RU2735734C1 - Самонастраивающееся регулировочное устройство для клапана регулирования расхода, система термостатирования и распределительное устройство с ними, а также соответствующие способы - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение характеризует регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода в контуре (3) потребителя с теплообменником (30), в частности в системе (10) термостатирования для зданий с источником (4) термостатирования, жидкостным теплоносителем и насосом (5). Кроме того, изобретение касается распределительного устройства (11) для самонастраивающегося распределения жидкостного теплоносителя по меньшей мере на два или более контура (3) потребителей с теплообменниками (30), которые в каждом случае включают клапан (2) регулирования расхода, в системе (10) термостатирования с источником (4) термостатирования, и насосом (5), причем распределительное устройство (11) имеет питающий коллектор (13) и возвратный коллектор (14). К ним входной стороной и выходной стороной присоединены контуры (3) потребителей, причем проточные клапаны (2) размещаются на питающем коллекторе (13) или на возвратном коллекторе (14). Обеспечивается эффективное и простое устройство. 6 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Настоящая заявка относится к регулировочному устройству для самонастраивающегося регулирования клапана регулирования расхода в контуре потребителя с теплообменником в системе термостатирования, и к системе термостатирования с ними, а также к распределительному устройству для самонастраивающегося распределения жидкостного теплоносителя по нескольким контурам потребителей. Кроме того, заявка относится к соответствующему способу самонастраивающегося регулирования расхода в контуре потребителя и самонастраивающегося распределения, которым достигается отвечающее потребностям выравнивание частичных потоков жидкостного теплоносителя среди нескольких контуров потребителей.

Технической основой изобретения является применение отопительных устройств и установок кондиционирования воздуха для помещений, в частности, таких как отопление нагретым полом, панельное отопление или охлаждающие потолки, которые встроены в здание, чтобы создавать независимую от погодных условий выбираемую температуру в помещении.

Из уровня техники в отношении монтажа систем отопления известны многочисленные конструкции и системы управления для комфортного и эффективного распределения и регулирования тепловой энергии посредством гидравлической сети в здании, причем также известно подобное оборудование в зданиях для распределения и регулирования энергии для кондиционирования воздуха и, соответственно, отведения тепла из помещений.

Так, например, WO 2015/142879 A1 раскрывает дооснащение системы теплопередачи посредством жидкости, причем для регулирования используется термостат. В представленном варианте исполнения дооснащение предусматривает переключатель, датчик температуры подачи и датчик температуры обратного теплоносителя. Термостат подает управляющий сигнал на клапан. Существуют точка горячей и холодной настройки для температуры обратного теплоносителя. Если температура обратного теплоносителя составляет величину вне диапазона между точками настройки, то есть, является слишком горячей или слишком холодной, то срабатывает перерегулирование переключателя, чтобы модифицировать управляющий сигнал термостата, иначе он остается неизменным. При известной температуре подачи точки горячей и холодной настройки могут динамически модифицироваться. Это может производиться с использованием читаемой таблицы или по формуле на основе температуры подачи. Кроме того, предусматривается обратная связь, посредством которой переключатель достигает положения открытия клапана. Кроме того, может предусматриваться запоминающее устройство для данных о порядке изменений температуры, положения клапана, и т.д. При этом термостат выдает управляющий сигнал для положения клапана, так что регулятор температуры воздуха в помещении представляет собой специфический компонент для подлежащей дооснащению общей системы, который необходим для каждого помещения.

US 2009/0314484 A1 описывает независимое регулирование расхода потока для теплообменника с подачей управляющего сигнала для исполнительного элемента проточного клапана. Первый и второй температурные датчики измеряют входную и выходную температуру на входе жидкости на теплообменнике. Регулировочное устройство срабатывает на разность температур между входной и выходной температурой, чтобы согласовывать управляющий сигнал таким образом, чтобы разность температур поддерживалась по существу постоянной. Регулировочное устройство может представлять собой независимое устройство, которое приспособлено для дооснащения обычного клапана и исполнительного элемента. В ином случае регулировочное устройство и исполнительный элемент могут быть выполнены едино с клапаном так, что образуется независимый узел, для которого требуются только монтаж и подсоединение температурных датчиков. Регулирование производится согласно алгоритму, и клапан действует независимо от центрального управляющего устройства, как это является обычным в современных системах монтажа в зданиях. При этом регулирование разности температур (на входе/выходе теплообменника) выдерживается при постоянном значении. Это значение предварительно задается с использованием DIP-переключателя в согласовании с пропускной способностью теплообменника. Регулирование системы после предустановки тем самым не оставляет возможностей согласования с внешними и, соответственно, переменными событиями или интеллектуального приспособления к индивидуальным действиям пользователя.

Кроме того, из DE 102006052124 A1 известна система выравнивания устройства для поддерживания равномерной температуры пола, в которой на каждом возвратном трубопроводе размещается регулятор температуры обратного теплоносителя с измеряющим температуру в данном возвратном трубопроводе температурным датчиком, и в которой все регуляторы температуры обратного теплоносителя имеют одинаковую характеристику регулирования температуры. Регуляторы температуры обратного теплоносителя имеют одинаковые параметрические кривые зависимости температуры от величины протока. На одном электрическом регуляторе температуры обратного теплоносителя температурный датчик передает температуру в возвратном трубопроводе на регулятор, который, в свою очередь, управляет регулируемым дроссельным устройством, таким как клапан. Регулятор температуры обратного теплоносителя следит за тем, чтобы выходящая из нагревательного контура вода всегда имела предварительно заданную температуру. Кроме того, предусматривается коллектор, в который через патрубок впадает каждый возвратный трубопровод, причем регулятор температуры обратного теплоносителя снабжен с патрубком.

Из DE 102009004319 A1 известен способ выполнения гидравлического выравнивания, в котором регистрируется температура обратного теплоносителя, и регулируется объемный потока в зависимости от температуры обратного теплоносителя. При этом из температуры обратного теплоносителя и заданного значения температуры обратного теплоносителя выводится величина рассогласования, и объемный поток через теплообменник регулируется в зависимости от величины рассогласования. В альтернативном варианте, может определяться разность температур между температурой подачи и температурой обратного теплоносителя, чтобы из разности температур и заданного значения разности температур выводить величину рассогласования, и объемный расход потока через теплообменник регулируется в зависимости от величины рассогласования.

DE 102014020738 A1 описывает способ автоматизированного гидравлического выравнивания отопительного устройства. В этом способе определяется среднее время нагревания, в частности, средняя продолжительность нагревания всех потребителей тепла, и/или средняя продолжительность нагревания всех помещений до стабильного значения температуры. В зависимости от этого определяются максимальные водопропускные отверстия клапанов. При этом определяется, превышает ли время нагревания среднюю продолжительность нагревания или не достигает ее. На этой основе производится постепенное гидравлическое выравнивание отопительного устройства и согласование с переменными условиями работы отопительного устройства. При этом продолжительность нагревания потребителя тепла и, соответственно, помещения является такой, какая требуется, чтобы потребитель тепла и, соответственно, помещение были прогреты от исходной температуры до целевой температуры. Тогда средняя продолжительность нагревания получается из суммы всех периодов нагревания, деленной на число имеющихся потребителей тепла и, соответственно, помещений. Для выведения суммы всех периодов нагревания требуются взаимная коммуникация между контурами отопления или с общим управляющим устройством, а также соответствующие проводные соединения и их монтаж, или, соответственно, альтернативные интерфейсы связи.

DE 102015222110 A1 представляет клапан, который определяет время нагревания по меньшей мере одного потребителя тепла и/или время нагревания помещения по разности температур, причем клапан имеет регулируемое пропускное отверстие. Положение максимального открывания клапана устанавливается в зависимости от того, превышает ли фактическое время нагревания заданную продолжительность нагревания или не достигает ее, на основе чего может выполняться гидравлическое выравнивание отопительного устройства и согласование с переменными условиями работы отопительного устройства. Для определения фактического времени нагревания измеряется и запоминается фактическая температура в начальный момент времени. По истечении периода времени, например, 10 минут, еще раз измеряется и запоминается фактическая температура. Фактическое время нагревания получается из величины разности между обоими измеренными значениями температуры, деленной на единицу времени, которое прошло между обоими измерениями температуры. То есть, клапан через определенные промежутки времени запрашивает результаты измерения температуры в проложенном в помещении теплообменном контуре отопительного устройства и/или в помещении. Тем самым измеряются две температуры, причем сам клапан не определяет время нагревания сообразно порядку изменения этих температур.

EP 2653789 A2 представляет управляющее устройство, которое включает регулятор, посредством которого регистрируется разность температур термостатирующей текучей среды между температурой подачи и температурой обратного теплоносителя. При этом регулятор, исходя из этой разности температур, вызывает срабатывание исполнительного устройства клапана для регулирования степени открывания отверстия клапана таким образом, чтобы средняя разность температур термостатирующей текучей среды между температурой подачи и температурой обратного теплоносителя составляла величину в пределах предварительно определенного диапазона значений. Кроме того, может быть предусмотрен термостат для учета температуры в помещении, который выдает данные о температуре. При этом опять же в системах с несколькими отопительными схемами предусматривается центральное управляющее устройство с регулятором для нескольких клапанов.

US 2014/321839 А1 описывает устройство регулирования нагревательного элемента для системы нагревания жидкости, которое рассчитано на исполнение следующих стадий: определения рабочего цикла нагревательного элемента мониторингом формы волны подводимого к нагревательному элементу электрического тока; модулирования момента времени начала нагревания посредством нагревательного элемента в зависимости от ожидаемой продолжительности завершения процесса нагревания и от требуемого времени, до которого должен быть завершен процесс нагревания; причем указанная ожидаемая продолжительность определяется в зависимости от указанного рабочего цикла.

EP 2679930 А1 описывает устройство холодильного цикла с компрессором, теплообменниками и расширительным клапаном, причем устройство холодильного цикла может регулировать клапан в байпасе.

WO 2015/148596 А1 описывает систему управления, которая выполнена гибкой в отношении применения для дооснащения нескольких типов нагревательных систем на бойлерной основе, и включает термостатирующее устройство, пользовательский интерфейс, процессор, запоминающее устройство и температурный датчик. Система управления рассчитана на регулирование селективной активации нагревательной системы на бойлерной основе.

EP 3012705 А1 описывает узел клапана теплообменника, систему нагревания и способ эксплуатации системы нагревания. Узел клапана теплообменника имеет редукционный клапан, который включает клапанный элемент, который взаимодействует с дроссельным элементом и регулирует дифференциальное давление. Кроме того, предусматриваются средства распознавания, чтобы выяснять, превышает ли дифференциальное давление предварительно заданное минимальное значение.

Исходя из указанного уровня техники, задача настоящего изобретения состоит в создании альтернативного регулировочного устройства и способа для контура потребителя с теплообменником в системе термостатирования, которые обеспечивают самонастраивающееся регулирование эффективного объемного расхода теплоносителя через теплообменник и непрерывное согласование на основе предшествующих пусков.

Дополнительный аспект изобретения состоит в создании альтернативной системы термостатирования, альтернативного распределительного устройства и способа, посредством которых производится отвечающее потребностям самонастраивающееся распределение объемного расхода теплоносителя среди нескольких потребителей.

Эти задачи и аспекты решаются сообразно признакам регулировочного устройства согласно пункту 1 формулы изобретения, и соответствующим стадиям способа согласно пункту 17 формулы изобретения.

В порядке обобщения, регулировочное устройство для настройки клапана регулирования расхода в контуре потребителя с теплообменником, в частности, в системе термостатирования для зданий с источником термостатирования, жидкостным теплоносителем и насосом, в частности, имеет электрически управляемый исполнительный элемент, устройство регистрации температуры, вычислительный блок и интерфейс для приема внешнего активирующего сигнала, и, в частности, отличается тем, что регулировочное устройство включает устройство регистрации времени и запоминающее устройство, которые предназначены для регистрации и сохранения прежних или фактических на данный момент периода активации активирующего сигнала и/или периода деактивации между двумя активациями; и вычислительный блок предназначен для определения переменного температурного перепада между температурой на выходе возвратного трубопровода и температурой на входе подающего трубопровода на основе периода активации и/или периода деактивации.

При этом регулировочное устройство согласно изобретению составляет самый важный компонент системы термостатирования с сопряженным регулятором температуры воздуха, в котором исполняется соответствующий способ согласно изобретению, и сообразно этому также нуждается в правовой защите как отдельный эксплуатируемый узел.

Соответствующая система термостатирования для самонастраивающегося поддерживания постоянной температуры помещений в здании с источником термостатирования, по меньшей мере одним контуром потребителя с теплообменником, который включает клапан-регулирования расхода, а также жидкостный теплоноситель и насос, имеет по меньшей мере один термостат, который размещен в помещении, со средством ввода для ввода значения, которое является характерным для предварительно задаваемой температуры в помещении, и интерфейс для выдачи активирующего сигнала по меньшей мере для одного контура потребителя в помещении; причем термостат рассчитан на срабатывание на фактическую температуру в помещении, в результате чего термостат выдает активирующий сигнал, как только превышается допустимое расхождение между предварительно задаваемой температурой в помещении и фактической температурой в помещении; и, в частности, отличается тем, что по меньшей мере для одного контура потребителя в каждом случае предусматривается одно соответствующее изобретению регулировочное устройство, которое находится в гидравлической связи с клапаном регулирования расхода контура потребителя, и реагирует на активирующий сигнал или деактивирующий сигнал от термостата, который размещается в том же помещении вместе с контуром потребителя.

Соответствующий способ регулирования протока включает стадии: а) регистрации температуры протекающего теплоносителя на входе подающего трубопровода и температуры на выходе возвратного трубопровода в контуре потребителя; b) расчета отклонения регулируемой величины от заданного значения (рассогласования) между разностью температур из зарегистрированной температуры на входе подающего трубопровода и температуры на выходе возвратного трубопровода, а также предварительно заданного температурного перепада, то есть, величины разности ΔT_Soll минус ΔT_Ist; и с) расчета и настройки регулируемого проходного сечения потока на основе рассогласования. Способ отличается, в частности, стадиями: d) регистрации предшествующего или текущего периода активации и/или периода деактивации контура потребителя; и е) определения переменного температурного перепада между температурой на выходе возвратного трубопровода и температурой на входе подающего трубопровода на основе периода активации и/или периода деактивации;

Активация согласно определению настоящего изобретения представляет собой включенное состояние или приведение в действие из режима ожидания регулировочного устройства или по меньшей мере вычислительного блока в регулировочном устройстве, которое или, соответственно, которые поддерживаются на непрерывном уровне сигнала, со срабатыванием под действием сигнального импульса, или подводимого в форме сигнала управляющего напряжения или, соответственно, напряжения возбуждения для включения транзистора на источнике питания, непосредственного подключения источника питания в форме сигнала, или тому подобного. Период активации согласно определению подразумевает длительность времени от начала до конца соответствующего включенного состояния после срабатывания или приведения в действие из режима ожидания, и, соответственно, продолжительности приема непрерывного уровня сигнала, управляющего напряжения, напряжения возбуждения или подачи питания, или промежуток времени между двумя сигнальными импульсами, которые обусловливают процесс включения и процесс отключения. Деактивация и, соответственно, период деактивации, представляют собой соответственно дополнительное состояние и промежуток времени, в котором и, соответственно, в течение которого регулировочное устройство бездействует, или по меньшей мере не проводится расчет в вычислительном блоке или настройка исполнительного элемента.

В своей общей форме настоящее изобретение тем самым впервые предусматривает регулирование объемного расхода потока и в результате этого температурного перепада, то есть, подведения энергии и, соответственно, отведения энергии между источником термостатирования и помещением на теплообменнике, то есть, нагреванием или охлаждением, определенно на основе регистрируемых во время эксплуатации периода активации и/или периода деактивации, которые в предусматриваемом варианте применения соответствуют продолжительности нагревания или продолжительности охлаждения данного помещения от фактической температуры в помещении до предварительно заданной температуры в помещении.

Соответствующая изобретению самонастройка регулировки клапана обеспечивает то преимущество, что эффективно и простым путем определяется оптимальный режим работы в отношении индивидуального места размещения теплообменника, и самостоятельно согласуется с этим. В частности, это касается применения панельного отопления в форме нагревательного змеевика для нагревания пола, при котором характеристики нагревания варьируют вследствие частичной изоляции и теплопередачи данного помещения в здании не всегда понятным для монтажника путем, и отражаются в результирующей специфической для данного помещения продолжительности нагревания. Настоящее изобретение в этом плане нацелено на то, чтобы регистрировать продолжительность нагревания, и посредством соответствующего изобретению саморегулирования сочетаться с указанным в уровне техники известным регулирующим действием, которое служит для соблюдения энергетически эффективного рабочего диапазона. Это регулирующее действие относится к разности температур до и после теплообменника, которая обусловливается объемным расходом потока и температурой подачи в соотношении с температурой окружающей среды и, соответственно, температурой в здании.

Кроме того, соответствующей изобретению самонастройкой регулировки клапана обеспечивается то преимущество, что она рационально согласуется с поведением пользователя, и самостоятельно оптимизирует удобство быстро реагирующего термостатирования помещения в пределах диапазона эффективных режимов работы. Так, фактическая продолжительность нагревания, которая зависит от профиля пользователя, как, например, управления отопительным устройством во времени и его температурного режима, непрерывно влияет на продолжительность нагревания, которая соответствует воспринимаемому как комфортное времени реагирования для адаптации к температуре помещения.

Более того, соответствующее изобретению самонастраивающееся регулировочное устройство обеспечивает то преимущество, что оно может быть выполнено с использованием простых, недорогих деталей с надежным режимом эксплуатации и незначительными затратами на проводной монтаж и сборку. Так, например, становится ненужным центральное управляющее устройство, которое должно быть соединено с температурными датчиками, исполнительными элементами и устройствами регистрации положения клапана на всех контурах потребителей с теплообменниками. Кроме того, не требуется ни регистрация температуры в помещении, ни вообще регистрация температуры, и также не нужны коммуникации для передачи такого рода значений температуры на центральное управляющее устройство, поскольку период нагревания определяется не регистрацией порядка изменения температуры, а на основе решения вычислительного блока регулировочного устройства, где требуется и, соответственно, обрабатывается только активирующий сигнал или деактивирующий сигнал термостата, что может быть проведено в упрощенном варианте исполнения регулятора температуры воздуха. Тем самым как регулятор температуры воздуха, так и передача и прием сигнала могут быть исполнены посредством простых компонентов, так как не должны создаваться и передаваться никакие данные или расчетные и, соответственно, модельные управляющие сигналы со стороны регулятора температуры воздуха в каждом помещении.

Распределительное устройство для самонастраивающегося распределения жидкостного теплоносителя по меньшей мере на два или более контура потребителей с теплообменниками, которые в каждом случае включают клапан регулирования расхода, в системе термостатирования с источником термостатирования и насосом, имеет питающий коллектор и возвратный коллектор, к которым контуры потребителя присоединены с входной стороны и выходной стороны, причем на питающем коллекторе или возвратном коллекторе размещены проточные клапаны; и, в частности, отличается тем, что для каждого клапана регулирования расхода предусматривается соответствующее изобретению регулировочное устройство для самонастраивающегося регулирования контуров потребителей.

Соответствующий способ распределения жидкостного теплоносителя, в частности, отличается тем, что для каждого контура потребителя соответствующий изобретению способ самонастраивающегося регулирования протока жидкостного теплоносителя исполняется посредством активируемого извне контура потребителя независимо друг от друга.

Соответствующее изобретению саморегулирование распределения жидкостного теплоносителя и, соответственно, распределительное устройство тем самым образованы гидравлическим параллельным соединением контуров потребителей, в которых в каждом случае соответствующая изобретению самонастройка регулировки клапана выполняется независимо.

Соответствующее изобретению самонастраивающееся распределительное устройство обеспечивает в системе термостатирования с несколькими контурами потребителей то преимущество, что оно может быть особенно простым путем смонтировано или дооснащено. Оно может быть выполнено как предварительно собранный распределительный комплект с клапанами регулирования расхода, который только присоединяется к смонтированным контурам потребителей и интерфейсам регуляторов температуры воздуха. После этого система термостатирования, в частности, такая как система обогрева пола, не только монтируется до готового состояния, и в то же время впредь гидравлически уравнивается сообразно потребности.

Соответствующее изобретению саморегулирование распределения обеспечивает в системе термостатирования с несколькими контурами потребителей то преимущество, что особенно просто, то есть, без дополнительных мер и средств, достигается результат, который является по меньшей мере равнозначным или даже лучшим, чем автоматическое отвечающее потребностям выравнивание частичных потоков совокупного объема потока жидкостного теплоносителя через контуры потребителей. Таким образом, соответствующим изобретению саморегулированием распределения достигается такой результат, который является по меньшей мере равнозначным или лучшим, чем согласование всех контуров потребителей, которые иногда применяются в общей системе обогрева пола или тому подобных.

Достигаемое согласно изобретению отвечающее потребностям выравнивание в плане постановки целей соответствует известному из уровня техники «гидравлическому выравниванию» системы отопления. Однако это достигается в ином подходе, который основывается на общей концепции системы со сравнительными расчетами между параметрами контуров потребителей. Такое гидравлическое выравнивание либо производится управляющим устройством более высокого уровня, либо определяется в гидравлических системах перед приведением в действие проектировщиком систем отопления или монтажником систем отопления, и устанавливается однократно статически. Однако выяснилось, что последний случай связан с высокой долей ошибок регулирования, причем, кроме того, само по себе статическое регулирование может обеспечивать выравнивание только по служащему в качестве эталона основному состоянию. При этом в гидравлических системах такого рода служащее в качестве эталона основное состояние часто представляет собой расчетный вариант максимальной нагрузки, который возникает только в очень редкие дни в году, тогда как соответствующее изобретению саморегулирование распределения обеспечивает возможность независимой от расчетного варианта максимальной нагрузки непрерывной оптимизации.

Соответствующее изобретению саморегулирование распределения является динамическим, то есть, оно автоматически приспосабливается к индивидуально изменяющимся потребностям в мощности и, соответственно, включениям и отключениям контуров потребителей. В частности, это может достигаться без центрального управляющего устройства с несколькимиенными проводами и, соответственно, без регистраций и расчетов для сравнения параметров среди контуров потребителей, только параллельной работой, и соответственно, размещением самонастраивающихся регулировок клапанов. Поэтому также перед приведением в действие не требуется потенциально связанное с ошибками вмешательство монтажника, благодаря чему экономятся трудозатраты.

При этом соответствующее изобретению саморегулирование распределения обеспечивает отвечающее потребностям распределение частичных потоков, соотношение которых, с одной стороны, оказывается результатом независимо самонастраивающихся регулировок клапанов и с учетом обусловленных длиной и диаметром определенных величин гидравлического сопротивления контуров потребителей, а также, с другой стороны, ограничивается имеющимся в распоряжении общим объемным расходом потока теплоносителя.

В наглядно разъясняемых экстремальных случаях тем самым, с одной стороны, предотвращается то, что маленькие контуры потребителей с небольшим гидравлическим сопротивлением в маленьком помещении, таком как туалет для гостей, будут гидравлически перенасыщены, что приводит к чрезмерной и, соответственно, неэффективной подаче тепла при бесполезно короткой продолжительности нагревания, и вследствие высокого объемного расхода потока может приводить к свисту клапана, тогда как продолжительность нагревания в более обширных помещениях нежелательно возрастает. Если же, с другой стороны, должны нагреваться все помещения, и общий объемный расход потока недостаточен для короткой продолжительности нагревания во всех помещениях, то настраивается отвечающее потребностям распределение, которое устанавливается в сравнительном ограничении каждого частичного потока в контурах потребителей на основе регулировки их клапанов и гидравлического сопротивления.

Регулирующее действие температурного перепада до и после теплообменника и, соответственно, контуров потребителей при этом выравнивает взаимно противоречивую зависимость так, что крупный контур потребителя с высоким гидравлическим сопротивлением, который размещен в большом помещении с высокой потребностью в энергии, получает не меньший, а увеличенный частичный поток сравнительно с меньшими контурами потребителей с меньшим гидравлическим сопротивлением и более низкой потребностью в энергии. Однако это выполняется опять же без сравнительных регулировок или сбалансирований посредством управляющего устройства более высокого уровня.

Кроме того, соответствующее изобретению применение результирующего периода нагревания еще и компенсирует такие обстоятельства в здании, как, например, этаж, положение подвала или состояние наружных стен, и характеристики монтажа, например, такие как неравномерные соотношения проложенного панельного отопления для основания, или тому подобные в помещении.

Предпочтительные усовершенствованные варианты осуществления настоящего изобретения представляют собой предмет зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно одному аспекту изобретения, регулировочное устройство предназначено для того, чтобы во время периода активации выдавать на исполнительный элемент рассчитанную вычислительным блоком электрическую настройку, и во время периода деактивации не выдавать на исполнительный элемент никакую электрическую настройку или предварительно определенную электрическую настройку, которая соответствует закрытому положению клапана регулирования расхода. Тем самым, в зависимости от типа исполнительного элемента, перекрытие контура потребителя после процесса нагревания производится так, что предотвращается чрезмерная подача энергии и, соответственно, чрезмерное колебание регулируемой температуры.

Согласно одному аспекту изобретения, регулировочное устройство рассчитано на то, чтобы во время периода деактивации отключалась подача электрической энергии на вычислительный блок и/или на регулировочное устройство. Тем самым экономится ток при периодах деактивации, которые, например, могут распространяться также на время в течение лета.

Согласно одному аспекту изобретения, вычислительный блок может быть рассчитан на то, чтобы сохранять по меньшей мере одно значение предыдущего открытого положения клапана регулирования расхода в запоминающем устройстве. Тем самым при активации регулировочного устройства может сначала приниматься положение клапана как исходное положение, которое уже было определено в ходе предшествующего периода нагревания, и в текущем периоде нагревания нуждается только в компенсации отклонений.

Согласно одному аспекту изобретения, запоминающее устройство может содержать заранее сохраненное контрольное значение для периода активации и/или заранее сохраненное контрольное значение для периода деактивации. Тем самым установленный как удобный промежуток времени для достижения предварительно заданной температуры сохраняется как требуемое контрольное значение, согласно которому производится саморегулирование.

Согласно одному аспекту изобретения, запоминающее устройство может содержать заранее сохраненный диапазон значений температурного перепада. Тем самым может простым путем обеспечиваться то, что режим работы теплообменника выдерживается в пределах энергетически эффективного диапазона.

Согласно одному аспекту изобретения, запоминающее устройство может содержать заранее сохраненное поле характеристик с соответствующими ему значениями периодов активации и/или периодов деактивации, и предварительно заданные температурные перепады для определения температурного перепада. Тем самым может осуществляться предварительно определенное универсальное регулирование с меньшей нагрузкой на вычислительный блок.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, запоминающее устройство может содержать заранее сохраненную логику управления для расчета температурного перепада. Тем самым может осуществляться индивидуализированное регулирование.

Согласно одному аспекту изобретения, регулировочное устройство может быть рассчитано на то, чтобы изменять температурный перепад в зависимости от температуры подачи, и/или регулировочное устройство может быть рассчитано на то, чтобы изменять диапазон колебаний температурного перепада в зависимости от температуры подачи, и/или регулировочное устройство может быть рассчитано на то, чтобы через интерфейс принимать дополнительные внешние сигналы с рабочими параметрами от системы термостатирования; и вычислительный блок рассчитан на то, чтобы согласовывать температурный перепад в зависимости от рабочих параметров. Тем самым может осуществляться регулирование, которое посредством изменения температуры подачи учитывает изменения погоды или времена года и соответственно адаптирует эффективный рабочий режим или дополнительные обеспечивающие комфорт функции, которые могут задаваться многофункциональным регулятором температуры воздуха, на которые может оказывать некоторое влияние регулирование.

Согласно одному аспекту изобретения, в одном помещении здания могут быть размещены один термостат и два или более контуров потребителей. Тем самым можно снабжать большие помещения посредством нескольких встроенных нагревательных или охлаждающих змеевиков со стандартизированными диаметрами и незначительным в сумме гидравлическим сопротивлением, которые, однако, регулируются собственными регулировочными устройствами с помощью одного и того же регулятора температуры воздуха.

Согласно одному аспекту изобретения, термостат может иметь биметаллический элемент, который реагирует на фактическую температуру в помещении и срабатывает с выдачей активирующего сигнала или деактивирующего сигнала. Тем самым осуществляется особенно простое, надежное и экономичное исполнение регулятора температуры воздуха без электронных и сенсорных устройств.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, активирующий сигнал или деактивирующий сигнал может представлять собой двоичный сигнал, который содержит состояние включения с уровнем сигнала выше предварительно определенного значения уровня и состояние выключения без уровня сигнала или с уровнем сигнала ниже предварительно определенного значения уровня. Тем самым также формирование сигнала и распознавание сигнала осуществляется особенно простым и экономичным путем.

Согласно одному аспекту изобретения, термостат может включать микрокомпьютер и температурный датчик для регистрации фактической температуры в помещении; причем термостат отслеживает ход изменения фактической температуры в помещении и запоминает его, во время и/или после чего выдается активирующий сигнал или деактивирующий сигнал; и термостат и регулировочное устройство рассчитаны на сообщение данных о ходе изменения фактической температуры в помещении. Тем самым осуществляется многофункциональное исполнение системы термостатирования, которая обеспечивает возможность адаптивного регулирования на дополнительный создающий комфортные условия параметр, например, воздействием на форму кривой нагревания в зависимости от исходной и целевой температуры, и/или от наружной температуры, или времени суток, или тому подобного.

Согласно одному аспекту изобретения, активирующий сигнал и/или деактивирующий сигнал может передаваться посредством беспроводных интерфейсов от определенного термостата на сопряженное регулировочное устройство. Тем самым можно отказаться от прокладки электропроводки от регулятора температуры воздуха до регулировочного устройства и сократить затраты на монтаж. Кроме того, посредством таких беспроводных интерфейсов также может быть создано соединение между смартфоном, планшетным компьютером или тому подобным и регулировочным устройством или с термостатом, благодаря чему также обеспечивается дополнительная возможность введения данных пользователями системы.

Согласно одному аспекту изобретения, может быть задан меньший температурный перепад, когда по меньшей мере один предшествующий период активации является

чем контрольное значение, или задан больший температурный перепад, когда один предшествующий период активации является меньшим, чем контрольное значение. Тем самым саморегулирование ориентируется на достижение установленного ранее как комфортного периода времени.

Согласно одному аспекту изобретения, температурный перепад может определяться на основе порядка изменения следующих друг за другом предшествующих периодов активации. Тем самым обеспечивается возможность лучшего приспособления саморегулирования к поведению пользователя, к временам года, и тому подобному.

Согласно одному аспекту изобретения, регулировочное устройство имеет устройство для определения положения, которое выполнено таким образом, чтобы определять положение исполнительного элемента. Тем самым, в зависимости от типа исполнительного элемента, обеспечивается возможность необходимого выдерживания заранее заданного рабочего хода исполнительного элемента.

Согласно одному аспекту изобретения, устройство для определения положения сформировано из магнита и сопряженного с магнитом датчика Холла. Тем самым обеспечивается возможность точного выявления и исполнения заранее заданного рабочего хода исполнительного элемента.

Изобретение будет более понятным с помощью нижеследующего подробного описания фигур со ссылкой на сопроводительный чертеж, причем одинаковые ссылочные позиции используются для одинаковых элементов, в которых:

Фиг. 1 показывает вид в разрезе, проведенном через соответствующее изобретению регулировочное устройство;

Фиг. 2 показывает изображение системы термостатирования с соответствующими изобретению регулировочными устройствами в распределительном устройстве, термостатами и дополнительными компонентами системы;

Фиг. 3 представляет блок-схему, которая показывает компоненты системы для саморегулирования;

Фиг. 4 представляет технологическую блок-схему, которая показывает стадии определения температурного перепада в соответствующем изобретению саморегулировании; и

Фиг. 5 показывает конечный автомат для изображения логических связей в соответствующем изобретению саморегулировании.

Далее описывается примерный вариант исполнения соответствующего изобретению регулировочного устройства 1 со ссылкой на Фиг. 1.

Регулировочное устройство 1 монтируется на клапане 2 регулирования расхода. Регулировочное устройство 1 закреплено на клапане 2 регулирования расхода посредством фланца 27. Клапан 2 регулирования расхода, со своей стороны, в изображенном здесь варианте исполнения встроен в возвратный коллектор 14. Возвратный коллектор 14 имеет ввинченный в него соединительный фитинг 18, который соединяет возвратный коллектор 14 с не показанным подробнее контуром 3 потребителя. Клапан 2 регулирования расхода в ином варианте также может быть встроен в возвратный коллектор 14. Соединительный фитинг 18 также может быть запрессован, приклеен, припаян, приварен или закреплен в возвратном коллекторе иным образом.

Регулировочное устройство 1 включает электрически управляемый исполнительный элемент 6. В данном примере продольные оси регулировочного устройства 1 и исполнительного элемента 6 совпадают. Электрически управляемый исполнительный элемент 6 содержит подвижный в осевом направлении приводящий в действие элемент 20. Продольная ось приводящего в действие элемента 20 также совпадает с продольной осью электрически управляемого исполнительного элемента 6. Приводящий в действие элемент 20 размещается внутри электрически управляемого исполнительного элемента 6, имеет изменяемую по длине в осевом направлении деталь 21, например, элемент 21 из расширяющегося материала, в частности, восковой патрон, и предварительно напряжен посредством размещенной соосно концентрически спиральной пружиной 22. Изменяемая по длине в осевом направлении деталь 21 также может быть выполнена как электрический миниатюрный приводящий в действие элемент, хотя он по соображениям стоимости и вследствие возможной шумности часто скорее не принимается в расчет. Вместо спиральной пружины 22 также может использоваться другой подходящий элемент, например, пакет кольцевых пружин или тому подобный, который создает предварительное напряжение.

Через электрические провода 7 электрически управляемый исполнительный элемент 6 получает сигналы от не показанного подробнее температурного датчика на возвратном коллекторе 14 относительно температуры

(Т_{обратного теплоносителя}) протекающего теплоносителя на выходе возвратного трубопровода. Электрически управляемый исполнительный элемент 6 через провода 7 также получает температурный сигнал от температурного датчика на непоказанном здесь питающем коллекторе в отношении температуры T_Vorlauf (Т_подачи) подачи на входе подающего трубопровода. Дополнительный электрический провод 9 в данном варианте исполнения создает интерфейс с не показанным на фигуре 1 термостатом.

Содержащийся в регулировочном устройстве 1 вычислительный блок 8 обрабатывает полученные через провода 7 и 9 сигналы и выдает на электрически управляемый исполнительный элемент 6 соответствующие команды или управляющие сигналы, посредством которых активируется или деактивируется элемент 21 из расширяющегося материала в приводящем в действие элементе 20. Этим путем в конечном итоге осуществляется определенное перемещение или длина хода приводящий в действие элемента 20 в осевом направлении. При этом приводящий в действие элемент 20 нажимает в осевом направлении на приводной штифт 23 клапана 2 регулирования расхода и тем самым приводит его в действие. В данном варианте исполнения продольные оси приводящий в действие элемента 20 и приводного штифта 23, как и клапана 2 регулирования расхода, совпадают.

В результате осевого приведения в действие клапанного штифта 23 выполненная в примерном варианте исполнения в виде клапанной тарелки 24 головка клапана приподнимается, и тем самым определяет положение клапана, которое соответствует открытому положению клапана 2 регулирования расхода и, соответственно, определенное проходное сечение отверстия клапана.

Данная длина хода клапана 2 регулирования расхода и, соответственно, создаваемое в результате этого проходное сечение отверстия регистрируются в регулировочном устройстве 1 посредством устройства 15 для определения положения. Устройство 15 для определения положения в данном варианте исполнения состоит из магнита 16, который через выступающий радиально наружу кронштейн 26 примыкает к электрически управляемому исполнительному элементу 6, и соединен с приводящим в действие элементом 20. Тем самым магнит 16 перемещается в осевом направлении параллельно элементу 21 из расширяющегося материала и, соответственно, параллельно клапанной тарелке 24, участвуя с такой же длиной хода и, соответственно, регулирующим перемещением, и служит в качестве контроля для данной длины хода. Размещенный напротив магнита 16 датчик 17 Холла представляет собой дополнительный компонент устройства 15 для определения положения. С помощью датчика 17 Холла определяется положение, а также перемещение и, соответственно, длина хода магнита 16, и из этого регистрируется длина хода клапанной тарелки 24 относительно седла 25 клапана и, соответственно, в конечном счете живое сечение клапана 2 регулирования расхода.

Представленное на фигуре 1 соответствующее изобретению регулировочное устройство 1 в многообразных вариантах исполнения встраивается в разъясняемую на фигуре 2 соответствующую изобретению систему 10 термостатирования. Система 10 термостатирования в примерном варианте исполнения согласно Фиг. 2 содержит распределительное устройство 11 с тремя регулировочными устройствами 1, которые в каждом случае посредством фланцев 27 смонтированы на сопряженном в каждом случае клапане 2 регулирования расхода. Данные проточные клапаны 2 встроены в возвратный коллектор 14. На противоположной относительно регулировочного устройства 1 стороне и, соответственно, на нижней стороне возвратного коллектора 14 при рассматривании по направлению встраивания, он в каждом случае имеет соединительный фитинг 18, посредством которого создается соединение с данным контуром 3 потребителя. При этом каждый данный контур 3 потребителя образует соответственный теплообменник 30. На соединительном фитинге 18 в каждом случае установлено устройство 7 для определения температуры, например, датчик 7b температуры обратного теплоносителя, в частности, пристегнуто или приклеено. Посредством датчика 7b температуры обратного теплоносителя регистрируется в каждом случае температура

протекающего через данный контур 3 потребителя теплоносителя на выходе возвратного трубопровода. Датчик 7b температуры обратного теплоносителя также мог бы быть размещен на другом подходящем месте для определения данной температуры обратного теплоносителя, например, непосредственно после соединительного фитинга 18 на стенке трубопровода изображенного в виде линии контура 3 потребителя.

Кроме того, система 10 термостатирования имеет питающий коллектор 13. Питающий коллектор 13 в примерном варианте исполнения содержит три соединительных фитинга 28 для трех представленных контуров 3 потребителей. На каждом соединительном фитинге 28 опять же размещается устройство 7 для определения температуры, например, датчик 7а температуры подачи, чтобы регистрировать температуру T_Vorlauf (Т_подачи) протекающего через данный контур 3 потребителя теплоносителя на входе подающего трубопровода. Датчик 7а температуры подачи также мог бы быть размещен на другом подходящем месте для определения данной температуры подачи, например, непосредственно после соединительного фитинга 28 на стенке трубопровода изображенного в виде линии контура 3 потребителя.

Питающий коллектор 13 соединен с возвратным коллектором 14 трубопроводом 29, который содержит источник 4 термостатирования и насос 5. С помощью насоса 5 жидкостный теплоноситель, который в источнике 4 термостатирования был снабжен тепловой энергией или, при необходимости, охлажден, вовлекается в циркуляцию. Протекающий теплоноситель подается насосом 5 к питающему коллектору 13, там теплоноситель протекает в показанные здесь три контура потребителей, и через них возвращается к возвратному коллектору 14, причем в каждом случае определяется величина расхода потока через проточное поперечное сечение каждого из клапанов 2 регулирования расхода, которые встроены в возвратный коллектор 14. От возвратного коллектора 14 объединенный там протекающий теплоноситель опять протекает обратно к насосу 5 и, соответственно, через источник 4 термостатирования.

Приданный каждому из контуров 3 потребителей термостат 12 выдает управляющий сигнал, когда возникает потребность в термостатировании. Управляющий сигнал передается от термостата 12, например, через интерфейс 9, здесь провод, на регулировочное устройство 1. Но интерфейс 9 также может быть сформирован как беспроводное соединение. Данное регулировочное устройство 1 с помощью соответственного вычислительного блока 8 в зависимости от активирующего сигнала или деактивирующего сигнала от данного термостата 12 и конкретных относящихся к этому сигналов и, соответственно, данных соответственно температуры подачи и обратного теплоносителя, определяет в каждом случае живое сечение данного клапана 2 регулирования расхода.

Встроенные в систему 10 термостатирования согласно Фигуре 2 регулировочные устройства 1 согласно Фиг. 1 еще раз разъясняются на фиг. 3 в блок-схеме, которая представляет компоненты системы для соответствующего изобретению саморегулирования.

Тепло или холод от контура 3 потребителя передаются в окружающую среду. Термостат 12, в частности, регулятор температуры воздуха в жилом помещении здания, выдает сигнал. Сигнал от термостата 12 передается в электронный управляющий блок (ECU) регулировочного устройства 1. Кроме того, ECU получает температурные сигналы и, соответственно, данные, например, такие как температура

обратного теплоносителя и температура T_Vorlauf подачи. Вычислительный блок 8, который содержит ECU, предназначен для исполнения электрического управления не показанного здесь подробнее исполнительного элемента 6 регулировочного устройства 1, чтобы производить перемещение клапана, соответственно, регулировать соответствующее определенному проточному поперечному сечению предварительно определенное положение открывания клапана 2 регулирования расхода.

Проходное сечение клапана 2 и, соответственно, длина его хода, рассчитывается на основе отклонения ΔT_{Regeldifferenz} регулируемой величины от заданного значения (рассогласования), причем формируется рассчитываемое рассогласование между разностью ΔT_Ist температур из зарегистрированной температуры T_Vorlauf на входе подающего трубопровода и температуры

на выходе возвратного трубопровода и предварительно заданным температурным перепадом ΔT_Soll от температуры

на выходе возвратного трубопровода до температуры T_Vorlauf на входе подающего трубопровода.

Кроме того, регулировочное устройство 1 включает не показанное здесь подробнее устройство регистрации времени и запоминающее устройство, которые предназначены для регистрации и сохранения предыдущего или фактического в данный момент периода активации активирующего сигнала от термостата 12 и/или периода деактивации между двумя активациями или деактивациями, причем вычислительный блок 8 с содержащимся в нем ECU рассчитан на определение в переменном режиме температурного перепада ΔT_Soll на основе периода активации и/или периода деактивации.

На фиг. 4 представлена технологическая блок-схема, которая показывает стадии определения температурного перепада ΔT_Soll при соответствующем изобретению саморегулировании.

В Функции F1 проверяют, является ли продолжительность Δt_Heiz нагревания меньшей, чем предварительно заданное время Δt_Soll, например, полчаса. Другими словами: проверяют, действительно ли выражение Δt _Heiz <Δt _Soll при Δt _Soll =1/2 часа. Если это действительно так, то есть, ответом является «Да», то в стадии S100 заданное значение ΔT_Soll повышают на два Кельвина, соответственно, на два градуса. Если это не так, то есть, ответом является «Нет», то переходят далее к Функции F2.

В Функции F2 проверяют, составляет ли продолжительность нагревания меньше часа. То есть, проверяют, действительно ли выражение Δt _Heiz <Δt _Soll при Δt _Soll =1 час. Если это действительно так, то есть, ответом является «Да», то в стадии S110 заданное значение ΔT_Soll повышают на один Кельвин, соответственно, на один градус. Если это не так, то есть, ответом является «Нет», то переходят далее к Функции F3.

В Функции F3 проверяют, составляет ли продолжительность нагревания меньше двух часов. То есть, проверяют, действительно ли выражение Δt _Heiz <Δt _Soll при Δt _Soll =2 часа. Если это действительно так, то есть, ответом является «Да», то в стадии S120 заданное значение ΔT_Soll повышают на 0,5 Кельвина, соответственно, на 0,5 градуса. Если это не так, то есть, ответом является «Нет», то продолжают выполнение программы в Функции F4.

В Функции F4 проверяют, составляет ли продолжительность нагревания более трех часов. То есть, проверяют, действительно ли выражение Δt _Heiz >Δt _Soll при Δt _Soll =3 часа. Если это действительно так, то есть, ответом является «Да», то в стадии S130 заданное значение ΔT_Soll снижают на один Кельвин, соответственно, на один градус. Если это не так, то есть, ответом является «Нет», то продолжают выполнение программы в Функции F5.

В Функции F5 проверяют, составляет ли продолжительность нагревания более четырех часов. То есть, проверяют, действительно ли выражение Δt _Heiz >Δt _Soll при Δt _Soll =4 часа. Если это действительно так, то есть, ответом является «Да», то в стадии S140 заданное значение ΔT_Soll снижают на три Кельвина, соответственно, на три градуса.

В стадии S150, которая следует за стадиями от S100 до S140, ограничивают возможные величины заданного значения ΔT_Soll, а именно, до профиля температурного перепада между величинами от пяти до пятнадцати Кельвинов, соответственно, от пяти до пятнадцати градусов.

На этом выполнение программы завершается.

На фиг. 5 разъясняется конечный автомат для изображения логических связей в соответствующем изобретению саморегулировании.

В состоянии 1 регулируется положение клапана 2 регулирования расхода. Рассчитывается и, соответственно, определяется фактический перепад dT_Ist, соответственно, ΔT_Ist. Кроме того, рассчитывается разность dT_diff, соответственно, ΔT_{Regeldifferenz}, из заданного перепада dT_Soll, соответственно, ΔT_Soll, и фактического перепада dT_Ist, соответственно, ΔT_Ist. Регулируется проходное сечение клапана, длина хода клапана или перемещение sV клапана, в каждом случае, например, посредством ПИД-регулятора, в частности, интегрального регулятора, и ограничивается перемещение клапана, например, до минимальных 10 процентов. Это создает то преимущество, что минимизируются нежелательные шумы от течения. Кроме того, рассчитывается продолжительность нагревания в одном цикле регулирования, который устанавливается, например, на 10 секунд.

В состоянии 2 удерживается положение клапана. При этом рассчитывается фактический перепад dT_Ist, соответственно, ΔT_Ist. Продолжительность времени, соответственно, период активации, засчитывается в цикле регулирования. Цикл регулирования составляет, например, 10 секунд. Продолжительность нагревания также рассчитывается в цикле регулирования на 10 секунд. Когда состояние 2 завершается, выполняется действие, посредством которого продолжительность времени обнуляется, соответственно, выставляется на нуль.

Цикл регулирования может быть установлен на целочисленное количество секунд между 1 секундой и 30 секундами, предпочтительно он регулируется на величину от 5 до 15 секунд, особенно предпочтительно на 10 секунд.

В состоянии 3 клапан закрывается. Ход sV клапана выставляется равным нулю.

В состоянии 4 рассчитывается заданный перепад. Рассчитывается заданное значение dT_Soll, соответственно, ΔT_Soll, и после этого продолжительность нагревания обнуляется, то есть, возвращается к нулевому значению.

Состояние 1 переходит по направлению состояния 2 через Функцию F10. В Функции F10 проверяется, является ли отклонение ΔT_{Regeldifferenz} регулируемой величины от заданного значения, то есть, значение разности ΔT_Soll минус ΔT_Ist, соответственно, dT_Soll-dT_Ist, меньшим, чем dT_diff_Max, то есть, проверяется, действительно ли выражение |dTSoll-dTIst|<dT_Diff_Max. Другими словами: проверяется, находится ли отклонение ΔT_{Regeldifferenz} регулируемой величины от заданного значения в пределах максимально допустимого рассогласования ΔT_{Regeldifferenz-Max}.

Состояние 2 переходит по направлению состояния 1 через Функцию F20. В Функции F20 проверяется, является ли также величина из dT_Soll-dT_Ist большей, чем удвоенное значение dT_diff_Max, и в то же время продолжительность времени большей или равной 10 минутам, то есть, проверяется, составляет ли |dTSoll-dTIst|>2_* dT_diff_Max, и продолжительность времени ≥10 минутам.

Состояние 2 переходит по направлению состояния 4 через Функцию F30, и в Функции F30 проверяется, является ли RT равным нулю, или составляет ли продолжительность нагревания более 4 часов, то есть, проверяется, составляет ли RT==0, ИЛИ продолжительность нагревания >4 часов.

Состояние 4 переходит по направлению состояния 3 через Функцию F40. В Функции F40 проверяется, является ли RT равным нулю, то есть, проверяется, является ли RT==0.

При этом RT опять же является замещающим для управляющего сигнала от регулятора температуры воздуха.

Состояние 3 опять же переходит по направлению состояния 2 через Функцию F50. При этом проверяется, является ли RT равным 1, то есть, проверяется, является ли RT==1. Другими словами, в Функции 50 проверяется, прерывает ли регулятор температуры воздуха управляющий сигнал или, соответственно, активирующий сигнал.

Состояние 4 переходит по направлению состояния 1 через Функцию F60. В Функции F60 проверяется, является ли RT равным 1, то есть, проверяется, является ли RT==1, соответственно, прерывает ли регулятор температуры воздуха активирующий сигнал.

Состояние 1 переходит по направлению состояния 4 через Функцию F70. В Функции F70 проверяется, превышает ли продолжительность нагревания 4 часа, то есть, проверяется, составляет ли продолжительность нагревания >4 часов.

Приведенная здесь в качестве примера 4-часовая продолжительность нагревания также может быть установлена на подходящее значение от 2 до 6 часов, например, на 3, 4 или 5 часов.

Настоящее изобретение тем самым впервые создает регулировочное устройство 1 для самонастраивающегося регулирования клапана 2 регулирования расхода в контуре 3 потребителя с теплообменником 30, в частности, в системе 10 термостатирования для зданий с источником 4 термостатирования, жидкостным теплоносителем и насосом 5.

Кроме того, изобретение впервые предоставляет в распоряжение распределительное устройство 11 для самонастраивающегося распределения жидкостного теплоносителя по меньшей мере на два или более контура 3 потребителей с теплообменником 30, которые в каждом случае включают клапан 2 регулирования расхода, в системе 10 термостатирования с источником 4 термостатирования, и насосом 5, причем распределительное устройство 11 имеет питающий коллектор 13 и возвратный коллектор 14. К ним входной стороной и выходной стороной присоединены контуры 3 потребителей, причем проточные клапаны 2 размещаются на питающем коллекторе 13 или на возвратном коллекторе 14.

Наконец, изобретение впервые предлагает пригодные для этого способы.

В обсужденных выше Фигурах 1-5 были использованы обобщенно перечисленные ниже ссылочные позиции, причем этот список никоим образом не претендует на полноту:

1 регулировочное устройство;

2 клапан регулирования расхода;

3 контур потребителя;

4 источник термостатирования;

5 насос;

6 электрически управляемый исполнительный элемент;

7 устройство регистрации температуры;

7a датчик температуры подачи;

7b датчик температуры обратный теплоносительи;

8 вычислительный блок;

9 интерфейс;

10 система термостатирования;

11 распределительное устройство;

12 термостат,

13 питающий коллектор;

14 возвратный коллектор;

15 устройство для определения положения;

16 магнит;

17 датчик Холла;

18 соединительный фитинг;

20 приводящий в действие элемент;

21 элемент из расширяющегося материала, в частности, восковой патрон;

22 спиральная пружина;

23 приводной штифт клапана;

24 клапанная тарелка;

25 седло клапана;

26 кронштейн;

27 фланец;

28 соединительный фитинг;

29 трубопровод;

30 теплообменник;

T_Vorlauf температура протекающего теплоносителя на входе подводящего трубопровода;

температура протекающего теплоносителя на выходе возвратного трубопровода;

ΔT_Ist разность температур;

ΔT_Soll температурный перепад;

ΔT_{Regeldifferenz} отклонение регулируемой температуры от заданного значения;

T_Raum-Soll предварительно задаваемая температура в помещении;

T_Raum-Ist фактическая температура в помещении;

Claims (68)

1. Регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода в контуре (3) потребителя с теплообменником (30) в системе (10) термостатирования для помещений в здании с источником (4) термостатирования, жидкостным теплоносителем и насосом (5), причем регулировочное устройство (1) включает:

электрически управляемый исполнительный элемент (6), который выполнен с возможностью соединения с клапаном (2) регулирования расхода таким образом, что может устанавливаться и регистрироваться положение открытия клапана (2) регулирования расхода между закрытым положением и открытым положением постепенно или поэтапно посредством регулировочного устройства (1);

устройства (7) регистрации температуры, которые регистрируют температуру (T_Vorlauf) протекающего теплоносителя на входе подающего трубопровода относительно контура (3) потребителя и температуру (T_Rücklauf) на выходе возвратного трубопровода;

вычислительный блок (8), который предназначен для выполнения электрического управления исполнительного элемента (6), которое соответствует соотнесенному с определенным проходным сечением предварительно заданному положению открывания клапана (2) регулирования расхода, на основе расчета отклонения (ΔT_{Regeldifferenz}) регулируемой величины от заданного значения, причем рассчитываемое рассогласование (ΔT_{Regeldifferenz}) формируется

между разностью (ΔT_Ist) температур из зарегистрированной устройством (7) для измерения температуры (T_Vorlauf) на входе подающего трубопровода и температуры (T_Rücklauf) на выходе возвратного трубопровода и предварительно заданным вычислительным блоком (8) температурным перепадом (ΔT_Soll) от температуры (T_Rücklauf) на выходе возвратного трубопровода до температуры (T_Vorlauf) на входе подающего трубопровода, то есть величиной разности ΔT_Soll минус ΔT_Ist;

интерфейс (9) для приема внешнего активирующего сигнала для активации вычислительного блока (8) и/или регулировочного устройства (1);

отличающееся тем, что

регулировочное устройство (1) включает устройство регистрации времени и запоминающее устройство, которые предназначены для регистрации и сохранения прежних или фактических на данный момент периода активации активирующего сигнала и/или периода деактивации между двумя активациями; и

вычислительный блок (8) предназначен для определения меняющегося температурного перепада (ΔT_Soll) на основе периода активации и/или периода деактивации.

2. Регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода в контуре (3) потребителя по п. 1, отличающееся тем, что

регулировочное устройство (1) рассчитано на то, чтобы во время периода активации выдавать рассчитанную вычислительным блоком (8) электрическую настройку на исполнительный элемент (6) и во время периода деактивации не выдавать на исполнительный элемент (6) электрическую настройку или предварительно заданную электрическую настройку, которая соответствует закрытому положению клапана регулирования расхода.

3. Регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода в контуре (3) потребителя по п. 1 или 2, отличающееся тем, что

регулировочное устройство (1) рассчитано на то, чтобы во время периода деактивации отключать подачу электрической энергии на вычислительный блок (8) и/или на регулировочное устройство (1).

4. Регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода в контуре (3) потребителя по одному из пп. 1-3, отличающееся тем, что

вычислительный блок (8) рассчитан на сохранение в запоминающем устройстве по меньшей мере одного значения предшествующего положения открывания клапана (2) регулирования расхода.

5. Регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода в контуре (3) потребителя по одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что

запоминающее устройство содержит ранее сохраненное контрольное значение для периода активации и/или ранее сохраненное контрольное значение для периода деактивации.

6. Регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода в контуре (3) потребителя по одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что

запоминающее устройство содержит ранее сохраненный диапазон значений для температурного перепада.

7. Регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода в контуре (3) потребителя по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что

запоминающее устройство содержит ранее сохраненное поле характеристик с соответствующими ему значениями периодов активации и/или периодов деактивации и предварительно заданные температурные перепады (ΔT_Soll) для определения температурного перепада (ΔT_Soll).

8. Регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода в контуре (3) потребителя по одному из пп. 1-7, отличающееся тем, что

запоминающее устройство содержит заранее сохраненную логику управления для расчета температурного перепада (ΔT_Soll).

9. Регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода в контуре (3) потребителя по одному из пп. 1-8, отличающееся тем, что

регулировочное устройство (1) рассчитано на то, чтобы изменять температурный перепад (ΔT_Soll) в зависимости от температуры (T_Vorlauf) подачи, и/или

регулировочное устройство (1) рассчитано на то, чтобы изменять диапазон колебаний температурного перепада (ΔT_Soll) в зависимости от температуры (T_Vorlauf) подачи, и/или

регулировочное устройство (1) рассчитано на то, чтобы через интерфейс (9) принимать дополнительные внешние сигналы с рабочими параметрами от системы термостатирования (10); и вычислительный блок (8) рассчитан на то, чтобы согласовывать температурный перепад (ΔT_Soll) в зависимости от рабочих параметров.

10. Система (10) термостатирования для самонастраивающегося термостатирования помещений здания с источником (4) термостатирования по меньшей мере одним контуром (3) потребителя с теплообменником (30), которая включает клапан (2) регулирования расхода, а также жидкостный теплоноситель и насос (5), имеющая:

по меньшей мере один термостат (12), который размещен в помещении, со средством ввода для ввода значения, которое является характерным для предварительно задаваемой температуры (T_Raum-Soll) в помещении, и интерфейс (9) для выдачи активирующего сигнала по меньшей мере для одного контура (3) потребителя в помещении; причем

термостат (12) рассчитан на срабатывание на фактическую температуру (T_Raum-Ist) в помещении, в результате чего термостат (12) выдает активирующий сигнал, как только превышается допустимое расхождение между предварительно задаваемой температурой (T_Raum-Soll) в помещении и фактической температурой (T_Raum-Ist) в помещении;

отличающаяся тем, что

система (10) термостатирования имеет по меньшей мере для одного контура (3) потребителя в каждом случае одно регулировочное устройство (1) по одному из пп. 1-9, которое находится в гидравлическом соединении с клапаном (2) регулирования расхода контура (3) потребителя и реагирует на активирующий сигнал или деактивирующий сигнал от термостата (12), который размещается в том же помещении вместе с контуром (3) потребителя.

11. Система (10) термостатирования для самонастраивающегося термостатирования помещений здания по п. 10, отличающаяся тем, что

в одном помещении здания находятся термостат (12) и два или более контуров (3) потребителей.

12. Система (10) термостатирования для самонастраивающегося термостатирования помещений здания по п. 10 или 11, отличающаяся тем, что

термостат (12) имеет биметаллический элемент, который реагирует на фактическую температуру (T_Raum-Ist) в помещении и срабатывает с выдачей активирующего сигнала или деактивирующего сигнала.

13. Система термостатирования для самонастраивающегося термостатирования помещений здания по одному из пп. 10-12, отличающаяся тем, что

активирующий сигнал или деактивирующий сигнал представляет собой двоичный сигнал, который содержит состояние (I) включения с уровнем сигнала выше предварительно определенного значения уровня и состояние (0) выключения без уровня сигнала или с уровнем сигнала ниже предварительно определенного значения уровня.

14. Система термостатирования для самонастраивающегося термостатирования помещений здания по одному из пп. 10-13, отличающаяся тем, что

термостат (12) включает микрокомпьютер и температурный датчик для регистрации фактической температуры (T_Raum-Ist) в помещении; причем

термостат (12) отслеживает и запоминает ход изменения фактической температуры (T_Raum-Ist) в помещении, во время и/или после чего выдается активирующий сигнал или деактивирующий сигнал; и

термостат (12) и регулировочное устройство (1) рассчитаны на сообщение данных о ходе изменения фактической температуры (T_Raum-Ist) в помещении.

15. Система термостатирования для самонастраивающегося термостатирования помещений здания по одному из пп. 10-14, отличающаяся тем, что

активирующий сигнал и/или деактивирующий сигнал передается посредством беспроводных интерфейсов (9) от термостата (12) на сопряженное регулировочное устройство (1).

16. Распределительное устройство (11) для самонастраивающегося распределения жидкостного теплоносителя по меньшей мере на два или более контура (3) потребителей с теплообменниками (30), которые в каждом случае включают клапан (2) регулирования расхода, в системе (10) термостатирования с источником (4) термостатирования и насосом (5), имеющее:

питающий коллектор (13) и возвратный коллектор (14), к которым контуры (3) потребителей присоединены входной стороной и выходной стороной, причем клапаны (2) регулирования расхода размещены на питающем коллекторе (13) или возвратном коллекторе (14);

отличающееся тем, что

распределительное устройство (11) имеет для каждого клапана (2) регулирования расхода регулировочное устройство (1) по одному из пп. 1-9 для самонастраивающегося регулирования контуров (3) потребителей.

17. Способ самонастраивающегося регулирования потока жидкостного теплоносителя через контур (3) потребителя с теплообменником (30) в системе (10) термостатирования для здания с источником (4) термостатирования и насосом (5);

причем способ включает по меньшей мере следующие стадии:

а) регистрацию температуры (T_Vorlauf) протекающего через контур (3) потребителя теплоносителя на входе подающего трубопровода и температуры (T_Rücklauf) на выходе возвратного трубопровода;

b) определение температуры (ΔT_{Regeldifferenz}) между разностью температур (ΔT_Ist) из зарегистрированной температуры (T_Vorlauf) на входе подающего трубопровода и температуры (T_Rücklauf) на выходе возвратного трубопровода, а также предварительно определенного температурного перепада (ΔT_Soll), то есть величины разности ΔT_Soll и ΔT_Ist;

с) расчет и регулирование управляемого проходного сечения в контуре (3) потребителя на основе рассогласования (ΔT_{Regeldifferenz});

отличающийся следующими стадиями:

d) регистрацией предшествующего или текущего периода активации и/или периода деактивации контура (3) потребителя и

е) определением переменного температурного перепада (ΔT_Soll) между температурой (T_Rücklauf) на выходе возвратного трубопровода и температурой (T_Vorlauf) на входе подающего трубопровода на основе периода активации и/или периода деактивации.

18. Способ самонастраивающегося регулирования протока жидкостного теплоносителя через активируемый извне контур (3) потребителя по п. 17, отличающийся тем, что

меньший температурный перепад (ΔT_Soll) определяется, когда по меньшей мере один предшествующий период активации или период деактивации является бóльшим, чем контрольное значение, или

больший температурный перепад (ΔT_Soll) определяется, когда по меньшей мере один предшествующий период активации или период деактивации является меньшим, чем контрольное значение.

19. Способ самонастраивающегося регулирования протока жидкостного теплоносителя через активируемый извне контур (3) потребителя по п. 17 или 18, отличающийся тем, что

температурный перепад (ΔT_Soll) определяется на основе порядка изменения следующих друг за другом предшествующих периодов активации и/или периодов деактивации.

20. Способ самонастраивающегося распределения жидкостного теплоносителя по меньшей мере на два или более контура (3) потребителей с теплообменниками в системе (10) термостатирования для здания с источником (4) термостатирования и насосом (5),

отличающийся тем, что

для каждого контура (3) потребителя осуществляют способ самонастраивающегося регулирования протока жидкостного теплоносителя через активируемый извне контур (3) потребителя по одному из пп. 17-19.

21. Регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода по одному из пп. 1-9, причем регулировочное устройство (1) имеет:

устройство (15) для определения положения, которое выполнено так, чтобы определять фактическое положение исполнительного элемента (6).

22. Регулировочное устройство (1) для самонастраивающегося регулирования клапана (2) регулирования расхода по п. 21, отличающееся тем, что

устройство (15) для определения положения сформировано из магнита (16) и сопряженного с магнитом (16) датчика (17) Холла.

Images