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DE4221715A1 - Verfahren zur regelung eines heizkessels mit einem nicht modulierenden brenner und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur regelung eines heizkessels mit einem nicht modulierenden brenner und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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Publication number
DE4221715A1
DE4221715A1 DE4221715A DE4221715A DE4221715A1 DE 4221715 A1 DE4221715 A1 DE 4221715A1 DE 4221715 A DE4221715 A DE 4221715A DE 4221715 A DE4221715 A DE 4221715A DE 4221715 A1 DE4221715 A1 DE 4221715A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switch
point
water temperature
boiler water
corrected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4221715A
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English (en)
Inventor
Peter Kocher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electrowatt Technology Innovation AG
Original Assignee
Landis and Gyr Betriebs AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Landis and Gyr Betriebs AG filed Critical Landis and Gyr Betriebs AG
Publication of DE4221715A1 publication Critical patent/DE4221715A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H15/36—Control of heat-generating means in heaters of burners
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung eines Heizkessels mit einem nicht modulierenden Brenner sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Ober­ begriff der Ansprüche 1, 7, 9 und 10.
Ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist aus der DE-PS 25 49 562 bekannt. Dabei wird die Schalt­ differenz eines Zweipunktreglers in Abhängigkeit von der jeweiligen Leistungsanforderung verändert, so daß, bezogen auf die mittlere Kesselwassertemperatur, sowohl der Einschalt- als auch der Ausschaltpunkt verändert werden. Bei großer Leistungs­ anforderung ist die Schaltdifferenz klein und bei fallender Leistungsanforderung wird die Schaltdifferenz vergrößert. Als die Leistungsanforderung bestimmende Größe ist die Außen­ temperatur genannt. Auch der Kesselwassertemperatur-Sollwert ist abhängig von der Außentemperatur.
Typisch für Heizungsanlagen mit einem Zweipunktregler für den Heizkessel ist, daß die Kesselwassertemperatur überschwingt. Beim Erreichen des Ausschaltpunkts schaltet der Zweipunktregler den Brenner zwar sofort ab, jedoch steigt die Kesselwasser­ temperatur infolge der höheren Temperatur im Brennraum und des verzögerten Wärmeübergangs vom Brennraum in den Wasserraum weiter an. Beim Erreichen des Einschaltpunkts vergeht infolge des Ablaufens des Inbetriebsetzungsprogramms für den Brenner (Vorspülen des Brennraums, Vorwärmen des Heizöls etc.) eine gewisse Zeit, bis der Brenner wirklich Wärme erzeugt. Während dieser Zeit fällt die Kesselwassertemperatur weiter. Infolge­ dessen ist die tatsächliche Schwankung der Kesselwasser­ temperatur erheblich größer als die eingestellte Schaltdifferenz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Überschwingweite der Kesselwassertemperatur zu vermindern.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 9 und 10 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Schema eines Reglers,
Fig. 2 ein Schema einer Heizungsanlage,
Fig. 3 ein Diagramm mit typischen Temperatur­ verläufen in einem Heizkessel und
Fig. 4 ein Diagramm mit zeitlichen Verläufen der Kesselwassertemperatur, des Einschalt- und des Ausschaltpunktes.
In der Fig. 1 bedeutet 1 einen Regler, an dessen Ausgang 2 ein nicht dargestellter Brenner für einen Heizkessel einer Heizungs­ anlage anschließbar ist. Zwischen den Regler 1 und den Brenner ist normalerweise ein Feuerungsautomat geschaltet, der nach Freigabe durch den Regler 1 den Inbetriebsetzungsvorgang des Brenners steuert und anschließend den Betrieb überwacht. Der Regler 1 weist einen Eingang 3 auf, an den ein nicht dargestellter Kesseltemperaturfühler angeschlossen ist.
Der Regler 1 besitzt einen Sollwertgeber 4. Durch diesen wird der Sollwert der Kesselwassertemperatur bestimmt. Bei diesem Sollwertgeber 4 kann es sich um einen bekannten Heizkurvengeber handeln, der einen beispielsweise von der Außentemperatur oder vom Sollwert der Heizungsvorlauftemperatur abhängigen Sollwert der Kesselwassertemperatur TSoll generiert und an einem Ausgang des Sollwertgebers 4 ausgibt.
Der Ausgang des Sollwertgebers 4 ist mit einem Eingang eines Rechenglieds 5 verbunden. Das Rechenglied 5 errechnet aus dem Kesselwassertemperatur-Sollwert TSoll und einer im Rechenglied 5 enthaltenen oder in dieses eingebbaren, im Betrieb des Reglers 1 nicht mehr veränderbaren Größe für eine Schaltdifferenz SD in bekannter Weise einen Einschaltpunkt Tein und einen Ausschalt­ punkt Taus für den Brenner. Diese beiden Werte stehen an getrennten Ausgängen des Rechenglieds 5 zur Verfügung.
Die Ausgänge des Rechenglieds 5 sind mit Eingängen eines Korrekturglieds 6 verbunden. Dieses Korrekturglied 6 weist einen dritten Eingang auf, der mit einem Ausgang eines Differenzier­ glieds 7 verbunden ist.
Der Eingang des Differenzierglieds 7 ist mit dem Eingang 3 des Reglers 1 verbunden, so daß an seinem Eingang der Kesselwasser­ temperatur-Istwert TIst anliegt. Das Differenzierglied 7 differenziert den Kesselwassertemperatur-Istwert TIst, bildet also den Gradienten der Kesselwassertemperatur TIst, der auch als Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur TIst bezeichnet werden kann. Dieser Gradient ist während des Aufheizens des Heizkessels positiv und während des Abkühlens des Heizkessels negativ.
Das Korrekturglied 6 berechnet in später beschriebener Weise aus dem Einschaltpunkt Tein und dem Ausschaltpunkt Taus unter Berücksichtigung des Gradienten der Kesselwassertemperatur TIst einen korrigierten Einschaltpunkt Teinkorr und einen korrigierten Ausschaltpunkt Tauskorr und stellt diese Werte an zwei Ausgängen zur Verfugung.
Die Ausgänge des Korrekturglieds 6 sind mit je einem ersten Eingang zweier Begrenzungsglieder 8A bzw. 8B verbunden. An je einem zweiten Eingang der Begrenzungsglieder 8A und 8B liegt der vom Sollwertgeber 4 stammende Kesselwassertemperatur-Soll­ wert TSoll an. Die Funktion der Begrenzungsglieder 8A und 8B wird später beschrieben.
Jedes Begrenzungsglied 8A bzw. 8B besitzt einen Ausgang. Beide Ausgänge sind mit zwei Eingängen eines Zweipunktschalters 9 verbunden. Der Zweipunktschalter 9 weist einen dritten Eingang auf, der mit dem Eingang 3 des Reglers 1 verbunden ist, so daß an diesem Eingang also der aktuelle Kesselwassertemperatur- Istwert TIst anliegt.
Der Zweipunktschalter 9 vergleicht den Kesselwassertemperatur- Istwert TIst mit den an den beiden anderen Eingängen anliegenden Werten für den berechneten Einschaltpunkt und den berechneten Ausschaltpunkt und bildet daraus gemäß der bekannten Funktions­ weise solcher Zweipunktschalter ein Stellsignal für den Brenner, das nur die beiden Werte "Ein" und "Aus" annehmen kann. Dieses Stellsignal wird vom Ausgang des Zweipunktschalters 9 an den Ausgang 2 des Reglers 1 und von dort über einen nicht dargestellten Feuerungsautomaten an den ebenfalls nicht dargestellten Brenner übergeben.
In der Fig. 2 ist eine Heizungsanlage dargestellt, die in bekannter Weise aus einem Heizkessel 21 mit einer Kessel­ vorlaufleitung 22 und einer Kesselrücklaufleitung 23, einer über eine Heizungsvorlaufleitung 24 und eine Heizungsrücklauf­ leitung 25 angeschlossene Verbrauchergruppe 26 und einem zwischen Kesselvorlaufleitung 22 und Heizungsvorlaufleitung 24 eingesetzten Mischventil 27 besteht, das mittels einer Bypass­ leitung 28 mit Kesselrücklaufleitung 23 und Heizungsrücklauf­ leitung 25 verbunden ist. Beispielsweise in der Heizungsvorlauf­ leitung 24 ist eine Umwälzpumpe 29 eingebaut. Das Mischventil 27 wird dabei von einem Regler in bekannter Weise so angesteuert, daß die Isttemperatur des Heizungsvorlaufs einem beispielsweise durch eine Witterungs- und/oder Raum-Führung vorgegebenen Soll­ wert entspricht.
In der Fig. 3 ist der zeitliche Verlauf der Kesselwasser­ temperatur für drei verschiedene Belastungszustände des Kessels dargestellt. Dabei gibt die Kurve M den Temperaturverlauf bei mittlerer Kesselbelastung wieder, die Kurve K den Verlauf bei kleiner Kesselbelastung und die Kurve G den Verlauf bei großer Kesselbelastung. Der Ausgangspunkt aller drei Kurven ist, daß der Einschaltpunkt tein zuvor einmal unterschritten war, so daß der Brenner eingeschaltet ist und Wärme produziert.
Gemäß Kurve M steigt die Kesselwassertemperatur bei mittlerer Kesselbelastung mäßig schnell an. Beim Erreichen des Ausschalt­ punktes Taus wird der Brenner abgeschaltet, jedoch erfolgt aus den eingangs erwähnten Gründen ein weiterer Temperaturanstieg, ehe die Kesselwassertemperatur infolge des vorliegenden mittleren Wärmebedarfs wieder zurückgeht. Die Kesselwasser­ temperatur fällt dann mäßig schnell ab. Beim Erreichen des Einschaltpunktes Tein wird der Brenner wieder eingeschaltet, jedoch fällt die Kesselwassertemperatur aus den eingangs erwähnten Gründen zunächst weiter ab, ehe sie nach Einsetzen der Wärmeproduktion durch den Brenner wieder ansteigt. Das Überschwingen der Kesselwassertemperatur nach dem Ausschalten und nach dem Einschalten des Brenners ist bei mittlerer Kessel­ belastung relativ klein und stellt kein Problem dar.
Gemäß Kurve K steigt die Kesselwassertemperatur bei kleiner Kesselbelastung erheblich schneller an als bei mittlerer Kessel­ belastung. Beim Erreichen des Ausschaltpunktes Taus wird der Brenner abgeschaltet, jedoch erfolgt aus den eingangs erwähnten Gründen ein weiterer schneller Temperaturanstieg, ehe die Kesselwassertemperatur infolge des vorliegenden kleineren Wärme­ bedarfs wieder zurückgeht. Das Überschwingen der Kesselwasser­ temperatur ist erheblich größer. Die Kesselwassertemperatur fällt dann sehr langsam ab. Beim Erreichen des Einschalt­ punktes Tein wird der Brenner wieder eingeschaltet, jedoch fällt die Kesselwassertemperatur aus den eingangs erwähnten Gründen zunächst weiter ab, ehe sie nach Einsetzen der Wärmeproduktion durch den Brenner wieder ansteigt. Das Überschwingen der Kessel­ wassertemperatur nach dem Ausschalten ist etwas kleiner als bei mittlerer Kesselbelastung.
Gemäß Kurve G steigt die Kesselwassertemperatur bei großer Kesselbelastung erheblich langsamer an als bei mittlerer Kessel­ belastung. Beim Erreichen des Ausschaltpunktes Taus wird der Brenner abgeschaltet, jedoch erfolgt aus den eingangs erwähnten Gründen ein weiterer langsamer Temperaturanstieg, ehe die Kesselwassertemperatur infolge des vorliegenden mittleren Wärme­ bedarfs wieder zurückgeht. Das Überschwingen der Kesselwasser­ temperatur ist erheblich kleiner. Die Kesselwassertemperatur fällt dann sehr schnell ab. Beim Erreichen des Einschalt­ punktes Tein wird der Brenner wieder eingeschaltet, jedoch fällt die Kesselwassertemperatur aus den eingangs erwähnten Gründen zunächst weiter schnell ab, ehe sie nach Einsetzen der Wärme­ produktion durch den Brenner wieder ansteigt. Das Überschwingen der Kesselwassertemperatur nach dem Ausschalten ist bedeutend größer als bei mittlerer Kesselbelastung.
Das starke Überschwingen der Kesselwassertemperatur nach dem Ausschalten bei kleiner Kesselbelastung und nach dem Einschalten bei großer Kesselbelastung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren verhindert.
Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur erfaßt wird und daß in Abhängigkeit von dieser Änderungsgeschwindigkeit der Einschalt- und der Ausschaltpunkt nach Maßgabe der Größe der Änderungsgeschwindigkeit variiert werden. Mit Einschaltpunkt ist jene Temperatur Taus des Kesselwassers gemeint, bei deren Unterschreitung das Einschalten des Brenners ausgelöst wird. Das wirkliche Einschalten des Brenners erfolgt in bekannter Weise durch einen Feuerungsautomaten zeitlich verzögert. Mit Ausschaltpunkt ist jene Temperatur Taus des Kesselwassers gemeint, bei deren Unterschreitung der Brenner unmittelbar abgeschaltet wird.
Zur Regelung des Brenners wird ein Einschaltpunkt Tein und ein Ausschaltpunkt Taus vorgegeben. In der Praxis geschieht dies beispielsweise dadurch, daß diese Schaltpunkte an einem Regler eingestellt werden. Die Vorgabe der Schaltpunkte kann aber auch dadurch erfolgen, daß beispielsweise der Einschaltpunkt Tein und dazu eine Schaltdifferenz SD eingestellt werden und der Regler den Ausschaltpunkt Taus als Summe von Einschaltpunkt Tein und Schaltdifferenz SD berechnet. In ähnlicher Weise können auch ein Sollwert TSoll vorgegeben und unter Berücksichtigung der Schalt­ differenz SD die Schaltpunkte gemäß den Formeln
Tein = TSoll - SD/2
und
Taus = TSoll + SD/2
berechnet werden. Diese vorgegebenen bzw. berechneten Schalt­ punkte werden nach Maßgabe der Größe der Änderungsgeschwindig­ keit variiert. Die Variation der Schaltpunkte kann entweder stufenlos oder in Stufen erfolgen.
Vorteilhaft wird die Variation so vorgenommen, in dem zum Einschaltpunkt Tein und zum Ausschaltpunkt Taus ein Term
addiert wird, worin K ein auf die Bauart eines Heizkessels abgestimmter konstanter Faktor ist. Daraus, daß sowohl zum Einschaltpunkt Tein als auch zum Ausschaltpunkt Taus der gleiche Term addiert wird, folgt, daß der Abstand zwischen Einschalt­ punkt Tein und Ausschaltpunkt Taus zu jedem beliebigen Zeitpunkt unverändert bleibt und durch die Größe der Schaltdifferenz SD bestimmt ist.
Das ist auch aus der Fig. 4 erkennbar, in der der zeitliche Verlauf der Kesselwassertemperatur TIst des korrigierten Einschaltpunktes Teinkorr und des korrigierten Ausschalt­ punktes Tauskorr bei einer bestimmten Kesselbelastung angegeben ist. In Übereinstimmung mit den zuvor angegebenen Formeln liegen der korrigierte Einschaltpunkt Teinkorr und der korrigierte Ausschaltpunkt Tauskorr bei ansteigender Kesselwasser­ temperatur TIst niedriger als der unkorrigierte Einschalt­ punkt Tein bzw. der unkorrigierte Ausschaltpunkt Taus und bei abfallender Kesselwassertemperatur TIst höher. Die Größe der Differenzen zwischen korrigiertem Einschaltpunkt Teinkorr und unkorrigiertem Einschaltpunkt Tein einerseits und korrigiertem Ausschaltpunkt Tauskorr und unkorrigiertem Ausschaltpunkt Taus andererseits sind bestimmt durch die Größe der Änderungs­ geschwindigkeit der Kesselwassertemperatur TIst. So sind in Fig. 4 während des Aufheizens des Kessels die Differenzen zwischen korrigiertem Einschaltpunkt Teinkorr und unkorrigiertem Einschaltpunkt Tein einerseits und korrigiertem Ausschalt­ punkt Tauskorr und unkorrigiertem Ausschaltpunkt Taus andererseits größer als während der Abkühlphase, weil die Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur TIst im dargestellten Beispiel beim Aufheizen größer ist als beim Abkühlen.
In dem Moment, da die Kesselwassertemperatur TIst nicht ansteigt oder abfällt - charakterisiert durch den kurzzeitig waagerechten Verlauf der Kurve für die Kesselwassertemperatur TIst - stimmen korrigierter Einschaltpunkt Teinkorr und unkorrigierter Einschaltpunkt Tein ebenso überein wie korrigierter Ausschalt­ punkt Tauskorr und unkorrigierter Ausschaltpunkt Taus Es ist vorteilhaft, wenn die Berechnung des korrigierten Einschaltpunkts Teinkorr unterdrückt wird, wenn der Brenner eingeschaltet ist. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Berechnung des korrigierten Ausschaltpunkts Tauskorr unterdrückt wird, wenn der Brenner ausgeschaltet ist. Mit diesen beiden Maßnahmen kann beispielsweise im Falle einer Verwirklichung des Verfahrens durch einen digitalen Regler Zeit im Programmablauf eingespart werden.
Vorteilhaft ist auch, wenn der korrigierte Einschalt­ punkt Teinkorr mit dem Sollwert der Kesselwassertemperatur TSoll verglichen wird und dann, falls der korrigierte Einschalt­ punkt Teinkorr größer ist als der Sollwert der Kesselwasser­ temperatur TSoll, der korrigierte Einschaltpunkt Teinkorr gleich dem Sollwert der Kesselwassertemperatur TSoll gesetzt wird. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn der korrigierte Ausschalt­ punkt Tauskorr mit dem Sollwert der Kesselwassertemperatur TSoll verglichen wird und dann, falls der korrigierte Ausschalt­ punkt Tauskorr kleiner ist als der Sollwert der Kesselwasser­ temperatur TSoll, der korrigierte Ausschaltpunkt Tauskorr gleich dem Sollwert der Kesselwassertemperatur TSoll gesetzt wird. Mit diesen beiden Maßnahmen wird erreicht, daß bei extremen Last­ situationen die Brennerlaufzeit optimiert wird und die Kessel­ wassertemperatur sich nicht allzu weit vom vorgegebenen Sollwert entfernt, was negative Einflüsse auf eine nachgeschaltete Mischer-Regelung haben könnte.
Aus dem zuvor Beschriebenen, den angegebenen Formeln und auch aus der Fig. 4 ist unmittelbar ableitbar, daß die gleichzeitige Verschiebung des Einschalt- und des Ausschaltpunktes um den gleichen Betrag völlig wesensgleich ist mit der Verschiebung des Sollwertes. Erfindungsgemäß ist es deshalb auch möglich, daß in Abhängigkeit der Änderungsgeschwindigkeit des Kesselwasser­ temperatur-Istwerts TIst der Kesselwassertemperatur-Soll­ wert TSoll nach Maßgabe der Größe der Änderungsgeschwindigkeit variiert wird und der Einschaltpunkt Tein und der Ausschalt­ punkt Taus unter Berücksichtigung einer konstanten Schalt­ differenz SD aus diesem variierten Kesselwassertemperatur-Soll­ wert TSoll gebildet werden.
Es ist vorteilhaft, wenn die Variation von Einschaltpunkt Tein und Ausschaltpunkt Taus bzw. Kesselwassertemperatur-Soll­ wert TSoll nur dann vorgenommen wird, wenn die Größe der Änderungsgeschwindigkeit des Kesselwassertemperatur-Ist­ werts TIst einen bestimmten Schwellenwert überschreitet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens arbeitet in der nachfolgend beschriebenen Weise.
Nachfolgend wird die Funktion des Reglers 1 nach der Fig. 1 geschildert. Der Sollwertgeber 4 gibt den Kesselwasser­ temperatur-Sollwert TSoll vor, aus dem das Rechenglied 5 unter Berücksichtigung des in ihm enthaltenen Wertes für die Schalt­ differenz SD den Einschaltpunkt Tein und den Ausschaltpunkt Taus gemäß den zuvor angegebenen Formeln berechnet.
Das Differenzierglied 7 ermittelt aus den zeitlichen Veränderungen des Kesselwassertemperatur-Istwerts TIst die Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur TIst. Statt eines Differentialquotienten kann dabei auch ein Differenzen­ quotient mit unterschiedlicher Zeitbasis ermittelt werden. Gegebenenfalls kann auch eine nachfolgende Filterung vorteilhaft sein.
Das Korrekturglied 6 korrigiert anschließend den Einschalt­ punkt Tein und den Ausschaltpunkt Taus nach Maßgabe der Größe der Änderungsgeschwindigkeit des Kesselwassertemperatur-Ist­ werts TIst beispielsweise durch Addition des Terms
Das Korrekturglied 6 bildet damit den korrigierten Einschalt­ punkt Teiskorr und den Ausschaltpunkt Tauskorr. Diese Werte können im Gegensatz zur Fig. 1 unmittelbar an den Zweipunkt­ schalter 9 weitergegeben werden. Vorteilhaft ist es aber, die Variation dieser Werte zu begrenzen, wie dies zuvor schon ausgeführt worden ist.
Das Begrenzungsglied 8A vergleicht den Ausschaltpunkt Tauskorr mit dem Sollwert TSoll und setzt den korrigierten Ausschalt­ punkt Tauskorr gleich dem Sollwert der Kesselwasser­ temperatur TSoll, falls der korrigierte Ausschaltpunkt Tauskorr kleiner ist als der Sollwert der Kesselwassertemperatur TSoll. Das Begrenzungsglied 8A führt also eine Begrenzung der Variation aus, die einer Minimalbegrenzung entspricht.
Entsprechend vergleicht das Begrenzungsglied 8B den Einschalt­ punkt Teinkorr mit dem Sollwert TSoll und setzt den korrigierten Einschaltpunkt Teinkorr gleich dem Sollwert der Kesselwasser­ temperatur TSoll, falls der korrigierte Einschaltpunkt Teinkorr größer ist als der Sollwert der Kesselwassertemperatur TSoll. Das Begrenzungsglied 8B führt also eine Begrenzung der Variation aus, die einer Maximalbegrenzung entspricht.
Die gegebenenfalls so begrenzten Schaltpunkte werden vom Zweipunktschalter 9 zusammen mit dem Kesselwassertemperatur- Istwert TIst ausgewertet und entsprechend der bekannten Arbeits­ weise eines solchen Zweipunktschalters 9 in ein Stellsignal für den Brenner gewandelt.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines solchen Reglers 1 kann auch der Sollwert des Sollwertgebers 4 direkt von einem Korrekturglied 6 verarbeitet werden. Erst der variierte Sollwert wird dann dem Rechenglied 5 zugeführt, das aus dem variierten Sollwert und der Schaltdifferenz SD den korrigierten Einschalt­ punkt Teinkorr und den korrigierten Ausschaltpunkt Tauskorr bildet. Die weitere Verarbeitung erfolgt wie zuvor beschrieben.
Nachfolgend wird beispielhaft geschildert, unter welchen Umständen das vorstehend beschriebene Verfahren und die dieses Verfahren verwirklichende Vorrichtung bei realen Heizungsanlagen besonders vorteilhaft wirkt.
Es sei angenommen, die Heizungsanlage gemäß der Fig. 2 habe einen stationären Zustand erreicht. Beispielsweise sei die Nachtabsenkung des Heizungsreglers aktiv. Nun erfolgt die Umschaltung auf den Komfortbetrieb. Der Sollwert für den Heizungsvorlauf wird dadurch angehoben, was zur Folge hat, daß das Mischventil 27 den Durchgang von der Kesselvorlaufleitung 22 zur Heizungsvorlaufleitung 24 öffnet und die Bypassleitung 28 absperrt. Dadurch gelangt nun entsprechend der Förderleistung der Umwälzpumpe 29 abgekühltes Wasser von der Heizungsrücklauf­ leitung 25 durch die Kesselrücklaufleitung 23 in den Heiz­ kessel 21 mit der Folge, daß die Temperatur des Kesselwassers schnell sinkt. Der stark negative Temperaturgradient des Kesselwassers bewirkt nun, daß der Regler 1 den Einschalt­ punkt Tein anhebt.
Generell kann festgestellt werden, daß durch das Mischventil 27 bewirkt wird, daß je nach Stellung des Mischventils 27 der Durchfluß durch den Heizkessel 21 variiert, obwohl die Förder­ menge der Umwälzpumpe 29 konstant bleibt. Jede Änderung der Durchflußmenge im Heizkessel 21 verursacht aber eine Änderung des Temperaturgradienten im Heizkessel 21 unabhängig davon, ob der Brenner momentan ein- oder ausgeschaltet ist. Die durch die Funktion des Mischventils 27 bewirkte Änderung des Temperatur­ gradienten im Heizkessel 21 wird nun vom Regler 1 in der zuvor beschriebenen Weise in eine Änderung des Einschaltpunktes Tein bzw. Ausschaltpunktes Taus umgesetzt.
Auch dann, wenn in der Verbrauchergruppe 26 thermostatische Radiatorventile zum Einsatz kommen, kann sich die Umlaufmenge des Heizwassers ändern. Auch in diesem Falle wird die dadurch bewirkte Änderung des Temperaturgradienten im Heizkessel 21 in eine Änderung des Einschaltpunktes Tein bzw. Ausschalt­ punktes Taus umgesetzt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann auf die starre Veränderung der Schaltdifferenz des Zweipunktreglers in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung verzichtet werden. Es wird damit erreicht, daß der tatsächliche Mittelwert des Kessel­ wassertemperatur-Istwerts TIst dem vom Sollwertgeber 4 vorgegebenen Kesselwassertemperatur-Sollwert TSoll weitestgehend entspricht. Gleichzeitig wird die Brennerlaufzeit optimiert.

Claims (10)

1. Verfahren zur Regelung eines Heizkessels mit einem nicht modulierenden Brenner, bei dem der Einschaltpunkt und/oder der Ausschaltpunkt in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung variiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungs­ geschwindigkeit der Kesselwassertemperatur (TIst) erfaßt wird und daß in Abhängigkeit dieser Änderungsgeschwindigkeit der Einschaltpunkt (Tein) und der Ausschaltpunkt (Taus) nach Maßgabe der Größe der Änderungsgeschwindigkeit variiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein korrigierter Einschaltpunkt (Teinkorr) und ein korrigierter Ausschaltpunkt (Tauskorr) berechnet werden, indem zum Einschalt­ punkt (Tein) und zum Ausschaltpunkt (Taus) ein Term addiert wird, worin K ein auf die Bauart des Heizkessels abgestimmter konstanter Faktor und TIst der Istwert der Kessel­ wassertemperatur ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung des korrigierten Einschaltpunkts (Teinkorr) unterdrückt wird, wenn der Brenner eingeschaltet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung des korrigierten Ausschaltpunkts (Tauskorr) unterdrückt wird, wenn der Brenner ausgeschaltet ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der korrigierte Einschaltpunkt (Teinkorr) mit dem Sollwert der Kesselwassertemperatur (TSoll) verglichen wird und daß, falls der korrigierte Einschaltpunkt (Teinkorr) größer ist als der Sollwert der Kesselwassertemperatur (TSoll), der korrigierte Einschaltpunkt (Teinkorr) gleich dem Sollwert der Kesselwassertemperatur (TSoll) gesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der korrigierte Ausschaltpunkt (Tauskorr) mit dem Sollwert der Kesselwassertemperatur (TSoll) verglichen wird und daß, falls der korrigierte Ausschaltpunkt (Tauskorr) kleiner ist als der Sollwert der Kesselwassertemperatur (TSoll) der korrigierte Ausschaltpunkt (Tauskorr) gleich dem Sollwert der Kesselwassertemperatur (TSoll) gesetzt wird.
7. Verfahren zur Regelung eines Heizkessels mit einem nicht modulierenden Brenner, bei dem der Sollwert der Kesselwasser­ temperatur in Abhängigkeit von der Leistungsanforderung variiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwassertemperatur (TIst) erfaßt wird und daß in Abhängigkeit dieser Änderungsgeschwindigkeit der Kesselwasser­ temperatur-Sollwert (TSoll) nach Maßgabe der Größe der Änderungsgeschwindigkeit variiert wird und der Einschalt­ punkt (Tein) und der Ausschaltpunkt (Taus) unter Berücksichtigung einer konstanten Schaltdifferenz (SD) aus diesem variierten Kesselwassertemperatur-Sollwert (TSoll) gebildet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Variation von Einschaltpunkt (Tein) und Ausschaltpunkt (Taus) bzw. Kesselwassertemperatur-Soll­ wert (TSoll) nur dann vorgenommen wird, wenn die Größe der Änderungsgeschwindigkeit einen bestimmten Schwellenwert überschreitet.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Sollwertgeber (4), einem Rechen­ glied (5) zur Berechnung des Einschaltpunktes (Tein) und des Ausschaltpunktes (Taus) aus dem Kesselwassertemperatur-Soll­ wert (TSoll) und der Schaltdifferenz (SD) und einem Zweipunkt­ schalter (9), dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzier­ glied (7) vorhanden ist, das aus dem zeitlichen Verlauf des Kesselwassertemperatur-Istwerts (TIst) dessen Änderungs­ geschwindigkeit ermittelt, und daß dem Rechenglied (5) ein mit dem Ausgang des Differenzierglieds (7) verbundenes Korrektur­ glied (6) nachgeschaltet ist, das aus dem Einschaltpunkt (Tein) und dem Ausschaltpunkt (Taus) und der Änderungsgeschwindigkeit des Kesselwassertemperatur-Istwerts (TIst) einen korrigierten Einschaltpunkt (Teinkorr) und einen korrigierten Ausschalt­ punkt (Tauskorr) berechnet, und daß diese korrigierten Schalt­ punkte (Teinkorr, Tauskorr) auf Eingänge des Zweipunkt­ schalters (9) geführt sind.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 mit einem Sollwertgeber (4), einem Rechenglied (5) zur Berechnung des Einschaltpunktes (Tein) und des Ausschalt­ punktes (Taus) aus dem Kesselwassertemperatur-Sollwert (TSoll) und der Schaltdifferenz (SD) und einem Zweipunktschalter (9), dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzierglied (7) vorhanden ist, das aus dem zeitlichen Verlauf des Kesselwassertemperatur- Istwerts (TIst) dessen Änderungsgeschwindigkeit ermittelt, und daß dem Sollwertgeber (4) ein mit dem Ausgang des Differenzier­ glieds (7) verbundenes Korrekturglied (6) nachgeschaltet ist, das aus dem Kesselwassertemperatur-Sollwert (TSoll) und der Änderungsgeschwindigkeit des Kesselwassertemperatur-Ist­ werts (TIst) einen korrigierten Kesselwassertemperatur-Sollwert berechnet, und daß dieser korrigierte Sollwert über ein Rechenglied (5) auf Eingänge des Zweipunktschalters (9) geführt ist.
DE4221715A 1991-07-17 1992-07-02 Verfahren zur regelung eines heizkessels mit einem nicht modulierenden brenner und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens Withdrawn DE4221715A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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CH2131/91A CH682185A5 (de) 1991-07-17 1991-07-17

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Publication Number Publication Date
DE4221715A1 true DE4221715A1 (de) 1993-01-21

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ID=4226609

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4221715A Withdrawn DE4221715A1 (de) 1991-07-17 1992-07-02 Verfahren zur regelung eines heizkessels mit einem nicht modulierenden brenner und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE (1) DE4221715A1 (de)

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CH682185A5 (de) 1993-07-30

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