EP4343213A1 - Method for hydraulic balancing of a heating system - Google Patents
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- EP4343213A1 EP4343213A1 EP23198700.9A EP23198700A EP4343213A1 EP 4343213 A1 EP4343213 A1 EP 4343213A1 EP 23198700 A EP23198700 A EP 23198700A EP 4343213 A1 EP4343213 A1 EP 4343213A1
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- F24D19/1018—Radiator valves
Definitions
- the invention relates to a method for carrying out a hydraulic balancing of a heating system, a computer program, a machine-readable storage medium, an electronic heating control unit and a heating system
- An improved hydraulic balancing should be provided, which can be carried out in particular more cost-effectively, in particular automatically and/or in particular more easily.
- the heating system has at least one heat generator, at least two heat exchangers and at least two controllable heating valves, each with a changeable valve position.
- each heating valve has a valve means whose valve position can be changed.
- at least one heating valve is assigned to each heat exchanger.
- the valve position is preferably changed using a magnetic drive or an electrically driven motor. Depending on the valve position, a flow opening and thus the flow of a heat transfer medium through the heating valve is controlled.
- At least one heating valve in the flow of a heat exchanger.
- the flow through a heat exchanger can be controlled via at least one heating valve.
- the heating valve controls the flow of a heat transfer medium, which is heated or cooled in the heat generator, to at least one heat exchanger.
- the method is characterized in that an increase in a target room temperature value for a room is received in one method step.
- Receiving also includes, in particular, retrieving, querying or measuring.
- the target room temperature value is preferably a trigger which is intended to trigger the further steps. If the target room temperature is changed, the process in particular, i.e. the further process steps, is carried out. In particular, the change in the target room temperature value represents an event that causes heating.
- a target room temperature value is preferably also to be understood as a target room temperature.
- a room can also be a part or area of a building.
- At least one of the heating valves and a heat exchanger are assigned to the room.
- the heat exchanger is designed in particular as a heat exchanger. It releases the heat, which is transported with the heat transfer medium, into the environment. This causes the surrounding air in particular to heat up.
- assigned means that the heat exchanger is arranged in such a way that it can transfer heat to the room.
- the associated heat exchanger serves to heat the room, in particular the air in the room.
- the method further includes determining the heating time required to achieve a delta temperature increase in the room.
- a delta temperature increase is defined and preferably does not change.
- the heating time is determined until the actual room temperature has reached the target temperature.
- the target temperature corresponds to the initial room temperature, in particular the actual room temperature, plus the delta temperature increase.
- the cell temperature can be smaller than the target temperature.
- determining the heating time includes measuring the time.
- the method also includes determining the heating gradient from the delta temperature increase and the determined heating time.
- the heating gradient is determined by dividing the delta temperature increase by the heating time.
- the heating gradient is preferably assigned to the heating valves of a room. In particular, determining includes calculating.
- the average relative valve position of the heating valve is determined during the heating-up period, i.e. the heating-up time.
- the average value is calculated from all valve positions that the heating valve had over the heating time.
- the duration for which a valve position was set is preferably taken into account.
- the relationship between the heating gradient and the mean relative valve position is determined.
- the ratio is determined in particular by dividing the heating gradient by the determined mean relative valve position.
- the method also includes the step of comparing the determined ratio with the already determined ratios of at least one, in particular all, of the other heating valves.
- the ratios that have already been determined are also referred to as known ratios.
- Known ratios are the last determined ratios of a heating valve that were not determined in the current process run.
- Preferably at least one, in particular all, of the conditions already determined is used. In particular, only the most recently determined conditions of a heating valve are used.
- the maximum valve position of a heating valve is limited depending on the result of the comparison of the ratio of the heating valves.
- the heating valve whose ratio was last determined does not have to be limited or only the heating valve needs to be limited.
- a heat generator is a unit that can provide heat.
- the heat provided can be transferred to a heat transfer medium, such as gas, a fluid or the like.
- heat generators are a gas or oil burner, a solar system, a heat pump, a pellet stove or an air conditioning unit. Water is often used as the energy-transferring heat transfer medium.
- a heat exchanger is a unit or body, such as a device or a comparable device, which can store thermal energy and release it to a medium such as objects, liquids or gases. Examples include a radiator, underfloor heating, indoor air conditioning unit and the like.
- the flow of the heat transfer medium depends on the valve position of the heating valve. Depending on the valve position, the flow opening of the heating valve is varied between a minimum and a maximum. In particular, the valve position can be limited mechanically or electrically. The flow can preferably be limited in this way.
- the term flow opening refers to an opening of a line, in particular the total area of the opening, and/or an opening of a heating valve through which a fluid can pass.
- a heating valve usually has a valve means or the like.
- the valve means can be used to close and/or open a flow opening of one or more lines.
- a valve position of the heating valve means the position of the valve means. Depending on the valve position, the size of the flow opening is changed, in particular reduced or increased.
- connection between the at least one heat generator, the at least two heat exchangers and the at least two heating valves is a hydraulic connection.
- the components mentioned are located in one or more heating circuits.
- the at least one heat generator and the at least two heat exchangers can also be connected electronically. In order to carry out the automated hydraulic balancing, there does not have to be an electronic or control connection between the valves themselves.
- a heating valve and a heat exchanger which are assigned to one another, are hydraulically connected to one another.
- the heating valve is connected upstream of one or more heat exchangers. There is also the possibility that the heating valve is connected downstream.
- a heating time is to be understood as the time that is required to bring a room from an initial temperature by a delta temperature increase, in particular between 0.2 and 1K, preferably 0.5 and 0.7K, for example 0.6K, to a target temperature to heat up.
- a delta temperature increase in particular between 0.2 and 1K, preferably 0.5 and 0.7K, for example 0.6K, to a target temperature to heat up.
- other delta temperature increases are also possible, preferably less than 5K, for example less than 2K.
- the heating time of a room means the time that is required to heat the heat exchanger or the room from an initial temperature, in particular the actual temperature, to a delta temperature increase to a target temperature.
- a heating system is said to be hydraulically balanced if the amount of heat available or generated is optimally distributed across all heat exchangers. Normally, each heat exchanger should have exactly the heat available that it needs to heat a room to a specific temperature.
- a maximum valve position is the maximum valve position that is permitted so that the heating system is hydraulically balanced, which means that each of the existing heat exchangers is optimally supplied with heat.
- An advantageous development of the method is characterized in that the maximum valve position of a heating valve or several heating valves is limited when the comparison shows that the determined ratio of the heating valve is greater than a defined tolerance compared to at least one further determined ratio. In particular, the heating valves that are outside the tolerance are adjusted.
- the valve position or the flow temperature of the heat transfer medium is changed.
- the increase in the target room temperature value causes the heating valve(s) assigned to the room to change their valve position, in particular in such a way that the flow rate of the heat transfer medium is increased.
- the flow opening is enlarged.
- the flow temperature of the heat transfer medium is increased.
- the delta temperature increase is between, in particular, 0.2 and 1K, preferably 0.5 and 0.7K, for example 0.6K.
- the values have proven to be advantageous because the warm-up does not take too long, but small temperature fluctuations due to external influences do not come into play.
- the minimum ratio or the average ratio is determined from all determined or known ratios.
- the average ratio is the average of all known ratios and the determined ratios of the different heating valves.
- the heating valves that are limited are selected based on the determined minimum ratio or average ratio.
- An advantageous development is that when limiting the heating gradient is determined using the minimum ratio and/or the average ratio, and that the maximum valve position for at least one, in particular all heating valves is determined using the determined heating gradient.
- the ratio is determined for each heating valve.
- the ratio and thus a maximum valve position is determined for each heating valve.
- the maximum valve position can be determined by increasing the target temperature value for the test in a test mode.
- the target temperature value can be increased in series or in parallel.
- the maximum valve position of a heating valve cannot be set below, in particular only above, a limit value of 50%, preferably 40%, for example 30%, of the maximum technically possible valve position of the heating valve.
- the maximum valve position is determined to be below the limit value the limit value is set. This prevents a heat exchanger from only being supplied with minimal or no heat energy at all. This can happen in particular if the heating system has a fault or, in particular, a large number of the heating valves are broken.
- the invention relates to a computer program which is set up to carry out all steps of the method.
- the invention further relates to a machine-readable storage medium on which the computer program is stored.
- the invention further relates to an electronic heating control unit which is set up to carry out the steps of the method.
- the invention further relates to a heating system which can be hydraulically adjusted using an automated method.
- FIG. 1 shows a heating system 10 according to the invention.
- This has a heater 12, a heating circuit 14 with a flow 16, a return 18 and a pump 20 for circulating a heat transfer medium, in particular a gas or fluid, for example water, through the heating circuit 14.
- a heat transfer medium in particular a gas or fluid, for example water
- the heating circuit 14 there are, for example, three heat exchangers 22, 24, 26 first heat exchanger 22, a second heat exchanger 24 and a third heat exchanger 26.
- the heat exchangers 22, 24, 26 can in particular be designed as radiators or underfloor heating.
- One of the heat exchangers can also be designed as a radiator and another as underfloor heating.
- at least one heat exchanger is formed in each room.
- two or more heat exchangers are arranged in one room. It is also conceivable that there are rooms without heat exchangers.
- a heating valve 28, 30, 32 is arranged in the flow of each heat exchanger 22, 24, 26.
- a first heating valve 28, a second heating valve 30 and a third heating valve 32 are shown as examples. These are electronic heating valves 28, 30, 32, for example electronic thermostat valves.
- a heating valve 28, 30, 32 is assigned to each heat exchanger 22, 24, 26.
- heat exchangers 22, 24, 26 can also be assigned to a heating valve 28, 30, 32.
- the heat exchangers 22, 24, 26, which are assigned to a heating valve 28, 30, 32, can be connected to one another in series and/or parallel.
- a heating valve 28, 30, 32 can control the flow of the heat transfer medium through one or more heat exchangers 22, 24, 26.
- several heating valves can also be connected upstream of one or more heat exchangers 22, 24, 26, which are arranged in the same room.
- the heater 12 usually has a heating control unit 40 for control and/or regulation.
- heating control unit 40 can also control the flow temperature of the heat transfer medium by means of heater 12.
- the room controllers 42, 44, 46 are preferably designed.
- the room controllers 42, 44, 46 preferably have a control element and a Display means, in particular a display. They allow you to set a target room temperature.
- the room controllers 42, 44, 46 are preferably assigned to a room for which the target room temperature can be set. According to an advantageous development, it is possible to set several target room temperatures using a room controller 42, 44, 46.
- the room controller 42, 44, 46 can also be integrated into the heating control unit 40.
- the room controllers 42, 44, 46 are also designed to control the heating valves 28, 30, 32. For this purpose, there is a control connection between the room controllers 42, 44, 46 and the heating valves 28, 30, 32. This can be wireless or wired.
- the room controller is integrated into the heating valve.
- the heating valve has, for example, a display means and an operating element.
- the heating valves 28, 30, 32 can also be controlled directly via the heating control unit 40.
- the heating control unit 40 is designed to carry out a method 100 according to the invention.
- the heating control unit 40 has a communication means that allows it to receive or send target temperature values and actual temperature values.
- the heating control unit 40 is connected to the heating valves 28, 30, 32 by means of control connections.
- the heating control unit 40 is connected to the heater by means of a control connection.
- the method 100 is carried out distributed among the room controllers and/or the heating valves.
- the target room temperature value can also be set using a mobile device, in particular a smartphone or a tablet.
- the target room temperature value is sent in particular to a room controller, a heating valve or the heating control unit 40.
- a temperature sensor (not shown) is preferably designed to detect the actual temperature in a room.
- the actual temperature value is required in particular to carry out the process.
- the temperature sensor is required to record the current temperature in a room.
- the temperature sensor makes the detected temperature available to the heating control unit 40 and/or a room controller and/or a heating valve 28, 30, 32. In particular, the room controllers have the temperature sensor. You can send the actual temperature to the heating control unit 40.
- several temperature sensors are provided, which are each assigned to a heating valve.
- Figure 2 shows a method 100 according to the invention for carrying out an automated hydraulic balancing.
- the method 100 includes several method steps. The order in which the process steps take place can sometimes be reversed.
- a method step 110 an increase in a target room temperature value is received.
- the change in the target room temperature value can be generated by a user, in particular a resident, but also by an automated system. It can also be triggered automatically or triggered by a time program.
- Receiving also includes retrieving, querying or measuring a changed target room temperature value. The change in the target room temperature value acts like a trigger, which triggers the further process steps.
- Room controllers 42, 44, 46 in particular with a thermostat function, preferably offer the possibility of changing the target room temperature.
- a room controller 42, 44, 46 is preferably assigned to a room.
- a room controller 42, 44, 46 is also arranged in the room to which it is assigned.
- the room controller 42, 44, 46 preferably has a display means and an operating element.
- Room controllers are also colloquially referred to as thermostats.
- the room controllers also have temperature sensors for recording the actual temperature.
- a central room controller is designed. This makes it possible to set the target room temperature values for two or more rooms.
- the heating control unit 40 and the central room controller are preferably designed as a unit.
- the increase in the target room temperature causes an increased temperature in the room to be desired.
- heat energy must be supplied to the room and/or the heat energy supplied must be increased.
- the additional supply of thermal energy takes place by changing the valve position of at least one of the heating valves 28, 30, 32 that are assigned to the room. If more than one heating valve 28, 30, 32 is assigned to the room, their valve position is also changed. Preferably, the valve position of all heating valves 28, 30, 32 assigned to the room is changed. The valve position is preferably changed in such a way that the flow of the heat transfer medium increases. The flow of heat transfer medium in one or more heat exchangers 22, 24, 26, which are connected downstream of the heating valve 28, 30, 32, in particular whose valve position has been changed, also increases accordingly.
- Heating valves assigned to a room are to be understood in particular as heating valves which have at least one heat exchanger is assigned to the room, are connected upstream and / or control the flow through the at least one heat exchanger.
- the flow temperature of the heat transfer medium is increased. Increasing the flow temperature causes more thermal energy to be supplied to the heat transfer medium.
- the flow temperature is increased in particular by the heater 12.
- the heating time t N is determined.
- the time required to heat the room from an initial temperature, also referred to as the actual room temperature, by a delta temperature increase ⁇ T is determined.
- the time is determined to increase the temperature in a room from the actual room temperature by a delta temperature increase ⁇ T to a target temperature.
- the target temperature must be less than or the same as the target room temperature. Such a check is carried out in the optional method step 115. If the target temperature is smaller than the target temperature, the method 100 is aborted.
- N stands for a heating valve.
- N 1, 2 or 3.
- the method 100 is repeated at least according to the number of heating valves .
- the heating gradient ⁇ N is determined.
- the heating gradient ⁇ N is determined from the delta temperature increase ⁇ T N and the heating time t N.
- ⁇ N ⁇ T N / t N
- the mean relative valve position V mit_N is determined.
- the mean relative valve position V mit_N is the middle one Valve position over the heating time t N . It is determined in particular by means of a time-weighted averaging of the valve positions ⁇ N during the heating time t. In particular, the mean relative valve position V mit_N is determined by the heating valve N, which is assigned to the room.
- step 150 the ratio m erm_N from the heating gradient ⁇ N to the mean relative valve position V mit_N is determined.
- m erm_N ⁇ N / v with_N
- a low-pass filter is additionally applied to the determined ratio m erm_N in order to minimize the influence of disturbance variables.
- a heating system 10 which is hydraulically balanced, it is advantageous that the ratio m erm_1 of a first heating valve is equal to the ratio m erm_2 of a further heating valve is.
- the determined ratio m erm_N is compared with the determined ratios m bek of one or more other heating valves or rooms.
- the m erm values of the heating valves are each stored in a separate memory as m bek after the determination.
- the ratio m bek that was last determined for another heating valve is preferably used.
- the conditions will be m erm all Heating valves determined.
- the comparison is carried out again with one or more, in particular all, m bek after each determination of m erm_N .
- the determined m erm_N is stored as m bek for this valve in a memory.
- the heating valve with the lowest ratio m is determined in method step Compare 160.
- the smallest m is also called m min . All known m bek and the newly determined m erm_N are used.
- the heating gradient ⁇ min is determined for the heating valve with the lowest ratio m min for a valve position of 100%, i.e. maximum open.
- the heating gradient ⁇ min is preferably calculated for 100% valve position.
- ⁇ min m min ⁇ 100 %
- a heating valve 28, 30, 32 or more heating valves is limited.
- the heating valve N does not necessarily have to be limited here, for which the ratio m erm_N is determined in one of the directly preceding method steps.
- the maximum valve position V max of one or more heating valves is specified.
- the maximum valve position V max is determined for each heating valve from the determined heating gradient ⁇ min .
- the heating valve or valves are limited, the ratio m of which lies outside the permissible tolerance Tol. If more than one heating valve 28, 30, 32 is outside the Tol tolerance, several heating valves 28, 30, 32 can also be limited.
- v f m Bek , Great , m erm_N
- the heating gradient ⁇ min of the heating valve with the lowest m, the m bek and the m erm_N is not used, but rather the heating gradient ⁇ min is calculated using the average ratio m minus the standard deviation ⁇ .
- the average ratio m with is the average of all known ratios m bek and the determined ratios m erm_N of the different heating valves.
- ⁇ min m with ⁇ ⁇ ⁇ 100 %
- the standard deviation ⁇ is a measure of the spread of the values of a characteristic around its mean (arithmetic mean). Put simply, the standard deviation is the average distance of all measured expressions of a characteristic from the average. In this way, valves that are faulty or faulty heating system designs can be excluded. Faulty valves would cause the heating valves to be incorrectly limited.
- the maximum valve position of a heating valve is limited by dividing the determined heating gradient ⁇ min by the ratios m erm_N or known ratios m bek determined for the heating valve.
- method step 170 is repeated, in particular for each heating valve.
- the new maximum valve position is determined for each heating valve.
- Ratio or, if necessary, the ratio newly determined for the heating valve in the process steps is used.
- the dashed lines represent the course of the ratio m 1 of a first heating valve 28 and the dashed lines represent the course of the ratio m 2 of a second heating valve 30.
- m 1 was previously determined and is therefore comparable to m erm_N , here m erm_1 .
- m 2 corresponds to the m bek of the heating valve 2.
- the heating valve with the lowest ratio m min is determined 160a.
- This is the first heating valve 28.
- the determination is carried out in particular by comparing.
- the ratio is calculated for 100% valve position.
- 160a and 160b are substeps of 160.
- the maximum valve position is then limited 170.
- the determined heating gradient ⁇ min is specified to one or all other heating valves 170a.
- the maximum valve position V max and/or V max_N for the heating valves is determined from the specified heating gradient ⁇ min 170b.
- the second heating valve 30 is limited. 170a and 170b are substeps of 170.
- the heating gradient ⁇ min is not used, but the calculation is made using the average heating gradient ⁇ with all heating valves minus the standard deviation ⁇ . This can be particularly advantageous when it comes to design errors, such as those that are too small Heat exchanger, to be balanced. Broken or faulty valves can also be compensated for.
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zum Durchführen eines hydraulischen Abgleichs einer Heizungsanlage (10) mit mindestens einem Wärmeerzeuger (12), mindestens zwei Wärmeübertrager (22, 24, 26) und mindestens zwei steuerbaren Heizungsventilen (28, 30, 32), wobei in Abhängigkeit von der Ventilstellung (V) eines Heizungsventils (28, 30, 32) der Durchfluss eines Wärmeträgermediums durch zumindest einen mit diesem Heizungsventil (28, 30, 32) verbundenen Wärmeübertrager (22, 24, 26) steuerbar ist, umfassend die Schritte:• Empfangen (110) einer Erhöhung eines Soll-Raumtemperaturwerts für einen Raum, dem zumindest eines der Heizungsventile (28, 30, 32) und ein Wärmeübertrager (22, 24, 26) zugeordnet ist,• Ermitteln (120) der Aufheizzeit (t<sub>N</sub>), die benötigt wird, um eine Delta-Temperaturerhöhung (ΔT) in dem Raum zu erreichen,• Ermitteln (130) des Aufheizgradienten (∇<sub>N</sub>) aus der Delta-Temperaturerhöhung (ΔT) und der Aufheizzeit (t<sub>N</sub>),• Ermitteln (140) der mittleren relativen Ventilstellung (V<sub>mit_N</sub>) des Heizungsventils (28, 30, 32) über die Aufheizzeit (t<sub>N</sub>),• Ermitteln (150) des Verhältnisses (m<sub>erm_N</sub>) aus Aufheizgradient (∇<sub>N</sub>) zur mittleren relativen Ventilstellung (V<sub>mit_N</sub>),• Vergleichen (160) des ermittelten Verhältnisses (m<sub>erm_N</sub>) mit zumindest einem der bereits ermittelten Verhältnisse (m<sub>bek</sub>) von zumindest einem der anderen Heizungsventile (28, 30, 32),• Begrenzung (170) der maximalen Ventilstellung (V<sub>max</sub>) eines Heizungsventils (28, 30, 32) in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichens (160).The invention relates to a method (100) for carrying out hydraulic balancing of a heating system (10) with at least one heat generator (12), at least two heat exchangers (22, 24, 26) and at least two controllable heating valves (28, 30, 32), wherein Depending on the valve position (V) of a heating valve (28, 30, 32), the flow of a heat transfer medium through at least one heat exchanger (22, 24, 26) connected to this heating valve (28, 30, 32) can be controlled, comprising the steps: • Receiving (110) an increase in a target room temperature value for a room to which at least one of the heating valves (28, 30, 32) and a heat exchanger (22, 24, 26) is assigned, • Determining (120) the heat-up time (t< sub>N</sub>), which is needed to achieve a delta temperature increase (ΔT) in the room, • Determining (130) the heating gradient (∇<sub>N</sub>) from the delta temperature increase (ΔT) and the heating time (t<sub>N</sub>), • Determining (140) the mean relative valve position (V<sub>with_N</sub>) of the heating valve (28, 30, 32) over the heating time (t<sub>N</sub>),• Determine (150) the ratio (m<sub>erm_N</sub>) of the heating gradient (∇<sub>N</sub>) to the mean relative valve position (V< sub>mit_N</sub>),• Comparing (160) the determined ratio (m<sub>erm_N</sub>) with at least one of the already determined ratios (m<sub>bek</sub>) of at least one of the other heating valves (28, 30, 32), • Limitation (170) of the maximum valve position (V<sub>max</sub>) of a heating valve (28, 30, 32) depending on the result of the comparison (160).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines hydraulischen Abgleichs einer Heizungsanlage, ein Computerprogramm, ein maschinenlesbares Speichermedium, ein elektronische Heizungsteuerungseinheit und eine HeizungsanlageThe invention relates to a method for carrying out a hydraulic balancing of a heating system, a computer program, a machine-readable storage medium, an electronic heating control unit and a heating system
Es sind unterschiedliche Verfahren zum Durchführen eines hydraulischen Abgleichs in einem Heizsystem bekannt. Oftmals werden diese manuell durchgeführt, und/oder es sind vielzählige zusätzliche Sensoren und weitere Komponenten nötig, die die für den hydraulischen Abgleich benötigten Informationen an eine Steuereinheit übermitteln, was zusätzliche Kosten und einen Mehraufwand nach sich zieht. Des Weiteren werden zusätzliche Daten über die Heizungsanlage benötigt, welche oftmals schwer zugänglich sind. Weiter werden auch elektronische Ventile herangezogen, die mit einer Steuereinheit verbunden sind. Die bekannten Verfahren sind aufwendig und rechenintensiv. Die bekannten Vorrichtungen komplex.There are different methods for carrying out hydraulic balancing in a heating system. These are often carried out manually and/or numerous additional sensors and other components are required that transmit the information required for hydraulic balancing to a control unit, which entails additional costs and additional effort. Furthermore, additional data about the heating system is required, which is often difficult to access. Electronic valves that are connected to a control unit are also used. The known methods are complex and computationally intensive. The known devices are complex.
Es soll ein verbesserter hydraulischer Abgleich bereitgestellt werden, welcher insbesondere kostengünstiger, insbesondere automatisch und/oder insbesondere einfacher durchführbar ist.An improved hydraulic balancing should be provided, which can be carried out in particular more cost-effectively, in particular automatically and/or in particular more easily.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Durchführen eines automatisierten hydraulischen Abgleichs einer Heizungsanlage gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the method according to the invention for carrying out an automated hydraulic balancing of a heating system according to claim 1.
Die Heizungsanlage weist mindestens einen Wärmeerzeuger, mindestens zwei Wärmeübertrager und mindestens zwei steuerbare Heizungsventile, mit jeweils einer veränderbaren Ventilstellung auf. Insbesondere weist jedes Heizungsventil ein Ventilmittel, dessen Ventilstellung geändert werden kann auf. Insbesondere ist jedem Wärmetauscher zumindest ein Heizungsventil zugeordnet.The heating system has at least one heat generator, at least two heat exchangers and at least two controllable heating valves, each with a changeable valve position. In particular, each heating valve has a valve means whose valve position can be changed. In particular, at least one heating valve is assigned to each heat exchanger.
Vorzugsweise erfolgt das Ändern der Ventilstellung mittels eines Magnetantriebs oder eines elektrisch angetriebenen Motors. Abhängig von der Ventilstellung wird eine Durchflussöffnung und damit der Durchfluss eines Wärmeträgermediums durch das Heizungsventils gesteuert.The valve position is preferably changed using a magnetic drive or an electrically driven motor. Depending on the valve position, a flow opening and thus the flow of a heat transfer medium through the heating valve is controlled.
Vorzugsweise befindet sich im Vorlauf eines Wärmeübertragers zumindest ein Heizungsventil. Vorzugsweise ist der Durchfluss durch einen Wärmeübertrager über zumindest ein Heizungsventil steuerbar. Das Heizungsventil steuert den Durchfluss eines Wärmeträgermediums, welches im Wärmeerzeuger erwärmt oder gekühlt wird, zu mindestens einem Wärmeübertrager.There is preferably at least one heating valve in the flow of a heat exchanger. Preferably, the flow through a heat exchanger can be controlled via at least one heating valve. The heating valve controls the flow of a heat transfer medium, which is heated or cooled in the heat generator, to at least one heat exchanger.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in einem Verfahrensschritt das Empfangen einer Erhöhung eines Soll-Raumtemperaturwerts für einen Raum erfolgt. Wobei das Empfangen insbesondere auch ein Abrufen, Abfragen oder Messen umfasst. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Soll-Raumtemperaturwert um einen Trigger, welcher dafür vorgesehen ist, die weiteren Schritte auszulösen. Wird die Soll-Raumtemperatur verändert, so wird insbesondere das Verfahren, also die weiteren Verfahrensschritte ausgeführt. Insbesondere stellt die Änderung des Soll-Raumtemperaturwerts ein Event dar, welches eine Aufheizung bewirkt. Vorzugsweise ist unter einem Soll-Raumtemperaturwert auch ein Soll-Raumtemperatur zu verstehen.The method is characterized in that an increase in a target room temperature value for a room is received in one method step. Receiving also includes, in particular, retrieving, querying or measuring. The target room temperature value is preferably a trigger which is intended to trigger the further steps. If the target room temperature is changed, the process in particular, i.e. the further process steps, is carried out. In particular, the change in the target room temperature value represents an event that causes heating. A target room temperature value is preferably also to be understood as a target room temperature.
Bei einem Raum kann es sich auch um einen Gebäudeteil oder Gebäudebereich handeln.A room can also be a part or area of a building.
Dem Raum ist zumindest eines der Heizungsventile und ein Wärmeübertrager zugeordnet. Der Wärmeübertrager ist insbesondere als Wärmetauscher ausgebildet. Er gibt die Wärme, welche mit dem Wärmeträgermedium transportiert wird, an die Umgebung ab. Hierdurch erwärmt sich insbesondere die Umgebungsluft. Insbesondere ist unter zugeordnet zu verstehen, dass der Wärmeübertrager derart angeordnet ist, dass er Wärme an den Raum übertragen kann. Insbesondere dient der zugeordnete Wärmeübertrager der Erwärmung des Raums, insbesondere der Luft in dem Raum.At least one of the heating valves and a heat exchanger are assigned to the room. The heat exchanger is designed in particular as a heat exchanger. It releases the heat, which is transported with the heat transfer medium, into the environment. This causes the surrounding air in particular to heat up. In particular, assigned means that the heat exchanger is arranged in such a way that it can transfer heat to the room. In particular, the associated heat exchanger serves to heat the room, in particular the air in the room.
Ferner umfasst das Verfahren das Ermitteln der Aufheizzeit, die benötigt wird, um eine Delta-Temperaturerhöhung in dem Raum zu erreichen. Insbesondere wird eine Delta-Temperaturerhöhung definiert und ändert sich vorzugsweise nicht. Es wird die Aufheizzeit ermittelt, bis die Ist-Raumtemperatur die Zieltemperatur erreicht hat. Die Zieltemperatur entspricht der Ausgangsraumtemperatur, insbesondere der Ist-Raumtemperatur, plus der Delta-Temperaturerhöhung. Insbesondere kann die Zeiltemperatur kleiner als die Soll-Temperatur sein. Insbesondere umfasst das Ermitteln der Aufheizzeit das Messen der Zeit.The method further includes determining the heating time required to achieve a delta temperature increase in the room. In particular, a delta temperature increase is defined and preferably does not change. The heating time is determined until the actual room temperature has reached the target temperature. The target temperature corresponds to the initial room temperature, in particular the actual room temperature, plus the delta temperature increase. In particular, the cell temperature can be smaller than the target temperature. In particular, determining the heating time includes measuring the time.
Auch umfasst das Verfahren das Ermitteln des Aufheizgradienten aus der Delta-Temperaturerhöhung und der ermittelten Aufheizzeit. Der Aufheizgradient wird ermittelt in dem die Delta-Temperaturerhöhung durch die Aufheizzeit geteilt wird. Vorzusgweise wird der Aufheizgradient den Heizungsventilen eines Raums zugeordnet. Insbesondere umfasst das Ermitteln ein Berechnen.The method also includes determining the heating gradient from the delta temperature increase and the determined heating time. The heating gradient is determined by dividing the delta temperature increase by the heating time. The heating gradient is preferably assigned to the heating valves of a room. In particular, determining includes calculating.
In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt das Ermitteln der mittleren relativen Ventilstellung des Heizungsventils während der Aufheizdauer, also der Aufheizzeit. Insbesondere wird der Mittelwert aus allen Ventilstellungen berechnet, welche das Heizungsventil über die Aufheizzeit aufwies. Vorzugsweise wird die Dauer beachtet, wie lange eine Ventilstellung eingestellt war.In a further method step, the average relative valve position of the heating valve is determined during the heating-up period, i.e. the heating-up time. In particular, the average value is calculated from all valve positions that the heating valve had over the heating time. The duration for which a valve position was set is preferably taken into account.
In einem Verfahrensschritt erfolgt das Ermitteln des Verhältnisses aus Aufheizgradient zu mittlerer relativer Ventilstellung. Das Verhältnis wird insbesondere ermittelt in dem der Aufheizgradient durch die ermittelte mittlere relative Ventilstellung dividiert wird.In one process step, the relationship between the heating gradient and the mean relative valve position is determined. The ratio is determined in particular by dividing the heating gradient by the determined mean relative valve position.
Auch umfasst das Verfahren den Verfahrensschritt Vergleichen des ermittelten Verhältnisses mit den bereits ermittelten Verhältnissen von zumindest einem, insbesondere aller, der anderen Heizungsventile. Die bereits ermittelten Verhältnisse werden auch als bekannte Verhältnisse bezeichnet. Bekannt Verhältnisse sind die zuletzt ermittelten Verhältnisse eines Heizungsventils, die nicht in dem aktuellen Verfahrensdurchlauf ermittelt wurden. Vorzugsweise wird zumindest eines, insbesondere alle, der bereits ermittelten Verhältnisse herangezogen. Insbesondere werden nur die zuletzt ermittelten Verhältnisse eines Heizungsventils herangezogen.The method also includes the step of comparing the determined ratio with the already determined ratios of at least one, in particular all, of the other heating valves. The ratios that have already been determined are also referred to as known ratios. Known ratios are the last determined ratios of a heating valve that were not determined in the current process run. Preferably at least one, in particular all, of the conditions already determined is used. In particular, only the most recently determined conditions of a heating valve are used.
In einem Verfahrensschritt erfolgt die Begrenzung der maximalen Ventilstellung eines Heizungsventils in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleiches des Verhältnisses der Heizungsventile. Insbesondere muss hierbei nicht oder nicht nur das Heizungsventil begrenzt werden, dessen Verhältnis zuletzt ermittelt wurde.In one method step, the maximum valve position of a heating valve is limited depending on the result of the comparison of the ratio of the heating valves. In particular, the heating valve whose ratio was last determined does not have to be limited or only the heating valve needs to be limited.
Unter einem Wärmeerzeuger wird eine Einheit verstanden, welcher Wärme bereitstellen kann. Die bereitgestellte Wärme ist auf ein Wärmeträgermedium, wie Gas, ein Fluid oder dergleichen, übertragbar. Beispiele für Wärmeerzeuger sind ein Gas- oder Ölbrenner, eine Solaranlage, eine Wärmepumpe, ein Pelletofen oder ein Klimagerät. Dabei wird oftmals Wasser als das energieübertragende Wärmeträgermedium verwendet.A heat generator is a unit that can provide heat. The heat provided can be transferred to a heat transfer medium, such as gas, a fluid or the like. Examples of heat generators are a gas or oil burner, a solar system, a heat pump, a pellet stove or an air conditioning unit. Water is often used as the energy-transferring heat transfer medium.
Unter einem Wärmeübertrager wird eine Einheit oder ein Körper, wie beispielsweise ein Gerät oder eine vergleichbare Vorrichtung, verstanden, welche thermische Energie speichern und an ein Medium, wie Gegenstände, Flüssigkeiten oder Gase, abgeben kann. Beispiele sind ein Radiator, eine Fußbodenheizung, Inneneinheit einer Klimaanlage und dergleichen.A heat exchanger is a unit or body, such as a device or a comparable device, which can store thermal energy and release it to a medium such as objects, liquids or gases. Examples include a radiator, underfloor heating, indoor air conditioning unit and the like.
Der Durchfluss des Wärmeträgermediums ist abhängig von der Ventilstellung des Heizungsventil. Je nach Ventilstellung wird die Durchflussöffnung des Heizventils zwischen einem Minimum und einem Maximum variiert. Insbesondere kann die Ventilstellung hierbei mechanisch oder elektrisch begrenzt werden. Vorzugsweise kann der Durchfluss so begrenzt werden.The flow of the heat transfer medium depends on the valve position of the heating valve. Depending on the valve position, the flow opening of the heating valve is varied between a minimum and a maximum. In particular, the valve position can be limited mechanically or electrically. The flow can preferably be limited in this way.
Mit Durchflussöffnung wird eine Öffnung einer Leitung, insbesondere die Gesamtfläche der Öffnung, und/oder eine Öffnung eines Heizungsventils bezeichnet, durch welche ein Fluid treten kann. Üblicherweise weist ein Heizungsventil ein Ventilmittel oder dergleichen auf. Mit dem Ventilmittel kann eine Durchflussöffnung einer oder mehrerer Leitungen verschlossen und/oder geöffnet werden. Eine Ventilstellung des Heizungsventils meint die Position des Ventilmittels. Abhängig von der Ventilstellung wird das Maß der Durchflussöffnung verändert, insbesondere verkleinert oder vergrößert.The term flow opening refers to an opening of a line, in particular the total area of the opening, and/or an opening of a heating valve through which a fluid can pass. A heating valve usually has a valve means or the like. The valve means can be used to close and/or open a flow opening of one or more lines. A valve position of the heating valve means the position of the valve means. Depending on the valve position, the size of the flow opening is changed, in particular reduced or increased.
Bei der Verbindung zwischen dem mindestens einen Wärmeerzeuger, den mindestens zwei Wärmeübertragern und den mindestens zwei Heizungsventilen handelt es sich um eine hydraulische Verbindung. Bei der hydraulischen Verbindung befinden sich die genannten Komponenten in einem oder mehreren Heizkreisen. Der mindestens eine Wärmeerzeuger und die mindestens zwei Wärmeübertrager können zusätzlich auch elektronisch verbunden sein. Zur Durchführung des automatisierten hydraulischen Abgleichs muss keine elektronische oder regelungstechnische Verbindung zwischen den Ventilen selbst bestehen.The connection between the at least one heat generator, the at least two heat exchangers and the at least two heating valves is a hydraulic connection. With the hydraulic connection, the components mentioned are located in one or more heating circuits. The at least one heat generator and the at least two heat exchangers can also be connected electronically. In order to carry out the automated hydraulic balancing, there does not have to be an electronic or control connection between the valves themselves.
Vorzugsweise sind ein Heizungsventil und ein Wärmeübertrager, die einander zugeordnet sind, hydraulisch miteinander verbunden. Vorzugsweise ist das Heizungsventil dem einen oder mehreren Wärmeübertragern vorgeschaltet. Auch besteht die Möglichkeit, dass das Heizungsventil nachgeschaltet ist.Preferably, a heating valve and a heat exchanger, which are assigned to one another, are hydraulically connected to one another. Preferably, the heating valve is connected upstream of one or more heat exchangers. There is also the possibility that the heating valve is connected downstream.
Unter einer Aufheizzeit ist die Zeit zu verstehen, die benötigt wird, um einen Raum von einer Ausgangstemperatur um einen Delta-Temperaturerhöhung, zwischen insbesondere 0,2 und 1K, vorzugsweise 0,5 und 0,7K, beispielsweise 0,6K, auf eine Zieltemperatur zu erwärmen. Insbesondere sind auch andere Delta-Temperaturerhöhungen möglich, vorzugsweise kleiner 5K, beispielsweise kleiner 2K.A heating time is to be understood as the time that is required to bring a room from an initial temperature by a delta temperature increase, in particular between 0.2 and 1K, preferably 0.5 and 0.7K, for example 0.6K, to a target temperature to heat up. In particular, other delta temperature increases are also possible, preferably less than 5K, for example less than 2K.
Es ist unter einer Aufheizzeit eines Raumes die Zeit gemeint, die benötigt wird, um den Wärmeübertrager bzw. den Raum von einer Ausgangstemperatur, insbesondere der Ist-Temperatur, um eine Delta-Temperaturerhöhung auf eine Zieltemperatur zu erwärmen.The heating time of a room means the time that is required to heat the heat exchanger or the room from an initial temperature, in particular the actual temperature, to a delta temperature increase to a target temperature.
Eine Heizungsanlage heißt hydraulisch abgeglichen, wenn die vorhandene bzw. erzeugte Wärmemenge optimal auf alle Wärmeübertrager verteilt wird. Im Normalfall soll dann jeder Wärmeübertrager genau die Wärme zur Verfügung haben, die er benötigt, um einen Raum auf eine bestimmte Temperatur zu erwärmen.A heating system is said to be hydraulically balanced if the amount of heat available or generated is optimally distributed across all heat exchangers. Normally, each heat exchanger should have exactly the heat available that it needs to heat a room to a specific temperature.
Eine maximale Ventilstellung ist die Ventilstellung, die maximal zulässig ist, damit die Heizungsanlage hydraulisch abgeglichen ist, das heißt, jeder der vorhandenen Wärmeübertrager wird optimal mit Wärme versorgt.A maximum valve position is the maximum valve position that is permitted so that the heating system is hydraulically balanced, which means that each of the existing heat exchangers is optimally supplied with heat.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Hauptanspruch möglich.The features listed in the subclaims make advantageous developments of the method according to the invention possible according to the main claim.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass eine Begrenzung der maximalen Ventilstellung eines Heizungsventils oder mehrerer Heizungsventile erfolgt, wenn das Vergleichen ergibt, dass das ermittelte Verhältnis des Heizungsventils größer als ein definiertes Toleranz gegenüber zumindest einem weiteren ermittelten Verhältnis ist. Insbesondre weden die Heizungsventile Abgeglichen, die ausserhalb der Toleranz liegen.An advantageous development of the method is characterized in that the maximum valve position of a heating valve or several heating valves is limited when the comparison shows that the determined ratio of the heating valve is greater than a defined tolerance compared to at least one further determined ratio. In particular, the heating valves that are outside the tolerance are adjusted.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Ventilstellung oder die Vorlauftemperatur des Wärmeträgermediums geändert. Vorzugsweise bewirkt die Erhöhung des Soll-Raumtemperaturwerts, dass das oder die dem Raum zugeordneten Heizungsventile ihre Ventilstellung ändern, insbesondere derart ändern, dass die Durchflussmenge des Wärmeträgermediums erhöht wird. Vorzugsweise wird die Durchflussöffnung vergrößert. Alternativ oder zusätzlich wird die Vorlauftemperatur des Wärmeträgermediums erhöht.According to an advantageous development, the valve position or the flow temperature of the heat transfer medium is changed. Preferably, the increase in the target room temperature value causes the heating valve(s) assigned to the room to change their valve position, in particular in such a way that the flow rate of the heat transfer medium is increased. Preferably the flow opening is enlarged. Alternatively or additionally, the flow temperature of the heat transfer medium is increased.
Als vorteilhafte Weiterbildung ist anzusehen, dass die Delta-Temperaturerhöhung zwischen, insbesondere 0,2 und 1K, vorzugsweise 0,5 und 0,7K, beispielsweise 0,6K liegt. Die Werte haben sich als vorteilhaft herausgestellt, da die Aufwärmung nicht zu lange dauert, dennoch kleinere Temperaturschwankungen durch die externen Einflüsse nicht zum Tragen kommen.An advantageous further development is that the delta temperature increase is between, in particular, 0.2 and 1K, preferably 0.5 and 0.7K, for example 0.6K. The values have proven to be advantageous because the warm-up does not take too long, but small temperature fluctuations due to external influences do not come into play.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass beim Vergleichen das minimale Verhältnis oder das mittlere Verhältnis aus allen ermittelten oder bekannten Verhältnissen ermittelt wird. Das mittlere Verhältnis ist der Mittelwert aus allen bekannten Verhältnissen und den ermittelten Verhältnissen der unterschiedlichen Heizungsventile. Vorzugsweise erfolgt ausgehend von dem ermittelten minimalen Verhältnis oder mittleren Verhältnis die Auswahl der Heizungsventile die begrenzt werden.An advantageous development is that when comparing, the minimum ratio or the average ratio is determined from all determined or known ratios. The average ratio is the average of all known ratios and the determined ratios of the different heating valves. Preferably, the heating valves that are limited are selected based on the determined minimum ratio or average ratio.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass beim Begrenzen die Aufheizgradient mittels dem minimalen Verhältnis und/oder dem mittleren Verhältnis bestimmt wird, und dass mittels dem ermittelten Aufheizgradient die maximale Ventilstellung für zumindest eines, insbesondere alle Heizungsventile ermittelt wird.An advantageous development is that when limiting the heating gradient is determined using the minimum ratio and/or the average ratio, and that the maximum valve position for at least one, in particular all heating valves is determined using the determined heating gradient.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Verhältnis für jedes Heizungsventil ermittelt wird. Vorzugsweise wird für jedes Heizungsventil das Verhältnis und damit eine maximalen Ventilstellung ermittelt. Insbesondere kann das ermittelt der maximalen Ventilstellung dadurch erfolgen, dass in einem Testmodus der Soll-Temperaturwert für den Test erhöht werden. Insbesondere kann das Erhöhen des Soll-Temperaturwerts seriell oder parallel erfolgen.An advantageous development of the method is characterized in that the ratio is determined for each heating valve. Preferably, the ratio and thus a maximum valve position is determined for each heating valve. In particular, the maximum valve position can be determined by increasing the target temperature value for the test in a test mode. In particular, the target temperature value can be increased in series or in parallel.
Als vorteilhafte Weiterbildung ist anzusehen, dass das Verhältnis für Heizungsventile, die ein und demselben Raum zugeordnet sind, gleichzeitig ermittelt werden.An advantageous further development is that the ratio for heating valves that are assigned to one and the same room are determined at the same time.
Als vorteilhafte Weiterbildung ist anzusehen, dass die maximale Ventilstellung eines Heizungsventils nicht unterhalb, insbesondere nur oberhalb, eines Grenzwertes von 50% vorzugsweise 40% beispielsweise 30%, der maximal technisch möglichen Ventilstellung des Heizungsventils einstellbar ist. Vorzugsweise wird die maximale Ventilstellung, wenn diese auf einen Wert unterhalb des Grenzwertes ermittelt wird, auf den Grenzwert eingestellt. Es wird verhindert, dass ein Wärmeübertrager nur noch minimal oder gar nicht mehr mit Wärmeenergie versorgt wird. Dies kann insbesondere passieren, wenn die Heizungsanlage einen Fehler hat, oder insbesondere eine Vielzahl der Heizungsventile kaputt sind.An advantageous further development is that the maximum valve position of a heating valve cannot be set below, in particular only above, a limit value of 50%, preferably 40%, for example 30%, of the maximum technically possible valve position of the heating valve. Preferably, the maximum valve position is determined to be below the limit value the limit value is set. This prevents a heat exchanger from only being supplied with minimal or no heat energy at all. This can happen in particular if the heating system has a fault or, in particular, a large number of the heating valves are broken.
Die Erfindung betrifft ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens auszuführen.The invention relates to a computer program which is set up to carry out all steps of the method.
Ferner betrifft die Erfindung ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.The invention further relates to a machine-readable storage medium on which the computer program is stored.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektronische Heizungssteuereinheit, die eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens auszuführen.The invention further relates to an electronic heating control unit which is set up to carry out the steps of the method.
Ferner betrifft die Erfindung eine Heizungsanlage, welche mit einem Verfahren nach automatisiert hydraulisch abgleichbar ist.The invention further relates to a heating system which can be hydraulically adjusted using an automated method.
In den Figuren ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizungsanlage zu sehen sowie ein erfindungsgemäßes Ventil und Verfahren, welches in der folgenden Beschreibung näher dargelegt wird. Es zeigen
- Figur 1
- eine erfindungsgemäße Heizungsanlage
- Figur 2
- ein erfindungsgemäßes Verfahren und
- Figur 3
- das Verfahren anhand eines Koordinatensystems.
- Figure 1
- a heating system according to the invention
- Figure 2
- a method according to the invention and
- Figure 3
- the method using a coordinate system.
Die Wärmeübertrager 22, 24, 26 können insbesondere als Radiator oder Fußbodenheizung ausgebildet sind. Auch kann einer der Wärmeübertrager als Radiator und ein anderer als Fußbodenheizung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist in jedem Raum zumindest ein Wärmeübertrager ausgebildet. Es ist aber auch denkbar das in einem Raum zwei oder mehr Wärmeübertrager angeordnet sind. Auch ist denkbar, dass es Räume ohne Wärmeübertrager gibt.The
Im Vorlauf eines jeden Wärmeübertragers 22, 24, 26 ist jeweils ein Heizungsventil 28, 30, 32 angeordnet. In
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung können auch mehrere Wärmeübertrager 22, 24, 26 einem Heizungsventil 28, 30, 32 zugeordnet sein. Die Wärmeübertrager 22, 24, 26, die einem Heizungsventil 28, 30, 32 zugeordnet sind, können hierbei zueinander seriell und/oder parallel verschaltet sein. Vorzugsweise kann ein Heizungsventil 28, 30, 32 den Durchfluss des Wärmeträgermediums durch ein oder mehrere Wärmeübertrager 22, 24, 26 steuern. Vorzugweise können auch mehrere Heizungsventile jeweils ein oder mehrere Wärmeübertrager 22, 24, 26, die in dem selben Raum angeordnet sind, vorgeschaltet sein.According to an advantageous development,
Üblicherweise weist das Heizgerät 12 eine Heizungssteuereinheit 40 zur Steuerung und/oder Regelung auf. Vorzugsweise kann Heizungssteuereinheit 40 auch die Vorlauftemperatur des Wärmeträgermediums mittels dem Heizgerät 12 steuern.The
Vorzugsweise sind die Raumcontroller 42, 44, 46 ausgebildet. Die Raumcontroller 42, 44, 46 weisen vorzugsweise ein Bedienelement und ein Anzeigemittel, insbesondere ein Display auf. Sie ermöglichen das Einstellen einer Soll-Raumtemperatur. Vorzugsweise sind die Raumcontroller 42, 44, 46 einem Raum zugeordnet, für den die Soll-Raumtemperatur eingestellt werden kann. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist es möglich mittels eines Raumcontrollers 42, 44, 46 mehrere Soll-Raumtemperaturen einzustellen.The
Auch kann der Raumcontroller 42, 44, 46 in die Heizungssteuereinheit 40 integriert sein.The
Auch sind die Raumcontroller 42, 44, 46 ausgebildet die Heizungsventile 28, 30, 32 zu steuern. Hierzu besteht zwischen den Raumcontrollern 42, 44, 46 und den Heizungsventilen 28, 30, 32 eine Steuerverbindung. Diese kann drahtlos oder drahtgebunden ausgebildet sein.The
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Raumcontroller in das Heizungsventil integriert. Insbesondere weist das Heizungsventil beispielsweise ein Anzeigemittel und ein Bedienelement auf.According to an advantageous development, the room controller is integrated into the heating valve. In particular, the heating valve has, for example, a display means and an operating element.
Auch können die Heizungsventilen 28, 30, 32 direkt über die Heizungsteuereinheit 40 angesteuert werden. Hierzu besteht zwischen der Heizungsteuereinheit 40 und den Heizungsventilen 28, 30, 32 eine Steuerverbindung. Diese kann drahtlos oder drahtgebunden ausgebildet sein.The
Die möglichen Steuerverbindungen sind beispielhaft in
Die Heizungsteuereinheit 40 ist ausgebildet ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 auszuführen. Die Heizungsteuereinheit 40 weist eine Kommunikationsmittel auf, welches ihr erlaubt Soll-Temperaturwerte und Ist-Temperaturwerte zu empfangen oder zu senden. Vorzugsweise ist die Heizungssteuereinheit 40 mittels Steuerverbindungen mit den Heizungsventilen 28, 30, 32 verbunden. Vorzugsweise ist die Heizungssteuereinheit 40 mittels einer Steuerverbindungen mit dem Heizgerät verbunden.The
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Verfahren 100, verteilt auf die Raumcontroller und/oder die Heizungsventile, ausgeführt.According to an advantageous development, the
Auch kann der Soll-Raumtemperaturwert mittels eins mobilen Geräts, insbesondere eines Smartphones oder eins Tabletts eingestellt werden. Hierzu wird der Soll-Raumtemperaturwert insbesondere an einen Raumcontroller, ein Heizungsventil oder die Heizungssteuereinheit 40 gesendet.The target room temperature value can also be set using a mobile device, in particular a smartphone or a tablet. For this purpose, the target room temperature value is sent in particular to a room controller, a heating valve or the
Vorzugsweise ist ein Temperatursensor (nicht dargestellt) zur Erfassung der Ist-Temperatur in einem Raum ausgebildet. Der Ist-Temperaturwert wird insbesondere für die Ausführung des Verfahrens benötigt. Der Temperatursensor wird für die Erfassung der aktuellen Temperatur in einem Raum benötigt. Der Temperatursensor stellt die erfasste Temperatur der Heizungssteuereinheit 40 und/oder einem Raumcontroller und/oder einem Heizungsventil 28, 30, 32 zur Verfügung. Insbesondere weisen die Raumcontroller den Temperatursensor auf. Sie können die Ist-Temperatur an die Heizungssteuereinheit 40 senden. Vorzusgweise sind mehrere Temperatursensoren vorgesehen, welche insbesondere jeweils einem Heizungsventil zugeordnet sind.A temperature sensor (not shown) is preferably designed to detect the actual temperature in a room. The actual temperature value is required in particular to carry out the process. The temperature sensor is required to record the current temperature in a room. The temperature sensor makes the detected temperature available to the
In einem Verfahrensschritt 110 erfolgt das Empfangen einer Erhöhung eines Soll-Raumtemperaturwerts. Die Änderung des Soll-Raumtemperaturwerts kann hierbei von einem Benutzer, insbesondere einem Bewohner, aber auch durch ein automatisiertes System erzeugt werden. Auch kann sie automatisch getriggert oder durch ein Zeitprogramm ausgelöst werden. Das Empfangen umfasst hierbei auch das Abrufen, Abfragen oder messen eines geänderten Soll-Raumtemperaturwerts. Die Änderung des Soll-Raumtemperaturwerts wirkt wie ein Trigger, welcher die weiteren Verfahrensschritte triggert.In a
Vorzugsweise bieten insbesondere Raumcontroller 42, 44, 46, insbesondere mit Thermostatfunktion die Möglichkeit die Soll-Raumtemperatur zu ändern. Vorzugsweise ist ein Raumcontroller 42, 44, 46 einem Raum zugeordnet. Insbesondere ist ein Raumcontroller 42, 44, 46 in dem Raum, dem er zugeordnet ist, auch angeordnet. Vorzugsweise weist der Raumcontroller 42, 44, 46 ein Anzeigemittel und ein Bedienelement auf. Umgangssprachlich werden Raumcontroller auch als Thermostate bezeichnet. Insbesondere weisen die Raumcontroller auch Temperatursensoren zur Erfassung der Ist-Temperatur auf.
Gemäß einer Weiterbildung ist ein zentraler Raumcontroller ausgebildet. Dieser ermöglicht es für zwei oder mehr Räume die Soll-Raumtemperaturwerte einzustellen. Vorzugsweise sind die Heizungsteuereinheit 40 und der zentrale Raumcontroller als eine Einheit ausgebildet.According to a further development, a central room controller is designed. This makes it possible to set the target room temperature values for two or more rooms. The
Die Erhöhung der Soll-Raumtemperatur, insbesondere des Soll-Raumtemperaturwerts, bewirkt, dass eine erhöhte Temperatur in dem Raum gewünscht ist. Um dies zu erreichen, muss dem Raum Wärmeenergie zugeführt werden und/oder die zugeführte Wärmeenergie erhöht werden.The increase in the target room temperature, in particular the target room temperature value, causes an increased temperature in the room to be desired. In order to achieve this, heat energy must be supplied to the room and/or the heat energy supplied must be increased.
Gemäß einer ersten Ausführungsform erfolgt das zusätzliche Zuführen der Wärmeenergie durch das Ändern der Ventilstellung zumindest eines der Heizungsventile 28, 30, 32, die dem Raum zugeordnet sind. Sind mehr als ein Heizungsventil 28, 30, 32 dem Raum zugeordnet, wird deren Ventilposition ebenfalls geändert. Vorzugsweise wird die Ventilposition aller Heizungsventile 28, 30, 32, die dem Raum zugeordnet sind, geändert. Vorzugsweise wird die Ventilstellung derart geändert, dass sich der Durchfluss des Wärmeträgermediums erhöht. Entsprechend erhöht sich auch der Durchfluss an Wärmeträgermedium in einem oder mehrerer Wärmeübertrager 22, 24, 26, die dem Heizungsventil 28, 30, 32, inbsesondere dessen Ventilposition geändert wurde, nachgeschalten sind.According to a first embodiment, the additional supply of thermal energy takes place by changing the valve position of at least one of the
Unter einem Raum zugeordnete Heizungsventile sind insbesondere die Heizungventile zu verstehen, welche zumindest einem Wärmeübertrager, der dem Raum zugeordnet ist, vorgeschaltet sind und/oder den Durchfluss durch den zumindest einen Wärmeübertrager steuern.Heating valves assigned to a room are to be understood in particular as heating valves which have at least one heat exchanger is assigned to the room, are connected upstream and / or control the flow through the at least one heat exchanger.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird die Vorlauftemperatur des Wärmeträgermediums erhöht. Die Erhöhung der Vorlauftemperatur bewirkt, dass mehr Wärmeenergie dem Wärmeübertragermediums zugeführt wird. Die Erhöhung der Vorlauftemperatur erfolgt insbesondere durch das Heizgerät 12.According to a second embodiment, the flow temperature of the heat transfer medium is increased. Increasing the flow temperature causes more thermal energy to be supplied to the heat transfer medium. The flow temperature is increased in particular by the
In einem weiteren Verfahrensschritt 120 erfolgt das Ermitteln der Aufheizzeit tN. Es wird die Zeit ermittelt, die benötigt wird, um den Raum ausgehend von einer Ausgangstemperatur, auch bezeichnet als Ist-Raumtemperatur um eine Delta-Temperaturerhöhung ΔT, zu erwärmen. Vorzugsweise wird die Zeit ermittelt, um die Temperatur in einem Raum von der Ist-Raumtemperatur um eine Delta-Temperaturerhöhung ΔT auf eine Zieltemperatur zu erhöhen.In a
Vorzugsweise muss die Zieltemperatur kleiner bzw. gleich wie die Soll-Raumtemperatur sein. Eine solche Überprüfung erfolgt in dem optionalen Verfahrensschritt 115. Ist die Solltemperatur kleiner als die Zieltemperatur, so wird das Verfahren 100 abgebrochen.Preferably, the target temperature must be less than or the same as the target room temperature. Such a check is carried out in the
Im Folgenden steht N für ein Heizungsventil. Am Beispiel für
In einem weiteren Verfahrensschritt 130 wird der Aufheizgradient ∇N ermittelt. Der Aufheizgradient ∇N wird aus der Delta-Temperaturerhöhung ΔTN und der Aufheizzeit tN ermittelt.
In einem weiteren Verfahrensschritt 140 wird die mittlere relative Ventilstellung Vmit_N ermittelt. Die mittlere relative Ventilposition Vmit_N ist die mittlere Ventilstellung über die Aufheizzeit tN. Sie wird insbesondere mittels einer zeitlich gewichteten Mittelwertbildung der Ventilstellungen ∇N während der Aufheizzeit t ermittelt. Insbesondere wird die mittlere relative Ventilstellung Vmit_N von dem Heizungsventil N ermittelt, welches dem Raum zugeordnet ist.In a
In einem weiteren Verfahrensschritt 150 wird das Verhältnis merm_N aus Aufheizgradient ∇N zu mittlerer relativer Ventilstellung Vmit_N ermittelt.
Vorzugsweise wird zusätzlich ein Tiefpassfilter auf das ermittelte Verhältnis merm_N angewendet, um den Einfluss von Störgrößen zu minimieren Vorteilhaft ist in einem Heizungssystem 10, welches hydraulisch abgeglichen ist, dass jeweils das Verhältnis merm_1 eines ersten Heizungsventils zu dem Verhältnis merm_2 eines weiteren Heizungsventils gleich ist. Insbesondere spricht man auch von hydraulisch abgeglichen, wenn sich der Wert m nur minimal unterscheidet. Weist beispielsweise das Verhältnis merm_1 eines ersten Heizungsventils 1.0 auf und das Verhältnis merm_2 eines zweiten Heizungsventils ebenfalls 1.0 oder 1.01, so ist die Heizungsanlage bestehend aus den zwei Heizungsventilen hydraulisch abgeglichen. Bei mehr als zwei Heizungsventilen muss merm_1 =merm_2= merm_N aller Heizungsventile im Wesentlichen gleich sein oder darf einen definierte Abweichung, insbesondere Toleranz Tdef, nicht überschreiten. Wird der definierte Abweichung überschritten, handelt es sich um eine Heizungsanlage 10, welche nicht hydraulisch abgeglichen ist.Preferably, a low-pass filter is additionally applied to the determined ratio m erm_N in order to minimize the influence of disturbance variables. In a
In einem Verfahrensschritt 160 erfolgt das Vergleichen des ermittelten Verhältnisses merm_N, insbesondere auch als merm_N bezeichnet, mit den ermittelten Verhältnissen mbek eines oder mehrerer anderer Heizungsventile oder Räume. Insbesondere werden die merm Werte der Heizungsventile nach der Ermittlung jeweils in einem seperaten Speicher als mbek abgelegt.In a
Vorzugsweise wird das zuletzt für ein anderes Heizungsventil ermittelte Verhältnis mbek verwendet. Vorzugsweise werden die Verhältnisse merm aller Heizungsventile ermittelt. Vorzugsweise wird der Vergleich mit einem oderer mehreren, insbesonderer aller mbek nach jedem Ermitteln von merm_N erneut durchgeführt. Vorzugsweise wird, insbesondere anschließend, das ermittelte merm_N als mbek für dieses Ventil in einem Speicher hinterlegt.The ratio m bek that was last determined for another heating valve is preferably used. Preferably the conditions will be m erm all Heating valves determined. Preferably, the comparison is carried out again with one or more, in particular all, m bek after each determination of m erm_N . Preferably, in particular subsequently, the determined m erm_N is stored as m bek for this valve in a memory.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird im Verfahrensschritt Vergleichen 160 das Heizungsventil mit dem geringsten Verhältnis m ermittelt. Das geringste m wird auch als mmin bezeichnet. Es wird hierbei alle bekannten mbek und das neu ermittelte merm_N herangezogen.According to an advantageous development, the heating valve with the lowest ratio m is determined in method step Compare 160. The smallest m is also called m min . All known m bek and the newly determined m erm_N are used.
Weiterhin wird der Aufheizgradient ∇min für das Heizungsventil mit dem geringsten Verhältnis mmin für eine Ventilstellung 100%, also maximal geöffnet, ermittelt. Vorzugsweise wird der Aufheizgradient ∇min für 100% Ventilstellung berechnet.
In einem Verfahrensschritt 170 erfolgt das Begrenzen der maximalen Ventilstellung eines Heizungsventils 28, 30, 32 oder mehrerer Heizungsventile. Zwangsläufig muss hier nicht das Heizungsventil N begrenzt werden, für welches in einem der direkten vorhergehenden Verfahrensschritte das Verhältnis merm_N ermittelt wird.In a
Im Verfahrensschritt Begrenzen 170 wird die maximale Ventilstellung Vmax eines oder mehrere Heizungsventile vorgegeben. Aus dem ermittelten Aufheizgradient ∇min wird die maximale Ventilstellung Vmax jeweils für die Heizungsventile ermittelt.In
Gemäß einer Weiterbildung wird das oder die Heizungsventile begrenzt, deren Verhältnis m außerhalb der zulässigen Toleranz Tol liegen. Sind mehr als ein Heizungsventil 28, 30, 32 außerhalb der Toleranz Tol, so können auch mehrere Heizungsventile 28, 30, 32 begrenzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird nicht der Aufheizgradient ∇min des Heizungsventils mit dem geringsten m, der mbek und dem merm_N verwendet, sondern es erfolgt eine Berechnung des Aufheizgradient ∇min über das mittlere Verhältnis mmit abzüglich der Standardabweichung σ. Das mittlere Verhältnis mmit ist der Mittelwert aus allen bekannten Verhältnissen mbek und dem ermittelten Verhältnissen merm_N der unterschiedlichen Heizungsventilen. Die 100% sind notwendig, um den Aufheizgradient V für ein komplett geöffnetes Ventil zu bestimmen. Bei einer Ventilstellung von V=100% ergibt sich.
Vorteilhaft können hierdurch insbesondere Auslegungsfehler, wie zu kleine Wärmeübertrager, ausgeglichen werden. Auch können kaputte oder fehlerhafte Ventile ausgeglichen werden.This can advantageously compensate for design errors in particular, such as heat exchangers that are too small. Broken or faulty valves can also be compensated for.
Die Standardabweichung σ ist ein Maß für die Streubreite der Werte eines Merkmals rund um dessen Mittelwert (arithmetisches Mittel). Vereinfacht gesagt, ist die Standardabweichung die durchschnittliche Entfernung aller gemessenen Ausprägungen eines Merkmals vom Durchschnitt. Hierdurch können insbesondere Ventile ausgeschlossen werden, die fehlerhaft sind oder fehlerhafte Heizungsanlagen Auslegungen. Fehlerhafte Ventile würden dazu führen, dass die Heizungsventile falsch begrenzt werden würden.The standard deviation σ is a measure of the spread of the values of a characteristic around its mean (arithmetic mean). Put simply, the standard deviation is the average distance of all measured expressions of a characteristic from the average. In this way, valves that are faulty or faulty heating system designs can be excluded. Faulty valves would cause the heating valves to be incorrectly limited.
Die Begrenzung der maximalen Ventilstellung eines Heizungsventils erfolgt in dem die ermittelte Aufheizgradient ∇min durch das für das Heizungsventil ermittelte Verhältnisse merm_N oder bekannte Verhältnisse mbek dividiert wird.
Vorzusgweise wird Verfahrensschritt 170, insbesondere für jedes Heizungsventil, wiederholt. So wird für jeder Heizungsventil die neu maximale Ventilposition ermittelt. Für jedes Heizungsventil wird entweder das von ihm bekannte Verhältnis oder ggf. das in den Verfahrensschritten zuvor für das Heizungsventil neu ermittelte Verhältnis verwendet.Preferably,
In
Die gestrichelten Linien stellt den Verlauf des Verhältnisses m1 eines ersten Heizungsventils 28 und die Strichpunktlinien den Verlauf des Verhältnisses m2 eines zweiten Heizungsventils 30 dar.The dashed lines represent the course of the ratio m 1 of a
Beipielhaft wurde m1 zuvor ermittelt und ist daher vergleichbar mit merm_N, hier merm_1 . m2 entspricht dem mbek des Heizungsventils 2.As an example, m 1 was previously determined and is therefore comparable to m erm_N , here m erm_1 . m 2 corresponds to the m bek of the heating valve 2.
Entsprechend Verfahrensschritt 160 wird das Heizungsventil mit dem geringsten Verhältnis mmin ermittelt 160a. In dem Beispiel gemäß
Weiterhin wird der Aufheizgradient ∇min für das Heizungsventil mit dem geringsten Verhältnis mmin für eine Ventilstellung V=100%, also maximal geöffnet, ermittelt 160b. Vorzugsweise wird das Verhältnis für 100% Ventilstellung berechnet. 160a und 160b sind Unterschritte von 160.Furthermore, the heating gradient ∇ min for the heating valve with the lowest ratio m min for a valve position V = 100%, i.e. maximally opened, is determined 160b. Preferably the ratio is calculated for 100% valve position. 160a and 160b are substeps of 160.
Anschließend erfolgt das Begrenzen 170 der maximalen Ventilstellung.The maximum valve position is then limited 170.
Der ermittelte Aufheizgradient ∇min wird einem oder allen weiteren Heizungsventilen vorgegeben 170a. Aus dem vorgegebenen Aufheizgradient ∇min wird die maximale Ventilstellung Vmax und/oder Vmax_N für die Heizungsventile ermittelt 170b. Vorzugsweise wird in dem Beispiel gemäß
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird nicht der Aufheizgradient ∇min Verwendet, sondern es erfolgt die Berechnung über den mittleren Aufheizgradient ∇mit aller Heizungsventile abzüglich der Standardabweichung σ. Vorteilhaft können hierdurch insbesondere Auslegungsfehler, wie zu kleine Wärmeübertrager, ausgeglichen werden. Auch können kaputte oder fehlerhafte Ventile ausgeglichen werden.According to a further development of the invention, the heating gradient ∇ min is not used, but the calculation is made using the average heating gradient ∇ with all heating valves minus the standard deviation σ. This can be particularly advantageous when it comes to design errors, such as those that are too small Heat exchanger, to be balanced. Broken or faulty valves can also be compensated for.
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