JPS63201431A - 循環ポンプの吐出能力を調節する方法 - Google Patents

循環ポンプの吐出能力を調節する方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 C産業上の利用分野〕 本発明は、暖房用ボイラから来る水が暖房装置の種々の
空間内にある負荷を通って送られかつ戻り管を介して暖
房用ボイラへ戻され、管系内の1個・所に水の流速を検
出する測定装置が取り付けられ、この測定装置が流速に
比例した電圧を供給し、この電圧が電動機と接続された
調整器へ供給され、この調整器の出力量により電動機の
回転数が可変である、回転数の可変な電動機により駆動
可能な、温水暖房装置の管系に配置された循環ポンプの
吐出能力を調節する方法に関する(ドイツ連邦共和国特
許出願公開第3508049号明細書)。
〔従来の技術〕
暖房装置はさまざまの大きさのものがある。
暖房装置は例えば1戸建て住宅、アパート、大きな事務
所ビルあるいは多数の建物を持つ会社にも敞り付けられ
ている。大体において負荷の数によって決められる暖房
装置の大きさに関係して、必要とされるポンプ出力の大
きさが定められなければならない。こうして多くの場合
は唯1つの循環ポンプで十分である。大きい装置の場合
には、1つの主ポンプおよび個々の加熱回路用の付加的
ポンプが使用される。最大吐出能力は常に、装置に存在
するすべての負荷が同時に接続されている場合にも十分
供給され得るように、大きさを定められる。この場合、
負荷は例えば加熱体、輻射暖房装置、熱交換器または空
気調節装置である。
すべての負荷または少なくともこれらの負荷の大部分が
接続されている場合にしか全ポンプ出力は必要とされな
い。負荷の一部しか接続されていない時、例えば夜間ま
たは暖い季節には、ポンプ出力を低下させることができ
る。このことは、負荷により必要とされる必要量が、例
えばサーモスタット弁を介して絞られる場合にも適用さ
れる。これらの場合にポンプが全出方でさらに供給する
と、暖房装置の管系に障害となる流れ騒音が発生する。
さらにポンプはこの場合、電力管用の高い最大エネルギ
ーを連続的に必要とする。
したがって、電動機が段階的に種々の回転数で駆動でき
る循環ポンプが市場で入手できる。
切換えは、適当な切換え用スイッチにより手で、または
タイマーのような時限素子によって自動的にも行なうこ
とができる。両方の場合共、切換えは経験値に基づいて
時間に関係して行なわれる。実際に必要とされる吐出能
力への適合は不可能である。したがって公知の方法また
は装置では例えば、全負荷時間中に多数の負荷が遮断さ
れまたはポンプ出力の低下した時間の間に多数の負荷が
接続される場合は、検出を行なうことができない。特に
第2の場合は非常に障害になる。なぜならばこの場合は
全熱必要1を満たすことができないからである。
冒葭に述べたドイツ連邦共和国特許8顯公開第35’0
8049号明細書による公知の方法により、その都度の
作動状態へのポンプ出力の自動的適合が保証されている
。ポンプ出力はこの方法では戻り管内の水の流速に応じ
て変えられる。循環ポンプを駆動するために、段階的に
少なくとも2つの異なる回転数に切換え可能な電動機が
使用される。この方法は実際に適切であることが示され
た。しかし異なる回転数段階への切換えのためには相当
の回路技術上の出費を必要とする。さらにこの方法では
循環ポンプの吐出能力の連続的適合は不可能である。
〔発明が解決しようとする課題J 本発明の基礎になっている課題は、少ない回路技術上の
出費で温水必要量への暖房装置の循環ポンプの吐出能力
の連続的適合が可能であり、さらにあらゆる作動状態に
おいて暖房装置のすべての0荷への十分な供給が保証さ
れる方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕 この課題は本発明によれば冒頭に挙げたような方法によ
り、循環ポンプの駆動のために回転数の無段調整可能な
電動機が使用され、循環ポンプの回転数または吐出能力
を調整するための調整器により出力量として電圧値が供
給され、これらの電圧値が、少なくとも最大電圧の約6
0%までの低電圧値の範囲で、vJ環ポンプの所定の特
性曲線に一致する電圧値より高いことによって解決され
る。
回転・数の無段調整可能な電動機を循環ポンプ用駆動装
置として使用することにより、暖房装置のその都度の作
動状態への循環ポンプの吐出能力の連続的適合ができる
。調整器は、暖房装置の条件に応する循環ポンプの予め
計算された特性曲線に応じて電動機の回転数を調整する
暖房装置の各作動状態において十分な温水供給が保証さ
れるようにするために、調整器により少なくとも下側電
圧範囲において、すなわち管系における低い流速におい
て、特性曲線の電圧値より高い電圧値が供給される。こ
の電圧範囲において循環ポンプは低い回転数および相応
に低い出力で動作する。なぜならば低い流速により高い
出力が必要でないからである。付加的な負荷の作動開始
により速やかに高出力が必要とされる場合は、循環ポン
プが非常に遅くしか、極端な場合にはまったく加速しな
いことが起こる。なぜならば管系における流速は少しし
か増大しないからである。この危険は本発明による方法
にはない。なぜならば調整器は少なくとも危険範囲にお
いて高い電圧値を供給するからである。したがって循環
ポンプには実際の流速より高い値が見せかけられるので
、循環ポンプは小さい流速においても出力を下げすぎな
い。したがって付加的な負荷の作動開始の際に流速は直
ちに上昇し、循環ポンプは速やかに所要出力に調節され
る。
本発明の有利な構成は特許請求の範囲の実施態様環から
明らかになる。
〔実施例〕
本発明による方法を実施例について図面により説明する
。この実施例では測定装置が戻り管内に配置されている
。これは装置の効力にとって最も有利な個所である。し
かし測定装置を例えば送り管内にも配置することができ
る。
lで、任意の建物内に設置された暖房用ボイラが示され
ており、この暖房用ボイラに、管系な介して建物内に配
fFtされた負荷が接続されている。第1図には、任意
の数の負荷を代表して0荷2が記入されている。温水暖
房装置の水は記入した矢印通りに循環ポンプ3(以下短
くポンプという)によって負荷2を経て暖房用ボイラl
へ戻される。ポンプ3は、回転数を調整される電動機に
よって駆動され、この電動機の回転数は無段調整可能で
ある。
暖房装置の戻り管内に測定袋et4が配置されており、
この測定装置は流れ戻る水の流速を検出しかつ比例した
直流電圧を供給する。このような測、定装置は公知であ
る。これらの測定装置は、例えば超音波によって動作す
る。測定装置4は例えばIOVまでの直流電圧を供給す
ることができ、この直流電圧は、暖房装置のすべての負
荷2が完全に作動開始されている場合、戻り管内の水の
最大流速に対応する。この場合、水量は100%に一致
する。水量したがってまた流速が10%低下する場合は
、測定装置4により供給される直流電圧もto96すな
わち1v低下する。
測定装置4に調整器5が接続されており、この調整器は
反対側でポンプ3またはこのポンプの電動機と接続され
ている。調′4B器5と電動機との間に公知の周波数変
換器を接続することができ、この周波数変換器を介して
、調整器5により供給される電圧に関係して電動機の回
転数が調整される。
ポンプ3は、例えば第2図および第4図から分かるよう
な特性曲線Kを持っている。この特性凹線には公知であ
る。この特性曲線の経過はポンプ3の大きさまたは出力
に従い、この循環ポンプは暖房装置の条件、すなわち負
荷の大きさおよび数に応じて寸法設定されている。第3
図および第5図による特性曲線Kまtこほこの特性向線
に対応する電圧値が調整器5へ送られる。
ポンプ3は回転数nに関係して特性曲線Kに応じて所定
の揚程11まで特定の水fiQを送る(第2図)。ポン
プ3のその都度の回転数nは電圧Uに対応する。選ばれ
た実施例では、調整器5より供給される最大電圧UはI
OVである。この千U圧はポンプ3の最大回転数、すな
わちn = 100%に対応する。ポンプ3のこの回転
数(出力)は、暖房装置のすべてのまたはほぼすべての
負荷2が作動開始されている場合、すなわち温水を供給
されなければならない場合に、必要とされる。
その場合には、暖房装置の戻り管内の水の流速は非常に
高いので、測定装置4は最大電圧U=10Vを供給する
暖房装置において負荷2の大部分が作動停止される場合
は、戻り管内の水の流速は低下する。
その場合には、測定装置4により供給される電圧は例え
ば1vに低下し、それによりポンプ3の回転数は最大回
転数の1吃に減少する(第3図)。その場合には、ポン
プ3は特性曲線にのほば水平な範囲にある(第2図)。
暖房装置のこの作動状態において再びいくつかの負荷2
が作動開始される場合は、戻り管内の水の流速は少し上
昇するが、しかしこの上昇は多くの場合、特に大きな暖
房装置の場合は、ポンプ3を所定の回転数(出力)にす
るには十分でない。
この欠点は本発明による方法により次のように取り除か
れる。
調整器5は、少なくとも低い流速の範囲において特性曲
線にの電圧値より高い電圧値を調整器の出力端から供給
する。好ましい実施例では、調1&i?15より供給さ
れる電圧値は各流速において特性曲線にの電圧値より高
い。それによって、特性曲線にの上方にある特性曲線R
が得られる(第2図および第3図)。調整器5により、
特に下側電圧範囲において、ポンプ3に実際より高い流
速にみせる電圧値が設定される。それによってポンプ3
の回転数(出力)は小さすぎる値に低下することは決し
てない。少ない負荷による非常に低い流速から出発して
、他の負荷が接続される場合は、それにより要求される
ポンプ3の高い出力を直ちにもたらすことができる。
この方法は特性曲線Rにより、ポンプ3が一旦完全に作
動停止される場合にも、効果がある。
特性曲線Rの比較的急な上昇により、ポンプ3は負荷2
の作動開始の際に確実かつ直ちに加速する。
特性曲線におよびR相互の間隔は、第2図および第3図
から分かるように、特に下側電圧範囲にお々1て比較的
大きく選ばれる。この場合、特性曲線Rは回転数nのほ
ぼ40%ないし50%においてほぼ水平な分枝へ移行す
ることができるので、回転数は小さい流速の場合にも最
大値の40%ないし50%以下に決して低下しない。こ
うしてすべての0荷2への十分な供給が暖房装置のいか
なる作動状態でも保証される。
上述した方法にとって重要なのは、下側電圧範囲におけ
る特性曲線Rが特性曲線により上方にあることである。
これは最大電圧Uまたはポンプ3の最大回転数のほぼ5
0%までに適用される。電圧値が高い場合、特性曲線R
は、第2図ないし第5図に示されているように、特性曲
線にの上方にあり得る。しかしこれは必要でない。
なぜならばこの場合ポンプ3の回転数はいずれにせよ十
分高いからである。両方の特性曲線RおよびKの間の間
隔はいかなる場合にも下側電圧範囲における方が高い電
圧の場合より明らかに大きい。
第2図および第3図は特性曲線Rのあり得る経過を示し
ており、この経過において出力または揚程11の約40
%でポンプ3の出力または回転数はほぼ一定である。こ
の場合、特性曲線Rは0から始まって急激に上昇する。
第4図および第5図による特性曲線の経過において、付
加的なエネルギー節約になる、良好な調整特性が得られ
る。この場合、上昇はあまり急激ではなく、特性曲線経
過は一層一様である。調整器5として、マイクロプロセ
ッサを備えた計算機が使用される場合は、第4図および
第5図の特性曲線は非常に簡単に守れる。しかし今日で
は、第4・図および第5図による特性曲線経過をアナロ
グ調JIS Mで行なうこともできる。特性曲線Rはす
べての場合において特性曲線にの上方にあり、しかも下
側電圧範囲ではまったく明瞭に上方にある。
既に述べたように、測定装置4は暖房装置の管系の戻り
管内に最も適切に配置される。この個所において水の流
れは最適であり、また温度変化もここでは最も小さい。
したがって得られる測定値は非常に正確である。
負荷2がサーモスタット弁を備えかつ自動夜間低下によ
り動作する暖房装置において、夜間低下の間中ポンプ3
の出力を制限することは好ましい。これは調整器5によ
り行なうことができ、この調整器は夜間低下の間中、例
えば最大電圧の40%ないし50%に達する電圧値を上
限として供給する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の調整器により運転される1閃房装置の
概略図、第2図および第3図はアナログ調整運転により
方法を実施するための線図、第4図および第5図は1+
算機により制御される調整器により方法を実施するため
の線図である。 3・・・′a環ポンプ、5・・・調整器、K・・・特性
曲線 \シ2,1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 暖房用ボイラから来る水が暖房装置の種々の空間内
    にある負荷を通つて送られかつ戻り管を介して暖房用ボ
    イラへ戻され、この戻り管の中に水の流速を検出する測
    定装置が取り付けられ、この測定装置が流速に比例した
    電圧を供給し、この電圧が電動機と接続された調整器へ
    供給され、この調整器の出力量により電動機の回転数が
    可変である、回転数の可変な電動機により駆動可能な、
    温水暖房装置の管系に配置された循環ポンプの吐出能力
    を調節する方法において、循環ポンプ(3)の駆動のた
    めに回転数の無段調整可能な電動機が使用され、循環ポ
    ンプの回転数または吐出能力を調整するための調整器(
    5)により出力量として電圧値が供給され、これらの電
    圧値が、少なくとも最大電圧の約60%までの低電圧値
    の範囲で、循環ポンプ(3)の所定の特性曲線(K)に
    一致する電圧値より高いことを特徴とする、循環ポンプ
    の吐出能力を調節する方法。 2 調整器(5)により供給される電圧値が水の各流速
    において特性曲線(K)の電圧値より高く、調整器(5
    )により供給される電圧値と特性曲線(K)の電圧値と
    の差が高い流速の場合より低い流速の場合の方が大きい
    ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 3 調整器(5)により供給される電圧値が低い流速に
    おいて最大電圧の約50%のほぼ一定の値に保たれるこ
    とを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 4 調整器(5)として、マイクロプロセッサを備えた
    計算機が使用されることを特徴とする、請求項1ないし
    3のうち1つに記載の方法。 5 特性曲線(K)に一致する電圧値が調整器(5)へ
    送られることを特徴とする、請求項1ないし4のうち1
    つに記載の方法。 6 負荷2にサーモスタット弁を持ちかつ自動的に夜間
    低下する暖房装置において循環ポンプ(3)の回転数が
    夜間低下中制限されることを特徴とする、請求項1ない
    し5のうち1つに記載の方法。
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