CH685358A5 - Verfahren zur Steuerung eines Durchlaufwasserheizers. - Google Patents

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CH685358A5
CH685358A5 CH52/92A CH5292A CH685358A5 CH 685358 A5 CH685358 A5 CH 685358A5 CH 52/92 A CH52/92 A CH 52/92A CH 5292 A CH5292 A CH 5292A CH 685358 A5 CH685358 A5 CH 685358A5
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Description

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CH 685 358 A5
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung eines Durchlaufwasserheizers gemäss dem einleitenden Teil des unabhängigen Patentanspruches.
Bei einem bekannten derartigen Verfahren wird die Temperatur des einlaufenden Wassers gemessen und aus dem Durchfluss und der Einlauftemperatur die zur Erreichung der vorgegebenen Soll-Auslauftemperatur erforderliche Leistung errechnet und diese dem Durchlauferhitzer zugeführt. Dabei kann der Durchfluss mit einem hydraulisch elektrischen Wandler erfasst werden. Bei der Berechnung der erforderlichen Leistung wird vorausgesetzt, dass die Netzspannung einen bestimmten Wert aufweist. Wird der vorgesehene Soll-Wert der Auslauftemperatur nicht erreicht, so wird die zugeführte Leistung entsprechend erhöht oder vermindert.
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass eine entsprechend grosse Zahl von Sensoren erforderlich ist, die einen hohen Aufwand erfordern und deren Einbau mit einem entsprechenden Platzbedarf verbunden ist. Ausserdem ist mit dem Einbau der Sensoren auch die Notwendigkeit einer entsprechenden Verdrahtung verbunden, deren Verlegung mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, das sich einfach durchführen iässt.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches erreicht.
Auf diese Weise ist es möglich, die Auslauftemperatur mit nur geringem Aufwand zu regeln, wobei durch das Verfahren auf die Erfassung der Temperatur des einlaufenden Wassers verzichtet werden kann, so dass auf einen entsprechenden Sensor verzichtet werden und das Verfahren mit sehr einfachen Einrichtungen durchgeführt werden kann. Ausserdem ergibt sich durch dieses Verfahren der Vorteil, dass es kaum zu einem Pendeln der Auslauftemperatur um den Soll-Wert kommt. Nach dem vorgeschlagenen Verfahren kommt es bereits nach einer ersten oder einer zweiten Korrektur zu einer hinreichend weiten Annäherung an den vorgegebenen Soll-Wert der Auslauftemperatur.
Das vorgeschlagene Verfahren ist besonders für elektrisch betriebenen Durchlaufwasserheizer geeignet, doch kann es auch für gasbeheizte Durchlaufwasserheizer angewandt werden. Dabei kann auch der sich mit der Belastung des Gerätes ändernde Wirkungsgrad berücksichtigt werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können daher die Merkmale den unabhängigen Patentansprüchen vorgesehen sein.
Durch diese Massnahme ist es möglich, den Einfluss einer sich ändernden Netzspannung zu berücksichtigen und dadurch ein rascheres Erreichen der gewünschten Auslauftemperatur zu ermöglichen.
Die Berechnung des Korrekturwertes kann dabei nach der folgenden Beziehung erfolgen:
AI 1?A2
Pr2 Prl c 0 ( )
v2 v1
Dabei bedeutet k den Korrekturwert, i3.ai und i) A2 die Auslauftemperaturen bei zwei verschiedenen Volumenströmen pro Zeiteinheit, die mit Vi, beziehungsweise V2 bezeichnet sind, Pri, Pr2 die bei verschiedenen Volumenströmen pro Zeiteinheit eingebrachten Leistungen und C die spezifische Wärme des zu erwärmenden Mediums.
Der Korrekturwert ergibt sich dabei aus der folgenden Beziehung:
°i2 ' %
V ' Ri
II
wobei Ui die Ist-Spannung, Un die Nennspannung, R, den Ist-Widerstand und Rn den Nennwiderstand bedeuten.
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Die Berechnung der zur Erzieiung der Auslauf-Soll-Temperatur erforderliche Leistung erfolgt dabei nach der folgenden Beziehung:
Pr = C • V • f^AS -rfE0) III
wobei Pr die Leistung, c die spezifische Wärme des zu erwärmenden Mediums, i3as die Auslauf-Soll-Temperatur und t>EO die angenommene Einlauftemperatur des zu erwärmenden Mediums bedeuten.
Weicht die sich nach dem Erreichen des Beharrungszustandes nach zum Beispiel 10 bis 15 s erreichte Auslauftemperatur von der vorgesehenen Auslauf-Soll-Temperatur ab, so wird zuerst die in die obige Beziehung eingesetzte Einlauftemperatur um die ermittelte Abweichung zwischen der Auslauf-Soll-Temperatur und der Auslauf-Ist-Temperatur korrigiert und die erforderliche Leistung abermals nach der folgenden Beziehung errechnet.
Pri = c • v • (TAS - -T A E0>
wobei Pri die korrigierte Leistung und a öa die Differenz zwischen der Auslauf-Soll-Temperatur und der Auslauf-Ist-Temperatur bedeuten.
Bei weiteren Korrekturen kann statt a iîa der nach der folgenden Beziehung korrigierte Wert Pr eingesetzt werden, um allfällige Änderungen der Netzspannung zu berücksichtigen:
Pr — c 0 V 0 k 0 (\T^S ~^Teo)
wobei k den Korrekturwert nach der vorstehenden Beziehung II bedeutet.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Durchlaufwasserheizer und
Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Der Durchlaufwasserheizer ist über einen Durchflussmesser 1 mit einem Wassereinlauf verbunden, wobei im Auslauf 3 des Heizblockes 2 ein Temperaturfühler 4 angeordnet ist. Der Heizblock 2 ist über eine Leistungssteuerung 5 mit dem Netz verbindbar, wobei die Leistungssteuerung 5 über eine Steuerung 7, die mit den Signalausgängen des Durchflussmessers 1 und des Temperaturfühlers 4, sowie einem Soll-Wert-Geber 8 zur Einstellung der Auslauftemperatur verbunden ist.
Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, wird eine bestimmte Einlauftemperatur i>eo angenommen und unter Berücksichtigung des Durchflusses pro Zeiteinheit die zur Erreichung der Auslauf-Soll-Temperatur erforderliche Leistung berechnet, wobei sich ein linearer Zusammenhang ergibt.
Weicht die angenommene Einlauftemperatur zum Beispiel wegen einer erhöhten Netzspannung von der tatsächlichen ab, so ergibt sich eine vom Soll-Wert abweichende Auslauftemperatur, wie dies aus der Kurve 2 in der Fig. 2 zu ersehen ist. Nach Neuberechnung der erforderlichen Leistung Pr mit einer um die ermittelte Differenz zwischen der Auslauf-Soll-Temperatur und der Auslauf-Ist-Temperatur korrigierten Einlauftemperatur wird die zugeführte Leistung korrigiert Kurve 3'. Dabei wird eine weitgehende Annäherung an den Soll-Wert erreicht, vorausgesetzt, dass die Spannung den vorgesehenen Wert beibehält.
Weicht die Spannung vom Nennwert ab, so ergibt sich eine abweichende Neigung der den Zusammenhang zwischen der Auslauftemperatur -ôa und der zugeführten Leistung Pr bei einem bestimmten Volumenstrom pro Zeiteinheit des zu erwärmenden Mediums darstellenden Kurve, wie dies aus einem Vergleich der Kurven V und 2' in der Fig. 2 zu ersehen ist.
Auch diese Abweichung kann durch Korrektur des in die Leistungsberechnung nach der Beziehung V eingesetzten Faktors k weitgehend ausgeglichen werden.
Eine Berücksichtigung der veränderten Neigung der Kurve ist dabei in der Weise möglich, dass bei der Neuberechnung der zur Erreichung der Soll-Auslauftemperatur erforderlichen Leistung Pn nach der Beziehung V zusätzlich zur Differenz zwischen der Auslauf-Soll-Temperatur und der erfassten Auslauf-Ist-Temperatur, der korrigierte Faktor k eingesetzt wird, wobei der Korrekturwert k nach der Beziehung I ermittelt wird.
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Claims (2)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Durchlaufwasserheizers, bei dem die zugeführte Leistung in Abhängigkeit von dem ermittelten Durchsatz gesteuert und die zugeführte Leistung in Abhängigkeit von der erfassten Auslauftemperatur des erwärmten Wassers korrigiert wird, indem eine Temperatur (-ôeo) des einlaufenden Wassers angenommen und mit dieser die zur Erwärmung des Wassers auf eine bestimmte Auslauf-Soll-Temperatur (-ôas) bei dem ermittelten Durchsatz (V) benötigte Energie berechnet und zugeführt wird, wobei bei einer Differenz zwischen der tatsächlichen Auslauftemperatur (öa) und der Soll-Auslauftemperatur (-ûas) nach dem Erreichen eines stabilen Zustandes die Berechnung der erforderlichen Energie mit einer um die erfasste Differenz zwischen der erfassten Auslauftemperatur und der Soll-Auslauftemperatur (Uas) korrigierten Einlauftemperatur (-ôeo) wiederholt und die errechnete Energie zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Steuerung eines elektrisch beheizten Durchlaufwasserheizers, bei dem zur Berücksichtigung allfälliger Änderungen der Netzspannung unter Annahme einer gleichbleibenden Einlauftemperatur (-ôeo) aus der Differenz der Auslauftemperaturen (iîa) bei unterschiedlichen Durchsätzen und der Differenz der diesen Auslauftemperaturen (-ôa) entsprechenden und auf die zugehörigen Durchsätze bezogenen Leistungswerte ein Korrekturwert (K) errechnet wird, mit dem die Berechnung der Leistung korrigiert wird.
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CH52/92A 1991-01-16 1992-01-13 Verfahren zur Steuerung eines Durchlaufwasserheizers. CH685358A5 (de)

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