EP3369934A1 - Circulation pump - Google Patents
Circulation pump Download PDFInfo
- Publication number
- 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
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- circulating pump
- pump unit
- control device
- hydraulic
- designed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 64
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 7
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 55
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 206010013710 Drug interaction Diseases 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000013101 initial test Methods 0.000 description 1
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/12—Combinations of two or more pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/0072—Installation or systems with two or more pumps, wherein the flow path through the stages can be changed, e.g. series-parallel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
- F04D15/0209—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
- F04D15/0245—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
- F04D15/0245—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump
- F04D15/0254—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump the condition being speed or load
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
- F04D15/0281—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
- F04D15/029—Stopping 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.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
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). The invention relates to a circulation pump unit (22) with an electric drive motor (10) and an electronic control device (12) for controlling the drive motor (10), wherein the control device (12) for speed control of the drive motor (10) according to a control scheme (I, II , III), wherein the control device (12) has a detection function (42) which is configured to detect a state variable representing an operating state from a parallel flow path (16, 18, 20) with a second circulation pump unit (22) in that the control device (12) is designed such that it can change the control diagram (I, II, III) on the basis of a state variable detected by the detection function (42). Furthermore, the invention relates to an arrangement of at least two such circulation pump units (22) and a method for controlling two such circulation pump units (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.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 Umwälzpumpenaggregate and a method for controlling at least two Umwälzpumpenaggregate in a hydraulic circulatory system.
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.In hydraulic circulation systems such as heating or air conditioning circulation pumps are used to promote a liquid heat transfer medium, such as water in the circulation. It is known that a central heat source, such as a boiler, is used, from which 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. In such an arrangement, however, 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. As a result, 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. For example, if a single circulating pump unit is equipped with a function to automatically adjust its control scheme, this can lead to malfunctions in the arrangement of several parallel heating circuits, since the commissioning of a second circulating pump unit also increases the pressure loss in the circulation of the first pump unit, since the pressure loss in the common part of the circuit increases due to the increased flow rate. This can cause the first pump set to undesirably adjust its performance.
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.Against the background of this problem, it is an object of the invention to improve a circulating pump unit to the effect that it avoids such mismatches when arranging a plurality of similar circulating pump units in a connected hydraulic system.
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.This object is achieved by a circulating pump unit having the features specified in
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.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. According to the invention, such 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.
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.According to the invention, 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. Thus, from the circulation pump unit, 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.
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.In particular, the detection function may be arranged to detect a state variable representing a flow caused by a second circulation pump aggregate. Thus, 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. Thus, 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. If the pressure loss in the common branch is caused by the increase in the flow rate due to the commissioning of a second circulating pump unit, it is more desirable to increase the speed of the first circulating pump unit also in order to compensate for this pressure loss as possible and the associated hydraulic circuit or branch continue to provide sufficient pressure. 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.
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.According to a preferred embodiment of the invention, 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, as is described above, 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.
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.According to another possible embodiment of the invention, the detection function for detecting a signal in the form of at least one predetermined pattern of one on the Umwälzpumpenaggregat 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 Umpälzpumpenaggregaten is not required. For example, 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. Thus, 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.
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.According to a further preferred embodiment of the invention, 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.
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.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. 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. For this purpose, the drive motor can be controlled so that it generates a specific hydraulic pattern in the hydraulic circuit system in which the Umwälzpumpenaggregat is used, which in turn can then be detected by the detection device of a second similar Umwälzpumpenaggregates.
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.It is to be understood that the recirculation pump unit is adapted to be used together with at least one other similar, more preferably identically designed Umwälzpumpenaggregat in a hydraulic circuit system, each of Umwälzpumpenaggregate 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. In such an arrangement, the single circulating pump unit can each detect the signal generated by the signal generating means of the other or several other Umpälzpumpenaggregate as a state variable and then adjust its control scheme.
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.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. Particularly preferably, 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.
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.Particularly preferably, 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. This is particularly useful when the communication interface is designed as a radio interface. Thus, 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.
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.Particularly preferably, the signal generating device is designed such that it outputs a current flow representing the current flow of Umwälzpumpenaggregates 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. Thus, 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.
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.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 Umwälzpumpenaggregates 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. Particularly preferably, 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.
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.According to a further preferred embodiment of the invention, the 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. Such 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. If 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. To compensate for this, 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. Conversely, the control device, if it detects the switching off or reducing the flow rate of another, arranged in a parallel branch Umwälzpumpenaggregates 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.
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.More preferably, 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 Umwälzpumpenaggregat is integrated. Ie. 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.
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.Preferably, the control device is provided in an initialization function, which can communicate with the control devices parallel Umwälzpumpenaggregate via the described communication interface such that the plurality arranged in parallel branches Umwälzpumpenaggregate 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.
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.According to a further preferred embodiment of the invention, 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. D. h., Here, 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 Umpälzpumpenaggregates is made dependent. In particular, 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 Umwälzpumpenaggregat is arranged, is maintained substantially unchanged. D. h., It is preferably compensated by the 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.
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.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. D. h., The circulation pump unit is designed so that more than two of these Umwälzpumpenaggregate 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 Umwälzpumpenaggregaten 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 Umwälzpumpenaggregat is arranged, can be maintained unaffected by the other Umpälzpumpenaggregaten. In other words, 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.
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.It should be understood that, having previously described features, functions and procedures relating to the interaction of multiple circulating pump assemblies, this means that the single circulating pump assembly should be designed to provide the described functionalities in cooperation with one or more similar ones. identically designed circulating pump units can cause.
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.According to a particular embodiment of the invention, 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. Such an embodiment of Umwälzpumpenaggregates 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. Thus, a circulating pump unit, preferably a circulating pump unit according to the preceding description, may be arranged in a Heizwasserströmungsweg 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. For such a configuration, it is advantageous if 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 Umwälzpumpenaggregate can clearly recognize on receipt of the signal that the Umwälzpumpenaggregat, 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.
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.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. This expressly includes an air conditioner. Here, 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 Umwälzpumpenaggregate 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). Furthermore, 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. Preferably, the plurality of Umwälzpumpenaggregate are identical or identical, so that they can mutually consider their influence on the overall system.
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.Further preferred features of the arrangement of at least two or more Umwälzpumpenaggregate result from the entire foregoing description. It is to be understood that the features which have been described with reference to a single circulating pump unit, so also in an arrangement of several circulating pump units can be realized.
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.The invention further provides a method for controlling at least two Umwälzpumpenaggregate arranged in a hydraulic circuit system in parallel branches. Here, 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. According to the method, when a second circulating pump unit is put into operation, 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. Thus, a change in the overall system, in particular a pressure loss occurring in the common branch or line section, which is caused by a change in the delivery flow, which is provided by the second circulation pump unit, can be compensated. With regard to the details and the exact sequence of the method, reference is made to the preceding description of the circulating pump unit, in which likewise preferred features of the method have been described. This is preferably also expressly the subject of the method according to the invention.
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.As described, the at least two parallel branches of the hydraulic system open into a common flow path. Preferably, the at least first circulating pump unit and are preferably all arranged in the parallel branches Umwälzpumpenaggregate controlled so that their respective control scheme is adjusted based on a hydraulic loss in the common flow path or section of the flow path such that a differential pressure above a in having a predetermined value of the hydraulic branch located on each hydraulic branch. That is, as the pressure loss in the common flow path increases, the differential pressure provided by the recirculation pump unit in a single branch must be maintained be increased in order to maintain a predetermined differential pressure across the hydraulic resistance in the respective branch can. That is, the rotational speed of each circulating pump unit must be increased as the hydraulic resistance in the common flow path increases and, accordingly, is decreased again as the pressure loss in the common flow path decreases.
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.Particularly preferably, 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. Thus, for example, 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. Alternatively, 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.
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.
- Fig. 1
- schematically an inventive circulation pump unit,
- Fig. 2
- 1 schematically a hydraulic system with an arrangement of three circulation pump units according to the invention,
- Fig. 3
- a QH diagram to illustrate the interaction of several circulating pump units,
- Fig. 4
- schematically a hydraulic system with three Umwälzpumpenaggregaten invention according to a second embodiment of the invention and
- Fig. 5
- a hydraulic system according to
Fig. 4 with an arrangement of three Umwälzpumpenaggregaten invention according to a third embodiment of the invention.
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.The circulating pump unit according to the invention 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
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
Es ist zu verstehen, dass bei den in
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
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.To compensate for this, the
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
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
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:
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:
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.In order to be able to take account of the pressure losses in the
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.In order to determine the hydraulic resistance R 0 , the
Ein erstes Beispiel basiert auf dem Druck h1 des Umwälzpumpenaggregates 22a:
Daraus ergibt sich für R0:
Ein zweites Beispiel basiert auf dem Druck h2 des Umwälzpumpenaggregates 22b:
Ein drittes Beispiel basiert auf dem Druck h3 des Umwälzpumpenaggregates 22c:
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:
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:
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
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.During operation of the respective circulating
Wenn nun beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel gemäß
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.Instead of directly transmitting the delivery flow values via the
Die Vernetzung bzw. Verknüpfung zur Kommunikation zwischen den Umwälzpumpenaggregaten 22a, 22b und 22c kann auch in alternativer Weise erfolgen, wie beispielsweise in
Gemäß einer dritten möglichen Ausführungsform, welche anhand von
- 22
- Pumpengehäusepump housing
- 44
- Eingangentrance
- 66
- Ausgangoutput
- 88th
- LaufradWheel
- 1010
- Antriebsmotordrive motor
- 1212
- Steuereinrichtungcontrol device
- 1414
- Betriebspunktoperating point
- 16, 18, 2016, 18, 20
- Heizkreiseheating circuits
- 22, 22a, 22b, 22c22, 22a, 22b, 22c
- Umwälzpumpenaggregatecirculation pump assemblies
- 2424
- Verbraucherconsumer
- 2626
- gemeinsamer Strömungswegcommon flow path
- 2828
- Wärmequelleheat source
- 3030
- Mündungspunktmouth point
- 32, 34, 3632, 34, 36
- Betriebspunkteoperating points
- 38,38'38.38 '
- Datenverbindungendata connections
- 4040
- KommunikationsschnittstelleCommunication Interface
- 4242
- Erfassungsmodulacquisition module
- 4444
- SignalerzeugungseinrichtungSignal generator
- 4646
- Steuergerätcontrol unit
- I, II, IIII, II, III
- PumpenkennlinienPump characteristics
- A, B, CA, B, C
- AnlagenkennlinienSystem characteristics
- Durchflussflow
- HH
- Druckprint
- RR
- hydraulischer Widerstandhydraulic resistance
- ss
- Durchflussflow
- q1 q 1
- Durchflussflow
- hH
- Differenzdruckdifferential pressure
Claims (18)
die Steuereinrichtung (12) derart ausgebildet ist, dass sie das Regelschema (I, II, III) auf Grundlage einer von der Erfassungsfunktion (42) erfassten Zustandsgröße verändern kann.Circulation pump unit (22) with an electric drive motor (10) and an electronic control device (12) for controlling the drive motor (10), wherein the control device (12) for speed control of the drive motor (10) according to a control scheme (I, II, III) characterized in that the control device (12) has a detection function (42) which is designed to detect a state variable representing an operating state from a parallel flow path (16, 18, 20) with a second circulation pump aggregate (22)
the controller (12) is adapted to modify the control scheme (I, II, III) based on a state quantity detected by the detection function (42).
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.Circulating pump unit (22) according to claim 8, characterized in that
the communication interface (40) is designed for communication connection with a communication interface (40) of at least one similar second circulating pump assembly (22),
the control device (12) is designed such that it can receive a state variable via the communication interface (40) and the detection function (42) of at least one second similar circulating pump unit (22) via the communication interface (40), and in that the control device (12) controls the drive motor (10) taking into account the state variable received by the communication interface (40).
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.Arrangement of at least two circulating pump units (22) according to one of the preceding claims, characterized in that
the at least two circulating pump units (22) are arranged in a hydraulic circulation system in two mutually parallel branches (16, 18, 20) and at least the control device (12) of one of the circulating pump units (22) has a signal generating device (44) which outputs a state variable, which represents an operating state of this circulating pump unit (22), and at least the control device (12) of one of the circulating pump units (22) is designed such that in that it controls the drive motor (10) of this circulating pump unit (22) taking into account the state variable detected by its detection function (44) and output by the other circulating pump unit (22).
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17159191.0A EP3369934A1 (en) | 2017-03-03 | 2017-03-03 | Circulation pump |
CN201880015575.7A CN110392787B (en) | 2017-03-03 | 2018-02-26 | Circulating pump unit |
PCT/EP2018/054693 WO2018158197A1 (en) | 2017-03-03 | 2018-02-26 | Circulation pump assembly |
US16/490,129 US11371509B2 (en) | 2017-03-03 | 2018-02-26 | Parallel circulation pump coordinating control assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17159191.0A EP3369934A1 (en) | 2017-03-03 | 2017-03-03 | Circulation pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP3369934A1 true EP3369934A1 (en) | 2018-09-05 |
Family
ID=58228022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP17159191.0A Pending EP3369934A1 (en) | 2017-03-03 | 2017-03-03 | Circulation pump |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11371509B2 (en) |
EP (1) | EP3369934A1 (en) |
CN (1) | CN110392787B (en) |
WO (1) | WO2018158197A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0735273A1 (en) * | 1995-03-28 | 1996-10-02 | WILO GmbH | Twin pump with main control system |
WO2009079447A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Synchronous torque balance in multiple pump systems |
JP2015025427A (en) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 株式会社荏原製作所 | Feed water supply system |
Family Cites Families (11)
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 (en) * | 1988-11-28 | 1995-04-26 | 株式会社日立製作所 | Pump backflow detection device, pump operation control device for pumping equipment, and variable-speed pumped storage power generation / electric device |
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 | Method and controller for operating the pump system |
EP2708825B1 (en) * | 2012-09-12 | 2016-12-07 | Grundfos Holding A/S | Method for controlling a circulating pump in an assembly with at least two circuits |
WO2014040627A1 (en) * | 2012-09-13 | 2014-03-20 | Abb Technology Ag | Device and method for operating parallel centrifugal pumps |
CA2894269C (en) * | 2012-12-12 | 2015-10-27 | 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 (en) * | 2016-11-08 | 2018-11-02 | Schneider Toshiba Inverter Europe Sas | METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING MULTI-PUMPS EQUIPMENT |
-
2017
- 2017-03-03 EP EP17159191.0A patent/EP3369934A1/en active Pending
-
2018
- 2018-02-26 US US16/490,129 patent/US11371509B2/en active Active
- 2018-02-26 WO PCT/EP2018/054693 patent/WO2018158197A1/en active Application Filing
- 2018-02-26 CN CN201880015575.7A patent/CN110392787B/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0735273A1 (en) * | 1995-03-28 | 1996-10-02 | WILO GmbH | Twin pump with main control system |
WO2009079447A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Synchronous torque balance in multiple pump systems |
JP2015025427A (en) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 株式会社荏原製作所 | Feed water supply system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110392787B (en) | 2022-03-25 |
WO2018158197A1 (en) | 2018-09-07 |
US11371509B2 (en) | 2022-06-28 |
US20200011330A1 (en) | 2020-01-09 |
CN110392787A (en) | 2019-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1286240B1 (en) | Method of determining a pump-characteristic | |
EP2960587B1 (en) | Method for limiting the supply flow rate in a heat transfer system | |
EP2708825B1 (en) | Method for controlling a circulating pump in an assembly with at least two circuits | |
EP2085707A2 (en) | Heating assembly and method for operating a heating assembly | |
EP2871423B1 (en) | Method for controlling a heating and/or cooling system with at least one load circuit and distribution device for a heating and/or cooling system | |
EP2151578B1 (en) | Circulation pump system | |
EP2863134B1 (en) | Method for adjusting a heating curve | |
EP2871539B1 (en) | Diagnosis method for diagnosing the proper operation of a heating system and/or cooling system | |
EP3217157B1 (en) | Heat cost allocator and method for measuring the heat loss of a radiator | |
EP1936288A2 (en) | Method and system for detecting the hydraulic balance of a heating system | |
EP2985536B1 (en) | Control method for a pump unit | |
DE102015014378A1 (en) | Method for controlling a centrifugal pump and associated pump system | |
EP2187136A2 (en) | Method for operating a system for transporting thermal energy through a liquid medium | |
EP2806168B1 (en) | Circulation pump unit and solar-thermal assembly therewith | |
EP3101352B1 (en) | Method for operating a heating installation and controller with differential pressure sensor | |
EP3026352A1 (en) | Method for hydraulically regulating several heating circuits on the distributor beam | |
EP2871424A1 (en) | Method of controlling a heating and/or cooling system and distributor device for a heating and/or cooling system | |
EP2412981B1 (en) | Pump system | |
EP1191287A2 (en) | Pipe system for thermal energy exchange | |
EP3369934A1 (en) | Circulation pump | |
EP2413047B1 (en) | Domestic water heating unit | |
DE102005040792B3 (en) | Control device for a combination heating device comprises a control unit formed as a self-learning pilot control unit | |
EP2795198A1 (en) | Device for controlling a heating system circulating pump, and control method therefor | |
EP3303935B1 (en) | Device and method for controlling a heating and/or cooling system | |
DE102015015941B4 (en) | Switchable analog interface for field devices |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: BA ME |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20190305 |
|
RBV | Designated contracting states (corrected) |
Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20210312 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED |
|
RIC1 | Information provided on ipc code assigned before grant |
Ipc: F04D 15/02 20060101ALN20240201BHEP Ipc: F04D 13/06 20060101ALI20240201BHEP Ipc: F04D 15/00 20060101ALI20240201BHEP Ipc: F04D 13/12 20060101AFI20240201BHEP |
|
INTG | Intention to grant announced |
Effective date: 20240214 |
|
GRAJ | Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
INTC | Intention to grant announced (deleted) | ||
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED |
|
RIC1 | Information provided on ipc code assigned before grant |
Ipc: F04D 15/02 20060101ALN20240618BHEP Ipc: F04D 13/06 20060101ALI20240618BHEP Ipc: F04D 15/00 20060101ALI20240618BHEP Ipc: F04D 13/12 20060101AFI20240618BHEP |
|
INTG | Intention to grant announced |
Effective date: 20240718 |