ES2576134T3 - Método y dispositivo para regular un sistema de control de temperatura - Google Patents

Método y dispositivo para regular un sistema de control de temperatura Download PDF

Info

Publication number
ES2576134T3
ES2576134T3 ES11000233.4T ES11000233T ES2576134T3 ES 2576134 T3 ES2576134 T3 ES 2576134T3 ES 11000233 T ES11000233 T ES 11000233T ES 2576134 T3 ES2576134 T3 ES 2576134T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
temperature
heat transfer
heating
devices
valves
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.)
Active
Application number
ES11000233.4T
Other languages
English (en)
Inventor
Christoph Kummerer
Norbert Kummerer
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.)
Thermozyklus GmbH and Co KG
Original Assignee
Thermozyklus GmbH and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thermozyklus GmbH and Co KG filed Critical Thermozyklus GmbH and Co KG
Application granted granted Critical
Publication of ES2576134T3 publication Critical patent/ES2576134T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F24D19/1018—Radiator valves
    • 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
    • F24D19/1048—Counting of energy consumption
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1932—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of a plurality of spaces
    • G05D23/1934—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of a plurality of spaces each space being provided with one sensor acting on one or more control means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

Método para regular un sistema de control de temperatura, en particular de una instalación de calefacción de agua caliente, con una pluralidad de dispositivos de transferencia de calor a través de los cuales fluye un medio de calefacción o un medio de refrigeración, el cual comprende los siguientes pasos: - determinación de un valor de flujo volumétrico del medio de calefacción o del medio de refrigeración para cada dispositivo de transferencia de calor, con la especificación de que cada objeto que debe ser controlado en cuanto a la temperatura debe experimentar el mismo suministro de energía; y - regulación de los flujos volumétricos a los valores determinados, caracterizado porque los valores de flujo volumétrico del medio de calefacción o del medio de refrigeración se calculan en base a información basada en un proceso de control termocíclico, donde para cada dispositivo de transferencia de calor se considera la relación de las duraciones de los pulsos energéticos en los cuales se controla la temperatura del objeto, con respecto a las duraciones de pausas, en las cuales no se controla la temperatura, como medida para la demanda energética del objeto.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Metodo y dispositivo para regular un sistema de control de temperatura.
La presente invencion hace referencia a un metodo para regular un sistema de control de temperatura, en particular de una instalacion de calefaccion de agua caliente, con una pluralidad de dispositivos de transferencia de calor a traves de los cuales fluye un medio de calefaccion o un medio de refrigeracion. La invencion hace referencia tambien a un dispositivo para ejecutar ese metodo.
El termino "sistema de control de temperatura" se entiende aquf en general como una instalacion de calefaccion o de refrigeracion. A continuacion se representan ante todo las condiciones para una instalacion de calefaccion de agua caliente con una bomba de recirculacion central y una pluralidad de elementos de calefaccion (superficies de calefaccion) que se utilizan como dispositivos de transferencia de calor. Sin embargo, para otras instalaciones con medios de calefaccion o de refrigeracion circulantes se aplican las mismas consideraciones; las diferencias en la implementacion tecnica, las cuales dependen del tipo de instalacion, son evidentes para el experto.
En una instalacion de calefaccion con agua caliente, el agua de calefaccion que sirve como medio de calefaccion circula segun el principio de la minima resistencia termica. Sin adaptar unas medidas especiales en la instalacion de calefaccion, la trayectoria del flujo se conduce inicialmente a traves de los elementos de calefaccion que se encuentran situados mas proximos a la bomba de recirculacion; sin embargo los elementos de calefaccion mas alejados no son abastecidos de forma suficiente. Para remediar esa situacion, segun una practica muy difundida, se incorpora una bomba con mayor potencia, aumentando el aporte de temperatura. Como consecuencia se produce un consumo energetico mas elevado, ruidos del flujo perturbadores, espacios parcialmente sobrecalentados y una capacidad de control deficiente.
Solamente mediante un equilibrado hidraulico con el cual se generen condiciones similares para todos los elementos de calefaccion, los problemas mencionados pueden solucionarse con un aporte de energia optimo. La regulacion alemana para los trabajos de construccion (VOB) prescribe un equilibrado hidraulico de esa clase para cada instalacion de calefaccion (VOB/C DIN 18380). No obstante, en la practica el equilibrado hidraulico con gran frecuencia no se realiza o solo se realiza de forma insuficiente, puesto que es muy complicado. En su diseno, para cada espacio deben determinarse una carga de calefaccion, los sistemas de temperatura, el diseno de las superficies de calefaccion, asf como el diseno del flujo volumetrico, para los elementos de calefaccion. Debe realizarse un calculo de la red de distribucion para determinar los valores de ajuste de todas las valvulas de control. Por ultimo deben instalarse valvulas de control adecuadas y deben regularse de forma correspondiente. En el caso de construcciones antiguas con frecuencia se anade el hecho de que los datos necesarios solo pueden obtenerse a traves de mediciones costosas en la instalacion de calefaccion ya existente.
Por la solicitud DE 103 12 825 A1 se conoce un metodo para regular varios intercambiadores de calor conectados de forma paralela, donde para cada intercambiador de calor se determina una variable especifica para la demanda termica del intercambiador en un perfodo predeterminado. Las variables especfficas de todos los intercambiadores de calor se comparan unas con otras y la regulacion del intercambiador de calor con la variable especifica que indica la demanda termica mas reducida se modifica de manera que la demanda termica se incrementa.
Es objeto de la invencion posibilitar una regulacion mejorada de un sistema de control de temperatura con una inversion economica que pueda justificarse.
Dicho objeto se alcanzara a traves de un metodo con las caracterfsticas de la reivindicacion 1 y a traves de un dispositivo con las caracterfsticas de la reivindicacion 1. En las respectivas reivindicaciones dependientes se indican variantes ventajosas del metodo, asf como del dispositivo, acordes a la invencion.
El metodo acorde a la invencion para regular un sistema de control de temperatura, en particular de una instalacion de calefaccion de agua caliente, con una pluralidad de dispositivos de transferencia de calor a traves de los cuales fluye un medio de calefaccion o un medio de refrigeracion (dispositivos de liberacion de calor, asf como dispositivos de absorcion de calor), comprende los siguientes pasos:
- determinacion de un valor de flujo volumetrico del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion para cada dispositivo de transferencia de calor, con la especificacion de que cada objeto que debe ser controlado en cuanto a la temperatura debe experimentar el mismo suministro de energia; y
- regulacion de los flujos volumetricos a los valores determinados,
donde los valores de flujo volumetrico del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion se calculan en base a informacion basada en un proceso de control termocfclico, donde para cada dispositivo de transferencia de calor se considera la relacion de las duraciones de los pulsos energeticos en los cuales se controla la temperatura del objeto,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
con respecto a las duraciones de pausas, en las cuales no se controla la temperature, como medida para la demanda energetica del objeto.
En el caso de una instalacion de calefaccion de agua caliente, un "objeto que debe ser controlado en cuanto a la temperature" se trata generalmente de un espacio con al menos un dispositivo de transferencia de calor dispuesto dentro, en forma de un elemento de calefaccion. Sin embargo, un objeto puede tratarse tambien de un gas o de un lfquido que se controla en cuanto a la temperatura con uno o con varios dispositivos de control de temperatura. En el caso de una instalacion de refrigeracion, el dispositivo de transferencia de calor absorbe calor, y el suministro de energfa posee un signo negativo.
La presente invencion se basa en el conocimiento de que con un equilibrado hidraulico que puede realizarse de forma automatica, incluyendo las caracterfsticas del metodo antes descritas, pueden evitarse las desventajas mencionadas en la introduccion, sin que para ello se necesiten trabajosas determinaciones de datos, calculos y regulaciones.
Es objeto de la invencion tambien un dispositivo para ejecutar el metodo acorde a la invencion, el cual comprende:
- un dispositivo de control de temperatura, con
- una fuente de calor o un disipador de calor, y
- una pluralidad de dispositivos de transferencia de calor a traves de los cuales fluyen medios de calefaccion o medios de refrigeracion, donde para cada dispositivo de transferencia de calor se proporciona una valvula que influencia en la admision del medio de calefaccion o de medio de refrigeracion; asf como
- una unidad central de evaluacion y de control, con la ayuda de la cual se regulan las valvulas, asf como los dispositivos de admision,
a los valores de flujo volumetrico determinados.
A continuacion, la invencion se explicara en detalle haciendo referencia a los dibujos anadidos. Los dibujos muestran:
- Figura 1: un diagrama en donde estan registrados el desarrollo de la temperatura real en comparacion con la regulacion termocfclica de un sistema de calefaccion, asf como la duracion para que el sistema de calefaccion sea encendido;
- Figura 2: la disposicion basica de un dispositivo de control de temperatura que sirve para calefaccionar un espacio, el cual es regulado mediante un proceso de control termocfclico; y
- Figura 3: la estructura basica de un dispositivo de control termocfclico con una unidad central de evaluacion y control.
Teoricamente, un equilibrado hidraulico se logra cuando todos los dispositivos de transferencia de calor paralelos (en el caso de una instalacion de calefaccion de agua caliente, por tanto todos los elementos de calefaccion en un ciclo de calentamiento) presentan respectivamente la misma resistencia hidraulica para el medio de calefaccion. Sin embargo, en la practica, lo mencionado solo serfa posible bajo condiciones constantes, donde en particular los elementos de calefaccion no podrfan ser desconectados. Por ese motivo, en la practica el equilibrado hidraulico se efectua para un estado crftico, es decir, para el caso de una carga termica maxima, en donde a traves de todos los elementos de calefaccion circula el flujo.
Si todos los elementos de calefaccion son iguales, entonces el equilibrado hidraulico asegura que todos los elementos de calefaccion de un ciclo de calefaccion son abastecidos con la misma cantidad de energfa, puesto que la energfa transportada hacia el elemento de calefaccion es proporcional a la temperatura del medio de calefaccion y al flujo volumetrico.
Sin embargo, en la practica, es inusual que todos los elementos de calefaccion sean iguales, porque su seleccion con frecuencia debe considerar criterios esteticos y condiciones de la construccion. Ademas, la clase y/o la cantidad de los elementos de calefaccion deben adaptarse al espacio que debe ser calentado y a su ubicacion. Un espacio de gran tamano en el norte necesitara mas elementos de calefaccion o elementos de calefaccion de mayor tamano, que en un espacio reducido en el sur. Solamente cuando la clase y la cantidad de los elementos de calefaccion sean seleccionados de forma exactamente apropiada a la demanda termica del espacio, con el mismo suministro de energfa, se regulan las mismas condiciones termicas en el espacio; ya que la liberacion de la energfa suministrada
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
en el ambiente y la temperatura ambiente que puede alcanzarse dependen de manera decisiva de las condiciones locales en el espacio (capacidad termica, perdidas de calor, ganancias de calor). Para llegar a la misma temperatura ambiente, un espacio bien aislado necesitara esencialmente menos energfa que uno poco aislado.
Al disenar los elementos de calefaccion para un espacio, las relaciones mencionadas se consideran lo mas posible. Puesto que los elementos de calefaccion, como productos fabricados de forma industrial, no pueden ser cortados en cualquier conformacion ajustada a un espacio individual concreto, las mismas condiciones termicas en diferentes espacios pueden regularse solo de forma muy aproximada. Por ese motivo no se considera optimo ajustar todos los elementos de calefaccion a flujos volumetricos exactamente iguales.
Es mejor regular los flujos volumetricos segun la invencion, de manera que cada espacio reciba precisamente la cantidad de energfa que necesita para alcanzar la misma temperatura que los otros espacios (por ejemplo 20°C) y para mantenerla. Por tanto, el suministro de energfa debe hacerse dependiente de la demanda termica del espacio. A continuacion a lo mencionado se le denominara "suministro de energfa especffico". Por consiguiente, para un equilibrado hidraulico optimo, los flujos volumetricos se regulan de manera que el suministro de energfa especffico sea lo mas igual posible para cada espacio.
Un equilibrado hidraulico de esa clase puede realizarse en la practica de forma ventajosa con la ayuda de informacion que se obtiene al utilizar un proceso de control termocfclico especial. Un proceso de control termocfclico de esa clase se conoce por la solicitud EP 0 935 181 B1; para una mejor comprension de la presente invencion, a continuacion dicho proceso se explicara en sus rasgos esenciales haciendo referencia a la figura 1.
El proceso de control termocfclico acorde a la solicitud EP 0 935 181 B1 tiene como base la idea de que la temperatura de un espacio, objeto, gas o lfquido, que deba ser calentado o refrigerado, debido a la inercia del sistema de calefaccion o de refrigeracion y a las perdidas del ambiente, experimenta siempre variaciones alrededor del valor deseado propiamente dicho. Mientras que en las instalaciones de calefaccion con termostatos simples se predetermina solo un valor deseado, donde al ser este sobrepasado la calefaccion se desconecta y al ubicarse por debajo del mismo se enciende, en el caso del proceso de control termocfclico deben predeterminarse dos valores deseados que marcan la amplitud maxima de las variaciones y finalmente el valor de temperatura deseado, donde la reaccion del espacio, objeto, gas o lfquido frente a un calentamiento o a una refrigeracion se detectan automaticamente y se consideran en el siguiente encendido de la instalacion de calefaccion o de refrigeracion. Por consiguiente, el proceso de control termocfclico autoadapta los parametros necesarios para el control optimo del respectivo sistema de control de temperatura, sin que el usuario deba predeterminarlos. Si el proceso de control termocfclico determina por ejemplo que un elemento de calefaccion, despues del apagado, emite aun relativamente mucho calor al espacio que debe ser calefaccionado, de manera que la temperatura real supera la temperatura maxima deseada predeterminada, entonces en el siguiente ciclo de calefaccion el elemento de calefaccion se desconecta antes de forma correspondiente.
De este modo, el proceso de control termocfclico se basa en la idea de que la calefaccion y el espacio que debe ser calefaccionado conforman un sistema que puede iniciar variaciones de la temperatura. A partir de la clase de inicio y del desarrollo de la temperatura, el cual como reaccion se regula a un inicio determinado, puede obtenerse permanentemente informacion sobre el sistema y sobre su estado actual. Esa informacion es suficiente para generar variaciones de temperatura controladas de una amplitud menor alrededor de un valor deseado (la temperatura deseada para el objeto), las cuales se aproximan a ese valor deseado. Para ello, el elemento de calefaccion respectivamente se enciende de forma periodica y en la fase correcta, de manera que se produce una variacion de la temperatura con mfnimos y maximos definidos. Los mfnimos y los maximos se ubican en valores muy reducidos por debajo o por encima del valor deseado, aproximandose asf al mismo con gran exactitud. Las diferencias entre las variaciones esperadas y las que realmente se producen son utilizadas por el proceso de control autoadaptable para corregir el inicio, es decir, el punto de encendido y el punto de apagado, asf como la duracion del encendido del elemento de calefaccion. De este modo, el metodo controla el comportamiento del sistema, determinando en base a su reaccion los puntos de encendido y de apagado optimos para el elemento de calefaccion.
Si la temperatura del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion puede ser regulada, entonces el proceso de control termocfclico puede realizarse de manera que en base a la distancia temporal medida entre los puntos de encendido y de apagado del sistema de control de temperatura t-ein(n) y t-aus(n) (a continuacion denominada como duracion en modo encendido D(n)), asf como en base a la distancia temporal medida entre los valores extremos de temperatura locales Ist-Max(n-1) e Ist-Min(n), cuando el sistema de control de temperatura se utiliza para calefaccionar, asf como en base a la distancia temporal medida entre los valores extremos de temperatura locales Ist-Min(n) e 1st- Max(n), cuando el sistema de control de temperatura se utiliza para refrigeracion (a continuacion denominado semi-ciclo HZ(n)) se determina y se regula la diferencia necesaria entre la temperatura de calefaccion o de refrigeracion y la temperatura real (a continuacion denominado aporte de temperatura VT), con los siguientes pasos:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
a) En el caso de que la duracion en modo encendido D(n) sea menor que el semi-ciclo HZ(n) multiplicado por un factor F, el aporte de temperatura VT desciende en una fraccion B y la temperatura del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion se modifica de modo correspondiente.
b) En el caso de que la duracion en modo encendido D(n) sea mayor que el semi-ciclo HZ(n) multiplicado por un factor F, el aporte de temperatura VT aumenta en una fraccion B y la temperatura del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion se modifica de modo correspondiente.
c) El punto de apagado t-aus(n+1) se determina nuevamente, de manera que la duracion en modo encendido D(n+1) en el caso a) se prolonga en la fraccion B y en el caso b) se reduce en la fraccion B.
Esta forma de ejecucion del metodo permite una refrigeracion o una calefaccion particularmente conveniente desde el punto de vista energetico, ya que el medio de refrigeracion no debe enfriarse innecesariamente por debajo de la temperatura deseada, asf como el medio de calefaccion no debe calentarse innecesariamente por encima de la temperatura deseada, puesto que cuanto mas energfa se utiliza de forma innecesaria, tanto mas difieren una de otra la temperatura del medio de calefaccion o de refrigeracion y la temperatura deseada.
En el caso de una alternativa conveniente del proceso de control termocfclico, en lugar de un semi-ciclo HZ(n) se mide la distancia temporal entre los maximos locales Ist-Max(n-I) e Ist-Max(n) (a continuacion denominado ciclo completo GZ(n) y en el metodo descrito en el parrafo precedente dicho ciclo completo GZ(n) se considera en lugar del semi-ciclo HZ(n).
Otra alternativa conveniente consiste en determinar y regular la diferencia necesaria entre la temperatura del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion y la temperatura real (a continuacion denominado aporte de temperatura VT) en base a la primera derivacion, determinada de manera continua, del desarrollo de la temperatura en funcion del tiempo en el espacio, objeto, gas o lfquido calefaccionado o refrigerado, con los siguientes pasos:
a) Formacion de una media aritmetica en base a las cantidades de las primeras derivadas determinadas del desarrollo de la temperatura en funcion del tiempo en el perfodo entre los valores extremos de temperatura Ist-Max(n-I) e 1st- Min(n) (a continuacion denominado Mittel(1) (medio(1)), asf como el perfodo entre los valores extremos de temperatura Ist-Min(n) e Ist-Max(n) (a continuacion denominado Mittel(2) (medio(2)),
b) En el caso de que Mittel(1) sea menor que Mittel(2) multiplicado por un factor F, el aporte de temperatura VT desciende en una fraccion B y la temperatura del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion se modifica de modo correspondiente.
c) En el caso de que Mittel(1) sea mayor que Mittel(2) multiplicado por un factor F, el aporte de temperatura VT aumenta en una fraccion B y la temperatura del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion se modifica de modo correspondiente.
d) El punto de apagado t-aus(n+1) se determina nuevamente, de manera que la duracion en modo encendido D(n+1) en el caso b) se prolonga en la fraccion B y en el caso c) se reduce en la fraccion B.
De manera alternativa con respecto a ello, en lugar de una media aritmetica en base a las primeras derivadas del desarrollo de la temperatura en funcion del tiempo (1), se predetermina un valor fijo.
Por ultimo, el proceso de control termocfclico puede aplicarse tambien de forma ventajosa cuando no puede controlarse la temperatura del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion, sino la potencia de calefaccion o la potencia de refrigeracion. Lo mencionado puede tratarse ante todo del caso en el cual el sistema de control de temperatura es operado con corriente electrica. El proceso de control termocfclico descrito se aplica para ello con la modificacion de que, en lugar de la diferencia entre la temperatura del medio de calefaccion o el medio de refrigeracion y la temperatura real (en referencia al aporte de temperatura VT), respectivamente aumenta o desciende la potencia de calentamiento.
En base a las explicaciones anteriores resulta el hecho de que con la ayuda del proceso de control termocfclico puede determinarse para cada espacio que diferencia, entre la temperatura deseada y la temperatura del medio de calefaccion, es al menos necesaria para poder mantener el espacio a una temperatura deseada.
De acuerdo con el proceso de control termocfclico descrito en la solicitud EP 0 935 181 B1, esa informacion se utiliza para determinar el aporte de temperatura mfnimo necesaria del ciclo de calefaccion, al cual estan conectados los espacios evaluados. Sin embargo, de acuerdo con la invencion, la informacion obtenida se utiliza para determinar el flujo volumetrico del medio de calefaccion que cada espacio necesita con relacion a los otros espacios, para un mismo suministro de energfa especffico, tal como se explica a continuacion.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
El proceso de control termocfclico antes descrito proporciona un parametro para cada espacio, el cual es proporcional a la energfa suministrada. Lo mencionado puede ilustrarse una vez mas a traves de la siguiente consideracion: el proceso de control termocfclico enciende o desconecta por completo el elemento de calefaccion de un espacio, generando asf las micro-variaciones deseadas. Para cada espacio resultan unas duraciones determinadas del pulso energeitco, por las que de ese modo, en esos intervalos se calefacciona, y tambien duraciones de pausas, en las cuales no se calefacciona. De este modo, la relacion de duraciones de los pulsos energeticos con respecto a duraciones de las pausas es una medida para la demanda energetica del espacio.
En base a ello puede calcularse la temperatura del medio de calefaccion, la cual se necesita al menos para mantener el espacio a la temperatura deseada. Sin embargo, conforme a la invencion, tambien todos los parametros de un ciclo de calefaccion pueden fijarse y determinarse en relacion uno con respecto a otro, donde a los elementos de calefaccion se suministra mas o menos energfa con relacion a los otros elementos de calefaccion. De este modo, para cada objeto se determina un valor del flujo volumetrico relativo, referido a un valor de referencia. Puesto que el suministro de energfa no solo es proporcional a la temperatura del medio de calefaccion, sino tambien al flujo volumetrico, en base a los parametros se obitiene tambien que elementos de calefaccion, con respecto a otros elementos de calefaccion, presentan flujos volumetricos mayores o menores, y en que medida. Para un equilibrado hidraulico, el elemento de calefaccion no se limita al flujo volumetrico mayor, mientras que el flujo volumetrico en todos los otros elementos de calefaccion, sin embargo, es reducido en correspondencia con su parametro.
Dicha reduccion puede realizarse en la practica en particular de los siguientes cuatro modos:
1. Los parametros correspondientes son emitidos por una unidad central de evaluacion y de control (un sistema de microprocesador) que aplica un control termocfclico, donde los dispositivos de admision independientes se regulan de forma manual de forma correspondiente, o los parametros se ingresan en un sistema de admision independiente.
2. Los dispositivos de admision independientes de las valvulas del elemento de calefaccion son regulados automaticamente por la unidad central de evaluacion y de control, siempre que los mismos dispongan de actuadores independientes correspondientes.
3. Para el control termocfclico son suficientes actuadores termoelectricos simples en las valvulas del elemento de calefaccion, los cuales poseen solamente dos posiciones (apagado/encendido) Si en lugar de ello se utilizan actuadores proporcionales, entonces el propio sistema de microprocesador, en el marco del proceso de control termocfclico, puede utilizar los parametros para accionar los actuadores respectivamente solo lo correspondiente a la reduccion deseada. Por consiguiente, en cada espacio el actuador se acciona en "apagado" o "reducido". En este caso puede prescindirse de valvulas de control separadas.
4. Por ultimo, las reducciones necesarias pueden alcanzarse tambien a traves de una modulacion de ancho de pulso del estado encendido. Si el elemento de calefaccion debe reducirse por ejemplo en el 70%, entonces la valvula no se abre por todo el perfodo calculado para el proceso de control termocfclico completo, sino solamente para el 70% del mismo. El suministro de energfa en ese perfodo reducido es el mismo que durante toda la duracion temporal al 70% de la reduccion del flujo volumetrico. Debido a ello, pueden utilizarse nuevamente los actuadores termoelectricos simples antes mencionados.
En la figura 2, de forma esquematica y a modo de ejemplo, se muestra en su totalidad un dispositivo 10 con un sistema de control de temperatura, el cual es adecuado tanto para ejecutar el proceso de control termocfclico conocido, como tambien para ejecutar el metodo acorde a la invencion para regular el sistema de control de temperatura. El sistema de control de temperatura comprende esencialmente una fuente de calor 12, por ejemplo una caldera de combustible, y una pluralidad de dispositivos de transferencia de calor dispuestos en espacios 14 que deben ser calentados, en forma de elementos de calefaccion 16 (para simplificar se representa aquf solo uno). La fuente de calor 12 y los elementos de calefaccion 16 estan conectados mediante lfneas 18 y 20 para el medio de calefaccion, por ejemplo agua, donde el medio de calefaccion es suministrado al elemento de calefaccion 16 mediante la lfnea 18 (la asf llamada admision), desde la cual sale nuevamente el asf llamado retorno 20, alcanzando nuevamente la fuente de calor 12 para un nuevo calentamiento. En la admision 18 esta dispuesta una valvula 22, la cual en el ejemplo de ejecucion mostrado posee solamente dos estados de conmutacion, a saber, completamente abierta o completamente cerrada. La valvula es controlada mediante una unidad central de evaluacion y control 24, la cual genera senales de control correspondientes y - tal como se indica a traves de la lfnea de puntos 26 - las transmite a la valvula 22. Para detectar la temperatura real, en el espacio 14 esta dispuesto un sensor de temperatura 28 que se encuentra acoplado a la unidad central de evaluacion y de control 24, donde a este ultimo transmite continuamente los valores de medicion medidos.
En la practica, la unidad central de evaluacion y de control 24 no se encuentra conectada solamente a un sensor de temperatura 28, sino - tal como se muestra en la figura 3 - esta acoplado tambien a un indicador correspondiente del valor deseado 30, por ejemplo a un teclado o a un mando giratorio, mediante el cual el usuario del metodo o el usuario del dispositivo de control puede regular la temperatura que desee. Ademas, de manera conveniente, se
proporciona una memoria 32 a la cual puede acceder la unidad central de evaluacion y control 24, tanto para almacenar datos, como tambien para solicitar datos. En una memoria de esa clase pueden almacenarse por ejemplo posibles momentos en modo encendido y de apagado optimos para diferentes valores deseados de temperatura no regulados. Dependiendo de la clase y del diseno de la valvula 22, en la practica se pasa tambien a una etapa de 5 conmutacion 34 entre la unidad central de evaluacion y control 24 y la valvula 22, la cual convierte en un movimiento mecanico de la valvula 22 las senales de control generadas por la unidad central de evaluacion y control 24. De este modo - tal como se muestra en la figura 4 - tambien es posible proporcionar dos unidades emisor - receptor 36 y 38 entre la etapa de conmutacion 34 que desplaza la valvula y la unidad central de evaluacion y control 24, mediante las cuales las senales de control, generadas por la unidad central de evaluacion y control 24 y convertidas por la 10 etapa de conmutacion 34, pueden ser transmitidas de forma inalambrica o mediante cables.

Claims (13)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    1. Metodo para regular un sistema de control de temperature, en particular de una instalacion de calefaccion de agua caliente, con una pluralidad de dispositivos de transferencia de calor a traves de los cuales fluye un medio de calefaccion o un medio de refrigeracion, el cual comprende los siguientes pasos:
    - determinacion de un valor de flujo volumetrico del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion para cada dispositivo de transferencia de calor, con la especificacion de que cada objeto que debe ser controlado en cuanto a la temperature debe experimentar el mismo suministro de energfa; y
    - regulacion de los flujos volumetricos a los valores determinados,
    caracterizado porque los valores de flujo volumetrico del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion se calculan en base a informacion basada en un proceso de control termocfclico, donde para cada dispositivo de transferencia de calor se considera la relacion de las duraciones de los pulsos energeticos en los cuales se controla la temperatura del objeto, con respecto a las duraciones de pausas, en las cuales no se controla la temperatura, como medida para la demanda energetica del objeto.
  2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque para cada dispositivo de transferencia de calor se determina un valor del flujo volumetrico relativo, referido a un valor de referencia.
  3. 3. Metodo segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque al calcular los valores de flujo volumetrico en base al proceso de control termocfclico para cada objeto se determina una diferencia entre una temperatura deseada y una temperatura del medio de calefaccion o del medio de refrigeracion, la cual al menos es necesaria para mantener el objeto a la temperatura deseada.
  4. 4. Metodo segun la reivindicacion 3, caracterizado porque el proceso de control termocfclico preve el encendido y el apagado periodicos de los dispositivos de transferencia de calor para generar variaciones de temperatura alrededor del valor de temperatura deseado.
  5. 5. Metodo segun la reivindicacion 4, caracterizado porque el proceso de control termocfclico predetermina dos valores deseados para cada objeto, los cuales marcan la amplitud maxima de las variaciones alrededor del valor de temperatura deseado para el objeto correspondiente.
  6. 6. Metodo segun la reivindicacion 4 o 5, caracterizado porque la reaccion de los objetos frente a un calentamiento o a un enfriamiento es detectada automaticamente y considerada para las siguientes operaciones de funcionamiento de la instalacion de calefaccion o de refrigeracion, para determinar puntos optimos de encendido y de apagado para los dispositivos de transferencia de calor.
  7. 7. Metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para regular los flujos volumetricos a los valores determinados se utilizan valvulas o dispositivos de admision independientes de los dispositivos de transferencia de calor, los cuales son regulados de forma manual o automatica con la ayuda de una unidad central de evaluacion y de control.
  8. 8. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque para regular los flujos volumetricos a los valores determinados se utilizan valvulas proporcionales o dispositivos de admision, dispuestos en los dispositivos de transferencia de calor, los cuales preferentemente son regulados de forma automatica con la ayuda de una unidad central de evaluacion y de control.
  9. 9. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque para regular los flujos volumetricos a los valores determinados se utilizan valvulas o dispositivos de admision, dispuestos en los dispositivos de transferencia de calor, y el calculo de perfodos de duracion en los cuales se abren y/o se cierran las valvulas o los dispositivos de admision, se basan en una modulacion de ancho de pulso.
  10. 10. Dispositivo para ejecutar el metodo segun una de las reivindicaciones precedentes, con:
    - un dispositivo de control de temperatura con:
    - una fuente de calor (12) o con un disipador de calor, y
    - una pluralidad de dispositivos de transferencia de calor (16) a traves de los cuales fluyen medios de calefaccion o medios de refrigeracion, donde para cada dispositivo de transferencia de calor (16) se
    proporciona una valvula (22) que influencia la admision del medio de calefaccion o de medio de refrigeracion; asf como
    - una unidad central de evaluacion y de control (24), con la ayuda de la cual se regulan las valvulas (22), asf como los dispositivos de admision, a los valores de flujo volumetrico determinados.
    5 11. Dispositivo segun la reivindicacion 10, caracterizado porque las valvulas (22), asf como los dispositivos de
    admision, presentan actuadores que pueden ser operados por la unidad central de evaluacion y de control (24).
  11. 12. Dispositivo segun la reivindicacion 10 u 11, caracterizado porque las valvulas (22) o los dispositivos de admision poseen solamente los dos estados de conmutacion "encendido" y "apagado".
  12. 13. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque la unidad central de evaluacion y de 10 control (24) esta disenada de manera que regula los perfodos de duracion en los cuales estan abiertas las valvulas
    (22) o los dispositivos de admision, en base una modulacion de ancho de pulso.
  13. 14. Dispositivo segun la reivindicacion 10 u 11, caracterizado porque las valvulas (22) o los dispositivos de admision son valvulas (22) reguladas de forma proporcional o dispositivos de admision colocados en los dispositivos de transferencia de calor.
    15
ES11000233.4T 2010-01-21 2011-01-13 Método y dispositivo para regular un sistema de control de temperatura Active ES2576134T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010005275 2010-01-21
DE102010005275A DE102010005275A1 (de) 2010-01-21 2010-01-21 Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen einer Temperiereinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2576134T3 true ES2576134T3 (es) 2016-07-05

Family

ID=43796542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES11000233.4T Active ES2576134T3 (es) 2010-01-21 2011-01-13 Método y dispositivo para regular un sistema de control de temperatura

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9046274B2 (es)
EP (1) EP2354682B1 (es)
DE (1) DE102010005275A1 (es)
DK (1) DK2354682T3 (es)
ES (1) ES2576134T3 (es)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103245002B (zh) * 2012-02-14 2015-10-14 深圳市丰利源科技有限公司 室内衡温调控装置
CN104075372A (zh) * 2013-03-28 2014-10-01 汤乐燕 多功能热水调节器
AT515085B1 (de) 2014-01-16 2015-06-15 Vaillant Group Austria Gmbh Verfahren zur adaptiven Regelung eines Heizsystems
CN106322501A (zh) * 2016-08-18 2017-01-11 刘华英 用于管网性能控制的方法和装置
US11918141B2 (en) * 2017-03-10 2024-03-05 Societe Des Produits Nestle S.A. Beverage preparation machine and method for the control of a thermal conditioning device of such a beverage preparation machine
EP3657078B1 (en) * 2018-11-21 2022-11-02 CSEM Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique SA Method of measurement of power output of heat exchangers
CN109737494A (zh) * 2019-02-18 2019-05-10 袁水利 一种换热站流量平衡控制的方法
CN112304152B (zh) * 2020-10-26 2023-01-20 广东Tcl智能暖通设备有限公司 换热系统控制方法、装置、设备、系统及存储介质
CN113485486A (zh) * 2021-07-03 2021-10-08 左点实业（湖北）有限公司 一种散热方法及装置
DE102023103643A1 (de) 2023-02-15 2024-08-22 Vaillant Gmbh Vorrichtung für ein Heizsystem sowie Heizsystem und Verfahren zu dessen Betrieb

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0189614B1 (en) * 1984-12-24 1989-03-15 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus and method for adjusting a central heating installation
DE19804565C2 (de) * 1998-02-05 2000-01-27 Christoph Kummerer Selbstlernendes Regelverfahren
US6668570B2 (en) * 2001-05-31 2003-12-30 Kryotech, Inc. Apparatus and method for controlling the temperature of an electronic device under test
DE10312825B4 (de) * 2003-03-22 2006-01-12 Danfoss A/S Verfahren zum Einstellen mehrerer parallel geschalteter Wärmetauscher

Also Published As

Publication number Publication date
EP2354682B1 (de) 2016-03-30
EP2354682A3 (de) 2014-11-05
DK2354682T3 (en) 2016-06-06
US20110174476A1 (en) 2011-07-21
DE102010005275A1 (de) 2011-07-28
EP2354682A2 (de) 2011-08-10
US9046274B2 (en) 2015-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2439003T3 (es) Sistema de control de flujo
RU2573378C2 (ru) Устройство и способ управления открытием клапана в системе hvac
ES2934618T3 (es) Procedimiento para realizar un ajuste hidráulico de un sistema de calefacción para un edificio, así como sistema de calefacción configurado para ello
DK2753999T3 (en) Process for operating and / or monitoring a heating, ventilation and air conditioning system (HVAC system)
EP3141823B1 (en) Conditioning and/or heating plant and process of controlling the same plant
KR100905924B1 (ko) 각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치
ES2552942T3 (es) Control de un sistema de calentamiento/enfriamiento
ES2829569T5 (es) Procedimiento e instalación de almacenamiento de energía que utiliza un calentador de agua
CN108474587B (zh) 供暖热水兼用锅炉及其控制方法
DK2354682T3 (en) Method and device for setting a temperature control device
RU2014126365A (ru) Способ регулирования температуры помещения в одном или группе из нескольких помещений, а также устройство для выполнения способа
ES3034842T3 (en) Method for controlling an installation connected to a geothermal source for supplying thermal energy to at least one building, and regulating system and installation relating thereto
RU2012157565A (ru) Способ регулирования объемного потока обогревающей и/или охлаждающей среды, протекающей через теплообменники в обогревающей или охлаждающей установке
CA2677047C (en) System for controlling the heating of housing units in a building
CN102844723A (zh) 用于调节建筑物内的多个房间的温度的方法和设备
EP1564616A2 (en) System for independently regulating temperatures in different spaces and temperatures of one or more hot-water suplies
UA122163C2 (uk) Опалювальна система
US20160305671A1 (en) A domestic hot water installation
ES2586689T3 (es) Procedimiento para calentar agua según el principio de flujo continuo y sistema de calentamiento de agua
ES2878139T3 (es) Distribuidor de costes de calefacción para detectar la cantidad de calor emitida por un radiador
KR101147829B1 (ko) 계량정보를 이용한 복합제어장치 및 복합제어방법
US9140503B2 (en) Energy measurement system for fluid systems
JP2010270967A (ja) 空調システム、空調システムの制御方法及び制御装置
ES2867888T3 (es) Control de válvulas en paralelo
KR20120095286A (ko) 실내 폐열 및 물의 마찰열을 이용한 동파방지시스템