DE19756104C5 - Method for controlling the flow temperature of a central heating system or a heating circuit - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Regelung der Vorlauftemperatur einer Zentralheizungsanlage (2) bzw. eines Heizkreises mit in verschiedenen Räumen angeordneten, jeweils einen dezentralen Einzelraumtemperaturregler, wie z. B. ein Thermostatventil (4) oder dergleichen aufweisenden Heizkörpern (3), dadurch gekennzeichnet, daß nach Wirksamwerden einer gezielt gesteuerten Vorlauftemperaturänderung eventuelle aus der Vorlauftemperaturänderung resultierende Änderungen der jeweiligen von den Heizkörpern (3) aus dem Leitungsnetz aufgenommenen bzw. an die Umgebung abgegebenen Wärmeleistungen von an den Heizkörpern (3) angeordneten Temperatursensoren (8) erfasst und zur Bewertung der zugrunde liegenden Vorlauftemperaturänderung sowie gegebenenfalls zur Festlegung einer folgenden Vorlauftemperaturänderung an eine zentrale Auswerteeinheit (5) übermittelt werden.Method for regulating the flow temperature of a central heating system (2) or a heating circuit with arranged in different rooms, each with a decentralized individual room temperature controller, such as. B. a thermostatic valve (4) or the like having radiators (3), characterized in that, after a specifically controlled flow temperature change becomes effective, any changes resulting from the flow temperature change in the respective heating elements (3) absorbed from the supply network or given off to the environment are detected by temperature sensors (8) arranged on the radiators (3) and transmitted to a central evaluation unit (5) for evaluating the underlying change in flow temperature and, if necessary, for determining a subsequent change in flow temperature.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Vorlauftemperatur einer Zentralheizungsanlage bzw. eines Heizkreises mit in verschiedenen Räumen angeordneten, jeweils einen dezentralen Einzelraumtemperaturregler, wie z. B. ein Thermostatventil oder dergleichen aufweisenden Heizkörpern.The invention relates to a method for controlling the flow temperature of a central heating system or a heating circuit with arranged in different rooms, each having a decentralized individual room temperature controller, such. As a thermostatic valve or the like having radiators.
Stand der TechnikState of the art
Aus der Praxis sind Verfahren bekannt, bei denen die Außentemperatur, auch unter Berücksichtigung von Wärmespeichereffekten durch das Mauerwerk, als Bezugsgröße verwendet wird. Dies hat den Nachteil, daß die eingestellte Vorlauftemperatur nur sehr bedingt der tatsächlich erforderlichen Vorlauftemperatur entspricht, da die Außentemperatur lediglich einen möglichen Faktor darstellt, der die wahrscheinlichen Wärmeanforderungen der Nutzer beeinflussen kann, und andere mögliche Faktoren unberücksichtigt bleiben. Insofern kann die Außentemperatur lediglich als ein Hinweis auf eventuelle, vielleicht sogar wahrscheinliche Wärmeanforderungsverläufe angesehen werden.From practice, methods are known in which the outside temperature, even taking into account heat storage effects through the masonry, is used as a reference. This has the disadvantage that the set flow temperature corresponds only very limited to the actual required flow temperature, since the outside temperature is only one possible factor that can affect the likely heat requirements of the user, and other possible factors are disregarded. In this respect, the outside temperature can only be regarded as an indication of possible, perhaps even likely heat demand curves.
Um die Wärmeanforderungsverläufe besser zu berücksichtigen, wurden Verfahren entwickelt, bei denen die jeweilige Stellung der einzelnen Thermostatventile als Bezugsgröße verwendet wird.In order to take better account of the heat demand characteristics, procedures have been developed in which the respective position of the individual thermostatic valves is used as a reference.
Derartige Verfahren sind beispielsweise in der
Nachteilig hierbei ist, daß für die Erfassung der jeweiligen Stellung der Thermostatventile entsprechende Sensoren und Leitungen benötigt werden. Aufgrund dieses hohen Materialaufwandes und entsprechenden Montagekosten bei der Installation wird in der Praxis trotzdem zu einem Großteil noch die Außentemperatur als Bezugsgröße verwendet, wodurch die Vorlauftemperatur meistens höher als erforderlich eingestellt ist, was einen unnötigen Energieverbrauch darstellt.The disadvantage here is that corresponding sensors and lines are required for the detection of the respective position of the thermostatic valves. Due to this high cost of materials and installation costs during installation, the outside temperature is still used as a reference in practice, in large part, whereby the flow temperature is usually set higher than necessary, which is an unnecessary energy consumption.
Aufgabenstellungtask
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Vorlauftemperaturregelung anzugeben, das die genannten Nachteile vermeidet und sowohl kostengünstig anzuwenden bzw. zu installieren ist als auch die Bedürfnisse des einzelnen Nutzers berücksichtigt.The object of the invention is to provide a method for flow temperature control, which avoids the disadvantages mentioned and both inexpensive to apply or install is considered as well as the needs of each user.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Regelung der Vorlauftemperatur einer Zentralheizungsanlage mit in verschiedenen Räumen angeordneten, jeweils einen dezentralen Einzelraumtemperaturregler, wie z. B. ein Thermostatventil oder dergleichen aufweisenden Heizkörpern, wobei nach Wirksamwerden einer gezielt gesteuerten Vorlauftemperaturänderung eventuelle resultierende Änderungen der jeweiligen von den Heizkörpern aus dem Leitungsnetz aufgenommenen bzw. an die Umgebung abgegebenen Wärmeleistungen von insbesondere an den Heizkörpern angeordneten Temperatursensoren erfaßt und zur Bewertung der zugrundeliegenden Vorlauftemperaturänderung sowie gegebenenfalls zur Festlegung einer folgenden Vorlauftemperaturänderung an eine zentrale Auswerteeinheit übermittelt werden. Hierdurch wird eine die einzelnen Wärmeanforderungen der verschiedenen Heizkörper berücksichtigende Regelung geschaffen, denn es können Rückschlüsse auf die verschiedenen Anforderungssituationen der jeweiligen Heizkörper gezogen werden, da die Auswirkung der Vorlauftemperatur, also das Vorliegen bzw. Nichtvorliegen einer aus der Vorlauftemperaturänderung resultierenden Änderung der aufgenommenen bzw. abgegebenen Wärmeleistung und gegebenenfalls die Größe der Änderung, von der Ventilstellung des Thermostatventils abhängig ist. Insofern bedeutet keine Änderung, daß das Thermostatventil entweder geschlossen ist, durch Auswirkung der Vorlauftemperaturänderung in den Proportionalbereich kommt oder bereits vor der Auswirkung der Vorlauftemperaturänderung im Proportionalbereich war, was heißt, daß der Raum mindestens die eingestellte und vorgewählte Temperatur hat.This object is achieved by a method for controlling the flow temperature of a central heating system with arranged in different rooms, each having a decentralized individual room temperature controller, such. Example, a thermostatic valve or the like having radiators, which after taking effect of a controlled controlled flow temperature change any resulting changes in the respective absorbed by the radiators from the mains or delivered to the environment heat outputs of particular arranged on the radiators temperature sensors and to assess the underlying flow temperature change and optionally transmitted to a central evaluation unit for determining a subsequent flow temperature change. As a result, the individual heating requirements of the various radiator consideration is created, because it can be drawn conclusions on the different requirements situations of the respective radiator, since the effect of the flow temperature, ie the presence or absence of a resulting from the flow temperature change change the recorded or delivered Heat output and, where appropriate, the size of the change, is dependent on the valve position of the thermostatic valve. In this respect, no change means that the thermostatic valve is either closed, coming into the proportional range due to the effect of the flow temperature change or was already in the proportional range before the effect of the flow temperature change, which means that the space has at least the set and preselected temperature.
Dagegen bedeutet das Vorliegen einer Änderung infolge der Auswirkung der Vorlauftemperaturänderung, daß das Thermostatventil vor der Auswirkung vollständig geöffnet war und auch während der Auswirkung geöffnet bleibt. Die Wärmeanforderung ist dann größer als das zur Verfügung gestellte Wärmeangebot, d. h. die Vorlauftemperatur ist (trotz oder infolge der Auswirkung der Vorlauftemperaturänderung) zu niedrig.In contrast, the presence of a change due to the effect of the flow temperature change means that the thermostatic valve was fully opened before the impact and remains open during the impact. The heat demand is then greater than the heat provided, d. H. the flow temperature is too low (despite or due to the effect of the flow temperature change).
Auf diese Weise können die von den Nutzern angeforderten Wärmemengen als mit der momentanen Vorlauftemperatur abdeckbar bzw. nicht abdeckbar bestimmt werden, und es kann festgelegt werden, ob eine Erhöhung der Vorlauftemperatur erforderlich oder aber gegebenenfalls eine Absenkung der Vorlauftemperatur möglich ist oder ausprobiert werden soll.In this way, the amounts of heat requested by the users can be determined as coverable with the current flow temperature or not coverable, and it can be determined whether an increase in the flow temperature required or possibly a reduction of the flow temperature is possible or tried.
Die Größe der Änderung in Relation zur zugrundeliegenden Vorlauftemperaturänderung kann für die Bestimmung des Übergangs von einer vollständig geöffneten Stellung des Ventils in den gedrosselten Zustand (oder umgekehrt) von Interesse sein, da nach einem Vergleich mit vorhergegangenen, ebenfalls in Relation zu den zugrundeliegenden Vorlauftemperaturänderungen gesetzten Änderungen mittels Interpolation der optimale Vorlauftemperaturwert leicht ermittelt werden kann.The magnitude of the change in relation to the underlying flow temperature change may be of interest for determining the transition from a fully open position of the valve to the throttled state (or vice versa), as compared to previous changes also related to the underlying flow temperature changes can be easily determined by means of interpolation, the optimum flow temperature value.
Vorzugsweise können Änderungen weiterer Sensorwerte, wie z. B. Ventilhub, Druckdifferenz um das Ventil, Thermostatstellung, Heizmediumtemperatur am Heizkörpereingang bzw. -ausgang, Raumlufttemperatur etc. von entsprechend angeordneten Sensoren erfaßt werden und zur ergänzenden Berücksichtigung bei der Bewertung der zugrundeliegenden Vorlauftemperaturänderung sowie gegebenenfalls bei der Festlegung einer weiteren Vorlauftemperaturänderung ebenfalls an die zentrale Auswerteeinheit übermittelt werden, so daß eine die tatsächlichen Gegebenheiten und Erfordernisse noch mehr berücksichtigende Bewertung der Änderungen der aufgenommenen bzw. abgegebenen Wärmeleistungen der verschiedenen Heizkörper ermöglicht wird. Preferably, changes of other sensor values, such. B. valve lift, pressure difference around the valve, thermostat position, heating medium temperature at the radiator inlet and outlet, room air temperature, etc. are detected by appropriately arranged sensors and for supplementary consideration in the assessment of the underlying flow temperature change and optionally in determining a further flow temperature change also to the central Evaluation unit to be transmitted, so that the actual circumstances and requirements even more considering evaluation of changes in the recorded or delivered heat outputs of the various radiators is possible.
Erfindungsgemäß kann die Übermittlung der von den Temperatursensoren erfaßten Werte durch jeweils zumindest einen Temperatursensor sowie einen Funksender beinhaltende elektronische Heizkostenverteiler erfolgen, so daß durch Nutzung bereits vorhandener Installationen ein zusätzlicher Material- und Montageaufwand entfällt.According to the invention, the transmission of the values detected by the temperature sensors can be effected by at least one temperature sensor and a radio transmitter containing electronic heat cost allocators, so that by using already existing installations, an additional material and assembly costs are eliminated.
Vorteilhafterweise kann die Übermittlung der von den als passive Oberflächenwellensensoren ausgebildeten Temperatursensoren bzw. weiteren Sensoren erfaßten Werte durch Abfrage per Funk erfolgen, so daß eine Energieversorgung der Sensoren entfällt und insofern auch keine dementsprechenden Wartungstätigkeiten erforderlich sind.The transmission of the values detected by the temperature sensors or other sensors formed as passive surface-wave sensors can advantageously be carried out by interrogation by radio, so that an energy supply of the sensors is eliminated and thus no corresponding maintenance activities are required.
Bei einem bevorzugten Verfahren kann die Übermittlung der von den als aktive Oberflächenwellensensoren ausgebildeten Temperatursensoren bzw. den weiteren Sensoren erfaßten Werte mittels Aussenden der Werte per Funk erfolgen, so daß die Übertragungsreichweite vergrößert werden kann und auch in einem Vielparteienhaus, in einem Wohnblock oder dergleichen ausreicht.In a preferred method, the transmission of the values detected by the temperature sensors designed as active surface wave sensors or the further sensors can be transmitted by transmitting the values by radio, so that the transmission range can be increased and sufficient even in a multi-storey house, in a block of flats or the like.
Erfindungsgemäß kann die Übermittlung der erfaßten Werte ereignisabhängig und/oder intervallmäßig erfolgen, z. B. bei bestimmten Mindestveränderungen, zu bestimmten Zeitpunkten etc., so daß die Übertragungshäufigkeit an die Gegebenheiten und Erfordernisse im konkreten Anwendungsfall angepaßt werden kann und unnötigen Stromverbrauch verursachende überflüssige Übertragungen vermieden werden.According to the invention, the transmission of the detected values can be event-dependent and / or interval-based, for. B. at certain minimum changes, at certain times, etc., so that the transmission frequency can be adapted to the conditions and requirements in the specific application and unnecessary power consumption causing unnecessary transfers are avoided.
Vorzugsweise kann die Stromversorgung der aktiven Oberflächenwellensensoren durch Energiespeicher, wie z. B. Batterien, Akkumulatoren oder dergleichen erfolgen oder aber durch Stromerzeuger, wie z. B. Solarzellen, Piezoelemente, pyroelektrische Elemente, Induktoreinrichtung mit Magnet und elektrischer Spule, Thermoelement etc. oder diese Bauteile enthaltende Anordnungen erfolgen, so daß die für den konkreten Anwendungsfall kostengünstigste Stromversorgung ausgewählt werden kann.Preferably, the power supply of the active surface acoustic wave sensors by energy storage, such. As batteries, batteries or the like, or by power generators, such as. As solar cells, piezoelectric elements, pyroelectric elements, inductor device with magnet and electric coil, thermocouple, etc., or these components containing arrangements are made so that the most cost-effective for the specific application, power can be selected.
Auch kann bei Messung mittels eines Strom erzeugenden Sensors, wie z. B. ein Piezoelement oder dergleichen die Übermittlung des jeweiligen erfaßten Wertes durch den Wert selbst aktiviert werden, so daß z. B. bei Überschreiten eines bestimmten Meßwertes die Übermittlung selbsttätig aktiviert und gleichzeitig auch mit Energie versorgt wird.Also, when measured by means of a current-generating sensor, such. B. a piezoelectric element or the like, the transmission of the respective detected value by the value itself be activated, so that z. B. when a certain measured value is exceeded, the transmission is automatically activated and at the same time also supplied with energy.
Erfindungsgemäß kann in bestimmten Zeitintervallen und/oder bei Aktivierung der Zentralheizungsanlage eine gezielt gesteuerte Vorlauftemperaturänderung für eine nach Wirksamwerden der Vorlauftemperaturänderung erfolgende Überprüfungsmessung eventueller resultierender Änderungen der jeweils von den Heizkörpern aus dem Leitungsnetz aufgenommenen bzw. an die Umgebung abgegebenen Wärmeleistungen erfolgen, so daß eine regelmäßige Überprüfung der gerade eingestellten Vorlauftemperatur erfolgt bzw. bei Inbetriebnahme der Zentralheizungsanlage eine anforderungsgerechte Einstellung der Vorlauftemperatur bewirkt wird.According to the invention, at specific time intervals and / or when the central heating system is activated, a selectively controlled flow temperature change can take place for a check measurement of any resulting changes in the heat outputs taken up by the radiators from the pipe network or emitted to the environment, so that a regular check is made the flow temperature just set takes place or when commissioning the central heating system a requirement-oriented adjustment of the flow temperature is effected.
Vorteilhafterweise können aus den erfaßten Änderungen der jeweils von den Heizkörpern aus dem Leitungsnetz aufgenommenen bzw. an die Umgebung abgegebenen Wärmeleistungen Extremwerte herausgefiltert werden bzw. eine Bewertung der Änderungen z. B. der Häufigkeit oder der Größe entsprechend erfolgen, so daß zum einen aus Fehlverhalten resultierende überzogene Wärmeanforderungen keinen oder nur schwachen Einfluß haben können und zum anderen eine bestimmte Zufriedenheitsgrenze z. B. prozentual oder von Temperaturunterschieden abhängig eingestellt werden kann.Advantageously, extreme values can be filtered out of the detected changes in the heat outputs taken up by the radiators from the line network or emitted to the environment, or an evaluation of the changes, for example, can be made. B. the frequency or size accordingly, so that on the one hand from misconduct resulting coated heat requirements can have no or only weak influence and on the other hand, a certain satisfaction limit z. B. depending on percentage or temperature differences can be adjusted.
Bei einem bevorzugten Verfahren kann nach Erreichen einer einstellbaren Temperaturobergrenze bzw. -untergrenze unabhängig von den Auswirkungen der vorangegangenen Vorlauftemperaturänderung keine weitere gleichgerichtete Vorlauftemperaturänderung erfolgen, so daß unabhängig von über ein normales Maß hinausgehenden bzw. unter ein normales Maß sinkenden Wärmeanforderungen ein Über- bzw. Unterschreiten einer bestimmten Vorlauftemperatur vermieden wird, was sowohl Energie spart und im Extremfall eine Beschädigung der Zentralheizung durch zu hohe Temperaturen verhindert bzw. eine Mindestverfügbarkeit sicherstellt.In a preferred method, after reaching an adjustable upper temperature limit or lower limit regardless of the effects of the previous flow temperature change no further rectified flow temperature change done, so that regardless of exceeding a normal level or below a normal level sinking heat requirements, an over or under a certain flow temperature is avoided, which saves both energy and in extreme cases prevents damage to the central heating due to excessive temperatures or ensures minimum availability.
Erfindungsgemäß kann bei einer einstellbaren Mindest- bzw. Höchstanzahl von erfaßten Änderungen der jeweils von den Heizkörpern aus dem Leitungsnetz aufgenommenen bzw. an die Umgebung abgegebenen Wärmeleistungen keine weitere gleichgerichtete Vorlauftemperaturänderung erfolgen, so daß eine von der Anzahl der Wärmeanforderungen abhängige Regelung für eventuelle weitere Vorlauftemperaturerhöhungen bzw. -senkungen z. B. zur Gewährleistung einer gewissen tatsächlich bestehenden Mindestverfügbarkeit erfolgt.According to the invention can be carried out at a settable minimum or maximum number of detected changes in each of the radiators from the line network or delivered to the environment heat outputs no more rectified flow temperature change, so that one of the number of heat requirements dependent control for any further flow temperature increases or subsidence z. B. to ensure a certain actual existing minimum availability.
Vorzugsweise kann der Bereich zwischen der letzten und der vorletzten Vorlauftemperaturänderung mit engeren Änderungsschritten untersucht werden, so daß in verschiedenen Verfahrensabschnitten zuerst eine grobe Einordnung des geeigneten Vorlauftemperaturbereichs und dann eine genauere Bestimmung der optimalen Vorlauftemperatur erfolgt.Preferably, the range between the last and the penultimate flow temperature change can be examined with narrower change steps, so that a rough classification of the suitable flow temperature range and then a more accurate determination of the optimum flow temperature takes place in different process sections first.
Ausführungsbeispielembodiment
Im folgenden wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Regelungsvorrichtung
Die Regelungsvorrichtung
Bei Inbetriebnahme der Zentralheizungsanlage
Je nach Regelungsstrategie kann z. B. zuerst eine Festlegung des optimalen Vorlauftemperaturbereiches erfolgen, die mit relativ großen Vorlauftemperaturänderungsschritten erzielt wird und erst in einem zweiten Abschnitt erfolgt dann mit kleineren Änderungsschritten eine Festlegung der genauen optimalen Vorlauftemperatur. Bei der Bewertung der von den Temperatursensoren
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