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DE102013111185A1 - Method for operating a pump unit, pump unit and its use - Google Patents

Method for operating a pump unit, pump unit and its use Download PDF

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Publication number
DE102013111185A1
DE102013111185A1 DE102013111185.8A DE102013111185A DE102013111185A1 DE 102013111185 A1 DE102013111185 A1 DE 102013111185A1 DE 102013111185 A DE102013111185 A DE 102013111185A DE 102013111185 A1 DE102013111185 A1 DE 102013111185A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pump unit
differential pressure
operating point
determined
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102013111185.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Karsten Laing
Gabor Szabo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xylem IP Holdings LLC
Original Assignee
Xylem IP Holdings LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xylem IP Holdings LLC filed Critical Xylem IP Holdings LLC
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Priority to EP14786634.7A priority patent/EP3055571A1/en
Priority to PCT/EP2014/071349 priority patent/WO2015052136A1/en
Publication of DE102013111185A1 publication Critical patent/DE102013111185A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein zum Verfahren zum Betreiben eines eine Pumpe und einen Antriebsmotor für diese aufweisenden Pumpaggregates in einem mit Förderflüssigkeit zu befüllenden Fluidkreislauf, in dem die Förderflüssigkeit mit dem Pumpaggregat gefördert wird. Um ein derartiges Verfahren bereitzustellen, bei dem das Pumpaggregat energieeffizienter betrieben werden kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Befüllzustand des Fluidkreislaufes ermittelt und mit einer Steuereinheit der Arbeitspunkt des Pumpaggregates in dessen Betrieb abhängig vom Befüllzustand des Fluidkreislaufes verändert wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein Pumpaggregat zur Durchführung des Verfahrens sowie dessen Verwendung.The invention relates to a method for operating a pump and a drive motor for this pump unit having in a liquid to be filled with the fluid circuit, in which the pumped liquid is conveyed to the pump unit. In order to provide such a method in which the pump unit can be operated more energy efficient, the invention proposes that the filling state of the fluid circuit is determined and changed with a control unit operating point of the pump unit in its operation depending on the filling state of the fluid circuit. Moreover, the invention relates to a pump unit for carrying out the method and its use.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren eines eine Pumpe und einen Antriebsmotor für diese aufweisenden Pumpaggregates in einem mit Förderflüssigkeit zu befüllenden Fluidkreislauf, in dem die Förderflüssigkeit mit dem Pumpaggregat gefördert wird.The invention relates to a method of a pump and a drive motor for this pump unit having in a fluid to be filled with the fluid circuit in which the pumped liquid is conveyed to the pump unit.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Pumpaggregat umfassend eine Pumpe und einen Antriebsmotor für diese zur Durchführung des Verfahrens.Moreover, the invention relates to a pump unit comprising a pump and a drive motor for this for carrying out the method.

Weiter betrifft die Erfindung die Verwendung eines Pumpaggregates.Furthermore, the invention relates to the use of a pump unit.

Der Einsatz eines Pumpaggregates der vorstehend genannten Art in einem Fluidkreislauf eines sogenannten "Draindown"-Systems einer Solarkollektoranlage ist bekannt. Zum Befüllen des Draindown-Systems mit Förderflüssigkeit nach zwischenzeitlicher Außerbetriebssetzung zur Vermeidung von Frostschäden pumpt das Pumpaggregat die Förderflüssigkeit in den anfänglich leeren Fluidkreislauf. Aufgrund der in der Praxis auftretenden Höhendifferenzen zwischen dem Pumpaggregat und dem Solarkollektor (beispielsweise ungefähr 10 m) ist eine hohe Leistung der Pumpe bei anfänglich geringem Fördervolumen (Volumenstrom) erforderlich. Eine typische Leistungsaufnahme liegt in der Größenordnung von ungefähr 50 W bis 100 W, so dass das Pumpaggregat auf hohe Leistung ausgelegt sein muss. Im normalen Betrieb des Draindown-Systems wälzt das Pumpaggregat die Förderflüssigkeit im befüllten Fluidkreislauf um, wobei der Differenzdruck saug- und druckseitig des Pumpaggregates deutlich geringer ist. Der vom Pumpaggregat eingenommene Arbeitspunkt, vorgegeben durch dessen eingenommene hydraulische Kennlinie, führt jedoch zu einem hohen Volumenstrom der Förderflüssigkeit. Für diesen Betrieb ist das Pumpaggregat überdimensioniert, wodurch unnötigerweise Energie im Zirkulationsbetrieb verbraucht wird.The use of a pump unit of the aforementioned type in a fluid circuit of a so-called "drain down" system of a solar collector system is known. To fill the draindown system with pumped liquid after temporarily putting it out of operation to prevent frost damage, the pump unit pumps the pumped liquid into the initially empty fluid circuit. Due to the occurring in practice height differences between the pump unit and the solar collector (for example, about 10 m) high performance of the pump at low initial volume (volume flow) is required. A typical power consumption is on the order of about 50 W to 100 W, so that the pump unit must be designed for high performance. During normal operation of the draindown system, the pump unit circulates the pumped fluid in the filled fluid circuit, whereby the differential pressure on the suction and pressure sides of the pump unit is significantly lower. However, the operating point occupied by the pump unit, given by its assumed hydraulic characteristic, leads to a high volume flow of the pumped liquid. For this operation, the pump unit is oversized, which unnecessarily consumes energy in the circulation mode.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren bereitzustellen, bei dem das Pumpaggregat energieeffizienter betrieben werden kann.Object of the present invention is to provide a generic method in which the pump unit can be operated more energy efficient.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Befüllzustand des Fluidkreislaufs ermittelt und mit einer Steuereinheit der Arbeitspunkt des Pumpaggregates in dessen Betrieb abhängig vom Befüllzustand des Fluidkreislaufes verändert wird.This object is achieved in a method of the type mentioned according to the invention that the filling state of the fluid circuit is determined and changed with a control unit operating point of the pump unit in its operation depending on the filling state of the fluid circuit.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist die Möglichkeit gegeben, den Arbeitspunkt des Pumpaggregates abhängig vom Befüllzustand des Fluidkreislaufes zu verändern. Dies erlaubt es insbesondere, dass das bevorzugt wechselrichterbetriebene Pumpaggregat gemäß einer hydraulischen Kennlinie zu betreiben, bei der der Förderdruck und der Volumenstrom der Förderflüssigkeit so eingestellt werden, dass das Befüllen des Fluidkreislaufes und der Zirkulationsbetrieb unter möglichst geringer Leistungsaufnahme des Pumpaggregates durchgeführt bzw. aufrechterhalten werden können.By the method according to the invention, the possibility is given to change the operating point of the pump unit depending on the filling state of the fluid circuit. This makes it possible in particular for the preferably inverter-operated pump unit to operate according to a hydraulic characteristic in which the delivery pressure and the volume flow of the delivery fluid are adjusted so that the filling of the fluid circuit and the circulation operation can be carried out or maintained with the lowest possible power consumption of the pump unit ,

Bevorzugt wird ermittelt, ob der Fluidkreislauf noch nicht befüllt ist oder befüllt ist und die Förderflüssigkeit zirkuliert wird. Es kann ermittelt werden, ob das Pumpaggregat noch die Befüllphase ausführt oder die Zirkulationsphase und dementsprechend der Arbeitspunkt verändert werden.It is preferably determined whether the fluid circuit is not yet filled or filled and the pumped liquid is circulated. It can be determined whether the pumping unit is still performing the Befüllphase or the circulation phase and, accordingly, the operating point to be changed.

Vorzugsweise wird daher der Arbeitspunkt zur Minimierung der Leistungsaufnahme des Pumpaggregates bei befülltem Fluidkreislauf verändert, insbesondere zur Leistungsaufnahme bei befülltem Fluidkreislauf. Dies ist insbesondere dadurch möglich, dass durch Bereitstellen des zum Zirkulationsbetrieb erforderlichen verhältnismäßig geringen Differenzdrucks der Volumenstrom im Verhältnis zu einem gattungsgemäßen Verfahren abgesenkt und dadurch die vom Pumpaggregat verbrauchte Energie minimiert wird.Preferably, therefore, the operating point for minimizing the power consumption of the pump unit is changed when the fluid circuit is filled, in particular for power consumption when the fluid circuit is filled. This is in particular possible because, by providing the relatively low differential pressure required for circulation operation, the volume flow is reduced in relation to a generic method and thereby the energy consumed by the pump unit is minimized.

Von Vorteil ist es, wenn eine interne Steuereinheit des Pumpaggregates zur Ermittlung des Befüllzustandes des Fluidkreislaufes und zum Verändern des Arbeitspunktes des Pumpaggregates verwendet wird. Dadurch weist das Verfahren eine einfache Ausgestaltung aus. Insbesondere kann es mit einem wechselrichterbetriebenen Pumpaggregat (Inverter-Pumpaggregat) durchgeführt werden, bei dem eine Steuereinheit die Arbeitsweise des Antriebsmotors zum Antreiben der Pumpe steuern und/oder regeln kann. Eine externe Steuereinheit kann eingespart werden, wodurch das Verfahren auch auf kostengünstige Weise durchführbar ist.It is advantageous if an internal control unit of the pump unit is used to determine the filling state of the fluid circuit and to change the operating point of the pump unit. As a result, the method has a simple design. In particular, it can be carried out with an inverter-driven pump unit (inverter pump unit) in which a control unit can control and / or regulate the operation of the drive motor for driving the pump. An external control unit can be saved, whereby the method can also be carried out in a cost-effective manner.

Vorzugsweise werden interne Betriebsparameter des Pumpaggregates zur Ermittlung des Befüllzustandes herangezogen, wobei besonders bevorzugt nur interne Betriebsparameter des Pumpaggregates herangezogen werden. Externe Sensoren, die am Fluidkreislauf angeordnet sind und externe Betriebsparameter generieren, können dadurch eingespart werden. Dies ermöglicht eine kostengünstige und konstruktiv einfache Durchführung des Verfahrens.Preferably, internal operating parameters of the pumping unit are used to determine the filling state, wherein particularly preferably only internal operating parameters of the pumping unit are used. External sensors, which are arranged on the fluid circuit and generate external operating parameters, can thereby be saved. This allows a cost-effective and structurally simple implementation of the method.

Der Befüllzustand wird bevorzugt ermittelt, indem der an der Pumpe anliegende Differenzdruck der Förderflüssigkeit und/oder der Volumenstrom der Förderflüssigkeit bestimmt wird. The filling state is preferably determined by determining the differential pressure of the delivery fluid and / or the flow rate of the delivery fluid applied to the pump.

Dem Pumpaggregat können beispielsweise Werte für den Differenzdruck und/oder den Volumenstrom der Förderflüssigkeit für den Zirkulationsbetrieb vorgegeben werden oder vorgebbar sein. Dies erlaubt es beispielsweise durch Vergleich des ermittelten Differenzdruckes und/oder Volumenstromes mit vorgegebenen oder vorgebbaren Wert(en) festzustellen, ob sich das System im Zirkulationsbetrieb befindet und dementsprechend der Fluidkreislauf mit Förderflüssigkeit vollständig oder im Wesentlichen vollständig befüllt ist. For example, values for the differential pressure and / or the volume flow of the delivery fluid for the circulation operation can be predefined or predefinable for the pumping unit. This makes it possible, for example, by comparing the determined differential pressure and / or volume flow with predetermined or predefinable value (s) to determine whether the system is in circulation operation and, accordingly, the fluid circuit is completely or substantially completely filled with delivery fluid.

Zur Bestimmung des Differenzdruckes und/oder des Volumenstromes der Förderflüssigkeit ist es günstig, die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors, die Drehzahl des Antriebsmotors und/oder Kennwerte hydraulischer Eigenschaften des Pumpaggregates heranzuziehen, welche Kennwerte in einer Speichereinheit gespeichert sind. Dem Pumpaggregat sind die Werte für die Leistungsaufnahme anhand der am Antriebsmotor anliegenden Spannung und des Stromes am Antriebsmotor bekannt, ebenso die Drehzahl des Antriebsmotors. Anhand dieser internen Betriebsparameter ist es einer vorzugsweise internen Steuereinheit des Pumpaggregates möglich, den Differenzdruck und/oder Volumenstrom zu ermitteln. Hierbei können hydraulische Eigenschaften, insbesondere die hydraulische Kennlinie des Pumpaggregates, herangezogen werden. Die pumpenspezifischen hydraulischen Eigenschaften können von der Steuereinheit aus einer Speichereinheit gelesen werden. Bei der Ermittlung wird beispielsweise eine in der Speichereinheit hinterlege Tabelle gelesen, in der der Differenzdruck und/oder der Volumenstrom abhängig von der Leistungsaufnahme und/oder der Drehzahl hinterlegt ist.To determine the differential pressure and / or the volume flow of the pumped liquid, it is favorable to use the power consumption of the drive motor, the rotational speed of the drive motor and / or characteristic values of the hydraulic pump unit, which characteristic values are stored in a memory unit. The pump unit, the values for the power consumption based on the voltage applied to the drive motor voltage and the current at the drive motor are known, as well as the speed of the drive motor. On the basis of these internal operating parameters, it is possible for a preferably internal control unit of the pump unit to determine the differential pressure and / or volumetric flow. In this case, hydraulic properties, in particular the hydraulic characteristic of the pump unit, can be used. The pump-specific hydraulic properties can be read by the control unit from a memory unit. During the determination, for example, a table stored in the memory unit is read in which the differential pressure and / or the volume flow is stored as a function of the power consumption and / or the rotational speed.

Von Vorteil ist es dabei, wenn eine interne Speichereinheit des Pumpaggregates verwendet wird, wodurch eine externe Speichereinheit eingespart werden kann. Die Speichereinheit ist beispielsweise in die Steuereinheit integriert.It is advantageous if an internal storage unit of the pump unit is used, whereby an external storage unit can be saved. The storage unit is integrated, for example, in the control unit.

Von Vorteil ist es, wenn die Änderung des Arbeitspunktes des Pumpaggregates durch Änderung der Leistungsaufnahme und/oder Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors erfolgt. Dies ist insbesondere bei einem Inverter-Pumpaggregat auf konstruktiv einfache Weise möglich. Die Änderung des Arbeitspunktes führt zu einer Änderung des Differenzdruckes und/oder des Volumenstroms der Förderflüssigkeit, die wiederum anhand der vorzugsweise internen Betriebsparameter des Pumpaggregates ermittelt werden können. Durch eine fortlaufende Änderung des Arbeitspunktes durch Änderung der Leistungsaufnahme und/oder Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors ist es dadurch möglich, die hydraulische Kennlinie des Pumpaggregates zu verändern, um einen Arbeitspunkt für den Betrieb, speziell den Zirkulationsbetrieb möglichst geringer Leistungsaufnahme einzustellen.It is advantageous if the change in the operating point of the pump unit takes place by changing the power consumption and / or changing the rotational speed of the drive motor. This is possible in a structurally simple manner, in particular in the case of an inverter pump unit. The change in the operating point leads to a change in the differential pressure and / or the volume flow of the pumped liquid, which in turn can be determined based on the preferably internal operating parameters of the pump unit. By a continuous change of the operating point by changing the power consumption and / or changing the rotational speed of the drive motor, it is possible to change the hydraulic characteristic of the pump unit to set an operating point for the operation, especially the circulation operation of the lowest possible power consumption.

Insgesamt ist es von Vorteil, wenn die Leistungsaufnahme und/oder die Drehzahl des Motors abhängig von einem ermittelten Differenzdruck und/oder Volumenstrom der Förderflüssigkeit gesteuert und/oder geregelt wird. Der Betrieb des Pumpaggregates kann dadurch sukzessive auf einen energiesparenden Betrieb gemäß einer hydraulischen Kennlinie gesteuert und/oder geregelt werden.Overall, it is advantageous if the power consumption and / or the rotational speed of the motor is controlled and / or regulated as a function of a determined differential pressure and / or volume flow of the delivery fluid. The operation of the pump unit can be successively controlled and / or regulated to an energy-saving operation according to a hydraulic characteristic.

Es kann vorgesehen sein, dass keine Änderung des Arbeitspunktes erfolgt, wenn der ermittelte Differenzdruck sich von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Differenzdruck um weniger als einen Schwellenwertdifferenzdruck unterscheidet und/oder wenn sich der ermittelte Volumenstrom von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Volumenstrom um weniger als einen Schwellenwertvolumenstrom unterscheidet. Die vorgegebenen oder vorgebbaren Werte für den Differenzdruck und/oder Volumenstrom sind beispielsweise in einer Speichereinheit des Pumpaggregates hinterlegt und werden von diesem zur Identifizierung des Zirkulationsbetriebs interpretiert. It can be provided that no change in the operating point takes place if the determined differential pressure differs from a predefined or specifiable differential pressure by less than a threshold differential pressure and / or if the determined volume flow differs from a predefined or predefinable volumetric flow by less than a threshold volumetric flow. The predetermined or predefinable values for the differential pressure and / or volumetric flow are stored, for example, in a storage unit of the pump unit and are interpreted by the latter to identify the circulation operation.

Liegt der ermittelte Differenzdruck unterhalb einer vorgegebenen oder vorgebbaren Schwelle, kann dies von der Steuereinheit als Erreichen des Zirkulationsbetriebs angesehen werden, wenn zugleich der Volumenstrom oberhalb einer vorgegebenen oder vorgebbaren Schwelle liegt.If the determined differential pressure is below a predetermined or specifiable threshold, this can be regarded by the control unit as reaching the circulation mode, if at the same time the volume flow is above a predetermined or predefinable threshold.

Bevorzugt wird der Arbeitspunkt des Zirkulationsbetriebes durch Vorgabe des Differenzdruckes und/oder des Volumenstromes im Zirkulationsbetrieb eingestellt. Das Pumpaggregat kann zu diesem Zweck ein Einstellelement aufweisen, beispielsweise ein Potentiometer.Preferably, the operating point of the circulation operation is set by specifying the differential pressure and / or the volume flow in the circulation mode. The pump unit may for this purpose have an adjustment, such as a potentiometer.

Vorteilhafterweise wird die Ermittlung des Befüllzustandes und die Veränderung des Arbeitspunktes in Echtzeit durchgeführt. Zum Beispiel erfolgt die vorstehend erwähnte Regelung und/oder Steuerung der Leistungsaufnahme und/oder der Drehzahl im Bereich einiger Millisekunden.Advantageously, the determination of the filling state and the change of the operating point is carried out in real time. For example, the above-mentioned regulation and / or control of the power consumption and / or the speed in the range of a few milliseconds.

Das Verfahren wird vorzugsweise bei einem Befüllen des Fluidkreislaufes mit Förderflüssigkeit eines Draindown-Systems eingesetzt.The method is preferably used when filling the fluid circuit with delivery fluid of a drain down system.

Speziell bei einem Draindown-System braucht der Fluidkreislauf nicht geschlossen zu sein. Es kann sich um einen sogenannten "open loop"-Fluidkreislauf handeln.Especially in a drain down system, the fluid circuit need not be closed. It may be a so-called "open loop" fluid circuit.

Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Pumpaggregat. Aufgabe ist es, ein Pumpaggregat zur Durchführung eines der vorstehend genannten Verfahren bereitzustellen. Diese Aufgabe wird bei einem Pumpaggregat umfassend eine Pumpe und einen Antriebsmotor für diese erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Befüllzustand des Fluidkreislaufes, in den das Pumpaggregat zur Förderung einer Förderflüssigkeit geschaltet ist, ermittelbar und der Arbeitspunkt des Pumpaggregates in dessen Betrieb abhängig vom Befüllzustand des Fluidkreislaufes veränderbar ist.As mentioned above, the invention also relates to a pump unit. The object is a pump unit to carry out one of the above to provide said method. This object is achieved in a pump unit comprising a pump and a drive motor for this invention, characterized in that the filling state of the fluid circuit, in which the pump unit is connected to promote a pumped liquid, determined and the operating point of the pump unit in its operation depending on the filling state of the fluid circuit changeable is.

Die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Vorteile können unter Einsatz des Pumpaggregates erzielt werden, so dass diesbezüglich auf voranstehende Erläuterungen verwiesen wird. The advantages that can already be achieved in connection with the method according to the invention can be achieved by using the pump unit, so that reference is made in this regard to the above explanations.

In entsprechender Weise kann in Bezug auf die nachfolgend erwähnten vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Pumpaggregates auf die Erläuterungen zu vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen werden.In a corresponding manner, reference may be made to the explanations on advantageous embodiments of the method according to the invention with respect to the below-mentioned advantageous embodiments of the pump unit according to the invention.

Bevorzugt ist ermittelbar, ob der Fluidkreislauf noch nicht befüllt ist oder befüllt ist und die Förderflüssigkeit zirkuliert wird.Preferably, it can be determined whether the fluid circuit is not yet filled or filled and the delivery fluid is circulated.

Günstigerweise ist der Arbeitspunkt zur Minimierung der Leistungsaufnahme des Pumpaggregates insbesondere bei befülltem Fluidkreislauf veränderbar. Conveniently, the operating point to minimize the power consumption of the pump unit is variable in particular when filled fluid circuit.

Vorzugsweise weist das Pumpaggregat eine interne Steuereinheit auf, mit der durch das Pumpaggregat der Befüllzustand des Fluidkreislaufes ermittelbar und der Arbeitspunkt des Pumpaggregates veränderbar ist. Preferably, the pump unit has an internal control unit with which the filling state of the fluid circuit can be determined by the pump unit and the operating point of the pump unit can be changed.

Günstig ist es, wenn zur Ermittlung des Befüllzustandes interne und vorzugsweise nur interne Betriebsparameter des Pumpaggregates heranziehbar sind. It is advantageous if internal and preferably only internal operating parameters of the pumping unit can be used to determine the filling state.

Vorteilhafterweise ist der Befüllzustand ermittelbar, indem der an der Pumpe anliegende Differenzdruck der Förderflüssigkeit und/oder der Volumenstrom der Förderflüssigkeit bestimmbar ist. Advantageously, the filling state can be determined by determining the differential pressure of the delivery fluid and / or the flow rate of the delivery fluid applied to the pump.

Bevorzugt sind zur Ermittlung des Differenzdruckes und/oder des Volumenstromes der Förderflüssigkeit die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors, die Drehzahl des Antriebsmotors und/oder Kennwerte hydraulischer Eigenschaften des Pumpaggregates heranziehbar, welche Kennwerte in einer Speichereinheit gespeichert sind.Preferably, the power consumption of the drive motor, the speed of the drive motor and / or characteristic values of hydraulic properties of the pump unit can be used to determine the differential pressure and / or the volume flow of the delivery fluid, which characteristic values are stored in a storage unit.

Vorzugsweise weist das Pumpaggregat die Speichereinheit auf. Die Speichereinheit kann beispielsweise in eine Steuereinheit integriert sein, insbesondere eine Steuereinheit des Pumpaggregates. The pump unit preferably has the storage unit. The storage unit may for example be integrated in a control unit, in particular a control unit of the pump unit.

Von Vorteil ist es, wenn der Arbeitspunkt des Pumpaggregates durch Änderung der Leistungsaufnahme und/oder Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors variierbar ist. It is advantageous if the operating point of the pump unit can be varied by changing the power consumption and / or changing the rotational speed of the drive motor.

Günstigerweise ist bzw. sind die Leistungsaufnahme und/oder die Drehzahl des Antriebsmotors abhängig von einem ermittelten Differenzdruck und/oder Volumenstrom der Förderflüssigkeit steuerbar und/oder regelbar.Conveniently, the power consumption and / or the rotational speed of the drive motor can be controlled and / or regulated as a function of a determined differential pressure and / or volume flow of the delivery fluid.

Es kann vorgesehen sein, dass keine Änderung des Arbeitspunktes erfolgt, wenn der ermittelte Differenzdruck sich von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Differenzdruck um weniger als einen Schwellenwertdifferenzdruck unterscheidet und/oder wenn sich der ermittelte Volumenstrom von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Volumenstrom um weniger als einen Schwellenwertvolumenstrom unterscheidet.It can be provided that no change in the operating point takes place if the determined differential pressure differs from a predefined or specifiable differential pressure by less than a threshold differential pressure and / or if the determined volume flow differs from a predefined or predefinable volumetric flow by less than a threshold volumetric flow.

Bevorzugt umfasst das Pumpaggregat ein Einstellelement, mit dem der Arbeitspunkt des Zirkulationsbetriebs durch Vorgabe des Differenzdruckes und/oder des Volumenstromes im Zirkulationsbetrieb einstellbar ist.Preferably, the pump unit comprises an adjustment with which the operating point of the circulation operation by setting the differential pressure and / or the volume flow in the circulation mode is adjustable.

Vorteilhafterweise sind die Ermittlung des Befüllzustandes und die Veränderung des Arbeitspunktes in Echtzeit durchführbar.Advantageously, the determination of the Befüllzustandes and the change of the operating point in real time feasible.

Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung ferner eine Verwendung eines Pumpaggregates. Eine erfindungsgemäße Verwendung ist dadurch gekennzeichnet, dass das ein Pumpaggregat der vorstehend genannten Art, mit dem ein Verfahren der vorstehend genannten Art durchführbar ist, als Zirkulationspumpaggregat bei einem Draindown-System einer Solarkollektoranlage verwendet wird. As mentioned above, the invention further relates to a use of a pump unit. A use according to the invention is characterized in that the one pumping unit of the aforementioned type, with which a method of the aforementioned type is feasible, is used as a circulation pumping unit in a drain down system of a solar collector system.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendung ergeben sich durch die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Pumpaggregates sowie jeweiliger vorteilhafter Ausführungsformen beziehungsweise -beispiele davon, so dass diesbezüglich auf voranstehende Erläuterungen verwiesen werden kann.The advantages of the use according to the invention result from the advantages of the method according to the invention or the pump unit according to the invention and respective advantageous embodiments or examples thereof, so that reference can be made in this regard to the above explanations.

Die nachfolgende Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The following description of an advantageous embodiment of the invention serves in conjunction with the drawings, the detailed explanation of the invention. Show it:

1: eine schematische Darstellung einer Solarkollektoranlage mit Draindown-System, wobei in den Fluidkreislauf des Draindown-Systems ein erfindungsgemäßes Pumpaggregat zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaltet ist; 1 a schematic representation of a solar collector system with drain-down system, wherein in the fluid circuit of the drainage system a pump unit according to the invention for carrying out the method according to the invention is connected;

2: ein schematische Blockdiagramm des Pumpaggregates und 2 : a schematic block diagram of the pump unit and

3: eine schematische Darstellung hydraulischer Kennlinien, gemäß denen das Pumpaggregat betrieben werden kann. 3 : A schematic representation of hydraulic characteristics, according to which the pump unit can be operated.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Solarkollektoranlage mit einem sogenannten "Draindown"-System, die mit dem Bezugszeichen 10 belegt ist. Die Solarkollektoranlage 10 weist einen beispielsweise auf einem Hausdach angebrachten Kollektor 12 auf, an den eine Zuführleitung 14 angeschlossen ist, die vorlaufseitig an einen Tank 16 angeschlossen ist. Im Tank 16 ist eine Förderflüssigkeit, insbesondere Wasser, bevorratet. Eine Versorgungsleitung 18, die insbesondere an ein Wasserversorgungsnetz angeschlossen ist, befüllt den Tank 16. 1 shows a schematic representation of a solar collector system with a so-called "drain down" system, denoted by the reference numeral 10 is occupied. The solar collector plant 10 has a mounted for example on a house roof collector 12 on, to the one feed line 14 is connected, the flow side to a tank 16 connected. In the tank 16 is a pumped liquid, especially water, stored. A supply line 18 , which in particular is connected to a water supply network, fills the tank 16 ,

An den Kollektor 12 ist weiter eine Abgabeleitung 20 angeschlossen, die in den Tank 16 mündet. Abgabeseitig ist an den Tank 16 eine Verbrauchsleitung 22 angeschlossen, die unter Einsatz des Kollektors 12 erhitztes Wasser einem Verbraucher zuführt. To the collector 12 is still a discharge line 20 connected to the tank 16 empties. Dispensing side is to the tank 16 a consumption line 22 connected using the collector 12 Add heated water to a consumer.

Zur Förderung des Wassers ist in die Zuführleitung 14 eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pumpaggregates 24 geschaltet, auf das nachfolgend noch eingegangen wird. Strömungsabwärts des Pumpaggregates 24 ist in die Zuführleitung 14 und in die Abgabeleitung 20 ein sogenanntes "Draindown"-Ventil 26 an sich bekannter Art geschaltet. An das Ventil 26 ist eine Entleerungsleitung 28 angeschlossen. To promote the water is in the supply line 14 an advantageous embodiment of a pump unit according to the invention 24 which will be discussed below. Downstream of the pump unit 24 is in the supply line 14 and in the delivery line 20 a so called "draindown" valve 26 switched in a known manner. To the valve 26 is a drainage pipe 28 connected.

An die Abgabeleitung 20 ist ferner nahe dem Kollektor 12 ein Be- und Entlüftungsventil 30 angeschlossen, bevorzugt am höchsten Punkt der Solarkollektoranlage 10. To the delivery line 20 is also near the collector 12 a ventilation valve 30 connected, preferably at the highest point of the solar collector system 10 ,

Im normalen Betrieb der Solarkollektoranlage 10 ist ein offener Fluidkreislauf 32 ("open loop") gebildet, der mit Wasser befüllt ist, welches über die Versorgungsleitung 18 zugeführt und über die Verbrauchsleitung 22 abgegeben wird. Die Zirkulation des Wassers erfolgt unter Einsatz des Pumpaggregates 24.In normal operation of the solar collector system 10 is an open fluid circuit 32 formed ("open loop"), which is filled with water, which via the supply line 18 supplied and via the consumption line 22 is delivered. The circulation of the water is carried out using the pump unit 24 ,

Zum Frostschutz der Solarkollektoranlage 10 ist es bekannt, die Fluidverbindung der Zuführleitung 14 und der Abgabeleitung 20 zu unterbrechen und dadurch den Kollektor 12 vom Tank 16 zu trennen. Eine Entleerung des Fluidkreislaufes 32 auf der Seite des Kollektors 12 erfolgt über die Entleerungsleitung 28.For frost protection of the solar collector system 10 it is known, the fluid connection of the supply line 14 and the delivery line 20 to interrupt and thereby the collector 12 from the tank 16 to separate. An emptying of the fluid circuit 32 on the side of the collector 12 via the drainage pipe 28 ,

Bei der Wiederinbetriebnahme der Solarkollektoranlage 10 muss der Fluidkreislauf 32 mit Wasser befüllt werden. Zu diesem Zweck pumpt das Pumpaggregat 24 Wasser aus dem Tank 16 durch die Zuführleitung 14 in den Kollektor 12, der am höchsten Punkt des Fluidkreislaufes 32 angeordnet ist. When recommissioning the solar collector system 10 must the fluid circuit 32 be filled with water. For this purpose pumps the pump unit 24 Water from the tank 16 through the supply line 14 in the collector 12 , the highest point of the fluid circuit 32 is arranged.

Aufgrund der Höhendifferenz zwischen dem Pumpaggregat 24 und dem Kollektor 12 (beispielsweise ungefähr 10 Meter) ist vom Pumpaggregat 24 ein verhältnismäßig großer anfänglicher Druck aufzubringen. Der anfängliche Volumenstrom ist demgegenüber gering. Anhand des Volumenstrom-Druck-Diagrammes in 3 für das Pumpaggregat 24 ist schematisch ein Arbeitspunkt A dargestellt, an dem das Pumpaggregat 24 Wasser bis zur größten Förderhöhe durch die Zuführleitung 14 in den Kollektor 12 gepumpt hat (Druck pA, Volumenstrom VA). Anschließend beginnt sich der Fluidkreislauf 32 im Bereich der Abgabeleitung 20 zu füllen.Due to the height difference between the pump unit 24 and the collector 12 (For example, about 10 meters) is from the pump unit 24 to apply a relatively high initial pressure. In contrast, the initial volume flow is low. Based on the volume flow-pressure diagram in 3 for the pump unit 24 is schematically illustrated an operating point A, at which the pump unit 24 Water up to the highest delivery through the supply line 14 in the collector 12 has pumped (pressure p A , flow V A ). Subsequently, the fluid circuit begins 32 in the area of the discharge line 20 to fill.

Um das anfängliche Befüllen des Fluidkreislaufes 32 aufgrund der Höhendifferenz zwischen dem Kollektor 12 und dem Pumpaggregat 24 zu ermöglichen, muss dieses daher auf relativ hohe Pumpleistung ausgelegt sein, zum Beispiel ungefähr 50 W bis 100 W. Bei steigendem Befüllgrad des Fluidkreislaufes 32 fällt der zum weiteren Befüllen erforderliche und vom Pumpaggregat 24 aufzubringende Druck ab, da vom Kollektor 12 durch die Abgabeleitung 20 in den Tank 16 strömendes Wasser zu einer Verringerung des Differenzdruckes saugund druckseitig am Pumpaggregat 24 führt. Es muss dann kein hydrostatischer Druck mehr überwunden werden, sondern nur die Strömungsverluste ausgeglichen werden. Bei komplett befülltem Fluidkreislauf 32 kann die Zirkulation daher bei einem gegenüber dem maximalen Druck pA geringeren Zirkulationsdruck pE aufrechterhalten werden.To the initial filling of the fluid circuit 32 due to the height difference between the collector 12 and the pump unit 24 this must therefore be designed for a relatively high pump power, for example approximately 50 W to 100 W. With increasing filling level of the fluid circuit 32 falls the required for further filling and the pump unit 24 applied pressure, as from the collector 12 through the delivery line 20 in the tank 16 flowing water to a reduction of the differential pressure suction and pressure side of the pump unit 24 leads. It must then no longer be overcome hydrostatic pressure, but only the flow losses are compensated. With completely filled fluid circuit 32 Therefore, the circulation can be maintained at a lower than the maximum pressure p A circulation pressure p e .

Wird das Pumpaggregat 24 wie herkömmlich gemäß einer vorgegebenen hydraulischen Kennlinie 34 betrieben, führt dies bei befülltem Fluidkreislauf 32 und sich einstellendem Enddruck pE zu einem Volumenstrom VE im Endpunkt E (3). Dies erweist sich als nachteilig, weil der mit dem Enddruck pE verbundene Volumenstrom VE an sich nicht aufgebracht werden müsste, das Pumpaggregat 24 im Zirkulationsbetrieb also überdimensioniert ist. Dementsprechend weist das Pumpaggregat 24 bei Zirkulationsbetrieb im Arbeitspunkt E eine an sich nicht erforderliche hohe Leistungsaufnahme auf.Will the pump unit 24 as conventional according to a predetermined hydraulic characteristic 34 operated, this leads to a filled fluid circuit 32 and adjusting final pressure p E to a volume flow V E in the end point E ( 3 ). This proves to be disadvantageous because the volume flow V E associated with the final pressure p E would not have to be applied per se, the pump unit 24 In the circulation mode is thus oversized. Accordingly, the pump unit 24 in circulation mode at the operating point E on a not required high power consumption.

Für den Zirkulationsbetrieb wäre es beispielsweise ausreichend, ein gemäß einer weiteren Kennlinie 36 betreibbares Pumpaggregat (nicht gezeigt) einzusetzen, damit ein Zirkulationsdruck pZ bei einem verringerten Volumenstrom VZ in einem Zirkulationspunkt Z bereitgestellt werden kann. Gegenüber dem Volumenstrom VE ist der Volumenstrom VZ deutlich geringer, wodurch das Pumpaggregat eine deutlich geringere Leistungsaufnahme in der Größenordnung von wenigen Watt aufweist, beispielsweise ungefähr 5 W bis 10 W. Allerdings kann das gemäß der Kennlinie 36 betriebene weitere Pumpaggregat nicht den zum Erreichen der Förderhöhe erforderlichen Druck pA bereitstellen.For circulation operation, for example, it would be sufficient to have one according to another characteristic curve 36 operable pumping unit (not shown), so that a circulation pressure p Z can be provided at a reduced flow rate V Z in a circulation point Z. Compared to the volume flow V E , the volume flow V Z is significantly lower, so that the pump unit has a significantly lower power consumption in the order of a few watts, for example, about 5 W to 10 W. However, according to the curve 36 operated further pump unit does not provide the required pressure to reach the delivery pressure p A.

Unter der Annahme einer quadratischen Widerstandskennlinie 37 des Fluidkreislaufes 32 liegt der Zirkulationsdruck pZ im Arbeitspunkt Z unterhalb des Zirkulationsdrucks pE im Arbeitspunkt E. Der Arbeitspunkt Z ergibt sich durch Schnitt der Widerstandskennlinie 37 mit der Kennlinie 36.Assuming a quadratic resistance characteristic 37 of the fluid circuit 32 is the circulation pressure p Z at the operating point Z below the circulation pressure p E at the operating point E. The operating point Z is obtained by cutting the resistance characteristic 37 with the characteristic 36 ,

Zur Vermeidung des Einsatzes von zwei Pumpaggregaten und zur Einsparung von Energie ist ein erfindungsgemäßes Verfahren unter Einsatz des erfindungsgemäßen Pumpaggregates 24 sowie dessen erfindungsgemäßer Verwendung möglich. Es ist die Möglichkeit gegeben, den Befüllzustand des Fluidkreislaufes 32 zu ermitteln und den Arbeitspunkt des Pumpaggregates 24 abhängig vom Befüllzustand so zu verändern, dass im Ergebnis die Leistungsaufnahme des Pumpaggregates 24 minimiert wird und ein Betrieb des Pumpaggregates 24 im Zirkulationspunkt Z bei geringem Zirkulationsdruck pZ unter geringem Volumenstrom VZ möglich ist.To avoid the use of two pumping units and to save energy is an inventive method using the pump unit according to the invention 24 and its inventive use possible. It is given the opportunity, the filling state of the fluid circuit 32 to determine and the operating point of the pump unit 24 Depending on the filling state to change so that the result is the power consumption of the pump unit 24 is minimized and operation of the pump unit 24 in the circulation point Z at low circulation pressure p Z under low flow rate V Z is possible.

Es kann dementsprechend ermittelt werden, ob die Befüllphase oder die Zirkulationsphase ausgeführt wird und davon abhängig der Arbeitspunkt des Pumpaggregates 24 zur Minimierung der Leistung verändert werden.Accordingly, it can be determined whether the filling phase or the circulation phase is being carried out and, depending thereon, the operating point of the pumping unit 24 be changed to minimize performance.

Insbesondere ist es möglich, den Befüllzustand zu ermitteln und den Arbeitspunkt zu verändern, indem nur das Pumpaggregat 24 selbst herangezogen und in seiner Arbeitsweise verändert wird.In particular, it is possible to determine the filling state and to change the operating point by only the pump unit 24 himself is used and changed in his way of working.

Das Pumpaggregat 24 umfasst zu diesem Zweck eine in die Zuführleitung 14 geschaltete Pumpe 38 und einen Antriebsmotor 40 für diese. Weiter weist das Pumpaggregat 24 eine mit dem Antriebsmotor 40 in bidirektionaler Verbindung stehende Steuereinheit 42 auf. Mit der Steuereinheit 42 kann die Arbeitsweise des Antriebsmotors 40 eingestellt und dadurch auf die Arbeitsweise der Pumpe 38 eingewirkt werden. Umgekehrt können Betriebsparameter des Antriebsmotors 40 von der Steuereinheit 42 gelesen und ausgewertet werden.The pump unit 24 includes for this purpose one in the feed line 14 switched pump 38 and a drive motor 40 for this. Next points the pump unit 24 one with the drive motor 40 in bidirectional connection control unit 42 on. With the control unit 42 can the operation of the drive motor 40 adjusted and thus on the operation of the pump 38 be acted. Conversely, operating parameters of the drive motor 40 from the control unit 42 be read and evaluated.

Das Pumpaggregat 24 weist ferner eine Speichereinheit 44 auf, die vorliegend bevorzugt in die Steuereinheit 42 integriert ist.The pump unit 24 also has a memory unit 44 in the present case preferably in the control unit 42 is integrated.

Im Betrieb des Pumpaggregates 24 beim Befüllen des Fluidkreislaufes 32 kann die Steuereinheit 42 die Leistungsaufnahme und die Drehzahl des Antriebsmotors 40 feststellen. Anhand der Leistungsaufnahme und der Drehzahl ist es der Steuereinheit 42 möglich, den an der Pumpe 38 anliegenden Differenzdruck und den geförderten Volumenstrom des Wassers zu ermitteln. Dabei kann die Steuereinheit 42 pumpenspezifische Eigenschaften, die in der Speichereinheit 44 hinterlegt sind, zur Ermittlung des Differenzdruckes und des Volumenstroms heranziehen, wobei sich die pumpenspezifischen Eigenschaften zum Beispiel durch deren Aufbau ergeben.In operation of the pump unit 24 when filling the fluid circuit 32 can the control unit 42 the power consumption and the speed of the drive motor 40 determine. Based on the power consumption and the speed it is the control unit 42 possible at the pump 38 to determine the applied differential pressure and the delivered volume flow of the water. In this case, the control unit 42 pump-specific properties in the storage unit 44 are used to determine the differential pressure and the flow rate, wherein the pump-specific properties, for example, by their structure arise.

Die vorstehende Ermittlung ermöglicht es der Steuereinheit 42 festzustellen, welchen Arbeitspunkt das Pumpaggregat 24 im Volumenstrom-Druck-Diagramm gemäß 3 einnimmt. Dieser Arbeitspunkt variiert mit dem steigenden Befüllgrad des Fluidkreislaufes 32, wodurch die Steuereinheit 42 anhand der ermittelten Differenzdruckes und Volumenstroms abschätzen kann, ob der Fluidkreislauf 32 befüllt ist. Insbesondere kann abgeschätzt werden, ob noch die Befüllphase oder bereits die Zirkulationsphase vorliegt.The above determination enables the control unit 42 determine which operating point the pump unit 24 in the flow-pressure diagram according to 3 occupies. This operating point varies with the increasing filling level of the fluid circuit 32 , causing the control unit 42 Based on the determined differential pressure and flow rate can estimate whether the fluid circuit 32 is filled. In particular, it can be estimated whether the filling phase or the circulation phase is still present.

Es ist die Möglichkeit gegeben, den Arbeitspunkt des Pumpaggregates 34 auf eine hydraulische Kennlinie 46 einzusteuern und/oder zu regeln, um vom Arbeitspunkt A bei Erreichen der maximalen Förderhöhe zum Zirkulationspunkt Z zu gelangen, bei dem das Pumpaggregat 24 mit dem Zirkulationsdruck pZ und dem verringerten Volumenstrom VZ energiesparend betrieben werden kann.It is given the opportunity, the operating point of the pump unit 34 on a hydraulic characteristic 46 to control and / or to regulate to reach from the operating point A when reaching the maximum delivery height to the circulation point Z, wherein the pump unit 24 can be operated with the circulation pressure p Z and the reduced flow rate V Z energy-saving.

Hierzu kann der Arbeitspunkt des Pumpaggregates 24 von der Steuereinheit 42 dadurch geändert werden, dass abhängig vom ermittelten Differenzdruck und Volumenstrom die Leistungsaufnahme und die Drehzahl des Antriebsmotors 40 verändert und insbesondere verringert werden. Auf Basis der veränderten Betriebsparameter Leistungsaufnahme und Drehzahl kann die Steuereinheit 42 nachfolgend abermals und wiederholt den veränderten Differenzdruck und den veränderten Volumenstrom ermitteln, damit das Pumpaggregat gemäß der Kennlinie 46 betrieben wird.For this purpose, the operating point of the pump unit 24 from the control unit 42 be changed that depending on the determined differential pressure and flow rate, the power consumption and the speed of the drive motor 40 changed and in particular reduced. Based on the changed operating parameters power consumption and speed, the control unit can 42 Subsequently, again and repeatedly determine the modified differential pressure and the changed flow rate, so that the pump unit according to the characteristic curve 46 is operated.

Im Ergebnis erlaubt dies, die Leistungsaufnahme und die Drehzahl des Motors abhängig vom ermittelten Differenzdruck und Volumenstrom zu steuern und zu regeln. Der Arbeitspunkt des Pumpaggregates 24 kann dadurch allein aufgrund interner Betriebsparameter unter Einsatz der internen Steuereinheit 42 verändert werden, abhängig vom Befüllzustand des Fluidkreislaufes 32. Insbesondere ist es nicht erforderlich, extern zum Pumpaggregat 24 Sensoren zum Bereitstellen von Betriebsparametern und/oder eine externe Steuereinheit vorzuhalten.As a result, this makes it possible to control and regulate the power consumption and the rotational speed of the motor depending on the determined differential pressure and volume flow. The operating point of the pump unit 24 This can be done solely on the basis of internal operating parameters using the internal control unit 42 be changed, depending on the filling state of the fluid circuit 32 , In particular, it is not necessary, external to the pump unit 24 Preserve sensors for providing operating parameters and / or an external control unit.

Im Pumpaggregat 24 können vorgegebene Informationen betreffend den Zirkulationsdruck pZ und den Volumenstrom VZ im Zirkulationspunkt Z gespeichert sein, auf welchen Zirkulationsdruck und/oder Volumenstrom gesteuert und/oder geregelt wird. In the pump unit 24 predetermined information concerning the circulation pressure p Z and the volume flow V Z may be stored at the circulation point Z, to which circulation pressure and / or volume flow is controlled and / or regulated.

Besonders dann, wenn nicht bekannt ist, an was für einer Solarkollektoranlage das Pumpaggregat zum Einsatz kommt, kann vorgesehen sein, dass der Zirkulationsdruck pZ oder der Volumenstrom VZ vorgebbar ist. Beispielsweise ist ein Einstellelement 48 vorgesehen, zum Beispiel ein Potentiometer, mit dem ein Benutzer den Volumenstrom VZ oder den Zirkulationsdruck pZ im Zirkulationsdruck Z einstellen oder vorgeben kann. Dadurch kann das Pumpaggregat 24 an unterschiedliche Solarkollektoranlagen angepasst werden, die sich beispielsweise hinsichtlich der Anzahl der Kollektoren 12 unterscheiden.In particular, if it is not known to which of the solar collector system the pump unit is used, it can be provided that the circulation pressure p Z or the volume flow V Z can be predetermined. For example, is an adjustment 48 provided, for example, a potentiometer, with which a user can set or specify the flow rate V Z or the circulation pressure p Z in the circulation pressure Z. This allows the pump unit 24 be adapted to different solar collector systems, for example, in terms of the number of collectors 12 differ.

Liegt der ermittelte Differenzdruck unterhalb des vorgebbaren Differenzdruckes pZ, kann dies von der Steuereinheit 42 als Erreichen des Zirkulationsbetriebes angesehen werden, wenn zugleich der Volumenstrom oberhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt.If the determined differential pressure is below the specifiable differential pressure p Z , this can be done by the control unit 42 be regarded as reaching the circulation operation, when at the same time the volume flow is above a predetermined threshold.

Beim Steuer- und/oder Regelvorgang kann die Steuereinheit 42 feststellen, ob der ermittelte Differenzdruck und der ermittelte Volumenstrom vom Zirkulationsdruck pZ und verringerten Volumenstrom VZ weniger abweichen als um eine vorgegebene oder vorgebbare Schwelle. Ist dies der Fall, kann der Zirkulationspunkt Z ohne Änderung der Leistungsaufnahme und der Drehzahl des Antriebsmotors 40 aufrechterhalten werden. In the control and / or regulating process, the control unit 42 determine whether the determined differential pressure and the determined volumetric flow deviate less from the circulation pressure p Z and the reduced volumetric flow V Z than by a predefined or predefinable threshold. If this is the case, the circulation point Z can without changing the power consumption and the speed of the drive motor 40 be maintained.

Das Einsteuern oder Einregeln der Funktionsweise des Pumpaggregates 24 auf die Kennlinie 46 kann im Wesentlichen in Echtzeit erfolgen. Beispielsweise werden die Leistungsaufnahme und die Drehzahl des Antriebsmotors 40 von der Steuereinheit 42 in kurzen Intervallen ermittelt, beispielsweise im Takt weniger Millisekunden. In entsprechender Weise können die Leistungsaufnahme und die Drehzahl des Antriebsmotors 40 in kurzen Intervallen zur Änderung des Arbeitspunktes eingestellt werden.The controlling or adjusting the operation of the pump unit 24 on the characteristic 46 can be done essentially in real time. For example, the power consumption and the rotational speed of the drive motor 40 from the control unit 42 determined at short intervals, for example, in the clock less milliseconds. In a corresponding manner, the power consumption and the rotational speed of the drive motor 40 be set at short intervals to change the operating point.

Im Zirkulationspunkt Z ist die Leistungsaufnahme des Pumpaggregates 24 minimiert. Unter Verwendung des Pumpaggregates 24 und Durchführung des Verfahrens ist daher ein energieeffizienter Zirkulationsbetrieb bei der Solarkollektoranlage 10 möglich.In the circulation point Z is the power consumption of the pump unit 24 minimized. Using the pump unit 24 and implementation of the method is therefore an energy-efficient circulation operation in the solar collector system 10 possible.

Claims (26)

Verfahren zum Betreiben eines eine Pumpe und einen Antriebsmotor für diese aufweisenden Pumpaggregates in einem mit Förderflüssigkeit zu befüllenden Fluidkreislauf, in dem die Förderflüssigkeit mit dem Pumpaggregat gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Befüllzustand des Fluidkreislaufes ermittelt und mit einer Steuereinheit der Arbeitspunkt des Pumpaggregates in dessen Betrieb abhängig vom Befüllzustand des Fluidkreislaufes verändert wird.A method for operating a pump and a drive motor for this having pumping unit in a fluid to be filled with fluid pumping, in which the pumped liquid is conveyed to the pump unit, characterized in that the filling state of the fluid circuit determined and with a control unit of the operating point of the pump unit in the Operation is changed depending on the filling state of the fluid circuit. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird, ob der Fluidkreislauf noch nicht befüllt ist oder befüllt ist und die Förderflüssigkeit zirkuliert wird.A method according to claim 1, characterized in that it is determined whether the fluid circuit is not filled or filled and the fluid is circulated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitspunkt zur Minimierung der Leistungsaufnahme des Pumpaggregates insbesondere bei befülltem Fluidkreislauf verändert wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the operating point for minimizing the power consumption of the pump unit is changed in particular when filled fluid circuit. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine interne Steuereinheit des Pumpaggregates zur Ermittlung des Befüllzustandes des Fluidkreislaufes und zum Verändern des Arbeitspunktes des Pumpaggregates verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an internal control unit of the pump unit for determining the filling state of the fluid circuit and for changing the operating point of the pump unit is used. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass interne Betriebsparameter des Pumpaggregates zur Ermittlung des Befüllzustandes herangezogen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that internal operating parameters of the pump unit are used to determine the Befüllzustandes. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befüllzustand ermittelt wird, indem der an der Pumpe anliegende Differenzdruck der Förderflüssigkeit und/oder der Volumenstrom der Förderflüssigkeit bestimmt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the filling state is determined by the voltage applied to the pump differential pressure of the pumped liquid and / or the flow rate of the pumped liquid is determined. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Differenzdrucks und/oder des Volumenstromes der Förderflüssigkeit die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors, die Drehzahl des Antriebsmotors und/oder Kennwerte hydraulischer Eigenschaften des Pumpaggregates herangezogen werden, welche Kennwerte in einer Speichereinheit gespeichert sind.A method according to claim 6, characterized in that are used to determine the differential pressure and / or the flow rate of the pumped liquid, the power consumption of the drive motor, the speed of the drive motor and / or characteristic hydraulic properties of the pump unit, which characteristics are stored in a memory unit. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung des Arbeitspunktes des Pumpaggregates durch Änderung der Leistungsaufnahme und/oder Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the change of the operating point of the pump unit takes place by changing the power consumption and / or changing the rotational speed of the drive motor. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme und/oder die Drehzahl des Motors abhängig von einem ermittelten Differenzdruck und/oder Volumenstrom der Förderflüssigkeit gesteuert und/oder geregelt wird.A method according to claim 8, characterized in that the power consumption and / or the rotational speed of the motor is controlled and / or regulated depending on a determined differential pressure and / or volume flow of the pumped liquid. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass keine Änderung des Arbeitspunktes erfolgt, wenn der ermittelte Differenzdruck sich von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Differenzdruck um weniger als einen Schwellenwertdifferenzdruck unterscheidet und/oder wenn sich der ermittelte Volumenstrom von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Volumenstrom um weniger als einen Schwellenwertvolumenstrom unterscheidet.A method according to claim 8 or 9, characterized in that no change in the operating point takes place when the determined differential pressure is different from a predetermined or predeterminable differential pressure by less than a threshold differential pressure and / or if the determined volume flow of a predetermined or predetermined volume flow by less as a threshold volume flow. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitspunkt des Zirkulationsbetriebes durch Vorgabe des Differenzdruckes und/oder des Volumenstromes im Zirkulationsbetrieb eingestellt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the operating point of the circulation operation is set by specifying the differential pressure and / or the volume flow in the circulation mode. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Befüllzustandes und die Veränderung des Arbeitspunktes in Echtzeit durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the determination of the filling state and the change of the operating point is carried out in real time. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einem Befüllen des Fluidkreislaufes mit Fördermedium eines Draindown-Systems einer Solarkollektoranlage eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is used in a filling of the fluid circuit with the conveying medium of a drain down system of a solar collector system. Pumpaggregat zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend eine Pumpe (38) und einen Antriebsmotor (40) für diese, dadurch gekennzeichnet, dass der Befüllzustand des Fluidkreislaufes (32), in den das Pumpaggregat (24) zur Förderung einer Förderflüssigkeit geschaltet ist, ermittelbar und der Arbeitspunkt des Pumpaggregates (24) in dessen Betrieb abhängig vom Befüllzustand des Fluidkreislaufes (32) veränderbar ist.Pumping unit for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising a pump ( 38 ) and a drive motor ( 40 ) for this, characterized in that the filling state of the fluid circuit ( 32 ) into which the pump unit ( 24 ) is connected to promote a pumped liquid, determined and the operating point of the pump unit ( 24 ) in its operation depending on the filling state of the fluid circuit ( 32 ) is changeable. Pumpaggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelbar ist, ob der Fluidkreislauf (32) noch nicht befüllt ist oder befüllt ist und die Förderflüssigkeit zirkuliert wird.Pumping unit according to claim 14, characterized in that it can be determined whether the fluid circuit ( 32 ) is not filled or is filled and the fluid is circulated. Pumpaggregat nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitspunkt zur Minimierung der Leistungsaufnahme des Pumpaggregates (24) insbesondere bei befülltem Fluidkreislauf (32) veränderbar ist.Pumping unit according to claim 14 or 15, characterized in that the operating point for minimizing the power consumption of the pump unit ( 24 ), in particular when the fluid circuit is filled ( 32 ) is changeable. Pumpaggregat nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpaggregat (24) eine interne Steuereinheit (42) aufweist, mit der durch das Pumpaggregat (24) der Befüllzustand des Fluidkreislaufes (32) ermittelbar und der Arbeitspunkt veränderbar ist. Pumping unit according to one of claims 14 to 16, characterized in that the pump unit ( 24 ) an internal control unit ( 42 ), with which by the pump unit ( 24 ) the filling state of the fluid circuit ( 32 ) can be determined and the operating point is changeable. Pumpaggregat nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Befüllzustandes interne Betriebsparameter des Pumpaggregates (24) heranziehbar sind.Pumping unit according to one of claims 14 to 17, characterized in that for determining the filling state internal operating parameters of the pump unit ( 24 ) can be used. Pumpaggregat nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Befüllzustand ermittelbar ist, indem der an der Pumpe (38) anliegende Differenzdruck der Förderflüssigkeit und/oder der Volumenstrom der Förderflüssigkeit bestimmbar ist.Pumping unit according to one of claims 14 to 18, characterized in that the filling state can be determined by the at the pump ( 38 ) applied differential pressure of the pumped liquid and / or the flow rate of the pumped liquid can be determined. Pumpaggregat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Differenzdrucks und/oder des Volumenstromes der Förderflüssigkeit die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors (40), die Drehzahl des Antriebsmotors (40) und/oder Kennwerte hydraulischer Eigenschaften des Pumpaggregates (24) heranziehbar sind, welche Kennwerte in einer Speichereinheit (44) gespeichert sind.Pumping unit according to claim 19, characterized in that for determining the differential pressure and / or the volume flow of the conveying fluid, the power consumption of the drive motor ( 40 ), the speed of the drive motor ( 40 ) and / or characteristic values of hydraulic properties of the pumping unit ( 24 ), which characteristic values in a storage unit ( 44 ) are stored. Pumpaggregat nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitspunkt des Pumpaggregates (24) durch Änderung der Leistungsaufnahme und/oder Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors (40) variierbar ist.Pumping unit according to one of claims 14 to 20, characterized in that the operating point of the pump unit ( 24 ) by changing the power consumption and / or changing the rotational speed of the drive motor ( 40 ) is variable. Pumpaggregat nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme und/oder die Drehzahl des Antriebsmotors (40) abhängig von einem ermittelten Differenzdruck und/oder Volumenstrom der Förderflüssigkeit steuerbar und/oder regelbar ist bzw. sind.Pumping unit according to claim 21, characterized in that the power consumption and / or the rotational speed of the drive motor ( 40 ) is controllable and / or controllable depending on a determined differential pressure and / or volume flow of the delivery fluid or are. Pumpaggregat nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass keine Änderung des Arbeitspunktes erfolgt, wenn der ermittelte Differenzdruck sich von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Differenzdruck um weniger als einen Schwellenwertdifferenzdruck unterscheidet und/oder wenn sich der ermittelte Volumenstrom von einem vorgegebenen oder vorgebbaren Volumenstrom um weniger als einen Schwellenwertvolumenstrom unterscheidet. Pumping unit according to claim 21 or 22, characterized in that no change in the operating point occurs when the determined differential pressure differs from a predetermined or predeterminable differential pressure by less than a threshold differential pressure and / or if the determined volume flow of a predetermined or predetermined volume flow by less as a threshold volume flow. Pumpaggregat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpaggregat (24) ein Einstellelement (48) umfasst, mit dem der Arbeitspunkt des Zirkulationsbetriebes durch Vorgabe des Differenzdruckes und/oder des Volumenstromes im Zirkulationsbetrieb einstellbar ist.Pumping unit according to one of the preceding claims, characterized in that the pumping unit ( 24 ) an adjustment element ( 48 ), with which the operating point of the circulation operation by setting the differential pressure and / or the volume flow in the circulation mode is adjustable. Pumpaggregat nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Befüllzustandes und die Veränderung des Arbeitspunktes in Echtzeit durchführbar sind.Pumping unit according to one of claims 14 to 24, characterized in that the determination of the filling state and the change of the operating point can be carried out in real time. Verwendung eines Pumpaggregates nach einem der Ansprüche 14 bis 25 als Zirkulationspumpaggregat (24) bei einem Draindown-System einer Solarkollektoranlage (10).Use of a pumping unit according to one of Claims 14 to 25 as a circulation pumping unit ( 24 ) in a drain-down system of a solar collector system ( 10 ).
DE102013111185.8A 2013-10-09 2013-10-09 Method for operating a pump unit, pump unit and its use Withdrawn DE102013111185A1 (en)

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