DE3838005A1 - Verfahren zum einstellen des mittelwerts der vorlauftemperatur eines heizmediums und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des Mittelwerts der Vorlauftemperatur eines Heizmediums, das durch eine Heizvorrichtung intermittierend erwärmt wird, in einem Heizsystem, das mindestens eine verstell­ bare Drosselstelle für das Heizmedium aufweist, bei dem ein Vorlauftemperatur-Sollwert aufgrund äußerer Einflußfaktoren ermittelt und das Heizmedium bei voller Öffnung der Drosselstellen auf den Vorlauftemperatur- Sollwert erwärmt wird. Darüber hinaus betrifft die Erfin­ dung eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Ver­ fahrens.

Bei einem derartigen Verfahren wird der vermutete Wärme­ bedarf des Systems durch äußere Einflußgrößen, wie Außen­ temperatur, Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rück­ lauftemperatur oder einer vorgegebenen Raumtemperatur in einem zentralen Raum eines Hauses, abgeschätzt. Aus diesen gemessenen bzw. vorgegebenen Werten wird zusammen mit einer manuell einstellbaren Wärmekurve eine Vorlauf­ temperatur errechnet. Ein Nachteil bei diesem Verfahren ist es, daß Änderungen der tatsächlichen Belastungsver­ hältnisse nicht wahrgenommen werden. Bei Verwendung von thermostatischen Ventilen an den Drosselstellen, z.B. an den Eingängen der jeweiligen Heizkörper, führt dies wiederum dazu, daß die thermostatischen Ventile bei zu kleiner Vorlauftemperatur stets voll geöffnet und bei zu großer Vorlauftemperatur überwiegend geschlos­ sen sind, um die gewünschte Raumtemperatur zu erreichen. Eine zu hohe Vorlauftemperatur bringt einen größeren Energieverlust der Anlage mit sich, während bei einer zu niedrigen Vorlauftemperatur die Räume trotz offener Heizkörperventile nicht ausreichend erwärmt werden.

Erwünscht ist aber eine Vorlauftemperatur, bei der die thermostatischen Heizkörperventile noch regeln können, d.h. sich in einem teilweise geöffneten oder teilweise gedrosselten Zustand befinden.

Aus DE-OS 33 45 949 ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Zentralheizungssystems bekannt, die diese ideale Vorlauftemperatur durch Messen der Änderungen des Wärme­ widerstandes mit Hilfe von Temperatur- und Durchfluß­ mengenmeßfühlern zu ermitteln versucht. Diese Lösung erfordert jedoch aufgrund der vielen Meßfühler relativ große Investionskosten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein auto­ matisch arbeitendes Regelverfahren zum Einstellen des Mittelwerts der Vorlauftemperatur auf einen solchen Wert anzugeben, daß eine optimale Gesamtdurchflußrate des Heizmediums erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Startfunktion, mit der sich die Vorlauftemperatur beim Erwärmen ändert, ermittelt, mindestens ein Parameter dieser Startfunktion zur Festlegung einer Sollfunktion verändert und der Vorlauftemperatur-Sollwert so lange verändert wird, bis sich der Verlauf der Erwärmung in jeder Aufheizphase an die Sollfunktion angeglichen hat.

Erfindungsgemäß wird also die Belastung des Heizsystems im "eingeschwungenen Zustand" durch die Änderungsrate der Vorlauftemperatur bestimmt. Wird viel Heizmedium benötigt, steigt also die Vorlauftemperatur nur langsam, dann sind die Heizkörperventile zu weit geöffnet, befin­ den sich also nicht im optimalen Regelbereich. Dann muß also der Mittelwert der Vorlauftemperatur erhöht werden. Beim Anlauf eines Heizungssystems kann man im Prinzip davon ausgehen, daß die thermostatischen Ventile vollständig geöffnet sind. Die Belastung des Kessels beträgt folglich 100%, da die maximal mögliche Menge des Heizmediums durch das System fließt. In einem sol­ chen Belastungsfall wird sich die Vorlauftemperatur nur langsam steigern, da eine große Menge des Heizme­ diums durch eine konstante Heizleistung erwärmt werden muß. In diesem Betriebszustand wird die Startfunktion ermittelt. Nach einer gewissen Zeit sind die Räume er­ wärmt, und die Thermostatventile fangen an zu drosseln. Wenn ein solcher Normalbetrieb erreicht ist, wird der Verlauf der Vorlauftemperatur bei jedem Starten der Heizvorrichtung steiler sein als in der anfänglichen maximalen Belastungssituation. Der Verlauf der Erwärmung der Vorlauftemperatur in diesem Normalfall im Verhältnis zu der anfangs ermittelten Maximal-Belastungskurve ist ein Ausdruck dafür, mit welcher Durchflußrate die Anlage arbeitet und ob die Vorlauftemperatur richtig eingestellt ist. Durch die Vorgabe einer Sollfunktion, die einem optimalen Erwärmungsverlauf und damit der optimalen Durchflußrate entspricht, und die Annäherung des tatsäch­ lichen Vorlauftemperaturverlaufs an diese Sollfunktion ergibt sich eine optimale Durchflußrate und der richtige Vorlauftemperaturmittelwert.

Vorteilhafterweise werden dabei keine zusätzlichen Meß­ geräte benötigt, da in der Regel jeweils ein Temperatur­ fühler zur Messung der Vorlauf- und der Rücklauftempera­ tur vorhanden sind. Aufgrund des automatischen Arbeitens des Verfahrens ist eine öftere Neueinstellung der Kurve möglich. Das Heizungssystem läßt sich damit jahreszeit­ lich bedingten Schwankungen anpassen. Die Rücklauftempe­ ratur läßt sich auch ohne eigenen Rücklauftemperaturfüh­ ler ermitteln, wenn vor jedem Anlaufen der Heizvorrich­ tung ein Pumpenvorlauf erfolgt. Wenn der Pumpenvorlauf lange genug dauert, wird nämlich Heizmedium mit Rücklauf­ temperatur in die Vorlaufleitung eingespeist. Der dort angeordnete Temperaturfühler ermittelt damit die Rück­ lauftemperatur, die zur weiteren Berechnung der Start- bzw. Sollfunktion gespeichert wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Start- bzw. Sollfunktion, mit der sich die Vorlauftemperatur ändert, durch folgende Hilfsfunktion angeglichen:

wobei

T _V(t) die Vorlauftemperatur,
P _K die maximale Wärmeleistung des Heizkessels,
C _m die Wärmekapazität des durchfließenden Wassers,
t die Zeit,
C _k die Wärmekapazität des Kessels und
T _R die Rücklauftemperatur

ist.

Diese Hilfsfunktion ergibt eine ausreichend genaue An­ näherung an den tatsächlich gewünschten Verlauf der Vorlauftemperatur. Da sich das Aufheizen in der Regel im Anfangsbereich der e-Funktion abspielen wird, lassen sich die Steilheit und das Verhältnis der Steigungen zwischen Startfunktion und Sollfunktion gut bestimmen. In der angegebenen Hilfsfunktion lassen sich die Para­ meter leicht bestimmen, zumal es ausreicht, jeweils die Parameterkombination P _K /C _m und C _m /C _k zu bestimmen.

Bevorzugterweise werden die Parameter der Startfunktion durch Messung der Vorlauftemperatur an mindestens drei Zeitpunkten ermittelt. Dies ergibt eine ausreichende Anzahl von Werten, um die Hilfsfunktion festzulegen.

Mit Vorteil wird die Sollfunktion aus der Startfunktion durch Verändern, insbesondere durch Verkleinern, des Parameters C _m ermittelt. Dieser Parameter ist maßgebend für die Steigung der den Temperaturverlauf wiedergeben­ den Kurve.

Durch Verkleinern des Parameters C _m wird die Kurve stei­ ler. Dies bedeutet eine geringere Durchflußmenge. Bei einer geringeren Durchflußmenge muß aber die Vorlauf­ temperatur höher sein, damit eine ausreichende Wärme­ menge von der Heizvorrichtung zu den Heizkörpern trans­ portiert wird.

Eine optimale Einstellung, bei der die thermostatischen Heizkörperventile teilweise gedrosselt sind, ergibt sich dann, wenn der Parameter C _m in der Sollfunktion etwa 20% bis 40% kleiner ist als der Parameter C _m der Startfunktion. Dies bedeutet, daß eine entsprechend geringere Menge des Heizmediums das Heizsystem durch­ strömt, also nur etwa 60% bis 80% der maximal mögli­ chen Menge.

Mit Vorteil wird die Startfunktion bei jedem Übergang vom Nachtabsenkbetrieb zum Tagbetrieb ermittelt. Damit ist ein tägliches Neueinstellen der Sollfunktion mög­ lich. Das Heizungssystem kann damit dem Zu- oder Abschal­ ten mehrerer Heizkörper und/oder jahreszeitlich bedingten Schwankungen des Wärmebedarfs besser folgen.

Vorteilhafterweise ist zwischen dem Ermitteln der Start­ funktion und dem Festlegen der Sollfunktion eine vorbe­ stimmte Totzeit vorgesehen. Diese Totzeit beträgt min­ destens einen Aufheizzyklus, vorzugsweise mehrere. Da­ durch wird sichergestellt, daß die Aufheizung der Räume nicht verzögert wird.

Mit Vorteil wird aus der Differenz des veränderten Vor­ lauftemperatur-Sollwerts und des Vorlauftemperatur-Ist­ werts eine Eingangsgröße für einen Integrator gebildet, der über einen Hystereseschalter die Heizvorrichtung an- und abschaltet. Ein derartiger Hystereseschalter ist beispielsweise aus DE-PS 34 26 937 bekannt. Dieses Verfahren erlaubt eine einfache Regelung.

Bevorzugterweise werden aus den Parametern der Sollfunk­ tion die Schwellwerte für den Hystereseschalter ermit­ telt. Dies ist eine vorteilhafte zusätzliche Verwendung der Parameter der Hilfsfunktion. Der Mittelwert der Vorlauftemperatur läßt sich durch Variieren der Schwell­ werte des Hystereseschalters leicht an gewünschte Vor­ gaben anpassen.

Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens angegeben, mit einer Vorgabeeinrichtung, die aufgrund äußerer Einflußfaktoren ein Vorlauftemperatur-Sollwertsignal erzeugt, einem Integrator, dem die Differenz zwischen einem modifizier­ ten Vorlauftemperatur-Sollwertsignal und einem Vorlauf­ temperatur-Istwertsignal zugeführt wird, einem Hyste­ reseschalter, der ein Kesselsteuersignal zum Schalten der Heizvorrichtung erzeugt, wenn das Integratorausgangs­ signal einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet bzw. einen zweiten vorbestimmten Wert unterschreitet, eine Parameter-Identifikationseinrichtung, die die Para­ meter der Startfunktion ermittelt, eine Recheneinheit, die die Sollfunktion berechnet und die Differenz zwischen der Sollfunktion und dem gemessenen Erwärmungsverlauf des Heizmediums bildet, eine Fehlersignalerzeugungsein­ heit, die in Abhängigkeit von der in der Recheneinheit gebildeten Sollfunktion und der ermittelten Differenz einen Fehler bildet und in Abhängigkeit von diesem Fehler einen von drei Temperatursignalwerten, von denen minde­ stens einer positiv und einer negativ ist, erzeugt und eine Summationseinheit, die die Temperatursignalwerte bei jedem Abschalten des Kessels aufaddiert, wobei der Ausgang der Summationseinheit zum Ausgang der Vor­ gabeeinrichtung addiert wird.

Mit Vorteil entsprechen die drei Temperatursignalwerte einer Temperaturänderung von -0,2°, 0° und +0,2°C. Die Änderungsrate des geänderten Vorlauftemperatur-Soll­ werts ist damit relativ klein. Das Heizungssystem kann der Änderung leicht folgen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur darin zeigt in schemati­ scher Darstellung ein Heizungssystem.

Das Heizungssystem weist beispielsweise drei Heizkörper 13, 14, 15 auf, die über eine Vorlaufleitung 11 mit warmem Wasser aus einem Kessel 5 versorgt werden. Nach Durchströmen der Heizkörper 13, 14, 15 fließt das Wasser über eine Rücklaufleitung 12 zum Kessel 5 zurück. Die Wasserdurchflußmenge durch jeden Heizkörper 13, 14, 15 wird durch jeweils ein Ventil 16, 17, 18 bestimmt. Diese Ventile 16, 17, 18 sind als übliche Thermostatven­ tile ausgeführt, d.h. ihr Öffnungsgrad ist abhängig von der Temperatur desjenigen Raumes, den der Heizkörper beheizt. Liegt die Temperatur in diesem Raum unter der eingestellten Solltemperatur, öffnet das thermostatische Heizkörperventil, liegt sie darüber, drosselt das Ventil den Zustrom von warmem Wasser in den Heizkörper.

Der Kessel 5 weist in üblicher Weise eine Heizvorrich­ tung, beispielsweise einen Brenner für Öl, Gas oder ähnlichem oder eine elektrische Heizvorrichtung, und einen Vorratsbehälter für Wasser auf.

Die Vorlauftemperatur T _V und die Rücklauftemperatur T _R werden an der Vorlaufleitung 11 bzw. der Rücklauf­ leitung 12 oder im Kessel 5 gemessen, beispielsweise mit Hilfe eines Thermometers 25 mit angeschlossenem Meßwertformer, der einen Temperaturwert in elektrische Signale umwandelt, die über Leitungen 19, 20 bzw. 23 einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden. Obwohl mit zwei getrennten Temperaturfühlern genauere Meßwerte zur Bestimmung der Vor- und der Rücklauftemperatur er­ halten werden, reicht es auch aus, wenn lediglich ein (nicht dargestellter) Temperaturfühler für die Vorlauf­ temperatur vorhanden ist. Zur Ermittlung der Rücklauf­ temperatur wird dann vor jedem Starten der Heizvorrich­ tung im Kessel das Heizmedium über einen gewissen Zeit­ raum im Heizkreislauf herumgepumpt, so daß die Vorlauf­ temperatur gleich der Rücklauftemperatur ist. Diese Vorlauftemperatur wird dann gespeichert und für die nächste Aufheizperiode als konstante Rücklauftemperatur verwendet.

Zur Steuerung des Kessels, d.h. zur Einstellung des Mittelwerts der Vorlauftemperatur T _V ist eine Vorgabe­ einrichtung 1 vorgesehen, in der aus mehreren äußeren Einflußfaktoren, wie der Außentemperatur T _außen und einer Kurvensteilheit H, ein Vorlauftemperatur-Sollwert T _S gebildet wird. Die Größe T _S kann beispielsweise nach einer bekannten Formel gebildet werden in der

T _S = H (22-T _außen) + 22 + 2/H

ist. H gibt dabei eine Kurvensteilheit an, wobei bei einem niedrigen H-Wert eine verhältnismäßig niedrige Mittelvorlauftemperatur erreicht wird, während bei einem höheren H-Wert ein höherer Vorlauftemperaturmittelwert erreicht wird. Dieser Sollwert wird in einem Summations­ punkt 2 durch eine später beschriebene Korrekturgröße in einen modifizierten Sollwert T _F verändert. Von diesem modifizierten Sollwert T _F wird über eine Signalleitung 20 der Istwert der Vorlauftemperatur T _V an einem Diffe­ renzbildungspunkt 29 abgezogen. Diese Differenz wird dem Eingang eines Integrators 3 zugeführt. Der Integrator 3 integriert dieses Signal über die Zeit. Der Ausgang des Integrators 3 wird einem Hystereseschalter 4 zuge­ führt, der die Heizvorrichtung des Kessels 5 ausschaltet, wenn der Ausgangswert des Integrators 3 einen vorbestimm­ ten ersten Wert überschreitet, und die Heizvorrichtung des Kessels 5 wieder einschaltet, wenn der Ausgangswert des Integrators einen vorbestimmten zweiten Wert unter­ schreitet.

In der Aufheizphase, d.h. wenn die Heizvorrichtung das Wasser erwärmt, kann der zeitliche Verlauf der Erwärmung der Vorlauftemperatur T _V durch folgende Hilfsfunktion beschrieben werden,

worin

T _V(t) die Vorlauftemperatur,
P _K die maximale Wärmeleistung des Heizkessels,
C _m die Wärmekapazität des durchfließenden Wassers,
t die Zeit,
C _k die Wärmekapazität des Kessels und
T _R die Rücklauftemperatur

ist.

Eine Parameter-Identifikationseinrichtung 7 stellt an mehreren verschiedenen Zeitpunkten, vorzugsweise minde­ stens drei, die Vorlauftemperatur T _V fest und ermittelt daraus die Parameter P _K , C _m und C _k . Um die Hilfsfunktion eindeutig festlegen zu können, genügt es in der Regel sogar, lediglich die Quotienten P _K /C _m und C _m /C _k zu ermit­ teln. Als Eingangsgrößen werden der Parameter-Identifika­ tionseinrichtung 7 ein Zeitsignal, die Vorlauftemperatur T _V über eine Signalleitung 26, die mit der Signalleitung 19 in Verbindung steht, und die Rücklauftemperatur T _R über eine Signalleitung 24, die mit der Signalleitung 23 in Verbindung steht, zugeführt. Die Parameter-Identi­ fikationseinrichtung 7 arbeitet lediglich beim erstmali­ gen Aufheizen der Heizflüssigkeit, beispielsweise beim Übergang vom Nachtabsenkbetrieb auf den Tagbetrieb. Die Parameter, die in der Parameter-Identifikationsein­ richtung 7 ermittelt worden sind, definieren demnach eine Startfunktion.

Die Parameter werden an eine Recheneinheit 6 übergeben, wo sie modifiziert werden können, um eine Sollfunktion zu bilden. In einem späteren Aufheizzyklus wird mit Hilfe der modifizierten Parameter eine Sollfunktion gebildet, die den zeitlichen Sollverlauf der Erwärmung der Vorlauftemperatur T _V angibt. Dieser berechnete Ver­ lauf von T _V wird über eine Signalleitung 28 einem Diffe­ renzbildungspunkt 8 zugeführt, dem über eine Signallei­ tung 27, die mit der Signalleitung 19 in Verbindung steht, der Wert der Vorlauftemperatur T _V zugeführt wird. Am Differenzbildungspunkt 8 wird also die Differenz zwischen dem berechneten Wert von T _V und dem gemessenen Wert von T _V gebildet. Diese Differenz wird einer Fehler­ signalerzeugungseinheit 9 zugeführt. Diese Fehlersignal­ erzeugungseinheit 9 ermittelt aus der am Differenzbil­ dungspunkt 8 berechneten Differenz und den über eine Signalleitung 30 zugeführten Werten der Sollfunktion einen Fehler. Die Fehlersignalerzeugungseinheit 9 gibt an ihrem Ausgang in Abhängigkeit vom ermittelten Fehler einen von drei Temperatursignalwerten A aus, und zwar nach folgender Regel: Wenn der Fehler zwischen -2% und +2% ist, ist A = 0; wenn der Betrag des Fehlers größer als 2% ist, ist der Betrag A = 0,2°C; das Vor­ zeichen von A richtet sich nach dem Vorzeichen des Feh­ lers.

Der Ausgang der Fehlererzeugungseinheit 9 wird in einer Summationseinheit 10 bei jedem Stopp der Heizvorrichtung des Kessels 5 aufaddiert. Der Ausgang der Summationsein­ heit 10 wird am Summationspunkt 2 zum Ausgang T _S der Vorgabeeinrichtung 1 hinzuaddiert. Am Summationspunkt 2 wird somit ein veränderter oder modifizierter Vorlauf­ temperatur-Sollwert T _F gebildet. Im Normalbetrieb wird dieser modifizierte Vorlauftemperatur-Sollwert T _F dazu verwendet, wie oben beschrieben, zusammen mit dem Vor­ lauftemperatur-Istwert T _V eine Differenz zu bilden, die dann dem Integrator 3 zugeführt wird.

Das Heizungssystem arbeitet wie folgt: Beim Umstellen des Systems vom Nachtabsenkbetrieb zum normalen Tagbe­ trieb kann man davon ausgehen, daß alle Heizkörperther­ mostate 16, 17, 18 voll geöffnet sind und die maximale Wassermenge durch die Heizkörper 13, 14, 15 strömt. Der Kessel 5 wird gestartet. Daraufhin steigt die Vor­ lauftemperatur T _V an und wird gemessen. Anhand der gemes­ senen Kurve können in der Parameter-Identifikationsein­ richtung 7, beispielsweise mit Hilfe eines Mikroprozes­ sors, die Konstanten P _K , C _m , C _k der Hilfsfunktion des Heizungssystems berechnet werden. Da diese Konstanten beim Starten des Heizungssystems berechnet werden, erhält man somit eine Startfunktion, d.h. die Gleichung, die für das Heizsystem bei 100% Durchfluß gilt.

Anhand dieser Startfunktion kann nun eine Sollfunktion berechnet werden, indem z.B. ein neuer Wert für C _m ein­ gesetzt wird. Der neue Wert kann beispielsweise 20% bis 40%, insbesondere 30%, kleiner sein als in der Startfunktion. Die Aufgabe des durch den Integrator 3, den Hystereseschalter 4, den Kessel 5, die Rückführ­ leitung 20 und den Differenzbildungspunkt 26 gebildeten Reglers ist es nun, einen Mittelwert für die Vorlauf­ temperatur so einzustellen, daß die Vorlauftemperatur T _V den durch die gewünschte Sollkurve vorgegebenen modi­ fizierten Vorlauftemperatur-Sollwert T _F einhält. Wenn die Vorlauftemperatur T _V den gewünschten Verlauf hat, erreicht man einen Durchfluß, der etwa 60% bis 80%, vorzugsweise 70%, des maximalen Durchflusses ent­ spricht. Bei diesem Durchfluß befinden sich die Heiz­ körperthermostatventile 16, 17, 18 in einem teilweise gedrosselten Zustand, d.h. sie können auf Temperatur­ änderungen im Raum durch stärkeres Öffnen oder stärkeres Drosseln reagieren und damit ihre Regelfunktion erfüllen.

Nach jedem Stoppen des Kessels, d.h. nach jedem Abschal­ ten der Heizvorrichtung, wird der gemessene Temperatur­ verlauf der Vorlauftemperatur T _V mit der berechneten Sollfunktion in mehreren Punkten verglichen. In Abhängig­ keit von dem Ergebnis dieses Vergleiches wird der Mittel­ wert der Vorlauftemperatur konstant gehalten, um 0,2°C angehoben oder um -0,2°C abgesenkt. Diese Änderung ist so klein, daß das System ausreichend Zeit hat, sich auf die neuen Randbedingungen einzustellen. Diese Anpas­ sung des Mittelwerts an die Belastungen wird ausgeführt, solange der Tagbetrieb eingestellt ist.

Ein zusätzlicher Vorteil des Systems ist darin zu sehen, das aus den berechneten Konstanten C _m , C _k und P _K ein sogenannter Alpha-Wert ermittelt werden kann, der dem Hystereseschalter 4 über eine Signalleitung 31 zugeführt werden kann. Dieser Alpha-Wert dient dazu, die beiden vorbestimmten Schwellwerte festzulegen oder zu verändern, bei deren Über- bzw. Unterschreiten ein Kesselsteuer­ signal zum Schalten der Heizvorrichtung erzeugt wird. Damit wird eine etwas unsichere manuelle Einstellung dieses Wertes vermieden.

Die Belastung des Systems wird also nicht nur abge­ schätzt, sondern es wird der tatsächlich verbrauchte Wärmebedarf ermittelt. Die Vorlauftemperatur T _V wird so gesteuert, daß die Heizkörperthermostate bei wechseln­ den Außenbedingungen trotzdem immer in ihrem Regelbereich bleiben können.

Die Außentemperatur T _außen und die Kurvensteilheit H, die der Vorgabeeinrichtung 1 zugeführt werden, werden auch im Tagbetrieb weiter benutzt, um den Sollwert T _S in Abhängigkeit von den äußeren Bedingungen zu modifizie­ ren. Dieser Eingang des Summationspunkts 2 muß also über den Tag nicht notwendigerweise konstant sein.

Claims (12)

1. Verfahren zum Einstellen des Mittelwerts der Vorlauf­ temperatur eines Heizmediums, das durch eine Heizvor­ richtung intermittierend erwärmt wird, in einem Heiz­ system, das mindestens eine verstellbare Drosselstel­ le für das Heizmedium aufweist, bei dem ein Vorlauf­ temperatur-Sollwert aufgrund äußerer Einflußfaktoren ermittelt und das Heizmedium bei voller Öffnung der Drosselstellen auf den Vorlauftemperatur-Sollwert erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Start­ funktion, mit der sich die Vorlauftemperatur (T _V ) beim Erwärmen ändert, ermittelt, mindestens ein Para­ meter (C _m ) dieser Startfunktion zur Festlegung einer Sollfunktion verändert und der Vorlauftemperatur-Soll­ wert (T _F ) so lange verändert wird, bis sich der Ver­ lauf der Erwärmung in jeder Aufheizphase an die Soll­ funktion angeglichen hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Start- bzw. Sollfunktion, mit der sich die Vorlauftemperatur (T _V ) ändert, durch folgende Hilfs­ funktion angeglichen wird: wobeiT _V(t) die Vorlauftemperatur,
P _K die maximale Wärmeleistung des Heizkessels,
C _m die Wärmekapazität des durchfließenden Wassers,
t die Zeit,
C _k die Wärmekapazität des Kessels und
T _R die Rücklauftemperaturist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Parameter der Startfunktion durch Mes­ sung der Vorlauftemperatur (T _V ) an mindestens drei Zeitpunkten ermittelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sollfunktion aus der Startfunktion durch Verändern des Parameters C _m ermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollfunktion durch Verkleinern des Parameters C _m ermittelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter C _m in der Sollfunktion etwa 20% bis 40% kleiner ist das der Parameter C _m in der Startfunktion.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Startfunktion bei jedem Übergang vom Nachtabsenkbetrieb zum Tagbetrieb ermit­ telt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ermitteln der Start­ funktion und dem Festlegen der Sollfunktion eine vorbestimmte Totzeit vorgesehen ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Differenz des veränder­ ten Vorlauftemperatur-Sollwerts (T _F ) und des Vorlauf­ temperatur-Istwerts (T _V ) eine Eingangsgröße für einen Integrator gebildet wird, der über einen Hyste­ reseschalter (4) die Heizvorrichtung (5) an- und abschaltet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Parametern der Sollfunktion die Schwell­ werte für den Hystereseschalter (4) ermittelt werden.

11. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Vorgabeeinrichtung (1), die aufgrund äußerer Einflußfaktoren (H, T _außen) ein Vorlauftempe­ ratur-Sollwertsignal (T _S ) erzeugt, einen Integrator (3), dem die Differenz zwischen einem modifizierten Vorlauftemperatur-Sollwertsignal (T _F ) und einem Vorlauftemperatur-Istwertsignal (T _V ) zugeführt wird, einen Hystereseschalter (4), der ein Kesselsteuer­ signal zum Schalten der Heizvorrichtung (5) erzeugt, wenn das Integrator-Ausgangssignal einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet bzw. einen zweiten vorbestimmten Wert unterschreitet, eine Parame­ ter-Identifikationseinrichtung (7), die die Parameter (P _K /C _m , C _m /C _k ) der Startfunktion ermittelt, eine Recheneinheit (6, 8), die die Sollfunktion berechnet und die Differenz zwischen der Sollfunktion und dem gemessenen Erwärmungsverlauf des Heizmediums bildet, eine Fehlersignalerzeugungseinheit (9) , die in Abhängigkeit von der in der Recheneinheit (6, 8) gebildeten Sollfunktion und der ermittelten Differenz einen Fehler bildet und in Abhängigkeit von diesem Fehler einen von mindestens zwei Tempera­ tursignalwerten (A), von denen mindestens einer positiv und einer negativ ist, erzeugt, und eine Summationseinheit (10), die die Temperatursignalwerte (A) bei jedem Abschalten des Kessels aufaddiert, wobei der Ausgang der Summationseinheit (10) zum Ausgang der Vorgabeeinrichtung (1) addiert wird, um das Vorlauftemperatur-Sollwertsignal (T _S ) zu modifizieren.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die drei Temperatursignalwerte (A) eine Temperaturänderung von -0,2°, 0° und +0,2°C entsprechen.