EP4053461A1 - Verfahren zum betreiben einer heizungsanlage - Google Patents

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EP4053461A1
EP4053461A1 EP22158771.0A EP22158771A EP4053461A1 EP 4053461 A1 EP4053461 A1 EP 4053461A1 EP 22158771 A EP22158771 A EP 22158771A EP 4053461 A1 EP4053461 A1 EP 4053461A1
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EP
European Patent Office
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heating system
start time
random variable
heating
component
Prior art date
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Pending
Application number
EP22158771.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Wriske
Stefan Boddenberg
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.)
Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Vaillant GmbH filed Critical Vaillant GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1039—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/168—Reducing the electric power demand peak
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/375—Control of heat pumps
    • F24H15/38—Control of compressors of heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a heating system, a computer program, a control device, a heater and a use of a heater.
  • heating systems In order to optimize the energy requirements of heating systems, these are usually switched on and off using a time program. As a rule, the heating systems are shut down in the evening or at night and restarted in the morning to heat up the thermal zones and provide hot water.
  • the heaters are usually equipped with a standard time program at the factory, which, regardless of manufacturer, usually shuts down the heater at 10 p.m. and starts it up again at 6 a.m.
  • factory-installed time programs are retained by a relevant proportion of users, possibly because it meets their needs, or because the expense of new programming is avoided.
  • the heater clocks are usually synchronized by an external signal, such as a DCF radio signal, which eliminates the need for user adjustment.
  • an external signal such as a DCF radio signal
  • the proposed method should be able to be carried out as independently as possible of the involvement of the user in order to ensure safe operation.
  • Steps a) to c) can be carried out at least once in a predetermined order. However, steps a) and b) can only be carried out once and the heating system can then be operated with the new start time permanently or as long as the heating system is not reconfigured (e.g. due to a modification of the installed components).
  • the method relates to the operation of a heating system (also used here as a generic term for a heating system or a heater) of a building or a floor of a building, a building complex or a system with several buildings that have a single or common energy source to the heating system to operate.
  • the heating system can include electrically operated components or components that require electricity, such as heaters, fans, air conditioners, heat pumps, circulating pumps, auxiliary heaters, e.g. B. in the form of (electrical) resistance heating rods etc.
  • the components of the heating system can be categorized with regard to their power requirements, with "high-load components” being able to be defined, which have a particularly high energy requirement when switched on, compared to other "low-load components" of the heating system .
  • a random variable is generated. In a simple embodiment, this can be done using a random number generator. Step a) can, for example, after installation of a new heating system in the building and/or after the installation of new components in an already installed heating system. If necessary, a classification step can be carried out before step a), in which the components of the heating system are categorized with regard to their power requirement, with "high-load components” and “low-load components” of the heating system being specified.
  • step a) can also carry out a comparison of the generated random variable with those of the other heating system(s) and step a) (immediately) repeat if the random variables are the same be determined.
  • a new start time of operation of the heating system is defined, including the random variable from step a).
  • the start time means in particular the time at which the heating system is "woken up" from a sleep or night state.
  • the start time can be a regular or daily event.
  • a time offset for the program start time can be derived from the random variable, it being possible for a new start time to result by adding the offset and the old start time.
  • An old or programmed starting time can be a starting point (time) stored (permanently) in a regulation and control unit of the component of the heating system or in a control unit of the entire heating system.
  • the determined time offset can be positive or negative.
  • the new start time should only be slightly offset in time from the old program start time in order to avoid restricting the functionality for the user.
  • a meaningful offset of the starting time could be in the range of a few tenths of a second to minutes.
  • a step c at least one component of the heating system or the entire heating system is started up.
  • the commissioning includes especially the use of electrical energy. It is therefore possible to set up the offset of the starting point for (only) one or more ("high-load") components of a heating system or to assign a different offset to components on a floor or building or building system.
  • the ("high-load") component can in particular be a component with a high starting current, for example a compressor of a heat pump or a heater of the heating system (“high-load” component).
  • the method is not or hardly perceptible to the user because the phenomena associated with the commissioning of the heating system, such as a starting noise and/or a change in a display, continue to take place exactly at the programmed time.
  • a simple computational model can consist of generating a random variable between 0 and 1 or between -1 and 1 and multiplying it by a maximum offset to be defined. In this way, a time offset for the start time can be determined, which is to be added to the old start time to determine a new start time.
  • the random variable can be generated using a device-specific code.
  • a device-specific new start time is thus defined for each heating system and the probability of load peaks is further reduced.
  • random variable does not have to be understood in the mathematical sense here, but in particular designates a variable that enables a scattering of the starting times.
  • the device-specific code can be determined using a serial number of a component of the heating system.
  • the random variable could be part of the serial number of a component of the heating system, for example the last two digits of the same.
  • a targeted scattering of the newly determined starting times by including a serial number is seen as an advantage of this embodiment.
  • step b) the defined new start time can be stored in a time program of the heating system, so that the new start time replaces the old time according to the program.
  • a computer program is also proposed which is set up to (at least partially) carry out a method presented here.
  • this relates in particular to a computer program (product), comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to execute a method described here.
  • a machine-readable storage medium is also proposed, on which the computer program is stored.
  • the machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.
  • control unit for a heater is also proposed, set up to carry out a method presented here.
  • the control unit can have a processor, for example, or have it at its disposal.
  • the processor can, for example, execute the method stored in a memory (of the control unit).
  • a heater with a control unit presented here is also proposed.
  • the heating device is in particular a heating device having a heat pump or a comparable "high-load" component for generating heat.
  • a heating device to determine a point in time for starting up the heating device or at least one of its components is proposed.
  • a method for operating a heating system, a computer program, a control device and a heater as well as a use of a heater are thus specified here, which at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • the computer program, the control unit and the heating system can advantageously contribute to avoiding instabilities in an energy network by synchronously starting up a large number of heating systems.
  • the method can be carried out without the involvement of a user, which means that a high level of safety in carrying out the method can be achieved, since human error is ruled out.
  • the fact that the method can be carried out on heating systems according to the prior art without structural changes is regarded as a further advantage.
  • FIG. 1 shows, by way of example and schematically, a sequence of a method proposed here 1 the method steps a) to c), which are represented by blocks 110 to 130.
  • the method allows a heating system to be put into operation without affecting the stability of the energy network in a local area.
  • a random variable is generated. This can be a random number between 0 and +1, for example.
  • the random variable can be determined using the last two digits of a serial number of a component of the heating system. To derive a random number between 0 and +1 from these two digits, a division by 100 could be performed.
  • a new start time is established or defined, including the random variable from block 110.
  • This step can be carried out, for example, by determining a time offset value.
  • This time offset value can define a new start time by adding it to the old start time.
  • the old start time can be a factory-programmed start time, for example.
  • a time offset value can be determined, for example, by multiplying a random variable between 0 and +1 or -1 and +1 by a defined maximum time offset.
  • the maximum time offset defines a period of time, with load peaks and the associated effects on the power grid being able to be avoided in the event of a scattering of switch-on times in this period.
  • the maximum time offset could be a period of one minute.
  • step c at least one component of the heating system or the heating system is put into operation at the start time defined in block 120 (step b)).
  • a commissioning of heating systems or components thereof, especially with high starting currents, after carrying out the here The proposed method would be statistically spread using the random variable in the period defined by the maximum time offset.

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Abstract

Das vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage umfasst die folgenden Verfahrensschritte:a) generieren einer Zufallsvariable,b) definieren eines neuen Startzeitpunktes unter Einbeziehung der Zufallsvariable,c) in Betrieb nehmen mindestens einer Komponente der Heizungsanlage zu dem in Schritt b) definierten Startzeitpunkt.Die Schritte a) bis c) können dabei zumindest einmal in vorgegebener Reihenfolge durchgeführt werden. Es können jedoch auch die Schritte a) und b) nur einmal ausgeführt und die Heizungsanlage anschließend immer mit dem neuen Startzeitpunkt betrieben werden.Durch das vorgeschlagene Verfahren können Instabilitäten in einem Stromnetz durch eine synchrone Inbetriebnahme von Heizungsanlagen zu einem programmierten Zeitpunkt vermieden werden. Eine Mitwirkung eines Nutzers sowie bauliche Änderungen an Heizungsanlagen nach dem Stand der Technik sind nicht notwendig.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage, ein Computerprogramm, ein Steuergerät, ein Heizgerät und eine Verwendung eines Heizgerätes.
  • Zur Optimierung des Energiebedarfs von Heizungsanlagen werden diese zumeist gesteuert durch ein Zeitprogramm ein- und ausgeschaltet. In der Regel werden die Heizungsanlagen am Abend oder in der Nacht heruntergefahren und am Morgen wieder hochgefahren, um die thermischen Zonen aufzuheizen und Warmwasser bereit zu stellen.
  • Werksseitig werden die Heizgeräte dabei in der Regel mit einem Standard-Zeitprogramm ausgestattet, das herstellerübergreifend zumeist um 22 Uhr das Heizgerät herunter- und um 6 Uhr morgens wieder anfährt. Diese werksseitig vorinstallierten Zeitprogramme werden von einem relevanten Anteil der Nutzer beibehalten, möglicherweise weil es ihren Bedürfnissen gerecht wird, oder auch der Aufwand einer neuen Programmierung gescheut wird.
  • Die Uhren der Heizgeräte werden zumeist durch ein externes Signal, beispielsweise ein DCF - Funksignal, synchronisiert, wodurch die Notwendigkeit einer Einstellung durch den Nutzer entfällt. Dies hat zur Folge, dass eine ggf. beachtliche Anzahl von Heizgeräten exakt zum gleichen Zeitpunkt angefahren werden, weil deren Uhren synchronisiert sind und einem werksseitig installierten Zeitprogramm gefolgt wird.
  • Insbesondere bei einer Wärmepumpe umfassenden und/oder elektrischen Heizgeräten führt dies zu einer Lastspitze in der erforderlichen Elektrizitätsversorgung. Es wurde erkannt, dass das zu einem Spannungsabfall, bemerkbar beispielsweise durch flackernde Beleuchtungseinrichtungen bis hin zu Rückwirkungen an Knotenpunkten des Elektrizitätsnetzes führen kann. Weiter wurde erkannt, dass Ursache hierfür insbesondere hohe Anlaufströme der Kompressoren von Wärmepumpen sind. Durch eine steigende Verbreitung von Heizungssystemen mit Wärmepumpen wird eine Zunahme der beschriebenen Probleme erwartet. Hinzu kommt, dass im Rahmen einer Neuprogrammierung des Zeitprogrammes durch den Nutzer häufig "runde" Zeitpunkte gewählt werden, wie zur vollen, halben oder viertel Stunde. In Folge können die genannten Probleme auch zu weiteren Zeitpunkten auftreten. Zusätzlich sind die durch die Nutzer über flackernde Beleuchtungseinrichtungen wahrnehmbaren Lastspitzen häufig Gegenstand von Kundenbeschwerden beim Hersteller, da eine Fehlfunktion der Heizungsanlage als Grund vermutet wird.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage bereitzustellen, dass die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwindet und insbesondere die Lastspitzen vermeidet. Des Weiteren sollen zur Lösung ein Computerprogramm, ein Steuergerät, ein Heizgerät und eine Verwendung eines Heizgerätes angegeben werden.
  • Zudem soll das vorgeschlagene Verfahren möglichst unabhängig von einer Mitwirkung der Nutzer durchführbar sein, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Hierzu trägt ein Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage bei, dass die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    1. a) Generieren einer Zufallsvariable,
    2. b) Festlegen eines neuen Startzeitpunktes eines Betriebes der Heizungsanlage unter Einbeziehung der Zufallsvariable,
    3. c) Inbetriebnehmen mindestens einer Komponente der Heizungsanlage oder der gesamten Heizungsanlage zu dem in Schritt b) festgelegten Startzeitpunkt.
  • Die Schritte a) bis c) können dabei zumindest einmal in vorgegebener Reihenfolge durchgeführt werden. Es können jedoch auch die Schritte a) und b) nur einmal ausgeführt und die Heizungsanlage anschließend dauerhaft bzw. solange die Heizungsanlage nicht neu konfiguriert wird (z. B. aufgrund einer Abwandlung der installierten Komponenten) mit dem neuen Startzeitpunkt betrieben werden.
  • Insbesondere betrifft das Verfahren den Betrieb einer Heizungsanlage (hier auch als Oberbegriff für ein Heizsystem oder ein Heizgerät verwendet) eines Gebäudes bzw. einer Etage eines Gebäudes, eines Gebäudekomplexes oder einer Anlage mit mehreren Gebäuden, die eine einzelne oder gemeinsame Energiequelle aufweisen, um die Heizungsanlage zu betreiben. Die Heizungsanlage kann elektrisch betriebene oder elektrischen Strom benötigende Komponenten umfassen, wie Heizgeräte, Ventilatoren, Klimageräte, Wärmepumpen, Umwälzpumpen, Zusatzheizer z. B. in Form von (elektrischen) Widerstandsheizstäben etc. Insbesondere können die Komponenten der Heizungsanlage hinsichtlich ihres Strombedarf kategorisiert sein, wobei "Hochlast-Komponenten" festlegbar sind, die beim Einschalten besonders hohen Energiebedarf haben, verglichen mit anderen "Niederlast-Komponenten" der Heizungsanlage.
  • In einem Schritt a) wird eine Zufallsvariable generiert. In einer einfachen Ausgestaltung kann dies über einen Zufallsgenerator erfolgen. Schritt a) kann beispielsweise nach der gebäudeseitigen Installation einer neuen Heizungsanlage und/oder nach Installation neuer Komponenten in einer bereits verbauten Heizungsanlage erfolgen. Gegebenenfalls kann vor Schritt a) ein Klassifizierungsschritt ausgeführt werden, in dem die Komponenten der Heizungsanlage hinsichtlich ihres Strombedarf kategorisiert werden, wobei "Hochlast-Komponenten" und "Niederlast-Komponenten" der Heizungsanlage festgelegt werden. Greifen mehrere Heizungsanlagen an einem Gebäude, einem Gebäudekomplex oder einer Gebäudeanlage auf dieselbe Energiequelle zurück, kann Schritt a) noch einen Abgleich der generierten Zufallsvariable mit denen der anderen Heizungsanlage(n) ausführen und den Schritt a) (unmittelbar) erneut ausführen, wenn gleiche Zufallsvariablen ermittelt werden.
  • In einem Schritt b) wird ein neuer Startzeitpunkt eines Betriebes der Heizungsanlage unter Einbeziehung der Zufallsvariable aus Schritt a) definiert. Der Startzeitpunkt meint insbesondere den Zeitpunkt, an dem die Heizungsanlage aus einem Ruhe- oder Nachtzustand "aufgeweckt" wird. Der Startzeitpunkt kann ein regelmäßiges bzw. täglich vorkommendes Ereignis sein. Es kann anhand der Zufallsvariable ein zeitlicher Offset für den programmgemäßen Startzeitpunkt abgeleitet werden, wobei ein neuer Startzeitpunkt sich durch Addition von Offset und altem Startzeitpunkt ergeben kann. Ein alter bzw. programmgemäßer Startzeitpunkt kann ein in einer Regel- und Steuereinheit der Komponente der Heizungsanlage oder einer Kontrolleinheit der gesamten Heizungsanlage (fest) eingespeicherter Startpunkt (Uhrzeit) sein. Der ermittelte zeitliche Offset kann dabei positiv oder negativ sein.
  • Dabei versteht sich, dass der neue Startzeitpunkt nur geringen zeitlichem Versatz zu dem alten, programmgemäßen Startzeitpunkt haben sollte, um eine Einschränkung der Funktionalität für den Nutzer zu vermeiden. Ein sinnvoller Offset des Startzeitpunktes könnte im Bereich von wenigen Zehntel-Sekunden bis Minuten liegen.
  • In einem Schritt c) erfolgt nun eine Inbetriebnahme mindestens einer Komponente der Heizungsanlage oder der gesamten Heizungsanlage. Die Inbetriebnahme umfasst hierbei insbesondere den Einsatz elektrischer Energie. Es ist demnach möglich, den Offset des Startpunktes für (nur) eine oder mehrere ("Hochlast"-)Komponenten einer Heizungsanlage einzurichten oder auch Komponenten einer Etage bzw. eines Gebäudes, einer Gebäudeanlage jeweils einen unterschiedlichen Offset zuzuweisen. Die ("Hochlast"-)Komponente kann insbesondere eine Komponente mit einem hohen Anlaufstrom sein, beispielsweise ein Kompressor einer Wärmepumpe oder auch ein Heizgerät der Heizungsanlage ("Hochlast"-Komponente). In vorteilhafter Weise erfolgt die Verfahrensdurchführung so für den Nutzer nicht oder kaum wahrnehmbar, weil die mit der Inbetriebnahme der Heizungsanlage verbundenen Erscheinungen, wie beispielsweise ein Startgeräusch und/oder eine Änderung einer Anzeige weiterhin exakt zu dem programmierten Zeitpunkt stattfinden.
  • Beispielhaft kann ein einfaches rechnerisches Modell in einer Generierung einer Zufallsvariable zwischen 0 und 1 oder zwischen -1 und 1 und einer Multiplikation derselben mit einem zu definierenden maximalen Offset bestehen. So kann ein zeitlicher Offset für den Startzeitpunkt bestimmt werden, der zur Ermittlung eines neuen Startzeitpunktes mit dem alten Startzeitpunkt zu addieren ist.
  • In Schritt a) kann die Zufallsvariable unter Einbeziehung einer gerätespezifischen Kennzahl generiert werden. Somit wird für jede Heizungsanlage ein gerätespezifischer neuer Startzeitpunkt festgelegt und die Wahrscheinlichkeit von Lastspitzen weiter gemindert. Insbesondere wird vorgeschlagen, eine gerätespezifische Kennzahl heranzuziehen, die einer verfahrensdurchführenden Einrichtung, wie beispielsweise einem Steuergerät einer Heizungsanlage, bereits vorliegt. Es ist möglich, die Kennzahl in Abhängigkeit eines Klassifizierungsschrittes der Komponenten (Geräte) auszuwählen.
  • In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass die Formulierung Zufallsvariable hier nicht im mathematischen Sinne verstanden werden muss, sondern insbesondere eine Variable bezeichnet, die eine Streuung der Startzeitpunkte ermöglicht.
  • Die gerätespezifische Kennzahl kann anhand einer Seriennummer einer Komponente der Heizungsanlage bestimmt werden. Insbesondere könnte die Zufallsvariable ein Teil der Seriennummer einer Komponente der Heizungsanlage sein, beispielsweise die letzten beiden Ziffern derselben. Als Vorteil dieser Ausgestaltung wird eine durch die Einbeziehung einer Seriennummer gezielte Streuung der neu ermittelten Startzeitpunkte gesehen.
  • In Schritt b) kann der definierte neue Startzeitpunkt in einem Zeitprogramm der Heizungsanlage abgelegt werden, so dass der neue Startzeitpunkt den alten programmgemäßen Zeitpunkt ersetzt.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches zur (zumindest teilweisen) Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet ist. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm(-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren auszuführen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
  • Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Steuergerät für ein Heizgerät vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens. Das Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen bzw. über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät mit einem hier vorgestellten Steuergerät vorgeschlagen. Bei dem Heizgerät handelt es sich insbesondere um ein Heizgerät aufweisend eine Wärmepumpe bzw. eine vergleichbare "Hochlast"-Komponente zur Wärmeerzeugung.
  • Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines Heizgerätes zur Bestimmung eines Zeitpunktes zur Inbetriebnahme des Heizgerätes oder mindestens einer Komponente desselben vorgeschlagen.
  • Hier werden somit ein Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage, ein Computerprogramm, ein Steuergerät und ein Heizgerät sowie eine Verwendung eines Heizgeräts angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen.
  • In vorteilhafter Weise können das hier vorgeschlagene Verfahren, das Computerprogramm, das Steuergerät und die Heizungsanlage dazu beitragen, Instabilitäten eines Energienetzes durch eine synchrone Inbetriebnahme einer Vielzahl von Heizungsanlagen zu vermeiden. Das Verfahren ist zudem ohne Mitwirkung eines Nutzers durchführbar, wodurch eine hohe Sicherheit der Verfahrensdurchführung erreichbar ist, da menschliches Versagen ausgeschlossen ist. Als weiterer Vorteil wird der Umstand angesehen, dass das Verfahren auf Heizungsanlagen nach dem Stand der Technik ohne bauliche Änderungen durchgeführt werden kann.
  • Die Erfindung wird nun anhand einer Figur detailliert erläutert. Fig. 1 stellt beispielhaft und schematisch einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens dar. Insbesondere zeigt Fig. 1 die Verfahrensschritt a) bis c), welche mittels Blöcken 110 bis 130 dargestellt sind.
  • Das Verfahren erlaubt eine Inbetriebnahme einer Heizungsanlage ohne Auswirkung auf die Stabilität des Energienetzes in einem örtlich umfassten Bereich.
  • In Block 110 erfolgt gemäß Schritt a) ein Generieren einer Zufallsvariable. Dies kann beispielhaft eine Zufallszahl zwischen 0 und +1 sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Zufallsvariable anhand der letzten beiden Ziffern einer Seriennummer einer Komponente der Heizungsanlage, bestimmt werden. Um aus diesen beiden Ziffern eine Zufallszahl zwischen 0 und +1 abzuleiten, könnte eine Division durch 100 vorgenommen werden.
  • In Schritt 120 erfolgt gemäß Schritt b) ein Festlegen bzw. Definieren eines neuen Startzeitpunktes unter Einbeziehung der Zufallsvariable aus Block 110. Dieser Schritt kann beispielsweise durch ein Ermitteln eines zeitlichen Offsetwertes erfolgen. Dieser zeitliche Offsetwert kann durch Addition mit dem alten Startzeitpunkt einen neuen Startzeitpunkt definieren. Der alte Startzeitpunkt kann beispielsweise ein werksseitig programmierter Startzeitpunkt sein.
  • Gemäß Schritt b) kann ein zeitlicher Offsetwert beispielsweise durch eine Multiplikation einer Zufallsvariable zwischen 0 und +1 oder -1 und +1 mit einem definierten maximalen zeitlichen Offset bestimmt werden. Der maximale zeitliche Offset definiert einen Zeitraum, wobei bei einer Streuung von Einschaltzeitpunkten in diesem Zeitraum Lastspitzen und damit verbundene Auswirkungen auf das Energienetz vermieden werden können. Der maximale zeitliche Offset könnte beispielsweise ein Zeitraum von einer Minute sein.
  • In Block 130 erfolgt gemäß Schritt c) ein in Betrieb nehmen mindestens einer Komponente der Heizungsanlage oder der Heizungsanlage zu dem in Block 120 (Schritt b)) definierten Startzeitpunkt. Eine Inbetriebnahme von Heizungsanlagen oder von Komponenten derselben, insbesondere mit hohen Anlaufströmen, nach Durchführung des hier vorgeschlagenen Verfahrens würde anhand der Zufallsvariable statistisch gestreut in dem durch den maximalen zeitlichen Offset definierten Zeitraum erfolgen.
    • Bezugszeichenliste
    • 110
    Schritt a)
    120
    Schritt b)
    130
    Schritt c)

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Heizungsanlage, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
    a) Generieren einer Zufallsvariable,
    b) Festlegen eines neuen Startzeitpunktes eines Betriebes der Heizungsanlage unter Einbeziehung der Zufallsvariable,
    c) Inbetriebnehmen mindestens einer Komponente der Heizungsanlage oder der gesamten Heizungsanlage zu dem in Schritt b) festgelegten Startzeitpunkt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt c) eine Komponente mit hohem Anlaufstrom in Betrieb genommen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Komponente mit hohem Anlaufstrom ein Kompressor einer Wärmepumpe ist.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt a) die Zufallsvariable unter Einbeziehung einer gerätespezifischen Kennzahl der Heizungsanlage generiert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die gerätespezifische Kennzahl anhand einer Seriennummer einer Komponente der Heizungsanlage bestimmt wird.
  6. Computerprogramm, welches zur Durchführung eines Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
  7. Maschinenlesbares Speichermedium auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 6 gespeichert ist.
  8. Steuergerät für ein Heizgerät eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
  9. Heizgerät, aufweisend ein Steuergerät nach Anspruch 8.
EP22158771.0A 2021-03-03 2022-02-25 Verfahren zum betreiben einer heizungsanlage Pending EP4053461A1 (de)

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EP4053461A1 true EP4053461A1 (de) 2022-09-07

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EP22158771.0A Pending EP4053461A1 (de) 2021-03-03 2022-02-25 Verfahren zum betreiben einer heizungsanlage

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DE (1) DE102021105067A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0908678A2 (de) * 1997-10-08 1999-04-14 Gesellschaft für Sparsames Heizen mbH Verfahren und Vorrichtung zum Verzögern des Brennerstarts einer Kesselanlage
US20160040907A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 Lennox Industries Inc. Hvac systems and methods with improved heating element control
DE102017002193A1 (de) * 2017-03-07 2018-09-13 Manfred Baumkötter Verfahren und Anordnung zur ferngesteuerten Verwertung von Strom mit Heizkesseln

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