DE3620929A1 - Method and device for controlling at least one heating installation - Google Patents
Method and device for controlling at least one heating installationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Heizungsvorlauftemperatur mindestens einer Heizung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for regulating the Heating flow temperature of at least one heater according to the Preamble of claim 1 and a device for performing this procedure.
Unter einer Heizung ist eine Heizungsanlage oder ein Teil einer Heizungsanlage verstanden, welche bzw. welcher einen Heizungsvorlauf und einen Heizungsrücklauf aufweist, wobei der Heizungsvorlauf mit dem Heizungsrücklauf über mindestens zwei zueinander parallel geschaltete Wärmetauscher verbunden ist. Falls auch Wärmetauscher zwischen dem Heizungsvor- und -rücklauf in Reihe geschaltet sind, werden diese als ein einziger Wärmetauscher betrachtet.Under a heater is a heating system or part of one Understanding heating system, which a heating flow and has a heating return, the heating flow with the heating return via at least two parallel to each other switched heat exchanger is connected. If also heat exchanger are connected in series between the heating flow and return, these are considered as a single heat exchanger.
Bei den durch die Heizung zu beheizenden Räumen kann es sich bevorzugt um ähnlich genutzte oder gleichartig genutzte Räume handeln, wie die Räume einer Wohnung oder eines Wohngebäudes, Krankenzimmer, Schulräume, ähnlich genutzte Laborräume, Büroräume, Fabrikationsräume od. dergl. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt, sondern ist auch bei stark unterschiedlich benutzten Räumen ebenfalls von Vorteil. It can be preferred for the rooms to be heated by the heating to act in similarly used or similarly used rooms, such as the rooms of an apartment or a residential building, sick rooms, School rooms, similarly used laboratory rooms, office rooms, manufacturing rooms or the like. The invention is not limited to this, however is also in rooms with very different uses advantageous.
Der Heizungsvorlauf kann bspw. direkt an den Kesselvorlauf eines Heizungskessels od. dergl. angeschlossen sein oder mit ihm identisch sein oder auch an eine Fernheizung od. dergl. angeschlossen sein. Bespw. kann die Heizung auch an ein Mischventil angeschlossen sein, über das sie mit dem Kesselvorlauf oder einem sonstigeen von einem Wärmeerzeuger kommenden Vorlauf verbunden ist, usw.The heating flow can, for example, directly to the boiler flow Boiler or the like. Connected or identical to it be or be connected to district heating or the like. Example the heater can also be connected to a mixing valve, through which you can with the boiler flow or another one Heat generator coming forward is connected, etc.
Die Wärmetauscher oder ein Teil der Wärmetauscher können mit der Regelung der betreffenden Räume dienenden Thermostatventilen versehen sein. Bei dem einzelnen Thermostatventil kann es sich um ein den Durchfluß durch den Wärmetauscher beeinflussendes Thermostatventil handeln, so daß der vom Heizungsvorlauf in den Heizungsrücklauf durch diesen Wärmetauscher hindurchströmende Volumenstrom des Wärmeträgermediums mittels dieses Thermostatventils variabel gedrosselt und vorzugsweise auch abgesperrt werden kann.The heat exchanger or part of the heat exchanger can with the Provide control of the rooms in question serving thermostatic valves be. The individual thermostatic valve can be a Flow through the thermostatic valve influencing the heat exchanger act, so that from the heating flow to the heating return volume flow of this heat exchanger flowing through Heat transfer medium variable using this thermostatic valve can be throttled and preferably also shut off.
Die Wärmetauscher oder zumindest eine Teilanzahl von ihnen sind manuell abschaltbar. Diese Abschaltmöglichkeit dient insbesondere dazu, die Beheizung des betreffenden Raumes abzuschalten.The heat exchangers or at least part of them are can be switched off manually. This switch-off option serves in particular to switch off the heating of the room in question.
Anstelle von Thermostatventilen können jedoch auch andere Regelungen der Raumtemperaturen vorgenommen werden, wobei jedoch die Raumtemperatur jedes raumtemperaturgeregelten Raumes für sich durch Verstellung des die betreffenden Wärmetauscher durchströmenden Wärmeträgermediums geregelt wird. Hierdurch ist es nicht erforderlich, daß die betreffende Raumtemperaturregelung eine aus diesem Raum herausführende elektrische Verdrahtung benötigt.Instead of thermostatic valves, other regulations can also be used of the room temperatures, but the Room temperature of each room temperature-controlled room by itself Adjustment of the flow through the relevant heat exchanger Heat transfer medium is regulated. It is not because of this required that the relevant room temperature control is off electrical wiring leading out of this room.
Es ist bekannt, einen Heizkreis so zu betreiben, daß die Heizungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit der Außentemperatur gemäß einer Heizkurve geführt geregelt wird. Die Raumtemperatur wird dann nur gesteuert und es bedarf keines Raumtemperaturfühlers im Raum, was äußerst vorteilhaft ist, weil hierdurch die Heizungsanlage keine elektrischen Verbindungen zwischen dem oder den von dem Heizkreis beheizten Gebäuderäumen und dem den betreffenden Heizkessel od. dergl. aufweisenen Raum (meist einen Kellerraum) des Gebäudes benötigt. It is known to operate a heating circuit so that the Heating flow temperature depending on the outside temperature according to a heating curve is controlled. The room temperature will then only controlled and no room temperature sensor is required in the room, which is extremely advantageous because the heating system does not electrical connections between the one or more of the heating circuit heated building rooms and the relevant boiler od. the like. Showing room (usually a basement room) of the building needed.
Die Heizkurve kann jedoch nicht wechselnde Fremdwärme berücksichtigen, die in die betreffenden Gebäuderäume eindringt (positive Fremdwärme) oder aus ihnen abgeführt wird (negative Fremdwärme), so daß diese Raumtemperatursteuerung ungenau ist. Bei der Fremdwärme kann es sich um durch Sonneneinstrahlung während des Tages auftretende Fremdwärme, die Körperwärme von in den Räumen sich aufhaltenden Personen oder sonstige zeitweise vorhandene Wärmequellen handeln. Bei aus dem betreffenden Raum abgeführter, negativer Fremdwärme kann es sich bspw. um durch Öffnen von Fenstern, Türen od. dergl. in den Raum eindringende kühlere Umgebungsluft handeln. Um positive und negative Fremdwärme bei einer außentemperaturgeführten Regelung der Heizungsvorlauftemperatur mit zu berücksichtigen, ist es bekannt, die Wärmetauscher mit Thermostatventilen zu versehen. Die Heizkurve wird dann so steil eingestellt, daß die Thermostatventile die variable Fremdwärme einschließlich negativer Fremdwärme ausregeln können. Dies bedingt jedoch Heizungsvorlauftemperaturen, die im Normalfall erheblich zu hoch sind und hierdurch Wärmeverluste der Heizungsanlage verursachen.However, the heating curve cannot change external heat take into account that penetrates into the relevant building rooms (positive external heat) or is dissipated from it (negative External heat), so that this room temperature control is inaccurate. At The external heat can be caused by solar radiation during the External heat occurring during the day, the body heat from in the rooms themselves people or other temporary sources of heat act. If the negative is removed from the room in question External heat can be, for example, by opening windows, doors or act cooler ambient air entering the room. Around positive and negative external heat with an outside temperature controlled Regulation of the heating flow temperature must also be taken into account known to provide the heat exchanger with thermostatic valves. The The heating curve is then set so steep that the thermostatic valves Adjust the variable external heat, including negative external heat can. However, this requires heating flow temperatures, which in the Normally are significantly too high and the heat loss Cause heating system.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Heizungsvorlauftemperatur der Heizung an den jeweiligen Wärmebedarf unter Berücksichtigung der jeweiligen Fremdwärme anzupassen, ohne daß es dafür elektrischer Verbindungen zwischen dem betreffenden Raum und dem normalerweise außerhalb dieses Raumes angeordneten Regler für die Heizungsvorlauftemperatur bedarf.It is therefore an object of the invention in a method of type mentioned the heating flow temperature of the heater the respective heat requirement taking into account the respective Adapt external heat without making electrical connections between the room in question and that normally outside of it Room arranged controller for the heating flow temperature needs.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist in Anspruch 10 beschrieben.This object is achieved by the one specified in claim 1 Procedure solved. An inventive device for implementation this method is described in claim 10.
Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren gelingt es trotz Fehlens elektrischer Verbindungen zwischen dem betreffenden Raum und dem Heizungsvorlauftemperaturregler, die Heizungsvorlauftemperatur dem jeweiligen Wärmebedarf der zu beheizenden Räume anzupassen, so daß die Heizungsvorlauftemperatur im zeitlichen Mittel niedriger als bei den vorbeschriebenen bekannten Verfahren sein kann. Hierdurch werden die Wärmeverluste der Heizungsanlage gegebenenfalls auch des Wärmeerzeugers verringert. This method according to the invention succeeds despite the absence electrical connections between the room in question and the Heating flow temperature controller, the heating flow temperature to the adjust the respective heat requirements of the rooms to be heated so that the heating flow temperature on average lower than at can be the known methods described above. This will the heat loss of the heating system, if necessary, Heat generator reduced.
Auch erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren rasche Anpassung der Heizungsvorlauftemperatur an sich jeweils ändernde Bedingungen, wie Änderung der Außentemperatur, Änderung der Fremdwärme, Änderung des Sollwertes der Raumtemperatur, manuelle Ab- oder Zuschaltung von Wärmetauschern der Heizung usw. Die Trägheit der Anpassung der Heizungsvorlauftemperatur an die jeweiligen Bedingungen läßt sich gering halten. Auch wird die Regelgüte verbessert. An einen Wärmeerzeuger, wie einen Kessel, eine Fernheizung, eine Gastherme od. dergl., können eine Heizung oder mehrere Heizungen angeschlossen sein. Im letzteren Falle ist es zweckmäßig, jede Heizung über ein an den Kesselvorlauf angeschlossenes Mischventil, das ggfs. auch an den Kesselrücklauf angeschlossen sein kann, anzuschließen. Es ist auch möglich, einen Heizkreis od. dergl. in mehrere Heizungen mit je einer Gruppe von Wärmetauschern zu unterteilen, wobei jeder Heizung ein eigenes Identifikationsmodell zur Ermittlung der jeweils günstigsten Heizungsvorlauftemperatur zugeordnet ist.The method according to the invention also allows rapid adaptation of the Heating flow temperature to changing conditions, such as Change in outside temperature, change in external heat, change in Setpoint of the room temperature, manual switching off or on Heat exchangers of heating, etc. The inertia of adapting the Heating flow temperature can be adjusted to the respective conditions keep low. The control quality is also improved. At one Heat generator, such as a boiler, district heating, gas boiler or the like., one heater or several heaters can be connected be. In the latter case, it is advisable to turn on each heater the mixing valve connected to the boiler flow the boiler return can be connected. It is also possible to use a heating circuit or the like in several heaters to be divided into a group of heat exchangers, each heating a separate identification model to determine each cheapest heating flow temperature is assigned.
Da jedoch in diesem Falle die Heizungsvorlauftemperatur für alle Heizungen gleich groß ist, kann man dann vorsehen, als Sollwert für die Heizungsvorlauftemperatur den jeweis höchsten Sollwert auszuwählen, den die Identifikationsmodelle momentan anfordern. Dann liegt zwar die optimale Heizungsvorlauftemperatur nur jeweils für eine Gruppe von Wärmetauschern vor und für die anderen Gruppen kann sie dann nicht mehr optimal sein, doch sind die Bedingungen in dem betreffenden Gebäude im allgemeinen ähnlich und der jeweils ausgewählte Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur liegt auch für die anderen Wärmetauschergruppen normalerweise nahe am jeweils optimalen Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur.However, in this case the heating flow temperature for everyone Heaters is the same size, you can then provide as a setpoint for the heating flow temperature is the highest setpoint that the identification models are currently requesting. Then the optimal heating flow temperature is only for one group of heat exchangers in front of and for the other groups can then they are no longer optimal, but the conditions are in that buildings in general are similar and each The selected setpoint of the heating flow temperature is also for the other heat exchanger groups usually close to the optimal one Setpoint of the heating flow temperature.
Der Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur wird durch das Identifikationsmodell jeweils so bestimmt, daß die durch den momentanen Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur mögliche momentan maximale Heizleistung der im Betrieb befindlichen Wärmetauscher vorliegt oder nahezu vorliegt, d. h. daß im Falle des Vorhandenseins von Thermostatventilen der Durchfluß durch die betreffenden Wärmetauscher im Mittel maximal oder nahezu maximal geöffnet sein kann bzw. ist. The setpoint of the heating flow temperature is determined by the Identification model determined so that the by the current setpoint of the heating flow temperature possible currently maximum heat output of the heat exchangers in operation is or is almost present, d. H. that in the event of existence of thermostatic valves the flow through the concerned The heat exchanger must be open to the maximum or almost to the maximum can or is.
Auch sind bei dem erfindungsgemäßen Identifikationsmodell keine Parametereinstellungen mehr nötig bzw. allenfalls kann der Bezugszustand ggfs. eingestellt werden.There are also none in the identification model according to the invention Parameter settings are more necessary or at most the Reference status can be set if necessary.
Das Identifikationsmodell kann vorzugsweise einen digitalen Rechner, dem die erforderlichen Meßwerte und gegebenenfalls der Bezugszustand eingegeben werden, aufweisen, der die jeweilige fiktive Raumtemperaturabweichung berechnet. Mit dieser wird dann der jeweilige minimal mögliche Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur ermittelt und in einen vorzugsweise digitalen Regler zum Regeln der Heizungsvorlauftemperatur eingegeben.The identification model can preferably be a digital computer, the required measurement values and, if applicable, the reference state be entered, of the respective fictitious Room temperature deviation calculated. With this then the respective minimum possible setpoint of the heating flow temperature determined and in a preferably digital controller for regulating the Heating flow temperature entered.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Heizungsanlagen mit und ohne Nachtabsenkung oder kalenderzeitliche Absenkung der Raumtemperatur angewendet werden. Es kann dabei vorgesehen sein, dieses Verfahren nur während des nicht abgesenkten Heizbetriebes anzuwenden und es während der Raumtemperatur-Absenkungszeitintervalle nicht anzuwenden. Oder es kann auch vorgesehen sein, es nur während der Zeitdauer jeder Schnellaufheizung von der abgesenkten zur angehobenen Raumtemperatur nicht anzuwenden und an seiner Stelle während dieser Zeitdauer der Schnellaufheizung den Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur ungefähr auf den Maximalwert einzustellen, damit die Schnellaufheizung mit ungefähr maximaler, konstanter Heizungsvorlauftemperatur durchgeführt wird.The method according to the invention can be used with and without heating systems Night reduction or calendar time reduction in room temperature be applied. This method can be provided only to be used during non-lowered heating mode and it not to be used during the room temperature reduction time intervals. Or it can also be provided only during the period of each Rapid heating from the lowered to the raised room temperature not apply and in its place during this period of time Rapid heating approximately the setpoint of the heating flow temperature to the maximum value so that the rapid heating with approximately maximum, constant heating flow temperature is carried out.
Das Identifikationsmodell kann jedoch auch an der Schnellaufheizung beteiligt werden. Bspw. ist es möglich, daß das Identifikationsmodell das Ende der Schnellaufheizung dadurch von alleine erkennen und auf die Regelung der Heizungsvorlauftemperatur gemäß dem vom Identifikationsmodell jeweils ermittelten Sollwert umstellen kann, indem es das Überschreiten des Sollwertes der Raumtemperatur durch die Schnellaufheizung dadurch erkennt, indem hierdurch der Volumenstrom des Wärmeträgermediums mittels der Thermostatventile od. dergl. verringert wird. In diesem Fall kann das Identifikationsmodell also so ausgebildet sein, daß es bei jeder Schnellaufheizung solange für die Regelung des Sollwertes der Heizungsvorlauftemperatur unwirksam gemacht wird, solange der Volumenstrom des Wärmeträgermediums maximal ist, und daß sich das Identifikationsmodell von selbst wieder in die Regelung der Heizungsvorlauftemperatur gemäß dem von ihm jeweils ermittelten Sollwert einschaltet, sobald es bei vorliegendem Befehl "Schnellaufheizung" eine vorbestimmte Verringerung des Volumenstromes des Wärmeträgermediums mittels eines Volumenstrommessers fühlt.However, the identification model can also be used for rapid heating be involved. E.g. it is possible that the identification model the end of the rapid heating can be recognized and opened automatically the regulation of the heating flow temperature according to the Identification model can change determined target value, by exceeding the room temperature setpoint recognizes the rapid heating by thereby the Volume flow of the heat transfer medium by means of the thermostatic valves or the like. is reduced. In this case, the identification model So be designed so that it with every rapid heating up for controlling the setpoint of the heating flow temperature is rendered ineffective as long as the volume flow of the Heat transfer medium is maximum, and that the Identification model by itself again in the regulation of the Heating flow temperature according to the one determined by him Setpoint switches on as soon as it is present with the command "Rapid heating" a predetermined reduction in the volume flow of the heat transfer medium by means of a volume flow meter.
Um auf dem Identifikationsmodell die jeweils minimal notwendige Heizungsvorlauftemperatur aus den in Anspruch 1 genannten Größen gewinnen zu können, muß ein Zusammenhang zwischen der Raumtemperatur und diesen Größen in mindestens einem durch die Heizung beheizbaren Raum, jedoch beim überwiegenden Teil der Heizflächen gegeben sein. Dieser Zusammenhang wird durch den Einsatz von Thermostatventilen, aber genauso durch jede andere Art der Einzelraumtemperaturregelung, durch die der Volumenstrom des Wärmeträgermediums verstellt wird, hergestellt: Bei Eingriff der Thermostatventile oder der sonstigen Ventile zur Verringerung der Heizleistung der Wärmetauscher wird die Wärmeabgabe der Wärmetauscher abgesenkt, es sinkt der Volumenstrom des Wärmeträgermediums (Wasser, Dampf od. dergl.) im Heizungsvor- und -rücklauf.In order to find the minimum necessary on the identification model Heating flow temperature from the sizes mentioned in claim 1 To be able to win, there must be a relationship between room temperature and these sizes in at least one that can be heated by the heater Space, but be given for the majority of the heating surfaces. This connection is through the use of thermostatic valves, but also through any other type of individual room temperature control, by which the volume flow of the heat transfer medium is adjusted, manufactured: When the thermostatic valve or other intervenes Valves to reduce the heat output of the heat exchanger will Heat output from the heat exchanger reduced, the volume flow decreases of the heat transfer medium (water, steam or the like.) in the heating pre and -Rewind.
Eine durch einen die momentane Heizleistung der Heizung erfassenden Heizleistungsmesser (dieser ermittelt die gesamte, in die Heizanlage abgegebene Wärmeleistung) meßbare Veränderung der Heizleistung gegenüber einem theoretisch ermittelten Wärmebedarf kann drei Ursachen haben:One that detects the current heating output of the heating Heating power meter (this determines the total in the heating system heat output) measurable change in heating output compared to a theoretically determined heat requirement, three Have causes:
- 1. Einfluß von Fremdwärme;1. Influence of external heat;
- 2. Verstellung des Raumtemperatursollwertes in den beheizten Räumen,2. Adjustment of the room temperature setpoint in the heated rooms,
- 3. mindestens ein Wärmetauscher bzw. mindestens ein Raum ist ganz abgeschaltet.3. at least one heat exchanger or at least one room is complete switched off.
Während den Punkten 1. und 2. durch Veränderung der Heizungsvorlauftemperatur Rechnung getragen werden kann, ist dies bei 3. nicht möglich: Bei Nichtbeheizung einzelner Räume wird zwar die Heizleistung der Heizung erniedrigt, doch erlaubt dies keine Verstellung der Heizungsvorlauftemperatur.During points 1. and 2. by changing the Heating flow temperature can be taken into account, this is at 3. not possible: If individual rooms are not heated, the Heating output of the heating is reduced, but this does not allow Adjustment of the heating flow temperature.
Bei den nachfolgenden Rechnungen ist im weiteren angenommen, daß in Räumen, deren Raumtemperatur geregelt wird, und zwar einzeln für sich, gleich große Raumtemperatur-Sollwerte eingestellt sind. Dies ist der Normalfall. Sollte dies in Sonderfällen nicht der Fall sein, so führt das nachfolgend beschriebene Identifikationsmodell zu Istwerten der Raumtemperatur, die ungefähr Mittelwerten der eingestellten Raumtemperatur-Sollwerte entsprechen. Dies ist auch dann der Fall, wenn in einem Raum mehrere Wärmetauscher mit auf unterschiedliche Raumtemperatur-Sollwerte eingestellten Thermostatventilen vorhanden sind.In the following calculations it is further assumed that in Rooms whose room temperature is regulated, individually for equal room temperature setpoints are set. This is the normal case. If this is not the case in special cases, so the identification model described below leads to Actual values of the room temperature, the approximate mean values of the set room temperature setpoints. It is also then the case when there are several heat exchangers in one room different room temperature setpoints set thermostatic valves available.
Im Modellansatz für die Heizung, die einen Heizungsvorlauf und einen Heizungsrücklauf aufweist und der ein Identifikationsmodell gemäß der Erfindung zugeordnet ist, wird die Teilbeheizung (nicht die Teillast) durch einen Teilbeheizungsfaktor ψ berücksichtigt.ψ gibt an, welcher Anteil der Heizung in Betrieb ist, d. h. welcher Anteil der Wärmetauscher nicht abgeschaltet ist. ψ ist ein Wert zwischen 0 und 1. Z. B. bedeutet ψ = 0,8, daß die der Normleistung N und der jeweiligen Außentemperatur entsprechende notwendige Wärmeleistung zur Beheizung des gesamten Gebäudes durch Abschalten mindestens eines Wärmetauschers um 20% reduziert ist. In the model approach for heating, one heating flow and one Has heating return and an identification model according to the Associated with the invention, the partial heating (not the partial load) by a partial heating factorψ considered.ψ indicates, what proportion of the heating is in operation, d. H. what proportion of the The heat exchanger is not switched off.ψ is a value between 0 and 1. For example meansψ = 0.8 that the standard power N and the the respective required heat output for the respective outside temperature Heating the entire building by switching off at least one Heat exchanger is reduced by 20%.
Damit läßt sich der Modellansatz für die Heizung wie folgt gestalten:The model approach for heating can be designed as follows:
- - Es ist ungefähr bekannt die Summe N der Auslegeleistungen aller Wärmetauscher der Heizung bei einer Auslegeaußentemperatur t N bzw. der nach entsprechenden Normen ermittelte Normenwärmebedarf. Es ist also wo jN (j = 1,2 . . .) die Auslegeleistung des einzelnen Wärmetauschers ist. In Mitteleuropa beträgt die Auslegeaußentemperatur t N meist -8° bis -20°C. Für diese Normleistung N wird die Heizung berechnet und es kann nach der Reglerinstallation in einem Versuch ermittelt werden, wie groß die tatsächliche Normleistung ist, falls sie von dem berechneten Wert abweicht. Es kann bei einer bevorzugten Ausführungsform auch vorgesehen sein, daß falsche Angaben für N und t N vom Identifikationsmodell über eine Parameteranpassung selbsttätig ausgeglichen werden. Zu diesem Zweck kann man bspw. vorsehen, in gewissen Zeitabständen, bespw. einmal pro Halbjahr, bei Außentemperaturen von vorzugsweise unter 10°C mit einem Wärmemengenzähler die in einem bestimmten Zeitraum, vorzugsweise in 5-8 Stunden verbrauchte Wärmemenge zu ermitteln und durch Extrapolieren auf die Normleistung N umzurechnen. Dies kann programmiert selbsttätig ausgelöst werden oder ggfs. auch manuell.- The sum is known approximately N the delivery performance of everyone Heat exchanger of the heating at an outside design temperaturet N respectively. the standard heat requirement determined according to the relevant standards. It is so Where jN (j = 1.2. . .) the performance of the individual heat exchanger. In Central Europe it is Design outside temperaturet N mostly -8 ° to -20 ° C. For this standard performance N the heating is calculated and it can be done after installing the controller in an experiment to determine how big the actual Standard power is if it deviates from the calculated value. It can also be provided in a preferred embodiment that false information for N andt N from the identification model to one Parameter adjustment are automatically compensated. To this end can be provided, for example, at certain time intervals, e.g. once a Six months, with outside temperatures of preferably below 10 ° C with a heat meter which in a certain period of time, preferably determine the amount of heat consumed in 5-8 hours and by extrapolating to the standard output N to convert. This can programmed to be triggered automatically or, if necessary, manually.
- - An der Heizung ist der durch den Teilbeheizungsfaktor ψ bestimmte Teil beteiligt (ψ ist ein Modellparameter und muß später über die Meßgrößen berechnet werden). Die bei ungedrosseltem Durchfluß durch die in Betrieb befindlichen Wärmetauscher zur Aufrechterhaltung des Sollwertes der Raumtemperatur bei der momentanen Außentemperatur t a erforderliche Heizleistung ohne Einfluß von Fremdwärme sei als theoretische Heizleistung th bezeichnet. Es ist th = ψ N (t iN - t a )/(t iN - t N ),6(1)t iN = dem höchsten vorgesehenen Raumtemperatur- Sollwert entsprechende Auslegungsraumtemperatur (für die Berechnung von N angenommene Raumtemperatur), meist 20-24°C.- The heating is due to the partial heating factorψ certain Part involved (ψ is a model parameter and must be entered later via the Measured variables are calculated). The at unrestricted flow through the heat exchangers in operation to maintain the Setpoint of the room temperature at the current outside temperature t a required heat output without the influence of external heat as theoretical heating power th designated. It is th =ψ N (t in -t a ) / (t in -t N ), 6 (1)t in = the highest intended room temperature Setpoint corresponding design room temperature (for the calculation of N assumed room temperature), usually 20-24 ° C.
- - In den beheizten Räumen besteht jedoch meist ein positiver oder negativer Fremdwärmeanfall F durch Sonneneinstrahlung, innere Wärmequellen, offene Fenster und Türen, starker Windfall, nicht beheizte Nachbarräume, usw. F wird auf den theoretischen Wärmebedarf th bei der jeweils herrschenden Außentemperatur t a nach Gl. (1) bezogen, der damit erhaltene dimensionslose relative Fremdwärmeanteil Frel = F / th ,6(2)ist ein aus den Meßgrößen zu berechnender Modell-Parameter.- In the heated rooms, however, there is usually a positive or negative external heat accumulation F through sun exposure, inner Heat sources, open windows and doors, strong wind, not heated neighboring rooms, etc. F is based on the theoretical heat requirement th at the prevailing outside temperaturet a according to Eq. (1) related, the dimensionless relative external heat component thus obtained Frel = F / th , 6 (2) is a model parameter to be calculated from the measured variables.
Falls von der Auslegungsraumtemperatur t iN , z. B. 20°C, abweichende Raumtemperatursollwerte t iS eingestellt werden, bedingt dies einen gegenüber th nach Gl. (1) geänderten Wärmebedarf. Damit wirkt sich dies in dem Identifikationsmodell als dieser Veränderung (Erhöhung oder Erniedrigung) des Wärmebedarf entsprechende negative oder positive Fremdwärme aus, die das Identifikationsmodell als Fremdwärme von selbst berücksichtigt.If from the design room temperaturet in , e.g. B. 20 ° C, deviating Room temperature setpointst iS be set, this requires one across from th according to Eq. (1) changed heat demand. It works this in the identification model as this change (increase or reduction) of the heat demand corresponding negative or positive external heat, which is the identification model as external heat taken into account by itself.
Da die Meldung von Raumtemperaturen an das Identifikationsmodell vermieden werden soll, um auf elektrische Verbindungen zwischen den zu beheizenden Räumen und dem Heizungsvorlauftemperaturregler verzichten zu können, besteht für das Identifikationsmodell auch keine Möglichkeit für die Kenntnis eingestellter Sollwerte der Raumtemperatur. Since the reporting of room temperatures to the identification model should be avoided to avoid electrical connections between the rooms to be heated and the heating flow temperature controller The identification model also means being able to do without no possibility for the knowledge of setpoint values of the Room temperature.
- - Für die durch die Heizung jeweils beheizten Räume (es können manuell auch ein oder mehrere Räume durch Abschalten der Wärmetauscher abgestellt sein und sind dann nicht beheizt) gilt die Energiebilanz th - F = HKab ,6(3) HKab = die von den in Betrieb befindlichen Wärmetauschern abgegebene effektive Wärmeleistung (=Heizleistung).- For the rooms heated by the heating (it can be done manually also one or more rooms by switching off the heat exchanger turned off and are then not heated) the energy balance applies th - F = HKab , 6 (3) HKab = those of those in operation Effective heat exchangers delivered Heat output (= heating output).
- - Aus dem relativen Fremdwärmeanfall läßt sich eine "fiktive Raumtemperaturänderung" Δ t if berechnen wie folgt: - A "fictitious change in room temperature" Δ t if can be calculated from the relative incidence of external heat as follows:
- Δ t if = - Frel (t iN - t a ),6(4) Δ t if = - Frel (t in -t a ), 6 (4)
-
Herleitung der Gl. (4):
Gl. (1) aufgelöst: Derivation of Eq. (4):
Eq. (1) resolved: - Wirkliche Heizflächenleistung nach Gl. (3): Real heating surface power according to Eq. (3):
- HKab = th - F HKab = th - F
- Fiktive Raumtemperatur t if , die ohne Berücksichtigung der Fremdwärme allein durch die Wärmeabgabe der Heizflächen HKab gehalten würde: Fictitious room temperaturet if that without consideration the external heat solely from the heat given off by the heating surfaces HKab would be held:
- Diese fiktive Raumtemperatur ist bei positiver Fremdwärme (Sonneneinstrahlung usw.) niedriger als der gewünschte Sollwert, bei negativer Fremdwärme, d. h. bei Wärmeabfuhr durch offene Fenster und Türen usw. höher.This fictitious room temperature is with positive external heat (Sunlight, etc.) lower than the desired one Setpoint, with negative external heat, d. H. with heat dissipation through open windows and doors etc. higher.
-
Die fiktive Raumtemperaturänderung ist
t if - t iN = Δ t if The fictitious change in room temperature is
t if - t iN = Δ t if - Die fiktive Raumtemperaturänderung Δ t if gibt an, um wieviel Kelvin sich die Raumtemperatur ausgehend von der Auslegungstemperatur t iN nach oben oder unten ändern würde, wenn ausschließlich die von den Heizflächen abgegebene Wärmeleistung HKab zur Beheizung zur Verfügung stünde. Mit anderen Worten: Geht man von einem Zustand aus, in welchem positive oder negative Fremdwärme auftritt und diese durch Thermostatventile oder Einzelraumregelung zur Beihaltung der Raumtempertaur t iN ausgeregelt wurde, so Δ t if an, wie sich die Raumtemperatur fiktiv ändern würde, wenn die aufgetretene Fremdwärme F zu Null wurde, der durch die Fremdwärme verursachte Regeleingriff (Einstellung der Wärmeleistung der Heizflächen HKab ) jedoch beibehalten würde und die Randbedingungen sich ebenfalls nicht ändern würden. The fictitious change in room temperatureΔ t if indicates to how much Kelvin the room temperature is based on the Design temperaturet in change up or down would, if only that given off by the heating surfaces Heat output HKab available for heating would stand. In other words: if you start from a state in which positive or negative external heat occurs and this through thermostatic valves or individual room control to maintain the room temperaturet in corrected was like thatΔ t if at how the room temperature would fictionally change if the external heat occurred F zero caused by the external heat Control intervention (setting the heat output of the heating surfaces HKab ) would be maintained and the boundary conditions would not change either.
-
- Die fiktive Raumtemperaturänderung Δ t if ist das Maß für die
Berechnung des neuen Vorlauftempertursollwertes:
Durch die Auslegeaußentemperatur t N und die Auslege- Heizungsvorlauftemperatur (= vorgesehene maximale Heizungsvorlauftemperatur) ist eine Heizkurve bzw. Heizkurvengleichung, die sogenannte "Auslegeheizkurve" festgelegt. Ist nun über das Modell eine fiktive Raumtemperaturänderung ermittelt worden, so muß durch Änderung der Heizungsvorlauftemperatur von den Heizflächen eine Wärmeleistung abgegeben werden, die ohne Fremdwärme oder andere Störgrößen eine Raumtemperatur von t iN + Δ t if ergeben würde. Die restliche Wärmeleistung zur Erreichung des für den Regler unbekannten wirklichen Raumtemperatursollwertes wird durch Fremdwärme abgedeckt bzw. durch erhöhten Wärmebedarf verbraucht. Damit stellt Δ t if die Größe dar, um welche die Heizkurve für diesen Betriebszustand verschoben werden muß, damit dann aus der verschobenen Heizkurve der neue Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur bei der vorliegenden Außentemperatur ermittelt werden kann. Die Heizkurve kann durch eine Gleichung mit mindestens einem Parameter gegeben sein oder auch analog realisiert und verschiebbar sein. Bei Vorliegen als Gleichung ergibt sich infolge ihres mindestens einen Parameters ein Kennlinienfeld. Die auf diese Weise ermittelte und geregelte Heizungsvorlauftemperatur führt im stationären Zustand dazu, daß die Ventile der nicht manuell abgeschalteten Wärmetauscher praktisch voll geöffnet sind, wenn die Raumtemperatur den Wert t iN annimmt.- The fictitious change in room temperature Δ t if is the measure for calculating the new flow temperature setpoint:
A heating curve or heating curve equation, the so-called "design heating curve", is defined by the design outside temperature t N and the design heating flow temperature (= intended maximum heating flow temperature). If a fictitious change in the room temperature has now been determined using the model, the heating surfaces must be given a heat output by changing the heating flow temperature, which would result in a room temperature of t iN + Δ t if without external heat or other disturbances. The remaining heat output to achieve the actual room temperature setpoint unknown to the controller is covered by external heat or consumed by increased heat requirements. Thus, Δ t if represents the amount by which the heating curve must be shifted for this operating state, so that the new setpoint of the heating flow temperature at the existing outside temperature can then be determined from the shifted heating curve. The heating curve can be given by an equation with at least one parameter, or it can also be implemented and shifted in an analog manner. In the case of an equation, a characteristic field results from its at least one parameter. In this way, the heating flow temperature determined and controlled in this way leads to the fact that the valves of the heat exchangers that are not switched off manually are practically fully open when the room temperature assumes the value t iN .
Ein gegenüber der Auslegungsraumtemperatur t iN am Thermostatventil bzw. am Einzelraumregler niedriger eingestellter Sollwert wird ebenfalls wie positive Fremdwärme aufgefaßt und führt als Reaktion auf den durch Sollwertverstellung verminderten Volumenstrom zu einer Verminderung der Heizungsvorlauftemperatur. Hierbei wird von einer Auslegung der Thermostatventile ausgegangen, bei welcher der Auslegungsvolumenstrom, d. h. der sich bei Normalbedingungen einstellende Volumenstrom bereits bei einem Teil des zur Verfügung stehenden Ventilhubes erreicht wird, was dem heutigen Stand der Technik entspricht. Gegebenenfalls ist der mit dem Modell errechnete Wert für die Heizungsvorlauftemperatur um wenige Kelvin zu erhöhen, um die Thermostatventile im Regeleingriff zu halten.A setpoint that is set lower than the design room temperature t iN on the thermostatic valve or on the individual room controller is also interpreted as positive external heat and, in response to the volume flow reduced by the setpoint adjustment, leads to a reduction in the heating flow temperature. This is based on a design of the thermostatic valves in which the design volume flow, that is to say the volume flow which arises under normal conditions, is already achieved with part of the available valve lift, which corresponds to the current state of the art. If necessary, the value for the heating flow temperature calculated with the model should be increased by a few Kelvin in order to keep the thermostatic valves in control.
Die Energiebilanz gemäß Gl. (3) stellt die Verknüpfung zwischen dem Modell der zu beheizenden Räume und dem Modell der Heizung dar.The energy balance according to Eq. (3) provides the link between the Model of the rooms to be heated and the model of heating.
Die betreffenden Räume werden durch Gl. (3) quasi-stationär dargestellt, erhöhter oder verminderter Wärmebedarf durch instationäre Vorgänge wird allein durch eine Erniedrigung oder Erhöhung der berechneten Fremdwärme erfaßt.The rooms in question are represented by Eq. (3) quasi-stationary shown, increased or decreased heat demand through unsteady processes is caused only by a humiliation or Increase in the calculated external heat recorded.
Die Heizung jedoch muß als Speicherglied mindestens erster Ordnung angesehen werden, da Ein- und Ausspeichervorgänge wesentlich für ihr Betriebsverhalten sind.However, the heater must be at least a first-order storage element be considered because injection and withdrawal processes are essential for are their operational behavior.
Erläuterung des Modellansatzes:Explanation of the model approach:
-
- Der Zusammenhang zwischen der momentanen, von den in Betrieb
befindlichen Wärmetauschern der Heizung in den oder die betreffenden
Räume abgegebenen Wärme- oder Heizleistung HKab
und der der Heizung zufließenden Wärmeleistung WMZ lautet
dann
WMZ (Z) = HKab (Z) + Sp (Z),6(7)z = Zeit
Sp = Wärmeleistung, die der Änderung der Speicherwärme der Heizung dient.- The relationship between the current, of those in operation located heat exchangers of the heating in the or the relevant Rooms delivered heat or heating output HKab and the heat output flowing to the heater WMZ reads then WMZ (Z) = HKab (Z) + Sp (Z), 6 (7)e.g. = Time
Sp = Heat output that the change serves the storage heat of the heating. -
- Die in die Heizung fließende Wärmeleistung, die vom
Wärmemengenmesser erfaßt wird, ist
WMZ = · ρ · c p (t HV - t HR ),6(8)wozu
ρ die Dichte des Wärmeträgermediums,
c p die Wärmekapazität des Wärmeträgermediums,
t HV Istwert der Heizungsvorlauftemperatur,
t HR Istwert der Heizungsrücklauftemperatur, und
der Istwert des Volumenstromes des Wärmeträgermediums ist.- The heat output flowing into the heating, which from Heat meter is detected is WMZ = ·ρ ·c p (t HV -t MR ), 6 (8) for what
ρ the density of the heat transfer medium,
c p the heat capacity of the heat transfer medium,
t HV Actual value of the heating flow temperature,
t MR Actual value of the heating return temperature, and
the actual value of the volume flow of the Heat transfer medium is. -
- Die von den Heizflächen der in Betrieb befindlichen Wärmetauscher
abgegebene Wärmeleistung (= Heizleistung) ist abhängig von der
Differenz zwischen mittlerer Heizkörperoberflächentemperatur und
Raumtemperatur, wie es dem Fachmann bekannt ist. Es sei hier die
Wärmeabgabe durch Radiatoren behandelt, z. B. die durch die
Gleichungen der DIN 4703 beschrieben ist:
HKab = f 1 f 2 N ,6(9)
m = Wärmetauscherexponent
Δ t VRN = Temperaturdifferenz Heizungsvorlauf - Heizungsrücklauf im Normzustand (z. B. 90°C-70°C), d. h. bei vorgesehener Maximalleistung der Heizung ohne Fremdwärme, t HKV = Wärmetauschervorlauftemperatur
t HKR = Wärmetauscherrücklauftemperatur f 2 = 1 für c ≦λτ 0,7
t i = Istwert der Raumtemperatur. Es kann hier gesetzt werden t i = t iN + Δ t if - The heating surfaces of the heat exchangers in operation emitted heat output (= heating output) depends on the Difference between average radiator surface temperature and Room temperature, as is known to the person skilled in the art. Here it is Heat emission treated by radiators, e.g. B. by the Equations of DIN 4703 are described: HKab =f 1 f 2nd N , 6 (9) m = Heat exchanger exponent
Δ t VRN = Temperature difference heating flow - Heating return in normal condition (e.g. 90 ° C-70 ° C), d. H. with maximum power provided heating without external heat, t HKV = Heat exchanger flow temperature
t HKR = Heat exchanger return temperature f 2nd = 1 forc ≦ λτ 0.7
t i = Actual room temperature. It can be here be sett i =t in +Δ t if
Durch diese Gleichungen ist der Einfluß zwischen der Wärmeabgabe des einzelnen Wärmetauschers und der an ihm vorhandenen Temperaturdifferenz t HKV - t HKR , die der Temperaturspreizung am Wärmetauscher entspricht, gegeben. Wenn mehrere Wärmetauscher in Reihe geschaltet sind, werden diese als ein einziger Wärmetauscher angesehen und behandelt.These equations give the influence between the heat given off by the individual heat exchanger and the temperature difference t HKV - t HKR present at it, which corresponds to the temperature spread at the heat exchanger. If several heat exchangers are connected in series, these are considered and treated as a single heat exchanger.
Für die Modellrechnungen wird als Vereinfachung gesetzt:As a simplification, the following is used for the model calculations:
t HKV = t HV (10)
t HKV = t HV (10)
Ferner wird als ebenfalls zulässig vereinfachend angenommen, daß in obiger Gleichung (9) t HKR gleich der im Heizungsrücklauf vorliegenden Heizungsrücklauftemperatur t HR gesetzt werden kann. t HR ist eine Mischtemperatur der Temperaturen der aus den Wärmetauschern abströmenden Wärmeträgermedien, die sich im Heizungsrücklauf stromabwärts des letzten Zuflusses von Wärmeträgermedium aus einem Wärmetauscher einstellt. Und zwar ist es zulässig für Gl. (9), diese Mischtemperatur der Berechnung der Gesamtheizleistung aller in Betrieb befindlichen Wärmetauscher zugrundezulegen. Sie ist eine für das Modell ohne weiteres zulässige Näherung.Further, as also assumed for simplicity permissible that in the above equation (9) equal to the t HKR present in the heating return heating return temperature t may be set HR. t HR is a mixed temperature of the temperatures of the heat transfer media flowing out of the heat exchangers, which occurs in the heating return downstream of the last inflow of heat transfer medium from a heat exchanger. It is permissible for Eq. (9) to use this mixed temperature as the basis for calculating the total heating output of all heat exchangers in operation. It is an approximation that is permissible for the model without further ado.
Durch diese Setzung werden die Totzeiten zwischen der Meßstelle von WMZ und Wärmetauschern sowie die Wärmeverluste in den Rohrleitungen vernachlässigt, was zulässig ist.With this setting, the dead times between the measuring point of WMZ and heat exchangers and the heat losses in the pipelines neglects what is permissible.
-
- Die Wärmeleistung Sp zur Änderung der Speicherwärme der Heizung ist
durch den Anstieg der mittleren Temperatur der Heizung bestimmt.
mit M · C H = Wärmekapazität der Heizung in kJ/K
t m = mittlere Temperatur der Heizung.- The heat output Sp to change the storage heat of the heater determined by the increase in the mean temperature of the heater. WithM ·C. H = Heat capacity of the heating in kJ / K
t m = mean heating temperature.
Die mittlere Temperatur t m ist dabei nicht der Mittelwert zwischen Vor- und Rücklauftemperatur, sondern ist durch das Zeitverhalten der Heizung bestimmt.The mean temperature t m is not the mean value between the flow and return temperatures, but is determined by the time behavior of the heating.
Der Zusammenhang zwischen zeitlichem Verlauf des im Identifikationsmodell gemäß Gl. (7) erfaßten Wärmestromes MWZ und dem Wärmestrom zur Erhöhung der Speicherwärme Sp kann wie folgt dargestellt werden:The relationship between the time course of the Identification model according to Eq. (7) sensed heat flow MWZ and the heat flow to increase the storage heat Sp can be as follows being represented:
mitWith
wo N wieder der Index für Auslegewerte der betreffenden Größe ist.
Ferner ist
C H = spezifische Wärmekapazität der Heizung
einschließlich des in ihr befindlichen
Wärmeträgermediums
C HKN = gesamte Normwärmeleistung aller Wärmetauscher
bezogen auf die Temperaturdifferenz zwischen dem
arithmetischen Mittelwert der Oberflächentemperatur
der Wärmetauscher bei der Auslegetemperaturspreizung
zwischen Heizungsvorlauf und Heizungsrücklauf, d. h.
die bei maximaler Heizleistung und Auslegeaußentemperatur
vorliegende Temperaturspreizung der Heizung,
z. B. 90/70°C, und der Auslegeraumtemperatur t iN
z = Zeitwhere N is again the index for design values of the relevant size. Furthermore is
C H = specific heat capacity of the heating including the heat transfer medium in it
C HKN = total standard heat output of all heat exchangers based on the temperature difference between the arithmetic mean of the surface temperature of the heat exchangers when the temperature spread between the heating flow and heating return, ie the temperature spread of the heating at maximum heating power and outside temperature, z. B. 90/70 ° C, and the delivery room temperature t iN
z = time
= arithmetische Mitteltemperatur der Wärmetauscher bei Auslegetemperaturspreizung, z. B. bei t HKV = 90°C und t HKR = 70°C. = arithmetic mean temperature of the heat exchanger with spreading temperature spread, e.g. B. at t HKV = 90 ° C and t HKR = 70 ° C.
Die Gleichung 13 dient in diskretisierter Form zur Berechnung des zeitlichen Verlaufs der Speicherleistung Sp aus dem zeitlichen Verlauf der ermittelten Wärmeleistung WMZ .Equation 13 is used in a discretized form for the calculation the temporal course of the storage performance Sp from the temporal course of the determined heat output WMZ .
Eine grundlegende Gleichung für das Identifikationsmodell kann man durch Einsetzen der Gl. (9) in die Gl. (7) bei gleichzeitiger Berücksichtigung der jeweiligen Teilbeheizung der Räume erhalten, d. h. daß HKab nach Gl. 9 mit ψ zu multiplizieren ist.A basic equation for the identification model can be done by inserting Eq. (9) into Eq. (7) at simultaneous consideration of the respective partial heating of the rooms preserved, d. H. that HKab according to Eq. 9 withψ to multiply is.
WMZ (Z) = f 1 f 2 ψ N + Sp-(Z) (14)
WMZ (Z) =f 1 f 2nd ψ N + Sp -(Z) (14)
Aus dieser Gleichung läßt sich ψ bestimmen: Ψ can be determined from this equation:
Aus dieser Gleichung 15 sieht man einen Grundgedanken dieses vorzugsweisen Identifikationsmodells:A basic idea of this can be seen from this equation 15 preferred identification model:
Die Wärmeabgabe der Heizung in die Räume wird aus dem Verhalten von Heizungsvor- und Heizungsrücklauftemperaturen ermittelt und ins Verhältnis zum Normzustand und der zur Veränderung der in der Heizung gespeicherten Wärme notwendigen Wärmeleistung gesetzt.The heat given off by the heating in the rooms is derived from the Behavior of heating flow and heating return temperatures determined and in relation to the normal state and the Change in the heat stored in the heater necessary heat output set.
Aus der Gl. 15 wird auch deutlich, daß der Normwärmebedarf N lediglich eine Bezugsgröße für ψ ist, eine unkorrekte Einstellung von n wird durch ψ in ausreichendem Maße kompensiert. From Eq. 15 it is also clear that the standard heat requirement N just a reference forψ is an incorrect one Setting of n is throughψ in sufficient measure compensated.
Die Modellberechnungen laufen demnach wie folgt ab:The model calculations therefore run as follows:
-
- Berechnung von Sp nach Gl. (13) (z. B. diskretisiert
oder über Faltungsintegral gelöst),
z. B.
mit
Δ T = Abtastzeitintervall
T k = Abtastzeitpunkt
k = Index für die k-te Messung
T 1 = Zeitkonstante gemäß Gl. 13 a.- calculation of Sp according to Eq. (13) (e.g. discretized or solved via folding integral), e.g. B. With
Δ T = Sampling time interval
T k = Sampling time
k = Index for thek-th measurement
T 1 = Time constant according to Eq. 13 a. - Die Zeitdauer Δ T jedes Abtastintervalles kann bspw. zweckmäßig in der Größenordnung von einigen Sekunden bis einigen Minuten liegen. Am Ende jedes Abtastzeitintervalles wird die Berechnung von Sp wiederholt, desgleichen die nachfolgenden Berechnungen aus den Gleichungen 17-17e.The length of timeΔ T each sampling interval can, for example. expedient in the order of a few seconds to a few minutes. At the end of each sampling time interval is the calculation of Sp repeated, as did the subsequent calculations from Equations 17-17e.
- - Berechnung des Teilbeheizungsfaktors ψ nach Gl. (15) - Calculation of the partial heating factor ψ according to Eq. (15)
- - Berechnung des theoretischen Wärmebedarfs (abhängig von der Außentemperatur) nach Gl. (1) - Calculation of the theoretical heat requirement (depending on the outside temperature) according to Eq. (1)
- - Berechnung der momentan abgegebenen Heizflächenleistung nach Gl. (7) HKab (T k ) = WMZ (T k - Sp (T k ),6(17b)- Calculation of the heating surface power currently delivered according to Eq. (7) HKab (T k ) = WMZ (T k - Sp (T k ), 6 (17b)
- - Berechnung des Fremdwärmeanfalls aus Gl. (3) und des relativen Fremdwärmeanfalls nach Gl. (2) F (T k ) = th (T k ) - HKab (T k ),6(17c) Frel (T k ) = F (T k )/ th (T k ),6(17d)Δ t if (T k ) = - Frel (T k ) t iN - t a (T k )),6(17e)- Calculation of the external heat generation from Eq. (3) and the relative external heat generation according to Eq. (2) F (T k ) = th (T k ) - HKab (T k ), 6 (17c) Frel (T k ) = F (T k ) / th (T k ), 6 (17d)Δ t if (T k ) = - Frel (T k )t in -t a (T k )), 6 (17e)
Diese Berechnungen nach den Gl. 16 bis 17d werden am Ende oder zu Beginn jedes Abtastzeitintervalles mittels eines Rechners des Identifikationsmodells aufgrund der momentan eingebenen Meßwerte und der vorangehend ermittelten Speicherwärme Sp (T k-1) vorgenommen. T k-1 ist dabei der letzte Abtastzeitpunkt vor dem momentanen Abtastzeitpunkt T k .These calculations according to Eq. 16 to 17d will end or at the beginning of each sampling time interval using a Computer of the identification model based on the current entered measured values and the previously determined Storage heat Sp (T k -1) performed.T k-1 is the last sampling time before the current sampling timeT k .
Damit läßt sich dann die fiktive Raumtemperaturänderung t if (T k ) aus Gl. 17e berechnen. The fictitious change in room temperature t if ( T k ) from Eq. 17e calculate.
Durch das Identifikationsmodell ist mit Δ t if bestimmt, welche Heizleistung die Wärmetauscherflächen unter Berücksichtigung der Fremdwärme in das Gebäude abgeben müssen. Es handelt sich um die Heizleistung, welche zur Aufrechterhaltung der fiktiven Raumtemperatur t if notwendig ist (siehe Gleichung (6)). Da die fiktive Raumtemperaturabweichung Δ t if = t if - t iN ein Maß für die Abweichung der fiktiven Raumtemperatur gegenüber der Auslegungsraumtemperatur ist, ist sie gleichzeitig ein Maß für die Korrektur der Heizungsvorlauftemperatur: Vom Regler ist die Vorlauftemperatur zu ermitteln, die zur Aufrechterhaltung der fiktiven Raumtemperatur notwendig wäre.The identification model uses Δ t if to determine which heat output the heat exchanger surfaces must give into the building, taking into account the external heat. It is the heating power that is necessary to maintain the fictitious room temperature t if (see equation (6)). Since the fictitious room temperature deviation Δ t if = t if - t iN is a measure of the deviation of the fictitious room temperature from the design room temperature, it is also a measure of the correction of the heating flow temperature: The flow temperature must be determined by the controller to maintain the fictitious temperature Room temperature would be necessary.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of the invention shown. Show it:
Fig. 1 ein Schemabild einer Heizungsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 is a schematic diagram of a heating system according to an embodiment of the invention,
Fig. 2 ein Heizkurvendiagramm, Fig. 2 is a Heat slope,
Fig. 3 ein Schemabild einer Heizungsanlage gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 3 is a schematic image of a heating system according to another embodiment of the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Heizungsanlage 9 weist einen Kessel 10 mit einem Brenner 11 auf. Die Kesselvorlaufleitung 12 ist über ein Vierweg-Mischventil 13 an eine Heizungsvorlaufleitung 17 angeschlossen. Diese Heizungsvorlaufleitung 17 führt zu einer Mehrzahl von Räumen 19 eines Gebäudes oder dergleichen, bei denen es sich um alle beheizten Räume dieses Gebäudes handeln kann. In jedem dieser beheizten Räume 19 sind jeweils ein oder mehrere Wärmetauscher 21 angeordnet, denen je ein Thermostatventil 22 zur Raumtemperaturregelung zugeordnet ist. Alle Wärmetauscher 21 sind parallel zueinander an die gemeinsame Heizungsvorlaufleitung 17 und an die gemeinsame Heizungsrücklaufleitung 18 angeschlossen. In manchen Fällen können auch mindestens zwei Wärmetauscher in Reihe geschaltet sein. Die Heizungsrücklaufleitung 18 ist an das Mischventil 13 angeschlossen, dessen einer Anschlußstutzen an die Kesselrücklaufleitung 23 angeschlossen ist. Wie dargestellt, ist einer der Wärmetauscher 21 in Wirklichkeit kein einzelner Wärmetauscher, sondern besteht aus zwei in Reihe geschalteten Einzelwärmetauscher 21′. Diese werden im Modell zusammen wie ein einzelner Wärmetauscher behandelt.The heating system 9 shown in FIG. 1 has a boiler 10 with a burner 11 . The boiler flow line 12 is connected to a heating flow line 17 via a four-way mixing valve 13 . This heating flow line 17 leads to a plurality of rooms 19 of a building or the like, which can be all heated rooms of this building. In each of these heated rooms 19 , one or more heat exchangers 21 are arranged, each of which is assigned a thermostatic valve 22 for room temperature control. All heat exchangers 21 are connected in parallel to one another to the common heating flow line 17 and to the common heating return line 18 . In some cases, at least two heat exchangers can also be connected in series. The heating return line 18 is connected to the mixing valve 13 , one connection piece of which is connected to the boiler return line 23 . As shown, one of the heat exchangers 21 is actually not a single heat exchanger, but consists of two individual heat exchangers 21 ' connected in series. These are treated together in the model like a single heat exchanger.
Diese Heizungsanlage 9 weist einen den Kessel 10, die Kesselvorlauf- und Kesselrücklaufleitung 12, 23 aufweisenden Kesselkreis 28 auf. An diesen ist mittels des Mischventiles 13 ein Heizkreis 27 angekoppelt, der hier die Heizung für die Räume 19 bildet und die Heizungsvorlaufleitung 17, die Wärmetauscher 21 und die Heizungsrücklaufleitung 18 aufweist.This heating system 9 has a boiler circuit 28 which has the boiler 10 , the boiler flow and return lines 12, 23 . A heating circuit 27 is coupled to this by means of the mixing valve 13 , which here forms the heating for the rooms 19 and has the heating flow line 17 , the heat exchanger 21 and the heating return line 18 .
Eine Umwälzpumpe 29 dient dem Umwälzen des vorzugsweise aus Wasser bestehenden Wärmeträgermediums der Heizungsanlage 9.A circulation pump 29 is used to circulate the heat transfer medium of the heating system 9 , which preferably consists of water.
Dieser Heizungsanlage 9 ist ein Identifikationsmodell 25 gemäß einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung zugeordnet, das in vorbestimmten Zeitabständen Δ T die momentane fiktive Raumtemperturabweichung Δ t if berechnet. Dieses Identifikationsmodell 25 weist einen Heizleistungsmesser 33, einen Bezugszustandsgeber 24 für einen Bezugszustand N , einen Rechner 34 zum Berechnen der fiktiven Raumtemperaturabweichung t if und einen Speicher 35 auf. Im Speicher 35 werden die vom Rechner 34 und dem Heizleistungsmesser 33 benötigten Konstanten der Heizung, wie , c p , M · C H , ρ, t iN , t N , t HVN , t HRN , N gespeichert. Soweit erwünscht, können auch eine oder mehrere dieser Konstanten, bspw. N , einer vorher festgelegten Heizkurve bei definiertem Betriebszustand oder definierten Betriebszuständen, vorzugsweise bei F = 0 experimentell ermittelt werden.This heating system9 is an identification model25th according to an expedient embodiment of the invention assigned that at predetermined time intervalsΔ T the current fictitious room temperature deviationΔ t if calculated. This identification model25th assigns one Heating power meter33, a reference state transmitter24th For a reference state N , a calculator34 to calculate the fictitious room temperature deviationt if and a memory35 on. In the storage room35 are those from the computer34 and the Heating power meter33 required heating constants, such as ,c p ,M ·C. H ,ρ,t in ,t N ,t HVN ,t HRN , N saved. So far one or more of these constants, e.g. N , a predefined heating curve with a defined Operating state or defined operating states, preferably at F = 0 can be determined experimentally.
Dieses Identifikationsmodell 25 erhält ferner folgende von Fühlern 14, 15, 16 und 20 gemessene Eingangsgrößen eingegeben:This identification model 25 also receives the following input variables measured by sensors 14, 15, 16 and 20 :
Die Außentemperatur t a durch einen Außentemperaturfühler 14; die in der Nähe des Mischventiles 13 von einem Temperaturfühler 15 gefühlte Heizungsvorlauftemperatur t HV ; die ebenfalls in der Nähe des Mischventiles 13 von einem Temperaturfühler 16 gefühlte Heizungsrücklauftemperatur t HR und den mittels eines Volumenstrommessers 20 gemessenen Volumenstrom des in der Heizungsrücklaufleitung 18 strömenden Wärmeträgermediums. Dieser Volumenstrommesser 20 kann ebenfalls in der Nähe des Mischventiles 13 angeordnet werden. Der Volumenstrommesser 20 kann auch im Heizungsvorlauf 17 angeordnet sein, da die Volumenströme des Heizungsvorlaufes 17 und des Heizungsrücklaufes 18 gleich groß sind.The outside temperaturet a by an outside temperature sensor14; the near the mixing valve13 of a Temperature sensor15 felt heating flow temperaturet HV ; which is also close to the mixing valve13 of a Temperature sensor16 felt heating return temperaturet MR and that by means of a volume flow meter20th measured Volume flow in the heating return line18th flowing heat transfer medium. This volume flow meter20th can also be near the mixing valve13 arranged will. The volume flow meter20th can also in Heating flow17th be arranged because the volume flows of the Heating flow17th and the heating return18th equal are great.
Bevorzugt sind Volumenstrommesser, Heizungsrücklauf- und Heizungsvorlauftemperaturfühler und Wärmeleistungsmesser als ein Gerät zusammengefaßt. Volume flow meters, heating return and Heating flow temperature sensor and thermal power meter as a device summarized.
Der Kessel 10 befindet sich normalerweise in einem Kellerraum des betreffenden Gebäudes. Desgleichen können dann in diesem Kellerraum auch die Fühler 15, 16, das Mischventil 13 und der Volumenstrommesser 20 angeordnet sein; desgleichen die dem Umwälzen des Wärmeträgermediums dienende Umwälzpumpe 29, die in diesem Ausführungsbeispiel im Heizungsvorlauf 17 angeordnet ist.The boiler 10 is usually located in a basement of the building in question. Likewise, the sensors 15, 16 , the mixing valve 13 and the volume flow meter 20 can then be arranged in this basement room; likewise the circulation pump 29 which serves to circulate the heat transfer medium and which is arranged in the heating flow 17 in this exemplary embodiment.
Die Rechner des Identifikationsmodelles 25 können vorzugsweise digitale Rechner sein. Auch ein Regler 32 kann vorzugsweise digital arbeitend vorgesehen sein, desgleichen ein Heizkurvengeber 26.The computers of the identification model 25 can preferably be digital computers. A controller 32 can also preferably be provided working digitally, as can a heating curve transmitter 26 .
Ein digitaler Rechner 33 des Identifikationsmodelles 25 berechnet aus dem in ihn eingegebenen Werten t HV , t HR und unter Berücksichtigung der ihm aus dem Speicher 35 zugeleiteten Daten ρ und c p gemäß Gleichung 8 die momentane Heizleistung (Wärmeleistung) WMZ der Heizung 9.A digital calculator33 of the identification model25th calculated from the values entered in itt HV ,t MR and considering him from memory35 forwarded dataρ andc p according to equation 8 the current Heat output (heat output) WMZ the heater9.
Dem Δ t if berechnenden digitalen Rechner 34 wird die momentane Heizleistung WMZ eingegeben, desgleichen die Größen t HV , t HR , t a , und aus dem Speicher 35 die ferner für die Berechnung der fiktiven Raumtemperaturabweichung Δ t if benötigten Konstanten M · C H , N , t iN , t N und die für die Berechnung der Größen f 1 und F 2 benötigten Konstanten. Dieser Rechner 34 wird gesteuert durch einen Taktgenerator 40 od. dergl., um in vorbestimmten Zeitabständen T jeweils eine Berechnung der fiktiven Raumtemperaturabweichung t if gemäß der Gleichung 17 e unter Verwendung der Gleichung 16-17 d vorzunehmen. TheΔ t if computing digital calculator34 becomes the current heating capacity WMZ entered, as well as the sizest HV , t MR ,t a , and from memory35 the further for the Calculation of the fictitious room temperature deviationΔ t if required constantsM ·C. H , N ,t in ,t N and those for Calculation of sizesf 1 andF 2nd required constants. This computer34 is controlled by a clock generator40 or the like. at predetermined time intervalsT one each Calculation of the fictitious room temperature deviationt if according to the equation17th e using the equation16-17th d to make.
Der Bezugszustandsgeber 24 kann bspw. von Hand so eingestellt sein, daß die von ihm ausgegebene Bezugsgröße die auf das durch die Heizung 9 beheizte Gebäude bzw. den betreffenden Gebäudeteil od. dergl. unter den vorliegenden klimatischen Bedingungen bezogene Auslegeleistung (Normleistung) N dieser Heizung 27 bei einer vorbestimmten Auslegeaußentemperatur t N , z. B. bei -15°C ist.The reference state transmitter24th can be set by hand, for example be that the reference value it outputs is the one to the through the heater9 heated building or the relevant Part of the building or the like under the present climatic Conditions related design performance (standard performance) N this heater27 at a predetermined design outside temperaturet N , e.g. B. is at -15 ° C.
Ein Heizkurvengeber 26 berechnet aus seinen Eingabedaten t a und t if zu jedem Abtastzeitpunkt T k den jeweils neuen Sollwert t HVsoll der Heizungsvorlauftemperatur und gibt diesen Sollwert in den Regler 32 ein, in den ferner der Istwert t HV der Heizungsvorlauftemperatur eingegeben wird und dieser Regler 32 steuert dann den Stellmotor 41 des Mischventiles 13 jeweils so an, daß die momentane Regelabweichung verkleinert wird. Dieser Regler 32 kann vorzugsweise ein stetiger Regler sein.A Heizkurvengeber 26 calculates from its input data t a and t if at each sampling time T k to each new setpoint t HVsoll the heating water temperature, and outputs this target value to the controller 32 a, in the further actual value t HV of the heating flow temperature is inputted and these regulators 32 then controls the servomotor 41 of the mixing valve 13 in such a way that the instantaneous control deviation is reduced. This controller 32 can preferably be a continuous controller.
In dem Heizkurvengeber 26 ist der als Heizkurve bezeichnete funktionelle Zusammenhang zwischen der Außentemperatur t a und der Heizungsvorlauftemperatur t HV gespeichert, der für diese Heizung bei voll geöffneten Thermostatventilen 22 den gewünschten Sollwert der Raumtemperatur steuert, allerdings ohne Berücksichtigung der Fremdwärme. Um bei Vorliegen von Fremdwärme diese selbsttätig mit zu berücksichtigen, berechnet das Identifikationsmodell 34 die durch sie verursachte fiktive Raumtemperaturabweichung gegenüber der Auslegungsraumtemperatur t iN d. h. die durch die Fremdwärme überbrückte Temperaturdifferenz, wobei jedoch auch Einzelräume 19 von der Beheizung durch manuelles Schließen der betreffenden Thermostatventile 22 abgesperrt sein können, da dieses Identifikationsmodell, wie erläutert, auch den hierdurch bedingten Teilbeheizungsfaktor von selbst mit berücksichtigt und all dies ohne direkte Messungen in den Räumen 19. The functional relationship between the outside temperature t a and the heating flow temperature t HV , which controls the desired setpoint of the room temperature for this heating when the thermostat valves 22 are fully open, is stored in the heating curve transmitter 26 , but does not take into account the external heat. In order to automatically take this into account in the presence of external heat, the identification model 34 calculates the fictitious room temperature deviation caused by it compared to the design room temperature t iN, i.e. the temperature difference bridged by the external heat, although individual rooms 19 are also blocked from heating by manually closing the relevant thermostatic valves 22 can be, since this identification model, as explained, also automatically takes into account the partial heating factor caused thereby and all this without direct measurements in rooms 19 .
Die im Heizungskurvengeber 26 gespeicherte oder gemäß vorgegebener Gleichung, die als Parameter insbesondere t a und t if enthält, berechenbare Heizkurve, die bei der vorbestimmten Auslegungsraumtemperatur t iN in den Räumen 19 bei fehlender Fremdwärme den Zusammenhang zwischen der Außentemperatur t a und der Heizungsvorlauftemperatur t HV so vorgibt, daß in den beheizten Räumen die Auslegungsraumtemperatur bei voll geöffneten Thermostatventilen durch die Heizung 27 ungefähr eingehalten wird, sei als Grundheizkurve bezeichnet. Sie kann aus Gebäude- und Heizungsdaten und/oder experimentell ermittelt oder durch Adaption in üblicher Weise besser und besser angepaßt werden. Sie ist in dem Heizkurvendiagramm nach Fig. 2 mit 42 bezeichnet. Diese Grundheizkurve 42 wird nun jeweils gemäß der zu jedem Abtastzeitpunkt neu ermittelten fiktiven Raumtemperaturabweichung Δ t if parallel zu sich selbst verschoben, und zwar entlang der geneigten Raumtemperatur- Sollwertachse 47 je nach Vorzeichen der fiktiven Raumtemperaturabweichung Δ t if nach schräg oben oder schräg links unten. Wenn bspw. die fiktive Raumtemperaturabweichung -Δ t if beträgt, dann wird die Grundheizkurve 42 in die gestrichelte Lage 42′ verschoben und anhand dieser verschobenen Heizkurve wird aus ihr die für die momentane Außentemperatur t a1 der momentane Sollwert t HV1 der Heizungsvorlauftemperatur t HVsoll ermittelt. Es wird dann dieser Wert t HV1 in den Regler 32 als neuer Sollwert eingegeben, der bis zum nächsten Abtastzeitpunkt Gültigkeit hat und dann erneut festgelegt wird. Wenn die fiktive Raumtemperaturabweichung Δ t if anstatt negativ positiv ist, wird die Heizkurve entsprechend anstatt in Richtung des Pfeiles -Δ t if in Richtung des Pfeiles +Δ t if von der Grundheizkurve 42 um den betreffenden Betrag ±Δ t if verschoben und aus ihr der zu der momentanen Außentemperatur t a gehörende Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur t HVsoll entsprechend ermittelt. Contains the stored or in the heating curve encoder 26 according to a predetermined equation as a parameter, in particular t a and t if, predictable heating curve at the predetermined interpretation room temperature t in the spaces 19 where no external heat the relation between the outdoor temperature t a and the heating flow temperature t HV so specifies that in the heated rooms the design room temperature is approximately maintained by the heater 27 when the thermostatic valves are fully open, shall be referred to as the basic heating curve. It can be determined from building and heating data and / or experimentally or can be adapted better and better in the usual way by adaptation. It is designated 42 in the heating curve diagram according to FIG. 2. This basic heating curve 42 is now shifted parallel to itself in accordance with the fictitious room temperature deviation Δ t if newly determined at each sampling time, namely along the inclined room temperature setpoint axis 47, depending on the sign of the fictitious room temperature deviation Δ t if, diagonally upwards or diagonally left below. For example, when the fictitious room temperature deviation -. Is Δ t if, then the Grundheizkurve 42 is displaced to the dotted line position 42 'and then use the shifted heating curve is from her for the current outdoor temperature t a 1, the current target value t HV 1 of the heating flow temperature t HVsoll determined. This value t HV 1 is then entered into the controller 32 as a new setpoint, which is valid until the next sampling time and is then determined again. When the fictitious room temperature deviation Δ t if instead is negative positive, the heating curve of the arrow rather than according to the - Δ t if in the direction of the arrow + Δ t if the Grundheizkurve 42 by the respective amount ± Δ t displaced if and from it the setpoint of the heating flow temperature t HVsoll belonging to the current outside temperature t a is determined accordingly.
Derjenige Punkt der Grundheizkurve 42, der bei der beschriebenen Parallelverschiebung von ihr auf der Raumtemperatur-Sollwertachse 47 verschoben wird, ist der Schwenkpunkt der Heizkurve, um den sie zur Einstellung ihrer Steilheit zwecks Anpassung an die betreffenden Werte der Heizungsanlage und der betreffenden Gebäuderäume gemäß der DE-OS 20 04 233 geschwenkt werden kann. Der Heizkurvengeber 26 kann auch anders ausgebildet sein. Die Parallelverschiebung der Heizkurve zu sich selbst entlang der Raumtemperatur-Sollwertachse 47 ist jedoch besonders günstig, wie es durch die DE-OS 20 04 233 bekannt ist.The point of the basic heating curve 42 which is shifted from it on the room temperature setpoint axis 47 during the parallel shift described is the pivot point of the heating curve by which it is adjusted in order to adjust its slope in order to adapt it to the relevant values of the heating system and the relevant building rooms in accordance with DE -OS 20 04 233 can be swiveled. The heating curve transmitter 26 can also be designed differently. The parallel displacement of the heating curve to itself along the room temperature setpoint axis 47 is particularly favorable, as is known from DE-OS 20 04 233.
Es ist auch möglich, daß der Bezugszustandsgeber 24 einen anderen Bezugszustand als N vorgibt, bspw. einen von der Außentemperatur abhängigen Bezugszustand, der vorzugsweise der Heizleistung entsprechen kann, die im Falle fehlender Fremdwärme zum Aufrechterhalten der Auslegeraumtemperatur in den geheizten Räumen 19 bei voll geöffneten Thermostatventilen 22 gerade ausreichend ist.It is also possible that the reference state generator24th one other reference state than N specifies, for example, one of the Outside temperature-dependent reference state, which is preferred the heating capacity can correspond to that in the absence of External heat to maintain the delivery room temperature in the heated rooms19th when fully open Thermostatic valves22 is just sufficient.
Es ist auch möglich, das Mischventil 13 in Fortfall kommen zu lassen oder durch ein Dreiweg-Mischventil zu ersetzen. Im ersten Falle kann die Heizung 27 dann direkt an den Kesselvorlauf des Kessels 10 angeschlossen und die dann der Kesselvorlauftemperatur entsprechende Heizungsvorlauftemperatur mittels des Reglers 32 gleitend bspw. durch Ansteuern des Brenners 11 über dessen Schaltvorrichtung 44 mittels des Ausgangssignales des Reglers 32 geregelt werden, wie es Fig. 3 an einem Beispiel zeigt.It is also possible to stop mixing valve 13 or replace it with a three-way mixing valve. In the first case, the heater 27 can then be connected directly to the boiler flow of the boiler 10 and the heating flow temperature then corresponding to the boiler flow temperature can be regulated in a sliding manner by means of the controller 32, for example by controlling the burner 11 via its switching device 44 by means of the output signal of the controller 32 , as is Fig. 3 shows an example.
Es ist auch möglich, mehrere Heizkreise an den Kesselvorlauf 12 parallel zueinander mittels je eines gesonderten Mischventiles anzuschließen und jeden solchen Heizkreis, der jeweils die Heizung für mehrere Räume des betreffenden Gebäudes od. dergl. bildet, mittels eines gesonderten Identifikationsmodelles bezüglich der Heizungsvorlauftemperatur zu regeln, so daß jedem Heizkreis ein eigener Volumenstrommesser und eigene Fühler zum Fühlen der Heizungsvorlauf- und -rücklauftemperatur zugeordnet sind.It is also possible to connect several heating circuits to the boiler flow 12 in parallel with each other by means of a separate mixing valve and to regulate each such heating circuit, which forms the heating for several rooms of the building in question or the like, by means of a separate identification model with regard to the heating flow temperature, so that each heating circuit has its own volume flow meter and sensors for sensing the heating flow and return temperature.
Es ist auch möglich, wie es an einem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 dargestellt ist, einen Heizkreis 50, der hier den Kessel 10 mit gleitender Kesseltemperaturregelung einschließt, jedoch auch ein den Kessel nicht mit aufweisender Heizkreis sein kann, bspw. ein an ein Mischventil oder an eine Fernheizungsanlage angeschlossener Heizkreis sein kann, in mehrere Heizungen 27′ zu unterteilen, die parallel zueinander an die Heizungsvorlaufleitung 17 und die Heizungsrücklaufleitung 18 dieses Heizkreises 50 angeschlossen sind. Jede solche Heizung 27′ dient der Beheizung mehrerer Räume des betreffenden Gebäudes od. dergl., bspw. je einer Wohnung oder Stockwerkes. Jeder solchen Heizung 27 ist ein eigenes Identifikationsmodell 25 zugeordnet, wobei jeder Heizung 27 in den ihnen jeweils zugeordneten Rücklaufleitungen 18′, die in die gemeinsame Rücklaufleitung 18 führen, je ein eigener Rücklauftemperaturfühler 16 und Volumenstrommesser 20 zugeordnet ist, jedoch die diesen Identifikationsmodellen 25 eingegebenen Meßwerte t a , t HV dieselben Werte sind. Es kann nun diesen Identifikationsmodellen 25 eine gemeinsame Auswahlvorrichtung 46 zugeordnet sein, in die die von den Identifikationsmodellen 25 berechneten fiktiven Raumtemperaturabweichungen Δ t if eingegeben werden und die jeweils diejenige fiktive Raumtemperaturabweichung Δ t if in den Heizkurvengeber 26 eingibt, die den höchsten Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur ergibt. Falls in nicht dargestellter Weise jedem Identifikationsmodell 25 ein nur ihm zugeordneter eigener Heizkurvengeber zugeordnet ist, kann dann diesen Heizkurvengebern eine Auswahlvorrichtung nachgeschaltet sein, die den von ihnen ausgegebenen jeweils höchsten Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur in den Regler 32 eingeben. Dieser Regler 32 ist allen drei Heizungen 27′ gemeinsam. Von den betreffenden, beheizten Räumen 19 sind ebenfalls wiederum keine elektrischen Verbindungen zu dem Regler 32 erforderlich. Jedoch sind von den Volumenstrommessern 25 und den Heizungsrücklauftemperaturfühlern 16 bzw. von den Identifikationsmodellen 25 aus elektrische Verbindungen über die Auswahlvorrichtung 46 und den Heizkurvengeber 26 elektrische Verbindungen bis zum Regler 32 erforderlich, so daß gegebenenfalls von der obersten und der mittleren Heizung relativ lange elektrische Leitungswege bis zum Temperaturregler 32 in dem betreffenden Gebäude erforderlich sind. Es verbleiben jedoch immer noch erhebliche Vorteile, u. a. deshalb, weil aus den Räumen 19 keine elektrischen Verbindungen nach außen geführt werden müssen, weil kein Testraum für die Messung der Raumtemperaturen benötigt wird, usw. Es genügt, diese elektrischen Leitungen an oder nahe den sowieso vorhandenen Heizungsvorlauf- und Heizungsrücklaufleitungen 17, 18 zu verlegen, bspw. in einem für die Heizungsvorlauf- und Heizungsrücklauf-Steigleitungen gemeinsamen Steigschacht des betreffenden Gebäudes. Auch wird die Regelgüte gegenüber herkömmlichen Regelverfahren verbessert, die Wärmeverluste der Heizungsanlage verringert und es sind keine Parameter-Einstellungen nach einmal erfolgter Einstellung der Grundheizkurve 30 des Heizkurvengebers 26 und der Größe N erforderlich.It is also possible, as in an exemplary embodiment in Fig. 3, a heating circuit50who here the boiler10th with sliding boiler temperature control includes, but also not the boiler can have heating circuit, for example Mixing valve or connected to a district heating system Heating circuit can be in multiple heaters27 ′ to subdivide the parallel to the heating flow line17th and the heating return line18th this heating circuit50 are connected. Any such heater27 ′ serves the Heating several rooms of the building in question. The like., For example, one apartment or floor. Everyone such heating27th is its own identification model25th assigned, with each heater27 in each of them assigned return lines18 ′that are in the common Return line18th each have their own Return temperature sensor16 and volume flow meter20th is assigned, however, to these identification models25th entered measured valuest a ,t HV are the same values. It can now these identification models25th a common Selection device46 be assigned to those of the Identification models25th calculated fictional Room temperature deviationsΔ t if can be entered and the that fictitious room temperature deviationΔ t if in the Heating curve transmitter26 inputs the highest setpoint of the Heating flow temperature results. If not shown each identification model25th one only it is assigned its own heating curve generator then a selection device for these heating curve transmitters be connected downstream, each of which they issued highest setpoint of the heating flow temperature in the controller 32 enter. This regulator32 is all three heaters27 ′ together. Of the heated rooms concerned19th are again no electrical connections to the Regulator32 required. However, of the Volume flow meters25th and the heating return temperature sensors 16 or from the identification models25th from electrical Connections via the selection device46 and the Heating curve transmitter26 electrical connections to the controller32 required so that, if necessary, from the top and the medium heating up relatively long electrical lines to the temperature controller32 required in the building in question are. However, there are still significant advantages u. a. because of the rooms19th no electrical Connections must be made to the outside because no test room required for measuring room temperatures , etc. It is sufficient to connect these electrical cables to or close to the existing heating flow and heating return lines 17, 18 to relocate, for example in one for the Heating flow and heating return risers common Riser shaft of the building in question. Also the Control quality improved compared to conventional control methods, the heat losses of the heating system are reduced and there are no parameter settings after setting once the basic heating curve30th of the heating curve generator26 and the size N required.
Claims (13)
WMZ = momentan aus der Heizungsvorlauftemperatur, der Heizungsrücklauftemperatur und dem Volumenstrom des Wärmeträgermediums ermittelte in die Heizanlage abgegebene Heizleistung
Sp = momentaner Wärmestrom zur Änderung der in der Heizung gespeicherten Speicherwärme
z = Zeit,
f 1, f 2 = die Wärmetauscher der Heizung kennzeichnende Größen,
N = Summe der Auslegeleistungen der Wärmetauscher der Heizung.2. The method according to claim 1, characterized in that the Partial heating factor is determined according to the following equation: Where
WMZ = currently from the heating flow temperature, the Heating return temperature and the volume flow of the Heat transfer medium determined in the heating system heat output
Sp = current heat flow to change the in the heating stored storage heat
e.g. = Time,
f 1,f 2nd = the characteristic quantities of the heat exchanger of the heating,
N = Sum of the heat exchanger's output Heater.
Frel = relativer Fremdwärmeanfall dimensionslos
t iN = dem höchsten vorgesehenen Raumtemperatur-Sollwert entsprechende Auslegungsraumtemperatur
t a = Außentemperatur
sind, und daß aus der jeweiligen fiktiven Raumtemperaturabweichung ein neuer Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur im Sinne einer Verringerung des Absolutwertes der momentanen fiktiven Raumtemperaturabweichung ermittelt wird. 3. The method according to claim 1, characterized in that a fictitious room temperature deviationΔ t if according to the following equation is determined: Δ t if = Frel (t in -t a )Where
Frel = relative external heat accumulation dimensionless
t in = the highest intended room temperature setpoint corresponding design room temperature
t a = Outside temperature
are, and that from the respective fictitious room temperature deviation a new setpoint of the heating flow temperature in the Meaning a reduction in the absolute value of the current fictitious Room temperature deviation is determined.
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