Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung wenigstens einer ersten

Umwälzpumpe einer Heizungs- oder Kühlungsanlage, die einen Primärkreis und einen mit diesem an einer Übergabestelle gekoppelten Sekundärkreis aufweist, wobei die erste Umwälzpumpe ein Heiz- oder Kühlmedium im Primärkreis fördert und im Sekundärkreis zumindest eine drehzahlgeregelte, zweite Umwälzpumpe liegt, die ein Heiz- oder Kühlmedium in zumindest einem Teilbereich des Sekundärkreises fördert.

In Anlagen zur Beheizung und/oder Kühlung von Gebäuden mit flüssigen

Wärmeträgern ist es üblich, die Verbraucher auf mehrere Verbraucherkreise aufzuteilen. Diese Aufteilung kann z.B. getrennt nach Gebäudeteilen oder getrennt nach unterschiedlichen Verbraucherarten erfolgen. Verbraucherarten sind

beispielsweise Heizkörper oder Heiz- bzw. Kühlflächen bei Fussbodenheizungen oder Deckenheizungen bzw. Kühldecken. Hinsichtlich der Gebäudeteile kann eine Aufteilung beispielsweise nach Wohnungen oder Etagen erfolgen. Jeder

Verbraucherkreis umfasst dann einen oder mehr Verbraucher sowie eine diesen oder diese versorgende Verbraucherkreispumpe. Zudem ist meist in jedem

Verbraucherkreis zumindest einem Verbraucher ein regelndes Stellglied angeordnet, das den Volumenstrom durch den oder die entsprechenden Verbraucher einstellt. Alternativ kann die Regelung des Volumenstroms durch die Verbraucher direkt durch Drehzahlregelung der Pumpe im Verbraucherkreis erfolgen.

Die Verbraucherkreise werden in der Regel über gemeinsame Versorgungsleitungen, d.h. eine gemeinsame Vorlaufleitung und Rücklaufsammelleitung mit wenigstens

BESTÄTIGUNGSKOPIE einem Wärme- oder Kälteerzeuger eines oder mehrerer Erzeugerkreise verbunden. Bei kombinierten Anlagen, die sowohl Heizen als auch Kühlen können, sind die Verbraucher entsprechend mit zumindest einem Wärmeerzeuger und zumindest einem Kälteerzeuger jeweils eines eigenen Erzeugerkreises verbunden, wobei wahlweise der Erzeugerkreis mit dem einen oder anderen Erzeugertyp in Betrieb ist.

Der Erzeugerkreis oder die Erzeugerkreise sind häufig mittels einer Übergabestelle an die Verbraucherkreise gekoppelt. Eine solche Übergabestelle kann beispielsweise eine hydraulische Weiche, ein Wärmetauscher oder eine Überströmleitung sein, wobei die verschiedenen Übergabestellen unterschiedliche Eigenschaften haben und verschiedene Anforderungen erfüllen. Das Ankoppeln kann direkt erfolgen oder alternativ über einen Zubringerkreis, wenn beispielsweise aufgrund der Entfernung zwischen Erzeugerkreis und Verbraucherkreis große Druckverluste überwunden werden müssen. Dadurch ergeben sich dann zwei Übergabestellen, eine erste Übergabestelle zwischen Erzeugerkreis(en) und Zubringerkreis und eine zweite Übergabestelle zwischen Zubringerkreis und Verbraucherkreisen. Aus Sicht der Übergabestelle zu den Verbraucherkreisen sind der oder die Erzeugerkreis(e) bzw. der Zubringerkreis auf der Primärseite, wohingegen die Verbraucherkreise auf der Sekundärseite der Übergabestelle liegen.

Im Allgemeinen gilt, dass die benötigten Volumenströme in der Anlage durch die Verbraucher definiert werden. Denn in der Regel wird der Volumenstrom in einem Verbraucherkreis über die den einzelnen Verbrauchern zugeordneten Stellglieder eingeregelt. Um den Betrieb der Verbraucherkreispumpen daran sinnvoll

anzupassen, werden drehzahlregelbare Kreiselpumpe mit einer Pumpenelektronik eingesetzt, bei denen als bewährte Regelungsarten eine sogenannte

Konstantdruckregelung, auch Δρ-c Regelung genannt, und eine

Variabeldruckregelung, sogenannte Δρ-ν Regelung zur Verfügung stehen, welche in der Pumpenelektronik der Verbraucherkreispumpen ausgewählt werden können. Alternativ zur indirekten Beeinflussung der Pumpendrehzahl über Stellglieder, kann die Drehzahl der Kreiselpumpe direkt, z.B. durch eine Temperaturregelung,

Feuchteregelung oder Volumenstromregelung beeinflusst werden. Dagegen ist eine bedarfsabhängige Regelung der primärseitig der Übergabestelle zum

Verbraucherkreis angeordneten Pumpen nicht etabliert. Bekannt sind verschiedene Verfahren, die primärseitige Pumpe entsprechend einer oder mehrerer Temperaturdifferenzen an der hydraulischen Weiche bzw. am Wärmeübertrager zu regeln. Diese Verfahren sind mess- und regelungstechnisch aufwendig und/oder ermöglichen lediglich eine unvollständige Anpassung an den Bedarf.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bedarfsabhängige Regelung für eine drehzahlregelbare Kreiselpumpe bereitzustellen, die primärseitig einer Übergabestelle zu Verbraucherkreisen in einer Heizungs- oder Kühlanlage

angeordnet ist.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend beschrieben.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Regelung wenigstens einer ersten

Umwälzpumpe einer Heizungs- oder Kühlungsanlage vorgeschlagen, die einen Primärkreis und einen mit diesem an einer Übergabestelle gekoppelten

Sekundärkreis aufweist, wobei die erste Umwälzpumpe ein Heiz- oder Kühlmedium im Primärkreis fördert und im Sekundärkreis zumindest eine drehzahlgeregelte, zweite Umwälzpumpe liegt, die ein Heiz- oder Kühlmedium in zumindest einem Teilbereich des Sekundärkreises fördert, wobei der Volumenstrom der ersten

Umwälzpumpe in funktionaler Abhängigkeit von dem Volumenstrom des

Sekundärkreises hinter der Übergabestelle geregelt wird.

Durch eine derartige Volumenstromregelung in Abhängigkeit des Volumenstroms der Sekundärseite lässt sich eine verbrauchsabhängige und damit energieeffiziente Regelung der auf der Primärseite liegenden Pumpe realisieren. Der

Primärvolumenstrom wird dadurch einerseits ausreichend hoch eingestellt, um den Verbrauchern die gewünschte Wärmeleistung bereitzustellen, und andererseits nicht unnötig hoch sein, um Energie zu sparen.

Die erfindungsgemäße Regelung lässt sich auf sämtliche Heizungs- oder

Kühlanlagen anwenden, die einen durch zumindest eine Übergabestelle gekoppelten Primär- und Sekundärkreis haben. Dabei entspricht der Primärkreis allgemein der Erzeugerseite, der Sekundärkreis allgemein der Verbraucherseite. Unabhängig voneinander kann der Primärkreis einen oder mehrere Erzeugerkreise und der Sekundärkreis einen oder mehrere Verbraucherkreise umfassen. Primär- und Sekundärkreis können über die Übergabestelle direkt miteinander gekoppelt sein. Alternativ kann jedoch auch ein Zubringerkreis zwischen Primär- und Sekundärkreis liegen, der mit jeweils einer Übergabestelle an den Primärkreis und den

Sekundärkreis gekoppelt ist.

Entsprechend dieser Vielzahl von Anlagentopologien kann das erfindungsgemäße Verfahren auf verschiedene Weise Anwendung finden. So kann allein im Hinblick auf die Anlagentopologie

- in einer ersten Ausführungsvariante eine Erzeugerpumpe mit einer

Verbraucherpumpe gekoppelt sein,

- in einer zweiten Ausführungsvariante eine Erzeugerpumpe mit zwei oder mehr parallelen Verbraucherpumpen gekoppelt sein (siehe Figur 3),

- in einer drittenAusführungsvariante zwei oder mehr parallele Erzeugerpumpe mit zwei oder mehr parallelen Verbraucherpumpen gekoppelt sein (siehe Figur 5, 6),

- in einer vierten Ausführungsvariante eine Zubringerpumpe mit einer

Verbraucherpumpe gekoppelt sein,

- in einer fünften Ausführungsvariante eine Zubringerpumpe mit zwei oder mehr parallelen Verbraucherpumpen gekoppelt sein (siehe Figur 1 , 2),

- in einer sechsten Ausführungsvariante eine Erzeugerpumpe mit einer

Zubringerpumpe gekoppelt sein (siehe Figur 7),

- in einer siebten Ausführungsvariante zwei oder mehr parallele Erzeugerpumpen mit einer Zubringerpumpen gekoppelt sein (siehe Figur 8).

Da bei den Ausführungsvarianten vier bis sieben immer nur eine Hälfte der Anlage betrachtet wird, sind entsprechend weitere Ausführungsvarianten durch eine

Kombination der Varianten vier und sechs, vier und sieben, fünf und sechs (siehe Figur 4) sowie fünf und sieben durch die erfindungsgemäße Volumenstromregelung abgedeckt. Nachfolgend werden die verschiedenen Varianten beschrieben.

Erfindungsgemäß wird der Volumenstrom der ersten Umwälzpumpe in funktionaler Abhängigkeit von dem Volumenstrom des Sekundärkreises hinter der Übergabestelle geregelt. Dies lässt sich mathematisch durch V _so u = f(y _se c) beschreiben, wobei

V _so u der einzuregelnde Volumenstrom der ersten Umwälzpumpe, V _sec der

Volumenstrom des Sekundärkreises hinter der Übergabestelle und f eine

mathematische Funktion ist, die einem sekundärseitigen Volumenstrom V _sec einen entsprechenden Sollvolumenstrom V _soll für die Umwälzpumpe zuordnet. Ist primärseitig nur eine erste Umwälzpumpe vorhanden (erste, zweite, vierte, fünfte, sechste Ausführungsvariante), entspricht der Sollvolumenstrom dem primärseitigen

Volumenstrom V _pri , so dass dann V _pr i = f(V _sec ist. Sind primärseitig zwei oder mehr erste Umwälzpumpen vorhanden (Ausführungsvarianten drei und sieben), entspricht der Sollvolumenstrom einem erzeugerspezifischen Volumenstrom V _{pri i} , d.h. dem Volumenstrom eines Erzeugerkreises, so dass dann V _pr i i = f V _sec ) ist.

Gemäß einer Ausführungsvariante kann die erste Umwälzpumpe so geregelt werden, dass der Volumenstrom V _pr i des Primärkreises vor der Übergabestelle in einem vorgegebenen Verhältnis zu dem Volumenstrom l^ _e c ^des Sekundärkreises hinter der Übergabestelle steht. Damit lässt sich die funktionale Abhängigkeit mathematisch durch V _pr i ^{= a} ' ec beschreiben, wobei a das Verhältnis zwischen dem

Volumenstrom V _pri des Primärkreises vor der Übergabestelle und dem

Volumenstrom l^ _ec des Sekundärkreises hinter der Übergabestelle darstellt. Die funktionale Abhängigkeit ist somit durch eine lineare Abhängigkeit beschrieben. Im einfachsten Fall kann a = 1 sein. Dies bedeutet, dass die erste Umwälzpumpe so geregelt wird, dass der Volumenstrom V _pr i des Primärkreises vor der Übergabestelle dem Volumenstrom V _sec des Sekundärkreises hinter der Übergabestelle entspricht. Um ausreichend Regelungsreserve im Sekundärkreis zu haben sollte jedoch ein Verhältnis zwischen 1 ,0 und 1 ,3 gewählt werden.

Alternativ kann die erste Umwälzpumpe so geregelt werden, dass der Volumenstrom V _pri des Primärkreises vor der Übergabestelle in einem vorgegebenen Abstand zu dem Volumenstrom V _sec des Sekundärkreises hinter der Übergabestelle einhält.

Damit lässt sich die funktionale Abhängigkeit mathematisch durch V _vri = V _sec + b beschreiben, wobei b der Abstand zwischen dem Volumenstrom V _pr i des

Primärkreises vor der Übergabestelle und dem Volumenstrom Heedes

Sekundärkreises hinter der Übergabestelle darstellt, quasi einen Offset bildet, der größer als null ist.

Weiterhin kann eine Kombination der beiden letztgenannten Varianten erfolgen, wobei dann die erste Umwälzpumpe so geregelt wird, dass die funktionale

Abhängigkeit des Volumenstrom V _pri des Primärkreises vor der Übergabestelle von dem Volumenstrom V _sec des Sekundärkreises hinter der Übergabestelle der Funktion V _pri = a · V _sec + b entspricht, wobei der Koeffizient a eine lineare Abhängigkeit der beiden Volumenströme und der Koeffizient b einen Offset beschreibt.

Der Primärkreis kann zumindest einen Erzeugerkreis aufweisen, in dem wenigstens ein Wärme- oder Kälteerzeuger das Heiz- oder Kühlmedium aufheizt oder kühlt und eine mit dem Wärme- oder Kälteerzeuger in Reihe liegende Erzeugerpumpe das Heiz- oder Kühlmedium des Erzeugerkreises fördert, wobei die zu regelnde, erste Umwälzpumpe diese Erzeugerpumpe ist.

Alternativ hierzu bzw. in Weiterbildung dieser Variante kann der Primärkreis eine Anzahl (m) parallel geschalteter Erzeugerkreise aufweisen, in denen jeweils wenigstens ein Wärme- oder Kälteerzeuger das Heiz- oder Kühlmedium aufheizt oder kühlt und jeweils eine mit dem entsprechenden Wärme- oder Kälteerzeuger in

Reihe liegende Erzeugerpumpe einen erzeugerspezifischen Volumenstroms V _priii fördert, wobei die zu regelnde erste Umwälzpumpe dann entsprechend eine dieser parallelen Erzeugerpumpen ist.

Vorzugsweise ist die zu regelnde, erste Umwälzpumpe in diesem Fall diejenige Erzeugerpumpe ist, die in einem eine Spitzenlast bedienenden Erzeugerkreis liegt. Das bedeutet, dass die erfindungsgemäße Volumenstromregelung nur auf diese Spitzenlastpumpe angewendet wird. Die Erzeugerpumpen der anderen, eine

Grundlast bereitstellenden Erzeugerkreise sind dagegen nicht oder anders geregelt. Wie bereits zuvor angesprochen, kann der Erzeugerkreis oder können die Erzeugerkreise mittels der Übergabestelle direkt mit dem Sekundärkreis verbunden sein, d.h. ohne Zwischenschaltung eines Zubringerkreises.

Gemäß einer alternativen Variante kann ein solcher Zubringerkreis jedoch vorhanden sein, um Druckverluste bei langen Förderdistanzen zu kompensieren. Ein solcher Zubringerkreis kann aus Sicht der Übergabestelle zum Sekundärkreis/

Verbraucherseite als Teil des Primärkreises, d.h. als Teil der Erzeugerseite verstanden werden. Der Erzeugerkreis oder die Erzeugerkreise sind dann mittels der Übergabestelle indirekt mit dem Sekundärkreis verbunden. So kann der Primärkreis einen Zubringerkreis aufweisen, der an der Übergabestelle mit dem Sekundärkreis gekoppelt ist, wobei in dem Zubringerkreis eine Zubringerpumpe liegt, die ein Heizoder Kühlmedium im Zubringerkreis fördert, und wobei die zu regelnde, erste

Umwälzpumpe diese Zubringerpumpe ist.

Es ist aber auch möglich, dass der Zubringerkreis Teil des Sekundärkreises ist oder diesen gar bildet. In diesem Fall koppelt die Übergabestelle den Primärkreis mit dem oder den Erzeugern) mit diesem Zubringerkreis. Es liegt dann auch hier in dem Zubringerkreis eine Zubringerpumpe, die ein Heiz- oder Kühlmedium im

Zubringerkreis fördert. Da diese Zubringerpumpe Teil des Sekundärkreises ist, entspricht die zweite Umwälzpumpe dann dieser Zubringerpumpe. Diese Variante ist insbesondere in Kombination mit einer Erzeugerpumpe zu verstehen, die der ersten, zu regelnden Umwälzpumpe entspricht. Die Zubringerpumpe als besagte zweite Pumpe kann ungeregelt oder autonom geregelt sein, z.B. entsprechend eines

Differenzdrucks, einer Temperatur oder eines Volumenstroms.

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann diese Zubringerpumpe aber ebenso wie die Erzeugerpumpe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren

volumenstromgeregelt sein. Es gibt dann zwei zu regelnde erste Umwälzpumpen im Primärkreis respektive auf der Erzeugerseite. In dieser Variante weist der Primärkreis einen Zubringerkreis auf, der an der Übergabestelle mit dem Sekundärkreis

gekoppelt ist und mittels einer zweiten Übergabestelle mit dem oder den

Erzeugerkreis(en) gekoppelt ist, wobei in dem Zubringerkreis eine Zubringerpumpe liegt, die ein Heiz- oder Kühlmedium im Zubringerkreis fördert und eine weitere erste Umwälzpumpe bildet, welche wie die eine erste Umwälzpumpe geregelt wird.

Analog zur Erzeugerseite kann auch der Sekundärkreis einen Verbraucherkreis oder eine Anzahl (n) parallel geschalteter Verbraucherkreise aufweisen, in dem/denen jeweils wenigstens ein Verbraucher die Wärme oder Kälte des Heiz- oder

Kühlmediums verbrauch, und in dem oder denen jeweils eine mit dem

entsprechenden Verbraucher in Reihe liegende, autonom geregelte

Verbraucherpumpe das Heiz- oder Kühlmedium in dem entsprechenden

Verbraucherkreis fördert. In der Regel liegt eine solche Pumpe im Vorlauf des Verbrauchers. Sie kann jedoch auch im Rücklauf liegen.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Pumpensystem, das die zumindest eine erste Umwälzpumpe zur Förderung eines Heiz- oder Kühlmediums in dem Primärkreis der Heizungs- oder Kühlungsanlage und die zumindest eine zweite Umwälzpumpe zur Förderung eines Heiz- oder Kühlmediums in zumindest einem Teilbereich des mit dem Primärkreis über die Übergabestelle gekoppelten Sekundärkreises, wobei das Pumpensystem zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.

Dies bedeutet insbesondere, dass das Pumpensystem eingerichtet ist, den

Volumenstrom der ersten Umwälzpumpe in funktionaler Abhängigkeit von dem Volumenstrom des Sekundärkreises hinter der Übergabestelle zu regeln, wie dies zuvor und nachfolgend beschrieben ist. Dies hat den Vorteil, dass die

Regelungsfunktion ohne Beteiligung einer Gebäudeautomation möglich ist. Die beteiligten Pumpen erfassen dabei vorzugsweise alle erforderlichen (Mess-)Größen (je nach Ausführungsvariante sind mehr oder weniger Größen erforderlich), und kommunizieren diese an die zumindest eine zu regelnde erste Pumpe. Diese empfängt die Größen und ermittelt daraus selbst den einzustellenden Volumenstrom gemäß den hier beschriebenen mathematischen Vorschriften.

Somit betrifft die Erfindung auch eine Umwälzpumpe zur Förderung eines Heiz- oder Kühlmediums in dem Primärkreis der Heizungs- oder Kühlungsanlage mit einer Pumpenelektronik zur Bestimmung eines Sollwerts, wobei sie in ihrem Volumenstrom geregelt und dazu eingerichtet ist, hierfür einen Volumenstromsollwert in funktionaler Abhängigkeit von dem Volumenstrom zumindest einer der anderen Umwälzpumpen zu berechnen, die der bestimmungsgemäßen Förderung eines Heiz- oder

Kühlmediums in dem Sekundärkreis (4) der Heizungs- oder Kühlungsanlage (1) dienen.

Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:

Figur 1 : eine schematische Darstellung eines Teils einer beispielhaften

Heizungsanlage mit einer Übergabestelle zu einem Sekundärkreis mit mehr als einem Verbraucherkreis

Figur 2: eine Heizungsanlage nach Figur 1 mit zusätzlichen

Temperaturmessstellen im Primärkreis und den Verbraucherkreisen Figur 3: eine schematische Darstellung einer anderen beispielhaften

Heizungsanlage einem primärseitigen Erzeugerkreis und mehr als einem sekundärseitigen Verbraucherkreis, mit Temperaturmessstellen im Primärkreis und den Verbraucherkreisen und mit Vorlaufmischern in zwei Verbraucherkreisen

Figur 4: eine Erweiterung der Heizungsanlage nach Figur 3 durch einen

Zubringerkreis zwischen dem primärseitigen Erzeugerkreis und den sekundärseitigen Verbraucherkreisen

Figur 5: eine Erweiterung der Heizungsanlage nach Figur 3 durch mehr als einen Erzeugerkreis im Primärkreis

Figur 6: eine Erweiterung der Heizungsanlage nach Figur 5 durch

Temperaturmessstellen und Rücklaufmischem in den Erzeugerkreisen Figur 7: eine schematische Darstellung eines Teils einer anderen beispielhaften

Heizungsanlage mit einem primärseitigen Erzeugerkreis und einem daran über eine Übergabestelle gekoppelten Zubringerkreis Figur 8: eine Erweiterung der Heizungsanlage nach Figur 7 durch mehr als einen Erzeugerkreis im Primärkreis

Figur 9: einen Wärmetauscher als Übergabestelle

Figur 10: eine hydraulische Weiche als Übergabestelle

Figur 11 : einen verlustarmen Verteiler als Übergabestelle Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Heizungsanlage 1 mit einem Primärkreis 2 und einem Sekundärkreis 3, die über eine Übergabestelle 3 gekoppelt sind. Eine zu regelnde erste Umwälzpumpe 17 fördert ein Heizmedium im Primärkreis 2. Im Sekundärkreis 4 liegen zwei drehzahlgeregelte zweite Umwälzpumpen 12, die jeweils einem Verbraucherkreis 5 angehören und ein Heizmedium in dem jeweiligen Verbraucherkreis 5 fördern. Strömungstechnisch liegen diese Umwälzpumpen 12 parallel. Somit liegen auch die Verbraucherkreise 5 parallel. Jeder Verbraucherkreis 5 bildet dabei einen Teilbereich des Sekundärkreises 4 und umfasst einen lokalen Vorlauf 10 und einen lokalen Rücklauf 9. Die lokalen Vorläufe 10 gehen von einer zentralen sekundären Vorlaufleitung 7 ab, die mit der Sekundärseite der

Übergabestelle 3 verbunden ist. Die lokalen Rückläufe 9 münden in eine zentrale sekundäre Rücklaufleitung 7, die ebenfalls mit der Sekundärseite der Übergabestelle

3 verbunden ist. Innerhalb eines Verbraucherkreises 5 liegen der Verbraucher 6 und die Verbraucherkreispumpe 12 in Reihe, wobei die Verbraucherkreispumpe 12 im lokalen Vorlauf 10 angeordnet ist.

Die beiden dicken Striche neben dem zweiten bzw. rechten Verbraucherkreis 5 deuten an, dass der Sekundärkreis 4 noch weitere Verbraucherkreise 5 umfassen kann. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante kann der Sekundärkreis

4 auch nur einen Verbraucherkreis 5 umfassen, so dass in diesem Fall entsprechend nur eine einzige zweite Umwälzpumpe 12 vorhanden ist. Zudem sei angesprochen, dass die Verbraucherkreise 5 nicht nur einen einzigen Verbraucher 6 umfassen müssen, wie dies in Figur 1 dargestellt ist. Vielmehr kann in jedem Verbraucherkreis

5 eine beliebige Anzahl an Verbrauchern 6 vorhanden sein, die beliebig in Reihe und/ oder parallel zueinander liegen können.

Die Übergabestelle 3 kann ein Wärmetauscher 3a (siehe Figur 9), eine hydraulische Weiche 3b (siehe Figur 10) oder ein verlustarmer Verteiler 3c (siehe Figur 11 ) sein. Für die Übergabe durch eine dieser Übergabestellen 3a, 3b, 3c kann der

Volumenstrom V _pr i auf der Primärseite 2 weitgehend ohne Rückwirkung auf den

Volumenstrom V _sec auf der Sekundärseite 4 eingestellt werden, weil die Kreise 2, 4 hydraulisch entkoppelt sind. Bei einem Wärmeübertrager 3a findet kein

Stoffaustausch zwischen der primär- und der Sekundärseite statt, so dass im Primärkreis 2 und im Sekundärkreis 4 verschiedene Wärmeträgermedien verwendet werden können. Demgegenüber findet bei einer hydraulischen Weiche und einem verlustarmen Verteiler ein Stoffaustausch statt, so dass auf der Primär- und der Sekundärseite der Übergabestelle 3 zwangsläufig dasselbe Wärmeträgermedium fließt. Bei einer hydraulischen Weiche 3b liegt ein Kurzschluss innerhalb der Weiche vor dem ersten der parallel geschalteten Verbraucherkreise 5 vor, siehe Figur 10. Bei einem druckarmen Verteiler 3c ist ein solcher Kurzschluss 23 nach dem letzten der parallel geschalteten Verbraucherkreise 5 vorhanden, der den gemeinsamen

Vorlaufverteiler 7 mit dem gemeinsamen Rücklaufsammler 8 der Verbraucherkreise 5 hinter dem Abzweig zum letzten der parallelen Verbraucherkreise 5 verbindet, siehe Figur 1 1 .

Die zu regelnde erste Umwälzpumpe 17 liegt in der primärseitigen zentralen

Vorlaufleitung 15, die in die Primärseite der Übergabestelle 3 führt. Von der

Übergabestelle 3 führt primärseitig ferner eine zentrale primäre Rücklaufleitung 16 weg. Strömungstechnisch sind die primärseitige zentrale Rücklaufleitung 16 und die primärseitige zentralen Vorlaufleitung 15 derart verbunden, dass sie denselben

Volumenstrom V _pri fördern.

Die erste Umwälzpumpe 17 kann entweder eine Zubringerpumpe 17c sein, d.h. Teil eines hydraulisch in sich geschlossenen Zubringerkreises 30 sein, wie er in Figur 4 veranschaulicht ist, oder eine Erzeugerkreispumpe 17b sein, d.h. Teil eines

Erzeugerkreises 14 sein, wie er in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist.

In der zentralen primärseitigen Vorlaufleitung 15 fließt vor der Übergabestelle 3 ein Volumenstrom V _pr i, der dem Förderstrom der zu regelnden ersten Umwälzpumpe 17 entspricht. Sekundärseitig fließt hinter der Übergabestelle 3 in der zentralen

Vorlaufleitung 7 der sekundäre Volumenstrom V _sec , von dem die

Verbraucherkreisvolumenströme V _sec i, d.h. hier die beiden Teilströme V _{sec l} und

V _{sec 2} abgehen. Diese Verbraucherkreisvolumenströme V _{sec i} entsprechen in dieser

Ausführungsvariante dem Förderstrom der jeweiligen Verbraucherkreispumpe 12 in dem entsprechenden Verbraucherkreis 5. Es sei angemerkt, dass die anhand den Figuren beschriebene Heizungsanlage auch eine Kühlanlage sein kann. Soweit nachfolgend in Bezug auf diese Heizungsanlage 1 die Begriffe„Heizung-" und„Wärme" verwendet sind, gelten für eine Kühlanlage 1 entsprechend sinngemäß die Begriffe„Kühl-" und„Kälte".

Erfindungsgemäß wird nun der Volumenstrom V _pr i der ersten Umwälzpumpe 17 in funktionaler Abhängigkeit von dem Volumenstrom V _sec des Sekundärkreises 4 hinter der Übergabestelle 3 geregelt. Dies bedeutet, dass entweder der Volumenstrom V _sec des Sekundärkreises 4 als Sollwert für den Förderstrom der ersten Umwälzpumpe 17 verwendet wird oder aus dem Volumenstrom V _sec des Sekundärkreises 4 ein solcher Sollwert berechnet wird. Dies wird für verschiedene Anlagenformen nachfolgend mathematisch betrachtet.

Beispielsweise kann also der Volumenstrom V _sec des Sekundärkreises 4 hinter der

Übergabestelle 3 gemessen oder rechnerisch ermittelt und als Sollwert V _pr i _iSO bei der ersten Umwälzpumpe 17 eingestellt oder aus dem gemessenen oder rechnerisch ermittelten Volumenstrom V _sec des Sekundärkreises 4 ein Sollwert V _pr i _>so u für den

Volumenstrom der ersten Umwälzpumpe 17 berechnet und bei der ersten

Umwälzpumpe eingestellt werden.

Wird die Übergabe an der Übergabestelle 3 als adiabat angenommen, d.h. behaftet ohne Wärmeverluste an die Umgebung, so gilt zwischen dem Primärkreis 2 und dem Sekundärkreis 4 der Energieerhaltungssatz nach Gleichung (G1 ):

Vpri ^" Ppri ' ^p.pri ' ^"pri ~ ^sec ' Psec ' ^p,sec ^' ^ _sec (Gl),

wobei

V _pri der Volumenstrom im Primärkreis 2,

V _sec der Volumenstrom im Sekundärkreis 4,

p _pr i die Dichte des im Primärkreis 2 umlaufenden Mediums,

p _sec die Dichte des im Sekundärkreis 4 umlaufenden Mediums,

Cp pri die spezifische Wärmekapazität des im Primärkreis 2 umlaufenden Mediums, ^c p,sec die spezifische Wärmekapazität des im Sekundärkreis 4 umlaufenden Mediums,

AT _pri die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur an der Primärseite der Übergabestelle 3, und

AT _sec die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur an der Sekundärseite der Übergabestelle 3 ist

Die Differenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur jeweils auf der Primärseite AT _pri und auf der Sekundärseite AT _sec wird auch als„Spreizung" oder

„Temperaturspreizung" bezeichnet.

Im Falle der Verwendung einer hydraulischen Weiche 3b und eines verlustarmen Verteilers 3c als Übergabestelle 3 fließt im Primärkreis 2 und im Sekundärkreis 4 dasselbe Medium, denn es findet ein Stoffaustausch zwischen diesen Kreisen statt. Letzteres ist bei einem Wärmetauscher 3a nicht der Fall, so dass hier

unterschiedliche Medien vorhanden sein können. Gleichwohl verwendet man in der Regel auch hier dieselben Medien im Primärkreis 2 und Sekundärkreis 4, wodurch der Aufbau und die Wartung der Anlage vereinfacht wird, da nicht zwei verschiedene Wärmeträgermedien oder Kühlmittel verwendet bzw. vorgehalten werden müssen. Als Heizmedium oder Kühlmedium kommen vor allem Wasser oder Glykol oder ein Gemisch aus diesen Flüssigkeiten zur Anwendung.

Bei Mediengleichheit auf beiden Seiten der Übergabestelle 3 sind unter

Vernachlässigung der Temperaturabhängigkeit die spezifischen Wärmekapazitäten ^c p,pr ^c p,sec gleich, und die Dichten p _pri , p _sec gleich, so dass sich die

entsprechenden Terme aus Gleichung 1 kürzen lassen. Es gilt dann gemäß

Gleichung (G2)

Vpri ' ATp _r i = V _sec ' AT _sec (G2).

Bei einem Angleichen des primärseitigen (erzeugerseitigen) Volumenstroms V _pri an den Sekunda rseitigen (verbraucherseitigen) Volumenstrom V _sec ergibt sich nach Gleichung G2, dass auch die Temperaturspreizungen AT _pri , AT _sec auf beiden Seiten der Übergabestelle 3 gleich sind, denn V _pr i und V _sec kürzen sich dann raus.

Dies kann im Sinne der erfindungsgemäßen Regelungsfunktion als ein

Regelungsoptimum verstanden werden, da der Erzeugerkreis erstens nicht mehr Volumenstrom liefert, als für die Verbraucher erforderlich ist, zweitens im Heizfall keine höhere Vorlauftemperatur liefert als bei den Verbrauchern ankommt (im

Kühlfall keine niedrigere Vorlauftemperatur liefert als bei den Verbrauchern

ankommt), und drittens im Heizfall keine höhere Rücklauftemperatur bekommt, als von den Verbrauchern zurückkommt (im Kühlfall keine niedrigere Rücklauftemperatur bekommt, als von den Verbrauchern zurückkommt).

Bei einer (idealen) hydraulischen Weiche 3b (Figur 10) finden in diesem Zustand keine Mischungsvorgänge statt. Im Bypass 23 eines druckarmen Verteilers 3c (Figur 11 ) findet ferner in diesem Zustand keine Überströmung statt. Bei Übergabe mittels Gegenstromwärmeübertrager 3a (Figur 9) herrscht zwischen Primärseite (pri) und Sekundärseite (sec) sowohl im Vorlauf (VL) wie auch im Rücklauf (RL) und damit im gesamten Bereich der Wärmeübertragungsfläche, die gleiche„treibende

Temperaturdifferenz" T _tre ib = T _pri _vL - T _sec _ _V L = T _pri _ _RL - T _{sec RL} .

Aus Gleichung G2 ergeben sich zwei mögliche Messgrößen, um die Drehzahl der primärseitigen Umwälzpumpe 17 so zu regeln, dass der Primärvolumenstrom V _pri dem Bedarf angenähert wird. Entweder über die Temperaturspreizung Δ _ρΓ £ im Primärkreis 2, die der Temperaturspreizung T _sec im Sekundärkreis 4 anzunähern ist, oder über den primärseitigen Volumenstrom V _pri , der dem sekundärseitigen Volumenstrom V _sec anzunähern ist.

Die Regelung der Temperaturspreizung Δ _ρΓ £ im Primärkreis 2 hat jedoch den

Nachteil, dass aufgrund der Wärmekapazitäten störende Totzeiten in der

Regelstrecke vorhanden sind. Deshalb wird erfindungsgemäße eine Regelung des primärseitigen Volumenstroms 7 _pri vorgeschlagen. Wie dies konzeptionell erfolgt, wird zunächst anhand von Figur 1 veranschaulicht. Gemäß dem in Figur 1 gezeigten ersten Beispiel umfasst der Primärkreis 2 eine zu regelnde Kreiselpumpe 17, der Sekundärkreis 4 zwei oder mehr geregelte, strömungstechnisch parallel fördernde Verbraucherkreispumpen 12. Die

primärseitige Kreiselpumpe 17 kann eine Zubringerpumpe 17c sein, die aufgrund einer zu großen Distanz zwischen Erzeugerkreis(en) und Verbraucherkreisen 5a und der damit verbundenen hydraulischen Widerstände im Rohrleitungssystem das Wärmeträgermedium zur Übergabestelle 3 an die Verbraucherkreise 5a fördert. Die primärseitige Kreiselpumpe 17 kann aber auch eine Erzeugerpumpe 17b sein.

Fordert man das o.g. Regeloptimum, d.h. ΔΓ _ρΓί = AT _sec reduziert sich Gleichung G1 zu

j

V ri ^' Ppri ^' Cp,pri ~Vsec ' Psec ^' Cp,sec (G3).

Für die Volumenstromregelung der primärseitigen Kreiselpumpe 17 wird ihr aktueller

Förderström V _{pri ist} als Istwert verwendet. Dieser kann innerhalb oder außerhalb der

Kreiselpumpe 17 entweder direkt gemessen werden, beispielsweise mittels einem Volumenstromsensor, oder aus anderen physikalischen Größen berechnet werden oder geschätzt werden. Eine Berechnung kann beispielsweise aus dem von der Pumpe erzeugten Differenzdruck und der Pumpendrehzah. Eine Schätzung kann anhand von Modellgleichungen für das mechanisch-hydraulische Pumpen- Motormodell gegebenenfalls unter berücksichtigen des elektrisch-mechanischen Motormodells erfolgen, wie dies üblicherweise bei regelungstechnischen

Beobachtern der Fall ist.

Daher wird Gleichung G3 nach dem primärseitigen Volumenstrom V _prl umgestellt.

Denn für den entsprechenden Sollwert der Volumenstromregelung V _vr i _so u gilt dann:

'sec ^p,sec

V ^v pri ^■ , sol ,li =V ^v sec (G4).

Ppri p.pn Daraus wird ersichtlich, dass sich bei Mediengleichheit auf Primär- 2 und Sekundärseite 4 der Übergabestelle 3 die Forderung nach der Gleichheit der

Volumenströme ergibt, d.h. V _{vri soll} = V _sec gilt. Bei Medienverschiedenheit ist allerdings der sekundärseitige Gesamtvolumenstrom V _sec mit einem Faktor k zu gewichten, der das Produkt aus den Dichteverhältnisse und

Wärmekapazitätsverhältnissen beschreibt. Es gilt dann

V _p ri,soll = k ' V _sec mit k = ^ £ _(G5)

Ppri ^L p,pri

bzw. im Hinblick auf die funktionale Abhängigkeit

V _P ri,soii = a - k - V _sec + b mit k = y?*" (G5a),

wobei der Koeffizient a eine lineare Abhängigkeit der beiden Volumenströme und der Koeffizient b einen Offset beschreibt.

Nun ist zu berücksichtigen, dass gemäß Figur 1 sekundärseitig mehr als ein

Verbraucherkreis 5 vorhanden ist, so dass es verbraucherkreisspezifische Teilströme gibt. Der Gesamtvolumenstrom V _sec im Sekundärkreis 4 entspricht deshalb der Summe aller n Verbraucherkreisvolumenströme V _{sec l} , V _{sec 2} ,■· ., V _S ec,n > die mathematisch einfach addiert werden können. n

V ^v sec (G6).

Die Verbraucherkreisvolumenströme V _{sec l} , V _{sec 2} , · ·■, V _se c,n können innerhalb oder außerhalb der Verbraucherkreispumpen 12 entweder direkt gemessen, berechnet oder geschätzt werden, wie dies oben zur primärseitigen Kreiselpumpe ausgeführt wurde. Vor diesem Hintergrund ist die Kernidee des erfindungsgemäßen Verfahrens, die primärseitige Kreiselpumpe 17 so zu regeln, dass ihr Förderstrom dem mit dem Faktor k gewichteten Summe der Verbraucherkreisvolumenströme, insbesondere der im Sekundärkreis 4 strömungstechnisch parallel liegenden Verbraucherkreispumpen 12 entspricht gegebenenfalls multipliziert mit dem vorbestimmten Verhältniswert a und/ oder addiert mit dem vorgegebenen Offset b, wobei insbesondere im Falle von Mediengleichheit der Faktor k = 1 ist.

Die Verbraucherkreisvolumenströme V _{sec l} , V _{sec 2} , ■■·, ec,n können von

unabhängigen Volumenstrommesseinrichtungen oder von Volumenstromsensoren innerhalb der Verbraucherkreispumpen 12 ermittelt werden. Unabhängige

Volumenstrommesseinrichtungen haben den Vorteil, dass sie an einer beliebigen Stelle innerhalb eines Verbraucherkreises 5 installiert werden können. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Rezirkulationen im Verbraucherkreis 5 vorliegen und die Verbraucherkreispumpen 12 den Volumenstrom durch die

Verbraucher 6 , nicht jedoch den hierzu geringeren Verbraucherkreisvolumenstrom fördern, was nachfolgend noch veranschaulicht wird.

Demgegenüber hat jedoch eine Ermittlung der Verbraucherkreisvolumenströme durch die Verbraucherkreispumpen den Vorteil, dass auf zusätzliche externe

Messtechnik zur Volumenstrommessung in den Verbraucherkreisen verzichtet werden kann. Somit entfällt auch die Notwendigkeit, zusätzliche Stromversorgungen für eine solche externe Messtechnik sowie zusätzliche Kommunikationsleitungen zur Übertragung der Messdaten vorzusehen, wodurch der Installations-, Wartungs- und Kostenaufwand minimal ist. Moderne elektronisch geregelte

Umwälzpumpenaggregate ermitteln in der Regel für ihre Regelung, für eine

Betriebspunkterkennung und/ oder für sonstige Zusatzfunktionen wie Fehleranalysen den Förderstrom Q, so dass hier eine entsprechende Messtechnik und/ oder softwaretechnische Ermittlungsverfahren bereits in der Pumpenelektronik vorhanden sind. Idealerweise können solche Pumpenaggregate mit integrierter

Volumenstromermittlung als Verbraucherkreispumpen 12 verwendet werden.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die zu regelnde Kreiselpumpe 17 den Sollwert für Ihre Volumenstromregelung in ihrer Pumpenelektronik auf der Grundlage der Verbraucherkreisvolumenströme V _sec i selbsttätig ermittelt. Hierzu werden die ermittelten Verbraucherkreisvolumenströme V _{sec i} an die zu regelnde Kreiselpumpe kommuniziert. In dieser Ausführungsvariante ist dann in der Pumpenelektronik der primärseitigen Kreiselpumpe 17 eine Auswerteeinheit integriert, die aus den

Verbraucherkreisvolumenströmen V _{sec l} , V _{sec 2} , ec,n den primärseitigen

Sollvolumenstrom V _pr i _SO u gemäß Gleichungen G5 und G6 bei gegebenenfalls vorgegebenen Faktor k berechnet, sofern keine Mediengleichheit vorliegt. In der Pumpenelektronik der zu regelnden Pumpe 17 kann dieser Faktor k jedoch auch standardmäßig mit k = 1 vorbelegt sein, so dass bei der Inbetriebnahme im Falle von Mediengleichheit beidseits der Übergabestelle 3 keine weitere Einstellung bzw. Vorgabe für k erfolgen muss.

Die Übertragung der Verbraucherkreisvolumenströme V _{sec i} kann vorteilhafterweise von der jeweiligen Messstelle direkt an die primärseitige Kreiselpumpe erfolgen, d.h. beispielsweise von den unabhängigen Volumenstrommesseinrichtungen oder von den einzelnen Verbraucherkreispumpen 12.

Gemäß einer alternativen Variante kann die Ermittlung des Sollvolumenstroms Vp _r i _SO u gemäß Gleichungen G5 und G6 aus den Verbraucherkreisvolumenströmen

Vseci ^{aucn in} einer externen Auswerteeinheit 28 erfolgen, beispielsweise in einer zentralen Kommunikationseinrichtung 28, die einerseits in

Kommunikationsverbindung mit den Verbraucherkreispumpen 12 steht, um die ermittelten Verbraucherkreisvolumenströme V _seCi i von diesen zu erhalten oder anzufordern, andererseits mit der zu regelnden primärseitigen Pumpe 17 in

Kommunikationsverbindung steht, um dieser den ermittelten Sollvolumenstrom

Vpri,soii ^zu übermitteln. Für eine eventuelle Vorgabe des Gewichtungsfaktors k der externen Auswerteeinheit gilt das zuvor Gesagte analog.

Zur Datenübertragung weisen die Volumenstrommesseinrichtungen und/ oder Verbraucherkreispumpen 12 geeignete Kommunikationsschnittstellen auf, um die Verbraucherkreisvolumenstromdaten zu übertragen. Moderne Pumpenaggregate verfügen heutzutage bereits über Kommunikationsschnittstellen wie CAN, LON, BACnet, Modbus, LAN etc, so dass keine zusätzliche Kommunikationseinheiten erforderlich, um die Volumenstromdaten an die zu regelnde Pumpe zu übertragen. Auch sind Funkmodule bei Pumpenaggregaten hinlänglich bekannt. In den Figuren ist eine kabelgebundene Kommunikation mittels Datenleitungen 20 veranschaulicht, die an das Datennetzwerk 19 angeschlossen sind, an welches auch die primärseitige Kreiselpumpe 17 angeschlossen ist.

Wie bereits erwähnt, gibt es Heizungs- und Kühlanlagen, bei denen ein

Verbraucherkreisvolumenstrom V _{sec i} nicht mit dem Verbrauchervolumenstrom

V _CO nsumer,i der ' ⁿ dem entsprechenden Verbraucherkreis angeordneten

Verbraucherkreispumpe 12 identisch ist. So ist es in der Heizungstechnik

beispielsweise üblich, jedem oder einzelnen Verbraucherkreisen 5a durch

Beimischen von Rücklaufflüssigkeit der lokalen Rücklaufleitung 9 eine individuell verringerte Vorlauftemperatur bereitzustellen. Dies ist zum Beispiel bei

Fussbodenheizungen der Fall. Wie in Figur 2 veranschaulicht, kann hierfür in dem entsprechenden Verbraucherkreis 5a ein Vorlaufmischer 11 , in Figur 2 in Gestalt eines Dreiwege-Stellventils ausgeführt, vorhanden sein, der in der lokalen

Vorlaufleitung 10 des Verbraucherkreises 5a angeordnet und über eine Mischleitung 22 mit der lokalen Rücklaufleitung 9 verbunden ist. Der Vorlaufmischer 11 kann motorbetrieben sein, insbesondere autonom Temperaturgeregelt sein, um eine vorbestimmte Vorlauftemperatur TvL.secj in dem entsprechenden Verbraucherkreis 5a zu erhalten.

Durch die Verwendung eines Mischers 11 in einem Verbraucherkreis 5a zum

Zumischen lokaler Rücklaufflüssigkeit in den lokalen Vorlauf 10 ist die Summe der von den Verbraucherkreispumpen 12 geförderten Volumenströme größer als der von der Übergabestelle 3 bereitgestellte bzw. zur Übergabestelle 3 rückfließende

Volumenstrom V _sec .

Dies ist unproblematisch, sofern ein Verbraucherkreisvolumenstrom V _seCt i in

Strömungsrichtung vor dem Mischer 1 in der lokalen Vorlaufleitung 10 oder in der lokalen Rücklaufleitung 9 hinter dem Abzweig in die Mischleitung 22 ermittelt wird. Dies ist mit einer pumpenunabhängigen Volumenstrommesseinrichtung grundsätzlich möglich, da sie an jedem beliebigen Ort im Verbraucherkreis 5a angeordnet werden kann. Soll jedoch die Verbraucherkreisvolumenstromermittlung durch die

Verbraucherkreispumpen 12 erfolgen, weil sie ohnehin über die hierfür notwendigen Mittel verfügt, so ist dies nicht unmittelbar möglich, wenn die

Verbraucherkreispumpen , wenn in Strömungsrichtung hinter dem Mischer 11 oder besagtem Abzweig liegen, wie dies in Fig. 2 der Fall ist. In diesem Fall können die ermittelten Verbrauchervolumenströme V _consumer i nicht direkt addiert werden. Um dennoch eine Addition zu ermöglichen, kann eine Korrektur der ermittelten

Verbrauchervolumenströme V _{consumer i} erfolgen. Bezüglich des Beispiels in Figur 2 wäre dies bei dem linken und dem mittleren Verbraucherkreis 5a erforderlich, da diese jeweils einen Mischer 1 1 umfassen.

So kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen

Verfahrens eine Korrektur jedes von den Verbraucherkreispumpen 12 ermittelten

Volumenstroms V _consumer> i durch Multiplikation mit einem

verbraucherkreisspezifischen Korrekturwert C, erfolgen. Dieser Korrekturwert C, ist vorzugsweise gebildet durch das Verhältnis aus der Temperaturdifferenz zwischen dem lokalen Vorlauf 10 hinter dem Mischer 11 und dem lokalen Rücklauf 9 des entsprechenden Verbraucherkreises 5a zur Temperaturdifferenz zwischen dem zentralen sekundärseitigen Vorlauf 7 und dem lokalen Rücklauf 9 des

entsprechenden Verbraucherkreises 5a. Alternativ kann anstelle der zentralen sekundärseitigen Vorlauftemperatur die primärseitige Vorlauftemperatur verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzliche Messtechnik zur Messung der sekundärseitigen Vorlauftemperatur erforderlich ist. Vielmehr kann auf Messtechnik für die Erfassung der Temperaturen zurückgegriffen werden, die in den

Kreiselpumpen integriert oder zumindest teilintegriert ist.

So können also geeigneterweise die Temperaturen im lokalen Vorlauf 10 des Verbraucherkreises 5a hinter dem Mischer 1 , im lokalen Rücklauf 8 sowie im primären Vorlauf 15 gemessen und zur Berechnung des Korrekturwerts C, für diesen Verbraucherkreis 5a gemäß zuvor genanntem Verhältnis verwendet werden. Die Ermittlung der Temperatur im lokalen Vorlauf 7 kann mittels eines ersten

Temperatursensors 31 , 33 (siehe Figur 2-4) erfolgen, der außerhalb der

Verbraucherkreispumpe 12 angeordnet ist. Er kann alternativ aber auch in dieser integriert sein und die Temperatur des Förderstroms messen, da die

Verbraucherkreispumpe 12 ohnehin in der Vorlaufleitung 10 angeordnet ist, so dass die Fördermedientemperatur die Vorlauftemperatur ist. Die Ermittlung der

Temperatur im lokalen Rücklauf 9 kann mittels eines zweiten Temperatursensors 32, 34 (siehe Figur 2-4) erfolgen, der außerhalb der Verbraucherkreispumpe 12 angeordnet ist. Sofern allerdings die Verbraucherkreispumpe 12 im Rücklauf des Verbraucherkreises 5a angeordnet ist, kann der zweite Temperatursensor in dieser Pumpe 12 integriert sein und die Fördermedientemperatur erfassen. Schließlich kann die Ermittlung der Temperatur im primären zentralen Vorlauf 15 mittels eines dritten Temperatursensors 24 (siehe Figur 2-4) erfolgen, der außerhalb der zu regelnden Pumpe 17 im zentralen sekundärseitigen Vorlauf 7 oder außerhalb der zu regelnden Pumpe 17 im primärseitigen Vorlauf 15 (siehe Figur 2-4) oder innerhalb der zu regelnden Pumpe 17 im primärseitigen Vorlauf 15 angeordnet sein kann.

Gemäß der Ausführungsvariante in Figur 2 können der erste und der zweite

Temperatursensor 31 , 32 in Kommunikationsverbindung mit der

Verbraucherkreispumpe 12 des entsprechenden Verbraucherkreises 5a stehen und die Temperaturmesswerte an die Pumpenelektronik dieser Verbraucherkreispumpe 12 übertragen. Dies kann sowohl bei pumpenintegrierten als auch bei pumpenexternen Sensoren kabelgebunden über Messleitungen 25 oder per Funk erfolgen. Die Verbraucherkreispumpe 12 übermittelt dann die Temperaturmesswerte weiter an die zu regelnde primärseitige Pumpe 17, in deren Pumpenelektronik der

Korrekturwert berechnet wird.

Gemäß einer alternativen Ausführungsvariante können die Temperatursensoren aber auch eigene Kommunikationsschnittstelle mit entsprechender

Kommunikationsfähigkeit aufweisen, und an das Datennetzwerk 19 per Funk oder Kabel angeschlossen sein. Dies ermöglicht eine direkte Zuleitung der

Temperaturmesswerte an die zu regelnde Pumpe 17, so dass bezüglich der

Datenübertragung kein Umweg über die Verbraucherkreispumpen 12 erfolgen muss.

In gleicher Weise kann gemäß der Ausführungsvariante in Figur 2der dritte

Temperatursensor 24 in Kommunikationsverbindung mit der zu regelnden

primärseitigen Kreiselpumpe 17 stehen und die Temperaturmesswerte an deren Pumpenelektronik übertragen. Dies kann ebenfalls sowohl bei pumpenintegriertem als auch bei pumpen-externem Sensor kabelgebunden über eine Messleitung 25 oder per Funk erfolgen.

Die zu regelnde primärseitige Pumpe 17 erhält somit Messwerte von allen drei Temperatursensoren 24, 31 , 32 bzw. 24, 33, 34 und kann den

verbraucherkreisspezifischen Korrekturwert C, berechnen, indem die Differenz aus der lokalen Vorlauf- und Rücklauftemperatur durch die Differenz aus der zentralen Vorlauf- und der lokalen Rücklauftemperatur geteilt wird.

Es sei angemerkt, dass nicht unbedingt die zu regelnde, primärseitige Pumpe 17 die Berechnung des Korrekturwerts Q durchführen muss. Dies kann vielmehr auch in einer der Verbraucherpumpen erfolgen, damit diese den korrekten

Verbraucherkreisvolumenstrom bereitstellen. In diesem Fall müssen die

Temperaturmesswerte an die entsprechende Verbraucherkreispumpe 2 übertragen werden, d.h. die zentrale Vorlauftemperatur an alle Verbraucherkreispumpen 12. Dies kann kabelgebunden über das Datennetzwerk 19 oder per Funk erfolgen.

Ferner kann es von der zu regelnden Pumpe 17 oder von dem dritten

Temperatursensor durchgeführt werden.

Gemäß einer weiteren Alternative kann die Berechnung des Korrekturwerts in der zentralen Auswerteeinheit erfolgen, die den Sollvolumenstrom für die zu regelnde primärseitige Pumpe bereitstellt. Entsprechend den vorgenannten Möglichkeiten sind dann die Temperaturmesswerte an diese zentrale Auswerteeinheit zu übertragen.

Die Temperaturmessung im lokalen Vorlauf 10, lokalen Rücklauf 9 des

Verbraucherkreises 5a und des primären Vorlaufs 15 hat den Vorteil, dass auf in den Pumpen vorhandene Messtechnik weitestgehend zurückgegriffen werden kann, d.h. auf zusätzliche, autarke externe Temperaturmesstechnik grundsätzlich verzichtet werden kann, um den jeweiligen Korrekturwert d zu ermitteln. Denn idealerweise entspricht die jeweilige Medientemperatur der Vorlauftemperatur, jedenfalls sofern sich die entsprechende Pumpe im Vorlauf befindet. Ist die Verbraucherkreispumpe 12 in den lokalen Vorlauf 10 integriert, ermittelt sie entsprechend die

Vorlauftemperatur. Ist sie in den Rücklauf 9 integriert, misst sie entsprechend die Rücklauftemperatur. Der an die jeweilige Verbraucherkreispumpe 12 angeschlossene zweite Temperaturfühler 34 ist dann in dem entsprechend anderen Strömungsweg zu integrieren.

Wird anstelle der primärseitigen Vorlauftemperatur die zentrale sekundärseitige Vorlauftemperatur zur Ermittlung des Korrekturwerts C» verwendet, ist der dritte Temperatursensor in dem zentralen sekundärseitigen Vorlauf 7 anzuordnen.

Allerdings ist die kommunikationstechnische Anbindung in diesem Fall

gegebenenfalls schwierig, weil die zu regelnde primärseitige Pumpe 17 und die Verbraucherkreispumpe bei sich weit erstreckenden Heizungsanlagen 1 weit weg von der Messstelle im zentralen sekundären Vorlauf 7 sein können. Daher ist es hier von Vorteil, den dritten Temperatursensor mit einer eigenen Kommunikationseinheit auszustatten und ihn mit dem Datennetzwerk 19 zu verbinden.

Der Gedanke hinter der Ermittlung des Korrekturwerts C, wird nachfolgend

veranschaulicht.

Da sich der Wärmestrom Q über dem Mischer 11 nicht ändert, d.h. Q _seCi i —

Qconsumer.ii kann aus den Temperaturdifferenzen (Spreizung) vor und nach dem Mischer 11 der Korrekturwert C; ermittelt werden, mittels welchem dann aus dem Verbrauchervoiumenstrom V _consurner i hinter dem Mischer 11 der

Verbraucherkreisvolumenstrom V _{sec i} vor dem Mischer 1 berechnet werden kann.

Der Korrekturwert Ci kann dem Verhältnis der genannten Temperaturdifferenzen entsprechen. Es gilt dann gemäß Gleichung 7: r Γ · V mit Γ ^ consumer.i (r~J\ vsec,i ~ ^v consumer,i ^m ' ¹ _Λ ~ KS ³ ' ) - a ^l sec.i

wobei

V _seC) i der in den i-ten Verbraucherkreis 5a hineinfließende

Verbraucherkreisvolumenstrom (Volumenstrom vor dem Mischer 11), V _{consumer i} der in dem i-ten Verbraucherkreis 5a durch den oder die

Verbraucher 6 fließende Verbrauchervolumenstrom

(Volumenstrom hinter dem Mischer 11),

T _{consumer i} die Temperaturdifferenz zwischen Vor- 10 und Rücklauf 9 nach dem Mischer 11 im i-ten Verbraucherkreis, und T _sec> i die Temperaturdifferenz zwischen Vor- 10 und Rücklauf 9 vor dem Mischer 11 im i-ten Verbraucherkreis ist.

Um den Korrekturfaktor C _t zu bestimmen, kann eine Temperaturmessung an vier Punkten des Verbraucherkreislaufs 5a erfolgen, nämlich vor (TvL,sec, und nach (TvL.consumerj) dem Mischer 11 in der lokalen Vorlaufleitung 10 und vor (TRL.consumer.i und nach (T _RLiSeCii ) dem Abzweig zum Bypass 22 in der lokalen Rücklauf leitung 9, dass dann gilt:

^consumer.i ~~ ^VL.consumer.i ^RL.consumer ,i ^ur| d

(G8). T _sec i— Tyi _sec i Tm _)Sec i

Für die Berechnung des Korrekturfaktors C können aber auch folgende Erkenntnisse herangezogen werden, deren Beachtung den messtechnischen Aufwand reduziert:

Zum einen gilt für die Temperaturdifferenz T _{sec i} vor dem Mischer 11 dieselbe Rücklauftemperatur, wie für die Temperaturdifferenz T _{consumer i} hinter dem

Mischer 11 , T _RL ,consumer,i = T _R L,sec,i. da sich die Temperatur durch den Abzweig der lokalen Rücklaufleitung 9 in die Mischleitung 22 nicht ändert. Somit genügt eine einzige Temperaturmessung in der lokalen Rücklaufleitung 9, was allerdings für jeden Verbraucherkreis 5a mit Vorlaufmischer 11 erfolgen muss.

Zum anderen ist die Vorlauftemperatur T _{VL sec i} vor dem Mischer 11 für alle

Verbraucherkreise 5a gleich, so dass anstelle verbraucherkreisbezogener

Temperaturmessungen in den lokalen Vorläufen 10 vor den Mischern 11 , die zentrale Vorlauftemperatur T _{VL sec} herangezogen werden kann, VL,sec,l = Ά VL,sec,2 = Ά VL,sec (G9).

Unter Berücksichtigung dieser Zusammenhänge kann der

verbraucherkreisspezifische Korrekturwert C, wie folgt ermittelt werden:

VL,consumer,i i - T R, L.consumer ,i

(G10).

TyL,sec ~ T} RL,consumer,i

Bei der Verwendung einer hydraulischen Weiche 3b oder eines druckarmen Verteilers 3c als Übergabestelle 3 kann ferner unter der Annahme idealisierter Verhältnisse angenommen werden, dass die Vorlauftemperatur über die Weiche 3b bzw. den Verteiler 3c gleich bleibt, zumindest sofern und solange der

Primärmassestrom V _pri größer oder gleich dem Sekundärmassestrom V _sec ist. Es gilt dann T _{VL sec} = T _{VL pri} . Mit dieser Annahme kann anstelle der sekundärseitigen

Vorlauftemperatur T _{VL sec} die primärseitige Vorlauftemperatur verwendet werden.

Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzliche Messtechnik im sekundärseitigen Vorlauf zur Temperaturmessung angeordnet werden muss, sondern geeigneterweise die zu regelnde primärseitige Pumpe 17 mit einer Temperaturmesswerte verarbeitenden Pumpenelektronik ausgestattet ist, wie dies bereits heute bei modernen Kreiselpumpen der Fall ist. Diese kann dann die Aufgabe der Messelektronik übernehmen und eine Auswertung vornehmen. Ist die zu regelnde Kreiselpumpe 17 zusätzlich im Vorlauf des Primärkreises angeordnet, kann anstelle eines externen Temperaturfühlers ein pumpenintegrierter Temperatursensor verwendet werden, der die Medientemperatur ermittelt. Unter Berücksichtigung der getroffenen Annahmen ergibt sich der sekundarseitige Summenvolumenstrom V _sec aus der Addition der korrigierten

Verbrauchervolumenströme V _{consumer i} , wobei die Korrektur jedoch nur dort stattfinden muss, wo Mischer 11 in den Verbraucherkreisen 5a sind. ec = i(y _consumer>i · Q) mit (Gl la). r _ TvL.consumer.i ~ ^RL.consumer.i

- ~r (Gi lb).

¹ VL.pri ¹ RL.consumer ,i

Somit erfolgt die Berechnung des primären Sollvolumenstroms vorzugsweise anhand Gleichungen G5 und G11a und b.

Im Falles des in Figur 2 gezeigten Beispiels gilt

■ · ■ ■

^sec ^— Vconsumer.l ^' ^1 ^consumer,2 ' ^2 ^sec,3 (Gl 2).

Soll die idealisierte Betrachtung der Übergabestelle 3 durch eine realitätsgetreue Betrachtung ersetzt werden, ist eine Temperaturabfall T _pri _ _sec zwischen dem primärseitigen Vorlauf 15 und dem sekundärseitigen zentralen Vorlauf 7 zu

berücksichtigen:

TyL,sec ⁼ TvL.pri ~ ^Tpri-sec (G13).

So kann in einer erfindungsgemäßen Weiterbildung des Verfahrens die Berechnung des verbraucherkreisspezifischen Korrekturwerts Cj in G11b ersetzt werden durch G14: Denn bei realen, großzügig dimensionierten hydraulischen Weichen 3b findet bei Volumenstromabgleich eine Durchmischung in der Weiche 3b statt, bei der im Vorlauf wie auch im Rücklauf die Temperatur von der Primär- zur Sekundärseite um den gleichen Betrag abfällt. Analog dazu ist die treibende Temperaturdifferenz beim Wärmetauscher 3a sowie beim verlustarmen Verteiler 3c.

Wird der Temperaturabfall nicht berücksichtigt, so ergibt sich nach Gleichung 11 ein zu geringer Wert für den Sekundärvolumenstrom V _sec , weil die Spreizung

überschätzt wird. Daher würde auch ein zu geringer Primärvolumenstrom V _pr i eingeregelt. In der hydraulischen Weiche 3b würde dann die Temperatur durch den größeren Sekundärvolumenstrom heruntergemischt werden und es kommt zu einer Unterversorgung der Verbraucher 6.

Oftmals ist auch bei mindestens einem Heizkreis kein Mischer installiert, so dass der Temperaturabfall ständig gemessen werden kann.

Der Temperaturabfall T _pri _ _sec wird vorzugsweise dadurch ermittelt, dass in einem mischerlosen Verbraucherkreis 5b (Figur 2) die Differenz zwischen der primären Vorlauftemperatur T _{VL pr} i und der sekundären lokalen Vorlauftemperatur T _{VL eC} i in diesem (i-ten) Verbraucherkreis 5b berechnet wird: Tpri-sec ~ TvL. ri ~ TvLsec.i (G15).

Denn bei einem mischerlosen Verbraucherkreis 5b ist die Sekundärvorlauftemperatur TvL.sec gleich der Temperatur T _{VL sec>} i im lokalen Vorlauf 10 des Verbraucherkreises 5a: TvL.sec — TvL,sec,i> ^so dass es nicht erforderlich ist, diese

Sekundärvorlauftemperatur T _{VL sec} zu messen. Vielmehr kann die ohnehin

vorhandene Messstelle hierzu verwendet werden. Das heißt, dass bei einem mischerlosen Verbraucherkreis 5b, wie er in Figur 2 ganz rechts beispielhaft gezeigt ist, jederzeit der Temperaturabfall AT _pr i_ _sec über der Übergabestelle 3 im Vorlauf 15, 10 gemessen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Temperaturabfall AT _pri _ _sec bei einem

Rücklaufmedium in den Vorlauf mischenden Verbraucherkreis 5a ermittelt werden, indem bei voll geöffnetem Mischer 11 , d.h. bei fehlender Zumischung von

Rücklaufmedium in den lokalen Vorlauf, die Differenz zwischen der primären

Vorlauftemperatur T _{VL pri} und der sekundären lokalen Vorlauftemperatur

TvL.consumer.i hinter dem Mischer 11 in diesem Verbraucherkreis 5a berechnet wird: -prisec = T _{VL pri} - T _VLconsumer>i , bei voll geöffnetem Mischer (G16).

Denn bei einem voll geöffnetem Mischer 1 1 liegt die Sekundärvorlauftemperatur TvL.sec ^an der Messstelle im lokalen Vorlauf 10 des Verbraucherkreises 5a hinter dem Mischer 11 an T _{VL sec} = T _{VL onsumer>i>open valve} , so dass es nicht erforderlich ist, diese Sekundärvorlauftemperatur T _{VL sec} zu messen, sondern die ohnehin

vorhandene Messstelle hierzu verwendet werden kann. Das heißt, sobald ein

Mischer 1 1 voll geöffnet ist, kann der Temperaturabfall AT _pri _ _sec über der

Übergabestelle 3 im Vorlauf 15, 10 gemessen werden.

Dies muss jedoch nicht fortwährend erfolgen. Es genügt, wenn der Temperaturabfall Tpri-sec zumindest ein Mal berechnet und abgespeichert wird. Da diese

Berechnung auf Messwerten beruht, die ohnehin gemeinsam an einer der

Auswertungsstellen vorliegen, d.h. vorzugsweise in der zu regelnden primären Kreiselpumpe 17, alternativ in der jeweiligen Verbraucherkreispumpe 12 oder in der zentralen Auswertungseinheit, wird dort lediglich noch die Information benötigt, wann der Mischer voll geöffnet ist. Liegt diese Information vor, wird Temperaturabfall

Tpri-sec ^aus °" ^ΘΓ Differenz der dann vorliegenden Vorlauftemperaturen T _VL . _pr f Und TvL.consumer.i berechnet.

Die Bereitstellung der Information kann beispielsweise über ein entsprechendes Öffnungssignal vom Mischer 11 erfolgen. Das Öffnungssignal kann kabelgebunden oder per Funk zu der entsprechenden Auswertungsstelle übertragen werden. Hierzu kann eine entsprechende Meldeleitung zwischen Auswertungsstelle und Mischer 1 bestehen, oder der Mischer 1 1 verfügt über eine Kommunikationseinheit, die seine Anbindung an das Datennetzwerk 19 ermöglicht.

Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung des Temperaturabfalls AT _pri _ _sec wiederholt in zeitlichen Abständen, insbesondere immer wieder, wenn ein Mischer 11 voll geöffnet ist. Dies hat den Vorteil, dass Korrekturen und Mittelwertbildungen des

Temperaturabfalls AT _pri _ _sec möglich sind.

An dieser Stelle sei noch ergänzt, dass ein Einsetzen von G15 in G14 zu einem Korrekturwert Q = 1 führt, d.h. bei voll geöffnetem Mischer mathematisch keine

Korrektur des ermittelten Verbrauchervolumenstroms V _{consumer i} erforderlich ist, weil er dem Verbraucherkreisvolumenstrom V _{sec i} entspricht. Entsprechend ist in G11 für n=3 entsprechend Figur 2, 3 und 4 das C ₃ = 1 gesetzt und in G12 nicht

aufgeführt.

Da der Temperaturabfall AT _pri _ _sec über dem Vorlauf betraglich identisch ist wie der Temperaturabfall über dem Rücklauf, kann gemäß einer alternativen

Ausführungsvariante der Temperaturabfall AT _pri _ _sec anstelle im Vorlauf im Rücklauf bestimmt werden. Denn es gilt analog zu Gleichung 15:

ATpri-sec ⁼ ~A _sec ^ _pr i ~ ~(TliL,sec ~ TRL.pri) (G1 ).

Hierfür ist jedoch mittels einem vierten Temperatursensor 26 die primärseitige

Rücklauftemperatur T _{RL pri} zusätzlich zu messen. Die zentrale sekundärseitige

Rücklauftemperatur T _{RL sec} im Sekundärkreis 4 kann entsprechend der

Mischungsregel

γ — £( sec,i ^' ^RLseci) (G18)

RL,S€C » ^ ' "

2* * sec.i berechnet werden. Denn die verbraucherkreisspezifischen Rücklauftemperaturen T _{RL sec i} sind aufgrund ihrer Messung mittels des zweiten Temperaturfühlers 34 bekannt und die verbraucherkreisspezifischen Volumenströme V _{sec i} werden nach Gleichungen G6, G7 oder G11a ermittelt.

Erfindungsgemäß wird nun auch die Rücklauftemperatur T _{RL pri} im Primärkreis 2 gemessen, so dass all Größen in Gleichung G17 bekannt sind und diese zur

Berechnung des Temperaturabfalls verwendet werden kann.

Wird als Übergabestelle 3 ein Wärmetauscher 3a verwendet, so können sich die im Primärkreis 2 und Sekundärkreis 4 zirkulierenden Medien unterscheiden. Gemäß Gleichung G5 ist bei dieser Medien Verschiedenheit der Gewichtungsfaktor k ungleich 1. Da das zu verwendeten Heiz-/Kühlmedium oder die Medien beim Entwurf der Heizungs- oder Kühlanlage festgelegt wird/ werden, sind auch seine/ ihre Dichte(n) und spezifischen Wärmekapazität(en) grundsätzlich bekannt und können der

Volumenstromregelung der primärseitigen Pumpe 17 als solche oder in Gestalt des bereits nach Gleichung G5 berechneten Gewichtungsfaktors k vorgegeben werden.

Alternativ hierzu kann erfindungsgemäß auch eine automatische Ermittlung des Gewichtungsfaktors k erfolgen. Da die Wärmeströme auf der Primär- und

Sekundärseite gleich sein müssen (adiabate Übergabe) folgt aus Gleichung G1 :

Ppri ^' Cp.pri sec

Dabei wird die Temperaturspreizung ΔΤ _ρτ ι und der Volumenstrom V _pr i auf der

Primärseite 2 der Übergabestelle 3 ermittelt, insbesondere gemessen, wie dies zuvor bereits ausführlich unter Verweis auf die verschiedenen Möglichkeiten beschrieben worden ist. So kann der primärseitige Volumenstrom V _pr i vorzugsweise von einem in die zu regelnde Pumpe 17 integrierten Volumenstromsensor oder aus anderen Größen innerhalb der Pumpe 17 rechnerisch ermittelt werden. Zur Bestimmung der Temperaturspreizungen können der dritte 24 und vierte 26 Temperatursensor dienen, wobei vorzugsweise die Pumpenelektronik der zu regelnden primärseitigen Pumpe 17 die Differenz aus diesen Sensorwerten ermittelt. Der Volumenstrom V _sec auf der Sekundärseite 4 kann erfindungsgemäß nach einer der zuvor beschriebenen Gleichungen G6, G7 oder G11a berechnet werden.

Darüber hinaus kann auch die Spreizung AT _sec auf der Sekundärseite 4, d.h. die Differenz zwischen der sekundärseitigen Vorlauftemperatur T _{VL sec} und der sekundärseitigen Rücklauftemperatur T _{RL sec} berechnet werden.

AT _sec — TvL,sec ~ TRL,sec G(20)

Die sekundärseitige Rücklauftemperatur T _{RL sec} wird dabei vorzugsweise aus der Mischungsregel nach Gleichung G18 bestimmt. Die sekundärseitige

Vorlauftemperatur T _{VL sec} kann aus der primärseitigen Vorlauftemperatur T _{VL pri} und dem Temperaturabfall AT _pri - _sec über der Übergabestelle 3 berechnet werden:

TvLsec ⁼ T _VL .pri— AT _pr i_ _sec G(21 )

Da die primärseitige Vorlauftemperatur T _VLiPr i, wie zuvor beschrieben, auch für die primärseitige Temperaturspreizung AT _sec benötigt wird, liegt sie an dieser Stelle bereits vor und kann verwendet werden. Der Temperaturabfall AT _pri _ _sec kann auf einem der oben beschriebenen Wege mittels einer der Gleichungen 15 oder 16 oder 17 und 18 bestimmt werden.

Die vollständige Berechnungsvorschrift für den Gewichtungsfaktor k erhält man dann bei Berücksichtigung einer realen Übergabestelle (d.h. mit Temperaturabfall) und mit Mischerbehafteten Verbraucherkreisen 5a durch Einsetzen beispielsweise der Gleichungen G1 a mit G14 und G16, und G21 mit G22, G18 und G16 in Gleichung G19:

*sec 'sec

{YconsumerX ' C _t ) mit (G11a) ^CI

T _SEC = _{VL pr} i— AT _pr i_ _sec — T _{RL SEC} (G20+G21) rp _ Yäiysec.i ^' TRL. _S ec,i)

^T RL,sec ~ ^ ( ^{G 1 8} )

2. "sec,i

Τ γι-sec— TyL.-pri ~ ^VL.consumer.i (G16)

Auf eine geschachtelte Darstellung der Berechnungsvorschrift für den

Gewichtungsfaktor k wird an dieser Stelle aus Gründen der Übersichtlichkeit und Lesbarkeit verzichtet. Gleichwohl kann die Berechnungsvorschrift als mathematisch in sich geschlossener Ausdruck dargestellt und berechnet werden.

Mit dem auf diese Weise softwaretechnisch bestimmbaren Faktor k kann dann der bei der primärseitigen Kreiselpumpe 17 einzuregelnde Soll-Volumenstrom V _pr i _SO u nach Gleichung 5 berechnet werden und entsprechend in der Pumpenregelung eingestellt werden.

Die in Figuren 1 und 2 im Primärkreis 2 dargestellte, zu regelnde Kreiselpumpe 17 kann eine Erzeugerpumpe 17b sein, wie sie in Figur 3, 4 oder 5 im Vorlauf 15 eines Erzeugers 18 dargestellt ist, oder eine Zubringerpumpe 17c sein, wie sie in Figur 4 im Vorlauf 35 eines Zubringerkreises 30 angeordnet ist. Natürlich können die

Erzeugerpumpe 17b und die Zubringerpumpe 17c auch im entsprechenden Rücklauf angeordnet sein.

Gemäß einer in Figur 5 dargestellten Ausführungsvariante der Heizungsanlage 1 kann der Primärkreis 2 mehr als einen Erzeugerkreis 14 umfassen. In Figur 5 sind drei solcher Erzeugerkreise 14a, 14b dargestellt. Jeder Erzeugerkreis kann einen oder mehrere Erzeuger 18 umfassen, wenngleich in Figur 5 nur jeweils ein Erzeuger 18 pro Erzeugerkreis 14a, 14b dargestellt ist. Die Erzeuger stellen die Heiz- bzw. im Falle einer Kühlanlage Kühlleistung bereit.

Jedem Erzeugerkreis 14a, 14b ist eine Erzeugerpumpe 17a, 17b zugeordnet, die das Heizmedium im jeweiligen lokalen Vorlauf 20 antreibt und in den zentralen Vorlauf 15 fördert. Bei Heizungsanlage 1 dieser Art ist es nicht erforderlich, alle

Erzeugerpumpen 17a, 17b zu regeln, bzw. identisch zu regeln. Vielmehr kann mit einem einzigen der Erzeugerkreise 14b die variierende, bedarfsweise anfallende Spitzenlast gedeckt und mit den übrigen Erzeugerkreisen 14a die Grundlast erbracht werden. Die Erzeuger 18 in diesen Kreisen 14a laufen mit maximaler thermischer Leistung. Entsprechendes gilt für deren Grundlastpumpen 1 7a. Nur die Pumpe 17b für den Spitzenlast-Erzeugerkreis 14b passt sich an die Schwankungen im

verbraucherseitigen Volumenstrom an, um eine energieeffiziente

Heizungspumpenregelung zu erreichen. Daher muss das erfindungsgemäße

Verfahren auch nur auf diese Spitzenlastpumpe 17b angewendet werden, während die Grundlastpumpen 17a nicht oder anders geregelt sind.

Der Erzeuger 18 in dem Spitzenlast-Erzeugerkreis 4b moduliert seine thermische Leistung entsprechend der gewünschten zentralen primärseitigen Vorlauftemperatur vL, _P ri oder der zentralen sekundärseitigen Vorlauftemperatur T _V L,sec, wobei sich die Spitzenlastpumpe 17b anpasst. Erreicht die thermische Leistung dabei eine

Stellgrenze, ohne dass die gewünschte Vorlauftemperatur T _VL>pr i oder TvL,sec erreicht wird, muss ein Grundlast-Erzeugerkreis 14a einschließlich des oder der zugehörigen Erzeuger(s) und der zugehörigen Grundlastpumpe 17a abgeschaltet oder

zugeschaltet werden.

Gemäß einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun diejenige Erzeugerpumpe 17b, die dem eine Spitzenlast bedienenden Erzeugerkreis

14b zugeordnet ist, derart geregelt, dass der gesamte Volumenstrom V _pr i auf der

Primärseite 2 dem Volumenstrom V _sec auf der Sekundärseite 4 entspricht. Dies bedeutet, dass auch der Volumenstrom, der von der oder den Erzeugerpumpe(n) 17a, die einem eine Grundlast bedienenden Erzeugerkreis 14a zugeordnet ist/ sind, berücksichtigt werden muss. Die dem Spitzenlast bedienenden Erzeugerkreis 14b zugeordne Pumpe wird deshalb im Sinne der Erfindung auch Spitzenlastpumpe 17b, die dem oder den die Grundlast bedienenden Erzeugerkreis(en) 14a zugeordnete Pumpe oder Pumpen 17a werden Grudlastpumpen genannt. Wird davon ausgegangen, dass eine Anzahl m Erzeugerkreise 14a, 14b vorhanden sind, denen der p-te Erzeugerkreis 14b die Spitzenlast bedient, die übrigen

Erzeugerkreise die Grundlast, ergibt sich analog Gleichung G1 :

Psec ^' **p,sec (G22)

Geeigneterweise stellt, wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben, der Förderstrom V _{pri p} der zu regelnden Pumpe 17b die Sollgröße der Regelung dar. Durch Umstellung von Gleichung G22 ergibt sich dann für diese Sollgröße der erfindungsgemäßen Volumenstromregelung:

!

Vpri,k,soll = ^{k '} ec ~ ^mi * ( ^G23 )

^ _ Psec ^' Cp,sec

Ppri ^' Cp,pri

Somit unterscheidet sich die Berechnungsvorschrift für die Sollgröße Vpri^ou bei der Ausführungsvariante mit mehr als einem Erzeugerkreis 14 von derjenigen nach Gleichung G5 lediglich darin, däss die Volumenströme des oder der anderen

Erzeugerkreise(s) 14, d.h. der Grundlastpumpen ebenfalls ermittelt und von dem ermittelten, gegebenenfalls gewichteten Volumenstrom V _sec der Sekundärseite 4 subtrahiert werden. Die Volumenströme der Erzeugerpumpen 14a, 14b können analog den vorherigen Beschreibungen messtechnisch oder rechenrisch ermittelt werden, entweder innerhalb der entsprechenden Pumpe oder außerhalb derselben, entweder mittels der Pumpe selbst oder mittels einer Volumenstrommesseinrichtung.

Die ermittelten Volumenströme der Grundlasterzeugerkreise 14a werden dann an die Spitzenlastpumpe 17b oder an eine andere Auswertungseinheit übermittelt, um den primärseitigen Sollvolumenstrom V _{pri)k soU} für die zu regelnde Spitzenlastpumpe

17b zu bestimmen. Die Übermittlung kann per Funk oder wie in Figur 5 gezeigt, über die Datenleitungen 20 und das Datennetzwerk 19 erfolgen.

Die Berechnung des sekundären Volumenstroms V _sec in Gleichung G23 kann wie zuvor bei den übrigen Ausführungsvarianten insbesondere nach einer der

Gleichungen G6, G7 oder G11a erfolgen, insbesondere auch für

medienverschiedene Kreisläufe auf der Primär- 2 und Sekundärseite 4 gemäß Gleichung G19.

Gemäß einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsvariante kann die variierende, bedarfsweise anfallende Spitzenlast mit zwei Erzeugerkreisen 14b gedeckt werden, wohingegen mit dem oder den übrigen Erzeugerkreis(en) 14a die Grundlast erbracht wird. Die Grundlast-Erzeuger 8 in diesem Kreis 14a laufen mit maximaler

thermischer Leistung. Entsprechendes gilt für deren Grundlastpumpe 17a. Nur die Pumpen 17b der Spitzenlast-Erzeugerkreise 14b passen sich an die Schwankungen im verbraucherseitigen Volumenstrom an, um eine energieeffiziente

Heizungspumpenregelung zu erreichen. Daher wird das erfindungsgemäße

Verfahren bei dieser Ausführungsvariante (nur) auf diese Spitzenlastpumpen 17b angewendet, während die Grundlastpumpe 17a nicht oder anders geregelt sind. Es sind dann zwei erste primärseitige Umwälzpumpen vorhanden, die erfindungsgemäß geregelt werden.

Gemäß einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nun diejenigen Erzeugerpumpen 17b, die den eine Spitzenlast bedienenden

Erzeugerkreisen 14b zugeordnet sind, derart geregelt, dass der gesamte

Volumenstrom V _pri auf der Primärseite 2 dem gesamten Volumenstrom V _sec auf der Sekundärseite 4 entspricht.

Der Volumenstrom, der durch die Summe der eine Spitzenlast bedienenden

Erzeugerkreise 14b gebildet ist, wird analog zu Gleichung G23 ermittelt und dieser Volumenstrom gleichmäßig oder in einem vorgegebenen Verhältnis auf die

Spitzenlastpumpen 17b verteilt. Das Volumenstromverhältnis entspricht dabei dem Verhältnis der thermischen Leistungen der eine Spitzenlast bedienenden Erzeugerkreise.

Gemäß einer Weiterbildung einer der o.g. Ausführungsvarianten kann in dem

Erzeugerkreis 14 oder kann in einem, mehreren oder allen Erzeugerkreisen 14a, 14b ein Mischer 21 in der primären Rücklaufleitung 16 oder primären lokalen

Rücklaufleitung 19 angeordnet sein. Solche mischerbehafteten Erzeugerkreise 14a', 14b' sind in Figur 6 dargestellt, wobei hier sowohl die Grundlasterzeugerkreise als auch der Spitzenlasterzeugerkreis einen solchen Mischer 21 aufweisen.

Bei diesem Rücklaufmischer 21 wird Medium aus der lokalen Vorlaufleitung 10 der Rücklaufleitung 9 über die Mischleitung 22 beigemischt, um die Rücklauftemperatur anzuheben. Eine derartige Anordnung ist vor allem Heizungsanlagen sinnvoll, die auf der Primärseite einen Konstanttemperaturkessel 18 oder ein Blockheizkraftwerk besitzen. Auf derartige Erzeugerkreise 14a', 14b' können die zuvor beschrieben Zusammenhänge und Berechnungen analog angewendet werden.

Der erzeugerspezifische Primärvolumenstrom V _pr i i eines mischerbehafteten

Erzeugerkreises 14a', 14b' kann in diesem Fall aus dem entsprechenden

Erzeugerkreisvolumenstrom V _{producer i} analog zu Gleichung G7 und darin

eingesetzter Gleichung G10 errechnet werden, wie sich aus den Gleichungen G24a und G24b ergibt:

Vpri,i ⁼ Ri ^' Vproducer.i ^m 't (G24a).

P _ ^"vL.producer.i ~ ^RL.producer.i

(G24b). 1 VL,producer,i ¹ RL,pn

wobei

V _V ri _t i der aus dem i-ten Erzeugerkreis 14a', 14b' hineinfließende

Erzeugerkreisvolumenstrom (Volumenstrom nach dem Rücklaufmischer 21 ), producer,i der in dem i-ten Erzeugerkreis 14a', 14b' durch den oder die

Erzeuger 18 fließende Erzeugervolumenstrom (Volumenstrom vor dem Rücklauf mischer 21),

ein erzeugerspezifischer Korrekturwert,

VL,producer,i die Temperatur im primären lokalen Vorlauf 20 vor dem Abzweig zum Rücklaufmischer 21 im i-ten Erzeugerkreis 14a', 14b',

RL.producer ,i die Temperatur im primären lokalen Rücklauf 19 hinter dem

Rücklaufmischer 21 im i-ten Erzeugerkreis14a', 14b', und

RL.pri die Temperatur im zentralen primären Rücklauf 16 ist.

Auf eine Darstellung der physikalischen Zusammenhänge wird an dieser verzichtet, da sie analog zu den Verbraucherkreisen mit Vorlaufmischer 11 sind. Daher kann auf die vorherigen Ausführungen zurückgegriffen werden.

Um den jeweiligen erzeugerspezifischen Korrekturwert nach Gleichung G24b berechnen zu können, sind die jeweiligen Temperaturen T _{VL producer i} und

TRL,producer,ider lokalen sekundären Vorlaufleitung 20 und der lokalen sekundären

Rücklaufleitung 19 erforderlich. Diese werden erfindungsgemäß entsprechend ermittelt und an die Auswertungsstelle zur Berechnung des Sollvolumenstroms übermittelt, d.h. beispielsweise an die zu regelnde primäre Kreiselpumpe 17 bzw. Spitzenlastpumpe 17b oder eine externe Auswerteeinheit. Wie bei den anderen Ausführungsvarianten kann die Ermittlung durch Messen, berechnen aus anderen gemessenen Größen oder Schätzen aus Modellgrößen erfolgen. Und wie bei den anderen Ausführungsvarianten kann die Übermittlung per Funk oder kabelgebunden, insbesondere über Messleitungen 25 und das Datennetzwerk 19 erfolgen, das den Ermittlungsort mit der Auswertungsstelle kommunikationstechnisch verbindet.

Wie beispielhaft anhand Figur 6 ersichtlich ist, kann die Temperatur T _{VLiVroducer i} im primären lokalen Vorlauf 20 eines Erzeugerkreises 14a', 14b' vor dem Abzweig zum Rücklaufmischer 21 mittels Temperatursensor 37 gemessen und an die

Pumpenelektronik der Erzeugerpumpe 17a, 17b dieses Erzeugerkreises übermittelt werden. Ferner kann die Temperatur T _{RL vroducer>} i im primären lokalen Rücklauf 20 eines Erzeugerkreises 14a', 14b' hinter dem Rücklaufmischer 21 mittels

Temperatursensor 38 gemessen und an die Pumpenelektronik der Erzeugerpumpe 17a, 17b dieses Erzeugerkreises 14a', 14b' übermittelt werden. Der im lokalen Vorlauf 20 angeordnete Temperatursensor 37 kann in die entsprechende

Erzeugerpumpe 17a, 17b integriert sein und sein Messsignal somit direkt an deren Pumpenelektronik übermitteln. Alternativ kann er, wie bei dem im lokalen Rücklauf 19 angeordneten Temperatursensor 38, über eine Messleitung 25 mit der

Pumpenelektronik der besagten Pumpe 17a, 17b verbunden sein.

Wie in Figur 4 gezeigt, kann der Übergabestelle 3 zu den Verbraucherkreisen 4 ein Zubringerkreis 30 vorgeschaltet sein, um lange Distanzen und damit verbundene Druckverluste zu überwinden. Dieser Zubringerkreis 30 schließt direkt an die

Primärseite der Übergabestelle 3 an und ist mit der Sekundärseite einer zweiten Übergabestelle 29 verbunden, welche an ihrer Primärseite wiederum an den

Erzeugerkreis 14 anschließt. In dem Beispiel gemäß Figur 4 ist erzeugerseitig ein einziger Erzeugerkreis 14 vorhanden. Bei dieser Ausführungsvariante wird die im Zubringerkreis 30 angeordnete Zubringerpumpe 17c gemäß dem

erfindungsgemäßen Verfahren geregelt, d.h. ihr Volumenstrom wird in Abhängigkeit der Summe der verbraucherspezifischen Volumenströme eingeregelt.

Für die im Erzeugerkreis 14 angeordnete Erzeugerpumpe 17b kann diese

Volumenstromregelung ebenfalls angewendet werden. So kann auch diese

Erzeugerpumpe in ihrem Volumenstrom in Abhängigkeit der Summe der

verbraucherspezifischen Volumenströme eingeregelt werden. Dies kann auf zweierlei Weise erfolgen, nämlich direkt oder indirekt.

Gemäß dem direkten Weg kann die Erzeugerpumpe 17b den hierfür notwendigen Volumenstromsollwert mitgeteilt bekommen, beispielsweise entweder von der

Zubringerpumpe 17c, die diesen Wert berechnet, oder von der zentralen

Auswerteeinheit. Die Erzeugerpumpe 17b kann den Volumenstromsollwert jedoch auch selbst berechnen. Hierzu werden dann die dafür benötigten Volumenstrom- und Temperaturwerte aus den Verbraucherkreisen 5a, 5b und dem Zubringerkreis 30 entsprechend an die Erzeugerpumpe 17b übermittelt. In beiden Fällen brauchen im Erzeugerkreis 14 dann grundsätzlich keine Temperaturen ermittelt zu werden.

Gemäß dem indirekten Weg kann die Erzeugerpumpe so geregelt werden, dass ihr Volumenstrom auf den Ist- Volumenstrom der Zubringerpumpe 17c eingeregelt wird. Dieser Fall ist letztendlich so zu behandeln, als wenn der Zubringerkreis 30 ein einziger bzw. der einzige Verbraucherkreis wäre. Die zweite Übergabestelle 29 tritt dann aus regelungstechnischer Sicht an die Stelle der ersten Übergabestelle 3. In diesem Fall muss die Erzeugerpumpe 17b also nicht auf einen

Summenvolumenstrom geregelt werden, sondern lediglich auf den einen

Volumenstrom im Zubringerkreis, der bei Medienverschiedenheit gegebenenfalls durch den Gewichtungsfaktor k zu multiplizieren ist. Im Übrigen dieser Fall analog den vorgenannten Ausführungen und Gleichungen zu behandeln.

Dasselbe gilt für einen in den Figuren nicht dargestellten Fall, dass erzeugerseitig mehr als ein Erzeugerkreis 14 vorhanden ist. Wo bei den vorherigen

Ausführungsbeispielen anhand von Figuren 5 und 6 erläutert, muss in diesem Fall nur eine Erzeugerpumpe 17b in ihrem Volumenstrom erfindungsgemäß geregelt werden, nämlich diejenige, die die Schwankungen in der thermischen

Leistungsanforderung der Verbraucher bedient, während die übrigen Pumpen eine Grundlast bedienen. Diese Spitzenlastpumpe 17b kann ebenfalls entweder gemäß dem gesamten verbraucherseitigen Summenvolumenstrom geregelt werden oder gemäß dem einfachen zubringerseitigen Volumenstrom.

Bezugszeichenliste

Heizungsanlage

Primärkreis zur ersten Übergabestellea Primärkreis zur zweiten Übergabestelle erste Übergabestelle

a Gegenstromplattenwärmetauscherb hydraulische Weiche

c verlustarmer Verteiler

Sekundärkreis

Verbraucherkreis

Verbraucher

zentrale sekundäre Vorlaufleitung zentrale sekundäre Rücklaufsammelleitung lokale sekundäre Vorlaufleitung

lokale sekundäre Rücklaufleitung

1 Mischer, Vorlaufmischer

Umwälzpumpe, Verbraucherkreispumpe Ausdehnungsgefäß

Erzeugerkreis

a Erzeugerkreis für Grundlast

b Erzeugerkreis für Spitzenlast

primäre Vorlaufleitung

primäre Rücklaufleitung

Umwälzpumpe

a Erzeugerpumpe für Grundlast

b Erzeugerpumpe für Spitzenlast

c, 17d Zubringerpumpe

Erzeuger/ Kessel

Datennetzwerk Datenleitung

Mischer, Rücklaufmischer

Mischleitung

Bypass

Vorlauftemperaturfühler im Primärkreis

Temperaturmessleitung

Rücklauftemperaturfühler im Primärkreis

zentrale Kommunikationseinrichtung

zweite Übergabestelle

Zubringerkreis, Sekundärkreis zur ersten Übergabestelle Vorlauftemperaturfühler im ersten Verbraucherkreis Rücklauftemperaturfühler im ersten Verbraucherkreis Vorlauftemperaturfühler im zweiten Verbraucherkreis Rücklauftemperaturfühler im zweiten Verbraucherkreis Vorlauf Zubringerkreis

Rücklauf Zubringerkreis

Vorlauftemperaturfühler im Zubringerkreis

Rücklauftemperaturfühler im Zubringerkreis