WO2009140986A1 - Bedarfsgeführte strangregelung von heizungsanlagen - Google Patents

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WO2009140986A1
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Christian Haupt
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BFW WERNER VOELK GmbH
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    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/355—Control of heat-generating means in heaters

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling heating systems and in particular a string control of heating systems as a function of a determined need that currently exists for individual heating surfaces.
  • heating systems are generally regulated in response to a determined by appropriate temperature sensor outside temperature and regardless of the actual heat demand in the individual rooms.
  • This control method implies the need for an average increased supply of heat usually in the form of at least slightly excessively driven control curves for the flow temperature of the heating surfaces via individual strands supplied heating water to in the currently occurring case of need by turning one or more each attached to a radiator Sets thermostatic valves to be able to provide a sufficient amount of heat in a first approximation needs.
  • each radiator is connected to a supply and a return line and thus receives an approximately same flow temperature
  • the individual radiators are connected in series and in addition with a bypass line, so that between supply and return connection each heating surface flows a portion of the mass flow of the supplied heating water in the bypass line and a part of this mass flow through the radiator, whereby in particular the shutting off and regulating a heating surface affects the temperature of the heating water supplied to the radiator following in the row.
  • a method for controlling a heating station or transfer station in a building which has a heater with an output for supplying heating water (supply) and an input for receiving the heating water (return) and at least one Strand, which is connected at one end to the output of the heating device, for supplying at least one heating surface with the heating water.
  • the method comprises the steps: Determining a difference between a temperature of the heating water on the side of the output of the heater, flow temperature, and a temperature of the heating water on the side of the heater input, return temperature, and
  • Heating water can in the heater, z. B. in a boiler, are heated before it is fed through the output to at least one strand.
  • the term "heater” in addition to boilers, etc. also include a installed in a building feeder, for example, include a heat exchanger of local or district heating systems with system separation.
  • the heating water After passing through a heating circuit, which includes the passage through individual radiators in the rooms of the building or by bypass lines, in particular for reuse after heating, fed again.
  • the at least one strand can be a main supply line, from which the heating water is distributed to lines which feed the individual heating elements or, as in the case of the single-pipe heating system (see below), also corresponding bypass lines.
  • the size to be controlled depends on the result of the control that in the present case, a first flow temperature is set, which subsequently to a return temperature, depending on the determined difference of this flow temperature a second flow temperature is regulated, which may be different from the first.
  • the flow temperature to which the heating water is heated for example, in a boiler, as a control variable depending on, for example, by appropriate resistance temperature sensor or contact sensor, certain temperature of the heating water after passage of the heating circuit until re-entry into the heater, ie return temperature, and more precisely, depending on the difference between this temperature and the flow temperature.
  • the return temperature depends on the current use of individual radiators, a need-based regulation of the heating system for the at least one strand is thus achieved. If no radiator connected to the string is turned on (all radiator controls, eg thermostatic valves, are closed), the return temperature of the string (heating water temperature on the side of the heater inlet) will be approximately equal to the flow temperature (and thus clearly deviating from the design spread), which means that there is no current demand for heating heat and the flow temperature can be regulated down accordingly. However, if a large difference between flow temperature and return temperature determined (measured, for example), a higher control of the flow temperature can be done to meet the current heating demand on the at least one strand can.
  • the inventive method for controlling a heating system allows a demand-based setting of the flow temperature instead of a predetermined only by the outside temperature regardless of the actual use of the individual radiator flow temperature.
  • significantly excessively high driving curves which lead to an energy waste, can be avoided.
  • the superfluous and / or uncontrollable pipe heat can be controlled according to the actual needs, whereby the detection accuracy of heat cost allocators can be significantly improved.
  • the method according to the invention can be combined with the state-of-the-art control method according to the outside temperature, such that it comprises measuring a temperature outside the housing (outside temperature) and the flow temperature also on the basis of the temperature measured outside the housing is regulated.
  • the flow temperatures to be set for outdoor temperatures can be assigned to a controller of a boiler entered "outside temperature is a function of the determined difference between flow temperature and return temperature modified temperature, which may differ according to the actual heating demand in the rooms of the building described by the difference of the actually measured outside temperature.
  • the method according to the invention can therefore be realized relatively simply and inexpensively by expanding existing control systems.
  • the method according to the invention in its various developments is particularly advantageously applicable to a single-pipe heating system in which the at least one strand for supplying the at least one radiator is connected to the heating water at another end to the input of the heating device.
  • the at least one strand of heating water with flow temperature leads to individual heating surfaces (such as radiators) and a bypass line to this radiator, and he leads after flowing through the radiator or the bypass line, the heating water of the heater to the entrance of the same with return temperature.
  • the flow temperature of each strand can be determined either centrally or decentrally on the side of the output of the heating device and a return temperature characteristic of the respective strand on the side of the input of the heating device.
  • the return temperatures of different strands will thus generally be different according to the need for individual radiators.
  • the method may include determining the largest difference between the flow temperature and the return temperatures, and then may be configured to control the flow temperature based on the determined largest difference. This applies, of course, for one-pipe and two-pipe systems.
  • the strand is determined at which the largest current heating demand (demand for supplied by the heating water heat) consists.
  • the flow temperature is regulated according to this requirement, so that the necessary amount of heat is made available.
  • the method for controlling a heating system comprises the steps:
  • Providing a heating curve that assigns a standard flow temperature to a temperature measurable outside the enclosure, and wherein controlling the flow temperature comprises:
  • standard flow temperature refers to the temperature which, according to a standard method of the prior art, is assigned on the basis of a heating curve to a measured outside temperature and to which the flow temperature is regulated in the prior art.
  • the flow temperature is controlled to the standard flow temperature, which is associated with a modified outside temperature over the heating curve.
  • the modified (manipulated) temperature is limited downwards by the actual measured temperature. This can be avoided that is regulated to an unnecessarily high flow temperature according to an undesirably low changed (manipulated) "outside temperature" when one or more users open, for example, at relatively cold outside temperatures window fully open thermostatic radiator valves in the rooms with the windows open. Also, the modified "outside temperature" may be changed at most to a predetermined maximum value from the actual outside temperature in order to provide some reserve for heating in a currently occurring heating case.
  • the mass flow in each of the strands can be regulated depending on how large the respective difference between the flow temperature and the return temperature of each strand is. This further reduces energy waste.
  • the combined control of the flow temperature and the mass flow for each strand, the supply of the amount of heat can be further optimized.
  • the mass flow is not controlled below a predetermined value, so that a current change in the heat demand, ie in particular the onset of a new or intensified heating phase reliably detected and a timely adjustment of the amount of heat to be supplied in the strand can.
  • a hydraulic balancing is usually carried out, which must be carried out in Germany according to VOB / C - DIN 18380 on each heating system.
  • Hydraulic balancing can be carried out by presetting the thermostatic valves and the return screw connections on the individual radiators. Different heating strands are matched once in the prior art by regulating valves.
  • the mass flow is regulated, for example by means of actuators on such line regulating valves (see below).
  • the method according to the invention is also advantageous in that it can be used for the cost-effective and relatively easy to install modification of existing control circuits of heating systems, in particular single-pipe heating systems. Therefore, a method for retrofitting a heating system in a building is provided here, wherein the heating system has a heating device with an outlet for supplying Heating water and an inlet for receiving the heating water and at least one strand for supplying at least one heating surface with the heating water, wherein the strand is connected at one end to the output of the heater, an outdoor sensor for measuring a temperature outside the housing and a standard controller, adapted to control the heater based on the measured temperature outside the housing, comprising the steps of:
  • Installing a measuring device configured to measure a temperature of the heating water on the side of the heater input, return temperature, and / or a difference between a temperature of the heating water on the side of the heater output, flow temperature, and a temperature of the heating water on the side of the input of the heater, return temperature, to determine, and
  • the difference can be determined by the further controller on the basis of the return temperature measured by the measuring device according to an alternative.
  • the heating system may in this case be a one-pipe system in which a plurality of strands is connected to the output of the heating device, so that they heating water is supplied to the flow temperature, and the plurality of strands is connected to the input of the heater, and wherein the measuring device is designed to measure temperatures of the heating water in at least a part of the plurality of strands on the side of the input of the heating device, return temperatures, and / or to determine differences between the flow temperature and return temperatures, and
  • the further controller installed between the outdoor sensor and the standard controller is adapted to modify the value of the measured temperature outside the housing and to input the modified temperature value to the standard controller based on the differences between the flow temperature and the return temperatures ,
  • the heating system may include riser valves, or other throttling devices at the ends of strands or heating circuits on the side of the output of the heater, and the retrofit process may further comprise
  • the strand control mechanisms are adapted to cause the actuators, in response to signals from the further regulator, to actuate the strand regulating valves.
  • a heating system which includes
  • a heating device with an outlet for supplying heating water and an inlet for receiving the heating water and at least one strand which is connected to a nem end connected to the output of the heater, for supplying at least one heating surface with the heating water;
  • a measuring device configured to measure a temperature of the heating water on the side of the input of the heater, return temperature, and / or a difference between a temperature of the heating water on the side of the output of the heater, flow temperature, and a temperature of the heating water the side of the input of the heater, return temperature to determine;
  • control device which is connected to the heating device and the measuring device and which is adapted to regulate the flow temperature provided by the heating device on the basis of the difference between the flow temperature and the return temperature measured by the measuring device.
  • the heating system may be a single-pipe heating system comprising
  • the measuring device is adapted to measure return temperatures in at least a part of the plurality of strands on the side of the input of the heater and / or differences between the flow temperature and temperatures of the heating water in at least a part of the plurality of strands on the side of the input of Heating device, return temperatures, to determine, and in the
  • control means is adapted to control the flow temperature based on the differences between the flow temperature and the return temperatures.
  • the heating system can comprise an outside sensor for measuring a temperature outside the housing, and the regulating device can be equipped to this end. forms to regulate the flow temperature on the basis of the temperature measured by the outdoor sensor outside the housing.
  • the heating system includes
  • Strand regulating valves at the ends of strands or heating circuits on the side of the outlet of the heating device;
  • Actuators connected to the balancing valves for actuating the same;
  • Strand control mechanisms connected to the actuators and the control means and arranged to cause the actuators to actuate the rail regulating valves in response to signals from the control means.
  • the regulating device may be a main regulator, and the strand regulating mechanisms may be subregulators, one for each strand.
  • FIG. 1 is a flowchart showing steps of an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • Figure 2 illustrates the operation of a main regulator and n sub-regulators adapted to control a n-string heating system according to an example of the present invention.
  • the temperature outside the building is measured 1 and the flow temperature of the heating water is adjusted according to the measured outside temperature, for example by means of previously prepared and provided heating curves 2.
  • a boiler is regulated to treat the heating water with the flow temperature, which is then fed to a strand for distribution to radiators 3. So far, the control method is well known in the prior art.
  • the return temperature of the heating water after this has, for example, partially passed one or more heating elements and partly a bypass line and has flowed back to the combustion vessel is measured 4. Then, the temperature difference of the heating surfaces via the strand supplied water and the back-flowing water (ie, supply temperature - return temperature) determines 5, and it is checked whether this difference exceeds a predetermined limit or not. If the difference is below the barrier, in the exemplary case heating water is still supplied with the unchanged flow temperature. The barrier may in turn depend on the outside temperature.
  • a controller lowers the measured outside temperature 6 and adjusts the flow temperature based on the above-mentioned heating curve according to the lowered (manipulated) outside temperature Flow temperature is delivered. If the difference is smaller than another predetermined threshold, it may be provided that the outside temperature is increased, whereby a lower flow temperature is set. In this case, therefore, as shown in Figure 1, the flow temperature is not maintained. Such a case occurs, for example, when at some time the control devices (eg thermostatic valves) of the heating surfaces of all strands are turned off. In this case, the difference between the flow and return temperatures for these beaches is ge ever smaller, and it can be the flow temperature, after only a small difference of these temperatures was found to be lowered.
  • the control devices eg thermostatic valves
  • the modification of the outside temperature depends on the magnitude of the temperature difference between flow and return.
  • the change in the outside temperature depending on this difference can be easily determined empirically so that a desired control of the climate in the rooms of the building or a desired saving of the heating energy is achieved.
  • numerical simulations of the control of the heating system in question may be designed and carried out by a person skilled in the art.
  • the effects of a certain modification of the outside temperature depending on certain differences between the flow and return temperatures can be tested and analyzed.
  • a savings potential for a monotube heating plant controlled according to the invention of up to 20% of the amount of heat compared with a conventionally controlled plant could be demonstrated in detailed simulation calculations. Analogously, this also applies to horizontal single-pipe heating, e.g. with flat distribution.
  • FIG. 1 shows a simplified illustration of the control principle in that, in general, the heating system to be controlled will comprise more than one strand.
  • the modification of the measured outside temperature is carried out in accordance with the determined largest difference between the return temperatures of the individual strands and the flow temperature in order to meet the currently largest requirement of a strand.
  • heating water can be supplied through a string directly superimposed rooms.
  • one strand supplies rooms that are typically used as living rooms, another, for example, rooms that are typically used as bedrooms, etc.
  • a control of the flow temperature advantageously on the basis of the differences of averaged over a plurality of time intervals flow and return temperatures to avoid unwanted swinging of the control loop by individual outliers.
  • the flow temperature in predetermined Steps are set over a certain period of time to the value assigned to the modified outside temperature in the heating curve.
  • Figure 2 shows an example of the realization of the here disclosed control of a heating system using a main controller and n sub-regulators according to n strands, where the heating water is supplied to the flow temperature.
  • the sub-controllers and the main controller communicate data via data lines or by radio.
  • the main controller is connected to a boiler (not shown) and controls the flow temperature S y1 of the heating water provided by the boiler.
  • Each sub-controller receives from the main controller, the central or decentralized predetermined flow temperature Q y1 and entered by a sensor, the return temperature S ⁇ of its associated strand as input data.
  • the main controller receives the outside temperature 3 ⁇ U measured by an outside sensor and data, in particular the return temperature 3 RL , from the sub-controllers. Based on the difference between flow and return temperatures determined by the sub-controllers or the main controller, the main controller modifies the outside temperature so that the flow temperature S y1 is set using a heating curve based on the modified outside temperature 9 AUman .
  • each sub-controller transmits a change request for the flow temperature according to the heat demand determined via the difference between the flow temperature S y1 and the return temperature S RL of the line assigned to it.
  • Main controller receives all change requests (which may include the trivial case that no change is desired) and evaluates the change requests for priority.
  • the request of the string with the highest heat demand results in a change of the flow temperature S y1 of the heating water supplied from a boiler on instruction of the main controller.
  • the n sub-controllers can, however, their assigned Regulate cords via throttle valves.
  • the sub-regulators can thus regulate the mass flow through their respective strands by sending corresponding valve lift signals ⁇ Hi,..., ⁇ H n to actuators of the throttle valves, whereby the amount of heat supplied to the individual strands can be optimized according to current needs.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Heizungsanlage in einem Gebäude, die eine Heizvorrichtung mit einem Ausgang zur Zuführung von Heizungswasser und einen Eingang zur Aufnahme des Heizungswassers und zumindest einen Strang, der an einem Ende mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden ist, zur Versorgung zumindest einer Heizfläche mit dem Heizungswasser umfasst, die Schritte Bestimmen einer Differenz zwischen einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung, Vorlauftemperatur, und einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperatur, und Regeln der Vorlauftemperatur auf der Grundlage der bestimmten Temperaturdifferenz umfassend.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von Heizungsanlagen und insbesondere eine Strangregelung von Heizungsanlagen in Abhängigkeit von einem ermittelten Bedarf, der aktuell für einzelne Heizflächen besteht.
Hintergrund der Erfindung
Ein wesentlicher Aspekt des allgemeinen Energieverbrauchs in Gebäuden betrifft die Bereitstellung von Heizwärme in den Räumen der Gebäude. In Zeiten wachsenden Umwelt- und Energiesparbewusstseins gewinnt die Aufgabe einer effizienten sparsamen Wärmezuführung nicht zuletzt auch in Zusammenhang mit ökonomischen Überlegungen zunehmend an Bedeutung. Neben Maßnahmen zur Wärmeisolierung liegen in einer rationellen Steuerung/Regelung der Zuführung von Wärme von einem Wärmeerzeuger oder einer Übergabestation zu den einzelnen Heizflächen in den Räumen eines Gebäudes relativ hohe Einsparpotentiale.
In dem Stand der Technik werden Heizungsanlagen im Allgemeinen in Abhängigkeit von einer durch entsprechende Temperaturfühler ermittelten Außentemperatur und unabhängig von dem tatsächlichen Wärmebedarf in den einzelnen Räumen geregelt. Dieses Regelungsverfahren impliziert die Notwendigkeit eines im Durchschnitt erhöhten Wärmeangebots meist in Form zumindest leicht überhöht gefahrener Regelkurven für die Vorlauftemperatur des den Heizflächen über einzelne Stränge zugeführten Heizungswassers, um in dem jeweils aktuell auftretenden Bedarfsfall, der sich durch Aufdrehen eines oder mehrerer jeweils an einem Heizkörper angebrachter Thermostatventile einstellt, eine hinreichende Wärmemenge in erster Näherung bedarfsgerecht zur Verfügung stellen zu können.
Dieses Problem und allgemein das Problem der überhöhten Wärmebereitstellung und der damit verbundenen Energieverschwendung ist besonders relevant in Einrohrhei- zungsanlagen mit senkrechter oder waagerechter Verteilung, die hinsichtlich des Bedarfs an Rohrmaterial und der Einfachheit der Installation gegenüber Zweirohrhei- zungsanlagen vorteilhaft sind. In Einrohrheizungsanlagen findet jedoch systembedingt eine permanente Umwälzung der gesamten Heizungswassermenge auch im Fall abgestellter Heizkörper, d.h. im Fall eines nicht vorhandenen Heizungsbedarfs seitens der Bewohner der Räume eines Gebäudes, statt. Im Gegensatz zu Zweirohrheizungsanla- gen, in denen jeder Heizkörper an eine Vor- und eine Rücklaufleitung angeschlossen wird und somit eine annähernd gleiche Vorlauftemperatur erhält, sind die einzelnen Heizkörper in Reihe und zusätzlich mit einer Bypass-Leitung geschaltet, so dass zwischen Vor- und Rücklaufanschluss jeder Heizfläche ein Teil des Massenstroms des zugeführten Heizungswassers in der Bypass-Leitung und ein Teil dieses Massenstroms durch den Heizkörper fließt, wodurch insbesondere das Abstellen und Regulieren einer Heizfläche die Temperatur des dem in der Reihe folgenden Heizkörpers zugeführten Heizwassers beeinflusst.
Als ein weiterer Nachteil tritt eine signifikante Rohrwärme auf, die in die Räume abgegeben wird, wodurch nicht nur die individuelle Regelungsmöglichkeit der Heizungswärme eingeschränkt wird und gegebenenfalls eine unerwünschte Wärmeabgabe in einzelnen Räumen in energieverschwenderischer Weise erfolgt, sondern auch eine Verzerrung des von Heizkostenverteilern registrierten individuellen Heizungsbedarfs und der damit verbundenen Kostenerhebung verursacht wird.
Beschreibung der Erfindung
Die obigen Probleme und Nachteile werden durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst bzw. zumindest deutlich gemildert. Gemäß Anspruch 1 wird in der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Regelung einer Heizungsanlage bzw. Übergabestation in einem Gebäude zur Verfügung gestellt, die eine Heizvorrichtung mit einem Ausgang zur Zuführung von Heizungswasser (Vorlauf) und einen Eingang zur Aufnahme des Heizungswassers (Rücklauf) und zumindest einen Strang, der an einem Ende mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden ist, zur Versorgung zumindest einer Heizfläche mit dem Heizungswasser umfasst. Das Verfahren umfasst die Schritte: Bestimmen einer Differenz zwischen einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung, Vorlauftemperatur, und einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperatur, und
Regeln der Vorlauftemperatur auf der Grundlage der bestimmten Temperaturdifferenz.
Heizungswasser kann in der Heizvorrichtung, z. B. in einem Heizkessel, erhitzt werden, bevor es durch den Ausgang dem zumindest einen Strang zugeführt wird. Hierin soll jedoch der Begriff der „Heizvorrichtung" neben Heizkesseln usw. auch eine in einem Gebäude installierte Zuführeinrichtung, beispielsweise einen Wärmetauscher umfassend, von Nah- oder Fernwärmeanlagen mit Systemtrennung einbeziehen.
An dem Eingang der Heizvorrichtung wird derselben das Heizungswasser nach dem Durchlaufen eines Heizungskreislaufs, der den Durchlauf durch einzelne Heizkörper in den Räumen des Gebäudes oder durch Bypass-Leitungen umfasst, insbesondere zur Wiederverwendung nach Aufheizung, wieder zugeführt. Der zumindest eine Strang kann eine Hauptversorgungsleitung sein, von der das Heizungswasser auf Leitungen verteilt wird, die die einzelnen Heizungskörper, bzw. wie im Fall der Einrohrheizungsan- lage (s. unten) auch entsprechende Bypass-Leitungen, speisen.
Es versteht sich für den Fachmann, dass wie in Regelungskreisen üblich, die zu regelnde Größe von dem Ergebnis der Regelung abhängt, dass also im vorliegenden Fall eine erste Vorlauftemperatur eingestellt wird, die nachfolgend in Abhängigkeit von der bestimmten Differenz dieser Vorlauftemperatur zu einer Rücklauftemperatur, zu einer zweiten Vorlauftemperatur hin geregelt wird, die von der ersten verschieden sein kann. Bei dem beanspruchten Regelungsverfahren wird die Vorlauftemperatur, auf die das Heizungswasser beispielsweise in einem Heizkessel erhitzt wird, als Stellgröße in Abhängigkeit von der, z.B. durch entsprechende Widerstandtemperaturfühler oder Anlegefühler, bestimmten Temperatur des Heizungswassers nach Durchlauf des Heizungskreislaufs bis zum Wiedereintritt in die Heizvorrichtung, d.h. der Rücklauftemperatur, und genauer in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dieser Temperatur und der Vorlauftemperatur geregelt.
Da die Rücklauftemperatur von der aktuellen Nutzung einzelner Heizkörper abhängt, wird somit eine bedarfsgerechte Regelung der Heizungsanlage für den zumindest einen Strang erreicht. Wenn kein Heizkörper, der mit dem Strang verbunden ist, angestellt wird (sämtliche Regeleinrichtungen der Heizkörper, z. B. Thermostatventile, sind geschlossen) wird die Rücklauftemperatur des Strangs (Temperatur des Heizungswassers auf Seite des Eintritts der Heizvorrichtung) annähernd gleich der Vorlauftemperatur (und damit deutlich abweichend von der Auslegungsspreizung) sein, woraus folgt, dass kein aktueller Bedarf an Heizungswärme besteht und die Vorlauftemperatur entsprechend runtergeregelt werden kann. Wird jedoch ein großer Unterschied zwischen Vorlauftemperatur und Rücklauftemperatur bestimmt (beispielsweise gemessen), kann eine Höherregelung der Vorlauftemperatur erfolgen, um dem aktuellen Heizungswärmebedarf an dem zumindest einem Strang gerecht werden zu können.
Somit erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung einer Heizungsanlage ein bedarfsgerechtes Einstellen der Vorlauftemperatur anstelle einer lediglich durch die Außentemperatur unabhängig von der tatsächlichen Nutzung der einzelnen Heizkörper vorgegebenen Vorlauftemperatur. Insbesondere können in Abhängigkeit von der Außentemperatur deutlich überhöhte Fahrkurven, die zu einer Energieverschwendung führen, vermieden werden. Sodann kann im Fall von Einrohrheizungsanlagen (s. unten) die überflüssige und/oder unkontrollierbare Rohrwärme nach Maßgabe des tatsächlichen Bedarfs kontrolliert werden, wodurch sich auch die Erfassungsgenauigkeit von Heizkostenverteilern deutlich verbessern lässt.
Gemäß einer Weiterbildung kann das erfindungsgemäße Verfahren mit dem in Abhängigkeit von der Außentemperatur durchgeführten Regelungsverfahren des Stands der Technik kombiniert werden, so dass es das Messen einer Temperatur außerhalb des Gehäuses (Außentemperatur) umfasst und die Vorlauftemperatur auch auf der Grundlage der außerhalb des Gehäuses gemessenen Temperatur geregelt wird. So kann in einer bestehenden Heizungsregelung, die auf Heizkurven basiert, die Außentemperaturen einzustellende Vorlauftemperaturen zuordnet, die einem Regler eines Heizkessels eingegebene „Außentemperatur eine in Abhängigkeit von der ermittelten Differenz zwischen Vorlauft- und Rücklauftemperatur modifizierte Temperatur sein, die entsprechend dem durch die Differenz beschriebenen aktuellen Heizungsbedarf in den Räumen des Gebäudes von der tatsächlich gemessenen Außentemperatur abweichen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich mithin relativ einfach und kostengünstig durch Erweiterung bestehender Regelungsanlagen realisieren.
Wie bereits oben erwähnt, ist das erfindungsgemäße Verfahren in seinen verschiedenen Weiterbildungen besonders vorteilhaft auf eine Einrohrheizungsanlage anwendbar, in der der zumindest eine Strang zur Versorgung des zumindest einen Heizkörpers mit dem Heizungswasser an einem anderen Ende mit dem Eingang der Heizvorrichtung verbunden ist. Bei dieser Anlagenform führt der zumindest eine Strang Heizungswasser mit Vorlauftemperatur einzelnen Heizflächen (wie Heizkörpern) sowie einer Bypass- Leitung dieser Heizkörper zu, und er führt nach Durchfließen der Heizkörper bzw. der Bypassleitung das Heizungswasser der Heizvorrichtung zu dem Eingang derselben mit Rücklauftemperatur zu.
Im Fall mehrerer Stränge lasst sich auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung die Vorlauftemperatur eines jeden Strangs entweder zentral oder dezentral und auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung eine für den jeweiligen Strang charakteristische Rücklauftemperatur bestimmen. Die Rücklauftemperaturen verschiedener Stränge werden also nach Maßgabe des Bedarfs an einzelnen Heizkörpern im Allgemeinen verschieden sein.
In dieser Hinsicht wird eine Weiterbildung des erfinderischen Verfahrens zur Verfügung gestellt, in dem eine Mehrzahl an Strängen mit dem Ausgang der Heizvorrichtung derart verbunden ist, dass ihnen Heizungswasser mit der Vorlauftemperatur zugeführt wird, und wobei die Mehrzahl an Strängen mit dem Eingang der Heizvorrichtung verbunden ist, und wobei das Verfahren umfasst:
Bestimmen der Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und Temperaturen des Heizungswassers in zumindest einem Teil der Mehrzahl der Stränge an der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperaturen, und wobei in dem Verfahren die Vorlauftemperatur auf der Grundlage der Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und den Rücklauftemperaturen geregelt wird.
Somit können Informationen über Temperaturunterschiede für mehrere oder sämtliche Stränge zur Regelung der Vorlauftemperatur verwendet werden. Insbesondere kann das Verfahren das Bestimmen der größten Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und den Rücklauftemperaturen umfassen, und es kann dann so ausgebildet sein, dass die Vorlauftemperatur auf der Grundlage der bestimmten größten Differenz geregelt wird. Dieses gilt natürlich für Einrohr- wie Zweirohranlagen.
Hierdurch wird der Strang bestimmt, an dem der größte aktuelle Heizungsbedarf (Bedarf an durch das Heizungswasser zugeführter Wärme) besteht. Die Vorlauftemperatur wird diesem Bedarf gemäß geregelt, so dass die notwendige Wärmemenge zur Verfügung gestellt wird.
Zudem kann es wünschenswert sein, dass bei Bereitstellen einer Heizkurve, die eine Standard-Vorlauftemperatur einer außerhalb eines Gehäuses messbaren Temperatur zuordnet, die modifizierte Temperatur nach unten begrenzt wird. Dem gemäß umfasst in einer Weiterbildung das Verfahren zur Regelung einer Heizungsanlage die Schritte:
Bereitstellen einer Heizkurve, die eine Standard-Vorlauftemperatur einer außerhalb des Gehäuses messbaren Temperatur zuordnet, und worin das Regeln der Vorlauftemperatur umfasst:
Modifizieren einer außerhalb des Gehäuses gemessenen Temperatur auf der Grundlage der bestimmten Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur eines Strangs oder der bestimmten Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und den Rücklauftemperaturen einzelner Stränge, um eine modifizierte Temperatur zu erhalten; und
Regeln der Vorlauftemperatur auf die durch die Heizkurve der modifizierten Temperatur zugeordneten Standard-Vorlauftemperatur; wobei die modifizierte Temperatur minimal auf die außerhalb des Gehäuses gemessene Temperatur und/oder maximal auf einen vorbestimmten Maximalwert modifiziert wird.
Mit dem Begriff Standard-Vorlauftemperatur wird die Temperatur bezeichnet, die gemäß einem Standardverfahren des Stands der Technik auf der Grundlage einer Heizkurve einer gemessenen Außentemperatur zugeordnet wird und auf die im Stand der Technik die Vorlauftemperatur eingeregelt wird. In der hier beschriebenen Weiterbildung wird die Vorlauftemperatur auf die Standard-Vorlauftemperatur geregelt, die einer modifizierten Außentemperatur über die Heizkurve zugeordnet ist.
Zudem ist die modifizierte (manipulierte) Temperatur nach unten hin durch die tatsächlich gemessene Temperatur begrenzt. Hierdurch kann vermieden werden, dass auf eine unnötig hohe Vorlauftemperatur gemäß einer unerwünscht niedrigen geänderten (manipulierten) „Außentemperatur" geregelt wird, wenn ein oder mehrere Nutzer beispielsweise bei relativ kalten Außentemperaturen Fenster bei vollständig geöffneten Thermostatventilen der Heizkörper in den Räumen mit den geöffneten Fenstern öffnen. Auch kann die modifizierte „Außentemperatur" maximal auf einen vorbestimmten Maximalwert gegenüber der tatsächlichen Außentemperatur geändert werden, um eine gewisse Reserve zum Anheizen in einem aktuell eintretenden Aufheizfall bereitstellen zu können.
Durch die zentrale Regelung der Vorlauftemperatur liegt diese auch an den anderen Strängen an, deren aktueller Wärmebedarf jedoch geringer ist. Daher ist es vorteilhaft, den Massenstrom des Heizungswassers in zumindest einem dieser Stränge auf der Grundlage der Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur für diesen Strang zu regeln. Insbesondere kann der Massenstrom in jedem der Stränge in Abhängigkeit davon reguliert werden, wie groß die jeweilige Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur eines jeden Strangs ist. Dadurch wird eine Energieverschwendung weiter reduziert. Durch die kombinierte Regelung der Vorlauftemperatur und des Massenstroms für jeden Strang kann die Versorgung mit der Wärmemenge weiter optimiert werden. Hierbei kann vorteilhafter Weise vorgesehen werden, dass der Massenstrom nicht unterhalb eines vorbestimmten Werts geregelt wird, so dass eine aktuelle Änderung des Wärmebedarfs, d.h. insbesondere das Einsetzen einer neuen oder intensivierten Heizphase zuverlässig erkannt werden und eine zeitnahe Anpassung der in dem Strang zu liefernden Wärmemenge erfolgen kann.
Es ist in diesem Zusammenhang noch zu betonen, dass das Vorsehen einer Massen- stromregulierung auch dahingehend vorteilhaft ist, dass kein zusätzlicher hydraulischer Abgleich erforderlich ist bzw. ein bestehender fehlerhafter hydraulischer Abgleich durch die Massenstromregulierung in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur kompensiert werden kann. Da Heizungsrohrnetze im Allgemeinen erhebliche Leitungslängen mit zahlreichen druckmindemden Verzweigungen, Bögen und Armaturen aufweisen, werden die Durchflussrate des Heizungswassers und der Wärmetransport mit größer werdender Entfernung von Kesselanlage und Förderpumpe zunehmend geringer. Bei Heizkörpern, die am Ende eines Heizungsstranges liegen, kann hieraus eine Unterversorgung resultieren.
Aus diesem Grund wird normalerweise ein hydraulischer Abgleich durchgeführt, der in Deutschland gemäß VOB/C - DIN 18380 an jeder Heizungsanlage vorzunehmen ist. Bei der Durchführung wird der Durchfluss an Heizkörpern, die in Pumpennähe liegen, reduziert und mit zunehmender Entfernung immer weniger gedrosselt. Der hydraulische Abgleich kann durch Voreinstellung der Thermostatventile und der Rücklaufverschrau- bungen an den einzelnen Heizkörpern erfolgen. Unterschiedliche Heizungsstränge werden in dem Stand der Technik durch Strangregulierventile einmalig abgeglichen. Gemäß obiger Weiterbildung hingegen wird der Massenstrom, beispielsweise mithilfe von Stellantrieben an solchen Strangregulierventilen (s. unten), reguliert.
Es wurde bereits oben erwähnt, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch dahingehend vorteilhaft ist, dass es zur kostengünstigen und relativ einfach installierbaren Modifikation bestehender Regelungskreise von Heizungsanlagen, insbesondere von Ein- rohrheizungsanlagen, verwendet werden kann. Daher wird hier ein Verfahren zur Nachrüstung einer Heizungsanlage in einem Gebäude zur Verfügung gestellt, wobei die Heizungsanlage eine Heizvorrichtung mit einem Ausgang zur Zuführung von Heizungswasser und einen Eingang zur Aufnahme des Heizungswassers und zumindest einen Strang zur Versorgung zumindest einer Heizfläche mit dem Heizungswasser, wobei der Strang an einem Ende mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden ist, einen Außenfühler zum Messen einer Temperatur außerhalb des Gehäuses und einen Standard-Regler, der dazu ausgebildet ist, die Heizvorrichtung auf der Grundlage der gemessenen Temperatur außerhalb des Gehäuses zu regeln, umfasst, die Schritte umfassend:
Einbauen einer Messeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperatur, zu messen und/oder eine Differenz zwischen einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung, Vorlauftemperatur, und einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperatur, zu bestimmen, und
Einbauen eines weiteren Reglers zwischen dem Außenfühler und dem Standard-Regler zum Regeln der Heizvorrichtung, wobei der weitere Regler dazu ausgebildet ist, auf der Grundlage der Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur den Wert der gemessenen Temperatur außerhalb des Gehäuses zu modifizieren und dem Standard-Regler den modifizierten Temperaturwert einzugeben, so dass der Standard-Regler die Heizvorrichtung auf der Grundlage des modifizierten Temperaturwerts regeln kann.
Die Differenz kann hierbei gemäß einer Alternative von dem weiteren Regler auf der Grundlage der von der Messeinrichtung gemessenen Rücklauftemperatur bestimmt werden.
Die Heizungsanlage kann hierbei eine Einrohranlage sein, in der eine Mehrzahl an Strängen mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden ist, derart dass ihnen Heizungswasser mit der Vorlauftemperatur zugeführt wird, und die Mehrzahl an Strängen mit dem Eingang der Heizvorrichtung verbunden ist, und wobei die Messeinrichtung dazu ausgebildet ist, Temperaturen des Heizungswassers in zumindest einem Teil der Mehrzahl der Stränge an der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperaturen, zu messen und/oder Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und Rücklauftemperaturen, zu bestimmen, und
der weitere Regler, der zwischen dem Außenfühler und dem Standard-Regler eingebaut ist, dazu ausgebildet ist, auf der Grundlage der Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und den Rücklauftemperaturen den Wert der gemessenen Temperatur außerhalb des Gehäuses zu modifizieren und dem Standard-Regler den modifizierten Temperaturwert einzugeben.
Die Heizungsanlage kann Strangregulierventile, oder andere Regel- bzw. Drosseleinrichtungen an den Enden von Strängen oder Heizkreisen auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung aufweisen und das Nachrüstverfahren kann weiterhin umfassen
Einbauen von Strangregelmechanismen;
Einbauen von Stellantrieben;
Verbinden der Stellantriebe mit den Strangregelmechanismen; und
Verbinden der Strangregelmechanismen mit dem weiteren Regler, der zwischen dem Außenfühler und dem Standard-Regler eingebaut ist; wobei
die Strangregelmechanismen dazu ausgebildet sind, in Reaktion auf Signale von dem weiteren Regler die Stellantriebe dazu zu veranlassen, die Strangregulierventile zu betätigen.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, wird weiterhin eine Heizungsanlage zur Verfügung gestellt, die umfasst
eine Heizvorrichtung mit einem Ausgang zur Zuführung von Heizungswasser und einen Eingang zur Aufnahme des Heizungswassers und zumindest einem Strang, der an ei- nem Ende mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden ist, zur Versorgung zumindest einer Heizfläche mit dem Heizungswasser;
eine Messeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperatur, zu messen und/oder eine Differenz zwischen einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung, Vorlauftemperatur, und einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperatur, zu bestimmen; und
eine Regelungseinrichtung, die mit der Heizvorrichtung und der Messeinrichtung verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, die von der Heizvorrichtung bereitgestellte Vorlauftemperatur auf der Grundlage der von der Messeinrichtung gemessenen Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur zu regeln.
Die Heizungsanlage kann eine Einrohrheizungsanlage sein, die umfasst
eine Mehrzahl an Strängen, die mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden sind, derart dass ihnen Heizungswasser mit der Vorlauftemperatur zugeführt wird, und die mit dem Eingang der Heizvorrichtung verbunden sind, und in der
die Messeinrichtung, dazu ausgebildet ist, Rücklauftemperaturen in zumindest einem Teil der Mehrzahl der Stränge auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung zu messen und/oder Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und Temperaturen des Heizungswassers in zumindest einem Teil der Mehrzahl der Stränge auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperaturen, zu bestimmen, und in der
die Regelungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Vorlauftemperatur auf der Grundlage der Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und den Rücklauftemperaturen zu regeln.
Weiterhin kann die Heizungsanlage einen Außenfühler zum Messen einer Temperatur außerhalb des Gehäuses umfassend, und die Regelungseinrichtung kann dazu ausge- bildet sein, die Vorlauftemperatur auf der Grundlage der von dem Außenfühler gemessenen Temperatur außerhalb des Gehäuses zu regeln.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Heizungsanlage
Strangregulierventile (oder andere Regel- bzw. Drosseleinrichtungen) an den Enden von Strängen oder Heizkreisen auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung;
Stellantriebe, die mit den Strangregulierventilen zur Betätigung derselben verbunden sind; und
Strangregelmechanismen, die mit den Stellantrieben und der Regelungseinrichtung verbunden sind, und die dazu ausgebildet sind, in Reaktion auf Signale von der Regelungseinrichtung die Stellantriebe dazu zu veranlassen, die Strangregulierventile zu betätigen.
Die Regelungseinrichtung kann hierbei und in den obigen Weiterbildungen ein Hauptregler sein, und die die Strangregelmechanismen können Unterregler, einer für jeden Strang, sein.
Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es versteht sich, dass die gezeigten Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.
Figur 1 stellt ein Flussdiagramm dar, das Schritte einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
Figur 2 veranschaulicht die Funktionsweise eines Hauptreglers und von n Unterreglern, die zur Regelung einer Heizungsanlage mit n Strängen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind. Wie in Figur 1 gezeigt, wird in einem Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens der Regelung einer Heizungsanlage in einem Gebäude die Temperatur außerhalb des Gebäudes gemessen 1 und die Vorlauftemperatur des Heizungswassers gemäß der gemessenen Außentemperatur, beispielsweise mithilfe zuvor erstellter und bereitgestellter Heizkurven, eingestellt 2. Ein Heizkessel wird dahingehend reguliert, dass er Heizungswasser mit der Vorlauftemperatur aufbereitet, das dann einem Strang zur Verteilung auf Heizkörper zugeführt wird 3. Soweit ist das Regelungsverfahren in dem Stand der Technik wohl bekannt.
Erfindungsgemäß wird die Rücklauftemperatur des Heizungswassers nachdem dieses beispielsweise zum Teil einen oder mehrere Heizungskörper und zum Teil eine Bypass- leitung passiert hat und wieder zu dem Brennkessel zurückgeströmt ist gemessen 4. Sodann wird der Temperaturunterschied des den Heizflächen über den Strang zugeführten Wassers und des zurückströmenden Wassers (also Vorlauftemperatur - Rücklauftemperatur) bestimmt 5, und es wird geprüft, ob diese Differenz eine vorbestimmte Schranke überschreitet oder nicht. Wenn die Differenz unterhalb der Schranke liegt, wird in dem beispielhaften Fall weiterhin Heizungswasser mit der unveränderten Vorlauftemperatur geliefert. Die Schranke kann ihrerseits von der Außentemperatur abhängen.
Wenn die Differenz oberhalb der Schranke liegt, wodurch ein erhöhter Wärmebedarf des Strangs angezeigt wird, erniedrigt eine Regelungseinrichtung die gemessene Außentemperatur 6 und stellt die Vorlauftemperatur auf der Grundlage der oben genannten Heizkurve gemäß der erniedrigten (manipulierten) Außentemperatur ein 7. Heizungswasser mit der derart geänderten Vorlauftemperatur wird geliefert. Ist die Differenz kleiner als eine andere vorbestimmte Schwelle, kann vorgesehen sein, dass die Außentemperatur erhöht wird, wodurch eine niedrigere Vorlauftemperatur eingestellt wird. In diesem Fall wird also nicht, wie in Figur 1 gezeigt, die Vorlauftemperatur beibehalten. Ein solcher Fall tritt zum Beispiel auf, wenn zu einer gewissen Zeit die Regeleinrichtungen (z. B. Thermostatventile) der Heizflächen sämtlicher Stränge zugedreht werden. In diesem Fall wird die Differenz von Vor- und Rücklauftemperatur für diese Strän- ge immer kleiner, und es kann die Vorlauftemperatur, nachdem eine nur kleine Differenz dieser Temperaturen festgestellt wurde, abgesenkt werden.
Es versteht sich, dass die Modifikation der Außentemperatur von der Größe des Temperaturunterschieds von Vorlauf und Rücklauf abhängt. Für bestimmte Heizungsanlagen kann die Änderung der Außentemperatur in Abhängigkeit von diesem Unterschied leicht empirisch so ermittelt werden, dass eine gewünschte Regelung des Klimas in den Räumen des Gebäudes bzw. eine gewünschte Einsparung der Heizungsenergie erreicht wird. Alternativ oder ergänzend können numerische Simulationen der Regelung der in Betracht stehenden Heizungsanlage von dem Fachmann entworfen und durchgeführt werden. Hierbei können in naheliegender Weise die Auswirkungen einer bestimmten Modifikation der Außentemperatur in Abhängigkeit bestimmter Differenzen zwischen der Vor- und Rücklauftemperaturen getestet und analysiert werden. In der Tat konnte in detaillierten Simulationsrechnungen ein Einsparpotential für eine erfindungsgemäß geregelte Einrohrheizungsanlage von bis zu 20 % der Wärmemenge gegenüber einer herkömmlich geregelten Anlage nachgewiesen werden. Sinngemäß gilt dieses auch für waagerechte Einrohrheizungen z.B. mit wohnungsweiser Verteilung.
Figur 1 zeigt insofern eine vereinfachte Veranschaulichung des Regelungsprinzips als im Allgemeinen die zu regelnde Heizungsanlage mehr als einen Strang umfassen wird. In diesem Fall erfolgt die Modifikation der gemessenen Außentemperatur gemäß der ermittelten größten Differenz zwischen den Rücklauftemperaturen der einzelnen Stränge und der Vorlauftemperatur, um dem aktuell größten Bedarf eines Strangs zu genügen. So kann in einem Wohngebäude durch einen Strang direkt übereinanderliegenden Räumen Heizungswasser zugeführt werden. Ein Strang beliefert zum Beispiel Räume, die typischer Weise als Wohnzimmer genutzt werden, ein anderer zum Beispiel Räume, die typischer Weise als Schlafzimmer genutzt werden, usw.
Zudem kann eine Regelung der Vorlauftemperatur vorteilhafter Weise auf der Grundlage der Differenzen von über mehrere Zeitintervalle gemittelte Vor- und Rücklauftemperaturen erfolgen, um ein unerwünschtes Schwingen des Regelkreises durch einzelne Ausreißer zu vermeiden. Außerdem kann die Vorlauftemperatur in vorbestimmten Schritten über eine gewisse Zeitdauer auf den der modifizierten Außentemperatur in der Heizkurve zugeordneten Wert eingestellt werden.
Figur 2 zeigt ein Beispiel für die Realisierung der hier offenbarten Regelung einer Heizungsanlage mithilfe eines Hauptreglers und von n Unterreglern entsprechend n Strängen, denen das Heizungswasser mit der Vorlauftemperatur zugeführt wird. Die Unterregler und der Hauptregler kommunizieren Daten über Datenleitungen oder per Funk. Der Hauptregler ist mit einem Heizkessel (nicht gezeigt) verbunden und regelt die Vorlauftemperatur Sy1 des von dem Heizkessel zur Verfügung gestellten Heizungswassers.
Jeder Unterregler erhält von dem Hauptregler die zentral oder dezentral vorbestimmte Vorlauftemperatur Qy1 und von einem Messfühler die Rücklauftemperatur S^ des ihm zugeordneten Stranges als Eingangsdaten eingegeben. Wie es in Figur 2 gezeigt ist, erhält der Hauptregler die Außentemperatur 3ΛU , die von einem Außenfühler gemessen wird, und Daten, insbesondere die Rücklauftemperatur 3RL , von den Unterreglern. Basierend auf den von den Unterreglem oder dem Hauptregler bestimmten Differenzen von Vor- und Rücklauftemperaturen modifiziert der Hauptregler die Außentemperatur, sodass auf der Grundlage der modifizierten Außentemperatur 9AUman die Vorlauftemperatur Sy1 mithilfe einer Heizkurve eingestellt wird.
In einer Ausführungsform übermittelt jeder Unterregler einen Änderungswunsch für die Vorlauftemperatur gemäß dem über die Differenz von Vorlauftemperatur Sy1 und Rücklauftemperatur SRL des ihm zugeordneten Strangs ermittelten Wärmebedarf. Der
Hauptregler empfängt sämtliche Änderungswünsche (die den trivialen Fall einschließen können, dass keine Änderung erwünscht ist), und wertet die Änderungswünsche hinsichtlich ihrer Priorität aus. Die Anforderung des Strangs mit der höchsten Wärmeanforderung resultiert auf Anweisung des Hauptreglers in einer Änderung der Vorlauftemperatur Sy1 des von einem Heizkessel zugeführten Heizungswassers.
In der Regel wird in sämtlichen Strängen Heizungswasser mit etwa derselben Vorlauftemperatur Sy1 zugeführt. Die n Unterregler können jedoch die ihnen zugeordneten Stränge über Drosselventile regulieren. Nach Maßgabe der ihnen eingegebenen Vorlauftemperatur können die Unterregler somit den Massenstrom durch ihre jeweiligen Stränge regulieren, indem sie entsprechende Ventilhubsignale ΔHi, .., ΔHn an Stellantriebe der Drosselventile senden, wodurch die den einzelnen Strängen zugeführte Wärmemenge entsprechend dem aktuellen Bedarf optimiert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Regelung einer Heizungsanlage in einem Gebäude, die eine Heizvorrichtung mit einem Ausgang zur Zuführung von Heizungswasser und einen Eingang zur Aufnahme des Heizungswassers und zumindest einen Strang, der an einem Ende mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden ist, zur Versorgung zumindest einer Heizfläche mit dem Heizungswasserumfasst, die Schritte umfassend:
Bestimmen einer Differenz zwischen einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung, Vorlauftemperatur, und einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperatur, und
Regeln der Vorlauftemperatur auf der Grundlage der bestimmten Temperaturdifferenz.
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 , weiterhin das Bestimmen einer Temperatur außerhalb des Gehäuses umfassend, und in dem die Vorlauftemperatur auf der Grundlage der außerhalb des Gehäuses bestimmten Temperatur geregelt wird.
3. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Heizungsanlage eine Einrohrheizungsanlage ist und der zumindest eine Strang zur Versorgung der zumindest einen Heizfläche mit dem Heizungswasser an einem anderen Ende mit dem Eingang der Heizvorrichtung verbunden ist.
4. Das Verfahren gemäß Anspruch 3, in dem eine Mehrzahl an Strängen mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden ist, derart dass ihnen Heizungswasser mit der Vorlauftemperatur zugeführt wird, und mit dem Eingang der Heizvorrichtung verbunden ist, und umfassend Bestimmen der Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und Temperaturen des Heizungswassers in zumindest einem Teil der Mehrzahl der Stränge an der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperaturen, und in dem
die Vorlauftemperatur auf der Grundlage der Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und den Rücklauftemperaturen geregelt wird.
5. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin Bestimmen der größten Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und den Rücklauftemperaturen umfassend, und in dem die Vorlauftemperatur auf der Grundlage der bestimmten größten Differenz geregelt wird.
6. Das Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, weiterhin umfassend
Regeln des Massenstroms des Heizungswassers in zumindest einem Strang auf der Grundlage der Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur für diesen Strang.
7. Das Verfahren gemäß Anspruch 6, in dem der Massenstrom nicht unterhalb eines vorbestimmten Werts geregelt wird.
8. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, weiterhin umfassend
Bereitstellen einer Heizkurve, die eine Standard-Vorlauftemperatur einer außerhalb des Gehäuses bestimmbaren Temperatur zuordnet, und worin das Regeln der Vorlauftemperatur umfasst:
Modifizieren einer außerhalb des Gehäuses bestimmten Temperatur auf der Grundlage der bestimmten Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur oder der bestimmten Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und den Rücklauftemperaturen, um eine modifizierte Temperatur zu erhalten; und Regeln der Vorlauftemperatur auf die durch die Heizkurve der modifizierten Temperatur zugeordneten Standard-Vorlauftemperatur; wobei
die modifizierte Temperatur minimal auf die außerhalb des Gehäuses gemessene Temperatur und/oder maximal auf einen vorbestimmten Maximalwert modifiziert wird.
9. Verfahren zur Nachrüstung einer Heizungsanlage in einem Gebäude, die eine Heizvorrichtung mit einem Ausgang zur Zuführung von Heizungswasser und einen Eingang zur Aufnahme des Heizungswassers und zumindest einen Strang, der an einem Ende mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden ist, zur Versorgung zumindest einer Heizfläche mit dem Heizungswasser einen Außenfühler zum Messen einer Temperatur außerhalb des Gehäuses und einen Standard-Regler, der dazu ausgebildet ist, die Heizvorrichtung auf der Grundlage der gemessenen Temperatur außerhalb des Gehäuses zu regeln, umfasst, die Schritte umfassend:
Einbauen einer Messeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperatur, zu bestimmen und/oder eine Differenz zwischen einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung, Vorlauftemperatur, und einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperatur, zu bestimmen, und
Einbauen eines weiteren Reglers zwischen dem Außenfühler und dem Standard- Regler zum Regeln der Heizvorrichtung, wobei der weitere Regler dazu ausgebildet ist, auf der Grundlage der Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur den Wert der gemessenen Temperatur außerhalb des Gehäuses zu modifizieren und dem Standard-Regler den modifizierten Temperaturwert einzugeben, so dass der Standard-Regler die Heizvorrichtung auf der Grundlage des modifizierten Temperaturwerts regeln kann.
10. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, in dem die Heizungsanlage eine Einrohranlage ist, in der eine Mehrzahl an Strängen mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden ist, derart dass ihnen Heizungswasser mit der Vorlauftemperatur zugeführt wird, und mit dem Eingang der Heizvorrichtung verbunden ist, und wobei in dem Verfahren
die Messeinrichtung dazu ausgebildet ist, Temperaturen des Heizungswassers in zumindest einem Teil der Mehrzahl der Stränge an der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperaturen, in zumindest einem Teil der Mehrzahl der Stränge an der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung zu messen und/oder Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und Temperaturen des Heizungswassers in zumindest einem Teil der Mehrzahl der Stränge an der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperaturen, zu bestimmen, und
der weitere Regler, der zwischen dem Außenfühler und dem Standard-Regler eingebaut ist, dazu ausgebildet ist, auf der Grundlage der Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und den Rücklauftemperaturen den Wert der gemessenen Temperatur außerhalb des Gehäuses zu modifizieren und dem Standard-Regler den modifizierten Temperaturwert einzugeben.
11. Das Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, in dem die Heizungsanlage Regeloder Drosseleinrichtungen, insbesondere Strangregulierventile, an den Enden von Strängen oder Heizkreisen auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung aufweist und weiterhin umfassend
Einbauen von Strangregelmechanismen;
Einbauen von Stellantrieben;
Verbinden der Stellantriebe mit den Strangregelmechanismen; und
Verbinden der Strangregelmechanismen mit dem weiteren Regler, der zwischen dem Außenfühler und dem Standard-Regler eingebaut ist; wobei die Strangregelmechanismen dazu ausgebildet sind, in Reaktion auf Signale von dem weiteren Regler die Stellantriebe dazu zu veranlassen, die Strangregulierventile zu betätigen.
12. Heizungsanlage, umfassend
eine Heizvorrichtung mit einem Ausgang zur Zuführung von Heizungswasser und einen Eingang zur Aufnahme des Heizungswassers und zumindest einem Strang, der an einem Ende mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden ist, zur Versorgung zumindest einer Heizfläche mit dem Heizungswasser;
eine Messeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperatur, zu bestimmen und/oder eine Differenz zwischen einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung, Vorlauftemperatur, und einer Temperatur des Heizungswassers auf der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperatur, zu bestimmen; und
eine Regelungseinrichtung, die mit der Heizvorrichtung und der Messeinrichtung verbunden ist und die dazu ausgebildet ist, die von der Heizvorrichtung bereitgestellte Vorlauftemperatur auf der Grundlage der von der Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur zu regeln.
13. Die Heizungsanlage gemäß Anspruch 12, in der die Heizungsanlage eine Ein- rohrheizungsanlage ist, die umfasst
eine Mehrzahl an Strängen, die mit dem Ausgang der Heizvorrichtung verbunden sind, derart dass ihnen Heizungswasser mit der Vorlauftemperatur zugeführt wird, und die mit dem Eingang der Heizvorrichtung verbunden sind, und in der
die Messeinrichtung, dazu ausgebildet ist, Rücklauftemperaturen in zumindest einem Teil der Mehrzahl der Stränge an der Seite des Eingangs der Heizvorrich- tung zu bestimmen und/oder Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und Temperaturen des Heizungswassers in zumindest einem Teil der Mehrzahl der Stränge an der Seite des Eingangs der Heizvorrichtung, Rücklauftemperaturen, zu bestimmen, und in der
die Regelungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Vorlauftemperatur auf der Grundlage der Differenzen zwischen der Vorlauftemperatur und den Rücklauftemperaturen zu regeln.
14. Die Heizungsanlage gemäß Anspruch 12 oder 13, weiterhin einen Außenfühler zum Messen einer Temperatur außerhalb des Gehäuses umfassend, und in der die Regelungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Vorlauftemperatur auf der Grundlage der von dem Außenfühler gemessenen Temperatur außerhalb des Gehäuses zu regeln.
15. Die Heizungsanlage gemäß Anspruch 13 oder 14, weiterhin umfassend
Regel- oder Drosseleinrichtungen, insbesondere Strangregulierventile, an den Enden von Strängen oder Heizkreisen auf der Seite des Ausgangs der Heizvorrichtung;
Stellantriebe, die mit den Strangregulierventilen zur Betätigung derselben verbunden sind; und
Strangregelmechanismen, die mit den Stellantrieben und der Regelungseinrichtung verbunden sind, und die dazu ausgebildet sind, in Reaktion auf Signale von der Regelungseinrichtung die Stellantriebe dazu zu veranlassen, die Strangregulierventile zu betätigen.
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