用于传热系统的控制方法以及这种传热系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于传热系统的控制方法以及这种传热系统。
【背景技术】
[0002] 已知如供暖设备中的混合回路的传热系统，其中来自负载回路的回流的一部分再 次混入负载回路的进流中，以降低进流中的温度。在此，通常设置阀和泵，其中根据通向负 载回路的进流中的温度来调节用于调节该混入的阀。负载回路中的泵的转速则通常不根据 温度而根据压力调节。此外，还已知在供暖设备中使用具有热交换器的传热系统，其中热交 换器的一侧与用于加热介质的供给管道连接，热交换器的另一侧与负载回路连接。在负载 回路中通常设有供给泵，并且在供给管道中设有阀，根据负载回路中的温度通过该阀调节 输入的加热介质的量。在此，温度调节与跟泵的转速有关的压力调节无关。该系统的缺点 在于，这会导致调节在高负载时迟缓以及在部分负载时振荡。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于，以如下所述来改进对传热系统的控制，使其能够在所有运行 状态下达到最优调节。
[0004] 该目的通过根据本发明的控制方法以及根据本发明的传热系统来实现。优选的实 施方式由其他说明以及附图给出，在此应当理解，单个公开的特征既可以单独实现，也可以 组合实现。
[0005] 根据本发明的控制方法被设计为用于传热系统，例如在空调或供暖设备中的混合 回路或具有设置于其中的热交换器的加热回路或冷却回路。在这样的系统中，供给管道或 供给回路通过混合器或热交换器将热量传递至负载回路，或将负载回路冷却。在此在热交 换器中，供给回路流经热交换器的一侧，而负载回路流经第二流动路径或热交换器的另一 侦!|。在混合回路中，由阀或泵控制的供给通量（Versorungsstrom，供给流体）从供给管道流 到负载回路中，负载回路中通量的一部分通过来自负载回路的一部分回流混合到负载回路 的入口侧来实现。通过该混合可以调整负载回路的入口侧的温度。
[0006] 使用根据本发明的控制方法的传热系统的共同点是，传热系统具有至少一个供给 管道或供给回路，其带有至少一个负载回路和在供给管道与该至少一个负载回路之间的传 热装置。在此在第一实施方式中，传热装置具有至少一个热交换器，该热交换器具有与供给 管道连接的第一流动路径和与至少一个负载回路连接的第二流动路径。在第二可能的实施 方式中，传热装置可以被构造为混合装置并且具有至少一个混合管道，该混合管道将至少 一个负载回路的出口与负载回路的进口或入口彼此连接。同时，负载回路的入口与所述供 给管道连接。通过混合管道将来自回流或来自负载回路的出口的一部分通量混入来自供给 管道的供给通量，以根据需要调整（例如降低）负载回路的入口侧的供给通量的温度。在 此优选地，通过阀实现温度调整。
[0007] 应当理解，根据本发明的传热装置既可以用于加热系统，也可以用于冷却系统。在 加热系统中向负载回路输入加热的流体，而在冷却系统中向负载回路输入冷却的液体。在 使用混合装置时，通过加热装置中的所混合的来自回流的部分通量降低入口侧的温度。在 冷却系统中则相反地升高温度。当接下来以加热装置作为示例对本发明进行描述时，应当 理解，这些特征相应地还可以用于冷却装置。
[0008] 如前所述，用于传热系统的根据本发明的控制方法设计为，以特殊的方式调整特 别是控制或调节供给管道中的供给通量。根据本发明，至少基于温度信号和负载回路中的 流量（即负载流量）来实现供给通量的调整。在此，温度信号是期望的入口侧的负载温度 和/或实际的（即测量的）入口侧的负载温度。
[0009] 与已知的设有两种独立的调节（即一种根据压力或压差调节泵的转速，和另一种 附加地根据负载回路的入口侧的温度调节供给通量）的现有技术不同，现在根据本发明设 置集成的调节。在供给通量的调节中，不仅使用温度还同时使用所存在的负载流量或负载 通量作为输入值。根据本发明，在用于负载温度的控制回路或调节回路中，既考虑到负载温 度或代表性的温度信号或代表性的温度值，也考虑到负载回路中的流量。由此，可以避免不 期望的波动或不期望的振动来实现更好的响应性能。
[0010] 优选地，在使用泵和/或阀特别是比例阀的情况下来调整供给通量或供给流量。 在使用泵时，可以通过调节泵的转速改变流量。在使用阀时，通过不同的阀位置（气门位 置）或开口度调节或调整流量。
[0011] 根据优选的实施方式，控制方法设计为，附加地基于出口侧的负载温度和/或基 于入口侧的供给温度调整供给管道或供给回路中的供给通量。因此，检测在供给管道中 (即在例如热交换器的传热装置前的入口侧）或负载回路的出口侧处的流体的相应的温度 值。优选地，还基于实时检测的出口侧的负载温度和/或还基于实时检测的入口侧的供给 温度调整供给通量。通过考虑这些值可以实现供给通量的前馈调节（Vorw&tsregelung)。 特别优选地，负载通量和入口侧供给温度与出口侧负载温度的差值的商作为调整供给通量 的基础，所述商表示负载回路的传递系数。在简化的控制中，也可以省掉对出口侧的负载温 度和/或入口侧的供给温度的检测，替代地可基于常数对供给通量进行调整，所述常数与 期望的入口侧负载温度或实际的入口侧负载温度和负载流量结合在一起用以调整供给通 量。
[0012] 因此优选地，可以附加地或替代地基于至少一个常数调整供给通量，优选该常数 与负载通量和/或期望的入口侧负载温度相结合。借助该常数可以设计特别简单的控制， 因为可以减少待检测的温度值的数量。例如在温度的前馈调节中可以将期望的入口侧负载 温度与常数相加，以便以该信号为基础随后考虑负载通量来调整供给通量。因此，供给通量 可以例如与常数相乘。
[0013] 特别优选地，根据以下等式确定供给通量qs:
【主权项】
1. 一种用于传热系统的控制方法，其中，所述传热系统具有供给管道（12)、至少一个 负载回路（2)以及位于所述供给管道（12)和所述至少一个负载回路（2)之间的传热装置 (6 ;28)， 其特征在于， 基于期望的入口侧负载温度（〇、在所述负载回路（2)中检测的实际的入口侧负载 温度OY)、以及所述负载回路（2)中的负载流量（?)来调整所述供给管道（12)中的供给 通量（qs)。
2. 根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在使用泵（48)和/或阀（16、16'、 16"）的情况下调整所述供给通量（q s)。
3. 根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述传热装置包括至少一个具有 第一流动路径（30)和第二流动路径（34)的热交换器（28)，所述第一流动路径与所述供给 管道（12)连接，所述第二流动路径与所述至少一个负载回路（2)连接。
4. 根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述传热装置具有至少一个混合 管道（6)，该混合管道将所述至少一个负载回路（2)的出口（8)与所述负载回路（2)的入口 (10)彼此连接。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，附加地基于出口侧负载 温度（Ti^Tks)和/或基于入口侧供给温度（T s)调整所述供给通量（qs)。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，附加地基于至少一个常 数OV K1)调整所述供给通量（qs)，所述常数优选与所述负载通量（?)和/或所述期望的 入口侧负载温度（〇结合。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述负载通量（qs)根据 以下等式确定：
其中， qs是所述供给通量， %是所述负载通量， Ts是所述入口侧供给温度， Tks是所述出口侧供给温度，以及 V是控制?目号。
8. 根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制信号V是调节器的输出信 号，或根据等式 V = Tref-TES 或通过该等式与调节器的输出信号的组合来确定，其中， TMf是所述期望的入口侧负载温度，以及 T%是所述出口侧负载温度。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，由泵（48)调整所述供给 通量（qs)，并且基于以下等式确定所述泵（48)的转速η:
其中， qs是所述供给通量， Kqn是与时间相关的信号，该信号取决于所述供给管道中的流动阻力。
10. 根据权利要求2至9中任一项所述的控制方法，其特征在于，为了确定所述泵（48) 的所述转速η或为了确定所述阀（16、16'、16"）的开口（u)，考虑经过所述泵（48)或经过 所述阀（16、16'、16"）的压差（Dp s)。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，在调整所述供给通量 (qs)时，附加地通过至少一个常数和/或与所述负载通量有关的函数来考虑所述入口侧负 载温度OY)的测量点（22)与所述传热装置（6 ;28)之间的输送延迟。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的控制方法，其特征在于，通过负载泵（20)确定 所述负载回路（2)中的所述负载通量（％)。
13. -种传热系统，其具有供给管道、至少一个负载回路（2)、位于所述供给管道（12) 与所述至少一个负载回路（2)之间的传热装置（6 ;28)、以及调整所述供给通量（qs)的供给 通量调整装置（48 ;16、16'、16"），其特征在于，所述供给通量调整装置具有至少一个控制 装置（52)，该控制装置被构造为执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
14. 根据权利要求13所述的传热系统，其特征在于，用于检测所述负载回路的入口侧 负载温度OY)的传感器装置（22)和用于检测所述负载回路⑵中的负载通量（?)的传感 器装置（20 ;54)，其优选的特征在于，用于检测出口侧负载温度（Tk)和/或入口侧供给温度 (Ts)的温度检测装置（24、26)。
15. 根据权利要求13或14所述的传热系统，其特征在于，所述供给通量调整装置具有 泵（48)和/或阀（16、16'、16")，该泵的转速11由所述控制装置（52)调整，该阀的开口（11) 由所述控制装置（52)调整。
16. 根据权利要求13至15中任一项所述的传热系统，其特征在于，所述传热装置具有 至少一个热交换器，该热交换器具有与所述供给管道连接的第一流动路径和与所述至少一 个负载回路连接的第二流动路径，或所述传热装置具有混合管道，该混合管道将所述至少 一个负载回路的出口侧与所述负载回路的入口侧连接。
【专利摘要】本发明涉及一种用于传热系统的控制方法以及一种使用这种控制方法的传热系统，其中传热系统具有供给管道(12)、至少一个负载回路(2)以及位于供给管道与至少一个负载回路之间的传热装置(6；28)，其中，基于期望的入口侧负载温度(Tref)、在负载回路(2)中检测的实际的入口侧负载温度(TL)、以及负载回路(2)中的负载流量(qL)来调整供给管道(12)中的供给通量(qS)。
【IPC分类】F24D19-10
【公开号】CN104654448
【申请号】CN201410652666
【发明人】卡斯滕·斯科乌莫塞·卡勒瑟, 布莱恩·康斯戈德·尼尔森
【申请人】格兰富控股联合股份公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月17日
【公告号】EP2874039A1, US20150136377