[go: up one dir, main page]

DE102008004126B4 - Method of controlling costs in heat distribution systems - Google Patents

Method of controlling costs in heat distribution systems Download PDF

Info

Publication number
DE102008004126B4
DE102008004126B4 DE102008004126.2A DE102008004126A DE102008004126B4 DE 102008004126 B4 DE102008004126 B4 DE 102008004126B4 DE 102008004126 A DE102008004126 A DE 102008004126A DE 102008004126 B4 DE102008004126 B4 DE 102008004126B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
differential pressure
distribution
sources
heat distribution
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102008004126.2A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102008004126A1 (en
Inventor
Patentinhaber gleich
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE102008004126.2A priority Critical patent/DE102008004126B4/en
Publication of DE102008004126A1 publication Critical patent/DE102008004126A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102008004126B4 publication Critical patent/DE102008004126B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D12/00—Other central heating systems
    • F24D12/02—Other central heating systems having more than one heat source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1012—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating by regulating the speed of a pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1048—Counting of energy consumption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/04—Gas or oil fired boiler
    • F24D2200/043—More than one gas or oil fired boiler
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Wärmeverteilungsanlage, wobei die Wärmeverteilungsanlage umfasst: – mehrere Wärmequellen (2, 3, 4); – mehrere Pumpen (6, 7, 8), die jeweils den Wärmequellen (2, 3, 4) zugeordnet sind; – eine Wärmeverteilung; – einen Vorlauf (15) der Wärmeverteilung; – eine Wärmenutzung (5); – einen Rücklauf (16) der Wärmeverteilung; – mehrere Sensoren (10, 11, 12, 13, 14); – einen Wärmemengenzähler (9), wobei folgende Schritte durchgeführt werden: – Erfassung der spezifischen Wärmekosten aus den Wärmequellen (2, 3, 4); – Erfassung des Istwertes des Differenzdrucks zwischen Vorlauf (15) und Rücklauf (16) der Wärmeverteilung aus einem Sensor (14); – Erfassung des Wärmeleistungsbedarfs der Wärmeverteilung aus der Wärmenutzung (5) und dem Wärmemengenzähler (9); – Erfassung der benötigten Vorlauftemperatur aus der Wärmenutzung (5); – Erfassung der Vorlauftemperaturen der Wärmequellen aus den jeweiligen Sensoren (10, 11, 12); – Erfassung der Vorlauftemperatur der Wärmeverteilung aus einem Sensor (13); – Errechnen eines Basissollwertes des Differenzdrucks über eine Funktion aus dem Wärmeleistungsbedarf der Wärmenutzung (5) über den Wärmemengenzähler (9) und weiteren individuell festzulegenden Nutzungsvorgaben; – Errechnen aus den spezifischen Wärmekosten der jeweiligen Wärmequellen (2, 3, 4) einen kostenspezifischen Versatz zu einem Differenzdruckbasissollwert für jede Wärmequelle (2, 3, 4), wobei die Wärmequelle mit den niedrigsten Wärmekosten den höchsten Sollwert erhält; – Stellen der Drehzahl der den Wärmequellen (2, 3, 4) zugeordneten Pumpen (6, 7, 8) so, dass die jeweiligen Differenzdrucksollwerte ausgeregelt werden, so dass die Pumpe der Wärmequelle mit dem höchsten Differenzdrucksollwert vorrangig Volumenstrom in die Wärmeverteilung fördert; – Dynamische Anpassung der Differenzdrucksollwerte bei sich ändernden spezifischen Wärmekosten der Wärmequellen.A method of operating a heat distribution system, the heat distribution system comprising: - a plurality of heat sources (2, 3, 4); - Several pumps (6, 7, 8), which are each associated with the heat sources (2, 3, 4); - a heat distribution; - a flow (15) of the heat distribution; - a heat use (5); - a return (16) of the heat distribution; - Several sensors (10, 11, 12, 13, 14); A heat quantity meter (9), wherein the following steps are carried out: detection of the specific heat costs from the heat sources (2, 3, 4); - Recording the actual value of the differential pressure between flow (15) and return (16) of the heat distribution from a sensor (14); - Recording the heat output requirement of the heat distribution from the heat use (5) and the heat meter (9); - Detection of the required flow temperature from the use of heat (5); - Detecting the flow temperatures of the heat sources from the respective sensors (10, 11, 12); - Detecting the flow temperature of the heat distribution from a sensor (13); - Calculating a basic setpoint of the differential pressure via a function of the heat demand of the heat use (5) on the heat meter (9) and other user specified usage requirements; Calculate from the specific heat cost of the respective heat sources (2, 3, 4) a cost offset to a differential pressure base set point for each heat source (2, 3, 4), the heat source having the lowest heat cost receiving the highest set point; - Setting the speed of the heat sources (2, 3, 4) associated pumps (6, 7, 8) so that the respective differential pressure setpoints are compensated, so that the pump of the heat source with the highest differential pressure setpoint promotes primarily volume flow in the heat distribution; - Dynamic adjustment of the differential pressure setpoints with changing specific heat costs of the heat sources.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Kosten in Wärmeverteilungssystemen bei bedarfsgerechter Wärmebereitstellung für die Wärmenutzung.The invention relates to a method for controlling the costs in heat distribution systems with demand-based provision of heat for the use of heat.

Wärmeverteilungssysteme sind in diesem Sinne Anlagen, die aus Wärmequellen, wie Kessel, Wärmespeicher, Solaranlagen, Wärmepumpen und Abwärme, Wärme in Form von temperierten Volumenströmen entnehmen, diese zusammenfassen, transportieren und an die Wärmenutzer verteilen.Heat distribution systems in this sense are systems that extract heat from heat sources, such as boilers, heat storage, solar systems, heat pumps and waste heat, in the form of tempered volume flows, summarize these, transport and distribute to the heat users.

In der Wärmeverteilung werden über die Nutzung der Wärmequellen und über das Betriebsregime der Verteilung die Wärmekosten für die Wärmenutzung beeinflusst. Der Grund dafür liegt in den unterschiedlichen Wärmekosten der jeweiligen Wärmequellen und in Wärmeverlusten in der Wärmeverteilung sowie Abschreibungen und Hilfsenergieeinsatz, dieser meist Elektroenergie.In the heat distribution, the heat costs for heat utilization are influenced by the use of the heat sources and by the operating regime of the distribution. The reason for this lies in the different heat costs of the respective heat sources and in heat losses in the heat distribution as well as depreciation and auxiliary energy use, this mostly electric energy.

Bisher werden Wärmeverteilungen nach Auslegung konstant, zeitabhängig oder von Hand für einen festgelegten Differenzdruck der Wärmeverteilung geregelt. Der Betriebszustand der Wärmeverteilung wird dabei so eingestellt, dass gleich viel oder mehr als der minimal benötigte Differenzdruck für die Wärmenutzung gehalten wird.So far, heat distributions are regulated according to design constant, time-dependent or by hand for a specified differential pressure of the heat distribution. The operating state of the heat distribution is set so that the same amount or more than the minimum differential pressure required for the use of heat is maintained.

Die Einstellung des Betriebszustandes erfolgt dabei nach Strategien, die auf die Einstellmöglichkeiten des Wärmeabganges und je nach Qualität des Reglers auf Steuermöglichkeiten energetisch günstiger Betriebszustände der Wärmeverteilung, abgestimmt sind.The adjustment of the operating state is carried out according to strategies that are tuned to the adjustment options of the heat output and depending on the quality of the controller control options energetically favorable operating conditions of heat distribution.

Der Betriebszustand der Wärmeverteilung entsteht durch die aktive Differenzdruckerzeugung über Pumpen in den Wärmequellen und den passiven Differenzdruckabbau über das Wärmenetz und an den Einspeisungen zur Wärmenutzung. Die Differenzdruckerzeugung erfolgt über Pumpenschaltung oder Drehzahlregelung der Pumpen für einen vorgegebenen Differenzdruck. Die Differenzdruckmessung für diese Regelung kann an unterschiedlichen Netzpunkten erfolgen.The operating state of the heat distribution results from the active differential pressure generation via pumps in the heat sources and the passive differential pressure reduction via the heat network and at the inlets for heat utilization. The differential pressure is generated via pump circuit or speed control of the pumps for a given differential pressure. The differential pressure measurement for this control can be done at different network points.

Die unterschiedlichen Wärmequellen im System werden funktionsabhängig, zeitabhängig oder von Hand zu- und abgeschaltet. Dies geschieht über das Schalten der Pumpen in den Wärmequellen. Für die Nutzungsmöglichkeit der Wärmequellen ist neben der Wärmeleistung und der Wärmemenge noch die Bedarfsausrichtung der Wärme, insbesondere die Temperatur, entscheidend.The different heat sources in the system are function-dependent, time-dependent or manually switched on and off. This is done by switching the pumps in the heat sources. For the possibility of using the heat sources in addition to the heat output and the amount of heat nor the need orientation of the heat, especially the temperature, crucial.

Über Strategieschaltungen wird versucht, kostengünstige Wärmequellen bevorzugt zur Nutzung zu bringen.About strategy circuits is trying to bring low-cost heat sources preferred for use.

Die zwei in der Wärmeverteilung vorhandenen Zielvorgaben, nämlich die Regelung des Differenzdrucks und die Steuerung der Wärmequellen, werden in allen bekannten Anwendungen unabhängig voneinander gesteuert bzw. geregelt. Insbesondere die wichtige Funktion der ökonomischsten Nutzung der Wärmequellen unterliegt keinem Regelkreis, sondern wird über Funktionsalgorithmen, Zeitabläufe oder von Hand gesteuert.The two objectives present in the heat distribution, namely the regulation of the differential pressure and the control of the heat sources, are independently controlled in all known applications. In particular, the important function of the most economical use of heat sources is not subject to a control loop, but is controlled by means of functional algorithms, time sequences or by hand.

Auch der Regelkreis für den Differenzdruck der Wärmeverteilung wird nicht von bedarfsbestimmenden Kriterien, wie der Wärmeleistung, geführt, sondern meist konstant betrieben und selten über Zeitschaltung verändert.Also, the control circuit for the differential pressure of the heat distribution is not of demand-determining criteria, such as the heat output, out, but usually operated constantly and rarely changed over time switching.

Die Parallelschaltung von Wärmequellen mit dem Ziel, bedarfsgerechte Wärme hinsichtlich der Vorlauftemperatur unter Nutzung kostengünstiger Wärmequellen zu erreichen, erfolgt nur über Hand- oder Zeitschaltungen vor Ort oder zentral.The parallel connection of heat sources with the aim of achieving demand-based heat with regard to the flow temperature using cost-effective heat sources, takes place only via manual or time switches on site or centrally.

Im Taschenbuch für Heizung +Klimatechnik, Recknagel, Sprenger, Hönmann, Ausgabe 92/93 wird die Regelung von Pumpen beschrieben. Unter anderem wird dort auf Seite 667, 1. Absatz, die Regelung der Pumpe über den Differenzdruck aufgezeigt. Auf Seite 670, 4. Absatz, wird die automatische Pumpenschaltung in Abhängigkeit des Differenzdrucks aufgezeigt.In the pocketbook for heating + air conditioning, Recknagel, Sprenger, Hönmann, issue 92/93, the regulation of pumps is described. Among other things, there is shown on page 667, paragraph 1, the regulation of the pump via the differential pressure. On page 670, 4th paragraph, the automatic pump circuit is shown as a function of the differential pressure.

Auch bekannt ist ein Wärmesystem, welches die Wärmeverteilung über die Rücklauftemperatur steuert und gleichzeitig als Wärmespeicher nutzt. Diese Fahrweise verbessert den Wirkungsgrad der Wärmequelle, wenn ein Brennwertkessel eingesetzt ist. Auf die Differenzdruckregelung des Systems wird nicht eingegangen. DE 102 17 272 B4 beschreibt ein Verfahren zur Regelung der Wärmeleistung in Wärmesystemen. Auf kostenspezifische Nutzung von Wärmequellen und Differenzdruckregelstrategien wird nicht eingegangen.Also known is a heating system that controls the heat distribution via the return temperature and at the same time uses as a heat storage. This procedure improves the efficiency of the heat source when a condensing boiler is used. The differential pressure control of the system is not discussed. DE 102 17 272 B4 describes a method for controlling the heat output in heating systems. Cost-specific use of heat sources and differential pressure control strategies will not be discussed.

DE 43 12 811 C1 beschreibt ein Wärmesystem mit mehreren Einspeisepunkten in der Wärmeverteilung. Als Ziel wird eine tiefe Rücklauftemperatur angestrebt. Als Mittel dafür dient das Mischen der verschieden Volumenströme der Wärmequellen und der Wärmenutzer. Differenzdrücke und Wärmekosten der Quellen sind nicht beschrieben. DE 43 12 811 C1 describes a heating system with several feed points in the heat distribution. The goal is a low return temperature is sought. The means for this is the mixing of the different volume flows of the heat sources and the heat user. Differential pressures and heat costs of the sources are not described.

DE 195 06 628 A1 beschreibt ein Verfahren, wo die Wärmeverteilung über die Regelung der Volumenströme erfolgt. Beschrieben ist das Verfahren mit einer Wärmequelle. Differenzdruckregelungen sind nicht erwähnt. DE 195 06 628 A1 describes a method where the heat distribution takes place via the regulation of the volume flows. Described is the method with a heat source. Differential pressure controls are not mentioned.

DE 102 60 379 A1 beschreibt ein Wärmesystem mit mehreren Wärmequellen als Blockheizkraftwerke. Der Sinn liegt in einer optimierten Betriebsweise hinsichtlich der Auslastung des Gesamtsystems. Dazu wird die Wärmeverteilung zentral geregelt. Dies geschieht über die Einflussnahme auf den Betrieb der einzelnen Wärmequellen unter Beachtung einer optimierten Stromproduktion. Differenzdrücke werden nicht einbezogen, unterschiedliche Kosten der Quellen finden keine Beachtung. DE 102 60 379 A1 describes a heating system with several heat sources as combined heat and power plants. The meaning lies in an optimized mode of operation with regard to the utilization of the entire system. For this purpose, the heat distribution is regulated centrally. This is done by influencing the operation of the individual heat sources under consideration of an optimized power production. Differential pressures are not included, different costs of the sources are ignored.

DE 103 26 263 A1 beschreibt eine komplexe Wärmeverteilung, wo Wärmequellen und Wärmenutzer zu- und abgeschaltet werden. Das Verfahren bezieht sich auf die Art und Weise, wie diese Schaltung erfolgt. Es geht nicht auf die Kostenstruktur der Wärmequellen oder den Differenzdruckzustand der Wärmeverteilung ein. DE 103 26 263 A1 describes a complex heat distribution where heat sources and heat users are switched on and off. The method relates to the way this circuit is done. It does not concern the cost structure of the heat sources or the differential pressure state of the heat distribution.

DE 197 10 853 A1 beschreibt ein Verfahren, wo mehrere Wärmequellen in eine Wärmeverteilung einspeisen. Die Steuerung der Einspeisung der Wärmequellen erfolgt über den Wärmeleistungsbedarf der Wärmenutzung, erfasst über die Raumtemperatur. Auf die Wärmekosten der Quellen und den Differenzdruckzustand der Verteilung wird nicht eingegangen. DE 197 10 853 A1 describes a method where multiple heat sources feed into a heat distribution. The control of the feed of the heat sources via the heat output required by the heat, recorded by the room temperature. The heat costs of the sources and the differential pressure state of the distribution are not discussed.

DE 201 09 236 U1 beschreibt ein Wärmesystem mit 3 Wärmequellen, einer hydraulischen Weiche, einer Wärmeverteilung und einer Wärmenutzung. Grundsätzlich erfolgt dabei über die hydraulische Weiche eine hydraulische Entkopplung” von Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung. Dadurch ist es möglich, in den beiden Teilen unterschiedliche Volumenströme zu fahren. In der Wärmeverteilung wird der Volumenstrom von einer gesonderten Pumpe getrieben und nicht von den Pumpen der Wärmequellen. Der sich bildenden Differenzdruck in der Wärmeverteilung wird in der hydraulischen Weiche auf nahezu Null gesenkt und trägt damit nicht mehr zur Wärmeerzeugung bei. Ebenfalls wird der sich bildende Differenzdruck in der Wärmeerzeugung in der hydraulischen Weiche reduziert und wirkt nicht auf die Wärmeverteilung. DE 201 09 236 U1 describes a heating system with 3 heat sources, a hydraulic diverter, a heat distribution and a heat utilization. In principle, a hydraulic decoupling of heat generation and heat distribution takes place via the hydraulic switch. This makes it possible to drive in the two parts different flow rates. In the heat distribution, the volume flow is driven by a separate pump and not by the heat source pumps. The forming differential pressure in the heat distribution is reduced in the hydraulic switch to almost zero and thus no longer contributes to the heat generation. Also, the forming differential pressure in the heat generation in the hydraulic switch is reduced and does not affect the heat distribution.

Die Regelung des Wärmesystems erfolgt über die Vorlauftemperaturen unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Volumenströme in Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung.The heating system is controlled via the flow temperatures, taking into account the different volume flows in heat generation and heat distribution.

Zur Messung der Volumenströme können unterschiedliche Messeinrichtungen eingesetzt werden. In dem Rohrsystem erfolgt die Messung des Volumenstromes mit Hilfe eines hydraulischen Widerstandes (hier eine Wärmeerzeugungseinrichtung) und dem darüber sich bildenden Differenzdruck. Bei bekannter Volumenstrom/Differenzdruck-Kennlinie des hydraulischen Widerstandes kann eine Berechnung des Volumenstromes erfolgen.Different measuring devices can be used to measure the volume flows. In the pipe system, the measurement of the volume flow by means of a hydraulic resistance (in this case a heat generating device) and the differential pressure forming above takes place. With known volume flow / differential pressure characteristic of the hydraulic resistance, a calculation of the flow rate can be done.

Diese genannte Differenzdruckmessung wird aber nicht zu Regelung der Wärmeverteilung verwendet und nicht in einem Regelkreis mit Differenzdruckregelung über den Volumenstrom aus Wärmequellen direkt in die Wärmeverteilung.However, this differential pressure measurement is not used to control the heat distribution and not in a control loop with differential pressure control over the volume flow of heat sources directly into the heat distribution.

Im Stand der Technik sind Wärmeverteilungen bekannt, in denen die Wärmeverteilung mit einem differenzdruckgeregelten Wärmenetz erfolgt.In the prior art, heat distributions are known in which the heat distribution takes place with a differential-pressure-controlled heat network.

Ebenfalls sind Wärmeverteilungen bekannt, in denen die Wärmequellen kostenorientiert über Schaltungen eingebunden werden.Heat distributions are also known in which the heat sources are integrated in a cost-oriented manner via circuits.

Bei allen bekannten Verfahren erfolgt eine kostengeführte Einbindung der Wärmequellen über eine Steuerung. Wechselnder Betriebsverhältnisse, wie in Wärmeverteilungen üblich, lassen nachteiligerweise eine optimale Ausnutzung des Einsparpotentials der Wärmequellen mit unterschiedlichen Wärmekosten nicht zu.In all known methods, a cost-controlled integration of the heat sources takes place via a controller. Changing operating conditions, as is usual in heat distributions, disadvantageously do not permit optimal utilization of the potential for saving the heat sources with different heat costs.

Die zeitabhängigen oder zentralen Steuerimpulse erfolgen in großen Zeitabständen und laufen damit den sich ändernden Betriebsverhältnissen hinterher, damit sind die Möglichkeiten der Reduzierung der Wärmeverteilungskosten begrenzt.The time-dependent or central control pulses occur at long intervals and thus follow the changing operating conditions, so that the possibilities of reducing the heat distribution costs are limited.

Die konstante, nicht bedarfsgerechte Führung des Differenzdrucks zur Wärmeverteilung, auch mit zeitgeführten Änderungen der Sollwerte, verursacht in der Regel Differenzdrucküberschuss und damit zu hohe Elektroenergiekosten. Außerdem muss vor den Wärmenutzern der Differenzdruck mit entsprechendem Aufwand auf das notwendige Maß reduziert werden.The constant, non-needs-based management of the differential pressure for heat distribution, even with time-based changes in the setpoints, usually causes differential pressure surplus and thus excessive electric energy costs. In addition, the differential pressure must be reduced to the necessary level with appropriate effort before the heat users.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die im erheblich ökonomischeren Betrieb Wärmeenergie in Wärmeverteilungsanlagen verteilt.Based on this prior art, the invention has the object to provide a solution that distributes heat energy in heat distribution systems in significantly more economical operation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, nachfolgend soll dieses Verfahren anhand des Ausführungsbeispiels und den und näher erläutert werden.According to the invention this object is achieved by a method according to claim 1, below this method is based on the embodiment and the and be explained in more detail.

Der grundlegende Gedanke der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, die gemäß dem Stand der Technik praktizierte Trennung zwischen der kostenoptimierten Auswahl der Wärmequellen und der differenzdruckgeregelten Fahrweise der Wärmeverteilung zu überwinden. Außerdem soll die Nutzung der Wärmequellen in einem kostengeführten Regelkreis erfolgen.The basic idea of the solution according to the invention is to overcome the separation practiced according to the prior art between the cost-optimized selection of the heat sources and the differential-pressure-controlled method of heat distribution. In addition, the use of heat sources should be done in a cost-controlled loop.

In einem konkreten Beispiel nach erfasst der Wärmeverteilungskostenregler 1 die für seine Regelung notwendigen Informationen wie folgt:

  • – Die spezifischen Wärmekosten aus den Wärmequellen 2, 3, 4, wobei 2 die Wärmequelle mit den höchsten und 4 die Wärmequelle mit den niedrigsten Kosten abbildet
  • – Den Istwert des Differenzdrucks zwischen Vorlauf 15 und Rücklauf 16 der Wärmeverteilung aus dem Sensor 14
  • – Den Wärmeleistungsbedarf der Wärmeverteilung aus der Wärmenutzung 5 und dem Wärmemengenzähler 9
  • – Die benötigte Vorlauftemperatur aus der Wärmenutzung 5
  • – Die Vorlauftemperaturen der Wärmequellen aus den jeweiligen Sensoren 10, 11, 12
  • – Die Vorlauftemperatur der Wärmeverteilung aus dem Sensor 13
In a concrete example detects the heat distribution cost controller 1 the information necessary for its regulation as follows:
  • - The specific heat costs from the heat sources 2 . 3 . 4 , in which 2 the heat source with the highest and 4 represents the heat source with the lowest cost
  • - The actual value of the differential pressure between flow 15 and return 16 the heat distribution from the sensor 14
  • - The heat output requirement of the heat distribution from the heat utilization 5 and the heat meter 9
  • - The required flow temperature from the use of heat 5
  • - The flow temperatures of the heat sources from the respective sensors 10 . 11 . 12
  • - The flow temperature of the heat distribution from the sensor 13

Ein Wärmekostenregler 1 errechnet aus den spezifischen Wärmekosten der jeweiligen Wärmequellen 2, 3, 4 einen kostenspezifischen Versatz zum Differenzdruckbasissollwert für jede Wärmequelle. Die Wärmequelle 4 mit den niedrigsten Wärmekosten erhält dabei den höchsten Sollwert. Diese Zuordnung ist in dargestellt.A heat cost controller 1 calculated from the specific heat costs of the respective heat sources 2 . 3 . 4 a cost-specific offset to the differential pressure base setpoint for each heat source. The heat source 4 with the lowest heat cost gets the highest setpoint. This assignment is in shown.

Mittels eines Wärmekostenreglers 1 wird die Drehzahl der Pumpen 6, 7, 8 der Wärmequellen 2, 3, 4 so gestellt, dass die jeweiligen Differenzdrucksollwerte ausgeregelt werden. In Folge wird also die Pumpe 8 der Wärmequelle 4 mit dem höchsten Differenzdrucksollwert vorrangig Volumenstrom in die Wärmeverteilung fördern.By means of a heat cost controller 1 is the speed of the pumps 6 . 7 . 8th the heat sources 2 . 3 . 4 placed so that the respective differential pressure setpoints are corrected. As a result, so the pump 8th the heat source 4 With the highest differential pressure setpoint, it is of primary importance to promote volume flow into the heat distribution.

Wenn dieser Volumenstrom nicht ausreichend ist, den Differenzdruck am Sensor 14 aufrecht zu erhalten, sinkt der Differenzdruck ab und erreicht den Sollwert der Wärmequelle 3. Bei Erreichen des Sollwertes der Wärmequelle 3 wird die Pumpe 7 zugeschaltet und es wird mittels dieser Pumpe 7 dann zusätzlich zur Pumpe 8 Volumenstrom in die Wärmeverteilung eingebracht und der Differenzdruck ausgeregelt.If this volume flow is insufficient, the differential pressure at the sensor 14 maintain the differential pressure decreases and reaches the setpoint of the heat source 3 , Upon reaching the setpoint of the heat source 3 becomes the pump 7 switched on and it is by means of this pump 7 then in addition to the pump 8th Volume flow introduced into the heat distribution and compensated for the differential pressure.

Erreicht auch dieser Volumenstrom den kritischen Bereich, in welchem der Differenzdruck nicht mehr aufrechterhalten werden kann, so sinkt dieser Differenzdruck weiter auf den Sollwert der Wärmequelle 2. Entsprechend fördert dann die Pumpe 6 zusätzlich Volumenstrom in die Wärmeverteilung und regelt den Differenzdruck.If this volume flow also reaches the critical range in which the differential pressure can no longer be maintained, this differential pressure continues to drop to the desired value of the heat source 2 , Accordingly, then promotes the pump 6 additional volume flow in the heat distribution and regulates the differential pressure.

Bei nachlassendem Wärmebedarf in der Wärmenutzung schalten sich die Pumpen beginnend bei Pumpe 6, über Pumpe 7 bis zu Pumpe 8 wieder ab.As the heat demand in heat utilization decreases, the pumps switch off, starting with the pump 6 , via pump 7 up to pump 8th again.

Vorteilhafterweise werden bei sich ändernden spezifischen Wärmekosten der Wärmequellen die Differenzdrucksollwerte im Regelkreis dynamisch angepasst. Es wird also immer die Wärmequelle vorrangig genutzt, die aktuell die kostengünstigste Wärme der Wärmeverteilung zur Verfügung stellt.Advantageously, with changing specific heat costs of the heat sources, the differential pressure setpoints in the control loop are dynamically adjusted. So it is always the heat source priority used, which currently provides the most cost-effective heat of heat distribution.

Den Basissollwert des Differenzdrucks errechnet der Wärmekostenregler 1 über eine Funktion aus dem Wärmeleistungsbedarf der Wärmenutzung 5 über den Wärmemengenzähler 9 und weiteren individuell festzulegenden Nutzungsvorgaben.The basic setpoint of the differential pressure is calculated by the heat cost controller 1 via a function of the heat demand of heat utilization 5 over the heat meter 9 and further individual usage requirements.

Zur Bereitstellung bedarfsgerechter Wärme begrenzt der Wärmekostenregler 1 die Volumenströme der Wärmequellen 2, 3 und 4, wenn die Vorlauftemperaturen an den Sensoren 10, 11 und 12 kleiner werden als die von der Wärmenutzung benötigte Vorlauftemperatur.The heat cost controller limits the amount of heat needed to provide adequate heat 1 the volume flows of the heat sources 2 . 3 and 4 when the flow temperatures at the sensors 10 . 11 and 12 become smaller than the flow temperature required by the use of heat.

Der Wärmekostenregler 1 regelt durch die Parallelschaltung von Volumenströmen mit unterschiedlichen Vorlauftemperaturen an den Sensoren 6, 7, 8 aus den Wärmequellen einen Volumenstrom mit bedarfsgerechter Vorlauftemperatur am Sensor 13. Damit lässt sich das Wärmepotential von Wärmequellen mit geringeren als in der Wärmenutzung benötigten Vorlauftemperaturen nutzen, indem Volumenströme aus Wärmequellen mit höheren Vorlauftemperaturen gemischt werden.The heat cost controller 1 regulates by the parallel connection of volume flows with different flow temperatures at the sensors 6 . 7 . 8th from the heat sources, a volume flow with demand-based flow temperature at the sensor 13 , This makes it possible to utilize the heat potential of heat sources with lower flow temperatures required in heat utilization by mixing volume flows from heat sources with higher flow temperatures.

Der Wärmeverteilungskostenregler 1 erfüllt weitere Regel- und Begrenzungsaufgaben, die für das zu erklärende Verfahren nicht relevant sind.The heat distribution cost controller 1 fulfills further control and limitation tasks that are not relevant to the procedure to be explained.

Claims (1)

Verfahren zum Betrieb einer Wärmeverteilungsanlage, wobei die Wärmeverteilungsanlage umfasst: – mehrere Wärmequellen (2, 3, 4); – mehrere Pumpen (6, 7, 8), die jeweils den Wärmequellen (2, 3, 4) zugeordnet sind; – eine Wärmeverteilung; – einen Vorlauf (15) der Wärmeverteilung; – eine Wärmenutzung (5); – einen Rücklauf (16) der Wärmeverteilung; – mehrere Sensoren (10, 11, 12, 13, 14); – einen Wärmemengenzähler (9), wobei folgende Schritte durchgeführt werden: – Erfassung der spezifischen Wärmekosten aus den Wärmequellen (2, 3, 4); – Erfassung des Istwertes des Differenzdrucks zwischen Vorlauf (15) und Rücklauf (16) der Wärmeverteilung aus einem Sensor (14); – Erfassung des Wärmeleistungsbedarfs der Wärmeverteilung aus der Wärmenutzung (5) und dem Wärmemengenzähler (9); – Erfassung der benötigten Vorlauftemperatur aus der Wärmenutzung (5); – Erfassung der Vorlauftemperaturen der Wärmequellen aus den jeweiligen Sensoren (10, 11, 12); – Erfassung der Vorlauftemperatur der Wärmeverteilung aus einem Sensor (13); – Errechnen eines Basissollwertes des Differenzdrucks über eine Funktion aus dem Wärmeleistungsbedarf der Wärmenutzung (5) über den Wärmemengenzähler (9) und weiteren individuell festzulegenden Nutzungsvorgaben; – Errechnen aus den spezifischen Wärmekosten der jeweiligen Wärmequellen (2, 3, 4) einen kostenspezifischen Versatz zu einem Differenzdruckbasissollwert für jede Wärmequelle (2, 3, 4), wobei die Wärmequelle mit den niedrigsten Wärmekosten den höchsten Sollwert erhält; – Stellen der Drehzahl der den Wärmequellen (2, 3, 4) zugeordneten Pumpen (6, 7, 8) so, dass die jeweiligen Differenzdrucksollwerte ausgeregelt werden, so dass die Pumpe der Wärmequelle mit dem höchsten Differenzdrucksollwert vorrangig Volumenstrom in die Wärmeverteilung fördert; – Dynamische Anpassung der Differenzdrucksollwerte bei sich ändernden spezifischen Wärmekosten der Wärmequellen.A method of operating a heat distribution system, the heat distribution system comprising: - a plurality of heat sources ( 2 . 3 . 4 ); - several pumps ( 6 . 7 . 8th ), each of the heat sources ( 2 . 3 . 4 ) assigned; - a heat distribution; - a forerun ( 15 ) the heat distribution; - a heat use ( 5 ); - a return ( 16 ) the heat distribution; - several sensors ( 10 . 11 . 12 . 13 . 14 ); - a heat meter ( 9 ), whereby the following steps are carried out: detection of the specific heat costs from the heat sources ( 2 . 3 . 4 ); - Acquisition of the actual value of the differential pressure between flow ( 15 ) and return ( 16 ) the heat distribution from a sensor ( 14 ); - Recording the heat output requirement of the heat distribution from the heat utilization ( 5 ) and the heat meter ( 9 ); - Detection of the required flow temperature from the use of heat ( 5 ); - Detection of the flow temperatures of the heat sources from the respective sensors ( 10 . 11 . 12 ); - Recording the flow temperature of the heat distribution from a sensor ( 13 ); - Calculation of a basic setpoint of the differential pressure via a function of the heat output requirement of the heat utilization ( 5 ) over the heat meter ( 9 ) and other user-defined usage requirements; - Calculate from the specific heat costs of the respective heat sources ( 2 . 3 . 4 ) a cost-specific offset to a differential pressure base set point for each heat source ( 2 . 3 . 4 ), with the heat source with the lowest heat cost receiving the highest set point; - Adjusting the speed of the heat sources ( 2 . 3 . 4 ) associated pumps ( 6 . 7 . 8th ) so that the respective differential pressure setpoints are compensated, so that the pump of the heat source with the highest differential pressure setpoint promotes primarily volume flow in the heat distribution; - Dynamic adjustment of the differential pressure setpoints with changing specific heat costs of the heat sources.
DE102008004126.2A 2008-01-11 2008-01-11 Method of controlling costs in heat distribution systems Expired - Fee Related DE102008004126B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008004126.2A DE102008004126B4 (en) 2008-01-11 2008-01-11 Method of controlling costs in heat distribution systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008004126.2A DE102008004126B4 (en) 2008-01-11 2008-01-11 Method of controlling costs in heat distribution systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008004126A1 DE102008004126A1 (en) 2009-08-27
DE102008004126B4 true DE102008004126B4 (en) 2018-01-04

Family

ID=40896398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008004126.2A Expired - Fee Related DE102008004126B4 (en) 2008-01-11 2008-01-11 Method of controlling costs in heat distribution systems

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008004126B4 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009042732A1 (en) 2009-09-25 2011-04-14 Schulze, Rolf, Dipl.-Ing. Method for distributing thermal energy of different energy conditions in thermal systems, involves feeding heat pulses in energy condition, which is generated from heat source, in heat collector
DE102010016344A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-13 Wolf Gmbh Heat pump system and method for controlling a heat pump system
CN101936578B (en) * 2010-09-09 2012-07-25 河南众源系统工程有限公司 Real-time effective area distribution method for heat energy
EP2615385B1 (en) * 2012-01-13 2021-06-23 STIEBEL ELTRON GmbH & Co. KG System manager for energy converters with adjustable power
DE102015006779A1 (en) * 2015-06-01 2016-12-01 Paw Gmbh & Co. Kg Method for operating a heating system and controller with differential pressure sensor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0573140A2 (en) * 1992-05-06 1993-12-08 Honeywell Inc. Real-time economic load allocation
DE4312811C1 (en) * 1993-04-20 1994-10-27 Karl Hollemann District heating arrangement as single pipe with multiple feed into one or more main supply lines
DE19506628A1 (en) * 1995-02-25 1996-08-29 Tekmar Elektronik Gmbh & Co Method and arrangement for controlling a low-temperature heating system
DE19710853A1 (en) * 1997-03-15 1998-09-17 Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg Heating system using data bus for instruction transmission
DE20109236U1 (en) * 2001-04-21 2001-10-18 Gerster, Eugen, 88524 Uttenweiler Heat transport system with volume flow controlled heat generation device
DE10260379A1 (en) * 2002-12-21 2004-07-22 Simon Kolin Monitoring and controlling network of low power energy generating and storage units involves selectively controlling units to change operating parameters depending on operating state of network
DE10326263A1 (en) * 2003-06-11 2005-01-05 Robert Bosch Gmbh Fluid switching or distributing unit, especially a hydraulic or pneumatic switching or distribution unit for a heating installation or system, has a multiplicity of inputs, outputs and programmable switching valves
DE10217272B4 (en) * 2002-04-18 2006-02-23 Helmut Dipl.-Ing. Lippok Method for controlling thermal output

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29506628U1 (en) * 1995-04-19 1996-06-05 Siemens AG, 80333 München Arrangement for connecting supply lines to an electronic device and a cabinet with such an arrangement

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0573140A2 (en) * 1992-05-06 1993-12-08 Honeywell Inc. Real-time economic load allocation
DE4312811C1 (en) * 1993-04-20 1994-10-27 Karl Hollemann District heating arrangement as single pipe with multiple feed into one or more main supply lines
DE19506628A1 (en) * 1995-02-25 1996-08-29 Tekmar Elektronik Gmbh & Co Method and arrangement for controlling a low-temperature heating system
DE19710853A1 (en) * 1997-03-15 1998-09-17 Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg Heating system using data bus for instruction transmission
DE20109236U1 (en) * 2001-04-21 2001-10-18 Gerster, Eugen, 88524 Uttenweiler Heat transport system with volume flow controlled heat generation device
DE10217272B4 (en) * 2002-04-18 2006-02-23 Helmut Dipl.-Ing. Lippok Method for controlling thermal output
DE10260379A1 (en) * 2002-12-21 2004-07-22 Simon Kolin Monitoring and controlling network of low power energy generating and storage units involves selectively controlling units to change operating parameters depending on operating state of network
DE10326263A1 (en) * 2003-06-11 2005-01-05 Robert Bosch Gmbh Fluid switching or distributing unit, especially a hydraulic or pneumatic switching or distribution unit for a heating installation or system, has a multiplicity of inputs, outputs and programmable switching valves

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RECKNAGEL, Hermann ; SPRENGER, Eberhard ; HÖNMANN, Winfried: Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik. 66. Aufl.. München: Oldenbourg, 1992. S. 666-671. ISBN 3-486-26212-2 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008004126A1 (en) 2009-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008004126B4 (en) Method of controlling costs in heat distribution systems
EP3374699B1 (en) Method for controlling a centrifugal pump, and associated pump system
WO2012150008A2 (en) Control system for matching the output of a steam turbine to a changed load
DE102008057730A1 (en) Method for operating a system for transporting thermal energy over a liquid medium
EP2871423A1 (en) Method for controlling a heating and/or cooling system with at least one load circuit and distribution device for a heating and/or cooling system
EP2667104B1 (en) System and method for warming drinking water
DE102015006779A1 (en) Method for operating a heating system and controller with differential pressure sensor
EP2434226A2 (en) Method for energy-efficient retrofitting of single pipe heating systems
EP2287547B1 (en) Heat pump and method for regulating the source entry temperature of the heat pump
DE4006186A1 (en) Electrically-operated pump regulation system - corrects rotation rate of electric pump motor dependent on measured flow velocity
EP2175206A2 (en) Method for tempering rooms in a building
EP3048305B1 (en) Reduction of the energy consumption of a variable speed water pump taking into account the current system load
EP3217101A1 (en) Method for hydraulic decoupling of multiple fluid circuits connected in parallel
JP2006075804A (en) Sewage treatment plant operation support equipment
EP1160515B1 (en) Heating installation with at least two heating circuits
EP3553408B1 (en) Hybrid heating device and method for operating a hybrid heating device
EP2674684B1 (en) Highly efficient heating system using air-water-heat pump
EP2824743B1 (en) Method for controlling a fuel cell
EP3800403A1 (en) Heating device and method for operating a heating device
WO1997034111A1 (en) Modulating solar-power regulator
DE10259279B3 (en) System for supplying hot and cold water comprises a secondary flow pipe opening into an injector as a driving flow pipe and a mixing pipe opening into the injector as a suction flow pipe, a regulating valve, and a control valve
EP1072081A1 (en) Method for adjusting total output of power engineering installations
WO2021008941A1 (en) Method for controlling an arrangement consisting of a heating pump and a three-way mixer valve
EP2757324B1 (en) Method for measuring volumetric flows
EP1508751A1 (en) Method and device for adapting the supply temperature of a heat generator to the respective heat circuit load of a downstream heating system

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee