CH662192A5 - Verfahren und einrichtung zur optimierung der heizkurve einer heizungsanlage. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (FR-PS 1 461 767) wird zur selbsttätigen Optimierung' der Heizkurve die Raumtemperatur geregelt und mindestens ein Parameter der Heizkurve in Abhängigkeit der Regelabweichung selbsttätig so verstellt, dass die Regelabweichung verkleinert wird. Die Heizkurve wird hierdurch selbsttätig den Werten des betreffenden Gebäudes und der Heizungsanlage angepasst und nach einiger Zeit kann die Regelung der Raumtemperatur abgeschaltet und im weiteren nur noch die Heizungsvorlauftemperatur in durch die Heizkurve bestimmter Abhängigkeit von der Aussentemperatur geregelt oder gesteuert werden.

Diese Optimierung der Heizkurve wird jedoch gestört, wenn nicht vorhersehbare Störgrössen die Raumtemperatur unkontrollierbar beeinflussen, beispielsweise durch zeitweises Öffnen von Fenstern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur selbsttätigen Optimierung der Heizkurve zu schaffen, das so durchgeführt werden kann, dass es gegen unvorhergesehene Störgrössen, die während der Zeitdauer der Optimierung gelegentlich auftreten können, unempfindlicher ist und das sich, falls erwünscht, auch ohne Regelung der Raumtemperatur durchführen lässt und das es auch ermöglicht, mittels Mikroprozessoren durchgeführt werden zu können.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene erfindungsgemässe Verfahren gelöst.

Eine Heizungsanlage kann einen oder mehrere Heizungskreise aufweisen. Ein Heizungskreis ist dadurch definiert, dass er der Beheizung eines oder mehrerer oder gegebenenfalls auch vieler Räume des betreffenden Gebäudes oder einer Gebäudezone dient und dass die Heizungsvorlauftemperatur des in diesen Heizungskreis einströmenden Heizmittels (Heizmedium), bei dem es sich im allgemeinen um Wasser handeln kann, zur Steuerung der Raumtemperatur in Abhängigkeit der Aussentemperatur gemäss der Heizkurve geführt wird. Beispielsweise kann die Heizungsvorlauftemperatur des betreffenden Heizungskreises mittels eines Mehrweg-Mischventiles, vorzugsweise mittels eines Dreiweg- oder Vierweg-Mischventiles gesteuert werden. Im einfachsten Fall hat eine Heizungsanlage einen einzigen Heizungskreis und in diesem Falle kann gegebenenfalls auch die Heizungsvorlauftemperatur identisch mit der Kesselvorlauftemperatur sein. Wenn die Heizungsanlage mehrere Heizungskreise aufweist, kann mit konstanter oder gegebenenfalls auch mit gleitender Kesselvorlauftemperatur gearbeitet werden, wobei jedoch die Heizungsvorlauftemperatur jedes Heizungskreises unabhängig von dem oder den anderen Heizungskreisen in Abhängigkeit der Aussentemperatur gemäss der zugeordneten Heizkurve geregelt oder gesteuert werden kann.

Unter der Aussentemperatur Ta ist eine für die Witterung massgebende Temperatur verstanden, bei der es sich also um die Aussenlufttemperatur allein oder um eine Temperatur handeln kann, die ausser der Aussenlufttemperatur auch noch andere Witterungsgrössen, wie Wind, Sonneneinstrahlung oder dergleichen berücksichtigt.

Bei der Raumtemperatur Tr, die bei dem erfindungsge-mässen Verfahren erfasst wird, handelt es sich um die Temperatur eines einzigen beheizten Raumes oder um den Mittelwert der Raumtemperaturen mehrerer vorbestimmter beheizter Räume. Im allgemeinen ist es ausreichend, falls der betreffende Heizungskreis mehrere oder viele Räume beheizt, nur die Raumtemperatur eines einzigen ausgewählten Raumes für die Optimierung der Heizkurve zu erfassen. Bei der Raumtemperatur dieses Raumes kann es sich dabei um eine Lufttemperatur oder gegebenenfalls auch um einen Mittelwert aus mehreren Temperaturen handeln, beispielsweise um einen gewichteten Mittelwert aus einer Lufttemperatur und einer Wandtemperatur des betreffenden Raumes, der dem Behaglichkeitsempfinden von in dem Raum befindlichen Personen Rechnung trägt.

Indem erfindungsgemäss der mindestens eine Parameter der Heizkurven-Gleichung für aus zu unterschiedlichen Zeitpunkten vorliegenden Momentanwerten der Aussentemperatur, Heizungsvorlauftemperatur und Raumtemperatur durch ein statistisches Ausgleichsverfahren berechnet wird, lassen sich der oder die Parameter der Heizkurven-Gleichung recht genau ermitteln, und man kann zu dieser Ermittlung relativ grosse Anzahlen von Momentanwerttripeln Ta, TvundTR einsetzen, so dass Störgrössen von Tr, die unvorhersehbar zeitweise auftreten können, in ihrer Wichtung auf die Parameterberechnung durch geeignet grosse Anzahlen von Momentanwerten von Tr, die nicht durch unvorhergesehene Störgrössen, wie zeitweise das Öffnen von Fenstern, unterschiedliche Zahl anwesender Personen, wärmeentwik-kelnde Maschinen oder dergleichen, beeinflusst sind, in den Hintergrund treten und entsprechend der oder die berechneten Parameter nur wenig störend verfälschen. Auch lässt sich dieses Verfahren ohne Regelung der Raumtemperatur durchführen. Doch ermöglicht es auch, die Messungen bei geregelter Raumtemperatur durchzuführen.

Sobald die Optimierung der Heizkurve beendet ist, wird im weiteren die Heizungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit der Aussentemperatur gemäss der optimierten Heizkurve geregelt oder gesteuert und im Hinblick auf die durch das erfindungsgemässe Verfahren erreichbare sehr gute Optimierung der Heizkurve ergibt sich dann eine entsprechend genaue Steuerung der Temperatur des Raumes oder der Räume, die durch den betreffenden Heizungskreis beheizt werden. Es ist jedoch auch möglich, dieser nach Beendigung der Heizkurvenoptimierung unter Einsatz der optimierten Heizkurven stattfindenden Steuerung der Raumtemperatur noch eine Raumtemperaturregelung zu überlagern, vorzugsweise mittels an den Wärmetauschern angeordneten Thermostatventilen. Beispielsweise kann man in einem solchen Fall vorsehen, dass der durch die in Abhängigkeit der Aussentemperatur geführten Heizungsvorlauftemperatur gesteuerte Raumtemperaturwert etwas höher eingestellt wird, beispielsweise um 1 bis 3°C höher eingestellt wird, als der gewünschte Sollwert der Raumtemperatur, und die Thermostatventile regeln dann durch variable Drosselung des die Wärmetauscher durchströmenden Heizmediums die Raumtemperatur auf den oder die mittels ihnen eingestellten niedrigeren Raumtemperatur-Sollwertes herunter.

Auch ist es in bekannter Weise möglich, die Raumtemperatur vorzugsweise zeitprogrammiert zeitweise abzusenken, was ohne weiteres dadurch erfolgen kann, indem man den Steuer-Sollwert der Raumtemperatur absenkt, beispielsweise auf 8-16°C. Der oder die für Normalwerte der Raumtemperatur berechneten Parameter der Heizkurve können auch für solche Absenkungsintervalle der Raumtemperatur unverändert beibehalten werden, oder es ist auch möglich, die Heiz5

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kurve für abgesenkte Raumtemperaturen ebenfalls nach dem erfindungsgemässen Verfahren durch eigene Berechnung des mindestens einen Parameters zu optimieren und so während Absenkungsintervallen die Parameter der Heizkurven-Gleichung auf diese optimierten Werte und bei Übergang auf die normale angehobene Raumtemperatur auf den oder die hierfür optimierten Werte einzustellen.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass über einen vorbestimmten Zeitraum zu vorgegebenen Zeitpunkten die Momentanwerte von Ta, Tv, Tr und/oder von y = Tv-Tr und u = Tr-Ta erfasst werden, dass Momentanwertgruppen von Ta, Tv und Tr oder y und u oder aus Momentanwertgruppen abgeleitete Mittelwerte gespeichert werden und dass aus den gespeicherten Werten der mindestens eine Parameter berechnet wird. Das Verfahren lässt sich hierdurch vorzugsweise mittels einer Zeitsteuervorrichtung gesteuert zeitprogrammiert selbsttätig durchführen. Wenn man, wie bevorzugt vorgesehen, die Momentan werte von Ta, Tv, Tr zur Bildung von Temperaturdifferenzen y und u verwendet, lässt sich die Berechnung des oder der Parameter der Heizkurven-Gleichung und deren Umsetzung in verstellbare Steuer-Sollwerte der Raumtemperatur besonders einfach vorsehen. Es ist schon aus diesen Gründen besonders vorteilhaft, Heizkurvengleichungen einzusetzen, in welcher die Temperaturen Ta, Tv, Tr in Form der Temperaturdifferenzen y und u auftreten.

Wenn ferner, wie bevorzugt vorgesehen, aus Momentanwertgruppen Ta, Tv, Tr oder y, u abgeleitete Mittelwerte von Ta, Tv, Tr bzw. y, u gespeichert werden, lassen sich unvorhergesehene, kurzzeitige Störgrössen der Raumtemperatur, wie sie durch Öffnen von Türen, Fenstern oder dergleichen entstehen können, in ihrer Auswirkung auf die Parameter-Berechnung noch stärker unterdrücken als wenn, was auch möglich ist, ungemittelte Momentanwerte Ta, Tv, Tr bzw. y, u für die Parameterberechung eingesetzt werden.

Die Heizkurven-Gleichung kann in irgendeiner den praktischen Verhältnissen Rechnung tragender Weise vorgesehen werden. In einfachsten Fälllen kann die Heizkurve als Gerade vorgegeben sein, deren Steilheit durch einen einzigen Parameter bestimmt wird, in welchem die Werte der die Raumtemperatur beeinflussenden Gebäudekonstanten und Konstanten der Heizungsanlage zum Ausdruck kommen.

Es ist im allgemeinen jedoch besser, die Heizkurve durch eine nichtlineare Gleichung vorzugeben, da hierdurch die Steuerung der Raumtemperatur in Abhängigkeit der Aussentemperatur gemäss der Heizkurven-Gleichung genauer wird. Dann sind die Parameter bei üblichen Raumtemperaturen weitgehend unabhängig von der absoluten Höhe der Raumtemperatur.

Besonders günstig sind Heizkurven-Gleichungen gemäss einem Polynom:

und der Funktionsvektor fr = [fi(u)f2(u)...fM(u)[]

s eingeführt. Besonders zweckmässig kann dabei die Heizkurve gemäss einer der nachfolgenden Gleichungen (2), (3) oder (4) vorgesehen werden:

y = Kiual io oder y = Kiu + K2Ua2 oder y = Kiu + K2U03 + K3Ua4

(2)

(3)

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15 wo ai, ct2, eu, ou Konstanten sind. Es können auch Gleichungen mit vier oder mehr Parametern verwendet werden.

In den Gleichungen (3) und (4) stellen Ki die Steilheit und die übrigen Glieder die Krümmung der Heizkurve dar. Ki, K2, K3 sind der bzw. die Paramter der vorgenannten Heiz-20 kurven-Gleichungen (2) bis (4). Diese Parameter dienen nicht der Einstellung des Steuer-Sollwertes der Raumtemperatur, sondern nur des Verlaufes der Heizkurve, der den Konstanten des Gebäudes und der Heizungsanlage Rechnung trägt.

Es können jedoch gegebenenfalls auch andere, den jeweiligen Konstanten des Gebäudes und der Heizungsanlage ebenfalls Rechnung tragende Heizkurvengleichungen vorgesehen werden, doch sind die Gleichungen (2), (3) oder (4) in den meisten Fällen besonders günstig.

ai kann in vielen Fällen vorteilhaft ungefähr 0,8 ; 012, cu in vielen Fällen vorteilhaft ungefähr 0,75 und cu in vielen Fällen vorteilhaft ungefähr 0,5 betragen. Man ersieht aus den Heizkurven-Gleichungen (1) bis (4), dass man beliebige Raumtemperatur-Steuersollwerte Tr son einsetzen kann und 35 die betreffende Gleichung liefert dann jeweils den zur Steuerung von Tr son erforderlichen funktionellen Zusammenhang zwischen der AussentemperaturTR und der Heizungsvorlauftemperatur Tv.

Die nach einem statistischen Ausgleichsverfahren erfol-40 gende Berechung des oder der Parameter der vorgesehenen Heizkurvengleichung aus den erfassten Werten für Ta, Tv und Tr kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So kann zweckmässig vorgesehen sein, dass sie nach der nichtrekur-siven Schätzmethode der kleinsten Quadrate durchgeführt 45 wird. Diese Schätzmethode ist beschrieben in dem Fachbuch ISERMANN «Prozessidentifikation», Springer-Verlag, Berlin 1974. Sie sei deshalb nur kurz dargelegt. Bei dieser Schätzmethode lautet der Parameterschätzvektor K für N verwendete Messwerte

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K =

y = Kifi(u) + K2f2(u) + ... + Kmîm(u) M

j=l

Kjfj (u) = K fT (u)

(1) wobei 55

F =

Hierbei sind als abgekürzte Schreibweise der Parametervektor 60

F(l) fT(2)

I

fT(N)

K =

Ki K2

I

Km

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f,(u(l))f2(u(l)) f,(u(2))f2(u(2))

i I

fi(u(N))f2(u(N»

fM(u(l)) fM(u(2))

I

• fM (u(N))

und

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y (1) y (2)

I

y (N)

ist.

Die Parameterschätzung kann auch in einer rekursiven Form nach jeder neuen Messung k (k = 0,1,2...) ausgehend von der Parameterschätzung der vorangegangenen Messung k-1 erfolgen. Dann ist

R(k) = K(k-l) + Y(k-l) [y (k)-F(k) K.(k-1 )]

1

woY(k-l)=

fT(k)P(k-l)f(k) + 1

P(k-l)f(k)

und P(k) = [I-y(k-l)F(k)] P(k-l) wo

' y(k-i)

Y2(k-1)

I

YM(k-l)

7(k-1) =

ein Korrekturvektor

I =

10 — 0 01 |

ll\ o

00 0 1

die Einheitsmatrix

P(k) = [FT(k)F(k)]-' =

eine Matrix sind.

f pn(k)

pzi(k)

I I

pMl(k) pM2(k)

pi2(k) P22(k)s

— piM(k)

pMM(k) .

Wenn während der Heizkurvenoptimierung eine Raumtemperaturregelung durchgeführt wird, wird die Raumtemperatur entsprechend konstant gehalten und in diesem Fall kann man in manchen Fällen zweckmässig auch vorsehen, dass für die Parameterberechnung nicht die jeweils gemessene Raumtemperatur Tr, sondern der jeweilige Sollwert der Raumtemperatur Tr eingesetzt wird, was schaltungstechnische Vereinfachungen ermöglicht.

Auch falls während der Optimierung die Heizungsvorlauftemperatur Tv gemäss der Heizkurve geregelt wird und diese Regelung recht genau ist, kann man ebenfalls zur schaltungstechnischen Vereinfachung vorsehen, als jeweiligen Momentanwert von Tv den momentanen Sollwert der Heizungsvor-lauftemperatur für die Parameterberechnung einzusetzen.

Höhere Genauigkeit lassen sich jedoch dadurch erreichen, dass der Parameterberechnung gemessene Momentanwerte von Ta, Tv und Tr zugrundegelegt werden. Wie erwähnt, ist es bei dem erfindungsgemässen Verfahren nicht zwingend, die Raumtemperatur während der Optimierung zu regeln. So kann gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens vorgesehen sein, dass die der Optimierung dienenden Momentanwerte von Ta, Tv und Tr erfasst werden, während die Raumtemperatur ausgehend von einer vorgewählten Start-Heizkurve gesteuert wird.

Dabei kann während der Optimierung die gesteuerte Raumtemperatur schwanken, was jedoch zumindest dann ohne weiteres zulässig ist, wenn man für die Parameterberechnung nur die erwähnten Temperaturdifferenzen y und u einsetzt.

Diese Optimierung unter lediglich Steuerung der Raumtemperatur kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So kann bei einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Steuerung gemäss der Start-Heizkurve bis zum s Abschluss der der Heizkurvenoptimierung dienenden Messungen beibehalten und anschliessend auf die Heizkurve gemäss der optimierten Heizkurven-Gleichung umgeschaltet wird.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass während der io Optimierung die Parameterberechnung mehrfach durchgeführt und die Heizkurve jeweils entsprechend der jeweils zuletzt ermittelten Heizkurven-Gleichung nachgestellt wird. Da die Start-Heizkurve wegen ihrer manuellen Einstellung erheblich falsch sein kann, kann bevorzugt vorgesehen sein, 15 dass jede neue Ermittlung der Heizkurven-Gleichung die ab Beginn der Optimierung eingegebenen Momentanwerte von Ta, Tv und Tr ohne Berücksichtigung der Start-Heizkurve berücksichtigt. Gegebenenfalls kann jedoch auch die Start-Heizkurve in die neuen Ermittlungen mit einbezogen 20 werden.

Die Heizkurvengleichung kann in irgendeiner geeigneten Weise gespeichert werden, beispielsweise kann sie in einem elektrischen Widerstand-Netzwerk gespeichert werden, das mindestens einen als Aussentemperaturfühler dienenden 25 temperaturabhängigen Widerstand und mindestens einen weiteren der Parametereinstellung dienenden verstellbaren Widerstand aufweist, von Hand oder mittels eines Stellmotors auf den durch ihn einzustellenden, berechneten Parameter eingestellt wird. Dabei kann diese Einstellung vorzugs-30 weise selbsttätig erfolgen. Doch ist es auch möglich, dass der Parameter-Rechner den erforderlichen Einstellwert des betreffenden Parameters nur anzeigt oder ausdruckt, und man kann die Einstellung des Parameter-Potentiometers von Hand vornehmen. Bevorzugt ist jedoch die selbsttätige Ein-3s Stellung der Heizkurve vorgesehen.

Besonders vorteilhaft ist es, die berechnete Heizkurvengleichung digital zu speichern und zur Steuerung oder Regelung der Heizungsvorlauftemperatur auszuwerten. In diesem Fall können sowohl das Optimierungsgerät als auch der 40 Heizkurven-Geber digitale elektronische Rechner enthalten. Die Heizkurve kann dann gemäss den jeweils eingegebenen Werten ihrer Variablen ununterbrochen oder in vorbestimmten Zeitabständen zyklisch berechnet werden, und der nach jeder Berechnung ausgegebene Sollwert der Heizungs-45 Vorlauftemperatur Tv wird dann zur Regelung oder Steuerung der Heizungsvorlauftemperatur bis zur Ausgabe des nächsten berechneten Sollwertes eingesetzt.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann erfindungsgemäss bevorzugt eine Einrichtung vorge-50 sehen sein, die gekennzeichnet ist durch Anschlüsse zum Anschluss von Momentanwertgebern fürTA, Tv, Tr, Mittel zum Bilden der Temperaturdifferenzen y = Tv-Tr und u = Tr-Ta, Speichermittel zum Speichern von Messwerttripeln Ta, Tv, Tr und/oder Temperaturdifferenzpaaren (y, u), 55 Rechenmittel zum Berechnen des mindestens einen Parameters der Heizkurvengleichung durch ein statistisches Ausgleichsverfahren (Parameterschätzverfahren) aus mindestens zwei gespeicherten Messwerttripeln (Ta, Tv, Tr) bzw. Temperaturdifferenzpaaren (y, u) und Einstellmittel zum 60 Einstellen des Heizkurvengebers entsprechend dem oder den berechneten Parametern.

Diese Einrichtung lässt sich im Hinblick auf die moderne Mikroprozessortechnik kostengünstig realisieren. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung Zeitsteuermittel 65 für die zeitliche Steuerung mindestens eines der folgenden Vorgänge aufweist:

Abfrage der Momentanwerte von Ta, Tv, Tr;

Bildung der Differenzen von Tr-Ta und Tv-Tr;

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Mittelwertbildung von jeweils mehreren, je eine Gruppe bildenden Momentanwerten vom Ta, Ta, Tr oder y und u;

Berechnung des mindestens einen Parameters der Heizkurvengleichung bzw. Berechnung der Heizkurvengleichung unter Verwendung des mindestens einen berechneten Parameters;

Einstellen oder Nachstellen der Heizkurve des Heizkurvengebers gemäss dem mindestens einen berechneten Parameter bzw. der berechneten Heizkurvengleichung.

Hierdurch lässt sich die Parameterberechnung und gegebenenfalls auch die Einstellung der Heizkurvengleichung völlig selbsttätig zeitgesteuert über einen vorbestimmten Zeitraum von im allgemeinen zweckmässig mindestens einigen Tagen durchführen, und anschliessend kann die optimierte Heizkurve ausschliesslich zur Regelung oder Steuerung der Heizungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit der Aussentemperatur eingesetzt werden, und man kann die nun nicht mehr benötigten, der Optimierung dienenden Komponenten der Einrichtung abschalten oder sie abnehmen. Bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass die der Optimierung dienenden Komponenten in einem mit dem Heizkurvengeber lösbar verbindbaren Optimierungsgerät untergebracht sind, welches Optimierungsgerät dann aufeinanderfolgend bei unterschiedlichen Gebäuden zur Optimierung der jeweiligen Heizkurve eingesetzt werden kann oder man kann das Optimierungsgerät auch ständig angeschlossen belassen, um in längeren Zeitabständen erneute Optimierungen der Heizkurve durchführen zu können, beispielsweise bei noch feuchten Neubauten oder nach Gebäudeumbauten oder in regelmässigen langen Zeitabständen, beispielsweise zu Beginn jeder Heizungsperiode. Bevorzugt können das Optimierungsgerät und die den Heizkurvengeber aufweisenden Mittel zur Regelung oder Steuerung der Hei-zungs-Vorlauftemperatur als elektronische Mikroprozessoren ausgebildet sein.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen :

Fig. 1 eine Heizungsanlage und eine Einrichtung zur Optimierung der Heizkurve ihres Heizungskreises in schemati-scher und Blockbilddarstellung,

Fig. 2 ein Beispiel einer Heizkurve, die nach der Gleichung (3) durch Optimierung erhalten wurde.

Eine Heizungsanlage eines Gebäudes oder einer Gebäudezone oder gegebenenfalls auch nur eines einzigen Gebäuderaumes ist in Fig. 1 im ganzen mit 10 bezeichnet und weist einen Kesselkreis 10' und einen Heizungskreis 10" auf. Sie weist einen Heizkessel 11 auf, dessen Kesselvorlaufleitung 12 an den einen Zuflussstutzen eines Dreiweg-Mischventiles 13 angeschlossen ist, an dessen anderen Zuflussstutzen die Heizungsrücklaufleitung 14 des Heizungskreises 10" über eine Abzweigleitung 15 angeschlossen ist. Die Heizungsrücklaufleitung 14 führt auch zum Kessel 11 zurück. An den einzigen Abflussstutzen des Mischventiles 13 ist die Heizungsvorlaufleitung 16 des Heizungskreises 10" angeschlossen, von der eine Abzweigleitung zu einem Wärmetauscher 17 führt, der dem Beheizen eines strichpunktiert angedeuteten Gebäuderaumes 18 dient und dessen Abflussleitung an die Heizungsrücklaufleitung 14 angeschlossen ist. Der am Mischventil 13 beginnende einzige Heizungskreis 10" dieser Heizungsanlage 10 kann gegebenenfalls noch andere Räume mitbeheizen und eine grössere Anzahl Wärmetauscher aufweisen, die parallel und/oder in Reihe geschaltet sein können. Zur Heizkurvenoptimierung wird die Raumtemperatur Tr des hierfür als «Testraum» dienenden Raumes 18 mittels eines Raumtemperaturfühlers 19 gefühlt, welcher zur Optimierung der mittels eines Heizkurvengebers 20 berechenbaren Heizkurve eingesetzt wird.

Die Optimierung der Heizkurve wird selbsttätig mittels eines Optimierungsgerätes 21 durchgeführt, das eine zweck-5 mässig elektronische Schaltungsanordnung zur durch ein statistisches Ausgleichsverfahren erfolgenden Berechnung der von den Gebäudewerten des betreffenden Gebäudes bzw. Raumes 18 und der Heizungsanlage 10 abhängigen Parameter der die Heizkurve definierenden Heizkurvenglei-io chung aufweist. Bevor das Optimierungsgerät 21 und die Durchführung von Optimierungen der Heizkurve näher beschrieben wird, sei zunächst die nach erfolgter Optimierung stattfindende Steuerung der Raumtemperatur des Raumes 18 erläutert.

is Diese Steuerung erfolgt mittels in Abhängigkeit der von einem Aussentemperaturfühler 22 gefühlten Aussentemperatur Ta gemäss der Heizkurvengleichung geführter Heizungsvorlauftemperatur Tv, die mittels eines Heizungsvorlauftemperaturfühlers 23 gefühlt wird. Bei Tv handelt es sich 20 also um die Temperatur des in der Heizungsvorlaufleitung 16 strömenden Heizmittels (Heizmedium), bei dem es sich vorzugsweise um Wasser handeln kann.

Ein Beispiel einer Heizkurve 60 ist in Fig. 2 dargestellt. Die Abszisse entspricht der Aussentemperatur Ta und die Ordi-25 nate der Heizungsvorlauftemperatur Tv. Je niedriger die Aussentemperatur ist, um so höher muss die Heizungsvorlauftemperatur sein, um den mittels eines Sollwertstellers 24 einstellbaren, zu steuernden gewünschten Wert der Raumtemperatur Tr aufrechtzuerhalten. Der Sollwertsteller 24 gibt 30 also den zu steuernden Wert der Raumtemperatur in den Heizkurvengeber 20 ein.

Der Heizkurvengeber 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein digitaler Rechner, der so programmiert ist, dass er die Heizkurve nach einer vorbestimmten Gleichung 3s berechnet, die mindestens einen Parameter Kj aufweist, dessen Wert in einem Speicher 26 bei jeder Berechnung des Sollwertes der Heizungsvorlauftemperatur oder ständig eingegeben wird.

Der Aussentemperaturfühler 22 misst die Aussentempe-40 ratur analog, und der momentane Analogwert wird in einem Analog-Digital-Wandler 25 in ein zur Aussentemperatur Ta proportionales Digitalsignal umgewandelt, das ebenfalls bei jeder Berechnung der Heizungsvorlauftemperatur oder ständig in den Heizkurven-Geber 20 eingegeben wird. Die 4s Eingabe von Werten des oder der Parameter in den Speicher 26 gespeichert ist und in den Heizkurvengeber 20 kann sowohl von Hand mittels eines manuell bedienbaren Eingabegerätes 27, als auch alternativ selbsttätig mittels des Optimierungsgerätes 21 erfolgen.

so Es sei angenommen, dass die Heizkurve gemäss Gl. (3) mit GC2 = 0,75 programmiert sei, so dass im Speicher 26 die Werte der Parameter Ki und K2 gespeichert werden. Der Heizkurvengeber 20 berechnet dann den momentanen Sollwert Tvsoii der Heizungsvorlauftemperatur Tv zu

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Tvsoii = Kiu + K2U0-75 + Tr

(5)

Der Heizkurvengeber 20 berechnet den Sollwert Tvsoii fortlaufend zyklisch, beispielsweise ununterbrochen oder in 60 Abständen von einigen Sekunden oder Minuten und der jeweils neu berechnete Sollwert Tvsoii bleibt bis zu jeder Neuberechnung als Ausgangssignal des Heizkurvengebers 20 beibehalten. Dieses digitale Ausgangssignal Tvsoii wird dann z.B. in einem Digital/Analog-Wandler 29 in ein Analogsignal 6s Tvsoii umgewandelt und als Sollwert einem Heizungsvorlauftemperatur-Regler 30 als eines seiner beiden Eingangssignale eingegeben. Das andere Eingangssignal ist der vom Heizungsvorlauftemperaturfühler 23 gelieferte momentane Ist-

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WertTvist der Heizungsvorlauftemperatur. Der Regler 30 bildet aus diesen beiden Eingangssignalen die Differenz Tvsoii-Tvist und wandelt diese Regelabweichung in ein Stellsignal für den Stellmotor 31 des Mischventiles 13 um, derart, dass der Regler 30 den Stellmotor 31 ständig so ansteuert,

dass die vorhandene Regelabweichung Tvsoii-Tvist verkleinert wird durch entsprechendes Verstellen der Heizungsvorlauftemperatur Tvist mittels des Mischventiles 13, in welchem das vom Kessel 11 kommende Kesselvorlaufmedium mit kühlerem Heizungsrücklaufmedium in verstellbarem Verhältnis zu Heizungsvorlaufmedium variabler Temperatur gemischt wird.

Diese beschriebene Raumtemperatursteuerung führt nur dann zu von der Aussentemperatur unabhängiger konstanter Raumtemperatur von beispielsweise 20°C (auch andere Raumtemperaturwerte sind mittels des Sollwertstellers 24 einstellbar), wenn die Parameter Ki und K2 richtig auf die Konstanten des betreffenden Gebäudes und der Heizungsanlage 10 eingestellt sind. Das Optimierungsgerät 21 dient dem selbsttätigen Optimieren dieser Parameter Ki und K2 und damit dem Optimieren der Heizkurve. Dieses Optimierungsgerät 21 kann wahlweise an die vorangehend beschriebene, vorzugsweise elektronische Raumtemperatur-Steuerschal-tung 59, die die Komponenten 22,25,26,20,29,30 und 23 aufweist, angeschlossen werden, zu welchem Zweck dieses Optimierungsgerät 21 Anschlüsse 32,33,34 und 35 für den Aussentemperaturfühler 22, den Heizungsvorlauftemperaturfühler 23, den Raumtemperaturfühler 19 und für den Ausgang eines Parameter-Rechners 36 des Optimierungsgerätes 21 aufweist.

Dieses Optimierungsgerät 21 weist einen Messwert-Abtastblock 41 für die ihm über die Anschlüsse 32, 33 und 34 eingegebenen Momentanwerte von Ta, tv und Tr auf. Diese Momentanwerte werden mittels einer programmierbaren Zeitschaltuhr (Zeitsteuervorrichtung) 37 periodisch jeweils gleichzeitig abgefragt und dann sofort in einen Differenz-Rechner 39 eingegeben, der aus ihnen die momentanen Differenzen y = Tv-Tr und u = Tr-Ta berechnet und in einen einen Speicher aufweisenden Mittelwertbildner 40 eingibt. Dieser Mittelwertbildner 40 erhält während mittels der Zeitschaltuhr 37 programmierter, vorbestimmter Zeitintervalle jeweils eine Mehrzahl von während jedes Zeitintervalles in vorbestimmten Zeitabständen jeweils gleichzeitig ermittelte Werte y und ü eingegeben und speichert sie und berechnet am Ende jedes Zeitintervalles die Mittelwerte y und u aus den während des betreffenden Zeitintervalles in ihn eingegebenen Momentanwerten von y und u. Beispielsweise kann ein solches Zeitintervall zwei Stunden betragen, und es werden im Abtastblock 41 die in ihn eingegebenen Momentanwerte Ta, Tv und Tr jeweils gleichzeitig alle 10 Minuten abgefragt, so dass während dieser zwei Stunden insgesamt zwölf Wertepaare y, u erfasst, und aus diesen beiden Momentanwertgruppen bildet der Mittelwertbildner 40 dann, gesteuert durch die Zeitschaltuhr 37, am Ende dieses Zwei-Stunden-Intervalles die Mittelwerte y und ü. Diese Mittelwerte y und ü werden dann in einen Messwert-Speicher 42 eingelesen und in ihm gespeichert. Die Zeitintervalle, über die jeweils die Mittelwerte y und ü gebildet werden, brauchen nicht aneinander anzuschliessen, sondern können bevorzugt zeitliche, durch die Programmierung der Zeitschaltuhr 37 bestimmte Abstände haben, beispielsweise können pro Kalendertag ein einziges oder mehrere Zeitintervalle programmiert sein, oder es können auch an unterschiedlichen Tagen unterschiedliche Anzahlen solcher Zeitintervalle programmiert sein. In der Zeitschaltuhr ist ferner der gewünschte Optimierungs-Zeitraum programmiert, während welchem die Messung und Berechnung der Mittelwerte y und ü erfolgt, die alle im Speicher 42 gespeichert werden und, am

Ende dieses Optimierungs-Zeitraumes, der vorzugsweise einige Tage oder auch ein oder mehrere Wochen betragen kann, liefert die Zeitschaltuhr 37 zum Parameter-Rechner 36 ein Signal, das ihn zur Durchführung der Berechnung der Parameter Ki und K2 nach einem statistischen Ausgleichsverfahren (Parameterschätzmethode) aus den im Speicher 42 gespeicherten Mittelwert y und ü auslöst. Der Rechner 36 gibt nach Beendigung dieser Berechnung die geschätzten Parameter-Werte Ki und K2 in den Speicher 26 ein und löscht hierdurch gleichzeitig die bis dahin in diesem Speicher 26 gespeicherten Parameter-Werte Ki und K2. Diese neuen Parameter-Werte Ki und K2 sind nun für dieses betreffende Gebäude und die betreffende Heizungsanlage optimal und bleiben ständig gespeichert, so dass sie dann ständig jeder Berechnung des Heizungsvorlauftemperatur-Sollwertes Tvsji durch den Heizkurvengeber 20 zusammen mit der momentanen Aussentemperatur Ta und dem am Sollwert-Steller 24 eingestellten Steuer-Sollwert der Raumtemperatur zugrundegelegt werden. Das Optimierungsgerät 21 kann dann von der Steuerschaltung 59 abgenommen und für die Heizkurvenoptimierung anderer Gebäude eingesetzt werden. Oder es ist auch möglich, dieses Optimierungsgerät 21 ständig an die Steuerschaltung 59 angeschlossen zu lassen, gegebenenfalls in sie zu integrieren, so dass man die Möglichkeit hat, die Heizkurvenoptimierung von Zeit zu Zeit zu wiederholen.

Anstelle des vorangehend beschriebenen Optimierungsverfahrens des Optimierungsgerätes 21 kann dieses auch anders programmiert sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Zeitschaltuhr 37 für mehrfache Parameter-Berechnung während des vorgesehenen Optimierungs-Zeitraumes programmiert ist, bspw. so, dass sie nach jeder Eingabe einer vorbestimmten Anzahl von Mittelwerten y und u dem Rechner 36 die Parameter-Berechnung unter Mitverwendung aller im Speicher 40 seit Beginn der Optimierung gespeicherten Mittelwerte y und ü befiehlt, der dann nach Beendigung der Rechnung die von ihm neu berechneten Parameter-Werte Ki und K2 in den Parameter-Speicher 26 unter Löschen der vorangehend gespeicherten Parameter-Werte eingibt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine solche Parameter-Berechnung nach jeder Eingabe von zwei bis fünf oder auch noch mehr Mittelwerten y und ü durchgeführt wird, so dass, mit zunehmender Anzahl von Parameter-Berechnungen wegen der zunehmenden Anzahl von dabei mitberücksichtigten Mittelwerten y und ü die jeweils neue Parameter-Berechnung genauere Parameter Ki und K2 als die jeweils vorangegangene Berechnung liefert. Damit wird auch die Steuerung der Raumtemperatur Tr durch die jeweils verbesserte Heizkurvengleichung genauer, was sich ebenfalls verbessernd auf die Genauigkeit der jeweils zuletzt berechneten Parameter Ki und K2 auswirkt. Dies sei an einem Beispiel noch näher erläutert. Beispielsweise könne pro Tag zweimal Mittelwerte y und ü gemessen und berechnet und im Speicher 42 gespeichert werden. Die Zeitschaltuhr 37 kann dabei so programmiert sein, dass sie nach jeder Eingabe zweier neuer Mittelwerte y und ü, also pro Tag eine neue Parameter-Berechnung durch den Rechner 36 auslöst. Am ersten Tag liegen dann also der Parameter-Berechnung nur zwei Mittelwerte y und ü zugrunde, am nächsten Tag sind es vier Mittelwerte y und ü, am dritten Tag sind es sechs Mittelwerte y und ü, usw.

Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass die im Speicher 40 gespeicherten Mittelwerte y und ü bei der Parameter-Berechnung unterschiedlich bewertet werden, und zwar mit um so geringerer Bewertung, je länger sie schon im Speicher 40 gespeichert sind. Auch andere Möglichkeiten bestehen.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, anstatt in den Speicher 26 manuell mittels des Stellers 27 Anfangswerte von Ki und K2 einzugeben, dass in den Speicher 40 manuell

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8

Anfangswerte von y und ü eingelesen werden, die zunächst der Berechnung der Anfangs-Parameter Ki und K.2 durch den Rechner 36 dienen, die dann zunächst im Speicher 26 gespeichert werden. Diese Anfangswerte von y und ü können dann bei der späteren ein- oder mehrfachen Neuberechnung der Parameter zusammen mit den durch Messungen von Ta, Tv und Tr ermittelten Mittelwerten y und ü mitverwendet werden, oder es ist noch besser, diese manuell eingegebenen Mittelwerte y und ü bei den späteren Parameter-Berechnungen nicht mehr mitzuverwenden, da sie möglicherweise erheblich falsch waren.

Die Genauigkeit der Parameter-Berechnung lässt sich noch verbessern bzw. es lassen sich die Parameter Ki und Kz mit weniger Werten y, u berechnen, wenn man während der Optimierung die Raumtemperatur Tr auf einen konstanten Wert regelt, also während der Optimierung die Regelung der Heizungsvorlauftemperatur Ty mittels des Reglers 30 abschaltet, zu welchem Zweck der in die Leitung 57 zwischengeschaltete Schalter 50 ausgeschaltet wird, so dass der Regler 30 vom Stellmotor 31 abgeschaltet ist. An seiner Stelle wird dann ein im Optimierungsgerät 21 befindlicher Raum-temperatur-Regler 51 mittels eines Schalters 52 an den Stellmotor 31 angeschlossen. Dieser Raumtemperatur-Regler 51 kann auf einen gewünschten Sollwert mittels eines Raum-temperatur-Sollwertstellers 53 eingestellt werden, und der momentane Ist-Wert der Raumtemperatur wird in ihn über die Leitung 54 eingegeben. Er bildet die Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert der Raumtemperatur als Raumtemperatur-Regelabweichung und steuert den Stellmotor 31 so,

dass die Heizungsvorlauftemperatur fortlaufend im Sinne einer Verkleinerung der momentanen Regelabweichung verstellt wird. In diesem Falle kann es besonders zweckmässig sein, vorzusehen, dass die Berechnung der Parameter Ki und K.2 erst am Ende des für die Optimierung in der Zeitschaltuhr 37 programmierten Zeitraumes aus allen im Speicher 42 gespeicherten Mittelwerten y und ü durchgeführt wird. Sobald dies erfolgt ist und diese berechneten Werte Ki und K.2 im Speicher 26 gespeichert sind, wird der Schalter 52 wieder geöffnet und der Schalter 50 geschlossen, und nunmehr wird die Heizungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit der Aussentemperatur wie weiter oben beschrieben unter Beibehalt der im Speicher 26 gespeicherten berechneten Werte Ki und K2 zur Steuerung der Raumtemperatur geregelt. Das Optimierungsgerät 21 kann dann abgenommen werden.

Im Falle der Regelung der Raumtemperatur Tr mittels des Reglers 51 kann in manchen Fällen auch vorgesehen sein, dass der am Sollwertsteller 53 eingestellte Raumtemperatur-Sollwert anstelle des mittels des Fühlers 19 gefühlten Raum-temperatur-Istwertes in den Abtastblock 41 eingegeben wird. Auch kann in manchen Fällen entsprechend der Sollwert Tvsoii der Heizungsvorlauf temperatur über die Leitung 58 in den Abtastblock 41 anstelle ihres Ist-Wertes eingegeben werden.

Es ist auch möglich, bei dem Optimierungsgerät 21 den Mittelwertbildner 40 wegzulassen und die momentanen Messwerte der Messwertpaare y, u aus dem Glied 39 direkt in den Speicher 42 einzugeben, doch verringert der Mittelwertbildner 40 die Anzahl der für eine recht genaue Berechnung der Parameter erforderlichen Messwerte.

Da im Abtastblock 41 zu jedem programmierten Abtastzeitpunkt alle drei Messwerte Ta, Tv, Tr gleichzeitig oder in rascher Sequenz nahezu gleichzeitig abgetastet werden,

ergibt jeder solcher einzelne Abtastvorgang ein Momentan-werttripel Ta, Tv, Tr, aus welchem im Differenz-Rechner 39 ein Momentanwertpaar y und u berechnet wird. Im Mittelwertbildner 40 können dann aus jeweils mehreren, in zeitlicher Aufeinanderfolge eingegebenen Werte für y und u Mittelwerte y und ü gebildet werden. Die Mehrzahl von

Momentanwerten y, aus denen ein Mittelwert y berechnet wird, bildet so eine Momentanwertgruppe aus Momentanwerten y. Entsprechend bilden die mehreren Momentanwerte von u, aus denen ein Mittelwert ü berechnet wird, eine s Momentanwertgruppe aus Momentanwerten u.

Anstelle des beschriebenen analogen Heizungsvorlauftem-peraturreglers 30 kann auch ein digitaler Regler eingesetzt werden, wodurch der Digital-Analog-Wandler 29 in Fortfall kommen kann. Anstelle des digitalen Heizkurvengebers 20 10 kann gegebenenfalls auch ein analoger Heizkurvengeber vorgesehen werden.

Nachfolgend werden noch Beispiele zur rekursiven und nichtrekursiven Methode der kleinsten Quadrate gebracht.

15 Beispiel zur rekursiven Methode der kleinsten Quadrate Für die Heizkurve zum Zeitpunkt k gelte y(k) = Kiu(k) + K2u°'7S(k) = K(k)F(k)

20

wobei

K(k):

25

K,(k) K2(k)

;fT(k) = [u(k)u°-75(k)]

Die rekursive Methode der kleinsten Quadrate kann dann z.B. nach folgenden Gleichungen ablaufen, die in dieser Reihenfolge programmiert werden können.

a) Zum Zeitpunkt k werden die neuen Messungen y(k) 30 und u(k) gemacht und es wird gebildet

F(k) = [u(k) u°-75(k)] = [f i(k) f2(k)]

b) Dann wird berechnet

35

P(k-l)f(k) =

pn(k-l) pi2(k-l)

f'(k)

p2t(k-l) p22(k-l)

f2(k)

40 =

pu (k-l)fi(k) + pi2 (k-l)fa(k) p2i (k-l)fi(k) + p22(k-l)f2(k)

ii(k-l)

i2(k-l)

Hierbei wird P(k-l) aufgrund des vorhergegangenen Rekursionsschnittes aus g) entnommen.

45 c) Es folgt die Berechnung des Skalars

F(k)P(k-l)f(k) = pi,(k-l)f?(k)

+ [pi2(k-l) + p2i(k-l)]fi(k)f2(k) + p22(k-l)fi(k) = j(k-l) d) Dann kann der Korrekturvektor berechnet werden

50

y(k-l) =

55

yi(k-l)

1

ii(k-l)

Y2(k-1)

j(k-1) + 1

i2(k-l)

e) Es wird der Gleichungsfehler mit den alten Parameterschätzwerten gebildet

60 e(k) =y(k) - fT(k) K(k-l) =y(k)-[f>(k)f2(k)]

Ki(k-l) K2(k-1)

«s f) Die neuen Parameterschätzwerte lauten somit

K(k) =

K,(k)

Ki(k-l)

Y'(k-l)

K2(k)

K2(k-1)

+

Y3(k-1)

e(k)

9

662 192

g) Die für den nächsten Rekursionsschnitt benötigte Matrix P(k) lautet

P(k) =

1 — Y'(k- l)fi(k) —Yi(k- l)fa(k) -Y2(k-l)fi(k) l-Y2(k-l)f2(k)

pu(k-l)pi2(k-l) p2i(k-l) p22(k-l)

h) Dann wird k+1 durch k ersetzt und wieder bei a) gestartet.

Um den rekursiven Parameterschätzalgorithmus beim Zeitpunkt k = 0 zu starten, wird gesetzt

K(0) =

Ki(O) K2(0)

und P(O) =

a O O a

K(k) =

K,(k) K2(k)

; F(k) = [u(k)u°-75(k)].

Die nichtrekursive Methode der kleinsten Quadrate führt auf die Schätzgleichung

K(N) = N[FTF]-'i-[FTy],

die zur Vereinfachung des Folgenden mit der Messzeit N erweitert wurde. Dann können Korrelationsfunktionen festgelegt werden:

_L N

Oii= n u2(k)

k = 1

022 =

012 =

_L N

N "

JL N

N "

1

[u°-75(k)]2

k = 1

u(k)u°-75(k) = 021

J_ N

0ly= N S

k = 1

u(k)y(k)

02y =

_L N

N s k = 1

u°-75(k)y(k)

und es gilt

011

012

01y 02y

012 022

io Für die inverse Matrix gilt per Definition adj [FTF]

N[FTF]-' = N

wobei Ki (O) und K2 (O) anfängliche Schätzwerte (Startheizkurve) sind, die auch Ki (O) = O und K2 (O) = O sein können, a ist eine grosse Zahl, z.B. a > 100.

Beispiel zur nichtrekursiven Methode der kleinsten Quadrate Es wird als Beispiel die Heizkurve y(k) = Kiu(k) + K2u°-75(k) = K(k)F(k)

gewählt, wobei

15 _

det [FTF] 1

022 01

-0J2

022012 012011

Wobei adj für Adjungierte und det für Determinante steht 20 Die geschätzten Parameter lauten somit zum Zeitpunkt N

K(N) =

Ki (N) K.2(N)

1

022 011-012

022 01v + 012 02y 01201) +011 02y

25 Falls keine Potenzrechnungen, sondern nur die Grundrechenarten verwendet werden sollen, kann z.B. y = u0-75 mit Hilfe des Newtonschen Wurzelverbesserungs-Verfahrens berechnet werden, indem z.B.

3«

y = geschrieben wird,

und die Wurzel w = Vz

35 mittels z = w2

f(w) = w2 - z = O

numerisch gesucht wird, siehe z.B. Zurmühl, Praktische «Mathematik, Springer-Verlag, Berlin, 1965.

Es sei noch ausgeführt, dass die Erfindung vorzugsweise bei Heizungsanlagen mit Wasser oder Dampf als Heizmittel verwendet werden kann, doch ist ihre Verwendung auch bei anderen Heizungsanlagen, beispielsweise bei Warmlufthei-45zungsanlagen, ebenfalls möglich. Der Heizungskreis kann bei letzteren dann gegebenenfalls nur durch die die Warmluft dem Raum zuführenden Komponenten und die Abluft und/oder Fortluftführung gebildet sein.

Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 50gibt die Heizkurve den Zusammenhang zwischen Ta und Tv wieder. Es ist jedoch auch möglich, dass anstatt der Heizungsvorlauftemperatur eine andere für die potentielle Heizleistung des Heizungskreises repräsentative Grösse verwendet wird, beispielsweise in manchen Fällen die Heizungs-5srücklauftemperatur oder in anderen Fällen der Volumenstrom des Heizmittels, wenn dieses konstante Temperatur hat.

1 Blatt Zeichnungen

Claims (23)

662 192 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur selbsttätigen Optimierung der Heizkurve eines Heizungskreises einer Heizungsanlage eines Gebäudes oder einer Gebäudezone, bei welchem Heizungskreis die Heizungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit der Aussentem-peratur gemäss der Heizkurve geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkurve durch eine Heizkurven-Gleichung, die mindestens einen Parameter enthält, angenähert wird, für die aus zu unterschiedlichen Zeitpunkten vorliegenden Momentanwerten für Ta, Tv, Tr ihr mindestens ein Parameter durch ein statistisches Ausgleichsverfahren berechnet wird, wobei Ta die Aussentemperatur, Tv die Heizungsvorlauftemperatur oder eine die potentielle Heizleistung im Heizungskreis repräsentierende Grösse des Heizmittels und Tr die Raumtemperatur eines durch den Heizungskreis beheizten Raumes oder ein Mittelwert der Raumtemperaturen mehrerer beheizter Räume des betreffenden Gebäudes ist.

2

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über einen vorbestimmten Zeitraum zu vorgegebenen Zeitpunkten die Momentanwerte von Ta, Tv, Tr und/oder von y = Tv-Tr und u = Tr-Ta erfasst werden, dass Momentanwertgruppen von Ta, Tv und Tr oder y und u oder aus Momentanwertgruppen abgeleitete Mittelwerte gespeichert werden, und dass aus den gespeicherten Werten der mindestens eine Parameter berechnet wird.

3

662 192

dadurch gekennzeichnet, dass sie ein mit dem Heizkurvengeber lösbar verbindbares Optimierungsgerät (21) aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameterberechnung gemäss einer Näherungsrechnung, vorzugsweise nach der Schätzmethode der kleinsten Quadrate, durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizkurvengleichung die Gleichung y = KiuaI, wo Ki ein Parameter ist, verwendet wird, wo ai eine Konstante ist.

5

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizkurvengleichung die Gleichung y = Kiu + K2ua2, wo Ki, K2 Parameter sind, verwendet wird, wo CC2 eine Konstante ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizkurvengleichung die Gleichung

M

y= S Kju°j,

j=l wo M à 3 ist, Kj Parameter und cy Konstanten sind, verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Heizkurvenoptimierung eine Raumtemperaturregelung durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Momentanwerte vonTR der jeweilige Ist- oder Sollwert der Raumtemperatur für die Parameterberechnung verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameterberechnung gemessene Momentanwerte von Ta, Tv und Tr zugrundegelegt werden.

10

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die der Optimierung dienenden Momentanwerte von Ta, Tv und Tr erfasst werden, während die Raumtemperatur ausgehend von einer vorgewählten Start-Heizkurve gesteuert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung gemäss der Start-Heizkurve bis zum Abschluss der der Heizkurvenoptimierung dienenden Messungen beibehalten und anschliessend auf die Heizkurve gemäss der optimierten Heizkurven-Gleichung umgeschaltet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Parameterberechnung als Momentanwerte der Heizungsvorlauftemperatur die zu regelnden Momentanwerte der Heizungsvorlauftemperatur verwendet werden.

13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass während der Optimierung die Parameterbere-rechnung mehrfach durchgeführt und die Heizkurve jeweils entsprechend der jeweils zuletzt ermittelten Heizkurven-Gleichung nachgestellt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede neue Ermittlung der Heizkurven-Glei-chung die ab Beginn der Optimierung eingegebenen Momentanwerte von Ta, Tv und Tr mit oder ohne Berücksichtigung der Start-Heizkurve berücksichtigt.

15

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die berechnete Heizkurven-Gleichung digital gespeichert wird und zur Steuerung oder Regelung der Heizungsvorlauftemperatur ausgewertet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine berechnete Parameter zur Einstellung eines die Heizkurve erzeugenden Heizkurvengebers verwendet wird.

17. Einrichtung zur Optimierung der Heizkurve einer unter Einsatz eines Heizkurvengebers steuerbaren oder regelbaren Heizungskreises einer Heizungsanlage, bei der die Heizungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit der Aussentemperatur gemäss der Heizkurve geregelt oder gesteuert wird, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Anschlüsse (32,33, 34) zum Anschluss von Momentanwertgebern (22, 23,19) für Ta, Tv, Tr, Mittel (39) zum Bilden der Temperaturdifferenzen y = Tv-Tr und u = Tr-Ta, Speichermittel (42) zum Speichern von MesswerttripelnTA, Tv, Tr und/oder Temperaturdifferenzpaaren, y, u, Rechenmittel (36) zum Berechnen des mindestens einen Parameters der Heiz-kurven-Gleichung durch ein statistisches Ausgleichsverfahren aus mindestens zwei gespeicherten Messwerttripeln Ta, Tv, Tr und/oder Temperaturdifferenzpaaren y, u und Einstellmittel (26) zum Einstellen des Heizkurvengebers entsprechend dem oder den berechneten Parametern.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch Rechenmittel (40) zur Bildung von Mittelwerten von Ta, Tv, Tr bzw. y, u aus Gruppen von Momentanwerttripeln für Ta, Tv und Tr bzw. aus Gruppen von Momentanwertpaaren für y und u und dass diese Mittelwerte für die Parameterberechnung eingesetzt werden.

19. Einrichtung nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch Zeitsteuermittel (37) für die zeitliche Steuerung mindestens einer der folgenden Vorgänge: Abfrage der Momentanwerte von Ta, Tv, Tr; Bildung der Differenzen von Tr-Ta und Tv-Tr ; Mittelwertbildung von jeweils mehreren, je eine Gruppe bildenden Momentanwerten von Ta, Tv,Tr oder y und u;

Berechnung des mindestens einen Parameters der Heiz-kurven-Gleichung bzw. Berechnung der Heizkurven-Gleichung unter Verwendung des mindestens einen berechneten Parameters;

Einstellen oder Nachstellen der Heizkurve des Heizkurvengebers (20) gemäss dem mindestens einen berechneten Parameter bzw. der berechneten Heizkurven-Gleichung.

20

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50

55

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20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 17-19, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Raumtemperaturregler (51) zur Regelung der Raumtemperatur während der Zeitdauer der Heizkurven-Optimierung aufweist.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 17-20,

22. Verwendung der Einrichtung nach einem der Ansprüche 17-21 für eine Wasser-oder Dampfheizungsanlage.

23. Verwendung der Einrichtung nach einem der Ansprüche 17-21 für eine Luftheizungsanlage.