EP4509769A1 - Verfahren zur einstellung eines überströmventils für einen heizsystem - Google Patents

Verfahren zur einstellung eines überströmventils für einen heizsystem Download PDF

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EP4509769A1
EP4509769A1 EP24194737.3A EP24194737A EP4509769A1 EP 4509769 A1 EP4509769 A1 EP 4509769A1 EP 24194737 A EP24194737 A EP 24194737A EP 4509769 A1 EP4509769 A1 EP 4509769A1
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EP
European Patent Office
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volume flow
pump
overflow valve
heating
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
EP24194737.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jonas Hens
Martin Lebernegg
Michael Sietmann
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Vaillant GmbH
Original Assignee
Vaillant GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • 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
    • F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/238—Flow rate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/305—Control of valves
    • F24H15/31—Control of valves of valves having only one inlet port and one outlet port, e.g. flow rate regulating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/335—Control of pumps, e.g. on-off control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
    • F24D2220/0264—Hydraulic balancing valves

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting an overflow valve in a heating system, in particular in a heating system for a building.
  • Heating systems are often used to control comfort within a building.
  • Such systems typically include an HVAC (heating, ventilation, and/or air conditioning) controller that controls one or more HVAC components (heat pump, gas or oil heater, air conditioner, ventilation unit, etc.) of the system to influence and/or control one or more environmental conditions (temperature, humidity, water temperature, etc.) within the building.
  • HVAC heating, ventilation, and/or air conditioning
  • heating systems are considered in which there are several parallel heating circuits (with different temperature levels). These are thermally coupled to a heat generator circuit, with heat being transferred between the heat generator circuit and the heating circuits.
  • heating systems with hydraulic decoupling in which, for example, a hydraulic switch (between the heat generator circuit and the heating circuits) and a pump for the heat generator circuit and each heating circuit are provided to set a volume flow.
  • Heating systems without hydraulic decoupling where only one pump is used for the heat generator circuit and one heating circuit.
  • Heating systems with hydraulic decoupling do not require hydraulic balancing across individual pump operating points because the respective volume flow for each circuit (heating circuit and heat generator circuit) can be controlled independently of the other circuits.
  • Heating systems without hydraulic decoupling require, for example, an overflow valve, whereby at least two volume flow sensors must be present to determine the volume flow distribution between the heating circuits, because both heating circuits influence each other.
  • Heating systems without hydraulic decoupling are also known, in which only one volume flow sensor is used, which then results in a system that is underdetermined in terms of measurement technology.
  • the overflow valve In the system without hydraulic decoupling, the overflow valve must be adjusted to ensure appropriate heat distribution between the two heating circuits. Because only one volume flow sensor is used in the heat generator circuit, a specific setting specification for the overflow valve is required. Currently, the overflow valve is adjusted manually using installation instructions and by reading from a pump performance diagram. Using this setting method, the installer must specify a PWM (pulse width modulation) on the pump and set a specific volume flow by trial and error. The PWM control signal provides the pump control with information about the pump speed at which it should operate. The pressure loss is determined using the now known combination of volume flow and PWM and adjusted on the overflow valve. Then increase the PWM of the pump until the desired total volume flow is reached (see Vaillant installation and maintenance instructions, 0020318683_01).
  • PWM pulse width modulation
  • an alternative method for adjusting an overflow valve in a heating system is to be proposed.
  • the method is to be easier to carry out and moreover more precise, thereby enabling in particular the adjustment of the overflow valve in a heating system that is under-determined in terms of measurement technology.
  • steps a) and b) particularly preferably take place before step c).
  • steps d) and e) take place after steps a) to c).
  • step e) takes place after step d).
  • steps a) to e) are carried out in the order listed.
  • the heating system comprises in particular a first heating circuit which is connected to a heat generator circuit and in which the first pump is arranged.
  • the first heating circuit is provided, for example, for heating radiators in a building.
  • the second heating circuit is assigned, for example, to underfloor heating.
  • the second heating circuit or its flow is connected to the first heating circuit or the heat generator circuit (or their course) via an overflow valve.
  • the overflow valve generates a freely adjustable pressure loss via a valve disk that is, for example, spring-loaded and can therefore be used as an adjustment device for the hydraulic balancing of the heating circuits.
  • the overflow valve opens and thus connects the second heating circuit to the first heating circuit or the heat generator circuit.
  • a volume flow sensor is arranged in the heat generator circuit (ie in particular upstream of the first pump), by means of which the total volume flow delivered by the first pump can be or is determined at any time.
  • the linear equation is first determined according to step a) of the method, where Qs and the respective set control signal (PWM) are known, so that the parameters a and b are already determined from two operating points of the first pump (i.e. different PWM, with the overflow valve closed) can be determined.
  • step b a first partial volume flow (or its value) is defined that is to flow through the first heating circuit.
  • H pump, HK1 is known as the characteristic of the first pump and H loss, series as the property of the heat generator circuit (hydraulic components within the device, essentially: condenser, adjustable pump, volume flow sensor).
  • the pump characteristic i.e. delivery head as a function of the volume flow delivered by the first pump at a certain speed/PWM
  • This relationship can be mapped using a polynomial approach in a software function (the volume flow corresponds to the Total volume flow and is known from step b), whereby the required speed or control signal is also known from step c).
  • the residual delivery head indicates the usable delivery head of the device at the interface between the device and the building heating circuits.
  • the residual delivery head must be set so that the first heating circuit has exactly the delivery head that is required to deliver the required volume flow in the first heating circuit.
  • the above-mentioned volume flow used to determine the residual delivery head corresponds to the first partial volume flow determined in accordance with step b) and required for the first heating circuit.
  • the overflow valve opens when the total volume flow increases, the first partial volume flow then flowing through the first heating circuit also remains constant beyond that, with the excess part of the total volume flow then flowing as a second partial volume flow through the second heating circuit via the opened overflow valve.
  • the above equations can now be used to determine the residual delivery head H Rest at which the first partial volume flow required for the first heating circuit, or its defined value, is reached. If this value of the residual delivery head is set on the mechanical overflow valve, the delivery head is limited to the required value and the defined value of the first partial volume flow in the first heating circuit is always reached when the overflow valve is opened. Any volume flow that is delivered through the heat generator circuit in addition to this value of the volume flow is delivered to the second heating circuit.
  • This procedure enables precise adjustment of the overflow valve to achieve a desired volume flow distribution (division of the total volume flow into the first partial volume flow and the second partial volume flow).
  • the overflow valve opens, the first partial volume flow Q 1 flowing through the first heating circuit remains essentially constant even with increasing pump performance, i.e. it continues to correspond to Q 1 , OP to a sufficiently good approximation. This means in particular that as soon as the overflow valve opens, the part of the total volume flow that exceeds the total volume flow present at the opening point flows through the second heating circuit as a second partial volume flow.
  • the total volume flow is recorded by a volume flow sensor.
  • the total volume flow flows through a condenser of a heat pump.
  • a coolant used to operate the heat pump is liquefied again, with the heat released being used to heat the liquid flowing through the heat generator circuit or the heating circuits.
  • a heating system which has at least one component for heating, ventilating or air-conditioning a room volume and a control device, wherein the control device has means which are suitably equipped, configured and/or programmed to carry out the described method or carry out the method.
  • control device for the described heating system is further proposed, wherein the control device has means which are suitably equipped, configured and/or programmed to carry out the described method or which carry out the method.
  • the means comprise, for example, a processor and a memory in which commands to be executed by the processor are stored, as well as data lines or transmission devices which enable a transmission of commands, measured values, data or the like between the means and the control unit and the heating system or component (and, for example, the volume flow sensors, valves, etc. provided in the heating system).
  • the “means” can in particular comprise one or more of the following components: controller(s), microcontroller, data storage, data connection, display devices (such as a display), counter or timer, at least one further sensor, an energy source, etc.
  • a computer program comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out the described method or the steps of the described method.
  • a computer-readable storage medium comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the described method or the steps of the described method.
  • the statements on the method are particularly transferable to the heating, ventilation and/or air conditioning system or the component, the control device and/or the computer-implemented method (i.e. the computer program and the computer-readable storage medium) and vice versa.
  • first primarily serve (only) to distinguish between several similar objects, sizes or processes, and in particular do not necessarily specify a dependency and/or sequence of these objects, sizes or processes. If a dependency and/or sequence is required, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described design. If a component can occur multiple times (“at least one"), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.
  • the proposed method is intended in particular to enable a simpler and more precise adjustment of the overflow valve or its opening depending on a differential pressure present at the overflow valve in a heating system with under-determined measurement technology.
  • sensors at least one volume flow sensor
  • hydraulic switches or additional pumps can be saved in this way.
  • Fig. 1 shows a heating system 2.
  • Fig. 2 shows a diagram.
  • the horizontal axis shows the control signal PWM 7 (in [%]) of the first pump.
  • the vertical axis shows the volume flow 6 (in [litres per hour]).
  • the Fig. 1 and 2 are described together below.
  • the heating system 2 comprises a first heating circuit 3 which is connected to a heat generator circuit 17 and in which the first pump 5 is arranged.
  • the first heating circuit 3 is intended, for example, for heating radiators in a building and thus for heating a room volume 14.
  • the second heating circuit 4 is assigned, for example, to an underfloor heating system for heating a (different) room volume 14.
  • the second heating circuit 4 or its flow is connected to the first heating circuit 3 or the heat generator circuit 17 (or their course) via an overflow valve 1.
  • the overflow valve 1 generates a freely adjustable pressure loss via a valve plate which is preloaded, for example, by a spring, and can therefore be used as an adjustment device for the hydraulic balancing of the heating circuits 3, 4.
  • the overflow valve 1 opens and thus connects the second heating circuit 4 with the first heating circuit 3 or the heat generator circuit 17.
  • a volume flow sensor 10 is arranged in the heat generator circuit 17 (in this case upstream of the first pump 5), by means of which the total volume flow 6 delivered by the first pump 5 can be determined or is determined at any time.
  • the heating system 2 comprises a control unit 15 which controls means 16 (e.g. the overflow valve 1, the Volume flow sensor 10 and the first pump 5) which can be controlled via control signals 7 for carrying out the described method.
  • the linear equation is first determined according to step a) of the method, wherein Qs 6 and the respectively set control signal 7 (PWM) are known, so that the parameters a and b can already be determined from two operating points of the first pump 5 (i.e. different PWM 7, wherein the overflow valve 1 is closed).
  • step b a first partial volume flow Q 1 8 (or its value) is defined which is to flow through the first heating circuit 3.
  • H pump, HK1 is known as the characteristic of the first pump 5 and H loss, series as the property of the heat generator circuit 17.
  • the pump characteristic i.e. delivery head as a function of the volume flow delivered by the first pump 5 at a certain speed
  • the pump characteristic is always known, since it can be determined unambiguously using measurement technology.
  • This relationship can be mapped using a polynomial approach in a software function (e.g. in the control unit 15) (the volume flow corresponds to the total volume flow Qs 6 and is known from step b), whereby the required speed is then also known from the pump characteristic).
  • the difference between the delivery head of the first pump 5 H pump, HK1 and the pressure losses of all serial hydraulic components 13 in the heating system 2 H loss,seriell results in the so-called residual delivery head H residual .
  • the above-mentioned volume flow used to determine the residual delivery head corresponds to the first partial volume flow Q 1 8 determined in accordance with step b) and required for the first heating circuit 3.
  • the overflow valve 1 opens when the total volume flow Q s 6 increases, which is then passed through the first
  • the first partial volume flow Q 1 8 flowing through the heating circuit 3 also remains constant beyond this, with the excess part of the total volume flow Q s 6 then flowing as the second partial volume flow Q 2 9 via the opened overflow valve 1 through the second heating circuit 4.
  • This procedure enables precise adjustment of the overflow valve 1 to achieve a desired volume flow distribution (division of the total volume flow Q s 6 into the first partial volume flow Q 1 8 and the second partial volume flow Q 2 9).
  • the overflow valve 1 As soon as the overflow valve 1 opens, the first partial volume flow Q 1 8 flowing through the first heating circuit 3 remains essentially the same even with increasing pump performance. constant, ie further corresponds to Q 1, OP (see Fig. 2, course of curve 8 between the values 62% and 100% of the control signal 7). This means that as soon as the overflow valve 1 opens, the part of the total volume flow Q s 6 that exceeds the total volume flow Q s 6 present at the opening point 18 flows as a second partial volume flow Q 2 9 through the second heating circuit 4.
  • the total volume flow Q s 6 is measured by a volume flow sensor 10.
  • the total volume flow Q s 6 flows through a condenser 11 of a heat pump 12.
  • a coolant used to operate the heat pump 12 is liquefied again, the heat released being used to heat the liquid flowing through the heat generator circuit 17 or the heating circuits 3, 4.

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Abstract

Verfahren zur Einstellung eines Überströmventils (1) in einem Heizsystem (2), wobei das Heizsystem (2) einen Wärmeerzeugerkreis (17), zwei parallele Heizkreise (3, 4) und eine regelbare erste Pumpe (5) zur Einstellung eines Summenvolumenstroms Qs (6) hin zu den beiden Heizkreisen (3, 4) aufweist; wobei der zweite Heizkreis (4) über das Überströmventil (1) mit der ersten Pumpe (5) strömungstechnisch verbunden ist und wobei der durch die erste Pumpe (5) geförderte und durch den Wärmeerzeugerkreis (17) strömende Summenvolumenstrom Qs (6) messtechnisch erfasst wird.
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines Überströmventils in einem Heizsystem, insbesondere in einem Heizsystem für ein Gebäude.
  • Heizsysteme (auch als Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungssystem bezeichnet) werden häufig zur Steuerung des Komforts in einem Gebäude verwendet. Solche Systeme enthalten typischerweise eine HVAC-Steuerung (heating, ventilation, and/or air conditioning; also Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungssteuerung), die eine oder verschiedene HVAC-Komponenten (Wärmepumpe, Gas- oder Ölheizgerät, Klimagerät, Ventilationsgerät, etc.) des Systems steuert, um eine oder mehrere Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Wassertemperatur, etc.) innerhalb des Gebäudes zu beeinflussen und/oder zu steuern.
  • Vorliegend werden Heizsysteme betrachtet, in denen mehrere parallele Heizkreise (mit unterschiedlichen Temperaturniveaus) vorliegen. Diese sind mit einem Wärmeerzeugerkreis wärmetechnisch gekoppelt, wobei Wärme zwischen dem Wärmeerzeugerkreis und den Heizkreisen transferiert wird.
  • Dabei sind unterschiedliche Ausgestaltungen derartiger Heizsysteme mit einem Wärmeerzeugerkreis und mehreren Heizkreisen bekannt. Zum einen Heizsysteme mit hydraulischer Entkopplung, bei denen z. B. eine hydraulische Weiche (zwischen dem Wärmeerzeugerkreis und den Heizkreisen) und für den Wärmeerzeugerkreis und jeden Heizkreis jeweils eine Pumpe zur Einstellung eines Volumenstroms vorgesehen ist. Zum anderen Heizsysteme ohne hydraulische Entkopplung, bei denen nur eine Pumpe für den Wärmeerzeugerkreis und den einen Heizkreis verwendet wird.
  • Heizsysteme mit hydraulischer Entkopplung benötigen keinen hydraulischen Abgleich über einzelne Pumpenbetriebspunkte, weil für jeden Kreis (Heizkreis und Wärmeerzeugerkreis) der jeweilige Volumenstrom unabhängig von den anderen Kreisen regelbar ist.
  • Heizsysteme ohne hydraulische Entkopplung benötigen z. B. ein Überströmventil, wobei für die Bestimmung der Volumenstromaufteilung zwischen den Heizkreisen zumindest zwei Volumenstromsensoren vorliegen müssen, weil sich beide Heizkreise gegenseitig beeinflussen.
  • Dabei sind auch Heizsysteme ohne hydraulische Entkopplung bekannt, bei denen nur ein Volumenstromsensor eingesetzt wird, wobei dann ein messtechnisch unterbestimmtes System vorliegt.
  • Dieses Problem der messtechnischen Unterbestimmtheit wird heute bereits folgendermaßen gelöst. In dem System ohne hydraulische Entkopplung wird für eine passende Wärmeverteilung zwischen den beiden Heizkreisen die Einstellung des Überströmventils benötigt. Wegen der Verwendung von nur einem Volumenstromsensor im Wärmeerzeugerkreis ist eine bestimmte Einstellungsvorschrift für das Überströmventil nötig. Aktuell wird das Überströmventil manuell mit Hilfe einer Installationsanleitung und mit Ablesen aus einem Pumpenleistungsdiagramm eingestellt. Nach dieser Einstellmethode ist vom Installateur eine PWM (Pulsweitenmodulierung) an der Pumpe vorzugeben und durch Ausprobieren ein bestimmter Volumenstrom einzustellen. Das Steuersignal PWM liefert der Pumpensteuerung die Information, mit welcher Pumpendrehzahl sie betrieben werden soll. Über die nun bekannte Kombination von Volumenstrom und PWM ist der Druckverlust zu bestimmen und am Überströmventil einzustellen. Anschließend ist die PWM der Pumpe zu erhöhen, bis der gewünschte Summenvolumenstrom erreicht ist (siehe Installations- und Wartungsanleitung Vaillant, 0020318683_01).
  • Für den Installateur ist die Einstellung des Überströmventils anhand eines Pumpendiagramms aufwendig und mit den gegebenen Hilfsmitteln zudem meist relativ ungenau. Ein Feedback über die genaue Verteilung der Volumenströme (und damit der Wärmeverteilung) im Heizsystem erfolgt nicht. Somit gibt es keine direkte Bestätigungsmöglichkeit, mit welcher der Installateur erkennen könnte, dass das Überströmventil korrekt eingestellt ist.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lindern oder zu lösen. Insbesondere soll ein alternatives Verfahren zur Einstellung eines Überströmventils in einem Heizsystems vorgeschlagen werden. Das Verfahren soll einfacher durchzuführen und darüber hinaus genauer sein, wobei dadurch insbesondere die Einstellung des Überströmventils in einem messtechnisch unterbestimmten Heizsystem ermöglicht wird.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Hierzu trägt ein Verfahren zur Einstellung eines Überströmventils in einem Heizsystem bei, wobei das Heizsystem zumindest einen Wärmeerzeugerkreis, zwei parallele Heizkreise und eine regelbare Pumpe zur Einstellung eines Summenvolumenstroms Qs hin zu den beiden Heizkreisen aufweist; wobei der zweite Heizkreis über ein Überströmventil mit der ersten Pumpe strömungstechnisch verbunden ist und wobei ein durch die erste Pumpe geförderter und durch den Wärmeerzeugerkreis strömende Summenvolumenstrom Qs messtechnisch erfasst wird. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
    1. a) Bestimmen eines Zusammenhangs zwischen einer Regelung der ersten Pumpe und dem, durch den Wärmeerzeugerkreis strömenden, Summenvolumenstrom Qs anhand der Gleichung Qs = a x PWM + b durch Betreiben der ersten Pumpe, wobei das Überstromventil geschlossen ist; mit a und b als konstanten Parametern und mit PWM als Steuersignal der ersten Pumpe;
    2. b) Festlegen eines benötigten Werts für den durch den ersten Heizkreis strömenden ersten Teilvolumenstrom Q1;
    3. c) Bestimmen eines zur Einstellung des ersten Teilvolumenstroms benötigten Steuersignals anhand der Gleichung PWMSoll = (Qs - b) / a; wobei die Parameter a und b in Schritt a) bestimmt wurden und Qs vorgegeben wird;
    4. d) Bestimmen eines Werts einer (notwendigen) Restförderhöhe HRest, wobei HRest = HPumpe, HK1 - Hverlust,seriell; wobei HPumpe, HK1 als Charakteristik der ersten Pumpe und Hverlust,seriell als Eigenschaft des Wärmeerzeugerkreises bekannt sind;
    5. e) Einstellen des Wertes (der zuvor in Schritt d) ermittelten notwendigen Restförderhöhe) HRest an dem Überströmventil.
  • Die obige (nicht abschließende) Einteilung der Verfahrensschritte in a) bis e) soll vorrangig nur zur Unterscheidung dienen und keine Reihenfolge und/oder Abhängigkeit erzwingen. Auch die Häufigkeit der Verfahrensschritte z. B. während der Einrichtung und/oder des Betriebes des Heizsystems kann variieren. Ebenso ist möglich, dass Verfahrensschritte einander zumindest teilweise zeitlich überlagern. Ganz besonders bevorzugt finden die Verfahrensschritte a) und b) vor Schritt c) statt. Insbesondere finden die Schritte d) und e) nach den Schritten a) bis c) statt. Insbesondere findet Schritt e) nach Schritt d) statt. Insbesondere werden die Schritte a) bis e) in der angeführten Reihenfolge durchgeführt.
  • Das Heizsystem umfasst insbesondere einen mit einem Wärmeerzeugerkreis verbundenen ersten Heizkreis, in dem die erste Pumpe angeordnet ist. Der erste Heizkreis ist z. B. zur Erwärmung von Heizkörpern in einem Gebäude vorgesehen. Der zweite Heizkreis ist z. B. einer Fußbodenheizung zugeordnet. Der zweite Heizkreis bzw. dessen Vorlauf ist über ein Überströmventil mit dem ersten Heizkreis bzw. dem Wärmeerzeugerkreis (bzw. deren Verlauf) verbunden. Das Überströmventil erzeugt über einen z. B. Feder-vorgespannten Ventilteller einen frei einstellbaren Druckverlust, und kann damit als Einstellungsvorrichtung für den hydraulischen Abgleich der Heizkreise eingesetzt werden. Sobald ein an dem Überströmventil anliegender Differenzdruck einen eingestellten Wert (dieser Wert beträgt nach Schritt e) der Restförderhöhe HRest) überschreitet, öffnet das Überströmventil und verbindet damit den zweiten Heizkreis mit dem ersten Heizkreis bzw. dem Wärmeerzeugerkreis. In dem Wärmeerzeugerkreis (d. h. insbesondere stromaufwärts der ersten Pumpe) ist ein Volumenstromsensor angeordnet, durch den zu jedem Zeitpunkt der durch die erste Pumpe geförderte Summenvolumenstrom bestimmbar ist bzw. bestimmt wird.
  • Vor dem Öffnen des Überströmventils strömt also der gesamte Summenvolumenstrom Qs durch den ersten Heizkreis. Es hat sich herausgestellt, dass in diesem Zustand des Heizsystems ein in hinreichend guter Näherung linearer Zusammenhang zwischen dem Steuersignal PWM der ersten Pumpe und dem Volumenstrom im Wärmeerzeugerkreis bzw. ersten Heizkreis besteht, der dann durch die Gleichung Qs = a x PWM + b beschrieben werden kann. Dieser lineare Zusammenhang ändert sich, sobald das Überströmventil öffnet. An der Änderung dieser Charakteristik (wenn also der lineare Zusammenhang nicht mehr vorliegt), lässt sich der Öffnungs(-zeit-)punkt des Überströmventils detektieren.
  • Zur Bestimmung des Öffnungspunkts des Überströmventils wird zunächst gemäß Schritt a) des Verfahrens die lineare Gleichung bestimmt, wobei Qs und das jeweils eingestellte Steuersignal (PWM) bekannt sind, so dass die Parameter a und b bereits aus zwei Betriebspunkten der ersten Pumpe (also unterschiedlichen PWM, wobei das Überströmventil geschlossen ist) bestimmbar sind.
  • Dabei kann insbesondere berücksichtigt werden, dass die Druckverluste des zweiten Heizkreises (deutlich) geringer sind als die des ersten Heizkreises.
  • Dabei ist bekannt, dass sobald das Überströmventil öffnet, der durch den ersten Heizkreis strömende erste Teilvolumenstrom auch mit steigender Pumpenleistung im Wesentlichen konstant bleibt. D. h. insbesondere, dass, sobald das Überströmventil öffnet, der Teil des Summenvolumenstroms, der den am Öffnungspunkt vorliegenden Summenvolumenstrom übersteigt, als zweiter Teilvolumenstrom durch den zweiten Heizkreis strömt.
  • Im Rahmen des Schrittes b) wird ein erster Teilvolumenstrom (bzw. dessen Wert) definiert, der durch den ersten Heizkreis strömen soll.
  • Im Rahmen des Schrittes c) und auf Basis der Gleichung Qs = a x PWM + b sowie den bekannten Werten für Qs und a sowie b, kann nun das für den ersten Teilvolumenstrom erforderliche und an der ersten Pumpe einzustellende Steuersignal PWM ermittelt werden, nämlich durch die Gleichung PWMSoll = (Qs - b) / a.
  • Im Rahmen des Schrittes d) wird nun ein Wert einer Restförderhöhe HRest bestimmt, wobei HRest = HPumpe, HK1 - Hverlust,seriell. Dabei ist HPumpe, HK1 als Charakteristik der ersten Pumpe und Hverlust,seriell als Eigenschaft des Wärmeerzeugerkreises (hydraulische Komponenten innerhalb des Geräts, im Wesentlichen: Verflüssiger, regelbare Pumpe, Volumenstromsensor) bekannt. Die Pumpencharakteristik (also Förderhöhe als Funktion von dem durch die erste Pumpe geförderten Volumenstrom bei bestimmter Drehzahl/PWM) ist immer bekannt, da diese messtechnisch eindeutig ermittelbar ist. Dieser Zusammenhang kann über einen Polynomansatz in einer Softwarefunktion abgebildet werden (der Volumenstrom entspricht dem Summenvolumenstrom und ist aus Schritt b) bekannt, wobei dann aus Schritt c) auch die dafür erforderliche Drehzahl bzw. das Steuersignal bekannt ist). Die Differenz aus der Förderhöhe der ersten Pumpe HPumpe, HK1 und den Druckverlusten aller seriellen hydraulischen Komponenten im Wärmeerzeugerkreis Hverlust,seriell (diese sind für das jeweilige Gerät immer bekannt) ergibt die sogenannte Restförderhöhe HRest. Die Restförderhöhe gibt die nutzbare Förderhöhe des Geräts an der Schnittstelle zwischen dem Gerät und den Gebäudeheizkreisen an. Die Restförderhöhe muss so eingestellt werden, dass am ersten Heizkreis genau die Förderhöhe anliegt, die nötig ist, um den geforderten Volumenstrom im ersten Heizkreis zu fördern.
  • Insbesondere entspricht der vorstehend angeführte Volumenstrom, der zur Ermittlung der Restförderhöhe verwendet wird, dem gemäß Schritt b) festgelegten und für den ersten Heizkreis benötigten ersten Teilvolumenstrom. Insbesondere bleibt, wenn bei Erhöhung des Summenvolumenstroms das Überströmventil öffnet, der dann durch den ersten Heizkreis strömende erste Teilvolumenstrom auch darüber hinaus konstant, wobei der überschüssige Teil des Summenvolumenstroms dann als zweiter Teilvolumenstrom über das geöffnete Überströmventil durch den zweiten Heizkreis strömt.
  • Durch die vorstehend genannten Gleichungen kann nun also die Restförderhöhe HRest bestimmt werden, bei welcher der für den ersten Heizkreis geforderte erste Teilvolumenstrom, bzw. dessen definierter Wert, erreicht wird. Stellt man diesen Wert der Restförderhöhe an dem mechanischen Überströmventil ein, so wird die Förderhöhe dort auf den erforderlichen Wert limitiert und der definierte Wert des ersten Teilvolumenstroms im ersten Heizkreis in jedem Fall beim Öffnen des Überströmventils erreicht. Jeglicher Volumenstrom, der zusätzlich zu diesem Wert des Volumenstroms durch den Wärmeerzeugerkreis gefördert wird, wird in den zweiten Heizkreis gefördert.
  • Durch dieses Vorgehen ist eine genaue Einstellung des Überströmventils zur Erreichung einer gewünschten Volumenstromaufteilung (Aufteilung des Summenvolumenstroms in den ersten Teilvolumenstrom und den zweiten Teilvolumenstrom) möglich.
  • Insbesondere gilt, wenn das Überströmventil geschlossen ist, Qs = Q1; wobei zum Zeitpunkt des Öffnens bzw. beim Öffnen des Überströmventils gilt Qs = Q1, OP; wobei bei geöffnetem Überströmventil gilt Q2 = QS - Q1, OP; wobei Q2 der durch den zweiten Heizkreis strömende zweite Teilvolumenstrom ist.
  • Dabei kann - wie vorstehend bereits angeführt - insbesondere berücksichtigt werden, dass die Druckverluste des zweiten Heizkreises (deutlich) geringer sind als die des ersten Heizkreises.
  • Sobald das Überströmventil öffnet, bleibt also der durch den ersten Heizkreis strömende erste Teilvolumenstrom Q1 auch mit steigender Pumpenleistung im Wesentlichen konstant, d. h. entspricht in hinreichend guter Näherung weiter Q1, OP. D. h. insbesondere, dass, sobald das Überströmventil öffnet, der Teil des Summenvolumenstroms, der den am Öffnungspunkt vorliegenden Summenvolumenstrom übersteigt, als zweiter Teilvolumenstrom durch den zweiten Heizkreis strömt.
  • Insbesondere wird der Summenvolumenstrom durch einen Volumenstromsensor erfasst.
  • Insbesondere strömt der Summenvolumenstrom durch einen Verflüssiger einer Wärmepumpe. In dem Verflüssiger wird insbesondere ein zum Betrieb der Wärmepumpe eingesetztes Kältemittel wieder verflüssigt, wobei die dabei abgegebene Wärme zur Erwärmung der durch den Wärmeerzeugerkreis bzw. die Heizkreise strömenden Flüssigkeit genutzt wird.
  • Es wird weiter ein Heizsystem vorgeschlagen, dass zumindest eine Komponente zum Heizen, Lüften oder Klimatisieren eines Raumvolumens sowie ein Steuergerät aufweist, wobei das Steuergerät Mittel aufweist, die zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignet ausgestattet, konfiguriert und/oder programmiert sind bzw. das Verfahren durchführen.
  • Es wird weiter ein Steuergerät für das beschriebene Heizsystem vorgeschlagen, wobei das Steuergerät Mittel aufweist, die zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignet ausgestattet, konfiguriert und/oder programmiert sind bzw. das Verfahren durchführen.
  • Die Mittel umfassen z. B. einen Prozessor und einen Speicher, in dem durch den Prozessor auszuführende Befehle gespeichert sind, sowie Datenleitungen oder Übertragungseinrichtungen, die eine Übertragung von Befehlen, Messwerten, Daten oder ähnlichem zwischen den Mitteln und dem Steuergerät sowie dem Heizsystem bzw. der Komponente (und z. B. den im Heizsystem vorgesehenen Volumenstromsensoren, Ventilen, usw.) ermöglichen.
  • Die "Mittel" können insbesondere eine oder mehrere folgender Komponenten umfassen: Steuerung(en), Mikrocontroller, Datenspeicher, Datenverbindung, Anzeigegeräte (wie z.B. ein Display), Zähler bzw. Zeitglied (Timer), mindestens ein weiterer Sensor, eine Energiequelle, etc.
  • Es wird weiter ein Computerprogramm vorgeschlagen, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das beschriebene Verfahren bzw. die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen.
  • Es wird weiter ein computerlesbares Speichermedium vorgeschlagen, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das beschriebene Verfahren bzw. die Schritte des beschriebenen Verfahrens auszuführen.
  • Die Ausführungen zu dem Verfahren sind insbesondere auf das Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungssystem bzw. die Komponente, das Steuergerät und/oder das computerimplementierte Verfahren (also das Computerprogramm und das computerlesbare Speichermedium) übertragbar und umgekehrt.
  • Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter ("erste", "zweite", ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann ("mindestens ein"), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
  • Das vorgeschlagene Verfahren soll insbesondere eine einfachere und darüber hinaus genauere Einstellung des Überströmventils bzw. dessen Öffnung in Abhängigkeit von einem am Überströmventil vorliegenden Differenzdruck in einem messtechnisch unterbestimmten Heizsystem ermöglichen. Insbesondere können so Sensoren (zumindest ein Volumenstromsensor) bzw. hydraulische Weichen oder weitere Pumpen eingespart werden.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
    • Figur 1:
    ein Heizsystem; und
    Figur 2:
    ein Diagramm.
  • Fig. 1 zeigt ein Heizsystem 2. Fig. 2 zeigt ein Diagramm. Auf der horizontalen Achse ist das Steuersignal PWM 7 (in [%]) der ersten Pumpe aufgetragen. Auf der vertikalen Achse ist der Volumenstrom 6 (in [Liter pro Stunde]) aufgetragen. Die Fig. 1 und 2 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
  • Das Heizsystem 2 umfasst einen mit einem Wärmeerzeugerkreis 17 verbundenen ersten Heizkreis 3, in dem die erste Pumpe 5 angeordnet ist. Der erste Heizkreis 3 ist z. B. zur Erwärmung von Heizkörpern in einem Gebäude und damit zur Erwärmung eines Raumvolumens 14 vorgesehen. Der zweite Heizkreis 4 ist z. B. einer Fußbodenheizung zur Erwärmung eines (anderen) Raumvolumens 14 zugeordnet. Der zweite Heizkreis 4 bzw. dessen Vorlauf ist über ein Überströmventil 1 mit dem ersten Heizkreis 3 bzw. dem Wärmeerzeugerkreis 17 (bzw. deren Verlauf) verbunden. Das Überströmventil 1 erzeugt über einen z. B. Feder-vorgespannten Ventilteller einen frei einstellbaren Druckverlust, und kann damit als Einstellungsvorrichtung für den hydraulischen Abgleich der Heizkreise 3, 4 eingesetzt werden. Sobald ein an dem Überströmventil 1 anliegender Differenzdruck einen eingestellten Wert (dieser Wert beträgt nach Schritt e) der Restförderhöhe HRest) überschreitet, öffnet das Überströmventil 1 und verbindet damit den zweiten Heizkreis 4 mit dem ersten Heizkreis 3 bzw. dem Wärmeerzeugerkreis 17. In dem Wärmeerzeugerkreis 17 (vorliegend stromaufwärts der ersten Pumpe 5) ist ein Volumenstromsensor 10 angeordnet, durch den zu jedem Zeitpunkt der durch die erste Pumpe 5 geförderte Summenvolumenstrom 6 bestimmbar ist bzw. bestimmt wird. Das Heizsystem 2 umfasst ein Steuergerät 15, dass Mittel 16 (z. B. das Überströmventil 1, den Volumenstromsensor 10 sowie die über Steuersignale 7 regelbare erste Pumpe 5) zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens aufweist.
  • Vor dem Öffnen des Überströmventils 1 strömt also der gesamte Summenvolumenstrom Qs 6 durch den ersten Heizkreis 3. Es hat sich herausgestellt, dass in diesem Zustand des Heizsystems 2 ein linearer Zusammenhang zwischen dem Steuersignal PWM 7 (in [%] der ersten Pumpe 5 und dem Volumenstrom im Wärmeerzeugerkreis 17 bzw. ersten Heizkreis 3 besteht., der dann durch die Gleichung Qs = a x PWM + b beschrieben werden kann (siehe auch Fig. 2, in der der lineare Zusammenhang, der bis zum Öffnen des Überströmventils 1 vorliegt, für ein Steuersignal 7 von 0 bis ca. 62 % dargestellt ist). Dieser lineare Zusammenhang ändert sich, sobald das Überströmventil 1 öffnet (siehe Fig. 2, bei einem Steuersignal 7 von ca. 62 % öffnet das Überströmventil 1). An der Änderung dieser Charakteristik (wenn also der lineare Zusammenhang nicht mehr vorliegt), lässt sich der Öffnungs(-zeit-)punkt 18 des Überströmventils 1 detektieren.
  • Zur Bestimmung des Öffnungspunkts 18 des Überströmventils 1 wird zunächst gemäß Schritt a) des Verfahrens die lineare Gleichung bestimmt, wobei Qs 6 und das jeweils eingestellte Steuersignal 7 (PWM) bekannt sind, so dass die Parameter a und b bereits aus zwei Betriebspunkten der ersten Pumpe 5 (also unterschiedlichen PWM 7, wobei das Überströmventil 1 geschlossen ist) bestimmbar sind.
  • Dabei kann insbesondere berücksichtigt werden, dass die Druckverluste des zweiten Heizkreises 4 (deutlich) geringer sind als die des ersten Heizkreises 3.
  • Dabei ist bekannt, dass sobald das Überströmventil 1 öffnet, der durch den ersten Heizkreis 3 strömende erste Teilvolumenstrom Q1 8 auch mit steigender Pumpenleistung im Wesentlichen konstant bleibt (siehe Fig. 2, zwischen den Werten 62 % und 100 % des Steuersignals 7). D. h. insbesondere, dass, sobald das Überströmventil 1 öffnet, der Teil des Summenvolumenstroms Qs 6, der den am Öffnungspunkt 18 vorliegenden Summenvolumenstrom Qs 6 übersteigt, als zweiter Teilvolumenstrom Q2 9 durch den zweiten Heizkreis 4 strömt.
  • Im Rahmen des Schrittes b) wird ein erster Teilvolumenstrom Q1 8 (bzw. dessen Wert) definiert, der durch den ersten Heizkreis 3 strömen soll.
  • Im Rahmen des Schrittes c) und auf Basis der Gleichung Qs = a x PWM + b sowie den bekannten Werten für Qs 6 und a sowie b, kann nun das für den ersten Teilvolumenstrom Q1 8 erforderliche und an der ersten Pumpe 5 einzustellende Steuersignal PWM 7 ermittelt werden, nämlich durch die Gleichung PWMSoll = (Qs - b) / a.
  • Im Rahmen des Schrittes d) wird nun ein Wert einer Restförderhöhe HRest bestimmt, wobei HRest = HPumpe, HK1 - Hverlust,seriell. Dabei ist HPumpe, HK1 als Charakteristik der ersten Pumpe 5 und Hverlust,seriell als Eigenschaft des Wärmeerzeugerkreises 17 bekannt. Die Pumpencharakteristik (also Förderhöhe als Funktion von dem durch die erste Pumpe 5 geförderten Volumenstrom bei bestimmter Drehzahl) ist immer bekannt, da diese messtechnisch eindeutig ermittelbar ist. Dieser Zusammenhang kann über einen Polynomansatz in einer Softwarefunktion (z. B. im Steuergerät 15) abgebildet werden (der Volumenstrom entspricht dem Summenvolumenstrom Qs 6 und ist aus Schritt b) bekannt, wobei dann aus der Pumpencharakteristik auch die dafür erforderliche Drehzahl bekannt ist). Die Differenz aus der Förderhöhe der ersten Pumpe 5 HPumpe, HK1 und den Druckverlusten aller seriellen hydraulischen Komponenten 13 im Heizsystem 2 Hverlust,seriell (diese sind für das jeweilige Heizsystem 2 immer bekannt) ergibt die sogenannte Restförderhöhe HRest.
  • Insbesondere entspricht der vorstehend angeführte Volumenstrom, der zur Ermittlung der Restförderhöhe verwendet wird, dem gemäß Schritt b) festgelegten und für den ersten Heizkreis 3 benötigten ersten Teilvolumenstrom Q1 8. Insbesondere bleibt, wenn bei Erhöhung des Summenvolumenstroms Qs 6 das Überströmventil 1 öffnet, der dann durch den ersten Heizkreis 3 strömende erste Teilvolumenstrom Q1 8 auch darüber hinaus konstant, wobei der überschüssige Teil des Summenvolumenstroms Qs 6 dann als zweiter Teilvolumenstrom Q2 9 über das geöffnete Überströmventil 1 durch den zweiten Heizkreis 4 strömt.
  • Durch die vorstehend genannten Gleichungen kann nun also die Restförderhöhe HRest bestimmt werden, bei welcher der für den ersten Heizkreis 3 geforderte erste Teilvolumenstrom Q1 8, bzw. dessen definierter Wert, erreicht wird. Stellt man diesen Wert der Restförderhöhe an dem mechanischen Überströmventil 1 ein, so wird der definierte Wert des ersten Teilvolumenstroms Q1 8 im ersten Heizkreis 3 in jedem Fall beim Öffnen des Überströmventils 1 erreicht. Jeglicher Volumenstrom, der zusätzlich zu diesem Wert des Volumenstroms durch den Wärmeerzeugerkreis 17 gefördert wird, wird als zweiter Teilvolumenstrom Q2 9 in den zweiten Heizkreis 4 gefördert.
  • Durch dieses Vorgehen ist eine genaue Einstellung des Überströmventils 1 zur Erreichung einer gewünschten Volumenstromaufteilung (Aufteilung des Summenvolumenstroms Qs 6 in den ersten Teilvolumenstrom Q1 8 und den zweiten Teilvolumenstrom Q2 9) möglich.
  • Es gilt, wenn das Überströmventil 1 geschlossen ist, Qs = Q1; wobei zum Zeitpunkt des Öffnens (Öffnungspunkt 18) bzw. beim Öffnen des Überströmventils 1 gilt Qs = Q1, OP; wobei bei geöffnetem Überströmventil 1 gilt Q2 = Qs - Q1, OP; wobei Q2 9 der durch den zweiten Heizkreis 4 strömende zweite Teilvolumenstrom 9 ist.
  • Dabei kann - wie vorstehend bereits angeführt - insbesondere berücksichtigt werden, dass die Druckverluste des zweiten Heizkreises 4 (deutlich) geringer sind als die des ersten Heizkreises 3.
  • Sobald das Überströmventil 1 öffnet, bleibt also der durch den ersten Heizkreis 3 strömende erste Teilvolumenstrom Q1 8 auch mit steigender Pumpenleistung im Wesentlichen konstant, d. h. entspricht weiter Q1, OP (siehe Fig. 2, Verlauf der Kurve 8 zwischen den Werten 62 % und 100 % des Steuersignals 7). D. h. dass, sobald das Überströmventil 1 öffnet, der Teil des Summenvolumenstroms Qs 6, der den am Öffnungspunkt 18 vorliegenden Summenvolumenstrom Qs 6 übersteigt, als zweiter Teilvolumenstrom Q2 9 durch den zweiten Heizkreis 4 strömt.
  • Der Summenvolumenstrom Qs 6 wird durch einen Volumenstromsensor 10 erfasst.
  • Der Summenvolumenstrom Qs 6 strömt über einen Verflüssiger 11 einer Wärmepumpe 12. In dem Verflüssiger 11 wird ein zum Betrieb der Wärmepumpe 12 eingesetztes Kältemittel wieder verflüssigt, wobei die dabei abgegebene Wärme zur Erwärmung der durch den Wärmeerzeugerkreis 17 bzw. die Heizkreise 3, 4 strömenden Flüssigkeit genutzt wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Überströmventil
    2
    Heizsystem (bzw. Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungssystems)
    3
    erster Heizkreis
    4
    zweiter Heizkreis
    5
    erste Pumpe
    6
    Summenvolumenstrom Qs
    7
    Steuersignal
    8
    erster Teilvolumenstrom Q1
    9
    zweiter Teilvolumenstrom Q2
    10
    Volumenstromsensor
    11
    Verflüssiger
    12
    Wärmepumpe
    13
    Komponente
    14
    Raumvolumen
    15
    Steuergerät
    16
    Mittel
    17
    Wärmeerzeugerkreis
    18
    Öffnungspunkt

Claims (6)

  1. Verfahren zur Einstellung eines Überströmventils (1) in einem Heizsystem (2), wobei das Heizsystem (2) einen Wärmeerzeugerkreis (17), zwei parallele Heizkreise (3, 4) und eine regelbare erste Pumpe (5) zur Einstellung eines Summenvolumenstroms Qs (6) hin zu den beiden Heizkreisen (3, 4) aufweist; wobei der zweite Heizkreis (4) über das Überströmventil (1) mit der ersten Pumpe (5) strömungstechnisch verbunden ist und wobei der durch die erste Pumpe (5) geförderte und durch den Wärmeerzeugerkreis (17) strömende Summenvolumenstrom Qs (6) messtechnisch erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
    a) Bestimmen eines Zusammenhangs zwischen einer Regelung der ersten Pumpe (5) und dem, durch den Wärmeerzeugerkreis strömenden, Summenvolumenstrom Qs (6) anhand der Gleichung Qs = a x PWM + b durch Betreiben der ersten Pumpe (5), wobei das Überstromventil (1) geschlossen ist; mit a und b als konstanten Parametern und mit PWM als Steuersignal (7) der ersten Pumpe (5);
    b) Festlegen eines benötigten Werts für den durch den ersten Heizkreis (3) strömenden ersten Teilvolumenstrom Q1 (8);
    c) Bestimmen eines zur Einstellung des ersten Teilvolumenstroms (8) benötigten Steuersignals (7) anhand der Gleichung PWMSoll = (Qs - b) / a; wobei die Parameter a und b in Schritt a) bestimmt wurden und Qs (6) vorgegeben wird;
    d) Bestimmen des Werts Restförderhöhe HRest, wobei HRest = HPumpe, HK1 - Hverlust,se-riell; wobei HPumpe, HK1 als Charakteristik der ersten Pumpe (5) und Hverlust,seriell als Eigenschaft des Wärmeerzeugerkreises (17) bekannt sind;
    e) Einstellen des Wertes HRest an dem Überströmventil (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenn das Überströmventil (1) geschlossen ist, gilt Qs = Q1; wobei zum Zeitpunkt des Öffnens des Überströmventils (1) gilt Qs = Q1, OP; wobei bei geöffnetem Überströmventil (1) gilt Q2 = Qs - Q1, OP; wobei Q2 der durch den zweiten Heizkreis (4) strömende zweite Teilvolumenstrom (9) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Summenvolumenstrom Qs (6) durch einen Volumenstromsensor (10) erfasst wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Summenvolumenstrom Qs (6) über einen Verflüssiger (11) einer Wärmepumpe (12) strömt.
  5. Heizsystem (2), zumindest umfassend eine Komponente (13) zum Heizen, Lüften oder Klimatisieren eines Raumvolumens (14) und ein Steuergerät (15), wobei das Steuergerät (15) Mittel (16) aufweist, die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentansprüche geeignet konfiguriert sind.
  6. Steuergerät (15) für ein Heizsystem (2) nach Anspruch 5, wobei das Steuergerät (15) Mittel (16) aufweist, die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche geeignet konfiguriert sind.
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WO2022137196A1 (en) * 2020-12-23 2022-06-30 Idzv Ltd A hydraulic unit

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ZHAO ANJUN ET AL: "Optimal control for hydraulic balance of secondary network in district heating system under distributed architecture", ENERGY AN BUILDINGS, vol. 290, 11 April 2023 (2023-04-11), AMSTERDAM, NL, pages 113030, XP093235169, ISSN: 0378-7788, DOI: 10.1016/j.enbuild.2023.113030 *

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