專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制轉(zhuǎn)速可調(diào)的供暖循環(huán)泵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述特征的用于控制在供暖設(shè) 備中的轉(zhuǎn)速可調(diào)的供暖循環(huán)泵的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中目前常見(jiàn)的供暖設(shè)備，始流溫度(Vorlauftempemtur) 受室外溫度的控制(aufientemperaturgesteuert)，并且室內(nèi)溫度通過(guò)恒溫器閥 調(diào)節(jié)，在必要時(shí)具有旁路的情況下，恒溫器閥根據(jù)恒溫器的位置或大或小地 開(kāi)啟、完全打開(kāi)或完全關(guān)閉管道截面。為了實(shí)現(xiàn)這類(lèi)系統(tǒng)，需要供暖循環(huán)泵 在足夠的壓力下以各種必需的輸送量進(jìn)行輸送，從而克服管道系統(tǒng)內(nèi)的摩擦 阻力，并確保對(duì)采暖設(shè)施(Heizk6rper)或其它消耗器始終供給足夠的循環(huán) 熱載體(通常為水)?，F(xiàn)代的供暖設(shè)備配置有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置，所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 裝置能使泵機(jī)組在寬范圍內(nèi)相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而一方面確保足夠的輸送功 率，而另一方面實(shí)現(xiàn)盡可能大的能量使用效率。由此，這種轉(zhuǎn)速可調(diào)的供暖 循環(huán)泵能大范圍地自動(dòng)適應(yīng)供暖設(shè)備的各種需求情況(Anforderungsprofile)，
屬于現(xiàn)有技術(shù)中適合的方法。然而，其總是不能可靠避免供暖循環(huán)泵的輸送 功率至少有時(shí)會(huì)出現(xiàn)的過(guò)高或過(guò)低的情況。在第一種情況中，供暖系統(tǒng)內(nèi)會(huì) 不期望地產(chǎn)生噪聲，另外會(huì)發(fā)生用于驅(qū)動(dòng)泵的電能的不必要的浪費(fèi)。而在后 一種情況中，只是在有時(shí)存在供暖設(shè)備的供給不足，因?yàn)楸M管恒溫器閥打開(kāi) 仍無(wú)法輸送所需的熱載體流。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此背景，本發(fā)明的目的是，提供一種用于控制在供暖設(shè)備中的轉(zhuǎn)速 可調(diào)的供暖循環(huán)泵的方法，由此可以借助簡(jiǎn)單方式確定，只是在有時(shí)發(fā)生的， 帶有熱載體介質(zhì)的供暖設(shè)備是否存在供給不足或供給過(guò)多，隨后在必要時(shí)進(jìn) 行校正。
5按照本發(fā)明，所述目的通過(guò)權(quán)利要求l中所述的方法得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明 的優(yōu)選實(shí)施形式通過(guò)從屬權(quán)利要求、后續(xù)描述以及附圖進(jìn)行說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明的方法設(shè)置為用于控制在供暖設(shè)備中的轉(zhuǎn)速可調(diào)的供暖循 環(huán)泵，所述供暖設(shè)備例如配置有多個(gè)控制室溫的恒溫器閥，所述恒溫器閥根 據(jù)室溫改變供暖設(shè)備的通流阻力，也可對(duì)應(yīng)于熱量需求改變?cè)O(shè)備的管網(wǎng)特性
(Rohrnetzkennlinie)。在按照本發(fā)明的方法中，檢測(cè)泵的輸送量的時(shí)間變 化或與輸送量相關(guān)的值的時(shí)間變化；以及根據(jù)所檢測(cè)的值(輸送量或與輸送 量相關(guān)的值)確定，該泵是否使供暖設(shè)備的供給充足或者供給不足或者供給 過(guò)多，隨后，當(dāng)確定供給不足或供給過(guò)多時(shí)，泵自行進(jìn)行校正調(diào)節(jié)(ansteuern)， 以此方式確保，當(dāng)所有恒溫器閥都打開(kāi)時(shí)泵對(duì)于供暖設(shè)備的供給始終是充足 的。另一方面，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法還確保了，例如當(dāng)所有的恒溫器閥都 關(guān)閉時(shí)，不會(huì)發(fā)生供給過(guò)多的情況。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，或者檢測(cè)輸送 量或者檢測(cè)與輸送量相關(guān)的值，例如流速或Kv值(其為供暖設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)流 量特征(Durchflusskennzahl))。
泵的校正調(diào)節(jié)可以通過(guò)不同的方式，例如通過(guò)調(diào)節(jié)特性曲線(xiàn)
(Regelkennlinie)的相應(yīng)變化和/或通過(guò)泵曲線(xiàn)(Pumpenkurve)的變化來(lái)實(shí) 現(xiàn)，與此相似的是，變頻器控制的轉(zhuǎn)速可調(diào)的供暖循環(huán)泵可以自行通過(guò)控制 /調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
為了確定泵對(duì)供暖設(shè)備是否存在供給不足或供給過(guò)多，根據(jù)本發(fā)明的進(jìn) 一步實(shí)施形式，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持基本相同的輸送量或在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持基 本相同的Kv值被用作判斷供暖設(shè)備供給不足或供給過(guò)多的特征。所述方法 的理論依據(jù)是，對(duì)于理想泵供給的(pumpeiwersorgt)供暖設(shè)備而言，其管 網(wǎng)特性可通過(guò)受室溫影響的恒溫器而發(fā)生變化，由于日/夜循環(huán)、與日/夜循 環(huán)相關(guān)的室外溫度變化以及可能的太陽(yáng)熱輻射，使得輸送量通常總是在發(fā)生 變化。根據(jù)本發(fā)明的精神保持基本相同的輸送量應(yīng)理解為，在一個(gè)普通的日 循環(huán)(24小時(shí))為基礎(chǔ)的情況下所保持的基本相同的輸送量是可識(shí)別的。還 可以確定公差范圍，根據(jù)本發(fā)明的精神，所述公差范圍可以視為保持不變， 對(duì)此的預(yù)定時(shí)間也同樣視為保持不變。所述預(yù)定時(shí)間可以例如是30分鐘或 60分鐘。當(dāng)在所述時(shí)間內(nèi)輸送基本恒定的輸送量或Kv值保持基本不變時(shí)， 由此可見(jiàn)輸送量不是按照理想的方式適應(yīng)于供暖設(shè)備的需要。因此按照本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施形式，當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)以保持基本相同的 最大輸送量輸送或確定在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持基本相同的最大Kv值時(shí)，其將用 作判斷供暖設(shè)備的供給過(guò)低的特征。所述假設(shè)是基于以下認(rèn)識(shí)，當(dāng)全部的恒 溫器閥都打開(kāi)時(shí)，卻始終輸送基本恒定的最大輸送量。但是在此設(shè)備理想運(yùn) 行時(shí)，這種狀態(tài)一般只在短時(shí)間出現(xiàn)，因?yàn)榉駝t的話(huà)恒溫器閥的調(diào)節(jié)特性
(Regelautor池t)將不存在并且室溫僅取決于輸送介質(zhì)的輸送量和輸送介質(zhì) 的溫度。因此，當(dāng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)輸送保持相同的最大輸送量或在預(yù)定時(shí)間內(nèi) 確定出保持基本相同的最大Kv值時(shí)，供暖設(shè)備存在供給不足。
相反，當(dāng)確定出在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持基本相同的最小輸送量(還包括零輸 送量)或確定出在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持基本相同的最小Kv值時(shí)，其可用作判斷 供暖設(shè)備的供給過(guò)多的特征。這也適用于相反的情況，隨后，當(dāng)恒溫器閥最 大程度關(guān)閉時(shí)，泵的輸送功率應(yīng)一直下降，直到恒溫器閥重新調(diào)節(jié)到打開(kāi)， 只有在那時(shí)保證供暖設(shè)備的理想供給。
按照本發(fā)明所述，有多種可行的方法來(lái)確定這種供給不足或供給過(guò)多。 除了之前所述的確定在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持基本相同的最大或最小輸送量或確 定在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持基本相同的最大或最小Kv值來(lái)作為判斷供給過(guò)多或供 給不足的特征之外，可選地，也可將輸送量的時(shí)間變化或Kv值的時(shí)間變化 與預(yù)定的變化特性進(jìn)行比較，并根據(jù)可能存在的偏差來(lái)確定是供給不足或供 給過(guò)多。在配備有數(shù)字控制和調(diào)節(jié)電氣元件的所述泵中通?？梢酝ㄟ^(guò)軟件來(lái) 實(shí)現(xiàn)輸送量的時(shí)間變化或Kv值的時(shí)間變化與所述預(yù)定變化特性之間的比 較。
周期曲線(xiàn)通常用作預(yù)定的變化特性，其中，除了曲線(xiàn)變化之外，曲線(xiàn)在 表示輸送量或Kv值的縱軸上的偏移至關(guān)重要。由此，周期曲線(xiàn)通常是沿水 平時(shí)間軸以24小時(shí)間隔經(jīng)歷一個(gè)360°周期進(jìn)行延續(xù)。這對(duì)應(yīng)于與季節(jié)無(wú)關(guān) 的白天和黑夜的持續(xù)時(shí)間。其起因于，待確定的輸送量的時(shí)間變化以24小 時(shí)重復(fù)。驚喜地發(fā)現(xiàn)，供暖設(shè)備的理想輸送流在24小時(shí)內(nèi)呈近似正弦的形 式，因此適用于與具有正弦形式的特性曲線(xiàn)變化進(jìn)行比較，從而確定通過(guò)泵 是否實(shí)現(xiàn)了供暖設(shè)備的理想供給或者供給不足或者供給過(guò)多。
由此，輸送量變化與周期性(例如正弦形式的)曲線(xiàn)之間在該曲線(xiàn)具有 最小值的區(qū)域中的偏差被評(píng)估為供給過(guò)多，相反，輸送量變化與該曲線(xiàn)在該曲線(xiàn)具有最大值的區(qū)域中的偏差被評(píng)估為供給不足。在兩種情況中實(shí)施的轉(zhuǎn)
速校正控制作用(Steuereingriff)可以直接實(shí)現(xiàn)或通過(guò)調(diào)節(jié)特性的修正來(lái)實(shí) 現(xiàn)。由此，在確定供給不足時(shí)可通過(guò)提高轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行控制，在確定供給過(guò)多 時(shí)可通過(guò)降低轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行控制。
代替前述的評(píng)估方法，根據(jù)本發(fā)明有利地還可使用另外一種評(píng)估方法， 其中，檢測(cè)在一個(gè)周期內(nèi)的輸送量變化或與輸送量變化相關(guān)的值，即相關(guān)值 的時(shí)間變化，并且將具有最大輸送量的時(shí)間區(qū)段內(nèi)的曲線(xiàn)形狀與具有最小輸 送量的同樣長(zhǎng)時(shí)間區(qū)段內(nèi)的曲線(xiàn)形狀進(jìn)行比較。隨后，當(dāng)上述曲線(xiàn)形狀以預(yù) 定的量值(Mai3)彼此偏離時(shí)，這就可以作為判斷供暖設(shè)備的供給不足或供 給過(guò)多的特征。因?yàn)槠鋬H取決于曲線(xiàn)形狀并且曲線(xiàn)通常是周期性的，例如對(duì) 于正弦曲線(xiàn)而言，可將曲線(xiàn)最大值區(qū)域和曲線(xiàn)最小值區(qū)域進(jìn)行比較，其中， 為了比較在所述區(qū)域中的曲線(xiàn)形狀，該特征并不取決于絕對(duì)值，而是取決于 基于虛擬的基準(zhǔn)線(xiàn)(Nulllinie)所獲得的與最大值和/或最小值的相對(duì)值。對(duì) 于在0° 、 180°和360°時(shí)與基準(zhǔn)線(xiàn)相交的理想正弦曲線(xiàn)，在0° -180°的 曲線(xiàn)形狀和180° -360°的曲線(xiàn)形狀相同，同樣地，曲線(xiàn)區(qū)段自身偏置 180°后相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)彼此呈鏡向?qū)ΨQ(chēng)。
按照本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施形式，提供一種用于確定供給不足或供給過(guò)多 的特別簡(jiǎn)單的評(píng)估方法，其特征在于，確定輸送量變化的輸送量頻率分布 (戰(zhàn)ufigkeitsverteilung)或與該輸送量相關(guān)的值的頻率分布并由此確定供暖 設(shè)備的供給不足或供給過(guò)多。輸送量頻率分布可以理解為，確定或平均在例 如5秒的時(shí)間區(qū)段內(nèi)的輸送量，隨后確定在每個(gè)時(shí)間區(qū)段內(nèi)的輸送量頻率分 布情況。在供暖設(shè)備理想供給時(shí)表現(xiàn)出，特別在輸送量最大和最小的區(qū)域中 的頻率分布基本相同。相反，假如這種對(duì)稱(chēng)性被破壞，則存在泵輸送量不足 或過(guò)多。由此，在輸送量最大區(qū)域內(nèi)的輸送量頻率分布與在輸送量最小區(qū)域 內(nèi)的輸送量頻率分布之間的偏差用作供給不足或供給過(guò)多的程度的量值。
當(dāng)在輸送量最大區(qū)域中每個(gè)時(shí)間區(qū)段的輸送量頻率(Haufigkeit)值大于 在輸送量最小區(qū)域中每個(gè)時(shí)間區(qū)段的輸送量頻率值時(shí)，在根據(jù)本發(fā)明的方法 中就確定供暖設(shè)備的供給不足，并相應(yīng)地進(jìn)行校正。與此相反，如果在輸送 量最大區(qū)域中每個(gè)時(shí)間單位的輸送量頻率值小于輸送量最小區(qū)域中每個(gè)時(shí) 間單位的輸送量頻率值，則其將作為判斷供暖設(shè)備的供給不足的特征，并通
8過(guò)泵J空制(Pumpensteuerung)進(jìn)行相應(yīng)校正。
有利地，這樣應(yīng)用本發(fā)明所述的方法，即確定在24小時(shí)的時(shí)間區(qū)段內(nèi) 泵的輸送量的時(shí)間變化，并在必要時(shí)依據(jù)所述輸送量的變化確定供給不足或 供給過(guò)多，隨后通過(guò)泵控制進(jìn)行校正調(diào)節(jié)。必要時(shí)所述方法可以自行重復(fù)多 次，以盡可能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的任選泵供給。但是，也可以對(duì)多個(gè)這樣的24小時(shí) 間隔的輸送量變化進(jìn)行確定和評(píng)估，其中，優(yōu)選在前后相連的時(shí)間區(qū)段內(nèi)確 定這種變化，以檢測(cè)系統(tǒng)的變化情況。
代替對(duì)輸送量最大區(qū)域和最小區(qū)域的頻率分布進(jìn)行數(shù)值比較，按照本發(fā) 明的進(jìn)一步實(shí)施形式也可確定并比較兩個(gè)"部分周期(Teilperiod)"的頻率 分布曲線(xiàn)下的面積，其中，在頻率分布曲線(xiàn)下的部分周期的面積偏差用作為 供暖設(shè)備的供給不足或供給過(guò)多的量值。
由此，按照本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施形式，通過(guò)輸送量&確定部分周期的頻 率分布的形狀，將一個(gè)通常為24小時(shí)的周期的頻率分布劃分為兩個(gè)部分周 期。由此，輸送量&計(jì)算如下
其中，e自是在一個(gè)周期內(nèi)的最大輸送量，Oun是在一個(gè)周期內(nèi)的最小輸
送量，"是優(yōu)選為l/2的系數(shù)。借助&確定輸送量或與輸送量相關(guān)的值的時(shí)
間變化曲線(xiàn)的所謂的一種基準(zhǔn)線(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明也可以如下方式確定泵是否使供暖設(shè)備的供給不足或供給 過(guò)多，即對(duì)一個(gè)周期內(nèi)輸送的輸送量取數(shù)學(xué)平均值，確定所述數(shù)學(xué)平均值是 否與輸送量的時(shí)間曲線(xiàn)變化的中間值有偏差。隨后，將可能存在的偏差的大 小用作為泵使得供暖設(shè)備的供給不足或供給過(guò)多的量值。此外，所述中間值 示出為輸送量或與輸送量相關(guān)的值的變化曲線(xiàn)的虛擬基準(zhǔn)線(xiàn)。當(dāng)輸送量的數(shù) 學(xué)平均值位于中間值以下，則確定泵使得供暖設(shè)備的供給不足，相反，當(dāng)輸 送量的該數(shù)學(xué)平均值位于中間值以上，則確定供給過(guò)多。
此外，按照本發(fā)明，還可選擇以如下方式確定通過(guò)泵和/或規(guī)定
(OTdmmgsgemaJ3e)輸送使得供暖設(shè)備的供給不足或供給過(guò)多，即檢測(cè)輸送 量的時(shí)間變化或與輸送量相關(guān)的值的時(shí)間變化，以及進(jìn)行頻率分析
(Frequenzanalyse)，隨后根據(jù)頻率分析確定是否存在供暖設(shè)備的供給不足 或供給過(guò)多。由此，通過(guò)確定除了已確定的基準(zhǔn)振動(dòng)(Grundschwingung)(通常每天一次)之外的第一和/或其它超諧(tiberharmonische)振動(dòng)，可以 在對(duì)輸送量的時(shí)間變化或與輸送量相關(guān)的值的時(shí)間變化進(jìn)行頻率分析時(shí)確 定供暖設(shè)備是供給不足或是供給過(guò)多。
按照本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施形式，如果確定這種第一和第二超諧振動(dòng)，則 可以由此進(jìn)一步確定是供給不足或供給過(guò)多。當(dāng)?shù)谝怀C振動(dòng)與基準(zhǔn)振動(dòng)的 相位差約為180° ，則確定供暖設(shè)備的供給不足。當(dāng)?shù)谝怀C振動(dòng)與基準(zhǔn)振 動(dòng)的相位差約為360。時(shí)，則確定供暖設(shè)備的供給過(guò)多。
用于根據(jù)輸送量或與輸送量相關(guān)的值的時(shí)間變化來(lái)確定供暖設(shè)備的供 給不足或供給過(guò)多和/或正確供給的前述方法，僅應(yīng)理解為示例，并非限制性 的細(xì)節(jié)描述。此外本發(fā)明的方法具有特別的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗梢越柚偸俏挥?變頻器側(cè)的數(shù)字模塊以相對(duì)較少的軟件費(fèi)用即可實(shí)現(xiàn)。


以下參照附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1、圖2和圖3 示出的是曲線(xiàn)變化，圖中的縱坐標(biāo)表示輸送量，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，各曲線(xiàn)都 坐落在所示出的坐標(biāo)系的右上象限。在左上象限中，縱坐標(biāo)顯示的是每個(gè)時(shí) 間區(qū)段的輸送量，橫坐標(biāo)顯示的是每個(gè)時(shí)間區(qū)段各個(gè)輸送量的頻率分布值。 圖4至圖6示出的是在供暖設(shè)備中輸送量的時(shí)間變化的頻率分析的三種不同 結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2示出了供暖設(shè)備存在典型供給不足(圖1)和供給過(guò)多(圖 2)的情況。在圖1和圖2的右上象限所示出的曲線(xiàn)表示24小時(shí)的時(shí)間間隔。 圖1中的曲線(xiàn)1近似為正弦曲線(xiàn)，如其以虛線(xiàn)在曲線(xiàn)左側(cè)部分補(bǔ)充所示，其 在輸送量高度最大的區(qū)域內(nèi)變得平坦。曲線(xiàn)1的所述變平區(qū)域用標(biāo)記2表示。 在此區(qū)域中的曲線(xiàn)1與右邊的半波(Halbwdle)不是鏡向?qū)ΨQ(chēng)的，其曲線(xiàn)形 狀和另外的半波有所偏離。在最大輸送量處出現(xiàn)平坦走向表示，在該區(qū)域中 與理想的輸送量變化(正弦曲線(xiàn))不同，無(wú)法以需要的方式提高輸送量。由 此可以得出，在泵已經(jīng)以基本相同的最大輸送量輸送期間，供暖設(shè)備的恒溫 器閥已全部或更多地打開(kāi)也不能全部滿(mǎn)足熱需求。為了能夠確定這種情況，
10如上所述，可選地，使曲線(xiàn)1與預(yù)定的變化特性即正弦曲線(xiàn)進(jìn)行比較，由此 確定在最大輸送量區(qū)域中曲線(xiàn)1與正弦曲線(xiàn)的偏離，并且此偏離隨后作為判 斷供暖設(shè)備供給不足的特征，然后對(duì)供暖循環(huán)泵進(jìn)行相應(yīng)的校正調(diào)節(jié)。所述 方法可以自行完成，并通過(guò)對(duì)配置在轉(zhuǎn)速可調(diào)的供暖循環(huán)泵中的現(xiàn)有的數(shù)字 控制和調(diào)節(jié)電氣元件的相應(yīng)的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在該附圖右象限所示出的曲線(xiàn)示出了輸送量與時(shí)間的變化關(guān)系。除了輸
送量e，也可使用與輸送量e相關(guān)的值(如kv值)，所述值在此處所關(guān)注 的區(qū)域具有基本相同的曲線(xiàn)變化。
為了確定是否存在供給不足或供給過(guò)多，需要對(duì)輸送量最大區(qū)域中的輸 送量變化的曲線(xiàn)形狀與輸送量最小區(qū)域中的輸送量變化的曲線(xiàn)形狀進(jìn)行比
較。如果相對(duì)于虛擬的基準(zhǔn)線(xiàn)偏置180°的曲線(xiàn)部分能映射到所述虛擬的基
準(zhǔn)線(xiàn)上，就可以直接比較曲線(xiàn)形狀。對(duì)于一致的曲線(xiàn)示出為一條共同曲線(xiàn)， 相反，對(duì)于不一致的曲線(xiàn)形狀則示出為兩條彼此偏離的曲線(xiàn)，如在圖l的區(qū)
域2中以實(shí)線(xiàn)示出的曲線(xiàn)區(qū)段和以虛線(xiàn)示出的曲線(xiàn)區(qū)段一樣，所述曲線(xiàn)區(qū)段 是偏置180°并映射到虛擬基準(zhǔn)線(xiàn)的曲線(xiàn)區(qū)段。如根據(jù)圖1和圖2示出的實(shí) 施例所描述的那樣，可以根據(jù)曲線(xiàn)形狀彼此之間的偏差容易地確定出供暖設(shè) 備是否存在供給不足或供給過(guò)多。
替代將輸送量變化和預(yù)定的特性曲線(xiàn)進(jìn)行比較的方式，還可以采用如下 方式確定在輸送量最大或輸送量最小的區(qū)域中是否以基本相同的輸送量輸 送預(yù)定的時(shí)間，如在曲線(xiàn)區(qū)段2中的情況，從而如前所述確定供暖設(shè)備存在 供給不足或供給過(guò)多以及進(jìn)行相應(yīng)的校正調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)同樣可以自行通過(guò) 泵的數(shù)字控制和調(diào)節(jié)電氣元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里首先必須確定出適當(dāng)?shù)恼`差值和 時(shí)間值，以此準(zhǔn)確地確定實(shí)際上是否存在供給不足或供給過(guò)多，而不會(huì)造成 對(duì)設(shè)備的其它干擾。所述值可以簡(jiǎn)單的通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。
圖2示出了在供暖設(shè)備供給過(guò)多時(shí)輸送量的時(shí)間變化的情況。此處示出 的曲線(xiàn)3具有區(qū)域4，在區(qū)域4中的曲線(xiàn)和正弦變化(參照虛線(xiàn))存有偏差。 在該區(qū)域4中泵不進(jìn)行輸送，因?yàn)楣┡O(shè)備的恒溫器閥處于關(guān)閉狀態(tài)，禾口/ 或泵在最小輸送量時(shí)以基本相同的小輸送量輸送。這表示設(shè)備供給過(guò)多，如 根據(jù)圖l所述同樣的方式通過(guò)和特性曲線(xiàn)變化(如正弦曲線(xiàn))進(jìn)行比較，或 通過(guò)確定出在輸送量最小區(qū)域中基本恒定的輸送量，來(lái)確定設(shè)備供給過(guò)多。
ii另一確定供給不足或供給過(guò)多的方法是通過(guò)觀察輸送量的頻率分布。對(duì) 此，泵的輸送量的時(shí)間變化，如同通過(guò)例如圖1中的曲線(xiàn)1或圖2中的曲線(xiàn)
3所示出的一樣，可以分隔成多個(gè)相同的時(shí)間區(qū)段并確定在某時(shí)間區(qū)段內(nèi)的 可能的平均輸送量。隨后，確定對(duì)于24小時(shí)間隔的每個(gè)時(shí)間區(qū)段的輸送量， 同樣在24小時(shí)間隔內(nèi)對(duì)每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)的輸送量的頻率分布也要進(jìn)行確定。 所述頻率分布曲線(xiàn)在圖l和圖2的左上象限中示出。由此，曲線(xiàn)5示出了在 按照曲線(xiàn)l的輸送量變化中，每個(gè)時(shí)間單位的輸送量的頻率分布。曲線(xiàn)6相 應(yīng)示出了在按照曲線(xiàn)3的輸送量變化中，每個(gè)時(shí)間單位輸送量的頻率分布。
如兩個(gè)頻率分布曲線(xiàn)5和6所示出的，在泵對(duì)設(shè)備供給過(guò)多或供給不足 的區(qū)域中，即在區(qū)域2和區(qū)域4中，頻率K高于其它區(qū)域的頻率。這說(shuō)明泵 在區(qū)域2或區(qū)域4中實(shí)際上是以恒定的輸送量進(jìn)行輸送的，并且輸送量的時(shí) 間變化不是優(yōu)選的正弦形狀。因此，在輸送量最小或輸送量最大的區(qū)域中， 頻率分布曲線(xiàn)的頻率K高，所述頻率可以相當(dāng)簡(jiǎn)單并可靠地確定。能在控制 和調(diào)節(jié)電氣元件中通過(guò)執(zhí)行軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的相應(yīng)的算法是比較簡(jiǎn)單的。
當(dāng)在輸送量最小區(qū)域中輸送量變化的每個(gè)時(shí)間區(qū)段的輸送量頻率分布 與在輸送量最大區(qū)域中輸送量變化的每個(gè)時(shí)間區(qū)段的輸送量頻率分布之差 特別大時(shí)(圖2)，其作為判斷該設(shè)備供給過(guò)多的特征，在相反的情況下(圖 1)，則作為判斷該設(shè)備供給不足的特征。在圖1中僅示范性地以虛線(xiàn)表示 的曲線(xiàn)變化7示出了，當(dāng)理想供給(即在時(shí)間變化中具有以正弦形狀變化的 輸送量)時(shí)輸送量頻率分布的情況。
供暖設(shè)備是否存在供給不足或供給過(guò)多，也可以根據(jù)圖2所示一樣，以 如下方式確定，即首先在一個(gè)周期內(nèi)確定輸送量的時(shí)間變化，由此將檢測(cè)到 按照附圖2的曲線(xiàn)3。隨后，確定在所述周期內(nèi)的輸送量的數(shù)學(xué)平均值。在 圖2中，所述平均值由虛線(xiàn)8示出。另外，確定曲線(xiàn)3的中間值9，隨后通 過(guò)比較來(lái)確定數(shù)學(xué)平均值8和中間值9是否一致。如果一致，則曲線(xiàn)3的曲 線(xiàn)變化是對(duì)稱(chēng)的，即供暖設(shè)備既不存在供給不足也不存在供給過(guò)多，而是通 過(guò)泵對(duì)供暖設(shè)備進(jìn)行常規(guī)供給。反之，如果數(shù)學(xué)平均值8偏離中間值9，尚 需確定數(shù)學(xué)平均值8是大于中間值9還是小于中間值9。如在圖2所示的數(shù) 學(xué)平均值8的情況下，如果數(shù)學(xué)平均值8位于中間值9上，即數(shù)學(xué)平均值8 大于中間值9，則供暖設(shè)備存在供給過(guò)多。相反，當(dāng)數(shù)學(xué)平均值8位于中間值9下，即數(shù)學(xué)平均值8小于中間值9時(shí)，則供暖設(shè)備存在供給不足。
根據(jù)圖3，其示出的曲線(xiàn)l、 5和圖1示出的曲線(xiàn)一致，其示出了另一種 用于確定供暖設(shè)備是否存在供給過(guò)多或供給不足的方法。如通過(guò)按照曲線(xiàn)1 的時(shí)間變化來(lái)確定以及通過(guò)曲線(xiàn)5所示出的一樣，此處也確定輸送量的頻率 分布。這里，還要檢測(cè)一個(gè)周期內(nèi)的輸送量的時(shí)間變化，其中，要確定頻率 分布曲線(xiàn)5并且要進(jìn)一步確定出值&，例如以如下等式來(lái)確定該值^:
其中，2_是在一個(gè)周期內(nèi)的最大輸送量，a^是在一個(gè)周期內(nèi)的最小輸送量，
a是優(yōu)選為l/2的系數(shù)。以此方式確定值&，該值不僅將一個(gè)周期內(nèi)按照曲 線(xiàn)i的輸送量的時(shí)間變化劃分成兩個(gè)部分周期，而且根據(jù)頻率分布曲線(xiàn)5進(jìn)
行這種劃分。隨后，確定頻率分布曲線(xiàn)5在由此形成的部分周期中的面積并 彼此進(jìn)行比較。所述面積在圖3中以A (密的陰影面積)和B (疏的陰影面 積)表示。當(dāng)面積A和面積B同樣大時(shí)，通過(guò)泵對(duì)供暖設(shè)備實(shí)現(xiàn)了理想供給。 如果面積B大于面積A，則存在供給不足，在相反的情況中，則確定為供給 過(guò)多。
上述評(píng)估方法基本可以通過(guò)確定一個(gè)通常為24小時(shí)的周期內(nèi)的輸送量 的時(shí)間變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是也可以在多個(gè)這樣的周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)評(píng)估。在另一評(píng)估 方法中，必須在至少三個(gè)周期內(nèi)進(jìn)行評(píng)估。其涉及到頻率分析的方法。
圖4示出了這種頻率分析的評(píng)估曲線(xiàn)圖，所述評(píng)估曲線(xiàn)圖為供暖設(shè)備處 于理想供給的狀態(tài)。如曲線(xiàn)圖所示僅確定出基準(zhǔn)振動(dòng)10。
在按照?qǐng)D5和圖6所示的曲線(xiàn)圖中，除了基準(zhǔn)振動(dòng)10以外，還確定第 一超諧振動(dòng)11和第二超諧振動(dòng)12。當(dāng)在頻率分析中確定所述第一或其它超 諧振動(dòng)時(shí)，其是確定泵并未使供暖設(shè)備處于理想供給而是使供暖設(shè)備處于供 給不足或供給過(guò)多的特征。為了最后進(jìn)行確定，計(jì)算超諧振動(dòng)和基準(zhǔn)振動(dòng)10 之間的相位差。當(dāng)輸送量不足時(shí)，第一超諧振動(dòng)和基準(zhǔn)振動(dòng)10之間偏置 180° 。相反，如在圖6中示出的，當(dāng)供給過(guò)多時(shí)，第一超諧振動(dòng)ll和基準(zhǔn) 振動(dòng)10間的相位差大約為360。，而當(dāng)供給不足時(shí)，相位差僅約為180。。 這樣還可以根據(jù)相位差來(lái)確定是否存在供給過(guò)多或供給不足。
1權(quán)利要求
1.用于控制在供暖設(shè)備中的轉(zhuǎn)速可調(diào)的供暖循環(huán)泵的方法，該供暖設(shè)備的通流阻力根據(jù)室溫變化，在所述方法中，檢測(cè)所述泵的輸送量或與所述輸送量相關(guān)的值的時(shí)間變化(1，3)；以及根據(jù)所檢測(cè)的值確定所述泵是否使所述供暖設(shè)備的供給充足或者供給不足或者供給過(guò)多，其中，當(dāng)確定供給不足或供給過(guò)多時(shí)，所述泵將自行進(jìn)行校正調(diào)節(jié)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的與所述輸送量相關(guān) 的值是所述供暖設(shè)備的Kv值。
3. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持 基本相同的輸送量(2， 4)或在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持基本相同的Kv值被用作判 斷所述供暖設(shè)備的供給不足或供給過(guò)多的特征。
4. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持 基本相同的最大輸送量(2)或在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持基本相同的最大Kv值被用 作判斷所述供暖設(shè)備的供給不足的特征。
5. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持 基本相同的最小輸送量(4)或在預(yù)定時(shí)間內(nèi)保持基本相同的最小Kv值被用 作判斷所述供暖設(shè)備的供給過(guò)多的特征。
6. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將輸送量或Kv值 的時(shí)間變化(1， 3)與預(yù)定的變化特性進(jìn)行比較，并根據(jù)可能存在的偏差來(lái) 確定是供給不足或供給過(guò)多。
7. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定的變化特 性是一周期性曲線(xiàn)。
8. 按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述周期性曲線(xiàn)在24小 時(shí)的時(shí)間間隔內(nèi)經(jīng)歷一個(gè)360。周期。
9. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定的變化特 性是正弦曲線(xiàn)。
10. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將所述輸送量的 變化(1， 3)與周期性的尤其呈正弦形式的曲線(xiàn)之間在所述曲線(xiàn)具有最小值 的區(qū)域內(nèi)的偏差評(píng)估為供給過(guò)多。
11. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將所述輸送量的變化(1， 3)與周期性的尤其呈正弦形式的曲線(xiàn)之間在所述曲線(xiàn)具有最大值 的區(qū)域內(nèi)的偏差評(píng)估為供給不足。
12. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，檢測(cè)在一個(gè)周期 內(nèi)的輸送量變化或與所述輸送量變化相關(guān)的值；以及將具有最大輸送量的時(shí) 間區(qū)段內(nèi)的曲線(xiàn)形狀與具有最小輸送量的時(shí)間區(qū)段內(nèi)的曲線(xiàn)形狀進(jìn)行比較， 并且通過(guò)所述曲線(xiàn)形狀之間超過(guò)預(yù)定量值的偏差來(lái)確定所述供暖設(shè)備的供 給不足或供給過(guò)多。
13. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，確定輸送量變化 或與所述輸送量變化相關(guān)的值在每個(gè)時(shí)間單位的輸送量頻率分布(5， 7)， 并由此確定所述供暖設(shè)備的供給不足或供給過(guò)多。
14. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，將每個(gè)時(shí)間單位 輸送量最大的區(qū)域中的輸送量頻率&的值與每個(gè)時(shí)間單位輸送量最小的區(qū) 域中的輸送量頻率K2的值進(jìn)行比較，兩者的偏差被用作供給不足或供給過(guò) 多的程度的量值。
15. 按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，隨后，當(dāng)每個(gè)時(shí)間單位 輸送量最大的區(qū)域中的輸送量頻率&的值大于每個(gè)時(shí)間單位輸送量最小的 區(qū)域中的輸送量頻率K2的值時(shí)，確定所述供暖設(shè)備的供給不足(圖l)。
16. 按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，隨后，當(dāng)輸送量最大的 區(qū)域中的輸送量頻率K,的值小于輸送量最小的區(qū)域中的輸送量頻率K2的值 時(shí)，確定所述供暖設(shè)備的供給過(guò)多(圖2)。
17. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，檢測(cè)并評(píng)估在至 少24小時(shí)的時(shí)間間隔或優(yōu)選前后相連的多個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)所述泵的輸送量的 時(shí)間變化或與所述輸送量相關(guān)的值的時(shí)間變化。
18. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，檢測(cè)所述泵的輸 送量的時(shí)間變化或與所述輸送量相關(guān)的值的時(shí)間變化，確定并比較在兩個(gè)部 分周期內(nèi)的已確定頻率分布的曲線(xiàn)下的面積(A、 B)，其中，部分周期的面 積(A、 B)間的偏差被用作所述供暖設(shè)備的供給不足或供給過(guò)多的量值。
19. 按照權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述頻率分布的部分周 期通過(guò)輸送量^來(lái)確定，所述輸送量込將一個(gè)周期的頻率分布劃分成兩個(gè)部分周期，其中 其中2自為 一個(gè)周期內(nèi)的最大輸送量，Onin為一個(gè)周期內(nèi)的最小輸送量，以及a為系數(shù)，優(yōu)選為1/2。
20. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，生成在一個(gè)周期 內(nèi)輸送的輸送量的數(shù)學(xué)平均值(8)，將所述平均值(8)與所述輸送量的時(shí) 間變化(3)的中間值(9)之間的偏差用作所述供暖設(shè)備的供給不足或供給 過(guò)多的量值。
21. 按照權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，隨后，當(dāng)所述輸送量的 平均值(8)位于所述中間值(9)之下時(shí)，確定為供給不足。
22. 按照權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，隨后，當(dāng)所述輸送量的 平均值(8)位于所述中間值(9)之上時(shí)，確定為供給過(guò)多。
23. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，對(duì)所述輸送量的 時(shí)間變化(1， 3)或與所述輸送量相關(guān)的值的時(shí)間變化(1， 3)進(jìn)行頻率分 析，并且根據(jù)所述頻率分析確定，是否存在所述供暖設(shè)備的供給不足或供給 過(guò)多。
24. 按照權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，以如下方式確定供給過(guò) 多或供給不足除了所確定的基準(zhǔn)振動(dòng)(10)之外還確定第一和/或其它的超 諧振動(dòng)(11、 12)。
25. 按照權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，隨后，當(dāng)所述第一超諧 振動(dòng)(11)與所述基準(zhǔn)振動(dòng)(10)的相位之間偏置預(yù)定角度，優(yōu)選約為 180°時(shí)，確定所述供暖設(shè)備的供給不足。
26. 按照權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，隨后，當(dāng)所述第一超諧 振動(dòng)(11)與所述基準(zhǔn)振動(dòng)(10)的相位之間偏置預(yù)定角度，優(yōu)選約為 360°時(shí)，確定所述供暖設(shè)備的供給過(guò)多。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制在供暖設(shè)備中的轉(zhuǎn)速可調(diào)的供暖循環(huán)泵的方法，該設(shè)備的通流阻力根據(jù)室溫進(jìn)行變化，在所述方法中檢測(cè)泵的輸送量的時(shí)間變化(1)或與該輸送量相關(guān)的值的時(shí)間變化，并根據(jù)所檢測(cè)的值確定，該泵是否使供暖設(shè)備供給充足、供給不足或供給過(guò)多。其中，當(dāng)確定為供給不足或供給過(guò)多時(shí)泵自行進(jìn)行校正調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)F24D19/10GK101563568SQ200780045254
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者卡斯滕·斯科烏莫塞·卡勒瑟, 皮埃爾·瓦德斯特魯普 申請(qǐng)人:格倫德福斯管理聯(lián)合股份公司