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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR REGULATING A CIRCULATION PUMP, CIRCULATION PUMP, AND HEATING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/141661
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for regulating a circulation pump for a heating system. The pump controller records the temperature curve of the medium temperature for a specified duration and adapts the pump speed during the circulation operation while taking into consideration the recorded temperature curve.

Inventors:
ECKL MARTIN (DE)
SCHULLERER JOACHIM (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/050887
Publication Date:
July 25, 2019
Filing Date:
January 15, 2019
Export Citation:
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Assignee:
KSB SE & CO KGAA (DE)
International Classes:
G05D23/19; F24D19/10
Foreign References:
EP0736826A21996-10-09
EP1323986A12003-07-02
EP0945620A21999-09-29
DE4312808A11994-10-27
DE102017203925A12018-09-13
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Regelung einer Umwälzpumpe für eine Heizungsanlage, wobei die Pumpensteuerung den Temperaturverlauf der Mediumtemperatur für eine be stimmte Zeitspanne aufzeichnet und unter Berücksichtigung des aufgezeichneten Temperaturverlaufs die Pumpendrehzahl während des Umwälzbetriebs anpasst.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass anhand des aufge- zeichneten Temperaturverlaufs der Kesselzustand ermittelt wird, insbesondere ob sich der Kessel in der Aufheiz- oder Abkühlphase befindet, wobei weiterhin vorge sehen sein kann, dass die Zyklusdauer zwischen zwei Aufheizphasen des Kessels bestimmt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des aufgezeichneten Temperaturverlaufs eine mittlere Abkühlkurve für die Medium temperatur während einer Abkühlphase des Heizkessels bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuell gemes- sene Ist-Temperaturwert des Mediums und/oder ein erfasster Ist-Temperaturabfall gegen die mittlere Abkühlkurve verglichen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpendrehzahl erhöht wird, falls die Ist-Temperatur des Mediums oberhalb der mittleren Abkühl- kurve liegt bzw. der erfasste Ist-Temperaturabfall größer als derjenige der Abkühl kurve ist, und/oder die Pumpendrehzahl reduziert wird, falls die Ist-Temperatur des Mediums unterhalb der mittleren Abkühlkurve liegt bzw. der erfasste Ist-Tem peraturabfall kleiner als derjenige der mittleren Abkühlkurve ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpendrehzahl auf oder um einen vordefinierten Wert geändert wird, falls die Umwälzpumpe eine Aufheizphase des Kessels erkennt, bevorzugt wird die Umwälzpumpe mit maximaler Drehzahl betrieben.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Drehzahl der Umwälzpumpe mit einem von der Mediumtemperatur ab hängigen Faktor k gewichtet wird, wobei der Faktor k vorzugsweise mit ansteigen- der Mediumtemperatur zunimmt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzpumpe an hand des aufgezeichneten Temperaturverlaufs wenigstens eine Schwellwerttem peratur des Mediums ermittelt, bei deren Überschreitung der Faktor k angepasst wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine

Schwellwerttemperatur die mittlere Temperatur des Mediums während einer Zyk lusdauer des Kessels ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte in Kombination mit einer Proporti onaldruckregelung oder Konstantdruckregelung ausgeführt werden. 1 1 . Umwälzpumpe mit einem drehzahlregelbaren Pumpenantrieb und einer Steuer- und/oder Regeleinheit zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorherge henden Ansprüche.

12. Fleizungsanlage umfassend wenigstens eine Umwälzpumpe sowie wenigstens ei- nen Fleizkessel, insbesondere zweipunktgeregelten Fleizkessel.

13. Fleizungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälz pumpe im Vorlauf oder Rücklauf angeordnet ist.

Description:
Beschreibung

VERFAHREN ZUR REGELUNG EINER UMWÄLZPUMPE, UMWÄLZPUMPE

SOWIE HEIZUNGSANLAGE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Umwälzpumpe für eine Hei zungsanlage. Energieeffiziente Umwälzpumpen für Heizungsanlagen werden üblicherweise mit vari abler Antriebsdrehzahl betrieben, um die aufgewendete Pumpenarbeit und damit den Energiebedarf der Umwälzpumpe an den aktuellen Heizbedarf der Heizungsanlage an zupassen. Möglich ist dies durch eine Proportionaldruckregelung, wodurch die Drehzahl in Abhängigkeit des hydraulischen Widerstandes des Heizkreislaufes eingestellt wird, der wiederrum maßgeblich von der Stellung der Heizungsventile abhängt. Üblicher weise werden bei der internen Drehzahlregelung der Heizungsumwälzpumpe die von der Pumpe geschätzte Motorleistung sowie ihre Ist-Drehzahl verwendet.

Unabhängig davon steuert der Heizkessel der Heizungsanlage die Temperatur des im Heizkreis durch die Umwälzpumpe geförderten Heizmediums, üblicherweise in Abhän gigkeit der mittels Außensensor erfassten Außentemperatur. Bei zweipunktgeregelten Heizungsanlagen wird die Mediumtemperatur zyklisch auf einen einstellbaren Maximal wert erwärmt und der Kessel im Anschluss abgeschaltet. Durch Wärmeverluste und den Wärmeübergang in das zu beheizende Gebäude kühlt die Mediumtemperatur ab. Sinkt die Mediumtemperatur bis zu einem einstellbaren Minimalwert ab, schaltet der Kessel wieder ein und der Heizzyklus beginnt erneut. Das Abkühlverhalten des umgewälzten Heizungsmediums setzt sich aus den Wärme verlusten des Heizkessels sowie dem Wärmetransport in die Anlage zusammen. Die Abkühlkurve des Kessels ähnelt dabei regelungstechnisch einem PTi-Verhalten (Tief passverhalten) und ist weitestgehend wiederholgenau, dies zumindest bei Annahme ei- ner konstanten Raumtemperatur. Der Wärmetransport in die Anlage bzw. in das Ge bäude ist hingegen in jedem Zeitpunkt unterschiedlich und abhängig von dem aktuellen Wärmebedarf des Gebäudes.

Die bei einer konventionellen Proportionaldruckregelung der Umwälzpumpe eingesetz- ten Regelkurven liegen üblicherweise mit deutlichem Abstand über der Anlagenkennli nie, d.h. die verrichtete Pumpleistung liegt über der benötigten Förderleistung, so dass in der Regel ein unnötiger Energieverbrauch vorliegt. Es ist daher wünschenswert die Pumpenleistung durch eine weitere Drehzahlreduktion zu drosseln, um den Betriebs punkt der minimalen Anlagenkennlinie, also der Anlagenkennlinie bei geöffneten Ther- mostatventilen, möglichst stark anzunähern. Gesucht wird daher nach einem Rege lungsansatz, der entweder in Kombination mit bestehenden Regelalgorithmen oder als alleinstehender Regelungsansatz bei einer Umwälzpumpe einsetzbar ist, um eine ener getische Optimierung des gesamten Heizungssystems erreichen zu können. Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Regelung einer Umwälzpumpe für eine Heizungsanlage gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestal tungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Pumpensteuerung den Temperaturver- lauf der Mediumtemperatur für eine bestimmte Zeitspanne aufzeichnet und unter Be rücksichtigung des aufgezeichneten Temperaturverlaufs die Pumpendrehzahl während des Umwälzbetriebes anpasst. Aus dem Temperatursignal kann die Umwälzpumpe zu sätzliche Informationen über das momentane Betriebsverhalten der gesamten Hei zungsanlage ableiten. Diese zusätzliche Information erlaubt es, die Drehzahl beispiels- weise bei einem geringeren Heizbedarf der Anlage zu reduzieren, um dadurch Energie- kosten einzusparen. Im Gegensatz dazu soll gerade bei höherem Heizbedarf die Dreh zahl erhöht werden, um einen möglichst schnellen Abtrag der durch den Heizkessel be reitgestellten Wärme in die Anlage bzw. die Räume gewährleisten zu können. Die Temperaturerfassung des geförderten Mediums kann entweder mittels eines dedi- zierten Temperatursensors erfolgen, der Bestandteil der Umwälzpumpe ist bzw. auf den die Pumpe zugreifen kann, oder alternativ aber mittelbar auf Grundlage sonstiger Mess größen erfolgen. Als Beispiel sei an dieser Stelle eine Bestimmung der Mediumtempe ratur anhand der Wicklungstemperatur und eines Wicklungsstroms des pumpeninternen Antriebsaggregats. Ein entsprechendes Verfahren ist bspw. aus der deutschen Patent anmeldung DE 10 2017 203 925.6 bekannt, auf deren Inhalt an dieser Stelle ausdrück lich Bezug genommen wird.

Bevorzugt ist es, wenn anhand des aufgezeichneten Temperaturverlaufs der aktuelle Kesselzustand ermittelt wird, insbesondere dahingehend, ob sich dieser in der Aufheiz oder Abkühlphase befindet. Gemäß weiterer Ausgestaltung ist es vorstellbar, dass an hand des aufgezeichneten Temperaturverlaufs die Zyklusdauer des Heizkessels be stimmt wird, bspw. die Dauer zwischen zwei Aufheizphasen. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass anhand des aufgezeichne ten Temperaturverlaufs eine mittlere Abkühlkurve für die Mediumtemperatur bestimmt wird. Hierfür wird beispielsweise das Temperaturverhalten der Mediumtemperatur für eine Vielzahl von Abkühlphasen des Kessels erfasst und darauf basierend eine mittlere Abkühlkurve bestimmt. Bevorzugt werden die Temperaturverläufe für eine Vielzahl un- mittelbar aufeinanderfolgender Abkühlphasen erfasst. Denkbar ist es jedoch ebenfalls, die Vielzahl an erfassten Abkühlphasen zeitlich breiter zu streuen, um damit unter schiedliche Betriebsbedingungen in der Berechnung der mittleren Abkühlkurve erfassen zu können Die mittlere Abkühlkurve ist somit charakteristisch für den mittleren Heizbe darf des Gebäudes bzw. der Heizungsanlage. Von besonderer Bedeutung ist die Kurvensteigung der mittleren Abkühlkurve, d.h. die Geschwindigkeit mit der die Temperatur des Mediums innerhalb der Abkühlphase ab fällt.

Im nachfolgenden Pumpenbetrieb werden nunmehr der gemessene Ist-Temperaturwert des Mediums und/oder ein erfasster Ist-Temperaturabfall gegen die mittlere Abkühl kurve verglichen. Bei Betrachtung eines Ist-Temperaturwertes muss zudem eine zeitli che Zuordnung des Messzeitpunktes während der Abkühlphase möglich sein. Einfacher und aussagekräftiger ist die Erfassung eines Ist-Temperaturabfalls und ein nachfolgen der Vergleich gegen den Temperaturabfall der mittleren Abkühlkurve. Ein erfasster Ist- Temperaturabfall stellt beispielsweise eine Temperaturabnahme über eine bestimmte Zeitspanne während einer Abkühlphase dar. Ist der Temperaturabfall bzw. die entspre chende negative Kurvensteigung größer als diejenige der mittleren Abkühlkurve, so kann davon ausgegangen werden, dass der aktuelle Heizbedarf größer ist als der mitt lere Heizbedarf. Die Pumpendrehzahl wird vorzugsweise erhöht, um den Wärmeüber- gang in das Gebäude zu beschleunigen. Ist der aktuell gemessene Ist-Temperaturabfall stattdessen kleiner als der Temperaturabfall der mittleren Abkühlkurve, liegt der aktuelle Heizbedarf demzufolge unterhalb des mittleren Heizbedarfs und die Pumpendrehzahl kann zur Energieeinsparung reduziert werden. Sinnvollerweise kann bei diesem Verfahren vorgesehen sein, dass die Pumpe stets mit einer erhöhten, insbesondere mit maximaler Drehzahl betrieben wird, falls anhand des Temperaturverlaufs des Heizungsmediums eine Aufheizphase des Kessels erkannt wird. Eine Aufheizphase kann durch die Pumpensteuerung bspw. anhand einer anstei genden Mediumtemperatur erkannt werden.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die vorstehend erläuterten Verfahrensschritte in Kombination mit einer konventionellen Pumpenregelung ausgeführt werden, und mittels der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte eine Anpassung des Soll-Wertes der kon ventionellen Regelung erfolgt. Beispielhaft sei an dieser Stelle die Kombination mit einer konventionellen Proportionaldruckregelung zur Einstellung der Pumpendrehzahl ge nannt Als alternative Vorgehensweise kann vorgesehen sein, dass die Pumpendrehzahl auf oder um einen vordefinierten Wert geändert wird, insbesondere falls die Pumpe eine Aufheizphase des Kessels erkennt. Nimmt beispielsweise die Mediumtemperatur zu, so soll gleichfalls die Pumpendrehzahl entsprechend angepasst werden.

Eine optimale Anpassung der Soll-Drehzahl kann beispielsweise durch einen Gewich tungsfaktor erzielt werden. Mittels des Gewichtungsfaktors erfolgt eine Anpassung der eigentlichen Soll-Drehzahl der internen Drehzahlvorgabe. Beispielhaft wird die Umwälz pumpe mit einer Proportionaldruckregelung betrieben. Die hierdurch bestimmte Soll- Drehzahl wird mit dem Gewichtungsfaktor beaufschlagt, um diese im Hinblick auf die aktuelle Kesselphase anzupassen.

Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung wird ein Faktor k als Gewichtung herangezogen, der mit ansteigender Mediumtemperatur zunimmt. Denkbar ist eine sprungartige Änderung des Faktors k im Hinblick auf die Mediumtemperatur, möglich ist auch ein kontinuierli cher, insbesondere mit der Mediumtemperatur proportionaler Anstieg des Gewichtungs faktors k. Grundsätzlich ist jeder mathematische Zusammenhang zwischen dem Ge wichtungsfaktor k und der Mediumtemperatur denkbar. Unter Verwendung des Gewichtungsfaktors k wird die Pumpendrehzahl bei ansteigen der Mediumtemperatur sprungartig, kontinuierlich, proportional oder in sonstiger Weise erhöht, wodurch die über die Mediumtemperatur bereitgestellte Energie schneller in das Gebäude gebracht werden kann. Andersrum wird bei Abnahme der Mediumtemperatur die Drehzahl der Umwälzpumpe reduziert. Dies ist gerade für niedrige Mediumtempera- turen sinnvoll, da hier ein Wärmeübergang ins Gebäude nur bedingt möglich ist.

Eine Möglichkeit zur Anpassung des Gewichtungsfaktors besteht darin, ein oder meh rere Temperaturschwellwerte vorzugeben, bei deren Über- oder Unterschreiten durch die aktuelle Mediumtemperatur eine Änderung des Gewichtungsfaktors erfolgt. Prinzipi- eil ist die Definition einer einzelnen Schwellwerttemperatur ausreichend. Liegt die Medi umtemperatur oberhalb des Schwellwertes nimmt der Faktor k einen ersten höheren Wert an, bspw. einen Wert größer 1 an. Liegt die Mediumtemperatur stattdessen unter halb der Schwelle, so nimmt der Gewichtungsfaktor einen zweiten kleineren Wert an, bspw. einen Wert kleiner 1 an.

Ein oder mehrere Schwellwerttemperaturen kann die Umwälzpumpe bspw. selbständig anhand des aufgezeichneten Temperaturverlaufs der Mediumtemperatur festlegen. Möglich ist jedoch auch eine manuelle Konfiguration ein oder mehrerer Temperatur schwellen. Vorstellbar ist es, wenn die Schwellwerttemperatur der mittleren Medium temperatur während einer Zyklusdauer des Kessels entspricht. Diese kann die Pumpen steuerung selbständig anhand des aufgezeichneten Temperaturverlaufs ermitteln

Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung ebenfalls eine Umwälzpumpe mit einem drehzahlregelbaren Pumpenantrieb und einer Steuer- und/oder Regeleinheit zur Ausführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfin dung. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf eine erneute Beschreibung der Vorteile und Einzelheiten der Steuer- und/oder Regeleinheit verzichtet.

Ferner betrifft die Erfindung eine Heizungsanlage umfassend wenigstens eine Umwälz pumpe sowie wenigstens einen Heizkessel, insbesondere einen Zwei-Punkt geregelten Heizkessel, der bei Erreichen einer oberen Maximaltemperatur abgeschaltet und nach Abkühlen des Heizungsmediums auf eine untere Minimaltemperatur erneut gestartet wird.

Vorstellbar ist es, dass die Umwälzpumpe im Vorlauf oder Rücklauf angeordnet ist. Die Ausführung des erfindungsgemäßen Regelverhaltens bleibt davon unberührt, die Aus- Wirkungen auf das tatsächliche Regelverhalten und die Energie der Umwälzpumpe kön nen jedoch abhängig von der Position im Vorlauf oder Rücklauf sein.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 : eine schematische Übersicht einer Heizungsanlage mit der erfindungsgemä ßen Umwälzpumpe; Figur 2: der zeitliche Verlauf der Mediumtemperatur im Vorlauf und Rücklauf einer Heizungsanlage bei Steuerung des Heizkessels auf Grundlage der Vorlauf temperatur;

Figur 3: eine Diagrammdarstellung des zeitlichen Verlaufs der Vorlauf- und Rücklauf temperatur bei Steuerung des Heizungskessels in Abhängigkeit der Rück lauftemperatur und

Figur 4: eine Gegenüberstellung des zeitlichen Verhaltens der Mediumtemperatur und des erfindungsgemäßen Gewichtungsfaktors k.

Figur 1 zeigt zunächst den schematischen Aufbau einer Heizungsanlage mit dem Kes sel 1 sowie einem im Gebäude vorgesehenen Heizkörper 2. Eine Umwälzpumpe 3 zur Umwälzung des Heizungswassers im Heizkreislauf kann entweder im Vorlauf 4 oder im Rücklauf 5 angeordnet sein, was durch die schematische Darstellung mit jeweils einer Umwälzpumpe 3 für Vor- und Rücklauf angedeutet ist.

Der Heizkessel 1 umfasst eine Zweipunktregelung mit einer oberen Ausschalttempera- tur Taus und einer unteren Einschalttemperatur Tein. Kühlt das Medium auf die untere Temperatur Tein ab, so startet der Heizkessel 1 und heizt das Medium bis zum Errei chen des oberen Temperaturwertes T aus auf, d.h. der Kessel 1 wird nach Erreichen die ser oberen Grenze abgeschaltet. Dieser Heizzyklus des Heizkessels ist in den Figuren 2 und 3 verdeutlicht.

In Figur 2 oben ist der zeitliche Verlauf der Vor- und Rücklauftemperatur Tvoriauf, TRückiauf dargestellt. Der zweipunktgeregelte Kessel 1 berücksichtigt für die Regelung die Vor lauftemperatur T vorlaut, wodurch der Kessel 1 seinen Brenner einschaltet, sobald die Vorlauftemperatur Tvoriauf die Untergrenze (Tein) unterschreitet, und seinen Brenner ab- schaltet, falls die Vorlauftemperatur Tvoriauf die Obergrenze (T aus ) erreicht. Der Verlauf der Rücklauftemperatur TRückiauf ähnelt charakteristisch der Vorlauftemperatur Tvoriauf, al lerdings mit kleinerer Amplitude. Der Bereich I stellt die Phasen dar, während der der Kessel 1 eingeschaltet ist. Die Vorlauftemperatur Tvoriauf steigt schneller als die Rücklauftemperatur TRückiauf an, sodass ein erhöhter Wärmeeintrag in das Gebäude stattfindet. Als Folge dessen schließen die Thermostatventile und der Förderstrom sinkt. Der Bereich II stellt die Phasen dar, bei denen der Kessel 1 ausgeschaltet ist. Die Vorlauftemperatur Tvoriauf sinkt stärker als die Rücklauftemperatur TRückiauf, sodass ein geringerer Wärmeeintrag in das Gebäude stattfindet. Als Folge dessen öffnen die Thermostatventile und der Förderstrom steigt.

Figur 3 zeigt das zeitliche Verhalten der Rücklauf- bzw. Vorlauftemperatur TRückiauf, Tv or - laut für einen Fleizkessel 1 , der anders als in der Figur 2, die Temperatur im Rücklauf als Kriterium für das An- und Ausschalten heranzieht. Bei der Regelung der Rücklauftemperatur TRückiauf hält der Kessel 1 die Temperatur konstant, mit der das Medium aus dem Gebäude austritt. Der Bereich I zeigt die Phase während der der Kessel 1 ausgeschaltet ist. Vor- und Rücklauftemperatur Tvoriauf, TRückiauf nehmen ab. Da die Vorlauftempera- tur Tvoriauf stärker absinkt als die Rücklauftemperatur TRückiauf, nimmt die Differenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur Tvoriauf, TRückiauf und dadurch der Wärmeeintrag in das Gebäude ab. Der geringere Wärmeeintrag führt zu einem Öffnen der Thermostatventile und dadurch zu einem Anstieg des Förderstroms. Der Bereich II beginnt, wenn die Rücklauftemperatur TRückiauf die untere Schwelle (Tein) erreicht hat. Der Kessel 1 schaltet den Brenner ein und die Vorlauftemperatur Tvoriauf steigt sprunghaft an. Die Rücklauftemperatur TRückiauf fällt zunächst weiter ab, da sich das Medium noch im Gebäude befindet. Nachdem das Medium durch das gesamte Gebäude geflossen ist, steigt auch die Rücklauftemperatur TRückiauf an. Mit diesem Zeit- punkt beginnt die Phase III. Durch den höheren Wärmeeintrag in das Gebäude schließen die Thermostatventile und der Förderstrom reduziert sich.

Im Folgenden sollen die alternativen bzw. sich ergänzenden Regelungsansätze für die Umwälzpumpe 3 näher erläutert werden. Diese Regelungsstrategien können entweder als selbstständige Regelung in einer Umwälzpumpe 3 eingesetzt werden oder jedoch in Kombination mit einer an sich bekannten Proportionaldruckregelung oder Konstantdruckregelung Verwendung finden. Gemäß dem ersten Ansatz (Ansatz der Berücksichtigung des Wärmebedarfs der An lage) wird die Temperatur des Fördermediums zum besseren Verständnis des momen tanen Betriebsverhaltens der Anlage und somit zur Verbesserung der Drehzahlregelung verwendet. Je nach Montageort der Umwälzpumpe 3 wird also entweder die Vorlauf- temperatur Tvoriauf oder die Rücklauftemperatur TRückiauf in der Pumpensteuerung der Umwälzpumpe 3 betrachtet.

Konkret wird die Fluidtemperatur durch die Umwälzpumpe 3 über einen längeren Zeit raum aufgezeichnet und anschließend eine mittlere Abkühlkurve des Fleizungsmediums berechnet. Die Aufzeichnung erfolgt vorzugsweise über mehrere Fleizzyklen des Heiz kessels 1 , sodass eine aussagekräftige mittlere Abkühlkurve bestimmbar ist, die den mittleren Fleizbedarf der Anlage charakterisiert. Im Folgenden wird diese Abkühlkurve daher als durchschnittliches Betriebsverhalten bezeichnet. Während des weiteren Betriebs der Anlage wird von der Pumpe 3 beobachtet, ob ein momentaner Temperaturabfall (DT) der Mediumtemperatur über oder unter diesem er mittelten durchschnittlichen Betriebsverhalten liegt, d.h. kleiner oder größer als der Temperaturabfall der mittleren Abkühlkurve ist. Mit der Annahme, dass die Verlustkurve des Kessels 1 annäherungsweise konstant ist, lässt sich so bestimmen, ob der momen- tane Bedarf der Fleizungsanlage über oder unter dem Durchschnitt liegt. Liegt der mo mentane Verbrauch unter dem durchschnittlichen Betriebsverhalten, d.h. ist der Tempe raturabfall DT kleiner als der Temperaturabfall der mittleren Abkühlkurve, kann die Drehzahl der Umwälzpumpe 3 zur Energieersparnis abgesenkt werden. Demgegenüber kann bei einem hohen Momentanverbrauch die Pumpendrehzahl hoch gehalten werden bzw. noch weiter erhöht werden. Erkennt die Pumpe 3 einen Anstieg der Mediumtemperatur, nimmt die Pumpe 3 an, dass sich der Kessel aktuell in der Auf heizphase befindet (beispielsweise Phase I in Figur 2 bzw. Phase III in Figur 3). In die sem Fall wird die Drehzahl immer hoch gesetzt. Dieser Regelungsansatz stellt eine Alternative zur bisher üblichen Proportionaldruckre gelung dar. Bei diesem konventionellen Regelungsverfahren führt ein hoher Wärmebe darf der Anlage dazu, dass der Förderstrom durch die Pumpe steigt. Dies wird von der Pumpe erkannt und mit einem Anstieg der Drehzahl entsprechend einer festgelegten Regelkurve reagiert. Ein geringerer Wärmebedarf der Anlage führt zu einem Absinken des Wärmestroms. Die Pumpe erkennt dies und senkt die Drehzahl. Mit der hier vorge stellten Idee verhält sich die Pumpe dazu sehr ähnlich. Ein höherer Wärmebedarf der Anlage führt zu einem schnelleren Temperaturabfall des Fluides, was durch die Pumpe 3 erkannt wird. Darauf antwortet die Pumpe 3 mit einer Erhöhung ihrer Drehzahl. Bei geringerem Wärmebedarf der Anlage fällt die Fluidtemperatur langsamer und die Pumpe 3 kann ihre Drehzahl entsprechend absenken.

Auch wenn sich die klassische Proportionaldruckregelung und die hier vorgestellte Lö sung im Prinzip ähnlich verhalten, kann dennoch eine Erhöhung der Energieeffizienz durch eine Kombination beider Ansätze erreicht werden. Die bisher eingesetzten Regel kurven liegen meistens mit deutlichem Abstand über der Anlagenkennlinie. Über das Temperatursignal erhält die Pumpe 3 nun zusätzliche Informationen über das momen tane Betriebsverhalten. Diese Informationen lassen sich nun vorteilhafterweise zur Ver ringerung des Abstandes zwischen Regelkurve und Anlagenkennlinie einsetzen, wodurch letztendlich eine weitere Reduktion des Energiebedarfs erreicht wird.

Ein weiterer Ansatz zur Steuerung der Drehzahl berücksichtigt den momentan mögli chen Wärmetransport, der maßgeblich vom Temperaturniveau des Mediums abhängt. Hierzu erfasst die Pumpe 3 über einen längeren Zeitraum den Temperaturverlauf der Mediumtemperatur und bestimmt daraus die Zyklusdauer des Fleizkessels 1 , d.h. die Zeit zwischen zwei Aufwärmphasen. Die Drehzahl der Pumpe 3 wird in bekannter Art und Weise mit einer Proportionaldruckregelung eingestellt. Ergänzend wird jedoch der Regelungsausgang, d.h. die Soll-Drehzahl mit einem Faktor k gewichtet, um diese in Abhängigkeit des möglichen Wärmetransportes anzupassen.

Zu Beginn eines Zyklus ist der Faktor k hoch, da eine hohe Fluidtemperatur einen ho hen Wärmetransport in die Anlage sicherstellt. Mit abnehmender Mediumtemperatur, d.h. gegen Ende des Zyklus wird der Faktor k abgesenkt, sodass dieser zum Ende des Zyklus einen deutlich reduzierten Wert annehmen kann. Dies ist insofern sinnvoll, da zu diesem Zeitpunkt die Fluidtemperatur vergleichsweise niedrig ist und demzufolge kein großer Wärmetransport in die Anlage stattfinden kann.

Das erläuterte Prinzip soll nochmals anhand der Darstellung in Figuren 4 erläutert wer den. Mit a) ist der zeitliche Verlauf der Mediumtemperatur durch die Umwälzpumpe 3 gekennzeichnet. Die Mediumtemperatur schwankt hierbei zyklisch zwischen ihrem Ma ximal- und Minimalwerten, die durch die Ein- und Ausschaltemperatur Tein, Taus der Kes- selsteuerung vorgegeben werden. Die Dauer eines Zyklus wird bspw. durch den zeitli chen Abstand zwischen zwei Aufheizphasen (I bzw. III in Figur 2 oder 3), d.h. zwischen zwei benachbarten Minima des Temperaturverlaufs der Darstellung a) definiert. Aus dem Temperaturverlauf berechnet die Pumpensteuerung nun die mittlere Temperatur, die in der Darstellung a) durch die unterbrochene horizontale Linie gezeigt ist.

Der Bereich unter dieser mittleren Temperatur kennzeichnet die Zeiten, in denen die Fluidtemperatur gering ist und folglich nur ein geringer Wärmeeintrag in das Gebäude stattfinden kann. Da dieser geringe Wärmeeintrag kaum einen Einfluss auf die Gebäu detemperatur hat, kann die Pumpe 3 während dieser Zeitspanne mit einer sehr gerin- gen Drehzahl betrieben werden, um Strom zu sparen. Dazu wird der Gewichtungsfaktor k für den Temperaturverlauf unterhalb der mittleren Temperatur auf einen geringeren Wert umgeschaltet, während zu Zeiten, in denen die Mediumtemperatur oberhalb der mittleren Temperatur liegt, der Gewichtungsfaktor k auf einen höheren Wert umgeschal tet wird. Einen möglichen zeitlichen Verlauf (in Anlehnung an das Zeitdiagramm der Darstellung a) des Faktors k ist der Darstellung b) der Figur 4 zu entnehmen. Über schreitet die Mediumtemperatur die mittlere Temperatur, so nimmt der Faktor k einen höheren Wert, bspw. 1 ,2 an, während er bei einem Abfall der Mediumtemperatur unter halb der definierten Schwelle einen geringeren Wert, bspw. 0,6 annimmt. Eine Kombination des beschriebenen Ansatzes der Berücksichtigung des Wärmebe darfs der Anlage und des Ansatzes der Berücksichtigung des momentan möglichen Wärmetransportes liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung.