie es ebenfalls vorangehend beschrieben wurde. Dazu kann der Antriebsmotor so angesteuert werden, dass er ein bestimmtes hydraulisches Muster in dem hydraulischen Kreislaufsystem, in welchem das Umwälzpumpenaggregat eingesetzt ist, erzeugt, welches wiederum dann von der Erfassungseinrichtung eines zweiten gleichartigen Umwälzpumpenaggregates erkannt werden kann.
  • Es ist zu verstehen, dass das Umwälzpumpenaggregat dazu ausgebildet ist, mit zumindest einem weiteren gleichartigen, weiter bevorzugt identisch ausgebildeten Umwälzpumpenaggregat gemeinsam in einem hydraulischen Kreislaufsystem verwendet zu werden, wobei jedes der Umwälzpumpenaggregate in einem Zweig bzw. Kreis des hydraulischen Kreislaufsystems angeordnet ist und diese Kreise bzw. Zweige über einen gemeinsamen Strömungsweg bzw. Zweig, wie beispielsweise durch einen Heizkessel, führen. In solch einer Anordnung kann das einzelne Umwälzpumpenaggregat jeweils das von der Signalerzeugungseinrichtung des anderen oder mehrerer anderer Umwälzpumpenaggregate erzeugte Signal als Zustandsgröße erfassen und danach sein Regelschema anpassen.
  • Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise eine Kommunikationsschnittstelle auf, welche mit der Signalerzeugungseinrichtung derart verbunden ist, dass die Signalerzeugungseinrichtung ein Signal oder einen Wert über die Kommunikationsschnittstelle aussenden kann. Das Signal bzw. der Wert repräsentiert dabei eine Zustandsgröße, wie sie oben beschrieben wurde. Die Kommunikationsschnittstelle kann entsprechend der obigen Beschreibung vorzugsweise eine elektrische oder elektromagnetische Schnittstelle sein, um ein elektrisches Signal oder ein elektromagnetisches Signal wie ein Funksignal auszugeben, welches dann von einer korrespondierenden Kommunikationsschnittstelle eines zweiten Umwälzpumpenaggregates erfasst werden kann. Besonders bevorzugt ist die Kommunikationsschnittstelle so ausgebildet, dass sie sowohl mit der Signalerzeugungseinrichtung als auch mit der Erfassungsfunktion zusammenwirkt, so dass die Kommunikationsschnittstelle bidirektional wirkt, d. h. Signale aussenden kann und entsprechend Signale von einem anderen Umwälzpumpenaggregat erfassen kann.
  • Besonders bevorzugt kann die Kommunikationsschnittstelle so ausgebildet sein, dass sie eine Relaisfunktion aufweist, welche es ermöglicht, von einer anderen Kommunikationsschnittstelle empfangene Daten an wiederum eine weitere Kommunikationsschnittstelle weiterzuleiten. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die Kommunikationsschnittstelle als Funkschnittstelle ausgebildet ist. So kann die Kommunikationsschnittstelle gleichzeitig als Relaisstation dienen, welche die Funksignale an weitere Kommunikationsschnittstellen weitersendet. So können größere Reichweiten überbrückt werden.
  • Besonders bevorzugt ist die Signalerzeugungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie über die Kommunikationsschnittstelle ein den aktuellen Förderstrom des Umwälzpumpenaggregates repräsentierenden Förderstromwert ausgibt. Dieser kann dann von der Kommunikationsschnittstelle eines zweiten verbundenen Umwälzpumpenaggregates erfasst werden, sodass die Steuereinrichtung dieses zweiten verbundenen Umwälzpumpenaggregates den erfassten Förderstromwert als Zustandsgröße erfasst und entsprechend ihr Regelschema auf Grundlage dieser erfassten Zustandsgröße anpassen kann. So kann das einzelne Umwälzpumpenaggregat bzw. dessen Steuereinrichtung den Förderstromwert eines zweiten oder mehrerer weiterer, in demselben hydraulischen System angeordneter Umwälzpumpenaggregate berücksichtigen, um das eigene Regelschema anzupassen bzw. so zu korrigieren, dass es vorzugsweise unabhängig von den weiteren Umwälzpumpenaggregaten seine gewünschte Funktion erfüllen kann.
  • Besonders bevorzugt ist, wie vorangehend bereits angedeutet wurde, die Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikationsverbindung mit einer Kommunikationsschnittstelle zumindest eines gleichartigen, vorzugsweise identischen zweiten Umwälzpumpenaggregates ausgebildet und die Steuereinrichtung des Umwälzpumpenaggregates ist so ausgebildet, dass sie über die Kommunikationsschnittstelle und ihre Erfassungsfunktion von zumindest einem zweiten gleichartigen, vorzugsweise identischen, Umwälzpumpenaggregat über die Kommunikationsschnittstelle eine Zustandsgröße empfangen kann und dass die Steuereinrichtung den Antriebsmotor des Umwälzpumpenaggregates dann unter Berücksichtigung der von der Kommunikationsschnittstelle empfangenen Zustandsgröße steuert. Dies kann insbesondere die Anpassung eines Regelschemas auf Grundlage der erfassten Zustandsgröße beinhalten. Besonders bevorzugt kann die Zustandsgröße, wie vorangehend beschrieben, ein Ein- oder Ausschalten des zumindest einen weiteren Umwälzpumpenaggregates repräsentieren oder weiter bevorzugt ein Förderstromwert sein, welcher den aktuellen Förderstrom des weiteren Umwälzpumpenaggregates repräsentiert.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass das Regelschema, gemäß dem der Antriebsmotor geregelt wird, eine Pumpenkennlinie aufweist, welche in Abhängigkeit eines von der Erfassungsfunktion erkannten oder empfangenen Signals, insbesondere einer empfangenen Zustandsgröße, verändert und bevorzugt verschoben wird. Eine solche Pumpenkennlinie kann beispielsweise eine Proportionaldruck- oder Konstantdruckkennlinie im Q-H-Diagramm sein, in welchem der Druck über dem Durchfluss aufgetragen ist. Wenn das Pumpenaggregat gemäß einer solchen Kennlinie als Regelschema geregelt wird, würde eine Erhöhung des Durchflusses in dem gemeinsamen Zweig des hydraulischen Systems zu einem höheren Druckverlust zwischen Druck- und Saugseite des Umwälzpumpenaggregates führen, was die Umwälzpumpe dazu veranlassen würde, auf der gegebenen Kennlinie unter Reduzierung der Drehzahl in einen Bereich kleinerer Förderleistungen zu wandern, was dann dazu führt, dass in dem jeweiligen, von der Umwälzpumpe versorgten Zweig der zur Verfügung gestellte Druck zu niedrig wäre. Um dies auszugleichen, kann die Pumpenkennlinie beispielsweise in den Bereich höherer Drücke verschoben werden, um dann bei konstantem Durchfluss einen Betriebspunkt mit höherem Druck zu erreichen und somit den Druck im jeweiligen Zweig trotz des höheren Druckverlustes im gemeinsamen Zweig beibehalten zu können. Umgekehrt kann die Steuereinrichtung, wenn sie das Abschalten oder die Verringerung des Förderstroms eines weiteren, in einem parallelen Zweig angeordneten Umwälzpumpenaggregates detektiert, die Kennlinie des eigenen Regelschemas in den Bereich kleinerer Drücke verschieben, sodass wiederum der Durchfluss und der zur Verfügung gestellte Druck im eigenen Zweig im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.
  • Weiter bevorzugt ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass die Pumpenkennlinie des Regelschemas um einen Korrekturwert verschoben wird, welcher eine Funktion einer empfangenen oder erfassten Zustandsgröße, insbesondere des Durchflusses im Gesamtsystem, in welches das Umwälzpumpenaggregat integriert ist, darstellt. D. h. die Steuereinreichung ist so ausgebildet, dass ihre Erfassungsfunktion den Durchfluss weiterer Umwälzpumpenaggregate in parallelen Zweigen erfasst bzw. empfängt und einen Korrekturwert zum Verschieben der Pumpenkennlinie berechnet, welcher eine Funktion dieses Durchflusses darstellt. Der Korrekturwert kann darüber hinaus bevorzugt proportional zu einer Korrekturkonstante, welche einen hydraulischen Widerstand in einem gemeinsamen Zweig des hydraulischen Systems repräsentiert, sein. Diese Konstante kann von der Steuereinrichtung des Umwälzpumpenaggregates in einem Initialisierungsschritt bestimmt werden oder der Steuereinrichtung beispielsweise durch geeignete Eingabemittel manuell eingegeben werden.
  • Bevorzugt ist die Steuereinrichtung in einer Initialisierungsfunktion versehen, welche mit den Steuereinrichtungen parallel geschalteter Umwälzpumpenaggregate über die beschriebene Kommunikationsschnittstelle derart kommunizieren kann, dass die mehreren in parallelen Zweigen angeordneten Umwälzpumpenaggregate gezielt ein- und ausgeschaltet werden, um dann die Veränderungen der hydraulischen Größen im System zu bestimmten und aus diesen Veränderungen die Konstante zu berechnen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinrichtung derart ausgebildet sein, dass sie nach Empfang eines Signals bzw. einer Zustandsgröße durch ihre Erfassungsfunktion das Regelschema, gemäß dem der Antriebsmotor geregelt wird, in Abhängigkeit der Veränderung der hydraulischen Last selbsttätig ändert und insbesondere eine das Regelschema bildende Pumpenkennlinie verschiebt. D. h., hier wird die Größe bzw. Stärke der Anpassung des Regelschemas von der Größe der Veränderung der hydraulischen Last, insbesondere des Durchflusses bzw. der Fördermenge eines zweiten Umwälzpumpenaggregates, abhängig gemacht. Insbesondere wird die hydraulische Last bzw. die Veränderung der hydraulischen Last, welche durch ein weiteres Umwälzpumpenaggregat verursacht wird, dahingehend berücksichtigt, dass der hydraulische Zustand in dem Zweig, in welchem das Umwälzpumpenaggregat angeordnet ist, im Wesentlichen unverändert beibehalten wird. D. h., es wird vorzugsweise der durch das Zuschalten bzw. die Förderleistung eines weiteren Pumpenaggregates in einem gemeinsamen Zweig verursachte Druckverlust im Wesentlichen kompensiert, indem der Betriebspunkt bzw. die Pumpenkennlinie des eigenen Regelschemas abhängig von der Veränderung des Druckverlustes im gemeinsamen Zweig in den Bereich höherer oder niedrigerer Differenzdrücke verschoben wird.
  • Die Kommunikationsschnittstelle ist besonders bevorzugt zur Kommunikation mit mehreren gleichartigen, vorzugsweise identischen zweiten Umwälzpumpenaggregaten ausgebildet und die Steuereinrichtung ist bevorzugt so ausgebildet, dass sie den Antriebsmotor unter Berücksichtigung aller von den Kommunikationsschnittstellen empfangenen Signale bzw. Zustandsgrößen steuert. D. h., das Umwälzpumpenaggregat ist so ausgebildet, dass auch mehr als zwei dieser Umwälzpumpenaggregate in mehreren parallelen Zweigen eines hydraulischen Systems angeordnet werden können und so miteinander kommunizieren können, dass die jeweils von ihnen verursachten Veränderungen des hydraulischen Zustands im Gesamtsystem von den einzelnen Umwälzpumpenaggregaten so berücksichtigt werden, dass jedes Umwälzpumpenaggregat vorzugsweise den eigenen Antriebsmotor so regelt, dass die hydraulischen Zustände in dem zugehörigen Zweig, in welchem das jeweilige Umwälzpumpenaggregat angeordnet ist, von den anderen Umwälzpumpenaggregaten unbeeinflusst beibehalten werden können. D. h., die von den jeweils anderen Umwälzpumpenaggregaten im hydraulischen System verursachten Zustandsänderungen werden so kompensiert, dass das Umwälzpumpenaggregat den gewünschten Differenzdruck und/oder Durchfluss im zugehörigen Zweig im Wesentlichen unverändert beibehalten kann.
  • Es ist zu verstehen, dass, wenn vorangehend Merkmale, Funktionen und Verfahrensabläufe beschrieben wurden, welche das Zusammenwirken mehrerer Umwälzpumpenaggregate betreffen, dies bedeutet, dass das einzelne Umwälzpumpenaggregat so ausgestaltet sein soll, dass es die beschriebenen Funktionalitäten im Zusammenwirken mit einem oder mehreren gleichartigen bzw. identisch ausgebildeten Umwälzpumpenaggregaten bewirken kann.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinrichtung des Umwälzpumpenaggregates derart ausgebildet sein, dass sie das Regelschema bei einer von der Erfassungsfunktion erfassten vorbestimmten Zustandsgröße derart verändert, dass der Antriebsmotor ausgeschaltet wird. Eine solche Ausgestaltung des Umwälzpumpenaggregates ermöglicht die Ausbildung einer Vorrangschaltung in einem Heizungssystem, welche es ermöglicht, bei der Erwärmung von Brauchwasser die übrigen Heizkreise abzuschalten. So kann ein Umwälzpumpenaggregat, vorzugsweise ein Umwälzpumpenaggregat gemäß der vorangehenden Beschreibung, in einem Heizwasserströmungsweg durch einen Wärmetauscher zur Erwärmung von Brauchwasser angeordnet sein. Dieses Umwälzpumpenaggregat kann, wenn es in Betrieb genommen wird, über eine Signalerzeugungseinrichtung ein eine vorbestimmte Zustandsgröße repräsentierendes Signal erzeugen, welches über eine Kommunikationsschnittstelle und geeignete Datenverbindungen oder in der beschriebenen Weise hydraulisch an zumindest ein weiteres Umwälzpumpenaggregat übertragen wird, welches diese Zustandsgröße als ein Signal dafür erfasst, dass dasjenige Umwälzpumpenaggregat, welches der Brauchwassererwärmung dient, eingeschaltet worden ist. Daraufhin kann die Steuereinrichtung, welche das Signal empfängt, ihr zugehöriges Umwälzpumpenaggregat bzw. dessen Antriebsmotor ausschalten. Für eine solche Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn das vorbestimmte Signal bzw. die vorbestimmte Zustandsgröße in einer Weise kodiert ist, dass es bei der Inbetriebnahme eines Gesamtsystems einem bestimmten Umwälzpumpenaggregat zugeordnet werden kann, sodass weitere Umwälzpumpenaggregate bei Empfang des Signals eindeutig erkennen können, dass das Umwälzpumpenaggregat, welches der Brauchwassererwärmung dient, in Betrieb genommen worden ist. Das Umwälzpumpenaggregat kann darüber hinaus bevorzugt einen Sensoranschluss haben, an welchem ein Sensor zur Erfassung des Brauchwasserbedarfs, beispielsweise ein Strömungssensor, welcher in einer Brauchwasserleitung angeordnet werden kann, angeschlossen werden kann. Die Steuereinrichtung des Umwälzpumpenaggregates kann dieses Sensorsignal empfangen und in der Weise auswerten, dass sie basierend auf dem Sensorsignal das Umwälzpumpenaggregat bzw. dessen Antriebsmotor selbsttätig einschaltet. Auf diese Weise kann die Brauchwassererwärmung autark von einem Umwälzpumpenaggregat gesteuert werden, ohne dass eine übergeordnete Steuereinrichtung zur Inbetriebnahme des Umwälzpumpenaggregates erforderlich wäre.
  • Gegenstand der Erfindung ist ferner die Anordnung zumindest zweier Umwälzpumpenaggregate gemäß der vorangehenden Beschreibung, wobei die zumindest zwei Umwälzpumpenaggregate in einem gemeinsamen hydraulischen Kreislaufsystem angeordnet sind. Das hydraulische Kreislaufsystem ist dabei besonders bevorzugt ein hydraulisches Heizungssystem bzw. eine hydraulische Heizungsanlage. Dies schließt ausdrücklich eine Klimaanlage mit ein. Dabei sind die zwei Umwälzpumpenaggregate in zwei zueinander parallelen Zweigen bzw. Kreisen des Kreislaufsystems angeordnet, wobei diese Zweige bzw. Kreise in zumindest einem gemeinsamen Strömungsweg münden bzw. einen gemeinsamen Strömungsweg aufweisen. D. h., die von den beiden Umwälzpumpen durch die beiden Zweige geförderte Flüssigkeit strömt stets auch durch den gemeinsamen Zweig bzw. Abschnitt. Bei den zumindest zwei Zweigen handelt es sich bevorzugt um Verbraucher-Zweige, in denen jeweils zumindest ein Verbraucher, wie beispielsweise ein Wärmetauscher, welcher einen hydraulischen Widerstand bildet, angeordnet ist. Ein solcher Wärmetauscher kann beispielsweise von einem Heizkörper oder einem Fußbodenheizungskreis oder aber auch einem Brauchwasserwärmetauscher gebildet sein. Die hydraulischen Widerstände können dabei in den einzelnen Zweigen stromabwärts und/oder stromaufwärts des Umwälzpumpenaggregates gelegen sein. Die Umwälzpumpenaggregate in den parallelen Zweigen sind gleichartig und insbesondere identisch ausgebildet, wie sie vorangehend beschrieben wurden. Zumindest die Steuereinrichtung eines der Umwälzpumpenaggregate weist eine Signalerzeugungseinrichtung auf, welche eine Zustandsgröße ausgibt, welche einen Betriebszustand dieses Umwälzpumpenaggregates repräsentiert. Die Zustandsgröße kann dabei, wie vorangehend beschrieben, das Ein- und/oder Ausschalten oder aber beispielsweise auch den Förderstrom repräsentieren (Förderstromwert). Ferner ist zumindest die Steuereinrichtung eines der Umwälzpumpenaggregate derart ausgebildet, dass sie den zugehörigen Antriebsmotor dieses Umwälzpumpenaggregates unter Berücksichtigung der von seiner Erfassungsfunktion erfassten und von dem anderen Umwälzpumpenaggregat ausgegeben Zustandsgröße steuert. Dies erfolgt vorzugsweise in der oben beschriebenen Weise. Vorzugsweise sind die mehreren Umwälzpumpenaggregate gleichartig oder identisch ausgebildet, so dass sie wechselseitig ihren Einfluss auf das Gesamtsystem berücksichtigen können.
  • Weitere bevorzugte Merkmale der Anordnung zumindest zweier oder mehrerer Umwälzpumpenaggregate ergeben sich aus der gesamten vorangehenden Beschreibung. Es ist zu verstehen, dass die Merkmale, welche anhand eines einzelnen Umwälzpumpenaggregates beschrieben wurden, so auch in einer Anordnung mehrerer Umwälzpumpenaggregate verwirklicht werden können.
  • Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus ein Verfahren zur Steuerung zumindest zweier in einem hydraulischen Kreislaufsystem in zueinander parallelen Zweigen angeordneter Umwälzpumpenaggregate. Dabei sind die parallelen Zweige, wie vorangehend beschrieben, so ausgebildet, dass sie in einem gemeinsamen Strömungsweg münden, welcher jeweils einen Kreislauf über die Zweige schließt. Gemäß dem Verfahren wird bei Inbetriebnahme eines zweiten Umwälzpumpenaggregates ein Regelschema, gemäß dem ein erstes Umwälzpumpenaggregat gesteuert wird, unter Berücksichtigung der von dem zweiten Umwälzpumpenaggregat bereitgestellten hydraulischen Leistung verändert. So kann eine Veränderung im Gesamtsystem, insbesondere ein im gemeinsamen Zweig bzw. Leitungsabschnitt auftretender Druckverlust, welcher durch eine Veränderung des Förderstroms, welcher von dem zweiten Umwälzpumpenaggregat bereitgestellt wird, verursacht wird, kompensiert werden. Hinsichtlich der Details und des genauen Ablaufes des Verfahrens wird auf die vorangehende Beschreibung des Umwälzpumpenaggregates verwiesen, in welcher ebenfalls bevorzugte Merkmale des Verfahrens beschrieben wurden. Dies ist bevorzugt ausdrücklich ebenfalls Gegenstand des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Wie beschrieben münden die zumindest zwei parallelen Zweige des hydraulischen Systems in einen gemeinsamen Strömungsweg. Vorzugsweise wird das zumindest erste Umwälzpumpenaggregat und werden vorzugsweise alle in den parallelen Zweigen angeordneten Umwälzpumpenaggregate so gesteuert bzw. geregelt, dass ihr jeweiliges Regelschema auf Grundlage eines hydraulischen Verlustes in dem gemeinsamen Strömungsweg bzw. Abschnitt des Strömungsweges derart angepasst wird, dass ein Differenzdruck über einem in einem einzelnen der hydraulischen Zweige gelegenen hydraulischen Widerstand einen vorgegebenen Wert aufweist. D. h., wenn der Druckverlust in dem gemeinsamen Strömungsweg zunimmt, muss der von dem Umwälzpumpenaggregat in einem einzelnen Zweig bereitgestellte Differenzdruck erhöht werden, um über dem hydraulischen Widerstand in dem jeweiligen Zweig einen vorgegebenen Differenzdruck beibehalten zu können. D. h., die Drehzahl des jeweiligen Umwälzpumpenaggregates muss erhöht werden, wenn der hydraulische Widerstand bzw. Druckverlust in dem gemeinsamen Strömungsweg steigt und entsprechend wieder verringert werden, wenn der Druckverlust in dem gemeinsamen Strömungsweg sich verringert.
  • Besonders bevorzugt wird eine Größe der von dem zweiten Umwälzpumpenaggregat bereitgestellten hydraulischen Leistungen von dem zweiten Umwälzpumpenaggregat dem ersten Umwälzpumpenaggregat übermittelt oder von dem ersten Umwälzpumpenaggregat selbsttätig anhand einer in dem ersten Umwälzpumpenaggregat auftretenden Laständerung ermittelt. So kann beispielsweise der aktuelle Förderstrom als Förderstromwert von einem Umwälzpumpenaggregat an das andere Umwälzpumpenaggregat übertragen bzw. signalisiert werden. Alternativ kann lediglich das Ein- oder Ausschalten signalisiert werden und das andere Umwälzpumpenaggregat kann selbsttätig erkennen, wie stark sich der Druckverlust im System durch die Inbetriebnahme oder das Ausschalten des weiteren Umwälzpumpenaggregates ändert. Dies kann durch entsprechende Drucksensoren in dem Umwälzpumpenaggregat detektiert werden und/oder gegebenenfalls aus elektrischen Größen des Antriebsmotors des einzelnen Umwälzpumpenaggregates abgeleitet werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:
  • Fig. 1
    schematisch ein erfindungsgemäßes Umwälzpumpenaggregat,
    Fig. 2
    schematisch ein hydraulisches System mit einer Anordnung von drei erfindungsgemäßen Umwälzpumpenaggregaten,
    Fig. 3
    ein QH-Diagramm zur Darstellung der Wechselwirkung mehrerer Umwälzpumpenaggregate,
    Fig. 4
    schematisch ein hydraulisches System mit drei erfindungsgemäßen Umwälzpumpenaggregaten gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
    Fig. 5
    ein hydraulisches System gemäß Fig. 4 mit einer Anordnung von drei erfindungsgemäßen Umwälzpumpenaggregaten gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Umwälzpumpenaggregat handelt es sich um ein Kreiselpumpenaggregat, welches als Umwälzpumpenaggregat beispielsweise in einem Heizungssystem oder Klimasystem zum Umwälzen eines flüssigen Wärmeträgers wie Wasser eingesetzt werden kann. Es weist ein Pumpengehäuse 2 mit einem Eingang 4 sowie einem Ausgang 6 und zumindest einem im Inneren rotierenden Laufrad 8 auf. Das Laufrad 8 wird von einem elektrischen Antriebsmotor 10 drehend angetrieben. Ferner ist eine Steuereinrichtung 12 in dem Umwälzpumpenaggregat vorhanden, welche den elektrischen Antriebsmotor 10 steuert bzw. regelt, insbesondere in seiner Drehzahl einstellt und regelt. D. h., über die Steuereinrichtung 12 kann die Drehzahl des Antriebsmotors 10 zur Anpassung an die hydraulischen Verhältnisse verändert werden. Insoweit entspricht das Umwälzpumpenaggregat dem Aufbau bekannter Umwälzpumpenaggregate.
  • Die Steuereinrichtung 12 ist so ausgebildet, dass sie den Antriebsmotor 10 nach zumindest einem Regelschema steuert bzw. regelt, d. h., beispielsweise gemäß einer Pumpenkennlinie, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Es ist bekannt, als Regelschema beispielsweise Proportionaldruck-Kurven einzusetzen, gemäß derer der Druck proportional zum Durchfluss steigt. Alternativ können beispielsweise auch Regelschemata mit Konstantdruck-Kurven verwendet werden, bei welchen der Antriebsmotor so geregelt wird, dass unabhängig vom Durchfluss der Druck einen konstanten Wert behält. Fig. 3 zeigt beispielhaft drei Proportionaldruck-Kurven I, II und III in einem QH-Diagramm, in welchem der Druck H gegenüber dem Durchfluss Q aufgetragen ist. In dem Diagramm gemäß Fig. 3 sind darüber hinaus drei Anlagenkennlinien A, B und C dargestellt, welche den Druckverlust im hydraulischen Kreislauf abhängig vom Durchfluss Q darstellen. Im Betrieb stellt sich ein Betriebspunkt im Schnittpunkt der Pumpenkennlinie mit der Anlagenkennlinie ein. Wenn beispielsweise das Umwälzpumpenaggregat mit der Pumpenkennlinie I betrieben wird und die hydraulische Anlage, in welcher das Umwälzpumpenaggregat eingesetzt wird, die Anlagenkennlinie A hat, stellt sich der Betriebspunkt 14 im Schnittpunkt beider Kennlinien ein.
  • Fig. 2 zeigt schematisch eine Heizungsanlage mit drei Heizkreisen bzw. Heizzweigen 16, 18 und 20. In jedem der Heizkreise 16, 18, 20 des hydraulischen Systems ist jeweils ein Umwälzpumpenaggregat 22a, 22b oder 22c angeordnet und liegen jeweils ein oder mehrere Verbraucher 24, wie beispielsweise Heizkörper oder Schleifen einer Fußbodenheizung. Die drei Heizkreise 16, 18, 20 führen ferner durch einen gemeinsamen Strömungsweg 26, welcher durch eine Wärmequelle 28, wie beispielsweise einen Heizkessel, verläuft. In der Strömungsrichtung s zweigen die drei Heizkreise 16, 18, 20 ausgangsseitig der Wärmequelle 28 voneinander ab und verlaufen durch die Umwälzpumpenaggregate 22a, 22b und 22c durch die jeweiligen Verbraucher 24 der drei Heizkreise 16, 18, 20. Ausgangsseitig der Verbraucher 24 münden die drei Heizkreise im Mündungspunkt 30 wieder in den gemeinsamen Strömungsweg 26. Die drei Heizkreise 16, 18, 20 können beispielsweise verschiedene Teile eines Gebäudes beheizen, alternativ könnte beispielsweise der Heizkreis 16 ein Heizkreis für eine Fußbodenheizung sein, während die Heizkreise 18 und 20 Heizkreise mit normalen Heizkörpern darstellen.
  • Es ist zu verstehen, dass bei den in Figuren 2, 4 und 5 gezeigten Anordnungen die Strömungsrichtung s auch entgegengesetzt verlaufen könnte. D. h. in den gezeigten Beispielen liegt die hydraulische Last bzw. der hydraulische Widerstand, welcher von den Verbrauchern 24 gebildet wird, stromabwärts der Umwälzpumpenaggregate 22. Bei entgegengesetzter Strömungsrichtung würden die Verbraucher 24 stromaufwärts der Umwälzpumpenaggregate 22 liegen. Dies könnte beispielsweise der Fall sein, wenn die mehreren Heizkreise 16, 18, 20 verschiedene Wohnungen beheizen und die Umwälzpumpenaggregate 22 jeweils Teil einer Wohnungsstation sind.
  • Je nachdem, wie viele der Heizkreise im Betrieb sind, verändert sich der Durchfluss durch den gemeinsamen Strömungsweg 26 und damit der Druckverlust über der Wärmequelle 28. Dies hat zur Folge, dass sich die Anlagenkennlinie, wie anhand von Fig. 3 erläutert, verändert. Die in Fig. 3 gezeigte Anlagenkennlinie A stellt beispielsweise eine Anlagenkennlinie dar, wenn nur eine der Umwälzpumpen 22, beispielsweise die Umwälzpumpe 22a, in Betrieb ist. Wird nun auch der Heizkreis 18 in Betrieb genommen und beispielsweise zusätzlich die Umwälzpumpe 22b in Betrieb genommen, erhöht sich der Gesamtförderstrom durch den gemeinsamen Strömungsweg 26 und damit der Druckverlust über der Wärmequelle 28, so dass die Anlage dann die Anlagenkennlinie B aufweist. Wenn nun das Umwälzpumpenaggregat 22a mit der Pumpenkennlinie I betrieben wird, würde auf dieser Pumpenkennlinie I der Betriebspunkt von dem Betriebspunkt 14 in den Betriebspunkt 32 wandern, welcher den Schnittpunkt zwischen der Pumpenkennlinie I und der Anlagenkennlinie B darstellt. D. h., das Umwälzpumpenaggregat 22 würde seine Drehzahl verringern, der Durchfluss und der Druck würden abnehmen. Dies hätte zur Folge, dass der Heizkreis 16 und der Verbraucher 24 nicht mehr ausreichend versorgt würden, d. h., der Durchfluss durch den Verbraucher 24 könnte nicht konstant gehalten werden.
  • Um dies zu kompensieren, ist die Steuereinrichtung 12 des Umwälzpumpenaggregates so ausgebildet, dass sie ihr Regelschema in Abhängigkeit des Betriebs weiterer Umwälzpumpenaggregate 22 in parallelen Zweigen 18, 20 des hydraulischen Systems verändern kann. So kann die Steuereinrichtung 12 die Pumpenkennlinie I, welche als Regelschema genutzt wird, beispielsweise so verschieben, dass das Umwälzpumpenaggregat gemäß der zweiten Pumpenkennlinie II betrieben wird, deren Schnittpunkt mit der Anlagenkennlinie B einen neuen Betriebspunkt 34 bildet, welcher bei demselben Durchfluss q1 liegt wie der Betriebspunkt 14. So kann der Durchfluss q1 durch den Verbraucher 24 des Heizkreises 16 konstant gehalten werden. Gleichzeitig wird der Druck H erhöht, sodass der höhere Druckverlust im gemeinsamen Strömungsweg 26 kompensiert wird und auch der Differenzdruck über dem Verbraucher 24 idealerweise konstant gehalten werden kann. Dazu erhöht das Umwälzpumpenaggregat 22a seine Drehzahl und somit auch elektrische Leistungsaufnahme. Wird das zweite Umwälzpumpenaggregat 22b wieder abgeschaltet, wird das Regelschema wieder auf die ursprüngliche Pumpenkennlinie I zurück geändert und das Umwälzpumpenaggregat 22a wieder mit der Pumpenkennlinie I im Betriebspunkt 14 betrieben.
  • Wenn auch das dritte Umwälzpumpenaggregat 22c in dem dritten Heizkreis 20 gleichzeitig in Betrieb genommen wird, erhöht sich der Druckverlust über der Wärmequelle 28 weiter und die Anlagenkennlinie nimmt die Gestalt der Anlagenkennlinie C in Fig. 3 an. In diesem Fall kann dann das Regelschema des Umwälzpumpenaggregates 22a so geändert werden, dass es gemäß der Pumpenkennlinie III in Fig. 3 betrieben wird, so dass der Betrieb im Betriebspunkt 36, welcher den Schnittpunkt zwischen der Anlagenkennlinie C und der Pumpenkennlinie III darstellt, erfolgt. Auch hierbei wird der Durchfluss q1 konstant gehalten, allerdings erhöht sich der Druck H, so dass der erhöhte Druckverlust im gemeinsamen Strömungsweg 26 kompensiert wird und der Heizkreis 16 weiterhin im Wesentlichen mit konstantem Durchfluss versorgt wird. Eine Anpassung der Regelschemata der Umwälzpumpenaggregate 22b und 22c in den Heizkreisen 18 und 20 erfolgt in entsprechender Weise abhängig davon, wie viele der jeweils anderen Heizkreise 16, 18, 20 in Betrieb sind. Dabei ist zu verstehen, dass die Umwälzpumpenaggregate 22a, 22b und 22c nicht zwingend in dieser Reihenfolge in Betrieb genommen werden müssen. Abhängig von dem Wärmebedarf in den einzelnen Heizkreisen 16, 18, 20 kann beispielsweise auch nur das Umwälzpumpenaggregat 22c in Betrieb sein und anschließend das Umwälzpumpenaggregat 22a und 22b in Betrieb genommen werden. Hier sind beliebige Kombinationen und Reihenfolgen denkbar.
  • Die erforderlichen Kompensationen lassen sich aus den hydraulischen Größen in der nachfolgend beschriebenen Weise berechnen. Die Verbraucher 24 in den Heizkreisen 16, 18, 20 weisen die hydraulischen Widerstände R1, R2 und R3 auf. In den drei hydraulischen Kreisen 16, 18, 20, welche in Fig. 2 gezeigt sind, herrschen die von den jeweiligen Umwälzpumpenaggregaten 22a, 22b und 22c verursachten Durchflüsse s1, s2 und s3. Das Umwälzpumpenaggregat 22a erzeugt einen Differenzdruck h1, das Umwälzpumpenaggregat 22b einen Differenzdruck h2 und das Umwälzpumpenaggregat 22c einen Differenzdruck h3. In dem gemeinsamen Zweig bzw. Strömungsweg 26 herrscht ein Durchfluss s und die Wärmequelle 28 bildet einen hydraulischen Widerstand R0. Dabei ist zu verstehen, dass die hydraulischen Widerstände R0, R1, R2 und R3 nicht nur den hydraulischen Widerstand der Verbraucher bzw. der Wärmequelle repräsentieren, sondern den gesamten hydraulischen Widerstand in dem jeweiligen Zweig, welcher durch Leitungsverluste und Ähnliches gebildet wird. In einem hydraulischen Heizungssystem variieren die hydraulischen Widerstände R1, R2 und R3 beispielsweise abhängig vom Öffnungsgrad eines Thermostatventils in dem jeweiligen Heizkreis 16, 18, 20.
  • Wenn die Differenzdrücke über den hydraulischen Widerständen R1, R2, R3 konstant sein sollen und auf einen konstanten Wert geregelt werden sollen, was jeweils durch die Steuereinrichtung des jeweiligen Umwälzpumpenaggregates 22 erfolgt, hat jeder Zweig einen Differenzdruck-Sollwert h*, welcher über dem hydraulischen Widerstand R zu erreichen ist. In diesem Fall ergibt sich für den von den jeweiligen Pumpen zu erreichenden Differenzdruck h1, h2, h3 Folgendes: h 1 = h * + R 0 s 2 = h * + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0001
    h 2 = h * + R 0 s 2 * h * + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0002
    h 3 = h * + R 0 s 2 = h * + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0003
    Es ist zu erkennen, dass der Pumpendifferenzdruck h1, h2 und h3 abhängig vom Durchfluss durch alle Zweige und vom hydraulischen Widerstand R0 im gemeinsamen Zweig ist.
  • Es kann auch den Fall geben, dass die Umwälzpumpenaggregate 22 nicht auf einem konstanten Druck sondern auf einen Proportionaldruck abhängig vom Durchfluss geregelt werden sollen, um eine Proportionaldruckkurve zu erzeugen. Dann würde sich der Druck-Sollwert h* als ein vom Durchfluss abhängiger Wert ergeben, den Heizkreis 16 beispielsweise: h * = a s 1 2 + b
    Figure imgb0004
    In dieser Gleichung stellen a und b Parameter der Proportionaldruckkurve dar.
  • Um die Druckverluste in dem gemeinsamen Strömungsweg 26 berücksichtigen zu können, ist es somit erforderlich, den hydraulischen Widerstand R0 in diesem gemeinsamen Strömungsweg zu kennen und zu ermitteln. Die hydraulischen Widerstände R1, R2 und R3 ändern sich in der Regel sehr langsam bei Verstellung der Thermostatventile in den Heizkreisen. Dies ermöglicht es, durch Ein- und Ausschalten der Umwälzpumpenaggregate 22 in kurzen Zeitspannen den hydraulischen Widerstand R0 zu bestimmen, da sich in diesen kurzen Zeitspannen die hydraulischen Widerstände R1, R2 und R3 im Wesentlichen nicht ändern.
  • Um den hydraulischen Widerstand R0 zu bestimmen werden vorzugsweise durch entsprechende Kommunikation über die nachfolgend beschriebenen Kommunikationsschnittstellen 40 und Datenverbindungen 38 zunächst die Steuereinrichtungen 12 der Umwälzpumpenaggregate 22 dazu veranlasst, alle Umwälzpumpenaggregate 22a, 22b und 22c in Betrieb zu nehmen. Von den Steuereinrichtungen 12 werden dabei die Differenzdrücke h1, h2, h3 und die Durchflüsse s1, s2 und s3 jeweils ermittelt und vorzugsweise über die Datenverbindungen 38 untereinander ausgetauscht. Das Erfassen dieser Werte kann durch geeignete Sensoren in den Umwälzpumpenaggregaten 22 und/oder durch Berechnung auf Grundlage elektrischer Größen des Antriebsmotors des jeweiligen Umwälzpumpenaggregats 22 erfolgen. Nachdem diese Messwerte erfasst sind, kann beispielsweise das Umwälzpumpenaggregat 22b abgeschaltet werden und es können Druckwerte h1, h'2, h3 und Durchflüsse s'1, s'2 und s'3 bestimmt werden. Aus diesen Messungen kann der hydraulische Widerstand R0 in dem gemeinsamen Strömungsweg 26 durch Lösen der folgenden Gleichungssysteme mit zwei Unbekannten ermittelt werden.
  • Ein erstes Beispiel basiert auf dem Druck h1 des Umwälzpumpenaggregates 22a: h 1 = R 1 s 1 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0005
    h 1 = R 1 s 1 2 + R 0 s 1 + s 3 2
    Figure imgb0006
  • Daraus ergibt sich für R0: R 0 = s 1 2 h 1 s 1 2 h 1 s 1 2 s 1 + s 2 + s 3 2 s 1 2 s 1 + s 2 2
    Figure imgb0007
  • Ein zweites Beispiel basiert auf dem Druck h2 des Umwälzpumpenaggregates 22b: h 2 = R 2 s 2 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0008
    h 2 = R 0 s 1 + s 3 3
    Figure imgb0009
    Daraus ergibt sich für R0: R 0 = h 2 s 1 + s 2 2
    Figure imgb0010
  • Ein drittes Beispiel basiert auf dem Druck h3 des Umwälzpumpenaggregates 22c: h 3 = R 3 s 3 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0011
    h 3 = R 3 s 3 2 + R 0 s 1 + s 3 2
    Figure imgb0012
    Für dieses Gleichungssystem ergibt sich eine Lösung ähnlich zu der Lösung für das Umwälzpumpenaggregat 22a.
  • Es ist ebenfalls möglich zusätzliche Tests bzw. Messungen durchzuführen, beispielsweise indem das Umwälzpumpenaggregat 22b und das Umwälzpumpenaggregat 22c abgeschaltet werden. Dabei können sich beispielsweise folgende drei Gleichungen für das Umwälzpumpenaggregat 22a ergeben: h 1 = R 1 s 1 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0013
    h 1 = R 1 s 1 2 + R 0 s 1 + s 3 2
    Figure imgb0014
    h 1 = R 1 s 1 2 + R 0 s 1 2
    Figure imgb0015
    Diese Gleichungen können durch eine lineare Regression gelöst werden.
  • Es kann Fälle geben, in denen es nicht möglich ist, eines der Umwälzpumpenaggregate 22 abzuschalten. In einem solchen Fall kann es auch möglich sein, lediglich den Differenzdruck h über dem jeweiligen Umwälzpumpenaggregat 22 durch Drehzahländerung zu ändern. Beispielsweise könnte der Druck des Umwälzpumpenaggregates 22b durch Drehzahländerung von h2 zu h'2 geändert werden. Daraus ergeben sich für die drei Umwälzpumpenaggregate 22a, 22b und 22c die folgenden Gleichungen: h 1 = R 1 s 1 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0016
    h 1 = R 1 s 1 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0017
    h 2 = R 2 s 2 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0018
    h 2 = R 2 s 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0019
    h 3 = R 3 s 3 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0020
    h 3 = R 3 s 3 2 + R 0 s 1 + s 2 + s 3 2
    Figure imgb0021
    Aus diesen kann der hydraulische Widerstand R0 bestimmt werden. Wenn nach einem anfänglichen Test auf diese Weise der hydraulische Widerstand R0 in dem gemeinsamen Zweig 26 bestimmt worden ist, kann später bei Durchflussänderung durch Zuschalten oder Drehzahländerung eines der Umwälzpumpenaggregate 22 die Veränderung des Durchflusses s in dem gemeinsamen Strömungsweg 26 für die Anpassung der Pumpenkennlinie in jedem einzelnen Umwälzpumpenaggregat 22 berücksichtigt werden. Die Pumpenkennlinie I, II, III wird dabei bevorzugt um ein Maß bzw. um einen Korrekturwert verschoben, welcher proportional zu dem hydraulischen Widerstand R0 in dem gemeinsamen Strömungsweg 26 und eine zunehmende Funktion der Summe der Durchflüsse, d. h. des Durchflusses s in dem gemeinsamen Strömungsweg 26 ist.
  • Um diese beschriebene Funktionalität der Anpassung der Regelschemata in Abhängigkeit vom Betrieb der Umwälzpumpenaggregate 22 in den parallelen Heizkreisen 16, 18, 20 zu erreichen, ist erfindungsgemäß eine Kommunikation zwischen den Umwälzpumpenaggregaten 22a, 22b und 22c vorgesehen. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in Fig. 2 gezeigt ist, können die Umwälzpumpenaggregate 22a, 22b und 22c direkt über Datenverbindungen 38 miteinander verbunden sein. Die Datenverbindungen 38 können dabei als ein leitungsgebundener Datenbus oder auch drahtlos durch Funkverbindungen realisiert sein. Die Steuereinrichtungen 12 der Umwälzpumpenaggregate 22 weisen dazu eine Kommunikationsschnittstelle 40 auf. Diese wirkt im Inneren der Steuereinrichtung 12 mit einem Erfassungsmodul 42 zusammen, welches eine Erfassungsfunktion bereitstellt. Das Erfassungsmodul 42 kann als Softwaremodul in der Steuereinrichtung realisiert sein. Die Steuereinrichtungen 12 weisen darüber hinaus jeweils eine Signalerzeugungseinrichtung 44 auf, welche gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ebenfalls mit der Kommunikationsschnittstelle 40 verbunden sein kann, wie in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel wirkt die Kommunikationsschnittstelle 40 insofern bevorzugt bidirektional. Auch die Signalerzeugungseinrichtung 44 kann als Softwaremodul in der Steuereinrichtung 12 realisiert sein.
  • Die Signalerzeugungseinrichtung 44 erzeugt beim Betrieb des jeweiligen Umwälzpumpenaggregates 22 ein Signal, welches eine Zustandsgröße darstellt und über die Kommunikationsschnittstelle 40 und die Datenverbindung 38 an die weiteren Umwälzpumpenaggregate 22 ausgegeben wird. In der einfachsten Form kann die Zustandsgröße lediglich signalisieren, dass das jeweilige Umwälzpumpenaggregat 22 ein- oder ausgeschaltet ist oder wird. Alternativ kann die Zustandsgröße ein Förderstromwert sein, welcher den jeweiligen Förderstrom des Pumpenaggregates 22 repräsentiert. Der Förderstrom kann entweder im Umwälzpumpenaggregat 22 gemessen oder von der Steuereinrichtung 12 aus elektrischen Größen abgeleitet werden.
  • Wenn nun beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zunächst, wie oben beschrieben, nur das Umwälzpumpenaggregat 22a in Betrieb ist und später das Umwälzpumpenaggregat 22b zugeschaltet wird, erzeugt die Signalerzeugungseinrichtung 44 des Umwälzpumpenaggregates 22b beispielsweise einen Förderstromwert, welcher den Förderstrom des zweiten Umwälzpumpenaggregates 22b angibt. Dieser Förderstromwert wird über die Kommunikationsschnittstelle 40 und die Datenverbindung 38 an das erste Umwälzpumpenaggregat 22a ermittelt. Dessen Steuereinrichtung 12 verarbeitet dieses Signal in dem Erfassungsmodul 42 in der Weise, dass es nun die Veränderung der Anlagenkennlinie von der Anlagenkennlinie A zu der Anlagenkennlinie B erkennt und entsprechend das Regelschema seiner Steuereinrichtung 12 z. B. von der Pumpenkennlinie I zu der Pumpenkennlinie II verändert. Beim Zuschalten des dritten Umwälzpumpenaggregates 22c erfolgt dies in entsprechender Weise, indem auch das Umwälzpumpenaggregat 22c seinen Förderstromwert über die Datenverbindung 38 an das Umwälzpumpenaggregat 22b und das Umwälzpumpenaggregat 22a übermittelt, so dass diese beiden Umwälzpumpenaggregate dann ihre Pumpenkennlinie als Regelschema wieder entsprechend verändern können. Umgekehrt erhält auch das Umwälzpumpenaggregat 22c die Förderstromwerte von den Umwälzpumpenaggregaten 22a und 22b, sodass es direkt bei Inbetriebnahme sein Regelschema entsprechend an den sich aus dem gleichzeitigen Betrieb der anderen Umwälzpumpenaggregate 22a und 22b ergebenden hydraulischen Zustand des Systems anpassen kann.
  • Anstatt direkt die Förderstromwerte über die Datenverbindung 38 zu übermitteln, könnte, wie beschrieben, auch lediglich ein Signal, welches das Ein- und Ausschalten signalisiert, übermittelt werden. Wenn der Steuereinrichtung 12 des ersten Pumpenaggregates 22a nur das Einschalten bzw. der Betrieb des zweiten Umwälzpumpenaggregates 22b mitgeteilt wird, kann die Steuereinrichtung 12 über das Erfassungsmodul 42 aus der Veränderung der elektrischen Größen und gegebenenfalls direkt im Umwälzpumpenaggregat 22a gemessener hydraulischer Größen selbsttätig erkennen, wie sich die Anlagenkennlinie verändert und eine entsprechende Anpassung der Pumpenkennlinie vornehmen. Dies kann in den anderen beiden Umwälzpumpenaggregaten 22b und 22c in entsprechender Weise erfolgen.
  • Die Vernetzung bzw. Verknüpfung zur Kommunikation zwischen den Umwälzpumpenaggregaten 22a, 22b und 22c kann auch in alternativer Weise erfolgen, wie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist. Dort erfolgt die Verknüpfung über ein zentrales Steuergerät 46. Das Steuergerät 46 ist jeweils über einzelne Datenverbindungen 38' mit den Umwälzpumpenaggregaten 22 verbunden. Dabei können die Datenverbindungen 38' wiederum leitungsgebunden oder auch drahtlos, beispielsweise als Funkverbindungen, ausgebildet sein. Das zentrale Steuergerät 46 kann so ausgebildet sein, dass es die komplette Funktion der Steuereinrichtungen 12 in der Weise übernimmt, dass es den Umwälzpumpenaggregaten 22a, 22b, 22c die jeweilige Drehzahl für den Antriebsmotor 10 vorgibt, beispielsweise über einen PWM-Signaleingang der Umwälzpumpenaggregate 22a, 22b und 22c. Alternativ kann das Steuergerät 46 auch lediglich die Funktion übernehmen, die Zustandsgrößen bzw. Signale zwischen den Umwälzpumpenaggregaten 22 zu übertragen, wie es vorangehend beschrieben wurde. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Kommunikationsschnittstellen 40 der Steuereinrichtungen 12 galvanisch von den übrigen Teilen der Steuereinrichtung getrennt sind, sodass die Kommunikationsverbindungen 38' eine externe Energieversorgung über das Steuergerät 46 benötigen.
  • Gemäß einer dritten möglichen Ausführungsform, welche anhand von Fig. 5 beschrieben ist, erfolgt die Kommunikation zwischen den Umwälzpumpenaggregaten 22a, 22b und 22c hydraulisch. D. h., in diesem Ausführungsbeispiel benötigen die Umwälzpumpenaggregate 22a, 22b, 22c keine Kommunikationsschnittstelle 40. Die Signalerzeugungseinrichtung 44 erzeugt vielmehr bei der Inbetriebnahme des jeweiligen Umwälzpumpenaggregates 22 ein hydraulisches Signal, indem der Antriebsmotor 10 nach einem vorgegebenen Muster in Betrieb genommen wird, beispielsweise vor der dauerhaften Inbetriebnahme in einem bestimmten Muster mehrmals kurz ein- und ausgeschaltet wird. Dies führt zu Druckschwankungen im gesamten hydraulischen System, welche von den anderen Umwälzpumpenaggregaten 22 durch kurzzeitige Veränderung des hydraulischen Zustandes detektiert werden können, wozu das Erfassungsmodul 42 der Umwälzpumpenaggregate 22 entsprechend ausgebildet ist. Erkennt ein Umwälzpumpenaggregat 22 im System das Muster, welches die Inbetriebnahme eines weiteren Umwälzpumpenaggregates 22 signalisiert, kann es aus seinen elektrischen Größen oder internen Sensorsignalen die Veränderung der Anlagenkennlinie A, B, C in der oben beschriebenen Weise erkennen und entsprechend die Pumpenkennlinie I, II, III anpassen, wie es oben beschrieben wurde. Gegebenenfalls kann ein derartiges hydraulisches Signal, welches den Betrieb eines Pumpenaggregates signalisiert, auch in regelmäßigen Abständen wiederkehrend von der Signalerzeugungseinrichtung 44 erzeugt werden, so dass die Umwälzpumpenaggregate 22 über ihre Erfassungseinrichtungen bzw. Erfassungsmodule 42 kontinuierlich überwachen können, ob weitere Umwälzpumpenaggregate 22 im selben hydraulischen System in Betrieb sind.
  • Bezugszeichen
  • 2
    Pumpengehäuse
    4
    Eingang
    6
    Ausgang
    8
    Laufrad
    10
    Antriebsmotor
    12
    Steuereinrichtung
    14
    Betriebspunkt
    16, 18, 20
    Heizkreise
    22, 22a, 22b, 22c
    Umwälzpumpenaggregate
    24
    Verbraucher
    26
    gemeinsamer Strömungsweg
    28
    Wärmequelle
    30
    Mündungspunkt
    32, 34, 36
    Betriebspunkte
    38,38'
    Datenverbindungen
    40
    Kommunikationsschnittstelle
    42
    Erfassungsmodul
    44
    Signalerzeugungseinrichtung
    46
    Steuergerät
    I, II, III
    Pumpenkennlinien
    A, B, C
    Anlagenkennlinien
    Q
    Durchfluss
    H
    Druck
    R
    hydraulischer Widerstand
    s
    Durchfluss
    q1
    Durchfluss
    h
    Differenzdruck

Claims (18)

  1. Umwälzpumpenaggregat (22) mit einem elektrischen Antriebsmotor (10) und einer elektronischen Steuereinrichtung (12) zur Steuerung des Antriebsmotors (10), wobei die Steuereinrichtung (12) zur Drehzahlregelung des Antriebsmotors (10) gemäß einem Regelschema (I, II, III) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) eine Erfassungsfunktion (42) aufweist, welche ausgebildet ist, von einem parallelen Strömungsweg (16, 18, 20) mit einem zweiten Umwälzpumpenaggregat (22) eine einen Betriebszustand repräsentierende Zustandsgröße zu erfassen, und dass
    die Steuereinrichtung (12) derart ausgebildet ist, dass sie das Regelschema (I, II, III) auf Grundlage einer von der Erfassungsfunktion (42) erfassten Zustandsgröße verändern kann.
  2. Umwälzpumpenaggregat (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsfunktion (42) derart ausgebildet ist, dass sie als eine Zustandsgröße ein Signal erkennt, welches das Ein- und/oder Ausschalten oder eine Drehzahländerung zumindest eines zweiten Umwälzpumpenaggregates (22) repräsentiert, und die Steuereinrichtung (12) derart ausgebildet ist, dass der Antriebsmotor (10) von der Steuereinrichtung (12) unter Berücksichtigung dieses erfassten Signals steuerbar ist.
  3. Umwälzpumpenaggregat (22) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsfunktion (42) zum Erkennen eines Signals in Form zumindest eines vorbestimmten Musters einer auf das Umwälzpumpenaggregat (22) wirkenden hydraulischen Last ausgebildet ist.
  4. Umwälzpumpenaggregat (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) eine Kommunikationsschnittstelle (40) aufweist, welche mit der Erfassungsfunktion (42) derart verbunden ist, dass die Erfassungsfunktion (42) ein Signal über die Kommunikationsschnittstelle (40) empfangen kann.
  5. Umwälzpumpenaggregat (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) eine Signalerzeugungseinrichtung (44) aufweist, welche ausgebildet ist, ein das Ein- und/oder Ausschalten oder eine Drehzahländerung des Antriebsmotors (10) repräsentierendes Signal zu erzeugen.
  6. Umwälzpumpenaggregat (22) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtung (44) zum Erzeugen eines hydraulischen Signals ausgebildet ist.
  7. Umwälzpumpenaggregat (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) eine Kommunikationsschnittstelle (40) aufweist, welche mit der Signalerzeugungseinrichtung (44) derart verbunden ist, dass die Signalerzeugungseinrichtung (44) ein Signal oder einen Wert über die Kommunikationsschnittstelle (40) aussenden kann.
  8. Umwälzpumpenaggregat (22) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtung (44) derart ausgebildet ist, dass sie über die Kommunikationsschnittstelle (40) ein den aktuellen Förderstrom des Umwälzpumpenaggregates (22) repräsentierenden Förderstromwert ausgibt.
  9. Umwälzpumpenaggregat (22) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kommunikationsschnittstelle (40) zur Kommunikationsverbindung mit einer Kommunikationsschnittstelle (40) zumindest eines gleichartigen zweiten Umwälzpumpenaggregates (22) ausgebildet ist,
    die Steuereinrichtung (12) derart ausgebildet ist, dass sie über die Kommunikationsschnittstelle (40) und die Erfassungsfunktion (42) von zumindest einem zweiten gleichartigen Umwälzpumpenaggregat (22) über die Kommunikationsschnittstelle (40) eine Zustandsgröße empfangen kann, und dass die Steuereinrichtung (12) den Antriebsmotor (10) unter Berücksichtigung der von der Kommunikationsschnittstelle (40) empfangenen Zustandsgröße steuert.
  10. Umwälzpumpenaggregat (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) derart ausgebildet ist, dass das Regelschema (I, II, III), gemäß dem der Antriebsmotor (10) geregelt wird, eine Pumpenkennlinie (I, II, III) aufweist, welche in Abhängigkeit eines von der Erfassungsfunktion (42) erkannten oder empfangenen Signals, insbesondere einer empfangenen Zustandsgröße, verändert und bevorzugt verschoben wird.
  11. Umwälzpumpenaggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Pumpenkennlinie (I, II, III) um einen Korrekturwert verschoben wird, welcher eine Funktion einer empfangenen oder erfassten Zustandsgröße darstellt.
  12. Umwälzpumpenaggregat (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) derart ausgebildet ist, dass sie nach Empfang eines Signals von der Erfassungsfunktion (44) das Regelschema (I, II, III) in Abhängigkeit der Veränderung der hydraulischen Last selbsttätig ändert und insbesondere eine das Regelschema bildende Pumpenkennlinie (I, II, III) verschiebt.
  13. Umwälzpumpenaggregat (22) nach einem der Ansprüche 8-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle (40) zur Kommunikation mit mehreren gleichartigen zweiten Umwälzpumpenaggregaten (22) ausgebildet ist und die Steuereinrichtung (12) den Antriebsmotor (10) unter Berücksichtigung aller von der Kommunikationsschnittstelle (40) empfangenen Zustandsgrößen steuert.
  14. Umwälzpumpenaggregat (22) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) derart ausgebildet ist, dass sie das Regelschema bei einer von der Erfassungsfunktion (42) erfassten vorbestimmten Zustandsgröße derart verändert, dass der Antriebsmotor (10) ausgeschaltet wird.
  15. Anordnung zumindest zweier Umwälzpumpenaggregate (22) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die zumindest zwei Umwälzpumpenaggregate (22) in einem hydraulischen Kreislaufsystem in zwei zueinander parallelen Zweigen (16, 18, 20) angeordnet sind und zumindest die Steuereinrichtung (12) eines der Umwälzpumpenaggregate (22) eine Signalerzeugungseinrichtung (44) aufweist, welche eine Zustandsgröße ausgibt, welche einen Betriebszustand dieses Umwälzpumpenaggregates (22) repräsentiert, und zumindest die Steuereinrichtung (12) eines der Umwälzpumpenaggregate (22) derart ausgebildet ist, dass sie den Antriebsmotor (10) dieses Umwälzpumpenaggregates (22) unter Berücksichtigung der von seiner Erfassungsfunktion (44) erfassten und von dem anderen Umwälzpumpenaggregat (22) ausgegebenen Zustandsgröße steuert.
  16. Verfahren zur Steuerung zumindest zweier in einem hydraulischen Kreislaufsystem in zueinander parallelen Zweigen (16, 18, 20), vorzugsweise zwei zueinander parallelen Verbraucher-zweigen (16, 18, 20), angeordneter Umwälzpumpenaggregate (22), dadurch gekennzeichnet, dass bei Inbetriebnahme eines zweiten Umwälzpumpenaggregates (22) ein Regelschema (I, II, III), gemäß dem ein erstes Umwälzpumpenaggregat (22) gesteuert wird, unter Berücksichtigung der von dem zweitem Umwälzpumpenaggregat (22) bereitgestellten hydraulischen Leistung verändert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei parallelen Zweige (16, 18, 20) des hydraulischen Systems in einen gemeinsamen Strömungsweg (26) münden und dass zumindest das erste Umwälzpumpenaggregat (22) und vorzugsweise alle in den parallelen Zweigen (16, 18, 20) angeordneten Umwälzpumpenaggregate (22) so gesteuert werden, dass jeweils ihr Regelschema (I, II, III) auf Grundlage eines hydraulischen Verlustes in dem gemeinsamen Strömungsweg derart angepasst wird, dass ein Differenzdruck über einem in einem einzelnen der hydraulischen Zweige (16, 18, 20) gelegenen hydraulischen Widerstand (24) einen vorgegebenen Wert aufweist.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe der von dem zweiten Umwälzpumpenaggregat (22) bereitgestellten hydraulischen Leistung von dem zweiten Umwälzpumpenaggregat (22) dem ersten Umwälzpumpenaggregat (22) übermittelt wird oder von dem ersten Umwälzpumpenaggregat (22) selbsttätig anhand einer in dem ersten Umwälzpumpenaggregat (22) auftretenden Laständerung ermittelt wird.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0735273A1 (de) * 1995-03-28 1996-10-02 WILO GmbH Doppelpumpe mit übergeordneter Steuerung
WO2009079447A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Synchronous torque balance in multiple pump systems
JP2015025427A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 株式会社荏原製作所 給水装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3511579A (en) * 1968-07-22 1970-05-12 Liquitrol Systems Inc Control system for liquid pressure booster systems
JPH0737791B2 (ja) * 1988-11-28 1995-04-26 株式会社日立製作所 ポンプの逆流検出装置及び揚水設備のポンプ運転制御装置並びに可変速揚水発電電動装置
AU3053799A (en) * 1998-04-03 1999-10-25 Ebara Corporation Diagnosing system for fluid machinery
US7010393B2 (en) * 2002-06-20 2006-03-07 Compressor Controls Corporation Controlling multiple pumps operating in parallel or series
FI127255B (en) * 2011-11-02 2018-02-15 Abb Technology Oy Procedure and controller for operating a pump system
PL2708825T3 (pl) * 2012-09-12 2017-08-31 Grundfos Holding A/S Sposób sterowania pompą obiegową w instalacji z co najmniej dwoma obwodami cyrkulacyjnymi
CN104619991B (zh) * 2012-09-13 2017-12-22 Abb瑞士股份有限公司 用于操作并行离心泵的装置及方法
WO2014089694A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-19 S. A. Armstrong Limited Self learning control system and method for optimizing a consumable input variable
DK2871420T3 (en) * 2013-11-07 2016-12-19 Grundfos Holding As Cirkulationspumpeaggregat to a heating and / or cooling system
NO338836B1 (en) * 2015-06-11 2016-10-24 Fmc Kongsberg Subsea As Load-sharing in parallel fluid pumps
FR3058479B1 (fr) * 2016-11-08 2018-11-02 Schneider Toshiba Inverter Europe Sas Procede et systeme de commande d'un equipement multi-pompes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0735273A1 (de) * 1995-03-28 1996-10-02 WILO GmbH Doppelpumpe mit übergeordneter Steuerung
WO2009079447A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Synchronous torque balance in multiple pump systems
JP2015025427A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 株式会社荏原製作所 給水装置

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