SK14642001A3 - Method of controlling floor heating system or of a combined floor-radiator-type one - Google Patents
Method of controlling floor heating system or of a combined floor-radiator-type one Download PDFInfo
- Publication number
- SK14642001A3 SK14642001A3 SK1464-2001A SK14642001A SK14642001A3 SK 14642001 A3 SK14642001 A3 SK 14642001A3 SK 14642001 A SK14642001 A SK 14642001A SK 14642001 A3 SK14642001 A3 SK 14642001A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- heating
- control
- underfloor
- controller
- operating point
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001915 proofreading effect Effects 0.000 description 1
- 230000001550 time effect Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
- G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
- F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/12—Tube and panel arrangements for ceiling, wall, or underfloor heating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
Abstract
Description
Vynález sa týka spôsobu regulácie podlahového vykurovania alebo kombinovaného podlahového a radiátorového vykurovania.The invention relates to a method for controlling underfloor heating or combined underfloor and radiator heating.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Podlahové vykurovanie je typickou súčasťou dnešných vykurovacích zariadení. Podlahové vykurovanie sa používa so zámerom využiť tepelnú energiu okolitého prostredia alebo odpadového tepla s nízkou teplotou, podstatne zhodnotiť energetický obsah teplonosnej látky a zmenšiť tepelné straty znížením teploty v miestnostiach. Zákonodarca v novej verzii nariadenia o vykurovacích zariadeniach (§7, ods. 2, vykurovacie zariadenia) predpisuje reguláciu teploty aj pre podlahové vykurovanie v jednotlivých miestnostiach, čo v súlade s týmto nariadením ponúkajú takmer všetci dodávatelia podlahových vykurovacích zariadení.Floor heating is a typical part of today's heating systems. Underfloor heating is used to exploit ambient heat or low temperature waste heat, to substantially increase the energy content of the heat transfer medium and reduce heat loss by reducing room temperature. The legislator in the new version of the regulation on heating equipment (§7, paragraph 2, heating equipment) prescribes temperature regulation also for floor heating in individual rooms, which in accordance with this regulation offers almost all suppliers of floor heating equipment.
Regulácia teploty v miestnostiach s podlahovým vykurovaním sa pritom prednostne robí spôsobom tzv. dvojpolohovej regulácie. Ako nastavovacie členy sa používajú elektrotepelné dvojpolohové servopohony. Zriedkavejšie sa používa spojitá regulácia Pl (Pl = proporcionálna a integračná) s príslušnými elektromotorickými, resp. modifikovanými elektrotepelnými servopohonmi. Okrem toho nebývajú parametre regulátora vždy nastavené optimálne.The temperature control in the rooms with underfloor heating is preferably carried out in a so-called " two-position control. Electrothermal two-position actuators are used as adjusters. Rarely, continuous control of P1 (P1 = proportional and integrating) with associated electromotoric and / or electromotoric control is used. modified electroheat actuators. In addition, the controller parameters are not always set optimally.
Kombinované systémy, ktoré sa skladajú z podlahového vykurovania a vykurovania radiátormi pracujú zväčša tak, že podlahovým vykurovaním sa pokrýva tzv. základné zaťaženie a vykurovaním radiátormi sa pokrýva tzv. špičkové zaťaženie. Podlahové a radiátorové vykurovanie sa však regulujú oddelene.Combined systems, which consist of underfloor heating and radiator heating, usually work by covering underfloor heating. the basic load and heating with radiators is covered by so-called. peak load. However, floor and radiator heating are regulated separately.
31807/T31807 / T
Úlohou predmetného vynálezu je návrh zdokonaleného spôsobu regulácie podlahového vykurovania alebo kombinovaného podlahového a radiátorového vykurovania, pomocou ktorého sa zlepší kvalita regulácie a zmenšia sa odchýlky medzi skutočnými a žiadanými hodnotami regulovanej veličiny.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an improved method for controlling underfloor heating or combined underfloor and radiator heating, which improves control quality and reduces deviations between the actual and setpoint values of the controlled variable.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Pomocou tohto vynálezu sa táto úloha v podstate rieši tým, že aspoň jeden regulačný parameter je závislý od pracovného bodu regulátora podlahového a/alebo radiátorového vykurovania. Pokusy ukázali, že konštantné regulačné parametre nemávajú vo všetkých pracovných bodoch za následok nemennú kvalitu regulácie. Naopak, pri nemeniacich sa podmienkach, ako sú vonkajšia teplota, predchádzajúca teplota apod., dochádza ku kolísaniu teploty v miestnosti okolo žiadanej hodnoty. Príčinou je tu zosilňovací účinok regulačnej slučky, ktorý je závislý od pracovného bodu. Parametre regulátora podlahového vykurovania sa podľa predmetného vynálezu prispôsobujú v závislosti od pracovného bodu regulátora tak, že sa volia optimálne pre každý pracovný bod, a nie pre jeden vopred zvolený referenčný pracovný bod. Z toho vyplýva zlepšenie kvality regulácie regulátorom podlahového vykurovania. Rovnaký princíp sa dá použiť aj pri radiátorovom vykurovaní a najmä pri kombinovanom podlahovom a radiátorovom vykurovaní.With the present invention, this object is essentially solved in that at least one control parameter is dependent on the operating point of the floor and / or radiator heating controller. Tests have shown that constant control parameters do not result in consistent control quality at all operating points. Conversely, under unchanged conditions, such as outside temperature, previous temperature, etc., the room temperature fluctuates around the set point. This is due to the duty-dependent amplification effect of the control loop. The parameters of the floor heating controller according to the present invention are adapted according to the operating point of the controller so that they are selected optimally for each operating point and not for one preselected reference operating point. This implies an improvement in the quality of regulation by the floor heating controller. The same principle can also be used for radiator heating and especially for combined floor and radiator heating.
Veľmi dobrá kvalita regulácie sa dá dosiahnuť vtedy, keď sa regulačný parameter závislý od pracovného bodu regulátora samočinne prispôsobuje pracovnému bodu. Takto sa regulačné parametre volia vždy optimálne bez toho, že by sa museli vopred nastavovať, napr. ručne, voľbou určitých regulačných scenárov, alebo napr. prispôsobovaním sa na tzv. ľahké alebo ťažké (t.j. rýchlo alebo pomalšie reagujúce) regulátory.Very good control quality can be achieved if the control parameter dependent on the operating point of the controller automatically adapts to the operating point. In this way, the control parameters are always optimally selected without having to be pre-set, e.g. manually, by selecting certain regulatory scenarios, or e.g. adapting to the so-called. light or heavy (i.e., fast or slower) regulators.
Jednoduchou úpravou regulačných parametrov pri regulácii podľa tohto vynálezu je závislosť regulačného parametra od pracovného bodu lineárneA simple adjustment of the control parameters in the control according to the invention is the dependence of the control parameter on the operating point linearly
31807/T *' e t e úmerná odchýlke pracovného bodu od určitého pevne stanoveného referenčného pracovného bodu. Odchýlku od referenčného pracovného bodu možno reguláciou jednoducho zistiť a zohľadniť ju potom vhodne zvoleným činiteľom úmernosti.31807 / T * is proportional to the deviation of the operating point from a fixed reference point. The deviation from the reference operating point can be easily detected by regulation and then taken into account by a suitably chosen proportionality factor.
Obzvlášť dobré výsledky možno pri regulácii dosiahnuť vtedy, ak sa pri regulátoroch PI alebo PID (PID = proporcionálne, integračné a derivačné) dajú nastaviť také regulačné parametre, ako sú veľkosť skoku a čas nastavenia závislé od pracovného bodu regulátora.Particularly good control results can be achieved if the PI or PID controllers (PID = proportional, integration and derivative) can be set to control parameters such as step size and setpoint time depending on the controller's operating point.
Ďalší aspekt riešenia základnej úlohy vynálezu sa týka spôsobu regulácie podlahového vykurovania alebo kombinovaného podlahového a radiátorového vykurovania, pri ktorom aspoň regulátor podlahového vykurovania, (napr. regulátor PI alebo PID) vysiela spojitý výstupný signál príslušnému akčnému členu, napr. ventilu, a tento akčný člen priradený k regulátoru má dvojpolohovú charakteristiku. Spojitý výstupný signál regulátora sa premení na dvojpolohový signál s modulovanou dĺžkou impulzu a s dvoma nastavovacími povelmi; tu bude počas vopred definovanej dĺžky periódy značiť dĺžka impulzu (odvodená z pôvodne spojitého výstupného signálu) napr. prvý nastavovací povel OTVORIŤ a zvyšná prestávka za impulzom bude značiť druhý nastavovací povel ZAVRIEŤ. Podľa predmetného vynálezu sa pritom navrhuje, aby dĺžka impulzu a prestávky a/alebo dĺžka periódy boli závislé od charakteristických veličín akčného člena, teda napr. charakteristických veličín ventilu. Touto zvláštnou formou proporcionálnej premeny spojitého signálu na dvojpolohový signál s modulovanou dĺžkou impulzu na ovládanie akčných členov možno zohľadniť dynamické vlastnosti akčných členov (ktoré majú vplyv na funkciu celého regulačného obvodu) dodávaných rôznymi výrobcami. Preto vstupujú do regulácie napr. ako regulačné parametre pre dĺžku impulzu a/alebo dĺžku periódy.Another aspect of the solution of the basic object of the invention relates to a method of controlling underfloor heating or combined underfloor and radiator heating, wherein at least the underfloor heating controller (e.g. PI or PID controller) sends a continuous output signal to the respective actuator, e.g. valve, and the actuator associated with the controller has a two-position characteristic. The continuous output signal of the controller is transformed into a two-position signal with a modulated pulse length and two set-up commands; here, during a predetermined period length, the pulse length (derived from the initially continuous output signal) will e.g. the first set command OPEN and the remaining pause after the pulse will indicate the second set command CLOSE. According to the present invention, it is proposed that the pulse and pause lengths and / or the period length be dependent on the characteristic values of the actuator, e.g. valve characteristics. This particular form of proportional conversion of the continuous signal into a biased signal with a modulated pulse length for actuator control can take into account the dynamic characteristics of the actuators (which affect the function of the entire control circuit) supplied by different manufacturers. Therefore, they enter into regulation e.g. as control parameters for pulse length and / or period length.
31807/T31807 / T
Podstatné charakteristické veličiny akčných členov sú tzv. mŕtvy čas akčného člena, t.j. reakčný čas od vydania nastavovacieho povelu až po skutočnú reakciu tohto člena, a trvanie vlastného nastavovacieho úkonu potrebné na uvedenie akčného člena do požadovaného stavu. Preto sa podľa predmetného vynálezu navrhuje, aby dĺžka impulzu a dĺžka prestávky boli závislé od mŕtveho času akčného člena, ktorý sa dá zistiť z jeho nastavovacej charakteristiky, a/alebo podobných veličín.The essential characteristic variables of the actuators are the so-called. actuator dead time, i. the response time from the setting command to the actual response of this member, and the duration of the actual setting action required to bring the actuator to the desired state. Therefore, according to the present invention, it is proposed that the pulse length and the pause length be dependent on the dead time of the actuator, which can be ascertained from its adjustment characteristic, and / or similar variables.
Nastavovacia charakteristika určuje, aké účinky na regulačný obvod majú zmeny vykonané na akčnom člene. Kedže tieto účinky bývajú zväčša nelineárne, dajú sa tieto nelinearity len veľmi ťažko zohľadňovať a pracuje sa preto len s približnou lineárnou aproximáciou nastavovacej charakteristiky. Táto aproximácia bude tým lepšia, čím kratšie je trvanie nastavovacieho úkonu v porovnaní s dĺžkou periódy impulzné modulovaného signálu.The setting characteristic determines the effects on the control circuit of the changes made to the actuator. Since these effects tend to be largely non-linear, these non-linearities are difficult to take into account and therefore only approximate linear approximation of the adjustment characteristic is employed. This approximation will be better the shorter the duration of the adjustment operation compared to the period of the pulse modulated signal.
Aby sa dosiahla účinná proporcionálna premena spojitého výstupného signálu z nadradeného regulátora na nastavovaciu veličinu pre akčný člen, mala by byť dĺžka periódy väčšia ako súčet mŕtvych časov a časov potrebných na vykonanie nastavovacieho úkonu pri prvom a druhom nastavovacom povele (minimálne trvanie nastavovacieho cyklu).In order to achieve an effective proportional conversion of the continuous output signal from the master controller to the setting value for the actuator, the length of the period should be greater than the sum of the dead times and the time required to perform the setting operation at the first and second setting commands.
Aby sa dala zabezpečiť aj dobrá ovládateľnosť časového správania regulačnej slučky, mala by byť dĺžka periódy naopak menšia ako minimálna prevládajúca časová konštanta regulačnej slučky. Za rozumnú hraničnú hodnotu možno považovať asi 1/10 najmenšej prevládajúcej časovej konštanty regulačnej slučky.On the other hand, in order to ensure good controllability of the time behavior of the control loop, the length of the period should be smaller than the minimum prevailing time constant of the control loop. About 1/10 of the smallest predominant control loop time constant can be considered a reasonable threshold.
Vynález sa ďalej týka regulácie kombinovaného podlahového a radiátorového vykurovania, pri ktorom regulačný obvod podlahového vykurovania a regulačný obvod radiátorového vykurovania sa vždy regulujú oddelene regulátormi, ktoré majú vlastné žiadané hodnoty. Na zlepšenie kvality regulácie sa podľa predmetného vynálezu navrhuje navzájom zladiť jednotlivé žiadané hodnoty pre podlahové vykurovanie a radiátorové vykurovanie pomocou prenosových členov. Možno to urobiť tak, že tieto prenosové členy zThe invention further relates to the control of the combined underfloor and radiator heating, in which the underfloor heating control circuit and the radiator heating control circuit are each separately controlled by controllers having their own setpoints. In order to improve the quality of the control, according to the present invention, it is proposed to align the individual setpoints for underfloor heating and radiator heating by means of transmission elements. This can be done by having these transfer members from
31807/T regulačnej odchýlky celého systému, napr. odchýlky skutočnej izbovej teploty od žiadanej izbovej teploty, odvodia žiadané hodnoty pre regulačné obvody podlahového a radiátorového vykurovania. Takýmto spôsobom sa dynamické vlastnosti regulátora radiátorového vykurovania a regulátora podlahového vykurovania dajú navzájom zladiť tak, že sa funkcia systému ako celku zlepší. Pomocou osobitného výberu prenosových členov je napr. aj možné prispôsobovať vyššie opísaným spôsobom len parametre regulátora podlahového vykurovania a/alebo najmä radiátorového vykurovania.31807 / T control system deviation, eg. deviations of the actual room temperature from the desired room temperature, derive the setpoints for the underfloor and radiator heating control circuits. In this way, the dynamic properties of the radiator heating controller and the underfloor heating controller can be matched to each other by improving the function of the system as a whole. By means of a special selection of transfer members, e.g. it is also possible to adapt only the parameters of the floor heating controller and / or in particular the radiator heating in the manner described above.
Pri zvláštnom spôsobe uskutočnenia regulácie podľa predmetného vynálezu sú prenosové členy v podstate dynamické filtre, ktoré zohľadňujú meniace sa stavy regulačnej slučky.In a particular embodiment of the control according to the present invention, the transmission elements are essentially dynamic filters which take into account the changing states of the control loop.
Keďže realizácia takýchto dynamických filtrov môže byť za určitých okolností veľmi nákladná, možno voliť aj prenosové členy s konštantným činiteľom zosilnenia.Since the realization of such dynamic filters can be very expensive in certain circumstances, it is also possible to choose a constant gain amplifier.
Pri výhodnom spôsobe vyhotovenia sú regulátormi podlahového vykurovania a/alebo radiátorového vykurovania regulátory PI alebo PID, ktorými sa dá dosiahnuť dobrá regulácia.In a preferred embodiment, the floor heating and / or radiator heating controllers are PI or PID controllers, by which good control can be achieved.
Ďalej sa pri regulácii podľa predmetného vynálezu ukázalo ako výhodné, aby zosilnenie v regulačnom obvode podlahového vykurovania bolo menšie ako zosilnenie v regulačnom obvode radiátorového vykurovania. Tým sa zmenší vplyv mŕtveho času podlahového vykurovania, ktoré má pomerne veľkú zotrvačnosť.Furthermore, it has proven advantageous in the regulation according to the invention that the gain in the control circuit of the underfloor heating is less than the gain in the control circuit of the radiator heating. This reduces the dead time effect of underfloor heating, which has a relatively high inertia.
31807/T31807 / T
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ďalšie výhody a znaky regulácie podľa predmetného vynálezu vyplývajú z nasledujúceho opisu príkladu vyhotovenia a z výkresov, ktoré znázorňujú:Further advantages and features of the control according to the present invention result from the following description of the exemplary embodiment and from the drawings, which show:
Obr. 1 postupový diagram so štruktúrou regulácie podľa predmetného vynálezu pre kombinované podlahové a radiátorové vykurovanie,Fig. 1 is a flow chart with a control structure according to the present invention for combined floor and radiator heating;
Obr. 2 diagram znázorňujúci princíp modulácie dĺžky impulzu pre dvojpolohový ventil ako akčný člen.Fig. 2 is a diagram illustrating the principle of pulse length modulation for a two-position valve as an actuator.
Príklad uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Na obr. 1 je schematicky znázornená regulácia 1. kombinovaného podlahového vykurovania a radiátorového vykurovania regulátorom teploty v jednej miestnosti, ktorý spĺňa zákonné požiadavky nariadenia o vykurovacích zariadeniach. Prirodzene sa predpokladá, že regulácia len samotného podlahového vykurovania funguje správne, takže možno vynechať kroky a prvky potrebné na reguláciu radiátorov.In FIG. 1 is a schematic illustration of the control of 1. combined underfloor heating and radiator heating with a single room temperature controller that meets the legal requirements of the heating equipment regulation. Naturally, it is assumed that the regulation of only the underfloor heating itself functions correctly, so that the steps and elements required to control the radiators can be omitted.
Na porovnávacom mieste 2 sa porovnáva práve nameraná skutočná teplota v miestnosti s žiadanou teplotou v miestnosti definovanou pre reguláciu. Z rozdielu oboch týchto teplôt sa stanoví regulačná odchýlka e0 celého systému. Táto regulačná odchýlka e0 sa privádza do prenosového člena 3 podlahového vykurovania, ako aj do prenosového člena 4 radiátorového vykurovania.At comparison point 2, the actual room temperature measured is compared with the desired room temperature defined for the control. From the difference between these two temperatures, the control deviation e 0 of the whole system is determined. This control deviation is 0 is applied to a transfer element 3 floor heating, and the transmission member 4 of the radiator heating.
Úlohou prenosových členov 3, 4 je z regulačnej odchýlky e0 celého systému vždy oddelene stanoviť regulačné odchýlky eFBH a eHK regulačného obvodu podlahového vykurovania 5, resp. regulačného obvodu radiátorového vykurovania 6. Keďže obe regulačné odchýlky eFBH a eH« boli v prenosových členoch 3 a 4 odvodené z regulačnej odchýlky e0 celého systému, možno nastavenie žiadaných hodnôt oddelených regulačných obvodov 5, 6 s rôznymi regulačnými odchýlkami eFBH a eHK chápať ako korektúru oddelenýchThe task of the transmission elements 3, 4 is to determine separately the control deviations e FB H and e H K of the underfloor heating control circuit 5 and the control deviation e 0 of the entire system. 6. Since both control deviations e FBH and e H «have been derived from the control deviation e 0 of the entire system in the transmission members 3 and 4, the setpoints of the separate control circuits 5, 6 with different control deviations e FBH and e H K can be set. understood as proofreading of the separated
31807/T r ‘ obvodových zosilnení s regulačnou odchýlkou e0. Vhodnou voľbou prenosových členov 3, 4 sa teda regulačný obvod 5 podlahového vykurovania a regulačný obvod 6 radiátorového vykurovania navzájom zladia.31807 / T r 'circuit amplifiers with control deviation e 0 . Thus, by suitable selection of the transmission elements 3, 4, the underfloor heating control circuit 5 and the radiator heating control circuit 6 are aligned with each other.
Jednoduchú voľbu prenosových členov 3, 4 predstavujú konštantné činitele zosilnenia, ktoré rozdeľujú zaťaženie úmerne na oba regulačné obvody 5, 6. Je však možné vytvoriť prenosové členy 3, 4 ako dynamické filtre, ktoré podľa stavu regulačnej slučky budú nadobúdať rozdielne hodnoty.The simple selection of the transducers 3, 4 are constant gain factors that distribute the load proportionally to the two control circuits 5, 6.
Oddelené regulačné odchýlky eFBH, resp. eHK sa privádzajú do príslušných regulátorov 7, resp. 8 podlahového vykurovania, resp. radiátorového vykurovania. Pri regulátoroch 7, 8 ide prednostne o regulátory PI alebo PID.Separate control deviations e FB H resp. e H K are fed to the respective controllers 7 and 7 respectively. 8 underfloor heating, respectively. radiator heating. The controllers 7, 8 are preferably PI or PID controllers.
Pokusy najmä pri podJahovom vykurovaní ukázali, že teplota v miestnosti napriek nemenným vonkajším podmienkam kolíše okolo žiadanej hodnoty. Príčinou je tu od pracovného bodu závislé zosilnenie v regulačnej slučke systému, ktoré sa dá prispôsobením regulačných parametrov regulátora PI, resp. PID 7, 8 vyrovnať. Pre tento účel sa najmä veľkosť skoku a nastavovací čas prispôsobujú úmerne rozdielu medzi skutočným pracovným bodom a referenčným pracovným bodom. Pri regulátore PI sa to napr. robí podľa tohto návodu:Experiments, in particular with under-floor heating, have shown that the room temperature fluctuates around the set point despite the constant external conditions. This is due to the operating point-dependent gain in the control loop of the system, which can be adjusted by adjusting the control parameters of the PI controller, respectively. PID 7, 8 equalize. For this purpose, in particular, the jump size and the adjustment time are adapted proportionally to the difference between the actual operating point and the reference operating point. For the PI controller, this is e.g. according to these instructions:
Kp = Kp + KKPadp (XSr - XSR) Tn = TN‘ + KTNadp (XSr*-XSr) (1.1) (1.2) kde Kp značí veľkosť skoku, TN nastavovací čas a KP* a TN sú príslušné, v referenčnom pracovnom bode XSR optimalizované parametre regulátora. ΚΚΡ a KTN sú konštanty úmernosti.Kp = K p + KKPadp (XS r - XS R ) Tn = T N '+ KTNadp (XSr * -XS r ) (1.1) (1.2) where Kp denotes jump size, T N set time and K P * and T N are the controller parameters optimized at reference point XS R. ΚΚΡ and KTN are proportionality constants.
Ak sa používajú spojito pracujúce akčné členy, resp. servomotory, možno spojitými výstupnými signálmi yFBH resp. yHK ovládať tieto akčné členy priamo. V opísanom spôsobe realizácie sú však akčné členy 9, 10 dvojpolohové regulátory, ktoré vedia vykonať iba jeden povel OTVORIŤ a jeden povel ZAVRIEŤ. Na ovládanie akčných členov 9, 10 sa musia spojité signályIf continuous actuators, respectively, are used. servomotors, possible output signals y FBH resp. y H K control these actuators directly. In the embodiment described, however, the actuators 9, 10 are two-position controllers that can execute only one OPEN command and one CLOSE command. Continuous signals must be used to actuate the actuators 9, 10
31807/T yFBH a yHK premeniť na dvojpolohové signály s modulovanou dĺžkou impulzu, teda na nastavovacie veličiny uFBH a uHKpre akčné členy 9, 10.31807 / T yFBH ay HK can be converted to bipolar pulse length modulated signals, ie to FBH and H Kpre actuators 9, 10.
Spôsob, akým pracuje modulácia dĺžky impulzu v spojení s dvojpolohovým akčným členom je znázornená na obr. 2. Toto znázornenie platí pre oba regulačné obvody 5, 6, takže v ďalšom možno indexy FBH a HK vynechať.The manner in which pulse length modulation operates in conjunction with a two-position actuator is shown in FIG. 2. This illustration applies to both control circuits 5, 6, so that in the following the FBH and HK indices can be omitted.
Na zvislej osi v hornej časti obr. 2 je v závislosti od času vynesená nastavovacia veličina u akčného člena označeného ako polohový regulátor; keďže ide o dvojpolohovú reguláciu, sú možné iba dva stavy: OTVORENÝ a ZAVRETÝ. Pritom stav OTVORENÝ je označený ako trvanie impulzu, stav ZAVRETÝ je označený ako prestávka za impulzom a súčet oboch stavov sa označuje ako dĺžka periódy. Na zvislej osi v dolnej časti obrázku je v závislosti od času vynesená skutočná poloha akčného člena, ktorá pri regulácii 1_ predstavuje zdvih ventilu na reguláciu prietoku teplonosnej látky.In the vertical axis at the top of FIG. 2, the setting variable of the actuator referred to as the position controller is plotted against time; since this is a two-position control, only two states are possible: OPEN and CLOSED. The OPEN state is indicated as the pulse duration, the CLOSED state is indicated as a pause after the pulse, and the sum of both states is referred to as the period length. On the vertical axis at the bottom of the figure, the actual position of the actuator is plotted as a function of time and represents, in regulation 1, the stroke of the valve for controlling the flow of the heat transfer medium.
Skutočná poloha pri zdvihu ventilu počas povelu OTVORIŤ (trvanie impulzu) má tri fázy. V prvej fáze povelu OTVORIŤ je ventil v skutočnosti ešte zavretý. Tento čas je mŕtvy čas Tt0i_otvoriť, počas ktorého ventil na povel OTVORIŤ ešte nezareagoval. Potom nasleduje druhá fáza, v priebehu ktorej sa zdvih ventilu plynulo zväčšuje až do maximálneho otvorenia. To je nastavovací čas Ta_otvoriť. V nasledujúcej tretej fáze Totvoriť je potom ventil úplne otvorený. Príslušné fázy s časmi Tto^zavrieť, Ta_zavrieť θ Tzavrieť sa potom vyskytujú aj počas povelu ZAVRIEŤ (prestávka za impulzom).The actual valve lift position during the OPEN command (pulse duration) has three phases. In the first phase of the OPEN command, the valve is actually still closed. This time is the dead time Tt 0 i_open, during which the valve has not yet responded to the OPEN command. This is followed by a second phase, during which the stroke of the valve increases continuously up to the maximum opening. This is the set time T and _open. The valve is then fully open in the next third phase of the To form. The respective phases with the times Tto close, T and close θ T close then also occur during the CLOSE command (pause after pulse).
Trvanie impulzu sa teraz vypočítava tak, aby percentuálny pomer plochy pod čiarou priebehu zdvihu ventilu k celkovej maximálnej ploche počas trvania periódy zodpovedal spojitému signálu y regulátora. Pritom mŕtvy čas TTot_oTvoRiŤ a nastavovací čas Ta_Otvoriť závisia od vlastností použitého akčného člena a musia sa teda patrične vziať do úvahy.The pulse duration is now calculated so that the percentage ratio of the area under the valve stroke line to the total maximum area over the period of the period corresponds to the continuous signal y of the controller. While dead time T To t_oTvoRiŤ and setting time T _ The form depends on the characteristics of the actuator and must therefore be properly taken into account.
31807/T31807 / T
Aby sa ešte dala dosiahnuť proporcionálna regulácia, malo by sa trvanie periódy voliť konštantné, pričom musí byť toto trvanie periódy dlhšie ako súčet mŕtvych a nastavovacích časov povelov OTVORIŤ a ZAVRIEŤ. Aby sa však zabezpečila dobrá ovládateľnosť časového správania slučky, nemalo by naopak byť trvanie periódy dlhšie ako asi 1/10 minimálnej prevládajúcej časovej konštanty slučky.In order to still achieve proportional control, the period duration should be selected constant, and this period duration must be longer than the sum of the dead and set times of the OPEN and CLOSE commands. On the other hand, in order to ensure good control over the loop time behavior, the period should not be longer than about 1/10 of the minimum prevailing loop time constant.
Po prebehnutí signálu regulačnou slučkou sa určí skutočná teplota v meracom mieste 1_1 a prenesie sa formou spätnej väzby do porovnávacieho miesta 2.After passing the signal through the control loop, the actual temperature at the measuring point 11 is determined and transmitted in the form of feedback to the comparing point 2.
Pomocou regulácie 1_ podlahového vykurovania, resp. kombinovaného podlahového a radiátorového vykurovania podľa predmetného vynálezu sa kvalita regulácie v jednej miestnosti výrazne zlepšila tým, že parametre regulátorov 7, 8 teraz závisia od pracovného bodu, že sa pri modulácii dĺžky impulzu zohľadňujú charakteristické veličiny akčných členov a že sa pri kombinácii podlahového a radiátorového vykurovania oba regulačné obvody 5, 6 navzájom zladia. Takýmto spôsobom sa zohľadňujú a optimalizujú vlastnosti a parametre regulačnej slučky dôležité pre reguláciu. Prirodzene, aj každé z opísaných opatrení má za následok zlepšenie kvality regulácie, ktorá sa však skombinovaním s ďalšími opatreniami ešte zlepší.By means of the underfloor heating control 7, respectively. of the combined floor and radiator heating according to the present invention, the quality of control in one room has been greatly improved by the fact that the parameters of the regulators 7, 8 now depend on the operating point, the pulse length modulation takes into account the actuator characteristics and the two control circuits 5, 6 match each other. In this way, the control loop characteristics and parameters important for control are taken into account and optimized. Naturally, each of the described measures also results in an improvement in the quality of regulation, which, however, is further improved by combining it with other measures.
31807/T e »31807 / T e »
Γ í Z , r :Γ í Z, r:
/'ÝY-ý ~ircl/ YY-ý ~ ircl
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000154897 DE10054897B4 (en) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | Regulation for floor heating or combined floor and radiator heating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK14642001A3 true SK14642001A3 (en) | 2002-05-09 |
Family
ID=7662264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1464-2001A SK14642001A3 (en) | 2000-11-06 | 2001-10-12 | Method of controlling floor heating system or of a combined floor-radiator-type one |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1204014B1 (en) |
| AT (1) | ATE337578T1 (en) |
| CZ (1) | CZ20013892A3 (en) |
| DE (2) | DE10054897B4 (en) |
| HU (1) | HUP0104502A3 (en) |
| PL (1) | PL350374A1 (en) |
| SK (1) | SK14642001A3 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10255587B4 (en) * | 2002-11-28 | 2006-07-13 | Insta Elektro Gmbh | Method for signal-dependent manipulated variable change of actuators |
| FI20070868L (en) | 2007-11-15 | 2009-05-16 | Uponor Innovation Ab | Adjusting the subsurface heating/cooling |
| DE102010031883A1 (en) | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Kermi Gmbh | Control unit for heating and / or cooling circuits |
| DK179749B1 (en) * | 2016-06-30 | 2019-05-07 | Danfoss A/S | Control of flow regulating device |
| DE102017114961A1 (en) * | 2017-07-05 | 2019-01-10 | Rehau Ag + Co | Method for controlling a thermoelectric 2-point drive of a valve of a heating and / or cooling system |
| DE102020119274A1 (en) | 2020-07-22 | 2022-01-27 | Insta Gmbh | Method for controlling a temperature control device using a room temperature controller, room temperature controller therefor and temperature control system |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2916169C2 (en) * | 1979-04-21 | 1981-02-12 | Danfoss A/S, Nordborg (Daenemark) | Device for regulating the flow temperature in a collective heating system |
| DE3113521A1 (en) * | 1981-03-31 | 1982-12-09 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Control device for heating systems |
| DE3539327C2 (en) * | 1984-11-16 | 1996-06-20 | Vaillant Joh Gmbh & Co | Circuit for controlling a central heating system |
| EP0280752A1 (en) * | 1987-03-04 | 1988-09-07 | Viessmann Werke GmbH & Co. | Method and apparatus for controlling the temperature of a space |
| DE3708449A1 (en) * | 1987-03-16 | 1988-09-29 | Bechem & Post Gmbh & Co Kg | Process for controlling underfloor heating |
| DE19537466A1 (en) * | 1995-10-07 | 1997-04-10 | Bosch Gmbh Robert | Temperature control arrangement for measurement resistance for determining medium flow |
| FR2740863B3 (en) * | 1995-11-08 | 1998-02-20 | Axterm | DEVICE FOR SUPPLYING TWO HOT WATER CIRCUITS AT DIFFERENT TEMPERATURES FROM THE SAME BOILER |
| DE29600266U1 (en) * | 1996-01-09 | 1996-02-29 | U S H Fittings & Kunststofftei | Underfloor heating |
| DE19601232C2 (en) * | 1996-01-15 | 1999-07-08 | Moeller Gmbh | Controller for a control loop |
| FR2744793B1 (en) * | 1996-02-13 | 1998-04-17 | Chaffoteaux Et Maury | IMPROVEMENTS ON CENTRAL HEATING DEVICES WITH TWO CIRCUITS WITH DIFFERENT THERMAL CHARACTERISTICS |
| DE29820945U1 (en) * | 1998-11-17 | 1999-04-22 | Schoettler Frank | Device for regulating the flow temperature (for hot water underfloor heating) for combined underfloor heating and radiator systems |
| DE29903016U1 (en) * | 1999-02-19 | 2000-05-11 | Siemens Ag | Step controller |
-
2000
- 2000-11-06 DE DE2000154897 patent/DE10054897B4/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-05 EP EP01123815A patent/EP1204014B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-05 DE DE50110794T patent/DE50110794D1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-05 AT AT01123815T patent/ATE337578T1/en active
- 2001-10-12 SK SK1464-2001A patent/SK14642001A3/en unknown
- 2001-10-25 HU HU0104502A patent/HUP0104502A3/en unknown
- 2001-10-26 PL PL01350374A patent/PL350374A1/en not_active Application Discontinuation
- 2001-10-30 CZ CZ20013892A patent/CZ20013892A3/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE337578T1 (en) | 2006-09-15 |
| HUP0104502A2 (en) | 2002-06-29 |
| DE10054897B4 (en) | 2005-01-13 |
| DE50110794D1 (en) | 2006-10-05 |
| EP1204014A3 (en) | 2005-01-19 |
| EP1204014A2 (en) | 2002-05-08 |
| CZ20013892A3 (en) | 2002-06-12 |
| PL350374A1 (en) | 2002-05-20 |
| HUP0104502A3 (en) | 2003-06-30 |
| EP1204014B1 (en) | 2006-08-23 |
| DE10054897A1 (en) | 2002-06-27 |
| HU0104502D0 (en) | 2002-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101167281B1 (en) | An electro-hydraulic proportional flow valve speed regulating control system and its method | |
| US5743165A (en) | Method for controlling driving of a ram of a hydraulic cylinder of a hydraulic press equipment | |
| RU2735734C1 (en) | Self-tuning adjustment device for flow control valve, temperature control system and distribution device therewith, as well as corresponding methods | |
| JP2008215611A (en) | Mode selection and switching logic in closed-loop pulse width modulation valve-based transmission control system | |
| CA2360251C (en) | Method for controlling a heating system and heating system | |
| SK14642001A3 (en) | Method of controlling floor heating system or of a combined floor-radiator-type one | |
| EP3722680A1 (en) | Method for carrying out a hydraulic adjustment of a heating system for a building and heating system designed for this purpose | |
| US20130068309A1 (en) | Position controller for pilot-operated electrohydraulic valves | |
| KR20010022346A (en) | Adaptive cascade control algorithm | |
| ATE203839T1 (en) | METHOD FOR REGULATING A DELAYED PROCESS WITH COMPENSATION AND REGULATION DEVICE FOR IMPLEMENTING THE PROCESS | |
| DE19507247A1 (en) | Method and device for hydraulically optimized regulation of the flow temperature | |
| DE10108852C1 (en) | Room temperature control | |
| AT515085B1 (en) | Method for adaptive control of a heating system | |
| US5526838A (en) | Method and valve assembly for controlling a pilot signal | |
| JP2720414B2 (en) | Adjustment device | |
| FI20205130A1 (en) | Drive system, trajectory planning unit and method | |
| JP2767436B2 (en) | Operation control devices such as hydraulic actuators | |
| EP3874207B1 (en) | Self-controlled adjustment device for a flow control valve, and method for self-controlled adjustment | |
| DE19710646A1 (en) | Arrangement for adapting power of heating system | |
| JPH04251306A (en) | Method for controlling position of hydraulic cylinder | |
| SE541596C2 (en) | A method for controlling a hydraulic retarder system, a control unit, a hydraulic retarder system, a vehicle, a computer program and a computer-readable medium | |
| Bauer et al. | Level Control | |
| CN111946882A (en) | Adjusting end-of-travel position of process control valve | |
| SU266895A1 (en) | AUTOMATIC REGULATION SYSTEM | |
| WO2024079099A1 (en) | Controller using flow entry point detection |