Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europischenPatents im Europischen Patentblatt kann jedermann nach Magabe der Ausfhrungsordnung beim EuropischenPatentamt gegen dieses Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebhrentrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europisches Patentbereinkommen).

Printed by Jouve, 75001 PARIS (FR)

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(12) EUROPISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Verffentlichungstag und Bekanntmachung desHinweises auf die Patenterteilung:28.07.2010 Patentblatt 2010/30

(21) Anmeldenummer: 08010091.0

(22) Anmeldetag: 03.06.2008

(51) Int Cl.:G05D 23/19 (2006.01)

(54) Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung der Heizleistungsreserve

Method and device for setting the heating reserve

Procd et dispositif destins lajustage de la rserve de puissance de chauffe

(84) Benannte Vertragsstaaten:AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GRHR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PTRO SE SI SK TR

(30) Prioritt: 26.06.2007 DE 102007029631

(43) Verffentlichungstag der Anmeldung:31.12.2008 Patentblatt 2009/01

(73) Patentinhaber: Techem Energy Services GmbH65760 Eschborn (DE)

(72) Erfinder: Khler, Arne, Dr.

12683 Berlin (DE) Schulz, Hans-Jrgen

61381 Friedrichsdorf (DE)

(74) Vertreter: KEIL & SCHAAFHAUSENPatentanwlteCronstettenstrae 6660322 Frankfurt am Main (DE)

(56) Entgegenhaltungen:EP-A- 0 121 200 EP-A- 0 445 310EP-A- 1 508 751 EP-B- 1 456 727DE-A1- 3 614 607 DE-B3-102006 013 098

RICHTER W. ET AL: "Zur Bestimmung derdezentralen Heizleistungsreserve inNiedrigenergiehusern unter Bercksichtigungdynamischer Betriebsverhltnisse"TECHNISCHE UNIVERSITT DRESDEN -KURZBERICHT, [Online] Mai 2005 (2005-05),XP002501011 Gefunden im Internet: URL:http://www.bbr.bund.de/nn_21788/DE/Forschungsprogramme/FoerderungBauforschung/EnergieeinsparungTechnischeGebaeudeausruestu ng/Downloads/DL__2471,templateId=raw,prope rty=publicationFile.pdf/DL_2471.pdf>[gefunden am 2008-10-20]

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Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einstellung der Heizleistungsreserve an denHeizkrpern und/oder in einem Heizkreis einer insbesondere einen oder mehrere regelbare Heizkreise aufweisendenHeizungsanlage, beispielsweise einer Warmwasserheizungsanlage.[0002] Bei derartigen Heizungsanlagen erfolgt die Leistungsanpassung der zentralen Heizungsversorgung typischer-weise durch Vernderung der Vorlauftemperatur oder des Massestromes des als Heizmittel dienenden flssigen Wr-metrgers (meist Wasser) bzw. durch eine Kombination der Vernderung von Vorlauftemperatur und Massestrom. DieRegelung der Raumtemperatur erfolgt in einer derartigen Heizungsanlage mittels Variation des Heizkrpermassestro-mes, d.h. des Massestromes des Heizmittels durch den Heizkrper selbst. Typischerweise erfolgt bei derartigen Anlagendie Erfassung und Verteilung der Wrmemenge fr die Raumheizung mittels elektronischer Heizkostenverteiler nachdem 2- oder 3-Fhlerprinzip.[0003] Das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung betrifft somit insbesondere Heizungsanlagen, in denenan den Heizkrperzuleitungen

a) die Variation des Massestromes mittels Heizkrperventilen erfolgt,b) die Regelung der Raumtemperatur mit Thermostatventilen erfolgt,c) die Regelung der Raumtemperatur mit elektronisch gesteuerten Ventilen erfolgt,d) die Variation des Massestromes mittels elektronisch gesteuerter Pumpen erfolgt und/odere) die Regelung der Raumtemperatur mit elektronisch gesteuerten Pumpen erfolgt

und in denen an den Heizkrpern

f) elektronische Heizkostenverteiler nach dem 2-Fhlerprinzip installiert sind, welche jeweils eine heizkrper- undeine raumluftseitige Temperatur erfassen oderg) elektronische Heizkostenverteiler nach dem 3-Fhlerprinzip oder andere geeignete Gerte installiert sind, welchedie Heizmittelvorlauf-, die Heizmittelrcklauf- und die Raumlufttemperatur oder die Heizmittelvorlauf- und eine heiz-krperseitige und eine raumluftseitige Temperatur oder die Heizmittelrcklauf- und eine heizkrperseitige und eineraumluftseitige Temperatur erfassen.

[0004] Somit ist die vorliegende Erfindung in nahezu allen Heizungsanlagen, insbesondere Warmwasserheizungs-anlagen, einsetzbar, da diese aufgrund der geltenden Vorschriften die vorstehenden Merkmale bereits aufweisen oderentsprechende Einrichtungen leicht nachinstalliert werden knnen.[0005] In derzeit blichen Warmwasserheizungsanlagen wird die Raumlufttemperatur mittels einer Variation des Heiz-mittelstromes durch die Heizkrper eingestellt. Zu diesem Zweck werden in den Zuleitungen zu den Heizkrpern entwederelektronisch oder thermostatisch betriebene Heizkrperventile oder auch elektronisch betriebene dezentrale Pumpeneingesetzt. In der berwiegenden Zahl der heute installierten Warmwasserheizungsanlagen wird die Vorlauftemperaturder Heizungsanlage nach der Auentemperatur und die zentrale Heizungsumwlzpumpe drehzahlkonstant oder nacheinem Sollwert des Differenzdrucks ber der Pumpe gefhrt. Eine Anpassung der an die Gebudeheizungsanlage bzw.die einzelnen Heizkreise bergebenen Heizleistung an den tatschlichen Bedarf erfolgt bei diesen Heizungsanlagennoch nicht.[0006] Beispielsweise aus der EP 1 456 727 B1 oder der EP 1 645 928 A1 sind fortschrittliche Verfahren bekannt,die es ermglichen, eine bedarfsgefhrte Anpassung der Vorlauftemperatur oder des Massenstromes der Heizungsan-lage durchzufhren. Ziel dieser Verfahren ist es, die zentrale Vorlauftemperatur und/oder den Massenstrom des Heiz-mittels der zentralen Heizungsanlage so anzupassen, dass entweder Sollwerte oder Sollwertbereiche von Heizkrper-ventileinstellungen oder auch Heizkrperversorgungszustnde eingehalten werden.[0007] Diese vorgenannten Verfahren setzten jedoch entweder die Kenntnis der Hubstellungen der Heizkrperventileoder die Kenntnis von Heizkrpertemperaturen in Kombination mit zuvor ermittelten Kennlinien voraus. Die Kenntnisder Ventilhubstellungen ist nicht in jeder Heizungsanlage einfach zu erreichen. Die Ermittlung von Kennlinien, die inVerbindung mit leicht ermittelbaren Heizkrpertemperaturen ebenso eine bedarfsgefhrte Anpassung der Vorlauftem-peratur oder des Massestroms der Heizungsanlage ermglichen, ist auch mit einem hohen messtechnischen Aufwandtypischerweise auf Heizkrperprfstnden verbunden. Die ermittelten Kennlinien gelten ferner nur fr die dem Messauf-bau entsprechenden Positionen der Heizkostenverteiler auf der Heizkrperoberflche, beispielsweise 0,5 Heizkrper-lnge und 0,75 Heizkrperhhe.[0008] Die DE 10 2006 013 098 B3 beschreibt ein Verfahren zur bedarfsgefhrten Wrmebereitstellung in einerHeizungsanlage, der in Abhngigkeit von einer externen Fhrungsgre eine vorgegebene Wrmemenge bereitgestelltwird, wobei die bereitgestellte Wrmemenge zustzlich von dem Wrmebedarf der Heizungsanlage abhngt. DieserWrmebedarf der Heizungsanlage wird durch eine Korrekturkurve in Anhngigkeit von der externen Fhrungsgre

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bestimmt. Die Korrekturkurve wird ermittelt, indem der aktuelle Wrmebedarf der Heizungsanlage als Regelgre einerRegelung verwendet wird, die als Korrekturgre einen aktuellen Korrekturwert ausgibt, wobei die Anpassung derKorrekturkurve unter Mittelung der aktuellen Korrekturwerte whrend der vorgegebenen Zeitperiode erfolgt.[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, mit einfacheren Mitteln eine bedarfsgefhrte Wrmebereit-stellung in einer Heizungsanlage zu ermglichen.[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgem mit den Merkmalen der unabhngigen Ansprche 1 und 10 durch einVerfahren und eine Vorrichtung zur Einstellung der Heizleistungsreserve in einem Heizkreis gelst. Dabei werden frmehrere, vorzugsweise jeden regelbaren Heizkrper eines Heizkreises der Heizungsanlage im laufenden Betrieb eineHeizkrper-Leistungsreserve bestimmt und aus den einzelnen Heizkrper-Heizleistungsreserven eine Heizkreis-Heiz-leistungsreserve als Regelgre ermittelt. Ferner wird eine Soll-Heizleistungsreserve als Sollwert der Heizkreis-Heiz-leistungsreserve ermittelt bzw. vorgegeben. In einer Regelung der Heizleistungsreserve wird dann aus der Abweichungder Regelgre Heizkreis-Heizleistungsreserve von dem Sollwert Soll-Heizleistungsreserve eine Fhrungs- oder Kor-rekturgre zur Einwirkung auf den Heizkreis bzw. die dem Heizkreis durch die Heizungsanlage zur Verfgung gestelltenWrmeleistung ermittelt.[0011] Es hat sich erfindungsgem herausgestellt, dass durch die Bercksichtigung der vergleichsweise einfach zuermittelnden Heizleistungsreserve der Heizkrper in einem Heizkreis eine Regelung fr die Heizkreis-Heizleistungsre-serve geschaffen werden kann, die die bentigte Heizleistungsreserve in dem Heizkreis fr einen komfortablen Betrieboptimal einstellt und dabei als wrmebedarfsgefhrte Regelung ein energetisch unsinniges und teures berangebotvon in der Heizungsanlage zur Verfgung gestellter Wrmemenge vermeidet. Im Falle mehrerer regelbarer Heizkreisein einer Heizungsanlage wird das vorgeschlagene Verfahren vorzugsweise fr jeden regelbaren Heizkreis durchgefhrt,so dass fr jeden Heizkreis die optimale Wrmemenge eingestellt und damit die gesamte Heizungsanlage wrmebe-darfsgefhrt geregelt wird. Falls nur ein Heizkreis vorhanden ist, kann das Verfahren in Kessel-Heizungsanlagen auchfr die bedarfsgefhrte Regelung der Kesseltemperatur eingesetzt werden. Das in verschiedenen Varianten vorgeschla-gene Verfahren stellt also eine Art Vorregelung fr eine Heizungsregelung oder Heizungssteuerung dar, welche eineVorlauftemperatur und/oder einen Massestrom des Heizmittels fr einen Heizkreis beispielsweise auentemperaturge-steuert fhrt oder aufgrund anderer Regelgren eigenstndig regelt. So wird eine optimierte Einstellung der Heizlei-stungsreserve in dem Heizkreis und insbesondere fr die Heizkrper in dem Heizkreis sowie eine bedarfsoptimierteRegelung der Heizungsanlage mit hohem Heizkomfort geschaffen, da an den jeweiligen Heizkrpern eine ausreichendeRegelreserve zur Verfgung steht.[0012] Der Begriff "Heizleistungsreserve" soll dabei als eine Gre verstanden werden, welche die Differenz zwischender Wrmeleistung bei aktueller Vorlauftemperatur und Nennmassestrom und aktueller Wrmeleistung des Heizkrpersin das Verhltnis zu einer Wrmeleistung bei aktueller Vorlauftemperatur und Nennmassestrom setzt. Anstelle derHeizleistungsreserve in der vorstehenden Definition kann auch des "Betriebsleistungsverhltnis" verwendet werden,welches die aktuelle Wrmeleistung des Heizkrpers in das Verhltnis zu einer Wrmeleistung bei aktueller Vorlauf-temperatur und Nennmassestrom setzt. Der Zusammenhang zwischen "Heizleistungsreserve" und Betriebsleistungs-verhltnis lsst sich durch die Beziehung "Heizleistungsreserve = 1- Betriebsleistungsverhltnis" herstellen. Beide ein-fach ineinander berfhrbare Gren knnen fr den vorliegenden Zweck in gleicher Weise verwendet werden, so dassnachfolgend weitestgehend auf eine Differenzierung verzichtet wird und beide Gren vereinfachend als "Heizleistungs-reserve" bezeichnet werden. Ferner soll der Begriff "Heizleistungsreserve" im Folgenden technisch quivalente Begriffeund Definitionen umfassen, welche die Leistungsreserve eines Heizkrpers beschreiben, die sich aus der Leistung beiaktueller Vorlauftemperatur und Nennmassestrom erreichen liee.[0013] Das erfindungsgem vorgeschlagene Verfahren eignet sich deshalb so gut fr die Realisierung einer wr-meleistungsadaptiven Heizungsregelung, weil die Heizleistungsreserve fr einen Heizkrper mit einfachen Mitteln be-stimmt werden kann. So wird gem einer besonders bevorzugten Ausfhrungsform des erfindungsgemen Verfahrensvorgeschlagen, dass die Heizleistungsreserve fr jeden Heizkrper aus fr den Heizkrper gemessenen Temperaturenermittelt wird, insbesondere aus den von Heizkostenverteilern oder anderen geeigneten Messvorrichtungen mit 2- oder3 Fhlermessungen erfassten Temperaturdaten der Heizkrper, wie beispielsweise den Heizkrperbertemperaturen.Besonders einfach kann die Heizleistungsreserve erfindungsgem aus dem Verhltnis der aktuellen logarithmischenbertemperatur zu der logarithmischen bertemperatur bei aktueller Vorlauftemperatur und dem Nennmassestromermittelt werden, indem dieses Verhltnis mit dem fr jeden Heizkrper beispielsweise aus seinen Datenblttern be-kannten Heizkrperexponenten potenziert wird.[0014] Die Ermittlung der Heizkreis-Heizleistungsreserve aus den einzelnen Heizkrper-Heizleistungsreserven kannerfindungsgem durch eine insbesondere gewichtete Mittelwertbildung oder durch die Anwendung einer Fuzzy-Logicerfolgen. Die gewichtete Mittelwertbildung oder eine Fuzzy-Logic ermglichen eine strkere Gewichtung von Heizkrpernmit geringerer Heizleistungsreserve (beziehungsweise hohem Betriebsleistungsverhltnis), um auch an diesen Heiz-krpern eine ausreichende Heizleistungsreserve zur Verfgung zu stellen und den Heizungskomfort insgesamt zu ver-bessern.[0015] Als Korrekturgre kann erfindungsgem eine nderung der Vorlauftemperatur und/oder des Massestromes

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des Heizkreises verwendet werden. In einer alternativen Ausfhrungsform kann als Korrekturgre auch eine nderungdes Sollwertes vor Vorlauftemperatur und/oder des Massestromes einer insbesondere nachgelagerten Heizungsrege-lung verwendet werden. In diesen Fllen wirkt die Korrekturgre also als Korrektursignal auf einen eigenstndigenRegler der Heizungsanlage, welcher die auf die Heizungsanlage unmittelbar einwirkende Stellgre erzeugt.[0016] Als Fhrungsgre kann auch der Sollwert der Vorlauftemperatur und/oder des Massestroms verwendet wer-den und somit bspw. unmittelbar eine Fhrungsgre fr den Wrmeerzeuger, wie einen Heizkessel, oder Wrmeber-trager der Heizungsanlage, wie im Rahmen einer Fernwrmeheizung, sein.[0017] Sowohl bei Anwendung einer Fhrungs- als auch einer Korrekturgre kann die Heizungsanlage eine auen-temperaturgefhrte Heizungsanlage sein, so dass die resultierende Stellgre beispielsweise eine Verschiebung derverwendeten Heizkennlinie bewirkt.[0018] Mit diesen vorbeschriebenen Mglichkeiten zur Einwirkung auf die Heizungsanlage werden typische Flleherkmmlicher Heizungsanlagen abgedeckt. Erfindungsgem ist die vorgeschlagene Lsung jedoch nicht auf dieseArten beschrnkt. Wesentlich ist, dass eine auf den Wrmeerzeuger bzw. Wrmeverteiler einer Heizungsanlage ein-wirkende Fhrungs- oder Korrekturgre erzeugt und in eine Stellgre umgesetzt wird, die in einer eigenstndigen,der Heizungsregelung oder Heizungssteuerung vorgelagerten Regelung einen gewnschten Sollwert der Heizkreis-Heizleistungsreserve einstellt.[0019] Gem einer besonders bevorzugten Ausfhrungsform des erfindungsgemen Verfahrens kann die Soll-Heizleistungsreserve als Sollwert der Regelgre Heizkreis-Heizleistungsreserve fr den bzw. jeden regelbaren Heiz-kreis in Abhngigkeit der Auentemperatur, der Vorlauftemperatur und/oder der Tageszeit gleitend gefhrt werden.Hierdurch lsst sich mit einfachen Mitteln eine wesentliche Komfortverbesserung gegenber den bekannten Verfahrenzur Regelung einer Heizungsanlage erreichen, bei denen insbesondere fr Anheizprozesse, die typischerweise nachPhasen einer sogenannten Nachtabsenkung (gezielte zeitliche Absenkung der Vorlauftemperatur um einen festen Be-trag, typischerweise 5 bis 10 Kelvin in einem Zeitraum zwischen etwa 23 Uhr und 5 Uhr) oder nach lngeren Abwesen-heitszeiten der Bewohner auftreten, besonders hohe Heizleistungen erforderlich sind. Diese besonders hohen Heizlei-stungen mssen typischerweise innerhalb von ein bis zwei Stunden bereitgestellt werden, da die berechtigten Komfor-tanforderungen der Bewohner ein Aufheizen der Nutzrume auf Raum-Solltemperatur innerhalb von ein bis zwei Stundenvorsehen, wie in der Norm DIN EN 12831 angegeben.[0020] Die aktuelle Auentemperatur und - wegen der Abhngigkeit von der Heizkurve gem Fig. 3 - indirekt auchdie aktuelle Vorlauftemperatur werden in den bekannten Regelverfahren fr die Optimierung der Anheizleistung nichtbercksichtigt. Dies fhrt bei relativ hohen Auentemperaturen an der Heizgrenze und daraus resultierenden niedrigenVorlauftemperaturen, die aus den Heizkurven errechnet werden, zu a priori niedrigen, hufig zu geringen Heizleistungs-reserven, die auch mit den eingangs beschriebenen Vorlauftemperaturadaptionsverfahren nicht ausreichend kompen-siert werden. Dies lsst sich durch die vorgelagerte Regelung der Heizleistungsreserve erfindungsgem einfach undintuitiv verbessern.[0021] Dabei kann zustzlich vorgesehen sein, dass die Zeitabhngigkeit der Soll-Heizleistungsreserve fr den bzw.jeden regelbaren Heizkreis tagestyp- und tageszeitabhngig selbstttig erlernt wird, indem das Nutzungsverhalten inden beispielsweise letzten zwei Wochen oder ber einen anderen geeigneten Zeitraum extrapoliert wird.[0022] Erfindungsgem kann aus der Regelabweichung zwischen der Heizkreis-Heizleistungsreserve und der Soll-Heizleistungsreserve mittels eines P- oder PI-Regelgesetzes oder mittels quasi stationrer Algorithmen, welche insbe-sondere die Abhngigkeit der Heizleistungsreserve von der Auentemperatur bercksichtigen knnen, eine Korrektur-oder Fhrungsgre zur Vorgabe der Stellgre ermittelt werden. Dies kann in einem Optimierer erfolgen. Der Vorgangkann zweistufig ablaufen, indem zunchst eine Korrekturgre (insbesondere nderung der Vorlauftemperatur und/oder des Massestroms) ermittelt wird, die anschlieend in eine Fhrungsgre (insbesondere resultierende Sollwertefr die die Vorlauftemperatur und/oder den Massestrom nach erfolgter Korrektur) berfhrt wird. Erfindungsgemknnen Korrektur- und Stellgre jedoch auch identisch sein und in einem einstufigen Prozess bestimmt werden. An-schlieend wird die resultierende Fhrungsgre in eine an die jeweilige Heizungsanlage angepasste Stellgre (bspw.Pumpendrehzahl, Stellventilhub in dem Heizungsanlagen-Vorlauftemperaturregler) umgewandelt.[0023] Die Erfindung betrifft insbesondere auch eine Vorrichtung zur Einstellung der Heizleistungsreserve in einemHeizkreis oder mehreren Heizkreisen einer Heizungsanlage mit einem Regler zur Ermittlung einer Korrektur- oderFhrungsgre zur Einwirkung auf den Heizkreis bzw. die dem Heizkreis oder den Heizkreisen durch die Heizungsanlagezur Verfgung gestellten Wrmeleistung. Hierzu ist erfindungsgem vorgesehen, dass der Regler ein Modul zur Be-rechnung von Heizkrper-Heizleistungsreserven aus Heizkrpertemperaturwerten inklusive Vor- oder Rcklauftempe-raturen, ein Modul zur Berechnung einer Heizkreis-Heizleistungsreserve aus den einzelnen Heizkrper-Heizleistungs-reserven und ein Modul zur Ermittlung einer Soll-Heizleistungsreserve und zur Auswertung einer Regelabweichungzwischen der Soll-Heizleistungsreserve und der Heizkrper-Heizleistungsreserve fr die Ermittlung einer Stellgreaufweist. Die vorgenannten Module sind insbesondere zur Durchfhrung des vorbeschriebenen Verfahrens eingerichtetund knnen durch in einem oder mehreren Moduleinheiten vorgesehene Recheneinheiten, beispielsweise Mikrocon-troller, realisiert werden.

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[0024] Erfindungsgem weist die Vorrichtung auch an die Heizkrper angeschlossene Messeinrichtungen, insbe-sondere Heizkostenverteiler, zur Erfassung der Heizkrpertemperaturen und mindestens einen damit verbundenenDatensammler auf, wobei der Datensammler mit dem Modul zur Berechnung der Heizkrper-Heizleistungsreservenverbunden ist. Vorzugsweise ist auch mindestens ein Vorlauftemperaturfhler an dem Vorlauf der Heizungsanlage oderdem oder jedem Heizkreis zu Erfassung der Vorlauftemperaturen vorgesehen.[0025] Ferner ist der Regler gem einer bevorzugten Ausfhrungsform der Erfindung direkt mit einer Heizungsanlageverbunden. In dieser Verbindung stellt die erfindungsgeme Vorrichtung insbesondere auch eine Wrmeleistungsad-aptionsregelung fr eine Heizungsanlage dar, in welcher der Regler unmittelbar dazu eingerichtet ist, eine konkreteHeizungsanlage mit Korrektur- oder Fhrungsgren zu versorgen.[0026] Die Verbindung zwischen den einzelnen Modulen, Messeinrichtungen und/oder dem oder den Datensammler(n) ist gem einer bevorzugten Ausfhrungsform der Erfindung eine Funkverbindung, kann jedoch ganz oder teilweiseauch durch andere Kommunikationsverbindungen ersetzt sein. Hierfr kommen elektrische Kabel- oder Busverbindun-gen, optische Verbindungen oder dergleichen in Frage.[0027] Auch knnen einzelne Module oder Gerte zusammengefasst sein, so dass die verschiedenen TeilaufgabenderModule durch dieselbe Recheneinheit ausgefhrt wird, die zurDurchfhrung derunterschiedlichen Verfahrensschritteeingerichtet ist. Beispielsweise kann durch die Zusammenfassung der Berechnungsmodule mit den Datensammlerndahingehend ein synergetischer Effekt erreicht werden, dass die fr die Berechnungen der einzelnen Heizkrper-Heiz-leistungsreserven notwendigen Temperaturdaten der Heizkrper ohnehin vorhanden sind.[0028] Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch ausder nachfolgenden Beschreibung eines Ausfhrungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale fr sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung,auch unabhngig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprchen oder deren Rckbezgen.[0029] Es zeigen:

Fig. 1 einen Signalflussplan fr das erfindungsgeme Verfahren zur Einstellung der Heizleistungsreserve;

Fig. 2 eine erfindungsgeme Vorrichtung zur Einstellung der Heizleistungsreserve in Heizkreisen;

Fig. 3 herkmmliche stationre Heizungskurven;

Fig. 4 das Heizkrper-Betriebsleistungsverhltnis und die Heizkrper-Heizleistungsreserve aufgetragen gegen denHeizkrpermassestrom bei einer Vorlauftemperatur;

Fig. 5 das Heizkrper-Betriebsleistungsverhltnis und die Heizkrper-Heizleistungsreserve aufgetragen gegen dieaktuelle logarithmische bertemperatur;

Fig. 6 das Soll-Betriebsleistungsverhltnisses und die Soll-Heizleistungsreserve aufgetragen gegen die Auentem-peratur.

[0030] In Fig. 1 ist das Verfahren zur Einstellung der Heizleistungsreserve fr einen Heizkreis einer Heizungsanlage1 schematisch dargestellt, welche Heizkrper 2.1 bis 2.n mit einem Heizmedium versorgt. Typischerweise ist die Hei-zungsanlage 1 eine Warmwasserheizungsanlage.[0031] Jedem Heizkrper 2.1 bis 2.n ist zur Erfassung der abgegebenen Wrmemenge ein Heizkostenverteiler 3.1bis 3.n zugeordnet, welcher heizkrperseitige Temperaturen THKS und raumluftseitige Temperaturen TRLS messen undhieraus Heizkrperbertemperaturen ermittelt. Abweichend von der Darstellung in Fig. 1 knnen die bertemperaturen auch in einem zentralen, in Fig. 1 nicht dargestellten Datensammler aus den von den Heizkostenverteilern 3 bertra-genen Temperaturwerten ausgerechnet werden.[0032] Bei den Heizkostenverteilern 3 kann es sich um beispielsweise funkkommunikationsfhige Heizkostenverteilernach dem 2- oder 3-Fhlerprinzip oder andere geeignete Messvorrichtungen zur Erfassung und bertragung von 2-oder 3-Heizkrpertemperaturen handeln.[0033] Entsprechend der verschiedenen Ausfhrungsformen der Heizkostenverteiler 3 gibt es verschiedene Mglich-keiten zur Berechnung der Heizkrperbertemperatur .[0034] In einer ersten Variante lsst sich eine logarithmische Heizkrperbertemperatur log fr Heizkostenverteilernach dem 2-Fhlerprinzip wie folgt berechnen:

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[0035] Die heizkrperspezifischen Korrekturfaktoren KCW und KCL werden aus den entsprechenden heizkrperspe-zifischen C-Werten berechnet, die fr jeden Heizkrper in der gngigen Praxis der Heizkostenerfassung sowieso bekanntsind. In der heutigen Praxis der Heizkostenverteilung werden als C-Werte bzw. als Korrekturfaktoren feste Werte ver-wendet.[0036] Alternativ kann die Berechnung der logarithmischen Heizkrperbertemperatur log fr Heizkostenverteilernach dem 2-Fhlerprinzip in einer zweiten Variante auch wie folgt erfolgen:

wobei

sind. Ferner gelten folgende Beziehungen:

... wasserseitiger Korrekturfaktor

... raumluftseitiger Korrekturfaktor

... Temperaturdifferenz des Heizkostenverteilers

HKS ... heizkrperseitige Temperatur des HeizkostenverteilersRLS ... raumluftseitige Temperatur des Heizkostenverteilers.

... die Vorlaufbertemperatur des Heizkrpers und

... die Rcklaufbertemperatur des Heizkrpers

... Vorlaufbertemperatur des Heizkreises

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[0037] Die Rcklaufbertemperatur RL wird aus der theoretischen Heizkrpergleichung

ermittelt:

mit

[0038] hnlich kann die Berechnung der logarithmischen Heizkrperbertemperatur log fr Heizkostenverteiler nachdem 3-Fhlerprinzip in einer ersten Variante erfolgen:

wobei

sind.[0039] Anstelle von Heizkostenverteilern kann auch ein Messvorrichtung zum Einsatz kommen, die folgende Tempe-raturen erfasst:

(fortgesetzt)

... Vorlaufbertemperatur des Heizkreises (wird zentralgemessen und bertragen).

... Temperaturdifferenz des Heizkostenverteilers inMontagehhe h (h=1 entspricht dem Vorlauf, h=0 entsprichtdem Rcklauf)

KKorr ... KorrekturfaktorHKS ... heizkrperseitige Temperatur des HeizkostenverteilersRLS ... raumluftseitige Temperatur des Heizkostenverteilers

... Vorlaufbertemperatur des Heizkreises

... Vorlaufbertemperatur des Heizkreises (wird zentralgemessen und bertragen).

VL ... Vorlauftemperatur des Heizkrpers;RL ... Rcklauftemperatur des Heizkrpers;Luft ... Umgebungslufttemperatur des Heizkrpers

VL ... Vorlauftemperatur des Heizkrpers;RL ... Rcklauftemperatur des Heizkrpers;

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[0040] In einer zweiten Variante des 3-Fhler-Prinzips kann die Heizkrperbertemperatur log wie folgt berechnetwerden;

wobei

sind. Optional knnen anstelle VL

bestimmt werden. Die Rcklaufbertemperatur RL ergibt sich aus der theoretischen Heizkrpergleichung

als

mit:

Luft ... Umgebungslufttemperatur des Heizkrpers.

... Vorlaufbertemperatur des Heizkrpers

VL ... Vorlauftemperatur des HeizkrpersLuft ... Raumlufttemperatur am Heizkrper (ersatzweise Messung im Raum)

... Rcklaufbertemperatur des Heizkrpers

... Vorlaufbertemperatur des Heizkreises

... Vorlaufbertemperatur des Heizkreises (wird zentralgemessen und bertragen)

... Temperaturdifferenz am Heizkrper in Hhe h (h=1 entspricht dem Vorlauf,h=0 entspricht dem Rcklauf)

KKorr ... Korrekturfaktor

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[0041] Die Messung von VL oder/und HK(h) oder/und Luft kann mit beliebiger Messtechnik erfolgen.[0042] Ferner wird eine logarithmischen Heizkrperbertemperatur log,100 bei Nennmassestrom (bei Nennmasse-strom oder Auslegungsmassestrom) wie folgt ermittelt:

wobei:

sind.[0043] Der Nenn. oder Auslegungsmassenstrom wird als

definiert mit:

HK(h) ... Heizkrper-Oberflchentemperatur in Hhe h (h=1 entspricht dem Vorlauf,h=0 entspricht dem Rcklauf)

Luft ... Raumlufttemperatur am Heizkrper (ersatzweise Messung im Raum).

... Vorlaufbertemperatur des Heizkrpers

... Vorlauftemperatur des Heizkrpers

... Umgebungslufttemperatur des Heizkrpers

... Vorlaufbertemperatur des Heizkreises

... Vorlaufbertemperatur des Heizkreises (DieVorlaufbertemperatur des HeizkreisesVL,Heizkreis kannsomit zentral am Heizkessel oder am Gebudeeintritt derHeizungsanlage erfasst werden.)

RL,100 ... Rcklaufbertemperatur des Heizkrpers bei Nenn- oderAuslegungsmassestrom und aktuellerVorlaufbertemperatur

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[0044] Fr Auslegungspunkt gilt: xP = AP. Die Auslegungsparameter der Heizungsanlage RL,AP VL,AP sind typi-scherweise aus den Planungsunterlagen bekannt. Ersatzweise knnen auch die Heizkrperparameter des Normpunktes(Vorlauf/Rcklauf/Luft-Temperatur = 90/70/20 C) nach DIN EN 442 verwendet werden:

[0045] Mit diesen wie zuvor beschrieben bestimmten Heizkrperbertemperaturen ermittelt ein in der erfindungs-gemen Vorrichtung vorgesehener Regler 4 zur Ermittlung einer Stellgre zur Einwirkung auf den Heizkreis derHeizungsanlage 1 in einem Modul 5 fr jeden Heizkrper 2.1 bis 2.n eine Heizkrper-Heizleistungsreserve HLR_HK.[0046] Die Heizkrper-Heizleistungsreserve HLR_HK kann dabei wie folgt bestimmt werden, wobei zunchst einHeizkrper-Betriebsleistungsverhltnis BLV_HK entsprechend folgender Beziehung ausgerechnet wird:

mit

n: Heizkrperexponent (aus Herstellerunterlagen)... Vorlaufbertemperatur des Heizkreises

fester Parameter fr Auslegungspunkt AP

Heizkrper-Rcklauf-Auslegungsbertemperatur

Heizkrper-Vorlauf-Auslegungsbertemperatur.

fester Parameter fr Normpunkt NP;

Heizkrper-Rcklaufbertemperatur fr Normpunkt;

Heizkrper-Vorlaufbertemperatur fr Normpunkt.

log, ... logarithmische bertemperatur im Heizkrper-Normpunkt, z.B. im Heizkrper-Normpunkt(90,70,20): log,60 = 59,44 K ;

n ... Heizkrperexponent (fr jeden Heizkrper bekannt);Log ... aktuelle logarithmische bertemperatur.

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[0047] Das Heizkrper-Betriebsleistungsverhltnis BLV_HK ergibt sich also in einfacher Weise aus dem Verhltnisvon Heizkperbertemperaturen . Das Heizkrper-Betriebsleistungsverhltnis BLV_HK lsst sich ber die Beziehung

einfach in eine Heizkrper-Heizleistungsreserve HLR_HK umrechnen. Da beide Gren quivalent sind, wird nachfol-gend meist nur von "Heizleistungsreserve" gesprochen. Diese Terminologie schliet die in dem Regler 4 in gleicherWeise verwendbare Gre Betriebsleistungsverhltnis mit ein.[0048] In Fig. 4 ist ein typischer Verlauf einer Heizkrper-Heizleistungsreserve bzw. eines Heizkrper-Betriebslei-stungsverhltnisses als Funktion des auf den Auslegungsmassestrom bezogenen Massestrom eines Heizkrpers freine typische Vorlauftemperatur dargestellt. Wie zu erwarten, nimmt die Heizleistungsreserve mit zunehmendem Mas-sestrom ab, weil die Differenz zu dem maximal mglichen Massestrom durch den Heizkrper kleiner wird und dieWrmeabgabe von dem Massestrom abhngt. Fig. 5 zeigt den Verlauf der Heizkrper-Heizleistungsreserve bzw. desHeizkrper-Betriebsleistungsverhltnisses als Funktion der aktuellen logarithmischen bertemperatur.[0049] Die Berechnung der Heizkreis-Heizieistungsreserven HLR erfolgt fr jeden regelbaren Heizkreis aus allenEinzelwerten der diesem Heizkreis zugeordneten Heizkrper-Heizleistungsreserven HLR_HK mittels gewichteter Mit-telwertbildung und/oder durch Anwendung einer Fuzzy-Logic in einem Modul 6 zur Berechnung der Heizkreis-Heizlei-stungsreserve.[0050] Dabei wird im Sinne der Vermeidung von Diskomfortzustnden im Ergebnis der Verfahrensanwendung dieGewichtung bzw. die Fuzzy-Logic so entworfen, dass Heizkrper 2 mit geringer Heizleistungsreserve HLR_HK bzw.mit hohem Betriebsleistungsverhltnis BLV_HK strker gewichtet werden.[0051] Als Ma fr hohe oder kleine Heizleistungsreserve gilt der Sollwert fr die Heizleistungsreserve XS_HLR, derin einem nachfolgend nach nher beschriebenen Modul 7 zur Sollwertbestimmung erzeugt wird:

- HLR_HK < XS_HLR: kleine HLR -> hohe Gewichtung (g>1);- HLR_HK = XS_HLR: Soll-HLR -> Nenn-Gewichtung (g=1);- HLR_HK > XS_HLR: groe HLR -> kleine Gewichtung (g< 1);

[0052] Entsprechendes gilt natrlich fr den Sollwert fr das Betriebsleistungsverhltnis XS_BLV:

- BLV_HK> XS_BLV: groes BLV -> hohe Gewichtung (g>1)- BLV_HK = XS_BLV: Soll-BLV -> Nenn-Gewichtung (g=1)- BLV_HK < XS_BLV: kleines BLV -> kleine Gewichtung (g

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[0054] Vorteilhaft ist jedoch die Verwendung gleitender Sollwerte, vorzugsweise in Abhngigkeit der AuentemperaturTA, da das Lftungsverhalten der Nutzer auentemperaturabhngig ist (lngere Lftungsdauer bei hheren Auentem-peraturen) und die installierten Heizleistungsreserven gem der Basis-Heizkennlinie entsprechend Fig. 3 typischer-weise ebenfalls von der Auentemperatur TA abhngig sind.[0055] Ein linearer Ansatz fhrt zu folgendem Ergebnis:

mit

[0056] Aus dem Soll-Betriebsleistungsverhltnis XS_BLV kann dann entsprechend die Soll-Heizleistungsreserve XS_HLR = 1 - XS_BLV. berechnet werden. Ein Berechnungsbeispiel fr die Sollwerte in Abhngigkeit der Auentemperaturist in Fig. 6 dargestellt.[0057] In einem Vergleicher 9 wird die Soll-Heizleistungsreserve XS_HLR; XS_BLV mit der Heizkreis-Heizleistungs-reserve HLR; BLV verglichen und die Regelabweichung e durch Differenzbildung erzeugt. Aus dieser Regelabweichungewerden in einem Optimierer 10 Korrekturgren DX berechnet, wobei aus der Regelungstechnik bekannte Algorithmenverwendet werden.[0058] Hierbei knnen ein P-Regelgesetz mit der Korrekturgre:

oder ein PI-Regelgesetz mit der Korrekturgre:

zum Einsatz kommen. Alternativ oder ergnzend knnen quasistationre Algorithmen eingesetzt werden, die die Ab-hngigkeit der Heizleistungsreserve HLR und damit auch der Korrekturgre DX von der Auentemperatur bercksich-tigen.[0059] Die Korrekturgre DX wird in einer bspw. als Regler der Vorlauftemperatur TVL und/oder des Massestromsm Schnittstelle 11, die selbst ebenso wie der Optimierer 10 als zustzliche Eingangsgre die Auentemperatur auf-weisen kann, in eine Stellgre zur unmittelbaren Beeinflussung der Heizungsanlage umgewandelt. Die resultierendenGren sind in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel die Vorlauftemperatur TVL und der Massenstrom m.[0060] Das vorstehend mit Bezug auf Fig. 1 beschriebene Verfahren besteht also aus drei wesentlichen Komponenten:

1. Zyklische, d.h. sich zeitlich in bestimmten Abstnden wiederholende Berechnung der Heizkreis-Heizleistungsre-serve HLR (oder BLV) aus den Heizkrper-Heizleistungsreserven HLR_HK (oder BLV_HK);

Aussent ... Auentemperatur;TA_M ... grte Auentemperatur (z.B. Heizgrenztemperatur);TA_MIN ... kleinste Auentemperatur (z.B. Auslegungstemperatur);XS_BLV_TA_MAX ... zu TA_MAX korrespondierender BLV-Sollwert;XS_BLV_TA_MIN ... zu TA_MIN korrespondierender BLV-Sollwert.

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2. Zyklische Berechnung des Sollwertes der Heizkreis-Heizleistungsreserve XSHLR (oder XSBLV);

3. Zyklische Berechnung der Korrektur von Vorlauftemperatur oder Massenstrom des entsprechenden Heizkreises.

[0061] Durch diese Manahmen wird die in der Heizungsanlage 1 an den jeweiligen Heizkrpern 2 zur Verfgungstehende Heizleistungsreserve optimiert und eine in Bezug auf die zur Verfgung stehende Wrmeleistung optimierteund adaptierte Regelung fr eine Heizungsanlage1 zur Verfgung gestellt.[0062] Zusammenfassend werden die wesentlichen Verfahrensschritte nachfolgend noch einmal kurz in der bersichtdargestellt.[0063] Es wird also ein Verfahren zur automatischen Einstellung und Regelung der Heizleistungsreserve von Heiz-krpern in Warmwasserheizungsanlagen vorgeschlagen, das

(a) die Regelgre Betriebsleistungsverhltnis oder Heizleistungsreserve analytisch ohne Kenntnis von Kennlinienberechnet;(b) die Regelgre Betriebsleistungsverhltnis oder Heizleistungsreserve fr jeden regelbaren Heizkreis aus denEinzelwerten Betriebsleistungsverhltnis oder ,Heizleistungsreserve der Einzelheizkrper ermittelt;(c) die Zwischengren Betriebsleistungsverhltnis oder Heizleistungsreserve fr jeden Heizkrper aus gemes-senen Temperaturen errechnet;(d) die nderung des Sollwertes der Vorlauftemperatur oder des Massestromes der einzelnen regelbaren Heizkreiseoder auch eine Kombination aus beiden als Stellgre verwendet;(e) alternativ zu d) die nderung der Vorlauftemperatur oder des Massestromes der einzelnen regelbaren Heizkreiseoder auch eine Kombination aus beiden als Stellgre verwendet;(f) den Sollwert der Regelgre ,Betriebsleistungsverhltnis oder ,Heizleistungsreserve fr jeden regelbaren Heiz-kreis in Abhngigkeit der Auentemperatur gleitend fhrt;(g) alternativ zu f) den Sollwert der Regelgre ,Betriebsleistungsverhltnis oder Heizleistungsreserve fr jedenregelbaren Heizkreis in Abhngigkeit der Vorlauftemperatur gleitend fhrt;(h) infolge sich wiederholender Tagesablufe die Zeitabhngigkeit des Sollwert der Regelgre Betriebsleistungs-verhltnis oder Heizleistungsreserve fr jeden regelbaren Heizkreis tagestyp- und tageszeitabhngig erlernt.

[0064] Mit Bezug auf Fig. 2 wird nachfolgend eine erfindungsgeme Vorrichtung 12 zur Einstellung der Heizlei-stungsreserve beschrieben. Diese weist einen erfindungsgemen Regler 4 zur Ermittlung einer Korrektur- oder Fr-hungsgre DX, wie bspw. eine nderung der Vorlauftemperatur TVL oder Massestrom m, auf, die einem Heizungsregier13 einer Heizungsanlage 1 zugefhrt wird.[0065] Die Heizungsanlage 1 ist in dem dargestellten Beispiel aus zwei Heizkreisen 14 mit jeweils einem Vorlauf 15zu den einzelnen Heizkrpern 2 und einem Rcklauf von den Heizkrpern 2 zurck zu der Heizungsanlage 1 aufgebaut.In dem Bereich des Vorlaufs 15 der Heizkreise 14 befinden sich Vorlauftemperaturfhler 17. An jedem Heizkrpern 2in den verschiedenen Wohneinheiten 18 ist jeweils ein Heizkostenverteiler 3 angeordnet, der wie vorbeschrieben dieHeizkrpertemperaturen erfasst und an Temperatur-Datensammler 19 weiterleitet, die im Funkempfangsbereich derHeizkostenverteiler 3 der Heizkrper 2 angeordnet sind.[0066] Derartige Temperatur-Datensammler 19 werden hufig bereits zur Erfassung der durch die jeweiligen Heiz-krper 2 abgegebenen Wrmemenge eingesetzt, wozu die entsprechenden bertemperaturen in dem Heizkosten-verteiler 3 oder dem Datensammler 19 berechnet werden. Diese bertemperaturen werden gem der erfindungs-gemen Vorrichtung 12 an einen Regler 4 zur Ermittlung einer Korrektur- oder Fhrungsgre bzw. auch der Stellgrebertragen, der mit einem Modul 5 zur Berechnung von Heizkrper-Heizleistungsreserven hieraus zunchst eine jedemeinzelnen Heizkrper 2 zugeordnete Heizkrper-Heizleistungsreserve HLR_HK berechnet, die dann in einem Modul 6zur Berechnung der Heizkreis-Heizleistungsreserven HLR zusammengefasst werden. Diese Heizkreis-Heizleistungs-reserve HLR wird als Regelgre einem Modul 8 zur Ermittlung der Soll-Heizleistungsreserve und der auf die Heizungs-anlage einwirkenden Stellgre bermittelt, die wie vorbeschrieben arbeitet.[0067] Die einzelnen Module Datensammler, Heizkostenverteiler und weiteren Gerte kommunizieren wie auch einzustzlich vorgesehener Auentemperaturfhler 20 mittels einer Funkkommunikation, die eine besonders einfache,insbesondere auch nachtrgliche Installation in Gebuden ermglicht.[0068] Damit sind das erfindungsgeme Verfahren und die erfindungsgeme Vorrichtung 12 insbesondere in Hei-zungsanlagen 1 einfach nachrstbar, die bereits mit elektronischen und kommunikationsfhigen Heizkostenverteilern3 ausgestattet wurden und die erforderlichen Temperaturdaten bertragen. Im Gegensatz zu bereits eingesetzten Ver-fahren zur Wrmeleistungsadaption mssen keine verfahrensspezifischen Kennlinien fr die Ermittlung von Versor-gungszustnden ermittelt werden. Hierdurch fllt der erhebliche messtechnische Aufwand bei der Bestimmung vonKoeffizienten und Parametern zur Berechnung der Versorgungszustnde weg. Ferner ist das erfindungsgeme Ver-fahren in Heizungsanlagen 1 mit variablem Installationsort der Heizkrper-Fhler bzw. Heizkrper-Heizkostenverteiler

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einsetzbar, da die Ermittlung der Heizleistungsreserve hiervon unabhngig ist. Somit besteht eine besonders einfacheNachrstbarkeit in bestehenden Heizungsanlagen.

Bezugszeichenliste:

[0069]

1 Heizungsanlage2 Heizkrper (HK)3 Heizkostenverteiler (HKV), Messeinrichtung4 Regler zur Ermittlung einer Korrektur- oder Fhrungsgre5 Modul zur Berechnung von Heizkrper-Heizleistungsreserven6 Modul zur Berechnung der Heizkreis-Heizleistungsreserve7 Modul zur Sollwertbestimmung8 Modul zur Ermittlung von Soll-Heizleistungsreserve und Korrektur- oder Fhrungsgre9 Vergleicher10 Optimierer11 Schnittstelle, Regler von Vorlauftemperatur und/oder Massestrom12 Vorrichtung zur Einstellung der Heizleistungsreserve13 Heizungsregler14 Heizkreis15 Vorlauf16 Rcklauf17 Vorlauftemperaturfhler18 Wohneinheit19 Temperatur-Datensammler20 Auentemperaturfhler

THKS heizkrperseitige TemperaturenTRLS raumluftseitige TemperaturenTA Auentemperatur Heizkrperbertemperaturen

TVL Vorlauftemperatur der Heizungsanlagem MassestromHLR_HK Heizkrper-HeizleistungsreserveBLV_HK Heizkrper-BetriebsleistungsverhltnisHLR Heizkreis-HeizleistungsreserveBLV Heizkreis-BetriebsleistungsverhltnisXS_HLR Soll-HeizleistungsreserveXS_BLV Soll-Betriebsleistungsverhltnise RegelabweichungDX Korrektur- oder Fhrungsgret Tageszeit

Patentansprche

1. Verfahren zur Einstellung der Heizleistungsreserve in einem Heizkreis (14) einer Heizungsanlage (1), dadurchgekennzeichnet, dass fr mehrere Heizkrper (2) eines Heizkreises (14) der Heizungsanlage (1) eine Heizkrper-Heizleistungsreserve (HLR_HK; BLV_HK) bestimmt und aus den einzelnen Heizkrper-Heizleistungsreserven(HLR_HK; BLV_HK) eine Heizkreis-Heizleistungsreserve (HLR; BLV) als Regelgre ermittelt wird, eine Soll-Heiz-leistungsreserve (XS_HLR; XS_BLV) als Sollwert der Heizkreis-Heizleistungsreserve (HLR; BLV) ermittelt wird undaus der Abweichung der Regelgre Heizkreis-Heizleistungsreserve (HLR; BLV) von dem Sollwert Soll-Heizlei-stungsreserve (XS_HLR; XS_BLV) eine Fhrungs- oder Korrekturgre (DX) zur Einwirkung auf den Heizkreis (14)ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkrper-Heizleistungsreserve (HLR_HK; BLV_

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HK) fr jeden Heizkrper (2) aus fr den Heizkrper (2) gemessenen Temperaturen (THKS, TRLS, TVL) ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizkreis-Heizleistungsreserve (HLR;BLV) mittels gewichteter Mittelwertbildung oder Anwendung einer Fuzzy-Logic aus den Heizkrper-Heizleistungs-reserven (HLR_HK; BLV_HK) berechnet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprche, dadurch gekennzeichnet, dass als Korrekturgre (DX)eine nderung der Vorlauftemperatur (TVL) und/oder des Massestroms (m) des Heizkreises (14) verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Korrekturgre (DX) einenderung des Sollwertes der Vorlauftemperatur (TVL) und/oder des Massenstromes (m) verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Fhrungsgre (DX) derSollwert der Vorlauftemperatur (TVL) und/oder des Massenstromes (m) verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprche, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Heizleistungsre-serve (XS_HLR; XS_BLV) fr den Heizkreis (14) in Abhngigkeit der Auentemperatur (TA), der Vorlauftemperatur(TVL) und/oder der Tageszeit (t) gleitend gefhrt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitabhngigkeit derSoll-Heizleistungsreserve (XS_HLR; XS_BLV) fr den Heizkreis (14) tagestyp- und tageszeitabhngig erlernt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur- oder Fh-rungsgre (DX) aus der Regelabweichung (e) zwischen der Heizkreis-Heizleistungsreserve (HLR_HK; BLV_HK)und der Soll-Heizleistungsreserve (XS_HLR; XS_BLV) mittels eines P- oder PI-Regelgesetzes und/oder quasista-tionrer Algorithmen ermittelt wird.

10. Vorrichtung zur Einstellung der Heizleistungsreserve in einem Heizkreis (14) oder mehreren Heizkreisen (14) einerHeizungsanlage (1) mit einem Regler (4) zur Ermittlung einer Korrektur- oder Fhrungsgre (DX) zur Einwirkungauf den Heizkreis (14), dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) ein Modul (5) zur Berechnung von Heizkrper-Heizleistungsreserven (HLR_HK; BLV_HK) aus Heizkrpertemperaturwerten(THKS, TRLS, TVL), ein Modul (6) zurBerechnung einer Heizkreis-Heizleistungsreserve (HLR; BLV) aus den einzelnen Heizkrper-Heizleistungsreserven(HLR_HK; BLV_HK) und ein Modul (8) zur Ermittlung einer Soll-Heizleistungsreserve (XS_HLR; XS_BLV) und zurAuswertung einer Regelabweichung (e) zwischen der Soll-Heizleistungsreserve (XS_HLR; XS_BLV) und der Heiz-krper-Heizleistungsreserve (HLR_HK; BLV_HK) fr die Ermittlung der Korrektur- oder Fhrungsgre (DX) auf-weist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an die Heizkrper (2) angeschlossene Messein-richtungen (3) zur Erfassung der Heizkrpertemperaturen (THKS, TRLS) und mindestens ein damit verbundenerDatensammler (19) vorgesehen sind, wobei der Datensammler (19) mit dem Modul (5) zur Berechnung der Heiz-krper-Heizleistungsreserven (HLR_HK; BLV_HK) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Vorlauf (15) des Heizkreises (17)der Heizungsanlage (1) mindestens ein Vorlauftemperaturfhler (17) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) mit einer Hei-zungsanlage (1) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen deneinzelnen Modulen, Messeinrichtungen und/oder dem oder den Datensammler(n) eine Funkverbindung ist.

Claims

1. A method for setting the heat output reserve in a heating circuit (14) of a heating system (1), characterised in thata heater heat output reserve (HLR_HK; BLV_HK) is determined for several heaters (2) in a heating circuit (14) ofthe heating system (1) and a heating circuit heat output reserve (HLR; BLV) is calculated from the individual heaterheat output reserves (HLR_HK; BLV_HK) as the adjustment variable, a target heat output reserve (XS_HLR; XS_

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BLV) is calculated as the target value of the heating circuit heat output reserve (HLR; BLV) and a guide or adjustmentvariable (DX) to act on the heating circuit (14) is determined from the deviation between the heating circuit heatoutput reserve (HLR; BLV) adjustment variable and the target heat output reserve (XS_HLR; XS_BLV) target value.

2. The method according to claim 1, characterised in that the heater heat output reserve (HLR_HK; BLV_HK) foreach heater (2) is calculated from the temperatures (THKS, TRLS, TVL) measured for the heaters (2).

3. The method according to claim 1 or 2, characterised in that the heating circuit heat output reserve (HLR; BLV) iscalculated by determining the weighted average or by using fuzzy logic from the heater heat output reserves (HLR_HK; BLV_HK).

4. The method according to one of the preceding claims, characterised in that a change in the flow temperature(TVL) and/or mass flow (m) of the heating circuit (14) is used as the adjustment variable (DX).

5. The method according to one of the claims 1 or 3, characterised in that a change in the target value of the flowtemperature (TVL) and/or of the mass flow (m) is used as the adjustment variable (DX).

6. The method according to one of the claims 1 or 3, characterised in that the target value of the flow temperature(TVL) and/or the mass flow (m) is used as the reference variable (DX).

7. The method according to one of the preceding claims, characterised in that the target heat output reserve (XS_HLR; XS_BLV) for the heating circuit (14) is controlled continuously depending on the outside temperature (TA),the flow temperature (TVL) and/or the time of day (t).

8. The method according to one of the preceding claims, characterised in that the time-dependence of the targetheat output reserve (XS_HLR; XS_BLV) is acquired for the heating circuit (14) depending on the type and time of day.

9. The method according to one of the preceding claims, characterised in that the adjustment or reference variable(DX) is determined from the standard deviation(e) between the heating circuit heat output reserve (HLR_HK; BLV_HK) and the target heat output reserve (XS_HLR; XS_BLV) by means of a P or PI control law and/or quasi-stationaryalgorithm.

10. A device for setting the heat output reserve in one heating circuit (14) or several heating circuits (14) of a heatingsystem (1) with a controller (4) for determining an adjustment or reference variable (DX) to act on the heating circuit(14), characterised in that the controller (4) has a module (5) for calculating heater heat output reserves (HLR_HK; BLV_HK) from heater temperature values (THKS, TRLS, TVL), a module (6) for calculating a heating circuit heatoutput reserve (HLR; BLV) from the individual heater heat output reserves (HLR_HK; BLV_HK) and a module (8)for determining a target heat output reserve (XS_HLR; XS_BLV) and for evaluating a standard deviation (e) betweenthe target heat output reserve (XS_HLR; XS_BLV) and the heater heat output reserve (HLR_HK; BLV_HK) fordetermining the adjustment or reference variable (DX).

11. The device according to claim 10, characterised in that measuring devices (3) connected to the heater (2) forrecording the heater temperatures (THKS, TRLS) and at least one associated data collector (19) are provided, whereinthe data collector (19) is connected to the module (5) for calculating the heater heat output reserves (HLR_HK;BLV_HK).

12. The device according to claim 10 or 11, characterised in that at least one flow temperature sensor (17) is disposedat the flow line (15) of the heating circuit (17) of the heating system (1).

13. The device according to one of the claims 10 to 12, characterised in that the controller (4) is connected to theheating system (1).

14. The device according to one of the claims 10 to 13, characterised in that the connection between the individualmodules, measuring devices and/or the data collector(s) is a radio link.

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Revendications

1. Procd pour lajustage de la rserve de puissance de chauffe dans un circuit de chauffage (14) dune installationde chauffage (1), caractris en ce quune rserve de puissance de chauffe dun lment de chauffage (HLR_HK ; BLV_HK) est dtermine pour plusieurs lments de chauffage (2) dun circuit de chauffage (14) de linstallationde chauffage (1) et une rserve de puissance de chauffe de circuit de chauffage (HLR ; BLV) est dtermine commegrandeur de rglage partir des diffrentes rserves de puissance de chauffe dlment de chauffage (HLR_HK ;BLV_HK), une rserve thorique de puissance de chauffe (XS_HLR ; XS_BLV) est dtermine comme valeurthorique de la rserve de puissance de chauffe du circuit de chauffage (HLR ; BLV) et une grandeur de guidageou de correction (DX) pour agir sur le circuit de chauffage (14) est dtermine partir de lcart entre la grandeurde rglage de rserve de puissance de chauffe du circuit de chauffage (HLR ; BLV) et la valeur thorique de larserve thorique de puissance de chauffe (XS_HLR ; XS_BLV).

2. Procd selon la revendication 1, caractris en ce que la rserve de puissance de chauffe de llment dechauffage (HLR_HK ; BLV_HK) pour chaque lment de chauffage (2) est dtermine partir de tempratures(THKS, TRLS, TVL) mesures pour llment de chauffage (2).

3. Procd selon la revendication 1 ou 2, caractris en ce que la rserve de puissance de chauffe du circuit dechauffage (HLR ; BLV) est calcule par formation de moyenne pondre ou application dune logique floue partirdes rserves de puissance de chauffe de llment de chauffage (HLR_HK ; BLV_HK).

4. Procd selon lune quelconque des revendications prcdentes, caractris en ce quune variation de la tem-prature aller (TVL) et/ou du flux massique (m) du circuit de chauffage (14) est utilise comme grandeur de correction(DX).

5. Procd selon lune quelconque des revendications 1 ou 3, caractris en ce quune variation de la valeur thoriquede la temprature aller (TVL) et/ou du flux massique (m) est utilise comme grandeur de correction (DX).

6. Procd selon lune quelconque des revendications 1 ou 3, caractris en ce que la valeur thorique de la tem-prature aller (TVL) et/ou du flux massique (m) est utilise comme grandeur de guidage (DX).

7. Procd selon lune quelconque des revendications prcdentes, caractris en ce que la rserve thorique depuissance de chauffe (XS_HLR ; XS_BLV) pour le circuit de chauffage (14) est guide de faon glissante en fonctionde la temprature extrieure (TA), de la temprature aller (TVL) et/ou de lheure du jour (t).

8. Procd selon lune quelconque des revendications prcdentes, caractris en ce que la dpendance vis--visdu temps de la rserve thorique de puissance de chauffe (XS_HLR ; XS_BLV) pour le circuit de chauffage (14)est acquise en fonction du type de jour et de lheure du jour.

9. Procd selon lune quelconque des revendications prcdentes, caractris en ce que la grandeur de correctionou de guidage (DX) est dtermine partir de lcart de rglage (e) entre la rserve de puissance de chauffe ducircuit de chauffage (HLR_HK ; BLV_HK) et la rserve thorique de puissance de chauffe (XS_HLR ; XS_BLV) aumoyen dune loi de rglage P ou Pl et/ou dalgorithmes quasi-stationnaires.

10. Dispositif pour lajustage de la rserve de puissance de chauffe dans un circuit de chauffage (14) ou plusieurscircuits de chauffage (14) dune installation de chauffage (1) avec un rgulateur (4) pour la dtermination dunegrandeur de correction ou de guidage (DX) pour agir sur le circuit de chauffage (14), caractris en ce que lergulateur (4) prsente un module (5) pour le calcul de rserves de puissance de chauffe dlment de chauffage(HLR_HK ; BLV_HK) partir de valeurs de temprature dlment de chauffage (THKS, TRLS, TVL), un module (6)pour le calcul dune rserve de puissance de chauffe du circuit de chauffage (HLR ; BLV) partir des diffrentesrserves de puissance de chauffe dlment de chauffage (HLR_HK ; BLV_HK) et un module (8) pour le calculdune rserve thorique de puissance de chauffe (XS_HLR ; XS_BLV) et pour lanalyse dun cart de rglage (e)entre la rserve thorique de puissance de chauffe (XS_HLR ; XS_BLV) et la rserve de puissance de chauffedlment de chauffage (HLR_HK ; BLV_HK) pour le calcul de la grandeur de correction ou de guidage (DX).

11. Dispositif selon la revendication 10, caractris en ce que des dispositifs de mesure (3) raccords aux lmentsde chauffage (2) pour lacquisition des tempratures dlment de chauffage (THKS, TRLS) et au moins un collecteurde donnes (19) reli au dispositif sont prvus, le collecteur de donnes (19) tant reli au module (5) pour le calcul

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des rserves de puissance de chauffe dlment de chauffage (HLR_HK ; BLV_HK).

12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractris en ce quau moins un capteur de temprature aller (17) estdispos sur le circuit aller (15) du circuit de chauffage (17) de linstallation de chauffage (1).

13. Dispositif selon lune quelconque des revendications 10 12, caractris en ce que le rgulateur (4) est reli une installation de chauffage (1).

14. Dispositif selon lune quelconque des revendications 10 13, caractris en ce que la liaison entre les diffrentsmodules, des dispositifs de mesure et/ou le ou les collecteur(s) de donnes est une liaison radio.

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IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFHRTE DOKUMENTE

Diese Liste der vom Anmelder aufgefhrten Dokumente wurde ausschlielich zur Information des Lesers aufgenommenund ist nicht Bestandteil des europischen Patentdokumentes. Sie wurde mit grter Sorgfalt zusammengestellt; dasEPA bernimmt jedoch keinerlei Haftung fr etwaige Fehler oder Auslassungen.

In der Beschreibung aufgefhrte Patentdokumente

EP 1456727 B1 [0006] EP 1645928 A1 [0006]

DE 102006013098 B3 [0008]

BibliographieBeschreibungAnsprcheZeichnungen