CH664622A5 - Verfahren und einrichtung zum optimieren der heizkurve einer heizungsanlage. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei einem bekannten Verfahren zum Optimieren einer Heizkurve (FR-PS 1461767) wird die Raumtemperatur auf die Weise geregelt, dass mindestens ein Parameter der Heizkurve in Abhängigkeit von der Regelabweichung zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Raumtemperatur selbsttätig so verstellt wird, dass die Regelabweichung verkleinert wird. Die Heizkurve wird hierdurch selbsttätig den Werten des betreffenden Gebäudes und der Heizungsanlage ange-passt, und nach einiger Zeit kann die Regelung der Raumtemperatur abgeschaltet und im weiteren nur noch die Heizungsvorlauftemperatur in durch die zuletzt eingestellte Heizkurve bestimmte Abhängigkeit von der Aussentemperatur gesteuert werden. Diese Optimierung der Heizkurve wird gestört, wenn kurzzeitige Störgrössen die Raumtemperatur unkontrolliert beeinflussen, beispielsweise durch zeitweises Öffnen von Fenstern.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum vorzugsweise vollautomatischen Optimieren der Heizkurve eines Heizkreises zu schaffen, welches sich so durchführen lässt, dass es gegen unvorhergesehene kurzzeitige Störgrössen der Raumtemperatur verhältnismässig unempfindlich ist und bei welchem ferner jederzeit zuverlässige Kriterien für die Optimierung der Heizkurve verfügbar sind.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene erfindungsgemässe Verfahren gelöst. Eine erfindungsge-mässe Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist in Anspruch 12 beschrieben.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich mittels kostengünstiger Einrichtungen durchführen, da nur eine relativ geringe Anzahl von beispielsweise vier bis sechs unterschiedlich gekrümmten Heizkurven vorgesehen werden müssen, die das Heizkurvenbüschel bilden. Zur Optimierung wird dann nach Erfordernis oder je nach vorgegebenen Kriterien zur Optimierung der Heizkurve von einer Heizkurve zu einer anderen Heizkurve des Heizkurvenbüschels bei unveränderter Steigung der allen Heizkurven gemeinsamen Sehne dieses Heizkurvenbüschels übergegangen oder es wird zum Übergang auf eine neue Heizkurve die Steigung S der Heizkurve Yi = S • fi (x) geändert. Die Krümmungsfunktion fi (x) wird dabei in letzterem Falle nicht geändert.
Indem die Raumtemperatur nicht geregelt, sondern nur durch die Steuerung oder vorzugsweise Regelung der Heizungsvorlauftemperatur gemäss der Heizkurve gesteuert wird, können vor jeder neuen Optimierung der Heizkurve die Abweichungen der Raumtemperatur von ihrem Steuer-Sollwert über längere Zeit gemittelt werden, so dass kurzzeitig auftretende Störgrössen der Raumtemperatur sich in dem Mittelwert der ermittelten Abweichung des Istwertes der Raumtemperatur vom Steuer-Sollwert nur unbedeutend niederschlägt und so hierdurch die Optimierung nicht oder vernachlässigbar beeinflusst wird. Beispielsweise kann in vielen Fällen zweckmässig so vorgegangen werden, dass die Raumtemperaturabweichung sei es unter kontinuierlicher
Messung oder durch Einzelmessungen in Zeitabständen über mindestens eine Stunde gemittelt und der Mittelwert danach daraufhin überprüft wird, ob eine neue Heizkurve erforderlich wird. Bevorzugt kann hierbei vorgesehen sein, dass s innerhalb 24 Stunden jeweils nur einmal die mittlere Abweichung der Raumtemperatur vom Steuer-Sollwert ermittelt und entsprechend einmal pro 24 Stunden geprüft wird, ob eine neue Optimierung der Heizkurve vorgenommen werden muss oder nicht. Wird diese Frage bejaht, findet dann eine io Neueinstellung der Heizkurve sei es durch Übergang auf eine andere Heizkurve des Heizkurvenbüschels bei unveränderter Steigung der Sehne oder durch Änderung der Steigung S der Sehne des Kurvenbüschels Yi = fi (x) statt. Wenn der Heizkreis mitTaganhebung und Nachtabsenkung betrieben 15 wird, kann zweckmässig vorgesehen sein, dass die mittlere Abweichung der Raumtemperatur vom Steuer-Sollwert über die Zeitdauer der Taganhebung ermittelt und anschliessend sofort oder innerhalb der nachfolgenden Nachtabsenkungs-zeitdauer eine neue Heizkurve eingestellt wird, wenn die 20 hierfür vorgesehenen Kriterien dies zur Optimierung erforderlich machen.
Eine Heizungsanlage kann einen oder mehrere Heizkreise aufweisen. Ein Heizkreis ist dadurch definiert, dass er der Beheizung eines oder mehrerer oder gegebenenfalls auch 25 vieler Räume des betreffenden Gebäudes oder einer Gebäudezone oder dergleichen dient und dass die Heizungsvorlauftemperatur des in diesen Heizkreis einströmenden Heizmittels (Heizmedium), bei dem es sich im allgemeinen um Wasser handeln kann, zur Steuerung der Raumtemperatur in 30 Abhängigkeit der Aussentemperatur gemäss einer Heizkurve geführt werden kann. Beispielsweise kann die Heizungvorlauftemperatur des betreffenden Heizkreises mittels eines Mehrweg-Mischventiles, vorzugsweise mittels eines Dreiweg- oder Vierweg-Mischventiles gesteuert werden. Im 35 einfachsten Fall hat eine Heizungsanlage einen einzigen Heizkreis und es kann dabei konstante oder gleitende Kesselvorlauftemperatur vorgesehen sein. Auch wenn die Heizungsanlage mehrere Heizkreise aufweist, kann mit konstanter oder in manchen Fällen auch mit gleitender Kessel-40 Vorlauftemperatur gearbeitet werden, wobei jedoch die Heizungsvorlauftemperatur jedes Heizkreises unabhängig von dem oder den anderen Heizkreisen in Abhängigkeit der Aussentemperatur gemäss der zugeordneten Heizkurve geregelt oder gesteuert werden kann.
45 Unter der Aussentemperatur ist eine für die Witterung massgebende Temperatur zu verstehen, bei der es sich also um die Aussenlufttemperatur allein oder um eine Temperatur handeln kann, die ausser der Aussenlufttemperatur auch noch andere Witterungsgrössen wie Wind, Sonnenein-50 Strahlung oder dergleichen berücksichtigt.
Bei der Raumtemperatur, die bei dem erfindungsgemässen Verfahren gesteuert wird, handelt es sich um die Temperatur eines einzigen Raumes oder um den Mittelwert der Raumtemperaturen mehrerer vorbestimmter beheizter Räume. Im 55 allgemeinen ist es ausreichend, falls der betreffende Heizkreis mehrere oder viele Räume beheizt, nur die Raumtemperatur eines einzigen ausgewählten Raumes für die Optimierung der Heizkurve zu erfassen. Bei der Raumtemperatur dieses Raumes kann es sich dabei um eine Lufttemperatur 60 oder gegebenenfalls auch um einen Mittelwert aus mehreren Temperaturen handeln, beispielsweise um einen gewichteten Mittelwert aus einer Lufttemperatur und einer Wandtemperatur des betreffenden Raumes, der dem Behaglichkeitsempfinden von in dem Raum befindlichen Personen Rechnung 65 trägt.
Indem erfindungsgemäss jeweils die günstigste Heizkurve des gegebenenfalls zum Verändern der Steilheit der Sehne geschwenkten Heizkurvenbüschels ausgewählt wird, ergibt
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sich, dass die jeweilige Heizungsvorlauftemperatur für die Steuerung der Raumtemperatur praktisch optimal ist. Störgrössen, welche die Raumtemperatur beeinflussen, wie z.B. das zeitweilige Öffnen von Fenstern, die Anwesenheit einer mehr oder weniger grossen Zahl von Personen im Raum, das s Vorhandensein wärmeentwickelnder Maschinen oder dergleichen, werden in ihrer Wirkung auf den Optimierungsvorgang relativ klein gehalten. Einige vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. 10
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine grafische Darstellung von fünf ein Kurvenbü- is schei bildenden normierten Heizkurven Yi (x), die unterschiedlich gekrümmt sind, jedoch eine gemeinsame Sehne E aufweisen,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung zur Erläuterung der bei dem erfindungsgemässen Verfahren ablau- 20 fenden Schritte beim Übergang zu einer neuen Heizkurve anderer Krümmungsfunktion ausgehend von zu hoher Raumtemperatur,
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung zur Erläuterung der bei dem erfindungsgemässen Verfahren ablau- 2s fenden Schritte beim Übergang zu einer neuen Heizkurve geänderter Sehnensteigung, ausgehend von zu hoher Raumtemperatur,
Fig. 4 und 5 den Fig. 2 bzw. 3 entsprechenden Darstellungen zur Erläuterung der beim erfindungsgemässen Ver- 30 fahren ablaufenden Schritte beim Übergang zu einer neuen Heizkurve, ausgehend von zu niedriger Raumtemperatur, Fig. 6 ein schematisches Flussdiagramm,
Fig. 7 eine Heizungsanlage mit einer Einrichtung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 35
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung wird von der bekannten Beziehung zwischen der Heizungsvorlauftemperatur, der Aussentemperatur, der Raumtemperatur und den Nennwerten der drei genannten Grössen für den jeweiligen Auslegungsfall der Heizungsanlage sowie von den bekannten, für die Heizkurvenkrümmung verantwortlichen Werten m ausgegangen. Dabei ergibt sich folgende bekannte Beziehung:
dann lässt sich die Gleichung (1) wie folgt schreiben:
Y =
$HVn ~ &Rn
+ ■9,
(2)
In dieser Gleichung (2) ist x die einzige Variable des Nenners, solange gilt: m = konstant, was insofern praktisch stets der Fall ist, als m durch die Art der verwendeten Heizkörper und dergleichen des betreffenden Heizkreises bestimmt wird.
Mit Gleichung (2) lassen sich folglich alle Heizkurven für die jeweilige Auslegung der Heizungsanlage bzw. des betreffenden Heizkreises darstellen. Diese mathematische Beziehung ist jedoch so komplex, dass ihre Realisierung auch bei Einsatz eines Mikroprozessors, insbesondere wegen des relativ hohen Bedarfs an Speicherplätzen und Rechenzeit zu aufwendig würde.
Gemäss der Erfindung werden eine Mehrzahl von Heizkurven nach Gleichung (2) für vorbestimmte Werte Xn, ÖHvn, ÔRn, 3zn, m durch folgende Beziehung dargestellt:
Yi = S-f,(x)
(3)
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9uv —
sz-9a
$HVn ~ 9r
/ ^HVn ~ flzn \ _|7 9z--9a \ ™ - ' 1
\ ■^Rn-'^zn / L\ 9zn-9anJ ]
(1)
wobei
9z = Raumtemperatur 9a = Aussentemperatur 9hv = Heizungsvorlauftemperatur 9r = Rücklauftemperatur m = für den Heizkörper charakteristischer Exponential-faktor n = Index für die Nenngrössen der Heizungsanlage im Auslegungsfall
Wenn in der Beziehung gemäss Gleichung (1) folgende Substitutionen durchgeführt werden:
9hv-9z= Y
9hVü—9zn— Yn
9z-9a = X 9zn—9an~ Xn
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65
wobei fi so bestimmt wird, dass die Gleichung (2) im vorliegenden Aussentemperaturbereich jeweils mit guter Näherung erfüllt wird, was am einfachsten durch Annäherung mittels Polynomen erfolgen kann. Der Index i (i = 1,2...) definiert die unterschiedlichen Heizkurven des Heizkurvenbüschels und S ist die Steigung tga der Sehne E der Heizkurven, während die Funktion fi (x) die Krümmungsfunktion der normierten Heizkurve darstellt. Unter einer normierten Heizkurve ist eine Heizkurve zu verstehen, die vom Nullpunkt eines Koordinatensystems ausgeht, dessen Nullpunkt so gewählt ist, dass dort die Heizungsvorlauftemperatur gleich der Raumtemperatur ist.
Gemäss der Erfindung werden eine Anzahl Heizkurven Yi unterschiedlicher Krümmungsfunktionen fi (x) vorgegeben, wobei die durch diese Funktionen fi (x) bestimmten Krümmungen so gewählt sind, dass sie über den in der Praxis vorkommenden Wertbereich m der Gleichung (2) gleichmässig verteilt sind. Wie erwähnt, ist m abhängig von den Heizkörpern und die in der Praxis üblichen Heizkörper liegen im wesentlichen in dem Wertbereich von m = 1,1 bis 1,6. Man kann nun vorsehen, die Funktionen fi (x) so auszuwählen, dass sie nur einen Teilbereich dieses Wertbereiches erfassen, beispielsweise für eine Einrichtung den Wertebereich von 1,1 bis 1,35 und für eine andere Einrichtung den Wertbereich 1,35 bis 1,6. In diesem Fall können dann beispielsweise zwei oder drei unterschiedliche Funktionen fi (x) für das Heizkurvenbüschel ausreichen. Günstiger ist es jedoch, eine solche Anzahl von Funktionen fi (x) in der Einrichtung zu speichern, dass sie den genannten Wertebereich von m = 1,1 bis m = 1,6 - oder gegebenenfalls einen noch grösseren Wertebereich - als Büschel erfasst. Dies kann gemäss einer bevorzugten Ausführungsform auf die Weise erfolgen, dass insgesamt fünf Funktionen fi (x) unterschiedlicher Krümmungen ausgewählt werden, die ungefähr den Werten m = 1,15; 1,25 ; 1,35 ; 1,45 und 1,55 zugeordnet sind. Dies ist an einem Beispiel in Fig. 1 dargestellt. Die Fig. 2 bis 4 gehen von Heizkurven der Fig. 1 aus.
In Fig. 1 ist ein Heizkurvenbüschel mit fünf Heizkurven Yl, Y2, Y3, Y4 und Ys dargestellt, wobei Yi = S-fi (x) ist. Diese Heizkurven Yi weisen eine einzige gemeinsame Sehne E auf, deren Steigung S = tga ist. Dieses Heizkurvenbüschel Yi ist
so normiert, dass sein Nullpunkt in den Nullpunkt des rechtwinkligen Koordinatensystems Y, x fällt, x bedeutet die vom Nullpunkt aus abwärts verlaufende Aussentemperatur und Y die vom Nullpunkt aus aufwärts verlaufende Heizungsvor-lauftemperatur. Der Nullpunkt entspricht dem jeweiligen Steuer-Sollwert der Raumtemperatur, der mittels Regelung oder Steuerung der Heizungsvorlauftemperatur gemäss der jeweiligen Heizkurve gesteuert wird. Wenn also der Steuer-Sollwert der Raumtemperatur beispielsweise +20°C beträgt, dann entspricht der Nullpunkt des Koordinatensystems für beide Koordinatenachsen 20°C, da im Nullpunkt die Heizungsvorlauftemperatur gleich der Raumtemperatur und diese hier gleich der Aussentemperatur ist. Die Koordinaten Yn und xn der Sehne E und damit der obere Endpunkt des Heizkurvenbüschels entspricht den Nenngrössen der Heizungsanlage, wobei jedoch Yn durch Verstellung der Steilheit S zur Heizkurvenoptimierung selbsttätig durch die erfindungsgemässe Einrichtung verstellt werden kann. Wenn beispielsweise die Heizungsanlage auf eine minimale Aussentemperatur von -15°C ausgelegt ist, dann entspricht Xn dieser Aussentemperatur von -15°C. Ist die Heizungsanlage auf eine max. Heizungsvorlauftemperatur von 90°C ausgelegt, dann entspricht Yn dieser Heizungsvorlauftemperatur von 90°C. Die Krümmungsfunktionen fi (x) berücksichtigen ferner gemäss Gleichung (2) die Temperaturspreizung *>HVn-Srü, auf die die jeweilige Heizungsanlage ausgelegt ist. Bei einer Heizungsanlage, die auf 90°C maximale Heizungsvorlauftemperatur ausgelegt ist, beträgt die Temperaturspreizung meistens 20 K, d.h. dass dann die maximale Heizungsrücklauftemperatur 70°C beträgt. Sofern die Heizungsanlage für eine andere Temperaturspreizung ausgelegt ist, dann muss dies bei den Funktionen fi (x) berücksichtigt werden.
Zur Heizkurvenoptimierung kann zwischen den fünf Funktionen fi (x) gewechselt werden und ferner kann die Steigung S der Sehne E des Heizkurvenbüschels stetig oder in kleinen Schritten verstellt werden.
Wie bereits oben angedeutet, ist es besonders zweckmässig, wenn die Funktionen fi (x) nicht als stetige Funktionen im Rechner behandelt werden, sondern durch den exakten stetigen Funktionen in ausreichender Näherung angepasste Polynome, für die gilt:
k = w fi(x)= S aik • xk (4)
k = 0
Durch die Nachbildung der Krümmungsfunktionen fi durch solche Polynome wird die mathematische Behandlung dieser Gleichungen in der Optimierungseinrichtung wesentlich vereinfacht, u.a. deshalb, weil nur noch eine verhältnismässig beschränkte Anzahl von unterschiedlichen Koeffizienten aik gespeichert werden müssen. Es hat sich dabei als besonders günstig erwiesen, wenn die Gleichung (4) mit w = 5 verwendet wird, d.h. insgesamt sechs unterschiedliche Koeffizienten ak pro Einzelfunktion fi (x) verwendet werden, nämlich ao, ai, a2, a3, a4 und as. Diese Koeffizienten werden für die betreffende Funktion so berechnet, dass die Gleichung eine möglichst gute Annäherung an die für die betreffenden Werte der Gleichung (2) sich ergebende stetige Heizkurve darstellt. Es lässt sich zeigen, dass dann, wenn man fünf unterschiedliche Heizkurvenkrümmungen, d.h. i = 5 und w = 6 vorsieht, dann der maximale Betrag des Fehlers in der Steuerung der Raumtemperatur auf den gewünschten Sollwert kleiner als 0,5 K wird, was bei den in der Praxis auftretenden Bedingungen voll ausreichend ist. Mit noch höheren Werten für i und gegebenenfalls w lässt sich dieser Fehler natürlich noch weiter verringern.
Unter Berücksichtigung der vorstehend angenommenen
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Vereinfachungen, die im Hinblick auf die in der Praxis gewünschte Einhaltung der Raumtemperatur auch in schwierigen Fällen normalerweise völlig ausreichend sind, lassen Heizkurvendaten also beispielsweise in Form von fünf Polynomen mit jeweils sechs Koeffizienten ak bequem speichern. Ein derart geringer Speicherplatzbedarf kann bei der heutigen Halbleitertechnologie ohne weiteres auf einer integrierten Schaltung zur Verfügung gestellt werden.
Nachdem vorstehend die Grundlagen der Datenaufbereitung für bei dem erfindunsgemässen Verfahren einsetzbare Heizkurven ausführlich dargelegt wurden, wird nachfolgend noch näher an Ausführungsbeispielen darauf eingegangen, wie man mit Hilfe geeigneter Suchalgorithmen jeweils die günstigste Heizkurve ermitteln kann, um diese jeweils günstigste Heizkurve möglichst durch nur einen Einstellschritt bereits zu erreichen.
Hierzu wird auf die Fig. 2 bis 5 der Zeichnung verwiesen, in denen jeweils x-Y Diagramme für ein Heizkurvenbüschel der Fig. 1 dargestellt sind. Es sei dabei angenommen, dass zum betrachteten Zeitpunkt jeweils die mit A bezeichnete Heizkurve als Ausgangskurve eingestellt sei und es hätte sich das Kriterium ergeben, auf eine günstigere Heizkurve überzugehen. Dies ist dann der Fall, wenn die Differenz A z zwischen Steuer-Sollwert und Istwert der Raumtemperatur einen vorbestimmten positiven oder negativen Schwellwert überschreitet. Es kann dabei zwar vorgesehen sein, dass sofort nach jedesmaligem Überschreiten des Schwellwertes auf eine neue, die Raumtemperaturabweichung verringernde Heizkurve übergegangen wird, doch ist bevorzugt vorgesehen, dass die Raumtemperaturabweichung zum Ausschalten von kurzzeitigen zufälligen Überschreitungen des Schwellwertes die Raumtemperatur erst nach längerzeitiger, z.B. mindestens eine Stunde betragender Überwachung daraufhin ausgewertet wird, ob tatsächlich der Übergang auf eine andere Heizkurve sinnvoll ist. Auf vorteilhafte Möglichkeiten hierfür wird weiter unten noch eingegangen.
In dem Diagramm nach Fig. 2 sei angenommen, dass sich in dem Raum, dessen Raumtemperatur auf den Sollwert 3zn gesteuert wird, eine Übertemperatur A z über einen längeren Zeitraum ergeben hat, beispielsweise über mindestens eine Stunde hinweg, die anzeigt, dass die momentane Heizkurve A falsch gewählt ist und deshalb Übergang auf eine andere, die Raumtemperatur genauer steuernde Heizkurve erwünscht ist. Die momentane Aussentemperatur betrage xo und es ergibt sich dann aus der eingestellten Heizkurve A, dass momentan die Heizungsvorlauftemperatur auf den Wert Yo geregelt wird. Dieser Wert Yo führte also dazu, dass der Steuer-Sollwert der Raumtemperatur bleibend um den Betrag A z überschritten würde, die Raumtemperatur also $zn + A z beträgt. Es wird deshalb unter den gespeicherten Heizkurven eine andere Heizkurve gesucht, die den Sollwert der Raumtemperatur möglichst gut erreichen lässt, also dass bei der Aussentemperatur xo die Heizungsvorlauftemperatur gemäss der neuen Heizkurve auf einen solchen Wert geregelt wird, dass die Raumtemperatur ungefähr den Wert 3zn annimmt. Der Suchalgorithmus kann nunmehr, wie in Fig. 2 dargestellt, so arbeiten, dass zuerst in diesem Diagramm bei unveränderter Steigung S des Heizkurvenbüschels Yi geprüft wird, ob es eine Heizkurve enthält, die bei der vorliegenden Aussentemperatur xo durch Verringerung der Heizungsvorlauftemperatur die Raumtemperatur so weit absenkt, dass der Sollwert 9zn mit einer vorbestimmten Genauigkeit von beispielsweise ± 0,5 K eingehalten wird. Dies kann mit guter Näherung zum Beispiel so erfolgen, dass für den Koordinatenpunkt Yo; xo + A z geprüft wird, ob er innerhalb der Heizkurvenschar Yi liegt oder nicht. Falls ja, wird ermittelt, welche Heizkurve Yi diesem Koordinatenpunkt am nächsten liegt und es wird dann auf diese neue Heizkurve (Heizkurve
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B in Fig. 2) umgeschaltet, so dass nunmehr gemäss ihr die Heizungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit der Aussentemperatur geregelt wird. Diese Heizkurve bleibt dann so lange eingestellt, bis sich wieder eine signifikante Abweichung À z ergeben hat, die den Übergang zu einer anderen Heizkurve erforderlich macht. Dies wird jedoch allenfalls nur bei erheblich geänderten Aussentemperaturen auftreten.
Wenn die Übertemperatur A z auf die beschriebene Weise nicht korrigiert werden kann, dann wird anstelle des Aufsuchens einer neuen Krümmungsfunktion fi (x) die Steigung S der Heizkurve A unter Beibehalt der Heizkurvenkrüm-mungsfunktion fi (x) geändert und hierdurch, wie in Fig. 3 dargestellt, als neue Heizkurve die Heizkurve B erhalten. Die vorzunehmende Änderung von S kann auf irgenwelche Weise vorgegeben werden, beispielsweise eine konstante Änderung von S programmiert sein, oder was besser ist, die Änderung von S kann rechnerisch so ermittelt werden, dass die neue Heizkurve bereits den Steuer-Sollwert der Raumtemperatur möglichst genau bei der vorliegenden Aussentemperatur xo steuert. Dies kann vorzugsweise wie folgt erreicht werden : Ausgehend von den Momentanwerten xo, Yo wird der Abszissenwert xo + A z ermittelt und dann der ihm zugehörige Wert Yi = Yo + A Y auf der Ausgangsheizkurve A ermittelt. Dann ergibt sich als Steilheit Sb der Sehne Eb der neu einzustellenden Heizkurve B in guter Näherung gemäss dem Strahlensatz:
Y
SB = Sa • Yo+°AY ; wo SB = tga„und SA = tgaA
und Sa die Steilheit der Sehne der Ausgangsheizkurve A ist. Obwohl die Krümmungsfunktion fi (x) dabei nicht geändert wurde, ist die neue Heizkurve B wegen der verringerten Steigung Sb schwächer gekrümmt als die Heizkurve A. Der Nennwert Yn der Heizungsvorlauftemperatur hat sich von YnA auf YnB verringert, was jedoch bei der Krümmungsfunktion fi (x) nicht berücksichtigt werden muss, da vernachlässigbar. Es stellt sich dann bei dieser Aussentemperatur xo durch die Regelung der Heizungsvorlauftemperatur auf den durch die neue Heizkurve B bestimmten Wert eine Raumtemperatur ein, die dem Steuer-Sollwert der Raumtemperatur entspricht oder sehr nahe an ihm liegt.
Nach der vorstehend erläuterten Korrektur der Steilheit S kann u.U. eine weitere Annäherung durch Übergang auf eine andere Krümmungsfunktion wünschenswert sein. Eine entsprechende Korrektur könnte dann wieder in der Weise erfolgen, wie dies anhand der Fig. 2 erläutert wurde. Insgesamt ist jedoch gewährleistet, dass ein grösserer Fehler in der Raumtemperatur nach Durchführung eines der vorstehend beschriebenen Näherungsschritte allenfalls erst dann wieder auftreten kann, wenn sich die Witterungsbedingungen stärker verändert haben und die eingestellte Krümmungsfunktion und Steilheit der Heizkurve noch nicht ausreichend genau genug waren.
Wenn sich anstelle einer Übertemperatur der Raumtemperatur eine Untertemperatur ergibt, dann erfolgt der Übergang von der jeweiligen Ausgangsheizkurve A zu der neuen Heizkurve B in entsprechender Weise gemäss Fig. 4 und 5 der Zeichnung, die im Hinblick auf die obigen Erläuterungen keiner weiteren Erläuterungen bedürfen. Für Fig. 5 gilt Sb = Sa • Yo/( Yo-A Y), da hier A Y negativ ist. Auf die beschriebene Weise lässt sich in relativ kurzer Zeit die Heizkurve optimieren. Diese Zeitdauer kann bspw. einige Tage oder einige Wochen betragen. Je stärker die Aussentemperaturen schwanken, um so rascher wird die optimale Heizkurve eingestellt. Nach erfolgter Einstellung der optimalen Heizkurve kann gegebenenfalls die Optimierung abgeschaltet werden, oder die Optimierungseinrichtung ganz abgenommen werden. Jedoch ist es zweckmässiger, die Optimierungseinrichtung ständig wirksam sein zu lassen, so dass auch etwaige bauliche Änderungen an dem Heizkreis oder in dem betreffenden beheizten Raum eine erneute Optimierung auslösen oder auch Nachoptimierungen aus anderen Gründen stets stattfinden können.
Der vorstehend erläuterte Suchalgorithmus, welcher bei dem erfindungsgemässen Verfahren vorzugsweise angewandt werden kann, lässt sich sehr übersichtlich als ein Flussdiagramm darstellen, wie dies Fig. 6 zeigt. Die Blöcke in Fig. 6 haben folgende Bedeutung:
Block 100 = Start.
Block 102 = Ermittle mittleren Fehler A z der Raumtemperatur über einen vorbestimmten, zyklisch wiederholten Zeitraum, z.B. über jeweils 24 h oder über die tägliche Belegzeit des betreffenden Raumes von bspw. 8 h/Tag.
Block 104 = Überschreitet A z den zulässigen Schwankungsbereich und den Sollwert der Raumtemperatur nach oben oder unten?
Block 106 = Lässt sich der Raumtemperaturfehler durch Übergang auf eine andere Krümmungsfunktion fi (x) bei unverändertem S korrigieren?
Block 108 = Ermittle die neu einzustellende Heizkurvenfunktion fi (x), durch die der Raumtemperaturfehler am stärksten verkleinert wird und stelle diese neue Heizkurvenfunktion ein.
Block 110 = Ermittle diejenige Steigung der Sehne E des Heizkurvenbüschels, bei welcher bei unveränderter Krümmungsfunktion fi (x) der Raumtemperaturfehler am stärksten verkleinert oder vollständig beseitigt wird und stelle diese neue Steigung S ein.
Ferner bedeuten in Fig. 6
J = JA N = NEIN
Wie das Flussdiagramm gemäss Fig. 6 zeigt, wird also nach dem Start - Block 100 - des Suchalgorithmus eine mittlere Abweichung Az der Raumtemperatur, bspw. aufgrund einer Änderung der Aussentemperatur gemäss Block 102 ermittelt. Der ermittelte Wert Az der Temperaturabweichung wird dann gemäss dem Entscheidungsblock 104 darauf überprüft, ob er eine vorgegebene Fehlergrenze überschreitet. Wenn dies der Fall ist (JA), dann erfolgt gemäss dem Entscheidungsblock 106 eine Überprüfung, ob eine Korrektur der Temperaturabweichung Az mit einer Heizkurve mit einer anderen Funktion fi (x) korrigiert werden kann. Wenn die Temperaturabweichung Az die Fehlergrenze nicht übersteigt, dann wird vom NEIN-Ausgang des Blockes 104 zum Eingang des Blockes 102 zurückgekehrt oder mit dieser Rückkehr ggfs. bis zum zeitprogrammierten Beginn des nächsten Zyklus zugewartet. Wenn gemäss Block 106 festgestellt wird, dass eine Korrektur von Az bei Verwendung einer neuen Funktion fi, d.h. bei Arbeiten mit einer Heizkurve anderer Krümmung möglich ist (JA), dann wird gemäss Block 108 die neue Heizkurvenkrümmungsfunktion bestimmt. Andernfalls wird über den NEIN-Ausgang des Blockes 106 gemäss Block 110 eine neue Heizkurve mit der alten Funktion fi (x), jedoch mit einer neuen Steilheit S ermittelt. Vom Ausgang der Blöcke 108,110 erfolgt dann die Rückkehr zum Eingang des Blockes 102.
Vorstehend wurde erläutert, wie bei einer gegebenen mittleren Temperaturabweichung A z der Raumtemperatur der Übergang von einer Ausgangsheizkurve zu einer neuen Heizkurve unter Anwendung des erfindungsgemässen Suchalgorithmus durchgeführt werden kann. Dabei wurde deutlich, dass ein relativ einfaches «Programm» gemäss dem in Fig. 6 gezeigten Flussdiagramm durchlaufen werden muss,
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wobei die erforderlichen Heizkurvendaten aus entsprechenden Speichern abgerufen werden können.
An dieser Stelle sei nun darauf hingewiesen, dass die Ermittlung der Abweichung A z der Raumtemperatur sowohl manuell wie automatisch erfolgen kann. Dabei wird im 5 ersten Fall aufgrund von Messungen die Temperaturabweichung A z festgestellt und die ermittelte Abweichung A z wird von Hand über eine geeignete Tastatur in das Gerät eingegeben (halbautomatischer Betrieb). Im zweiten Fall wird die Raumtemperatur mit Hilfe eines Raumtemperaturfüh- 10 lers überwacht und die jeweilige Temperaturabweichung A Z wird automatisch ermittelt. .
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird die Temperaturabweichung vorzugsweise im automatischen Betrieb nach einem statistischen Verfahren ermöglicht, welches dafür is sorgt, dass Störgrössen, wie Sonneneinstrahlung, Lüften usw., nicht zu ständigen Änderungen der ausgewählten Heizkurve führen.
Bevorzugt kann zur Ermittlung eines über einen vorbestimmten längeren Zeitraum durch Mittelwertbildung gebil- 20 deten Wertes A z, wie er nach Ende dieses vorzugsweise mindestens eine Stunde betragenden Zeitraumes dem Block 104 eingegeben wird, die Raumtemperatur 3z in j zeitlich diskreten Schritten, z.B. in Abständen von 1 Min. abgetastet werden, wobei jeweils die momentane Abweichung 25
berechnet wird. Aus diesen Einzelwerten der Temperaturabweichung kann dann die mittlere Raumtemperaturabweichung A z gemäss folgender Gleichung berechnet werden:
AZ = AZ: =
wobei gilt:
_ AZj_| - (M - 1) +AZj
M
(5)
30
Azo = 0 35
M = jfÜrj<jGreiK M = je renz fürj > je renz wobei jGrenz = vorgegebene Höchstzahl der Abtastschritte pro Zeitraum für die Bildung einer Abweichung A zj ist. jGrenz 40 kann bspw. 2000 betragen.
Ausserdem erfolgt die Berechnung der Temperaturabweichung A z in Form eines Mittelwertes aus den bei mehreren oder vielen Messschritten erhaltenen Einzelabweichungen, vorzugsweise nur während der Zeit, in der der betreffende 45 Raum normalerweise belegt ist bzw. in der die Heizungsanlage im Normalbetrieb arbeitet und nicht im Nachtbetrieb oder im Wochenendbetrieb bei abgesenkter Temperatur.
Vorzugsweise erfolgt eine Änderung der Heizkurve in Abhängigkeit von der ermittelten Temperaturabweichung so A z erst am Ende eines sogenannten Belegungsintervalles, in dem der betreffende Heizkreis im Normalbetrieb arbeitet. Die Neueinstellung kann dann also bspw. während der Phase der nächtlichen Temperaturabsenkung durchgeführt werden. ss
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine Neueinstellung der Heizkurve bereits während der Belegungszeit durchgeführt wird, bspw. dann, wenn aus irgendwelchen Gründen eine übermässige Temperaturabweichung A z festgestellt wird, die einen in diesem Zusammenhang vorgege- 60 benen Grenzwert übersteigt.
Ausserdem kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass nach der Durchführung einer Neueinstellung der Heizkurve bis zum Beginn der nächsten Neueinstellung eine Mindestzeit von bspw. 2 h eingehalten wird, damit sich die Raumtempe- ss ratur entsprechend der neu eingestellten Heizkurve stabilisieren kann.
Weiterhin kann für den Fall, dass die Heizanlage ständig im Normalbetrieb arbeitet, die mittlere Temperaturabweichung A z über 24 Stunden hinweg ermittelt und bspw. jeweils um 24 Uhr eine Überprüfung durchgeführt werden, ob die Heizkurve neu einzustellen ist.
In Fig. 7 ist eine Heizungsanlage eines Gebäudes, einer Gebäudezone oder dergl. ausschnittsweise dargestellt und mit 10 bezeichnet, deren Heizkreis 11 eine mit 12 bezeichnete, in Blockbilddarstellung schematisch dargestellte Optimierungseinrichtung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zugeordnet ist. Die Heizungsanlage 10 weist einen Kessel 30, eine Kesselvorlaufleitung 31, ein Dreiweg-Mischventil 32, eine Heizungsvorlaufleitung 33, eine Heizungsrücklaufleitung 35 und eine Kesselrücklaufleitung 36 auf. Eine Abzweigung 35' der Heizungsrücklaufleitung führt zu dem einen Eingang des Ventils 32. Die Kesselvorlauftemperatur kann auf konstanten Wert geregelt werden. Das Mischventil 32 steuert die Heizungsvorlauftemperatur, in dem es mittels eines von einem Heizungsvorlauftemperatur-Regler 37 angesteuerten Stellmotor 38 verstellt wird. Diese Heizungsvorlauftemperatur wird mittels eines Temperaturfühlers 21 gefühlt und als Istwert dem Regler 37 eingegeben, dessen Heizungsvorlauftemperatur-Sollwert von einem Multiplizierglied 39 geliefert wird, das die von zwei Rechnern 108 und 110, die den Blöcken 108 und 110 in Fig. 6 entsprechen, gelieferten Werte fi (x) und S multipliziert, so dass Yi = S • fi (x) ist und Yi ergibt für die momentane Aussentemperatur xo den Sollwert für die Heizungsvorlauftemperatur. Der Momentanwert xo der Aussentemperatur wird von einem Aussentemperaturfühler 20 in den Rechner 108 eingegeben. Dieser Rechner 108 weist Speichermittel zum Speichern der unterschiedlichen Krümmungsfunktionen fi (x) auf, die vorzugsweise in Form von Polynomen gemäss Gleichung (4) gespeichert sein können. Für jede einzelne dieser Krümmungsfunktionen fi (x) ist ein gesonderter Speicherabschnitt vorhanden. Je nachdem, welcher Speicherabschnitt für die Bildung der momentanen Heizkurve benutzt wird, d.h. je nachdem, welche der Funktionen fi (x) eingestellt ist, berechnet der Rechner 108 den Momentanwert der betreffenden Funktion fi (x) aus den betreffenden gespeicherten Kurvendaten und der momentanen Aussentemperatur xo. Der Rechner 110 dient der Vorgabe der Steilheit S der Sehne des betreffenden Heizkurvenbüschels. Für die weiter oben anhand der Fig. 2 bis 5 erläuterten Rechenoperationen wird den Rechnern 108,110 auch der Momentanwert Yi und dem Rechner 110 die eingestellte Funktion fi (x) eingegeben.
Der Heizkreis 11 weist Wärmetauscher 40 auf, von denen nur einer dargestellt ist, der einen Gebäuderaum 41 beheizt, dessen Raumtemperatur mittels eines Temperaturfühlers 22 gefühlt wird. Diese Raumtemperatur wird einem dem Block 102 der Fig. 6 entsprechenden Rechner 102 als Istwert der Raumtemperatur eingegeben, dem auch der Steuer-Sollwert der Raumtemperatur mittels des Sollwert-Stellers 101 eingegeben wird. In diesem Rechner 102 wird jeweils der mittlere Fehler A z der Raumtemperatur über einen vorbestimmten, mittels einer Zeitschaltuhr 99 zyklisch wiederholten Zeitraum, z.B. über jeweils 24 Stunden oder über die tägliche Belegungszeit des Raumes 41 von beispielsweise acht Stunden/Tag berechnet. Die Abtastung des Istwertes der Raumtemperatur kann dabei beispielsweise in Zeitabständen von 1 min. erfolgen. Aus den während des betreffenden Abtastzeitraumes ermittelten Raumtemperaturabweichungen wird fortlaufend der Mittelwert der Raumtemperaturabweichung A z beispielsweise gem. Gleichung (5) berechnet. Der im Block 102 berechnete Mittelwert A z wird jedoch gesteuert durch die Zeitschaltuhr 99 erst am Ende des programmierten Abtastzeitraumes aus dem Rechner 102 abgefragt und unter Rückstellung des Rechners 102 auf Null dann darauf in den Block 104 eingelesen und in ihm über-
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prüft, ob dieser Mittelwert A z den zulässigen Schwankungsbereich um den Sollwert der Raumtemperatur nach oben oder unten überschreitet. Falls die Antwort NEIN ist, bleibt die Heizkurve ungeändert und die Zeitschaltuhr sperrt weitere Arbeit der Optimierungseinrichtung 12 bis zum Beginn s des nächsten programmierten Berechnungszyklus der mittleren Raumtemperaturabweichung A z. War dagegen die vom Block 104 gestellte Frage mit JA beantwortet worden,
dann wird A z in den Block 106 eingelesen und in ihm darauf überprüft, ob sich der Raumtemperaturfehler durch Über- io gang auf eine andere Krümmungsfunktion fi (x) bei unverändertem S korrigieren lässt oder nicht. Falls die Antwort JA ist, wird A z in den Block 108 eingelesen, der dann, wie anhand der Fig. 2 und 4 erläutert, eine neue Krümmungsfunktion fi (x) sucht und einstellt, durch die die Heizkurve is optimiert wird. War dagegen die Antwort NEIN, dann wird A z in den Rechner 110 eingelesen und durch ihn diejenige Steigung S der Sehne E (Fig. 3,5) des Heizkurvenbüschels berechnet, bei der bei der unverändert bleibenden, im Rechner 108 momentan eingestellten Krümmungsfunktion 20 der Raumtemperaturfehler am stärksten verkleinert oder vollständig beseitigt wird und er stellt diese neue Steigung S ein. Findet eine Änderung der Heizkurve bei dieser Optimierung statt, dann wird die neue Heizkurve für die Berechnung des Sollwertes der Heizungsvorlauftemperatur solange ver- 25 wendet, bis bei einem späteren Optimierungsvorgang eine neue Heizkurve eingestellt wird.
Wie bereits erwähnt, werden die Funktionen fi (x) für die Auslegungsnennwerte der Heizungsanlage 10 und den vorgesehenen Raumtemperatur-Steuer-Sollwert gemäss Gleichung 30 (3) so berechnet, dass sie für die vorbestimmten Werte von m die Gleichung (2) möglichst gut annähern. Diese Krümmungsfunktionen fi (x) können vorzugsweise gemäss Gleichung (4) als Polynome im Speicher des Rechners 108 gespeichert werden. Diese im Speicher des Rechners 108 gespei- 35 cherten Krümmungsfunktionen fi (x) werden im Betrieb der Anlage nicht geändert, wenn durch den Rechner die Steigung S zur Heizkurvenoptimierung geändert wird. Hierdurch wird der Rechner 108 erheblich vereinfacht.
Es sei nachfolgend noch ein Zahlenbeispiel gebracht: Die 40 Heizungsanlage 10 der Fig. 7 sei für folgende Nennwerte ausgelegt:
0,61486
ai
3,68348
a2
-0,17494
a3
8,50451 E-03
a4
-2,09089 E-04
a5
1,97954 E-06
ao
0,86629
a.
4,14357
a2
-0,23005
a3
1,14102 E-02
a4
-2,82922 E-04
as
2,69163 E-06
f3 für m = 1,35
f4fürm = 1,45
ao a,
a3 a4 as
1,14009 4,58633 -0,28529 1,43879 E-02 -3,59340 E-04 3,43295 E-06
f5 für m = 1,55
9hv„ = 90° C $Rn =70°C
minimale Aussentemperatur = -15°C
45
Ferner sei der Raumtemperatur-Steuer-Sollwert 9zn auf 20°C festgesetzt. Es sollen die Polynome fi (x) gemäss Gleichung (4) für fünf unterschiedliche Werte m = 1,15; 1,25; so 1,35 ; 1,45 ; 1,55 und pro Polynom sechs Koeffizienten ak vorgesehen werden. Es gelten dann folgende Koeffizienten ak für diese fünf Funktionen fi (x), die nach der Methode der kleinsten Quadrate berechnet wurden:
ao
0,39172
ai
3,20900
a2
-0,12088
a3
5,73388 E-03
a4
-1,39548 E-04
as
1,31358 E-06
ao
0,17921
ai
2,75081
a2
-7,46030 E-02
a3
3,60288 E-03
a4
-9,01164 E-05
as
8,70824 E-07
B
f2fürm = 1,25
ft für m = 1,15
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60
65
Der Hinweis E-ON bedeutet, dass der betreffende Koeffizient mit 10"N zu multiplizieren ist.
Vorstehend war beschrieben worden, dass immer dann, wenn sich die Notwendigkeit einer Neueinstellung der Heizkurve zu ihrer Optimierung erwiesen hat, dann zuerst überprüft wird, ob die Verbesserung der Heizkurve durch Einstellung einer anderen Krümmungsfunktion bei unveränderter Steigung der Sehne des Heizkurvenbüschels vorgenommen werden kann und bei positiver Beantwortung dieser Überprüfung wird dann die bessere Krümmungsfunktion eingestellt. Verlief dagegen die Überprüfung negativ, dann wird die Steigung der Sehne des Heizkurvenbüschels geändert und die eingestellte Krümmungsfunktion unverändert belassen. Es bestehen hier jedoch auch andere Möglichkeiten. So kann in vielen Fällen zweckmässig so vorgegangen werden, dass, wenn die Einstellung einer besseren Heizkurve befohlen wird, dann dies in ersten Fällen durch Änderung der Steigung der Sehne und in zweiten Fällen in der Weise erfolgt, dass zuerst die Möglichkeit einer Verbesserung der Heizkurve durch Einstellung einer anderen Krümmungsfunktion überprüft und bei Bejahung diese Art der Verbesserung der Heizkurve durchgeführt und bei Verneinung die Verbesserung durch Änderung der Steigung der Sehne durchgeführt wird, wobei, ob gemäss dem ersten oder dem zweiten Fall jeweils zu verfahren ist, durch einen Zufallsgenerator bestimmt wird, oder zwischen dem ersten und zweiten Fall in vorbestimmter Weise gewechselt, vorzugsweise alternierend gewechselt wird. Bei diesem Verfahren wird also in vorbestimmter Weise oder durch den Zufallsgenerator ausgewählt, ob entweder gemäss dem ersten Fall oder gemäss dem zweiten Fall die jeweils neue Heizkurve eingestellt wird. Unter alternierendem Wechsel zwischen ersten und zweiten Fall ist verstanden, dass jede übernächste Einstellung einer neuen Heizkurve gemäss dem ersten Fall und die dazwischen liegenden Einstellungen gemäss dem zweiten Fall durchgeführt werden. Auch anderer vorbestimmter Wechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Fall kann vorgesehen werden, beispielsweise dass jeweils zweimal hintereinander gemäss dem ersten Fall und dann einmal nach dem zweiten Fall eingestellt wird, etc.
2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
- 6646222PATENTANSPRÜCHE1. Verfahren zum vollautomatischen Optimieren der Heizkurve eines der Beheizung mindestens eines Raumes eines Gebäudes dienenden Heizkreises einer Heizungsanlage, welche Heizkurve zur Steuerung der Raumtemperatur auf einen vorbestimmbaren Steuer-Sollwert den Zusammenhang zwischen der Aussentemperatur und der Heizungsvorlauftemperatur des Heizkreises vorgibt, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verknüpfung von Aussentemperatur (9a) und Heizungsvorlauftemperatur (9hv) ein Heizkurvenbüschel mit mindestens zwei Heizkurven Yi = S* fi (x) vorgegeben wird, wobeiY = 9hv-9z;9z =Raumtemperatur,S = Steigung der Sehne durch die beiden Endpunkte des zu erfassenden Bereiches der Aussentemperatur, f = Krümmungsfunktion,x = 9z - 9a, und i =1,2,... Index der unterschiedlichen Heizkurven eines Heizkurvenbüschels,dass zum Optimieren der Heizkurve die Raumtemperatur (9z) gefühlt und ihre Abweichungen vom Steuer-Sollwert erfasst und in vorbestimmter Weise daraufhin ausgewertet werden, ob sie tolerierbar sind oder nicht, und dass in letzterem Fall entweder eine neue Heizkurve des Heizkurvenbüschels mit anderer Krümmungsfunktion oder eine durch Änderung der Steigung S der Sehne des Heizkurvenbüschels hervorgegangene neue Heizkurve eingestellt wird, durch die die von der bisherigen Heizkurve verursachte Abweichung der Raumtemperatur von deren Sollwert verkleinert wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizkurvenbüschel mit fünf Heizkurven verwendet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkurven des Heizkurvenbüschels derart ausgewählt werden, dass die Krümmungsfunktion jeder der fünf Heizkurven durch jeweils einen für einen bestimmten Heizkörpertyp charakteristischen Exponentionalfaktor m mit ungefähr folgenden Werten bestimmt wird: m = 1,15; 1,25; 1,35; 1,45; 1,55.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen einer jeweils neuen Heizkurve zuerst die Möglichkeit einer Verbesserung der Heizkurve durch Auswahl einer neuen Heizkurve anderer Krümmungsfunktion des Heizkurvenbüschels überprüft wird und bei positivem Ergebnis dieser Überprüfung diese Art der Verbesserung der Heizkurve durchgeführt wird, wogegen dann, wenn die obige Überprüfung negativ verlief, eine neue Heizkurve durch Änderung der Steigung der Sehne bei unverändert bleibender Krümmungsfunktion eingestellt wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Einstellung einer besseren Heizkurve befohlen wird, dann dies in ersten Fällen durch Änderung der Steigung der Sehne und in zweiten Fällen in der Weise erfolgt, dass zuerst die Möglichkeit einer Verbesserung der Heizkurve durch Einstellung einer anderen Krümmungsfunktion überprüft und bei Bejahung diese Art der Verbesserung der Heizkurve durchgeführt und bei Verneinung die Verbesserung durch Änderung der Steigung der Sehne durchgeführt wird, wobei, ob gemäss dem ersten oder dem zweiten Fall jeweils zu verfahren ist, durch einen Zufallsgenerator bestimmt wird, oder zwischen dem ersten und zweiten Fall in vorbestimmter Weise gewechselt, vorzugsweise alternierend gewechselt wird.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungsfunktionen durchPolynome k = w fi(x) = I %-x1k = 0angenähert werden, wobei k = 0,1,2,... w ist und deren Koeffizienten ait in Form numerischer Werte gespeichert werden, wobei w eine kleine Zahl, vorzugsweise 5, ist.
- 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumtemperaturabweichung vom Steuer-Sollwert jeweils über einen vorbestimmten, vorzugsweise mindestens eine Stunde betragenden Zeitraum gemittelt wird, und dass dieser Mittelwert für die jeweilige Entscheidung, ob die momentane Heizkurve zur Optimierung geändert wird oder nicht, verwendet wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Heizungsanlage mit automatischer Nachtabsenkung der Mittelwert der Raumtemperaturabweichung jeweils über eine, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nachtabsenkungen vorliegende Taganhebung der Raumtemperatur gebildet wird.
- 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Zeitabständen von 24 Stunden eine Überprüfung stattfindet, ob die Heizkurve zur Optimierung geändert werden soll oder nicht.
- 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Heizkurvenbüschel mindestens drei Heizkurven aufweist, bei dem Übergang von einer Heizkurve zu einer anderen Heizkurve des Heizkurvenbüschels die jeweils neue Heizkurve dadurch ausgewählt wird, indem die der Entscheidung, die Heizkurve zu ändern, zugrundeliegende Raumtemperaturabweichung A z zur momentanen Aussemtemperatur je nach Erfordernis hinzuaddiert oder abgezogen wird und dass die diesem neuen Koordinatenwert (x ± A z) bei dem Sollwert oder Istwert der momentanen Heizungsvorlauftemperatur am nächsten liegende Heizkurve des Heizkurvenbüschels als neue Heizkurve ausgewählt und eingestellt wird (Fig. 2 und 4).
- 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einstellung einer neuen Heizkurve durch Änderung der bisherigen Steigung Sa der Sehne des Heizkurvenbüschels die Steigung Sb der neuen Sehne nach der GleichungSB = SAY + AYberechnet wird.
- 12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch Anschlüsse zum Anschluss von Momentanwertgebern (20, 21,22) für die Aussentemperatur, die Heizungsvorlauf temperato und die Raumtemperatur, mit Rechenmitteln zum Berechnen der Daten der Heizkurven eines Heizkurvenbüschels mit mindestens zwei Heizkurven unterschiedlicher Krümmungsfunktion, deren durch die beiden Endpunkte des zu erfassenden Bereichs der Aussentemperaturen definierten Sehnen identisch sind, mit Optimierungsmitteln zum Auswählen einer jeweils neuen Heizkurve des Heizkurvenbüschels oder zum Ändern der Steigung der Sehne des Heizkurvenbüschels, wenn die Auswertung der Raumtemperaturabweichung das Erfordernis der Einstellung einer neuen Heizkurve ergeben hat.
- 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenmittel derart ausgebildet sind, dass s101520253035404550556065664622in ihnen die Daten von fünf zu einem Heizkurvenbüschel gehörigen Heizkurven digital speicherbar sind.
- 14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenmittel derart ausgebildet sind, dass in ihnen Koeffizienten speicherbar sind, welche Polynome definieren, durch die die exakten Heizkurven des ausgewählten Heizkurvenbüschels angenähert sind.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE3300082A DE3300082A1 (de) | 1983-01-04 | 1983-01-04 | Verfahren und einrichtung zum optimieren der heizkurve einer heizungsanlage |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1300634A1 (de) * | 2001-10-05 | 2003-04-09 | Karl Dipl.-Ing. Ochsner | Vorrichtung zur Regelung einer Heizung, insbesondere eines Wohnhauses |
AT412819B (de) * | 2001-08-30 | 2005-07-25 | Ochsner Karl | Verfahren zur programmgesteuerten korrektur einer heizkurve |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH667513A5 (de) * | 1984-11-01 | 1988-10-14 | Vaillant Gmbh | Verfahren zum steuern einer temperatur einer zentralheizungsanlage. |
CH667321A5 (de) * | 1984-12-20 | 1988-09-30 | Landis & Gyr Ag | Verfahren und einrichtung zur schrittweisen anpassung einer heizkennlinie einer heizeinrichtung. |
DE3731687A1 (de) * | 1987-09-21 | 1989-04-13 | Knoll Alois L Dr Ing | Verfahren zur sich selbsttaetig anpassenden steuerung der temperatur mindestens eines gebaeuderaumes |
DE3838005A1 (de) * | 1988-11-09 | 1990-05-10 | Danfoss As | Verfahren zum einstellen des mittelwerts der vorlauftemperatur eines heizmediums und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
JP2628384B2 (ja) * | 1989-11-14 | 1997-07-09 | ファナック株式会社 | 射出成形機における製品良否判別方法 |
DE4009773C2 (de) * | 1990-03-27 | 1995-10-19 | Buderus Heiztechnik Gmbh | Verfahren zur Veränderung der Kennlinie eines Reglers für Zentralheizungskessel |
FR2694983B1 (fr) * | 1992-08-18 | 1994-10-14 | Schlumberger Ind Sa | Procédé et dispositif pour la régulation optimale de la température interne d'un local. |
CN101551646B (zh) * | 2009-04-30 | 2011-01-26 | 山东二十度节能技术服务有限公司 | 一种供暖优化节能控制方法 |
DE102010053211B4 (de) | 2010-12-03 | 2019-05-09 | Thermia Ab | Verfahren zum Betreiben und Einstellen der Wärmekurve eines Heizungssystems |
DE102019206328A1 (de) | 2019-05-03 | 2020-11-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Regeleinheit zum Regeln eines Heizkreises |
DE102023109037A1 (de) | 2023-04-11 | 2024-10-17 | Vaillant Gmbh | COP-optimierte Vorlauftemperaturregelung für eine Wärmepumpe |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1461767A (fr) * | 1965-11-23 | 1966-12-09 | Zentra Appbau Albert Buerkle O | Procédé et dispositif pour le réglage de la température ambiante |
DE3110730A1 (de) * | 1981-03-16 | 1982-09-23 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Regelvorrichtung fuer heizungsanlagen |
-
1983
- 1983-01-04 DE DE3300082A patent/DE3300082A1/de active Granted
- 1983-11-29 CH CH6406/83A patent/CH664622A5/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT412819B (de) * | 2001-08-30 | 2005-07-25 | Ochsner Karl | Verfahren zur programmgesteuerten korrektur einer heizkurve |
EP1300634A1 (de) * | 2001-10-05 | 2003-04-09 | Karl Dipl.-Ing. Ochsner | Vorrichtung zur Regelung einer Heizung, insbesondere eines Wohnhauses |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3300082C2 (de) | 1987-12-10 |
DE3300082A1 (de) | 1984-07-05 |
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DE3210428C2 (de) | ||
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |