EP3779286A1 - Method for operating a heating system - Google Patents

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EP3779286A1
EP3779286A1 EP20190171.7A EP20190171A EP3779286A1 EP 3779286 A1 EP3779286 A1 EP 3779286A1 EP 20190171 A EP20190171 A EP 20190171A EP 3779286 A1 EP3779286 A1 EP 3779286A1
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EP
European Patent Office
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flow temperature
heating
target
heat generator
target flow
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
Application number
EP20190171.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Huu-Thoi Le
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LE HUU THOI
Original Assignee
LE HUU THOI
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102019005722.8A external-priority patent/DE102019005722A1/en
Application filed by LE HUU THOI filed Critical LE HUU THOI
Publication of EP3779286A1 publication Critical patent/EP3779286A1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1039Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses a heat pump

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a heating system, in particular for adapting the flow temperature of a heating system with a pump, at least one consumer and at least one heat generator.
  • a heating medium is used to transport heat from the generator to individual heat exchangers.
  • the heating medium e.g. water
  • the heating medium is circulated by means of e.g. a central pump.
  • the heating medium is heated by the heat generator.
  • the heated heating medium flows to the individual heat exchangers, known as radiators or pipe coils in underfloor heating.
  • the heating medium can be distributed to the heat exchangers as required using the adjustable valves.
  • the heating medium is thereby cooled and flows back to the heat generator.
  • Boilers, heat pumps or transfer stations for district heating can serve as heat generators.
  • thermostatic valves throttle the mass flows depending on the room temperatures.
  • the pump is controlled according to the delivery head and the heat generator output according to the heating curve.
  • the heating curve is dependent on the outside temperature and can be determined using the design parameters, which are usually not available.
  • heating systems are based on the worst case (worst case).
  • a heating system must be able to supply the building without heat gain. As the outside temperature rises, the building's heat losses decrease. This results in a lower target flow temperature. In other words, the heating curve is intended to compensate for heat losses. It is considered as if there were no heat gains throughout the year. The volume flow would therefore be constant over the heating period.
  • the target flow temperature results from the heating curve, which is either set high as a safety measure or left with the factory setting, which is usually higher than necessary.
  • the heat generator output is regulated according to the control deviation between the actual and the target flow temperature.
  • the volume flow does not matter. However, the current generation energy does not correspond to the current demand. If there is any heat gain in the rooms, the radiator valves move in the CLOSE direction. This reduces the volume flow. Thus, the output of the heat generator decreases accordingly. This means that the temperature level on the generation side is higher than that of the actual demand on the consumer side. Due to the decreasing volume flow, the transport time and the temperature drop from the generator to the consumers increase.
  • the radiator valves Since the radiator valves react with a time delay and when they close, much less heat is released into the rooms, the room temperatures drop again. This results in the reopening of the radiator valves. As a result, the volume flow and the heat generator output decrease again to. This process repeats itself, occurs cyclically (time-shifted) and is comparable to the propagation of a "heat wave" through the heating system, from the place of production to consumption. In other words, the radiator valves and heat generators do not work in a stable control range. The instability is intensified by an oversized heat generator, by a high-set heating curve and by the occurrence of heat gains. The plant operation is therefore energetically inefficient.
  • the heat generator is greatly oversized in order to provide a power reserve for heating.
  • the heat generator output can be varied in a fixed range, the so-called modulation range. If the heat generator output falls below the lower modulation limit, the heat generator works in cyclic operation, so-called ON / OFF.
  • the heat generator works predominantly in cyclic operation. Intermittent operation not only causes increased starting emissions. Immediately after the heat generator has been switched off, the mass of the heat generator is at a high temperature. The heat is lost to the outside through the chimney draft. The storage masses cool down and are heated again the next time the heat generator is started. Even the condensation heat in condensing heat generators does not benefit the heating of the rooms during cyclical operation, but is either lost through the chimney draft into the open air or on the way through long transport times.
  • Too high a flow temperature causes greater heat losses from the heat generator, the pipes, flue gas losses, loss of efficiency, frequent cycling and a low COP (coefficient of performance) in the heat pump.
  • the heat generator pause time can be varied in order to reduce the cycle frequency of the heat generator operation.
  • the procedure EP 2 218 967 A2 forms the switch-on and switch-off integral to switch the heat generator on and off. In all of the processes mentioned, the target flow temperature of the heating curve remains unchanged.
  • the heating requirement is determined based on the measurement of the heat generator running time, the pause time and the modulation value.
  • the procedure calculates analogously DE 10 2008 054 043 A1 the current heating requirement from the measured values such as return and flow temperatures and volume flow. From the The required flow temperature can be derived with the help of a stored logic.
  • the invention is based on the object of reducing the disadvantages arising from the above-mentioned prior art.
  • the object is achieved according to the invention by a method according to claim 1 and a heating system according to claim 11.
  • the flow temperature is adjusted as a function of the change in the heat generator output or a value derived therefrom or as a function of the change in the volume flow.
  • the method can be used for heating systems that have a (e.g. central) heat generator, a (e.g. central) pump and at least one radiator.
  • a (e.g. central) heat generator e.g. central
  • a (e.g. central) pump e.g. central) pump
  • at least one radiator e.g., a radiator that is a radiator that is a radiator that is a radiator that is a radiator.
  • the above signals are recorded and analyzed during operation. The effects of the heat gains are thus recognized. This is followed by the adjustment of the target flow temperature.
  • the heating curve is provided to compensate for the heat losses, the heat losses being dependent on the outside temperature. Heat gains are unknown and are not taken into account. As a result, the volume flow decreases towards zero with high heat gains.
  • the heating curve is left at the factory setting. Manual setting is no longer necessary.
  • the target flow temperature is then adjusted depending on the effects resulting from the heat gains or user interventions or specifications.
  • the rooms are not heated to the comfort level at night but to the economy mode with a room temperature of e.g. 17 ° C, so-called setback mode.
  • the heating system switches to normal heating mode, whereby the rooms are heated to the comfort level with the room temperature of e.g. 20 ° C.
  • the rooms are still cold in the early morning hours, especially immediately after the changeover from reduced to heating mode, and the valves (thermostatic valves for radiators, control valves for underfloor heating) are completely open.
  • maximum volume flows through the individual consumers (radiators or underfloor heating circuits), which are much larger than those in the design.
  • the temperature of the heating water that flows back to the heat generator is low, as the heating system was previously in economy mode. Paired with the largest volume flow with the low return temperature, the heat generator delivers the maximum available power to achieve the target flow temperature.
  • the maximum heat generator output is usually too small, whereby the maximum heat generator output is 100% output of the heat generator. In other words, the target flow temperature remains unchanged in this phase and is calculated from the set heating curve depending on the outside temperature.
  • the heating phase can be recognized by the fact that the volume flow is large and the heat generator is working with maximum output. Because of the big Flow, the actual flow temperature increases slowly and steadily. This means that the flow temperature gradient is small. In addition, in this phase the actual flow temperature is lower than the target flow temperature. The system deviation from the difference between the target and the actual value is therefore positive. Consequently, the integration of the control deviation over time is also positive.
  • a sensor for recording the flow temperature is usually installed on the heat generator. This measured value can be used both for the formation of the gradient of the flow temperature and for the calculation of the integration of the control deviation over time.
  • the heat generator output signal is available from the control unit. These three signals are sufficient to recognize the heating phase. If a sensor is installed to record the central volume flow, another signal is available for recognizing the heating phase.
  • the target flow temperature remains unchanged at the level of the heating curve so that the rooms are supplied quickly and adequately. If internal and external heat gains occur in this phase, these are used to heat up the rooms more quickly.
  • the heating system goes into normal operation, whereby the target flow temperature is maintained. This means that there is no system deviation. This means that the flow temperature gradient and the integration of the control deviation over time are almost zero.
  • the rooms are heated to the required level of comfort.
  • the heat gains increase during this "normal operation" phase. As a result, less heat is required for heating.
  • the thermostatic valves therefore move in the CLOSED direction (closed) or work in the small stroke range, whereby constant room temperature control is no longer possible.
  • the volume flow through the heat generator decreases or fluctuates. This leads to the heat generator output decreasing or fluctuating accordingly in order to maintain the target flow temperature. In other words, the decrease in the heat generator output is to be understood as a compensation for the heat gains that occur.
  • the target flow temperature is gradually reduced when the average heat generator output decreases and / or there is a strong fluctuation in the heat generator output.
  • the set flow temperature is gradually reduced from the set heating curve (e.g. 1, 2 or 3 K every 30 minutes).
  • the size of the reduction in the target flow temperature (1 or 3 K) depends on the drop or fluctuation in the heat generator output. For example, the outside temperature remains almost unchanged, while the heat generator output fluctuates e.g. between 70% and 40% within the observation interval of e.g. 30 minutes, the target flow temperature is lowered e.g. by 3 K. This corresponds to a reduction in the target flow temperature of, for example, 1 K with a fluctuation in the heat generator output of 10%.
  • the thermostatic valves By reducing the target flow temperature, the thermostatic valves move in the OPEN (open) direction, whereby the volume flow increases.
  • the lowering of the target flow temperature means a reduction in the temperature difference between the flow and return temperatures of the heat generator.
  • the result of the multiplication of the temperature difference by the volume flow remains almost unchanged and corresponds to the heat generator output.
  • the heat generator output stabilizes or remains approximately constant. This ensures the heat supply and the associated comfort compliance.
  • the target flow temperature can be further reduced from this. If the heat generator output increases noticeably during the observation period, the target flow temperature is increased again because either the heat gains may be lost or the user interventions by opening the thermostatic valves are present.
  • the specified observation interval e.g. 10, 20 or 30 minutes or even 1 hour
  • the lowering of the target flow temperature of the heating curve does not take place abruptly but step by step, on the one hand to maintain a stable control behavior of the entire heating system and on the other hand to avoid possible loss of comfort, since the heat gains differ in different rooms attack. If an increased demand is determined due to a higher heat generator output, the target flow temperature is increased again immediately. The adjustment of the target flow temperature leads to the more efficient system operation, whereby the maintenance of the user comfort has priority.
  • the outside temperature signal is taken into account to determine whether it has changed significantly during the observation period.
  • the outside temperature is available for determining the target flow temperature from the heating curve anyway. If a sensor for recording the (central) volume flow is installed in the system, the set flow temperature can be adjusted depending on the current volume flow as well as the tendency to change (increase / decrease) in the volume flow.
  • the actual target flow temperature is different from the set heating curve.
  • the adjustment of the heating curve takes place under the aspect of compensation of the heat losses with consideration of the heat gains.
  • the control mode phase is characterized by compliance with the set flow temperature (no control deviation).
  • the current heat generator output is smaller than the maximum. If the phase control mode is recognized, the target flow temperature is adjusted from the heating curve as described above.
  • the heating curve is a function of the outside temperature and begins at the design point, which depends on the location and the design specification. For example, for the location in Berlin, Germany, where the standard outside temperature is -14 ° C, the desired target flow temperature should be 70 ° C, for example. This means that the design point for the Berlin location (outside temperature -14 ° C; target flow temperature 70 ° C). If the outside temperature rises to 20 ° C, the target flow temperature drops approximately linearly to 20 ° C. A target flow temperature is clearly assigned to each outside temperature. At an outside temperature of 20 ° C, the target flow temperature is also 20 ° C.
  • the heat generator output is zero at an outside temperature of 20 ° C.
  • the heat generator output is 100%.
  • the assignment of the theoretical heat generator output to the outside temperature is therefore also clear. In other words, a theoretical heat generator output can be determined for every outside temperature. From this, the relationship between the target flow temperature and the theoretical heat generator output can be derived. It is assumed that the heat generator is not oversized. If the heat generator is oversized, a corresponding scaling must be carried out.
  • both the target flow temperature and the theoretical heat generator output can be determined. Due to the heat gain, the heat generator produces an average heat generator output - which is referred to below as heating output - that is smaller than the theoretical one. If the heating output is set equal to the new theoretical output, the heating curve results in a target target flow temperature that is also lower than the previously determined target flow temperature from the heating curve. This means that the heating curve is gradually reduced to the target set flow temperature.
  • the step-by-step adjustment can take place in steps of 1, 2 or 3 K per 30 minutes, for example, or the step size can take place depending on the difference between the actual and target flow temperature and the target target flow temperature, e.g. 50% of the difference.
  • the heating output increases noticeably during the observation period. This results in a new target target flow temperature, which is accordingly higher than the current target flow temperature.
  • the current target flow temperature is then gradually increased to the new target target flow temperature.
  • the target target flow temperature is determined again after a predetermined time interval, for example the observation time interval.
  • the target target flow temperature is a target corridor on which the target flow temperature is approached step by step so that there is no instability in the entire heating system. Large jumps in the target flow temperature cause an unstable one Combustion control, as the volume flow and the return temperature react with a delay.
  • the target flow temperature is gradually reduced or increased with an almost unchanged outside temperature as a function of the reduction or increase size of the heating output. If the outside temperature remains almost unchanged, while the heating output decreases e.g. from 70% to 50% within the observation interval of one hour, the target flow temperature is lowered e.g. by 2 K. This corresponds to a reduction in the set flow temperature of, for example, 1 K with a reduction in the heat generator output of 10%. Immediately after the reduction, the behavior of the heating output is monitored within a given time interval of e.g. 1 hour.
  • the heating output continues to decrease after the specified observation interval, this means a further increase in heat gains.
  • the target flow temperature can be further reduced from this. If, on the other hand, the heating output increases during the observation interval, it means that the heat demand is increasing. As a result, the target flow temperature is increased again in order to cover the demand or to maintain user comfort.
  • the oversizing factor can be detected during operation. For example, in normal operation in the early morning hours, when there is no heat gain, the heat generator has a heating output of z. B. 50%, while the theoretical heat generator output is e.g. 75%. The ratio of the theoretical heat generator output to the actual heating output results in the oversizing factor. For the example mentioned, the oversizing factor is 1.5. The theoretical heat generator output can be determined from the outside temperature.
  • the two methods described above are used in combination in order to carry out a reliable adjustment of the target flow temperature without sacrificing user comfort.
  • the heat generator output decreases accordingly. Falls below the The heat generator output at the lower modulation limit results in cyclic operation.
  • the heat generator switches on and off.
  • the volume flow is so low that the actual flow temperature rises quickly, although the heat generator is working with the minimum output.
  • the upper limit value which is, for example, 5 K above the current target flow temperature
  • the heat generator switches off.
  • a high rise (gradient) in the actual flow temperature during the heat generator ON phase means that the need for heating is low. This is shown by a short heat generator run time.
  • the actual flow temperature is lower than the lower limit value, which is, for example, 5 K below the current target flow temperature. This results in a positive control deviation.
  • the actual flow temperature rises rapidly and exceeds the upper limit value, the actual temperature in turn being greater than the set flow temperature.
  • the control deviation is negative when the heat generator is switched off.
  • the integration of the control deviation between the setpoint and actual flow temperature over the time while the heat generator is ON is almost zero in terms of amount. According to the invention, the integration of the control deviation is only started when the actual flow temperature exceeds the target flow temperature.
  • the system operation is very inefficient in terms of energy if the target flow temperature from the heating curve is used in cyclic operation.
  • the high target flow temperature causes high exhaust and radiation losses. Frequent cycling means that the components wear out accordingly.
  • the service life of the heat generator is shortened. Due to the high heat gains and the low volume flow, the transport time from the generator to the consumer is long, which means that the heating water cools down considerably on the way.
  • the cyclic operation can be recognized by the minimum heat generator output, short heat generator running time (heat generator ON and OFF), negative control deviation or negative integration area of the control deviation over time.
  • the volume flow is small. If cyclic operation is recognized, the target flow temperature is gradually reduced from the heating curve. This opens the thermostatic valves and the volume flow increases. The next time the heat generator starts, the heat generator runtime is longer. The gradient of the flow temperature is therefore smaller. If a sensor is installed to record the volume flow, the adjustment of the The target flow temperature is based on the current volume flow and the tendency to change (increase / decrease) in the volume flow.
  • the method was explained using a two-pipe heating system with an inserted heat generator (1) without hydraulic separation, but is not limited to this type of system.
  • the functional principle naturally also applies to systems with hydraulic separation without heat storage facilities or with other types of heat generators (heat pumps, district heating, etc.).
  • control valve signal or the position of the control valve is used to adjust the setpoint flow temperature.
  • the primary volume flow through the heat pump is large and constant, whereas the secondary volume flow depends on the demand and is equal to the sum of all volume flows through the consumers.
  • the constant volume flow is important for maintaining the functionality of the heat pump.
  • the heat consumption on the consumer side is greater than the heat generated by the heat pump.
  • the actual flow temperature is lower than the target flow temperature, although the heat pump is working at maximum output.
  • the heating ends and changes to the control mode phase when the actual flow temperature reaches the target flow temperature. If heat gains occur while the building is in use, the heat consumption is reduced. The secondary volume flow is thereby reduced.
  • the buffer storage has a large volume in relation to the heating side of the heat pump, so that the return temperature from the storage to the heat pump increases gradually and steadily. Coupled with the constant volume flow with the rising return temperature, the heating output is continuously reduced with a modulating heat pump.
  • the large storage volume has the damping function so that no major fluctuations in the heat pump output are to be expected. If a limit value for the reduction in heating output is exceeded and the outside temperature remains unchanged, the target flow temperature is gradually reduced by the heating curve.
  • the step-by-step adjustment can take place in steps of 1, 2 or 3 K per 30 minutes, for example, or the step size can be made depending on the change in heating output, e.g. 2 K per 10% reduction in heating output.
  • the reduction of the target flow temperature means a reduction in the storage tank temperature and thus the storage loss.
  • the coefficient of performance of the heat pump increases. The system works more efficiently overall.
  • the valves of the consumers open, which increases the secondary volume flow again. The heat consumption remains unchanged and user comfort is maintained.
  • the target flow temperature is increased again, as either the heat gains may be lost or the user interventions by opening the thermostatic valves are present. If a sensor for recording the secondary volume flow is installed in the system - hereinafter referred to as volume flow, the target flow temperature can be adjusted depending on the current volume flow and the tendency to change (increase / decrease) in the volume flow.
  • the normal operation phase is characterized by compliance with the target flow temperature (no control deviation) and a lower heating output than the maximum. If the control mode phase is recognized, the target flow temperature is adjusted as described above, based on the heating curve.
  • the term "based on the heating curve” describes the selection of the target flow temperature based on the heating curve as a function of the outside temperature. On the basis of this value, the target target flow temperature or the target flow temperature is adapted according to the invention.
  • the heating output decreases. If the heat pump output falls below the lower modulation limit, the heat pump switches to cyclic operation.
  • the lower and / or upper limit value for switching the heat pump on / off in cyclic operation will vary depending on either the current target flow temperature or the reduction value of the target flow temperature from the heating curve - for example, the upper limit value is 4 K above the target Flow temperature of 50 ° C; 5 K above the target flow temperature of 35 ° C or increasing the upper limit value by 1 K when reducing the target flow temperature from the heating curve by 2 K, in order to reduce the frequent cycling of the heat pump.
  • the mode of operation of single-stage heat pumps which either switch on or off, corresponds to cyclic operation, for which the adjustment of the target flow temperature is carried out as described above.
  • the target flow temperature is preferably adapted depending on the reduction in the heating output, with the heating output being determined from the heat pump run time and break time. Due to the large buffer storage volume, no major change in the temperature gradient is to be expected.
  • the method according to the invention for operating a heating system with a two-pipe system without hydraulic separation is explained in more detail below using a simplified exemplary embodiment.
  • the process can be applied to the full extent, without any restrictions, on the system with hydraulic separation or with other heat generators such as heat pumps, district heating, etc.
  • Fig. 1 shows a simplified example of a conventional central two-pipe heating system with a heat generator (1), a sensor for recording the flow temperature (2), a flow line (VL), a return line (RL), a central pump (4) and consumer (5).
  • a sensor for recording the central volume flow (3) is optionally provided. However, this sensor is not absolutely necessary in order to carry out the method according to the invention.
  • a system operation is selected for a period from 6:00 a.m. to 5:00 p.m., the outside temperature being around -6 ° C at 6:00 a.m. and rising to -3 ° C over time.
  • a target flow temperature of around 60 ° C can be found.
  • Fig. 3 shows the heating curve with the target flow temperature of 61 ° C at 6:00 a.m. and drops to 59 ° C from 2:00 p.m.
  • the heat generator switches from economy mode to normal heating mode.
  • the heat generator output is 100% immediately after the switchover.
  • the heating operation ends at approx. 7:00 a.m. In other words, normal operation starts at 7:00 a.m.
  • Fig. 4 shows the system operation without adapting the target flow temperature.
  • the volume flow tends to decrease over the course of the day, with the volume flow fluctuating from 12:00. This creates an unstable control of the heat generator output, which fluctuates between 40% and 80%.
  • the drop (gradient) in the heat generator output is large due to the heat gains ( Fig. 5 ), the target flow temperature is reduced ( Fig. 3 ).
  • the heat generator output then stabilizes at 60%. Shortly before 12:00 noon and after 12:00 noon, the heat gains continue to increase, so that the heat generator output drops sharply.
  • the target flow temperature is accordingly gradually increased to 55 ° C reduced ( Fig. 3 ).
  • the volume flow remains constant during the day ( Fig. 5 ).
  • the heat generator output stabilizes at approx. 50%.
  • This example concerns a building with a heating load of 19 kW.
  • the nominal output of the heat generator used is 26 kW.
  • the oversizing factor is 1.37.
  • Fig. 2 this results in a theoretical heat generator output of 80% and a target flow temperature of 60 ° C at an outside temperature of -6 ° C.
  • the average actual heating output drops to 51% from 12:00 p.m. ( Fig. 4 ). If the actual output is multiplied by 51% by the oversizing factor 1.37, the result is a new theoretical heat generator output of 70%. From the new theoretical heat generator output, the new target target flow temperature of 55 ° C ( Fig. 2 ) to calculate.
  • the new target target flow temperature is the target corridor to which the heating curve is gradually reduced.
  • the heat generator works with the minimum output in cycle operation.
  • the heating output is determined via the time ratio between the heat generator ON and the heat generator OFF.

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Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage mit einer zentralen Pumpe (4), wenigstens einem Verbraucher (5) und wenigstens einem Wärmeerzeuger (1), wobei der Volumenstrom und/oder das Signal der Wärmeerzeugerleistung erfasst und/oder der Gradient der Vorlauftemperatur und/oder die Integration der Regelabweichung zwischen Soll- und Ist-Vorlauftemperatur über die Zeit gebildet werden, und die Adaption der Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der von der Wärmegewinne bzw. Nutzereingriffe resultierenden Wirkungen angepasst wird.Method for operating a heating system with a central pump (4), at least one consumer (5) and at least one heat generator (1), with the volume flow and/or the signal of the heat generator power being recorded and/or the gradient of the flow temperature and/or the integration the control deviation between the target and actual flow temperature over time is formed, and the adaptation of the flow temperature is adjusted depending on the effects resulting from the heat gain or user intervention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Heizanlage insbesondere zur Anpassung der Vorlauftemperatur einer Heizungsanlage mit einer Pumpe, wenigstens einem Verbraucher und wenigstens einem Wärmeerzeuger.The invention relates to a method for operating a heating system, in particular for adapting the flow temperature of a heating system with a pump, at least one consumer and at least one heat generator.

In solcher Heizanlage kommt ein Heizmedium für den Wärmetransport vom Erzeuger zu einzelnen Wärmetauschern zum Einsatz. Bei einer Heizanlage wird das Heizmedium, beispielsweise Wasser, mittels z.B. einer zentralen Pumpe umgewälzt. Das Heizmedium wird vom Wärmeerzeuger erwärmt. Das erwärmte Heizmedium fließt zu den einzelnen Wärmetauschern, bekanntermaßen Heizkörpern bzw. Rohrschlangen bei Fußbodenheizungen. Mittels der einstellbaren Ventile lässt sich das Heizmedium an den Wärmetauschern bedarfsgerecht verteilen. Das Heizmedium wird dadurch gekühlt und fließt zurück zu dem Wärmeerzeuger. Als Wärmeerzeuger können Kessel, Wärmepumpe oder Übergabestation bei Fernwärme dienen.In such a heating system, a heating medium is used to transport heat from the generator to individual heat exchangers. In a heating system, the heating medium, e.g. water, is circulated by means of e.g. a central pump. The heating medium is heated by the heat generator. The heated heating medium flows to the individual heat exchangers, known as radiators or pipe coils in underfloor heating. The heating medium can be distributed to the heat exchangers as required using the adjustable valves. The heating medium is thereby cooled and flows back to the heat generator. Boilers, heat pumps or transfer stations for district heating can serve as heat generators.

In derzeitigen Heizungssystemen arbeiten die Komponenten wie Wärmeerzeuger, Pumpe, Thermostatventile weitgehend unabhängig voneinander. Die Thermostatventile drosseln die Masseströme in Abhängigkeit der Raumtemperaturen. Die Pumpe wird nach der Förderhöhe und die Wärmeerzeugerleistung nach der Heizkurve gesteuert. Die Heizkurve ist von der Außentemperatur abhängig und lässt sich anhand der Auslegungsparameter bestimmen, die i.d.R. nicht verfügbar sind.In current heating systems, components such as heat generators, pumps and thermostatic valves work largely independently of one another. The thermostatic valves throttle the mass flows depending on the room temperatures. The pump is controlled according to the delivery head and the heat generator output according to the heating curve. The heating curve is dependent on the outside temperature and can be determined using the design parameters, which are usually not available.

Weiterhin geht man bei der Auslegung von Heizungsanlagen von dem worst case (schlimmsten Fall) aus. Dabei muss eine Heizungsanlage in der Lage sein, das Gebäude ohne Wärmegewinne zu versorgen. Mit steigender Außentemperatur nehmen die Wärmeverluste des Gebäudes ab. Daraus folgt eine niedrigere Soll-Vorlauftemperatur. Mit anderen Worten ist die Heizkurve zur Kompensation der Wärmeverluste vorgesehen. Dabei wird es so betrachtet, als ob keine Wärmegewinne im ganzen Jahr auftreten würden. Der Volumenstrom wäre somit konstant über die Heizperiode.Furthermore, the design of heating systems is based on the worst case (worst case). A heating system must be able to supply the building without heat gain. As the outside temperature rises, the building's heat losses decrease. This results in a lower target flow temperature. In other words, the heating curve is intended to compensate for heat losses. It is considered as if there were no heat gains throughout the year. The volume flow would therefore be constant over the heating period.

In der Realität fallen zu einem Wärmegewinne während der Nutzungszeit an. Zum anderen drehen Nutzer die Thermostatventile aufgrund der Energieeinsparung zu. Auch nimmt der Einsatz von elektronischen Heizkörper-Antrieben aufgrund des Preisverfalls deutlich zu und zeigt heute schon eine breite Anwendung. Die Eingabe von Zeitplänen für die Nutzeranwesenheit bzw. -abwesenheit führt i.d.R. zu einem geringeren Heizwärmebedarf. Das heißt es wird zur Beheizung des Gebäudes weniger Wärme benötigt, als aus der Außentemperatur geschlossen werden kann. Dabei drosseln die Thermostatventile die Volumenströme durch die Heizkörper. Demzufolge verringert sich der gesamte Volumenstrom durch den Wärmetauscher des Wärmeerzeugers. Bei geringem Volumenstrom bzw. niedriger Fließgeschwindigkeit ist die benötigte Transportzeit, in der das Heizungswasser die Strecke vom Erzeuger zum Verbraucher zurücklegt, entsprechend lang. Dadurch kühlt sich das Heizungswasser unterwegs stark ab. Die Wärmeverluste der Rohrleitungen sind somit hoch. Das beschriebene Phänomen tritt insbesondere bei Heizungsanlagen mit ungedämmten Rohrleitungen auf, die in der Praxis den Regelfall darstellen. Das bedeutet, dass der größte Teil der Energie, die das Heizungswasser erwärmt, nicht zur Beheizung der Räume zugutekommt, sondern geht unterwegs verloren.In reality, there is a heat gain during the period of use. On the other hand, users turn off the thermostatic valves to save energy. The use of electronic radiator drives is also increasing significantly due to the drop in prices and is already being used widely today. Entering schedules for the presence or absence of users generally leads to a lower heating requirement. This means that less heat is required to heat the building than can be deduced from the outside temperature. The thermostatic valves throttle the volume flows through the radiators. As a result, the total volume flow through the heat exchanger of the heat generator is reduced. With a low volume flow or low flow velocity, the transport time required for the heating water to travel from the generator to the consumer is correspondingly long. This means that the heating water cools down significantly on the way. The heat losses in the pipelines are therefore high. The phenomenon described occurs in particular in heating systems with uninsulated pipes, which are the norm in practice. This means that most of the energy that heats the heating water is not used to heat the rooms, but is lost along the way.

Die Soll-Vorlauftemperatur ergibt sich aus der Heizkurve, die entweder aus Sicherheits-Maßnahme hoch eingestellt oder bei der Werkseinstellung belassen wird, die i.d.R. höher als notwendig ist. Die Wärmeerzeugerleistung wird nach der Regelabweichung zwischen der Ist- und der Soll-Vorlauftemperatur geregelt. Der Volumenstrom spielt dabei keine Rolle. Die momentane Erzeugungsenergie entspricht jedoch nicht dem aktuellen Bedarf. Liegen Wärmegewinne in den Räumen vor, bewegen sich die Heizkörperventile in Richtung ZU. Dadurch verringert sich der Volumenstrom. Somit sinkt die Leistung des Wärmeerzeugers dementsprechend. Das bedeutet, dass das Temperaturniveau auf der Erzeugungsseite höher als das des tatsächlichen Bedarfs auf der Abnehmerseite ist. Aufgrund des geringwerdenden Volumenstromes erhöhen sich die Transportzeit und der Temperaturabfall von dem Erzeuger zu den Verbrauchern.The target flow temperature results from the heating curve, which is either set high as a safety measure or left with the factory setting, which is usually higher than necessary. The heat generator output is regulated according to the control deviation between the actual and the target flow temperature. The volume flow does not matter. However, the current generation energy does not correspond to the current demand. If there is any heat gain in the rooms, the radiator valves move in the CLOSE direction. This reduces the volume flow. Thus, the output of the heat generator decreases accordingly. This means that the temperature level on the generation side is higher than that of the actual demand on the consumer side. Due to the decreasing volume flow, the transport time and the temperature drop from the generator to the consumers increase.

Da die Heizkörperventile zeitverzögert reagieren und durch deren Schließen viel weniger Wärme den Räumen abgegeben werden, sinken dadurch die Raumtemperaturen wieder. Daraus folgt die Wiedereröffnung der Heizkörperventile. Als Folge davon nehmen der Volumenstrom und die Wärmeerzeugerleistung wieder zu. Dieser Vorgang wiederholt sich, tritt zyklisch (zeitversetzt) auf und ist vergleichbar mit der Fortpflanzung einer "Wärme-Welle" durch die Heizungsanlage, vom Erzeugungsort bis zum Verbrauch. Mit anderen Worten arbeiten die Heizkörperventile und Wärmeerzeuger nicht in einem stabilen Regelbereich. Verstärkt wird die Instabilität durch einen überdimensionierten Wärmeerzeuger, durch eine hocheingestellte Heizkurve und durch das Auftreten von Wärmegewinnen. Der Anlagenbetrieb ist somit energetisch ineffizient.Since the radiator valves react with a time delay and when they close, much less heat is released into the rooms, the room temperatures drop again. This results in the reopening of the radiator valves. As a result, the volume flow and the heat generator output decrease again to. This process repeats itself, occurs cyclically (time-shifted) and is comparable to the propagation of a "heat wave" through the heating system, from the place of production to consumption. In other words, the radiator valves and heat generators do not work in a stable control range. The instability is intensified by an oversized heat generator, by a high-set heating curve and by the occurrence of heat gains. The plant operation is therefore energetically inefficient.

Bei der Fernwärme wird die Leistungsabgabe über das Regelventil geregelt. Im kleinen Bereich der Ventilöffnung ist eine exakte Leistungsregelung nicht mehr möglich. Das verursacht eine höhere Rücklauftemperatur, welche den Nutzungsgrad des Kraftwerks verringert.With district heating, the power output is regulated via the control valve. Exact power regulation is no longer possible in the small area of the valve opening. This causes a higher return temperature, which reduces the efficiency of the power plant.

Zudem wird aufgrund der Nachabsenkung (Sparbetrieb) der Wärmeerzeuger stark überdimensioniert, um eine Leistungsreserve für die Aufheizung zur Verfügung zu stellen. Weiterhin lässt sich die Wärmeerzeugerleistung in einem festdefinierten Bereich variieren, sogenannter Modulationsbereich. Unterschreitet die Wärmeerzeugerleistung die untere Modulationsgrenze, arbeitet der Wärmeerzeuger in Taktbetrieb, sog. EIN / AUS.In addition, due to the subsequent reduction (economy mode), the heat generator is greatly oversized in order to provide a power reserve for heating. Furthermore, the heat generator output can be varied in a fixed range, the so-called modulation range. If the heat generator output falls below the lower modulation limit, the heat generator works in cyclic operation, so-called ON / OFF.

Gepaart von der Überdimensionierung des Wärmeerzeugers mit Anfallen der Wärmegewinne während der Gebäudenutzung und mit hoch eingestellter Heizkurve arbeitet der Wärmeerzeuger überwiegend im Taktbetrieb. Ein Taktbetrieb verursacht nicht nur erhöhte Startemissionen. Direkt nach der Wärmeerzeugerabschaltung befinden sich die Massen des Wärmeerzeugers bei hoher Temperatur. Durch den Schornsteinzug geht die Wärme ins Freie verloren. Dabei kühlen sich die Speichermassen ab und werden beim nächsten Wärmeerzeugerstart wieder erwärmt. Auch die Kondensationswärme bei Brennwertwärmeerzeugern kommt beim Taktbetrieb nicht der Beheizung der Räume zugute, sondern geht entweder durch den Schornsteinzug ins Freie oder unterwegs durch lange Transportzeiten verloren.Coupled with the overdimensioning of the heat generator with the occurrence of heat gains while the building is in use and with a high heating curve, the heat generator works predominantly in cyclic operation. Intermittent operation not only causes increased starting emissions. Immediately after the heat generator has been switched off, the mass of the heat generator is at a high temperature. The heat is lost to the outside through the chimney draft. The storage masses cool down and are heated again the next time the heat generator is started. Even the condensation heat in condensing heat generators does not benefit the heating of the rooms during cyclical operation, but is either lost through the chimney draft into the open air or on the way through long transport times.

Bei wandhängenden Wärmeerzeugern, die in der Regel mit kleinem Volumeninhalt ausgestattet sind, und bei geringem Volumenstrom kommt erhöhte lokale Temperatur beim Taktbetrieb zustande, da die Startleistung i.d.R. vielfach höher liegt als bei der unteren Modulationsgrenze. Die Prozesse wie Kalkablagerung, Korrosion etc. an Stellen mit überhöhten Temperaturen werden dadurch beschleunigt. Diese verschlechtern den Vorgang der Wärmeübertragung, der wiederum zu höheren Temperaturen führt. Somit entsteht ein Teufelskreis, der zum Ausfall bzw. zur Lebensdauerverkürzung des Wärmeerzeugers führt.In the case of wall-mounted heat generators, which are usually equipped with a small volume, and with a low volume flow, the local temperature increases during cyclic operation, since the starting power is usually many times higher than the lower modulation limit. The processes such as limescale deposits, corrosion, etc. in places with excessive temperatures are accelerated. These worsen the process of heat transfer, which in turn leads to higher temperatures. This creates a vicious circle that leads to failure or shortening of the service life of the heat generator.

Eine zu hohe Vorlauftemperatur verursacht größere Wärmeverluste des Wärmeerzeugers, der Rohrleitungen, Abgasverluste, Nutzungsgradeinbuße, häufige Taktung sowie geringen COP (Coefficient of Performance) bei der Wärmepumpe.Too high a flow temperature causes greater heat losses from the heat generator, the pipes, flue gas losses, loss of efficiency, frequent cycling and a low COP (coefficient of performance) in the heat pump.

Das Verfahren EP 1 752 852 A2 ermöglicht eine fortlaufende Anpassung der Heizkurve. Dabei werden statt Thermostatventile die drehzahlgeregelten Pumpen an jeden einzelnen Heizkörpern eingesetzt.The procedure EP 1 752 852 A2 enables continuous adjustment of the heating curve. Instead of thermostatic valves, the speed-controlled pumps are used on each individual radiator.

Beim Verfahren DE 10 2012 018 778 ist die Vorgehensweise zum dynamischen hydraulischen Abgleich, zur Pumpenadaption sowie zur Anpassung der Heizkurve beschrieben. Es setzt jedoch voraus, dass statt mechanischer Thermostatventil-Köpfe die elektronischen Heizkörperantriebe eingesetzt werden. Weiterhin ist dabei ein Informationsaustausch zwischen Heizkörperantrieben und Wärmeerzeuger erforderlich.In the process DE 10 2012 018 778 the procedure for dynamic hydraulic balancing, for pump adaptation and for adapting the heating curve is described. However, it assumes that the electronic radiator drives are used instead of mechanical thermostatic valve heads. An exchange of information between radiator drives and heat generator is also required.

Die Verfahren DE 197 05 486 A1 , DE 195 12 025 A1 und DE 10 2011 009 750 A1 bilden den Gradienten eines Temperaturanstiegs in der Vorlaufleitung aus. Wenn der Gradient einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird entweder die Wärmeerzeugerleistung reduziert oder der Wärmeerzeuger ganz ausgeschaltet. Beim Verfahren EP 2 163 822 A1 wird ebenfalls der Temperaturgradient beim Wärmeerzeugerstart ausgebildet.The proceedings DE 197 05 486 A1 , DE 195 12 025 A1 and DE 10 2011 009 750 A1 form the gradient of a temperature rise in the flow line. If the gradient exceeds a specified limit value, either the heat generator output is reduced or the heat generator is switched off completely. In the process EP 2 163 822 A1 the temperature gradient is also formed when the heat generator starts.

In Abhängigkeit des genannten Gradienten lässt sich die Wärmeerzeugerpausenzeit variieren, um die Takthäufigkeit des Wärmeerzeugerbetriebs zu reduzieren. Das Verfahren EP 2 218 967 A2 bildet die Zu- und Abschaltintegral aus, um den Wärmeerzeuger ein- bzw. auszuschalten. Bei all den genannten Verfahren bleibt die Soll-Vorlauftemperatur der Heizkurve unverändert.Depending on the gradient mentioned, the heat generator pause time can be varied in order to reduce the cycle frequency of the heat generator operation. The procedure EP 2 218 967 A2 forms the switch-on and switch-off integral to switch the heat generator on and off. In all of the processes mentioned, the target flow temperature of the heating curve remains unchanged.

Beim Verfahren DE 10 2005 005 760 A1 wird der Heizbedarf anhand der Messung von der Wärmeerzeugerlaufzeitzeit, der Pausenzeit, und dem Modulationswert ermittelt. Analog berechnet das Verfahren DE 10 2008 054 043 A1 den aktuellen Heizbedarf aus den Messwerten wie Rücklauf-, Vorlauftemperatur und Volumenstrom. Aus dem Heizbedarf lässt sich mit Hilfe einer hinterlegten Logik die Soll-Vorlauftemperatur herleiten.In the process DE 10 2005 005 760 A1 the heating requirement is determined based on the measurement of the heat generator running time, the pause time and the modulation value. The procedure calculates analogously DE 10 2008 054 043 A1 the current heating requirement from the measured values such as return and flow temperatures and volume flow. From the The required flow temperature can be derived with the help of a stored logic.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile, die sich aus dem oben genannten Stand der Technik ergeben zu reduzieren.The invention is based on the object of reducing the disadvantages arising from the above-mentioned prior art.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Heizungsanlage nach Anspruch 11 gelöst.The object is achieved according to the invention by a method according to claim 1 and a heating system according to claim 11.

Erfindungsgemäß wird die Vorlauftemperatur neben einer Anpassung nach der Heizkurve in Abhängigkeit der Änderung der Wärmeerzeugerleistung bzw. eines hiervon abgeleiteten Wertes oder in Abhängigkeit der Änderung des Volumenstroms angepasst.According to the invention, in addition to an adjustment according to the heating curve, the flow temperature is adjusted as a function of the change in the heat generator output or a value derived therefrom or as a function of the change in the volume flow.

Das Verfahren ist für Heizungssysteme einsetzbar, die über einen (z.B. zentralen) Wärmeerzeuger, eine (z.B. zentrale) Pumpe und wenigstens einen Heizkörper verfügen. Dabei werden die o.g. Signale betriebsbegleitend aufgenommen und analysiert. Die Wirkungen der Wärmegewinne werden somit erkannt. Daraus folgt die Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur.The method can be used for heating systems that have a (e.g. central) heat generator, a (e.g. central) pump and at least one radiator. The above signals are recorded and analyzed during operation. The effects of the heat gains are thus recognized. This is followed by the adjustment of the target flow temperature.

Wie oben beschrieben ist nach dem Stand der Technik die Heizkurve zur Kompensation der Wärmeverluste vorgesehen, wobei die Wärmeverluste von der Außentemperatur abhängig sind. Wärmegewinne sind unbekannt und werden nicht berücksichtigt. Als Folge davon sinkt der Volumenstrom bei hohen Wärmegewinnen gegen Null.As described above, according to the prior art, the heating curve is provided to compensate for the heat losses, the heat losses being dependent on the outside temperature. Heat gains are unknown and are not taken into account. As a result, the volume flow decreases towards zero with high heat gains.

Bei der vorliegenden Erfindung eines Verfahrens zur Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur eines Heizungssystems ist vorgesehen, dass die Heizkurve bei der Werkseinstellung belassen wird. Eine manuelle Einstellung ist nicht mehr erforderlich. Im laufenden Betrieb wird die Soll-Vorlauftemperatur dann in Abhängigkeit der aus den Wärmegewinnen bzw. Nutzereingriffen oder -vorgaben resultierenden Wirkungen angepasst.In the present invention of a method for adapting the target flow temperature of a heating system, it is provided that the heating curve is left at the factory setting. Manual setting is no longer necessary. During operation, the target flow temperature is then adjusted depending on the effects resulting from the heat gains or user interventions or specifications.

Grundsätzlich unterscheiden sich Heizungsanlagen mit und ohne hydraulische Systemtrennung. Bei Anlagen mit der hydraulischen Trennung ist ein Wärmetauscher bzw. eine hydraulische Weiche zwischen dem Erzeuger und den Verbrauchern geschaltet, wodurch ein primärer und ein sekundärer Volumenstrom unabhängig voneinander entstehen. Die Anlagen mit der hydraulischen Trennung und mit Wärmespeichermöglichkeit stellt eine Besonderheit dar. Beispielsweise belädt die Wärmepumpe den Pufferspeicher, der die Wärme für die Heizungsanlage versorgt. In diesem Fall dient der Pufferspeicher als hydraulische Trennung mit der Wärmespeichermöglichkeit.There is a fundamental difference between heating systems with and without hydraulic system separation. In systems with hydraulic separation, a heat exchanger or a hydraulic switch is connected between the generator and the consumers, which means that a primary and a secondary volume flow are independent arise from each other. The systems with hydraulic separation and with the option of heat storage represent a special feature. For example, the heat pump loads the buffer storage that supplies the heat for the heating system. In this case, the buffer tank serves as a hydraulic separation with the heat storage facility.

Bei den Anlagen ohne hydraulische Trennung gibt es keine Unterscheidung zwischen primärer und sekundärer Seite. Somit ist der zentrale Volumenstrom gleich die Summe aller Volumenströme durch die einzelnen Verbraucher. Im Folgenden wird das Verhalten bei den Anlagen ohne hydraulische Systemtrennung näher beschrieben. Das Anlagenverhalten mit der hydraulischen Trennung ohne Speichermöglichkeit ist analog herleitbar.In systems without hydraulic separation, there is no differentiation between the primary and secondary side. The central volume flow is therefore the sum of all volume flows through the individual consumers. In the following, the behavior of the systems without hydraulic system separation is described in more detail. The system behavior with the hydraulic separation without storage facility can be derived analogously.

Um Energie einzusparen, werden die Räume in der Nacht nicht auf dem Komfortniveau sondern auf dem Sparmodus mit der Raumtemperatur von z.B. 17 °C beheizt, sog. Absenkbetrieb. Kurz zuvor bzw. ab dem Beginn der Nutzungszeit schaltet sich die Heizungsanlage auf den normalen Heizbetrieb um, wobei die Räume auf dem Komfortniveau mit der Raumtemperatur von z.B. 20 °C erwärmt werden.In order to save energy, the rooms are not heated to the comfort level at night but to the economy mode with a room temperature of e.g. 17 ° C, so-called setback mode. Shortly before or from the beginning of the period of use, the heating system switches to normal heating mode, whereby the rooms are heated to the comfort level with the room temperature of e.g. 20 ° C.

In den frühen Morgenstunden, insbesondere direkt nach dem Betriebswechsel vom Absenk- in den Heizbetrieb, sind die Räume noch kalt, wobei die Ventile (Thermostatventile bei Heizkörper, Regelventile bei Fußbodenheizung) völlig offen sind. Dadurch fließen maximale Volumenströme durch die einzelnen Verbraucher (Heizkörper oder Fußbodenheizkreise), die viel größer als die in der Auslegung sind. Zudem ist die Temperatur des Heizungswassers niedrig, das zu dem Wärmeerzeuger zurück fließt, da die Heizungsanlage zuvor im Sparmodus war. Gepaart vom größten Volumenstrom mit der niedrigen Rücklauftemperatur liefert der Wärmeerzeuger die maximal zur Verfügung stehende Leistung, um die Soll-Vorlauftemperatur zu erreichen. In dieser Aufheizzeit ist die maximale Wärmeerzeugerleistung i.d.R. zu klein, wobei die maximale Wärmeerzeugerleistung bei 100 % Leistung des Wärmeerzeugers liegt. Mit anderen Worten bleibt die Soll-Vorlauftemperatur in dieser Phase unverändert und wird aus der eingestellten Heizkurve in Abhängigkeit der Außentemperatur berechnet.The rooms are still cold in the early morning hours, especially immediately after the changeover from reduced to heating mode, and the valves (thermostatic valves for radiators, control valves for underfloor heating) are completely open. As a result, maximum volume flows through the individual consumers (radiators or underfloor heating circuits), which are much larger than those in the design. In addition, the temperature of the heating water that flows back to the heat generator is low, as the heating system was previously in economy mode. Paired with the largest volume flow with the low return temperature, the heat generator delivers the maximum available power to achieve the target flow temperature. During this heating-up time, the maximum heat generator output is usually too small, whereby the maximum heat generator output is 100% output of the heat generator. In other words, the target flow temperature remains unchanged in this phase and is calculated from the set heating curve depending on the outside temperature.

Allgemein erkennt man die Aufheizphase daran, dass der Volumenstrom groß ist sowie der Wärmeerzeuger mit der maximalen Leistung arbeitet. Aufgrund des großen Volumenstromes nimmt die Ist-Vorlauftemperatur langsam stetig zu. Das bedeutet, dass der Gradient der Vorlauftemperatur klein ist. Weiterhin ist in dieser Phase die Ist-Vorlauftemperatur kleiner als die Soll-Vorlauftemperatur. Somit ist die Regelabweichung aus der Differenz zwischen dem Soll- und dem Ist-Wert positiv. Folglich ist die Integration der Regelabweichung über die Zeit ebenfalls positiv.In general, the heating phase can be recognized by the fact that the volume flow is large and the heat generator is working with maximum output. Because of the big Flow, the actual flow temperature increases slowly and steadily. This means that the flow temperature gradient is small. In addition, in this phase the actual flow temperature is lower than the target flow temperature. The system deviation from the difference between the target and the actual value is therefore positive. Consequently, the integration of the control deviation over time is also positive.

Am Wärmeerzeuger ist i.d.R. ein Sensor zur Erfassung der Vorlauftemperatur installiert. Dieser Messwert kann sowohl für die Bildung des Gradienten der Vorlauftemperatur als auch für die Berechnung der Integration der Regelabweichung über die Zeit verwendet werden. Das Signal Wärmeerzeugerleistung ist aus dem Regelgerät verfügbar. Diese drei Signale sind ausreichend, um die Aufheizphase zu erkennen. Ist ein Sensor zur Erfassung des zentralen Volumenstromes installiert, steht ein weiteres Signal für die Erkennung der Aufheizphase zur Verfügung.A sensor for recording the flow temperature is usually installed on the heat generator. This measured value can be used both for the formation of the gradient of the flow temperature and for the calculation of the integration of the control deviation over time. The heat generator output signal is available from the control unit. These three signals are sufficient to recognize the heating phase. If a sensor is installed to record the central volume flow, another signal is available for recognizing the heating phase.

Wird die Aufheizphase erkannt, bleibt die Soll-Vorlauftemperatur auf dem Niveau der Heizkurve unverändert, damit die Räume schnell und ausreichend versorgt werden. Fallen in dieser Phase interne und externe Wärmegewinne an, dienen diese zur schnelleren Aufheizung der Räume.If the heating-up phase is recognized, the target flow temperature remains unchanged at the level of the heating curve so that the rooms are supplied quickly and adequately. If internal and external heat gains occur in this phase, these are used to heat up the rooms more quickly.

Nach der Aufheizphase, die abhängig von der Rohrnetzstruktur sowie der installierten Anlagenkomponenten bis zu mehrere Stunden dauert, geht die Heizungsanlage in den Regelbetrieb über, wobei die Soll-Vorlauftemperatur eingehalten wird. Das bedeutet, dass keine Regelabweichung vorliegt. Somit sind der Gradient der Vorlauftemperatur sowie die Integration der Regelabweichung über die Zeit nahezu Null. Dabei werden die Räume auf dem erforderlichen Komfortniveau beheizt. Die Wärmegewinne nehmen im Laufe dieser Phase "Regelbetrieb" zu. Als Folge davon wird weniger Wärme zur Beheizung benötigt. Deshalb bewegen sich die Thermostatventile in die Richtung ZU (geschlossen) bzw. arbeiten im kleinen Hubbereich, wobei eine stetige Raumtemperaturregelung nicht mehr möglich ist. Somit verringert sich bzw. schwankt der Volumenstrom durch den Wärmeerzeuger. Dies führt dazu, dass die Wärmeerzeugerleistung dementsprechend abnimmt bzw. schwankt, um die Soll-Vorlauftemperatur einzuhalten. Mit anderen Worten ist die Abnahme der Wärmeerzeugerleistung als Ausgleich der auftretenden Wärmegewinne zu verstehen.After the heating-up phase, which, depending on the pipe network structure and the installed system components, can take up to several hours, the heating system goes into normal operation, whereby the target flow temperature is maintained. This means that there is no system deviation. This means that the flow temperature gradient and the integration of the control deviation over time are almost zero. The rooms are heated to the required level of comfort. The heat gains increase during this "normal operation" phase. As a result, less heat is required for heating. The thermostatic valves therefore move in the CLOSED direction (closed) or work in the small stroke range, whereby constant room temperature control is no longer possible. Thus, the volume flow through the heat generator decreases or fluctuates. This leads to the heat generator output decreasing or fluctuating accordingly in order to maintain the target flow temperature. In other words, the decrease in the heat generator output is to be understood as a compensation for the heat gains that occur.

Erfindungsgemäß wird die Soll-Vorlauftemperatur bei Abnahme der mittleren Wärmeerzeugerleistung und/oder starker Schwankung der Wärmeerzeugerleistung schrittweise reduziert.According to the invention, the target flow temperature is gradually reduced when the average heat generator output decreases and / or there is a strong fluctuation in the heat generator output.

Liegt eine Reduzierung bzw. ein starker Abfall der Wärmeerzeugerleistung oder eine starke Schwankung der Wärmeerzeugerleistung vor, wird die Soll-Vorlauftemperatur aus der eingestellten Heizkurve schrittweise (z.B. 1, 2 oder 3 K aller 30 Minuten) verringert. Dabei ist die Reduzierungsgröße der Soll-Vorlauftemperatur (1 oder 3 K) abhängig von dem Abfall bzw. der Schwankung der Wärmeerzeugerleistung. Beispielsweise bleibt die Außentemperatur fast unverändert, während die Wärmeerzeugerleistung z.B. zwischen 70 % und 40 % innerhalb des Beobachtungsintervalls von z.B. 30 Minuten schwankt, wird die Soll-Vorlauftemperatur z.B. um 3 K abgesenkt. Das entspricht einer Absenkung der Soll-Vorlauftemperatur von beispielsweise 1 K bei einer Schwankung der Wärmeerzeugerleistung von 10 %. Durch die Reduzierung der Soll-Vorlauftemperatur bewegen sich die Thermostatventile in die Richtung AUF (offen), wobei sich der Volumenstrom erhöht. Die Absenkung der Soll-Vorlauftemperatur bedeutet andererseits eine Verringerung der Temperaturdifferenz zwischen der Vorlauf- und Rücklauftemperatur des Wärmeerzeugers. Das Ergebnis der Multiplikation von der Temperaturdifferenz mit dem Volumenstrom bleibt annähernd unverändert und entspricht der Wärmeerzeugerleistung. Nach der Reduzierung der Soll-Vorlauftemperatur stabilisiert sich die Wärmeerzeugerleistung bzw. bleibt annähernd konstant. Somit werden die Wärmeversorgung und die damit verbundene Komforteinhaltung sichergestellt.If there is a reduction or a sharp drop in the heat generator output or a strong fluctuation in the heat generator output, the set flow temperature is gradually reduced from the set heating curve (e.g. 1, 2 or 3 K every 30 minutes). The size of the reduction in the target flow temperature (1 or 3 K) depends on the drop or fluctuation in the heat generator output. For example, the outside temperature remains almost unchanged, while the heat generator output fluctuates e.g. between 70% and 40% within the observation interval of e.g. 30 minutes, the target flow temperature is lowered e.g. by 3 K. This corresponds to a reduction in the target flow temperature of, for example, 1 K with a fluctuation in the heat generator output of 10%. By reducing the target flow temperature, the thermostatic valves move in the OPEN (open) direction, whereby the volume flow increases. On the other hand, the lowering of the target flow temperature means a reduction in the temperature difference between the flow and return temperatures of the heat generator. The result of the multiplication of the temperature difference by the volume flow remains almost unchanged and corresponds to the heat generator output. After reducing the target flow temperature, the heat generator output stabilizes or remains approximately constant. This ensures the heat supply and the associated comfort compliance.

Sinkt die Wärmeerzeugerleistung nach dem vorgegebenen Beobachtungsintervall (z.B. 10, 20 oder 30 Minuten oder gar 1 Stunde) weiter ab, bedeutet dies eine weitere Zunahme der Wärmegewinne. Daraus lässt sich die Soll-Vorlauftemperatur weiter reduzieren. Steigt die Wärmeerzeugerleistung während der Beobachtungszeit merklich, wird die Soll-Vorlauftemperatur wieder erhöht, da entweder die Wärmegewinne möglicherweise wegbrechen oder die Nutzereingriffe durch das Aufdrehen der Thermostatventile vorliegen.If the heat generator output continues to decrease after the specified observation interval (e.g. 10, 20 or 30 minutes or even 1 hour), this means a further increase in heat gains. The target flow temperature can be further reduced from this. If the heat generator output increases noticeably during the observation period, the target flow temperature is increased again because either the heat gains may be lost or the user interventions by opening the thermostatic valves are present.

Erfindungsgemäß erfolgt die Absenkung der Soll-Vorlauftemperatur von der Heizkurve nicht sprunghaft sondern schrittweise, um einerseits ein stabiles Regelverhalten des gesamten Heizungssystems zu behalten und andererseits mögliche Komforteinbüßen zu vermeiden, da bei verschiedenen Räumen die Wärmegewinne unterschiedlich anfallen. Bei der Feststellung eines erhöhten Bedarfs durch höhere Wärmeerzeugerleistung wird die Soll-Vorlauftemperatur unverzüglich wieder erhöht. Die Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur führt zu dem effizienteren Anlagenbetrieb, wobei die Einhaltung des Nutzerkomforts den Vorrang hat.According to the invention, the lowering of the target flow temperature of the heating curve does not take place abruptly but step by step, on the one hand to maintain a stable control behavior of the entire heating system and on the other hand to avoid possible loss of comfort, since the heat gains differ in different rooms attack. If an increased demand is determined due to a higher heat generator output, the target flow temperature is increased again immediately. The adjustment of the target flow temperature leads to the more efficient system operation, whereby the maintenance of the user comfort has priority.

Bei der Adaption der Soll-Vorlauftemperatur wird das Signal Außentemperatur berücksichtigt, ob sie sich während der Beobachtungszeit signifikant geändert hat. Die Außentemperatur ist ohnehin für die Bestimmung der Soll-Vorlauftemperatur aus der Heizkurve verfügbar. Ist ein Sensor zur Erfassung des (zentralen) Volumenstromes in der Anlage installiert, kann die Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur in Abhängigkeit des aktuellen Volumenstromes sowie der tendenziellen Änderung (Zu-/Abnahme) des Volumenstromes durchgeführt werden.When adapting the target flow temperature, the outside temperature signal is taken into account to determine whether it has changed significantly during the observation period. The outside temperature is available for determining the target flow temperature from the heating curve anyway. If a sensor for recording the (central) volume flow is installed in the system, the set flow temperature can be adjusted depending on the current volume flow as well as the tendency to change (increase / decrease) in the volume flow.

Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß die tatsächliche Soll-Vorlauftemperatur von der eingestellten Heizkurve verschieden. Die Anpassung der Heizkurve erfolgt unter dem Gesichtspunkt Kompensation der Wärmeverluste mit Berücksichtigung der Wärmegewinne.In other words, according to the invention, the actual target flow temperature is different from the set heating curve. The adjustment of the heating curve takes place under the aspect of compensation of the heat losses with consideration of the heat gains.

Die Phase Regelbetrieb ist gekennzeichnet durch die Einhaltung der Soll-Vorlauftemperatur (keine Regelabweichung). Dabei ist die aktuelle Wärmeerzeugerleistung kleiner als die maximale. Wird die Phase Regelbetrieb erkannt, wird die Soll-Vorlauftemperatur von der Heizkurve wie oben beschrieben angepasst.The control mode phase is characterized by compliance with the set flow temperature (no control deviation). The current heat generator output is smaller than the maximum. If the phase control mode is recognized, the target flow temperature is adjusted from the heating curve as described above.

Alternativ oder zusätzlich kann erfindungsgemäß die Aufgabe auch in anderer Weise gelöst werden. Die Heizkurve ist eine Funktion der Außentemperatur und beginnt bei dem Auslegungspunkt, der von dem Standort und der Auslegungsvorgabe abhängt. Z.B. für den Standort Berlin, Deutschland, bei dem die Norm-Außentemperatur -14 °C beträgt, soll bei der Auslegung die gewünschte Soll-Vorlauftemperatur von z.B. 70 °C sein. Das bedeutet, dass für den Standort Berlin der Auslegungspunkt (Außentemperatur -14 °C; Soll-Vorlauftemperatur 70 °C) beträgt. Steigt die Außentemperatur bis 20 °C, sinkt die Soll-Vorlauftemperatur näherungsweise linear auf 20 °C. Zu jeder Außentemperatur wird eine Soll-Vorlauftemperatur eindeutig zugeordnet. Bei der Außentemperatur von 20 °C beträgt die Soll-Vorlauftemperatur auch 20 °C. Das bedeutet, dass die Wärmeerzeugerleistung bei der Außentemperatur von 20 °C gleich Null ist. Bei der Norm-Außentemperatur von -14 °C sollte die Wärmeerzeugerleistung theoretisch 100 % betragen. Somit ist die Zuordnung der theoretischen Wärmeerzeugerleistung zur Außentemperatur auch eindeutig. Mit anderen Worten kann eine theoretische Wärmeerzeugerleistung zu jeder Außentemperatur ermittelt werden. Daraus kann der Zusammenhang zwischen der Soll-Vorlauftemperatur und der theoretischen Wärmeerzeugerleistung hergeleitet werden. Dabei wird vorausgesetzt, dass der Wärmeerzeuger nicht überdimensioniert ist. Bei der Überdimensionierung des Wärmeerzeugers ist eine entsprechende Skalierung vorzunehmen.Alternatively or additionally, the object can also be achieved in a different way according to the invention. The heating curve is a function of the outside temperature and begins at the design point, which depends on the location and the design specification. For example, for the location in Berlin, Germany, where the standard outside temperature is -14 ° C, the desired target flow temperature should be 70 ° C, for example. This means that the design point for the Berlin location (outside temperature -14 ° C; target flow temperature 70 ° C). If the outside temperature rises to 20 ° C, the target flow temperature drops approximately linearly to 20 ° C. A target flow temperature is clearly assigned to each outside temperature. At an outside temperature of 20 ° C, the target flow temperature is also 20 ° C. This means that the heat generator output is zero at an outside temperature of 20 ° C. At the standard outside temperature of -14 ° C, the Theoretically, the heat generator output is 100%. The assignment of the theoretical heat generator output to the outside temperature is therefore also clear. In other words, a theoretical heat generator output can be determined for every outside temperature. From this, the relationship between the target flow temperature and the theoretical heat generator output can be derived. It is assumed that the heat generator is not oversized. If the heat generator is oversized, a corresponding scaling must be carried out.

Bei einer erfassten Außentemperatur lassen sich somit sowohl die Soll-Vorlauftemperatur als auch die theoretische Wärmeerzeugerleistung bestimmen. Aufgrund der Wärmegewinne bringt der Wärmeerzeuger eine mittlere Wärmeerzeugerleistung - die im Folgenden als Heizleistung genannt wird - auf, die kleiner als die theoretische ist. Setzt man die Heizleistung gleich der neuen theoretischen Leistung, ergibt sich mit Hilfe der Heizkurve eine Ziel-Soll-Vorlauftemperatur, die ebenfalls niedriger als die zuvor ermittelte Soll-Vorlauftemperatur aus der Heizkurve ist. Das bedeutet, dass die Heizkurve schrittweise auf die Ziel-Soll-Vorlauftemperatur abgesenkt wird. Die schrittweise Anpassung kann z.B. in 1, 2 oder 3 K pro 30 Minuten Schritten erfolgen oder die Schrittgröße kann abhängig von der Differenz zwischen der Ist- und Soll-Vorlauftemperatur und der Ziel-Soll-Vorlauftemperatur erfolgen, z.B. 50 % der Differenz.When the outside temperature is recorded, both the target flow temperature and the theoretical heat generator output can be determined. Due to the heat gain, the heat generator produces an average heat generator output - which is referred to below as heating output - that is smaller than the theoretical one. If the heating output is set equal to the new theoretical output, the heating curve results in a target target flow temperature that is also lower than the previously determined target flow temperature from the heating curve. This means that the heating curve is gradually reduced to the target set flow temperature. The step-by-step adjustment can take place in steps of 1, 2 or 3 K per 30 minutes, for example, or the step size can take place depending on the difference between the actual and target flow temperature and the target target flow temperature, e.g. 50% of the difference.

Brechen die Wärmegewinne möglicherweise weg oder liegen die Nutzereingriffe durch das Aufdrehen der Thermostatventile vor, steigt die Heizleistung während der Beobachtungszeit merklich. Daraus ergibt sich eine neue Ziel-Soll-Vorlauftemperatur, die dementsprechend größer als die aktuelle Soll-Vorlauftemperatur ist. Daraufhin wird die aktuelle Soll-Vorlauftemperatur schrittweise auf die neue Ziel-Soll-Vorlauftemperatur erhöht.If the heat gains break away or if the user intervenes by opening the thermostatic valves, the heating output increases noticeably during the observation period. This results in a new target target flow temperature, which is accordingly higher than the current target flow temperature. The current target flow temperature is then gradually increased to the new target target flow temperature.

Erfindungsgemäß wird die Ziel-Soll-Vorlauftemperatur nach einem vorgegebenen Zeitintervall z.B. dem Beobachtungszeitintervall erneut ermittelt. Die Ziel-Soll-Vorlauftemperatur ist ein Zielkorridor, auf dem die Soll-Vorlauftemperatur Schritt für Schritt angenähert wird, damit keine Instabilität im gesamten Heizungssystem entsteht. Große Sprünge der Soll-Vorlauftemperatur verursachen eine instabile Verbrennungsregelung, da der Volumenstrom und die Rücklauftemperatur verzögert reagieren.According to the invention, the target target flow temperature is determined again after a predetermined time interval, for example the observation time interval. The target target flow temperature is a target corridor on which the target flow temperature is approached step by step so that there is no instability in the entire heating system. Large jumps in the target flow temperature cause an unstable one Combustion control, as the volume flow and the return temperature react with a delay.

Ist der Überdimensionierungsfaktor dagegen nicht bekannt, lassen sich die theoretische Wärmeerzeugerleistung und somit die Ziel-Soll-Vorlauftemperatur nicht bestimmen. In diesem Fall wird erfindungsgemäß die Soll-Vorlauftemperatur bei nahezu unveränderter Außentemperatur schrittweise in Abhängigkeit der Reduzierungs- bzw. Erhöhungsgröße der Heizleistung verringert bzw. erhöht. Bleibt die Außentemperatur fast unverändert, während die Heizleistung z.B. von 70 % auf 50 % innerhalb des Beobachtungsintervalls von einer Stunde abnimmt, wird die Soll-Vorlauftemperatur z.B. um 2 K abgesenkt. Das entspricht einer Absenkung der Soll-Vorlauftemperatur von beispielsweise 1 K bei einer Reduzierung der Wärmeerzeugerleistung von 10 %. Direkt nach der Absenkung wird das Verhalten der Heizleistung innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls von z.B. 1 h überwacht. Sinkt die Heizleistung nach dem vorgegebenen Beobachtungsintervall weiter ab, bedeutet dies eine weitere Zunahme der Wärmegewinne. Daraus lässt sich die Soll-Vorlauftemperatur weiter reduzieren. Steigt dagegen die Heizleistung während des Beobachtungsintervalls, bedeutet es, dass sich der Wärmebedarf erhöht. Demzufolge wird die Soll-Vorlauftemperatur wieder erhöht, um den Bedarf abzudecken bzw. den Nutzerkomfort aufrechtzuerhalten.If, on the other hand, the oversizing factor is not known, the theoretical heat generator output and thus the target target flow temperature cannot be determined. In this case, according to the invention, the target flow temperature is gradually reduced or increased with an almost unchanged outside temperature as a function of the reduction or increase size of the heating output. If the outside temperature remains almost unchanged, while the heating output decreases e.g. from 70% to 50% within the observation interval of one hour, the target flow temperature is lowered e.g. by 2 K. This corresponds to a reduction in the set flow temperature of, for example, 1 K with a reduction in the heat generator output of 10%. Immediately after the reduction, the behavior of the heating output is monitored within a given time interval of e.g. 1 hour. If the heating output continues to decrease after the specified observation interval, this means a further increase in heat gains. The target flow temperature can be further reduced from this. If, on the other hand, the heating output increases during the observation interval, it means that the heat demand is increasing. As a result, the target flow temperature is increased again in order to cover the demand or to maintain user comfort.

Alternativ lässt sich der Überdimensionierungsfaktor im laufenden Betrieb detektieren. Beispielsweise bringt der Wärmeerzeuger beim Regelbetrieb in den frühen Morgenstunden, bei denen es noch keine Wärmegewinne gibt, eine Heizleistung von z. B. 50 % auf, während die theoretische Wärmeerzeugerleistung z.B. 75 % beträgt. Das Verhältnis der theoretischen Wärmeerzeugerleistung zu der tatsächlichen Heizleistung ergibt den Überdimensionierungsfaktor. Für das genannte Beispiel beträgt somit der Überdimensionierungsfaktor 1,5. Die theoretische Wärmeerzeugerleistung lässt sich aus der Außentemperatur ermitteln.Alternatively, the oversizing factor can be detected during operation. For example, in normal operation in the early morning hours, when there is no heat gain, the heat generator has a heating output of z. B. 50%, while the theoretical heat generator output is e.g. 75%. The ratio of the theoretical heat generator output to the actual heating output results in the oversizing factor. For the example mentioned, the oversizing factor is 1.5. The theoretical heat generator output can be determined from the outside temperature.

Erfindungsgemäß werden die beiden oben beschriebenen Verfahren kombiniert angewendet, um eine sichere Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur ohne Einbüße des Nutzerkomforts vorzunehmen.According to the invention, the two methods described above are used in combination in order to carry out a reliable adjustment of the target flow temperature without sacrificing user comfort.

Steigen die Wärmegewinne während des Regelbetriebs weiter an, nimmt die Wärmeerzeugerleistung dementsprechend ab. Unterschreitet die Wärmeerzeugerleistung die bei der unteren Modulationsgrenze, entsteht der Taktbetrieb. Der Wärmeerzeuger schaltet sich ein und aus. Dabei ist der Volumenstrom so gering, dass die Ist-Vorlauftemperatur schnell ansteigt, obwohl der Wärmeerzeuger mit der minimalen Leistung arbeitet. Überschreitet die Ist-Vorlauftemperatur den oberen Grenzwert, der beispielsweise 5 K über der aktuellen Soll-Vorlauftemperatur liegt, schaltet sich der Wärmeerzeuger ab. Ein hoher Anstieg (Gradient) der Ist-Vorlauftemperatur während der Phase Wärmeerzeuger AN bedeutet, dass der Bedarf zur Beheizung gering ist. Dies zeigt sich durch eine kurze Wärmeerzeugerlaufzeit. Beim Wärmeerzeugerstart ist die Ist-Vorlauftemperatur kleiner als der untere Grenzwert, der beispielsweise 5 K unter der aktuellen Soll-Vorlauftemperatur liegt. Daraus ergibt sich eine positive Regelabweichung. Die Ist-Vorlauftemperatur steigt jedoch schnell an und überschreitet den oberen Grenzwert, wobei die Ist-Temperatur wiederum größer als die Soll-Vorlauftemperatur ist. Bei der Wärmeerzeugerabschaltung ist die Regelabweichung negativ. Die Integration der Regelabweichung zwischen Soll- und Ist-Vorlauftemperatur über die Zeit während der Wärmeerzeuger AN ist betragsmäßig nahezu Null. Erfindungsgemäß wird die Integration der Regelabweichung erst begonnen, wenn die Ist-Vorlauftemperatur die Soll-Vorlauftemperatur überschreitet.If the heat gains continue to increase during normal operation, the heat generator output decreases accordingly. Falls below the The heat generator output at the lower modulation limit results in cyclic operation. The heat generator switches on and off. The volume flow is so low that the actual flow temperature rises quickly, although the heat generator is working with the minimum output. If the actual flow temperature exceeds the upper limit value, which is, for example, 5 K above the current target flow temperature, the heat generator switches off. A high rise (gradient) in the actual flow temperature during the heat generator ON phase means that the need for heating is low. This is shown by a short heat generator run time. When the heat generator is started, the actual flow temperature is lower than the lower limit value, which is, for example, 5 K below the current target flow temperature. This results in a positive control deviation. However, the actual flow temperature rises rapidly and exceeds the upper limit value, the actual temperature in turn being greater than the set flow temperature. The control deviation is negative when the heat generator is switched off. The integration of the control deviation between the setpoint and actual flow temperature over the time while the heat generator is ON is almost zero in terms of amount. According to the invention, the integration of the control deviation is only started when the actual flow temperature exceeds the target flow temperature.

Wie oben erwähnt, ist der Anlagenbetrieb energetisch sehr ineffizient, wenn beim Taktbetrieb die Soll-Vorlauftemperatur aus der Heizkurve verwendet wird. Die hohe Soll-Vorlauftemperatur verursacht hohe Abgast- und Abstrahlungsverluste. Durch häufige Taktung sind Verschleiße der Komponenten entsprechend hoch. Die Lebensdauer des Wärmeerzeugers verkürzt sich. Aufgrund der hohen Wärmegewinne und des geringen Volumenstromes ist die Transportzeit vom Erzeuger zum Verbraucher lang, wodurch das Heizungswasser sich unterwegs stark abkühlt.As mentioned above, the system operation is very inefficient in terms of energy if the target flow temperature from the heating curve is used in cyclic operation. The high target flow temperature causes high exhaust and radiation losses. Frequent cycling means that the components wear out accordingly. The service life of the heat generator is shortened. Due to the high heat gains and the low volume flow, the transport time from the generator to the consumer is long, which means that the heating water cools down considerably on the way.

Der Taktbetrieb lässt sich durch die minimale Wärmeerzeugerleistung, kurze Wärmeerzeugerlaufzeit (Wärmeerzeuger AN und AUS), negative Regelabweichung bzw. negative Integrationsfläche der Regelabweichung über die Zeit erkennen. Dabei ist der Volumenstrom klein. Ist ein Taktbetrieb erkannt, wird die Soll-Vorlauftemperatur aus der Heizkurve schrittweise reduziert. Dadurch öffnen die Thermostatventile und der Volumenstrom erhöht sich. Beim nächsten Wärmeerzeugerstart ist die Wärmeerzeugerlaufzeit länger. Der Gradient der Vorlauftemperatur wird somit kleiner. Ist ein Sensor zur Erfassung des Volumenstromes installiert, kann die Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur aufgrund des aktuellen Volumenstromes sowie der tendenziellen Änderung (Zu-/Abnahme) des Volumenstromes erfolgen.The cyclic operation can be recognized by the minimum heat generator output, short heat generator running time (heat generator ON and OFF), negative control deviation or negative integration area of the control deviation over time. The volume flow is small. If cyclic operation is recognized, the target flow temperature is gradually reduced from the heating curve. This opens the thermostatic valves and the volume flow increases. The next time the heat generator starts, the heat generator runtime is longer. The gradient of the flow temperature is therefore smaller. If a sensor is installed to record the volume flow, the adjustment of the The target flow temperature is based on the current volume flow and the tendency to change (increase / decrease) in the volume flow.

Sinkt der Gradient der Ist-Vorlauftemperatur stark ab bzw. ist die Regelabweichung gleich Null oder steigt der Volumenstrom stark, bedeutet dies, dass der Wärmebedarf zunimmt. Demzufolge wird die Soll-Vorlauftemperatur wieder erhöht, um den Bedarf zu decken.If the gradient of the actual flow temperature drops sharply or if the control deviation is equal to zero or if the volume flow increases sharply, this means that the heat demand is increasing. As a result, the target flow temperature is increased again to meet the demand.

Gemäß einer Ausführung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte:

  1. a) Bestimmung der Soll- Vorlauftemperatur der Heizungsanlage in Abhängigkeit der Außentemperatur (Heizkurve),
  2. b) Feststellen, ob sich die Heizungsanlage im Aufheiz-, Regel-, oder Taktbetrieb befindet,
  3. c) Für den Regelbetrieb: Erfassung der Heizleistung des Wärmeerzeugers und/oder eines Volumenstroms eines Heizmediums durch den/die Verbraucher und Bestimmung deren/dessen Verlauf über die Zeit,
    und Reduzierung der Soll-Vorlauftemperatur der Heizungsanlage bei Überschreiten eines Grenzwertes der Reduzierung der Heizleistung und/oder des Volumenstroms des Heizmediums innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums und/oder bei Überschreiten eines Grenzwertes für die Schwankung der Heizleistung bzw. bei Überschreiten eines Grenzwertes für den entsprechenden Gradienten.
  4. d) Für den Taktbetrieb: Erfassung der Wärmeerzeugerlaufzeit und/oder der Ist-Vorlauftemperatur über die Zeit, und Reduzierung der Soll-Vorlauftemperatur der Heizungsanlage bei Überschreiten eines Grenzwertes der Erhöhung der Ist-Vorlauftemperatur innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums bzw. bei Überschreiten eines Grenzwertes für den entsprechenden Gradienten oder bei Unterschreiten eines Grenzwertes der Wärmeerzeugerlaufzeit oder bei Unterschreiten eines Grenzwertes für den
Volumenstrom oder Unterschreiten eines Grenzwertes für den absoluten Betrag der Integration der Regelabweichung über die Zeit. Zusätzlich oder anstelle der Schritte b) bis d) können gemäß einer Ausführung auch folgende Schritte durchgeführt werden:
  • e) Berechnung der theoretischen Wärmeerzeugerleistung durch Multiplikation der Heizleistung mit dem Überdimensionierungsfaktor der Heizungsanlage,
  • f) Bestimmung der Ziel-Soll-Vorlauftemperatur aus der Heizkurve.
According to one embodiment, the method according to the invention comprises the following steps:
  1. a) Determination of the target flow temperature of the heating system depending on the outside temperature (heating curve),
  2. b) Determine whether the heating system is in heat-up, control or cycle mode,
  3. c) For normal operation: recording the heating output of the heat generator and / or a volume flow of a heating medium through the consumer (s) and determining their course over time,
    and reduction of the target flow temperature of the heating system when a limit value for the reduction of the heating power and / or the volume flow of the heating medium is exceeded within a specified period and / or when a limit value for the fluctuation of the heating power is exceeded or a limit value for the corresponding gradient is exceeded.
  4. d) For cyclic operation: Acquisition of the heat generator run time and / or the actual flow temperature over time, and reduction of the target flow temperature of the heating system when a limit value of the increase in the actual flow temperature is exceeded within a specified period or when a limit value for the corresponding gradient or when the heat generator runtime falls below a limit value or when a limit value for the
Volume flow or falling below a limit value for the absolute amount of the integration of the control deviation over time. In addition to or instead of steps b) to d), the following steps can also be carried out according to one embodiment:
  • e) Calculation of the theoretical heat generator output by multiplying the heating output by the oversizing factor of the heating system,
  • f) Determination of the target target flow temperature from the heating curve.

Das Verfahren wurde beispielshaft anhand einer Zweirohr-Heizungsanlage mit eingesetztem Wärmeerzeuger (1) ohne hydraulische Trennung erläutert, wird aber nicht auf diesen Anlagetyp beschränkt. Das Funktionsprinzip gilt selbstverständlich auch bei Anlagen mit hydraulischer Trennung ohne Wärmespeichermöglichkeit bzw. mit anderen Wärmeerzeugertypen (Wärmepumpe, Fernwärme etc.).The method was explained using a two-pipe heating system with an inserted heat generator (1) without hydraulic separation, but is not limited to this type of system. The functional principle naturally also applies to systems with hydraulic separation without heat storage facilities or with other types of heat generators (heat pumps, district heating, etc.).

Erfindungsgemäß wird bei Übergabestationen der Fernwärme statt der Wärmeerzeugerleistung das Signal Regelventil bzw. die Position des Regelventils für die Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur verwendet.According to the invention, in the case of transfer stations for district heating, instead of the heat generator output, the control valve signal or the position of the control valve is used to adjust the setpoint flow temperature.

Im Folgenden folgt die Herleitung des oben ausgeführten erfindungsgemäßen Verfahrens für eine typische, meist angewendete Anlage mit der hydraulischen Trennung und mit Wärmespeichermöglichkeit, die aus einer Wärmepumpe, einem Pufferspeicher und Verbrauchern bestehen. Die restlichen Anlagen mit hydraulischer Trennung lassen sich analog beschreiben.The following is the derivation of the above-mentioned method according to the invention for a typical, mostly used system with hydraulic separation and with a heat storage facility, which consists of a heat pump, a buffer store and consumers. The remaining systems with hydraulic separation can be described in the same way.

Der primäre Volumenstrom durch die Wärmepumpe ist groß und konstant, wohingegen der sekundäre Volumenstrom vom Bedarf abhängt und gleich der Summe aller Volumenströme durch die Verbraucher ist. Der konstante Volumenstrom ist für die Einhaltung der Funktionalität der Wärmepumpe von Bedeutung.The primary volume flow through the heat pump is large and constant, whereas the secondary volume flow depends on the demand and is equal to the sum of all volume flows through the consumers. The constant volume flow is important for maintaining the functionality of the heat pump.

In der Aufheizphase ist die Wärmeabnahme der Verbraucherseite größer als die Wärmeerzeugung der Wärmepumpe. Die Ist-Vorlauftemperatur ist kleiner als die Soll-Vorlauftemperatur, obwohl die Wärmepumpe mit der maximalen Leistung arbeitet.In the heating-up phase, the heat consumption on the consumer side is greater than the heat generated by the heat pump. The actual flow temperature is lower than the target flow temperature, although the heat pump is working at maximum output.

Die Aufheizung endet und geht in die Phase Regelbetrieb über, wenn die Ist-Vorlauftemperatur die Soll-Vorlauftemperatur erreicht. Fallen Wärmegewinne während der Gebäudenutzung an, verringert sich die Wärmeabnahme. Dabei reduziert sich der sekundäre Volumenstrom. Der Pufferspeicher hat verhältnismäßig zur Heizseite der Wärmepumpe ein großes Volumen, sodass die Rücklauftemperatur aus dem Speicher zur Wärmepumpe allmählich und stetig steigt. Gepaart von dem konstanten Volumenstrom mit der steigenden Rücklauftemperatur reduziert sich die Heizleistung bei modulierender Wärmepumpe kontinuierlich.The heating ends and changes to the control mode phase when the actual flow temperature reaches the target flow temperature. If heat gains occur while the building is in use, the heat consumption is reduced. The secondary volume flow is thereby reduced. The buffer storage has a large volume in relation to the heating side of the heat pump, so that the return temperature from the storage to the heat pump increases gradually and steadily. Coupled with the constant volume flow with the rising return temperature, the heating output is continuously reduced with a modulating heat pump.

Mit anderen Worten hat das große Speichervolumen die Dämpfungsfunktion, sodass keine starke Schwankung der Wärmepumpenleistung zu erwarten ist. Bei Überschreiten eines Grenzwertes der Reduzierung der Heizleistung und bei unveränderter Außentemperatur wird die Soll-Vorlauftemperatur von der Heizkurve schrittweise reduziert. Die schrittweise Anpassung kann z.B. in 1, 2 oder 3 K pro 30 Minuten Schritten erfolgen oder die Schrittgröße kann abhängig von der Änderung der Heizleistung erfolgen, z.B. 2 K pro 10% Heizleistungsreduzierung.In other words, the large storage volume has the damping function so that no major fluctuations in the heat pump output are to be expected. If a limit value for the reduction in heating output is exceeded and the outside temperature remains unchanged, the target flow temperature is gradually reduced by the heating curve. The step-by-step adjustment can take place in steps of 1, 2 or 3 K per 30 minutes, for example, or the step size can be made depending on the change in heating output, e.g. 2 K per 10% reduction in heating output.

Die Reduzierung der Soll-Vorlauftemperatur bedeutet eine Verringerung der Speichertemperatur und somit des Speicherverlusts. Die Arbeitszahl der Wärmepumpe steigt. Die Anlage arbeitet insgesamt effizienter. Andererseits öffnen die Ventile der Verbraucher, wodurch der sekundäre Volumenstrom wieder steigt. Dabei bleibt die Wärmeabnahme unverändert und der Nutzerkomfort wird eingehalten.The reduction of the target flow temperature means a reduction in the storage tank temperature and thus the storage loss. The coefficient of performance of the heat pump increases. The system works more efficiently overall. On the other hand, the valves of the consumers open, which increases the secondary volume flow again. The heat consumption remains unchanged and user comfort is maintained.

Steigt die Heizleistung während der Beobachtungszeit merklich, wird die Soll-Vorlauftemperatur wieder erhöht, da entweder die Wärmegewinne möglicherweise wegbrechen oder die Nutzereingriffe durch das Aufdrehen der Thermostatventile vorliegen. Ist ein Sensor zur Erfassung des sekundären Volumenstromes in der Anlage installiert - im Folgenden wird als Volumenstrom genannt, kann die Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur in Abhängigkeit des aktuellen Volumenstromes sowie der tendenziellen Änderung (Zu-/Abnahme) des Volumenstromes durchgeführt werden.If the heating output increases noticeably during the observation period, the target flow temperature is increased again, as either the heat gains may be lost or the user interventions by opening the thermostatic valves are present. If a sensor for recording the secondary volume flow is installed in the system - hereinafter referred to as volume flow, the target flow temperature can be adjusted depending on the current volume flow and the tendency to change (increase / decrease) in the volume flow.

Analog zu den Anlagen ohne hydraulische Trennung ist die Phase Regelbetrieb gekennzeichnet durch die Einhaltung der Soll-Vorlauftemperatur (keine Regelabweichung), und eine kleinere Heizleistung als die maximale. Wird die Phase Regelbetrieb erkannt, wird die Soll-Vorlauftemperatur - ausgehend von der Heizkurve - wie oben beschrieben angepasst.Similar to the systems without hydraulic separation, the normal operation phase is characterized by compliance with the target flow temperature (no control deviation) and a lower heating output than the maximum. If the control mode phase is recognized, the target flow temperature is adjusted as described above, based on the heating curve.

Der Begriff "ausgehend von der Heizkurve" beschreibt die Auswahl der Soll-Vorlauftemperatur anhand der Heizkurve in Abhängigkeit von der Außentemperatur. Von diesem Wert ausgehend wird erfindungsgemäß die Ziel-Soll-Vorlauftemperatur bzw. die Soll-Vorlauftemperatur angepasst.The term "based on the heating curve" describes the selection of the target flow temperature based on the heating curve as a function of the outside temperature. On the basis of this value, the target target flow temperature or the target flow temperature is adapted according to the invention.

Steigen die Wärmegewinne während des Regelbetriebs weiter an, sinkt die Heizleistung ab. Unterschreitet die Wärmepumpenleistung die bei der unteren Modulationsgrenze, geht die Wärmepumpe in den Taktbetrieb über. Dabei arbeitet die Wärmepumpe mit der minimalen Leistung und schaltet sich ein und aus. Da das große Speichervolumen die Dämpfungsfunktion hat, ergibt sich daraus kein schneller Anstieg bzw. kein großer Gradient der Ist-Vorlauftemperatur wie der bei den Anlagen ohne hydraulische Trennung. Sonst gilt hier die oben ausgeführte Beschreibung für die Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur bei Anlagen ohne hydraulische Trennung für den Taktbetrieb vollumfänglich.If the heat gains continue to increase during normal operation, the heating output decreases. If the heat pump output falls below the lower modulation limit, the heat pump switches to cyclic operation. The Heat pump with the minimum power and switches on and off. Since the large storage volume has the damping function, this does not result in a rapid increase or a large gradient in the actual flow temperature as in the case of systems without hydraulic separation. Otherwise, the description given above for the adjustment of the target flow temperature in systems without hydraulic separation for cyclic operation applies in full.

Erfindungsgemäß werden der untere und/oder obere Grenzwert für das Ein-/Ausschalten der Wärmepumpe beim Taktbetrieb in Abhängigkeit entweder der aktuellen Soll-Vorlauftemperatur oder der Reduzierungsgröße der Soll-Vorlauftemperatur aus der Heizkurve variieren - beispielsweise der obere Grenzwert mit 4 K über der Soll-Vorlauftemperatur von 50 °C; 5 K über der Soll-Vorlauftemperatur von 35 °C oder die Erhöhung des oberen Grenzwertes um 1 K bei der Reduzierung der Soll-Vorlauftemperatur von der Heizkurve um 2 K, um die häufige Taktung der Wärmepumpe zu verringern.According to the invention, the lower and / or upper limit value for switching the heat pump on / off in cyclic operation will vary depending on either the current target flow temperature or the reduction value of the target flow temperature from the heating curve - for example, the upper limit value is 4 K above the target Flow temperature of 50 ° C; 5 K above the target flow temperature of 35 ° C or increasing the upper limit value by 1 K when reducing the target flow temperature from the heating curve by 2 K, in order to reduce the frequent cycling of the heat pump.

Die Arbeitsweise einstufiger Wärmepumpen, die entweder ein- oder ausschalten, entspricht dem Taktbetrieb, für den die Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur wie oben beschrieben verfahren wird. Bei der hydraulischen Trennung mit Wärmespeichermöglichkeit (einstufige Wärmepumpe, Pufferspeicher, Verbraucher) erfolgt die Adaption der Soll-Vorlauftemperatur vorzugsweise in Abhängigkeit der Reduzierung der Heizleistung, wobei die Heizleistung aus der Wärmepumpenlaufzeit und -pausenzeit ermittelt wird. Aufgrund des großen Pufferspeichervolumens ist keine große Änderung des Temperaturgradienten zu erwarten.The mode of operation of single-stage heat pumps, which either switch on or off, corresponds to cyclic operation, for which the adjustment of the target flow temperature is carried out as described above. In the case of hydraulic separation with the option of heat storage (single-stage heat pump, buffer storage, consumer), the target flow temperature is preferably adapted depending on the reduction in the heating output, with the heating output being determined from the heat pump run time and break time. Due to the large buffer storage volume, no major change in the temperature gradient is to be expected.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Heizungsanlage mit Zweirohrsystem ohne hydraulische Trennung wird nachfolgend anhand eines vereinfachten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Das Verfahren kann in vollem Umfang, ohne jegliche Beschränkung, auf die Anlage mit hydraulischer Trennung bzw. mit anderen Wärmeerzeugern wie Wärmepumpe, Fernwärme etc. angewendet werden.The method according to the invention for operating a heating system with a two-pipe system without hydraulic separation is explained in more detail below using a simplified exemplary embodiment. The process can be applied to the full extent, without any restrictions, on the system with hydraulic separation or with other heat generators such as heat pumps, district heating, etc.

Es zeigen

Fig. 1
eine vereinfachte Darstellung einer konventionellen Zweirohrheizung,
Fig. 2
eine vereinfachte Darstellung der Heizkurve,
Fig. 3
Soll-Vorlauftemperatur mit / ohne Adaption,
Fig. 4
Verhalten des Volumenstromes und der Wärmeerzeugerleistung ohne Adaption der Soll-Vorlauftemperatur,
Fig. 5
Verhalten des Volumenstromes und der Wärmeerzeugerleistung bei adaptierter Soll-Vorlauftemperatur.
Show it
Fig. 1
a simplified representation of a conventional two-pipe heating system,
Fig. 2
a simplified representation of the heating curve,
Fig. 3
Target flow temperature with / without adaptation,
Fig. 4
Behavior of the volume flow and the heat generator output without adaptation of the target flow temperature,
Fig. 5
Behavior of the volume flow and the heat generator output with an adapted target flow temperature.

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Beispiel für eine konventionelle zentrale Zweirohrheizung mit einem Wärmeerzeuger (1), einem Sensor zur Erfassung der Vorlauftemperatur (2), einer Vorlaufleitung (VL), einer Rücklaufleitung (RL), einer zentralen Pumpe (4) und Verbraucher (5). Optional ist ein Sensor zur Erfassung des zentralen Volumenstromes (3) vorgesehen. Dieser Sensor ist aber nicht zwingend notwendig, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Fig. 1 shows a simplified example of a conventional central two-pipe heating system with a heat generator (1), a sensor for recording the flow temperature (2), a flow line (VL), a return line (RL), a central pump (4) and consumer (5). A sensor for recording the central volume flow (3) is optionally provided. However, this sensor is not absolutely necessary in order to carry out the method according to the invention.

Zur Verdeutlichung des Verfahrens wird ein Anlagenbetrieb für einen Zeitraum vom 6:00 Uhr bis 17:00 Uhr ausgewählt, wobei die Außentemperatur ca. -6 °C um 6:00 Uhr beträgt und im Laufe der Zeit bis -3 °C steigt. Aus der Heizkurve (Fig. 2) ist eine Soll-Vorlauftemperatur von etwa 60 °C zu entnehmen. Fig. 3 zeigt die Heizkurve mit der Soll-Vorlauftemperatur von 61 °C um 6:00 Uhr und sinkt auf 59 °C ab 14:00 Uhr.To clarify the process, a system operation is selected for a period from 6:00 a.m. to 5:00 p.m., the outside temperature being around -6 ° C at 6:00 a.m. and rising to -3 ° C over time. From the heating curve ( Fig. 2 ) a target flow temperature of around 60 ° C can be found. Fig. 3 shows the heating curve with the target flow temperature of 61 ° C at 6:00 a.m. and drops to 59 ° C from 2:00 p.m.

Um 6:00 Uhr schaltet sich der Wärmeerzeuger von dem Sparmodus in den normalen Heizbetrieb um. Die Wärmeerzeugerleistung beträgt direkt nach der Umschaltung 100 %. Der Aufheizbetrieb endet um ca. 7:00 Uhr. Mit anderen Worten beginnt der Regelbetrieb um 7:00 Uhr.At 6:00 a.m., the heat generator switches from economy mode to normal heating mode. The heat generator output is 100% immediately after the switchover. The heating operation ends at approx. 7:00 a.m. In other words, normal operation starts at 7:00 a.m.

Fig. 4 zeigt den Anlagenbetrieb ohne Adaption der Soll-Vorlauftemperatur. Der Volumenstrom sinkt im Laufe des Tages tendenziell ab, wobei der Volumenstrom ab 12:00 Uhr schwingt. Somit entsteht eine instabile Regelung der Wärmeerzeugerleistung, die zwischen 40 % und 80 % schwankt. Fig. 4 shows the system operation without adapting the target flow temperature. The volume flow tends to decrease over the course of the day, with the volume flow fluctuating from 12:00. This creates an unstable control of the heat generator output, which fluctuates between 40% and 80%.

Um ca. 9:30 Uhr ist der Abfall (Gradient) der Wärmeerzeugerleistung aufgrund der Wärmegewinne groß (Fig. 5), wird die Soll-Vorlauftemperatur reduziert (Fig. 3). Danach stabilisiert die Wärmeerzeugerleistung bei 60 %. Kurz vor 12:00 Uhr und nach 12:00 Uhr nehmen die Wärmegewinne weiter zu, sodass die Wärmeerzeugerleistung stark abfällt. Die Soll-Vorlauftemperatur wird dementsprechend schrittweise auf 55 °C reduziert (Fig. 3). Der Volumenstrom bleibt im Laufe des Tages konstant (Fig. 5). Die Wärmeerzeugerleistung stabilisiert sich bei ca. 50 %.At around 9:30 a.m. the drop (gradient) in the heat generator output is large due to the heat gains ( Fig. 5 ), the target flow temperature is reduced ( Fig. 3 ). The heat generator output then stabilizes at 60%. Shortly before 12:00 noon and after 12:00 noon, the heat gains continue to increase, so that the heat generator output drops sharply. The target flow temperature is accordingly gradually increased to 55 ° C reduced ( Fig. 3 ). The volume flow remains constant during the day ( Fig. 5 ). The heat generator output stabilizes at approx. 50%.

In diesem Beispiel handelt es sich um ein Gebäude mit der Heizlast von 19 kW. Die Nennleistung des verwendeten Wärmeerzeugers beträgt 26 kW. Somit ist der Überdimensionierungsfaktor 1,37. In Fig. 2 ergeben sich eine theoretische Wärmeerzeugerleistung von 80 % und eine Soll-Vorlauftemperatur 60 °C bei der Außentemperatur von -6 °C. Im Laufe des Betriebs nehmen die Wärmegewinne zu. Die mittlere Ist-Heizleistung sinkt auf 51 % ab 12:00 Uhr (Fig. 4). Multipliziert die Ist-Leistung 51 % mit dem Überdimensionierungsfaktor 1,37, ergibt sich eine neue theoretische Wärmeerzeugerleistung von 70 %. Aus der neuen theoretischen Wärmeerzeugerleistung lässt sich die neue Ziel-Soll-Vorlauftemperatur von 55 °C (Fig. 2) berechnen. Die neue Ziel-Soll-Vorlauftemperatur gilt als Zielkorridor, auf die die Heizkurve schrittweise abgesenkt wird. Im Taktbetrieb arbeitet der Wärmeerzeuger mit der minimalen Leistung. Die Heizleistung wird über das Zeitverhältnis zwischen dem Wärmeerzeuger AN und Wärmeerzeuger AUS ermittelt. Bezugszeichenliste: 1 Wärmeerzeuger 2 Vorlauftemperatursensor 3 Volumenstromsensor 4 Pumpe 5 Verbraucher VL Vorlauf RL Rücklauf ϑAu Außentemperatur ϑSoll Soll-Vorlauftemperatur This example concerns a building with a heating load of 19 kW. The nominal output of the heat generator used is 26 kW. Thus the oversizing factor is 1.37. In Fig. 2 this results in a theoretical heat generator output of 80% and a target flow temperature of 60 ° C at an outside temperature of -6 ° C. In the course of operation, the heat gains increase. The average actual heating output drops to 51% from 12:00 p.m. ( Fig. 4 ). If the actual output is multiplied by 51% by the oversizing factor 1.37, the result is a new theoretical heat generator output of 70%. From the new theoretical heat generator output, the new target target flow temperature of 55 ° C ( Fig. 2 ) to calculate. The new target target flow temperature is the target corridor to which the heating curve is gradually reduced. The heat generator works with the minimum output in cycle operation. The heating output is determined via the time ratio between the heat generator ON and the heat generator OFF. List of reference symbols: 1 Heat generator 2 Flow temperature sensor 3 Volume flow sensor 4th pump 5 consumer VL leader RL Rewind ϑ Au Outside temperature ϑ Should Target flow temperature

Claims (11)

Verfahren zur Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur einer Heizungsanlage, wobei die Heizungsanlage über einen Wärmeerzeuger (1), einen Sensor zur Erfassung der Vorlauftemperatur (2), ein Leitungssystem mit wenigstens einer Vorlaufleitung (VL) und wenigstens einer Rücklaufleitung (RL) und wenigstens einen dazwischen angeordneten Verbraucher (5) und eine Steuereinheit verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll- Vorlauftemperatur im Laufe des Betriebs ausgehend von der Heizkurve bei Vorliegen wenigstens einer der folgenden Bedingungen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums reduziert wird: - bei Überschreiten eines Grenzwertes der Reduzierung der Heizleistung; - bei Überschreiten eines Grenzwertes der Reduzierung des Volumenstroms des Heizmediums; - bei Überschreiten eines Grenzwertes für die Schwankung der Heizleistung bzw. bei Überschreiten eines Grenzwertes für den entsprechenden Gradienten. Method for adjusting the target flow temperature of a heating system, the heating system using a heat generator (1), a sensor for detecting the flow temperature (2), a line system with at least one flow line (VL) and at least one return line (RL) and at least one in between arranged consumer (5) and a control unit, characterized in that the target flow temperature is reduced in the course of operation based on the heating curve if at least one of the following conditions is present within a specified period: - If a limit value of the reduction of the heating power is exceeded; - If a limit value is exceeded, the reduction in the volume flow of the heating medium; - when a limit value for the fluctuation of the heating power is exceeded or when a limit value for the corresponding gradient is exceeded. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziel-Soll-Vorlauftemperatur aus der Heizleistung ermittelt wird, wobei sich die Soll-Vorlauftemperatur schnittweise auf die Ziel-Soll-Vorlauftemperatur annähern lässt.Method according to Claim 1, characterized in that the target target flow temperature is determined from the heating power, the target flow temperature being able to approach the target target flow temperature in sections. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Taktbetrieb der Anlage die Reduzierung der Soll-Vorlauftemperatur der Heizungsanlage bei Vorliegen wenigstens einer der folgenden Bedingungen vorgenommen wird: - Überschreiten eines Grenzwertes der Erhöhung der Ist-Vorlauftemperatur innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums bzw. bei Überschreiten eines Grenzwertes für den entsprechenden Gradienten; - Unterschreiten eines Grenzwertes der Wärmeerzeugerlaufzeit; - Unterschreiten eines Grenzwertes für den Volumenstrom; - Unterschreiten eines Grenzwertes für den absoluten Betrag der Integration der Regelabweichung über die Zeit. Method according to Claim 1, characterized in that, when the system is operated in cycles, the target flow temperature of the heating system is reduced if at least one of the following conditions is present: - Exceeding a limit value of the increase in the actual flow temperature within a predetermined period or when a limit value for the corresponding gradient is exceeded; - The heat generator runtime falls below a limit value; - Falling below a limit value for the volume flow; - Falling below a limit value for the absolute amount of the integration of the control deviation over time. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung schrittweise jeweils nach dem Ablauf eines vorgegebenen Beobachtungszeitintervalls erfolgt.Method according to Claim 1, characterized in that the adaptation takes place step-by-step after a predetermined observation time interval has elapsed. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Bestimmung der Soll-Vorlauftemperatur entweder nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeit und/oder bei Überschreiten eines Grenzwertes der Änderung der Außentemperatur in einem vorgegebenen Zeitintervall bzw. bei Überschreiten eines Grenzwertes für den entsprechenden Gradienten neu durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the target flow temperature is determined again either after a predetermined time has elapsed and / or when a limit value for the change in the outside temperature is exceeded in a predetermined time interval or when a limit value for the corresponding gradient is exceeded . Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Beobachtungsintervalls bei Feststellung einer zunehmenden Heizleistung für den Regelbetrieb oder einer längeren Wärmeerzeugerlaufzeit oder eines Absinkens des Gradienten der Vorlauftemperatur oder einer Regelabweichung nahezu Null für den Taktbetrieb, die letzte Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur unverzüglich rückgängig gemacht wird.Method according to claim 4, characterized in that during an observation interval when an increasing heating power for the control mode or a longer heat generator run time or a drop in the gradient of the flow temperature or a control deviation almost zero for the cyclic operation is detected, the last adjustment of the target flow temperature is immediately reversed becomes. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regelbetrieb erkannt wird, wenn eine nach bestimmte Vorlauftemperatur erreicht worden ist bzw. wenn die Integration der Regelabweichung zwischen Soll-Vorlauftemperatur und Ist-Vorlauftemperatur gleich Null ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a control mode is recognized when a certain flow temperature has been reached or when the integration of the control deviation between the set flow temperature and the actual flow temperature is equal to zero. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Taktbetrieb dadurch erkannt wird, wenn sich der Wärmeerzeuger ein- und ausschaltet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that cyclic operation is recognized when the heat generator switches on and off. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Taktbetrieb der untere und/oder obere Grenzwert für das Ein-/ Ausschalten des Wärmeerzeugers in Abhängigkeit entweder der aktuellen Soll-Vorlauftemperatur oder der Reduzierungsgröße der Soll-Vorlauftemperatur aus der Heizkurve variiert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in cyclic operation, the lower and / or upper limit value for switching the heat generator on / off is varied as a function of either the current target flow temperature or the reduction value of the target flow temperature from the heating curve. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine schrittweise Annäherung der Soll-Vorlauftemperatur im Takt und/oder im Regelbetrieb an eine mit Hilfe eines Überdimensionierungsfaktors der Heizungsanlage berechnete Ziel-Soll-Vorlauftemperatur durchgeführt wird, wobei die Ziel-Soll-Vorlauftemperatur nach einer bestimmten Zeitspanne erneut ermittelt wird, und wobei die Ziel-Soll-Vorlauftemperatur bestimmt wird durch die Schritte: Berechnung der theoretischen Wärmeerzeugerleistung durch Multiplikation der Heizleistung mit dem Überdimensionierungsfaktor der Heizungsanlage, Bestimmung der Ziel-Soll-Vorlauftemperatur aus der Heizkurve. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a step-by-step approximation of the target flow temperature in cycle and / or in regular operation to a target target flow temperature calculated with the help of an oversizing factor of the heating system is carried out, the target target flow temperature after a certain period of time is determined again, and wherein the target target flow temperature is determined by the steps: Calculation of the theoretical heat generator output by multiplying the heating output by the oversizing factor of the heating system, Determination of the target set flow temperature from the heating curve. Heizungsanlage mit einem Wärmeerzeuger (1), einem Sensor zur Erfassung der Vorlauftemperatur (2), einem Leitungssystem mit wenigstens einer Vorlaufleitung (VL) und wenigstens einer Rücklaufleitung (RL) und wenigstens einem dazwischen angeordneten Verbraucher (5), sowie einer Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungsanlage zur Durchführung der Anpassung der Soll-Vorlauftemperatur nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.Heating system with a heat generator (1), a sensor for detecting the flow temperature (2), a line system with at least one Flow line (VL) and at least one return line (RL) and at least one consumer (5) arranged in between, as well as a control unit, characterized in that the heating system is designed to carry out the adjustment of the target flow temperature according to one of Claims 1 to 10.
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