控制裝配到加熱系統上的變量輸送泵的方法
【專利摘要】一種用于控制裝配到加熱系統(1)上的變量輸送泵(2)的方法，包括：連接到兩個流體回路(4,5)上的熱交換器(3)，所述變量輸送泵(2)使得有可能改變熱交換器(3)內的第一流體的流速；初級回路(4)上的回流環路(6)，其允許到達熱交換器(3)的輸入端(7)的第一流體與來自于交換器(3)的輸出端(8)的第一流體的一部分混合；測量來自于次級回路(5)的第二流體的溫度T1的第一溫度傳感器S1；測量來自于初級回路(4)的第一流體的溫度T3的第二溫度傳感器S3；電性地連接到所述第一溫度傳感器S1和所述第二溫度傳感器S3上的控制單元(9)，所述傳感器(S1,S3)生成隨溫度T1和T3變化的電信號，且構成控制單元(9)的輸入電信號。
【專利說明】控制裝配到加熱系統上的變量輸送泵的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及特別用于產生家用熱水或對建筑物、公寓樓或修建成彼此緊鄰的多個住宅單位加熱的加熱系統領域。
[0002]本發明更具體地針對一種控制裝配在初級回路上的變量(variable)輸送泵的方法，第一流體在初級回路中流動，從而允許次級回路中的第二流體通過熱交換器加熱。因此，初級回路包括熱源，其用于向第一流體供應經由熱交換器傳送至第二流體的卡路里。
【背景技術】
[0003]加熱系統大體上是已知的，其中變量輸送泵由控制單元隨從熱交換器輸出的第二流體的溫度變化來控制。
[0004]當該溫度較低時，控制單元然后生成指令來泵送，以增加其輸送，從而允許增大熱交換器內在第一流體與第二流體之間的卡路里傳遞。
[0005]然而，控制變量輸送泵的所述方法可生成浪涌效應(surge effect)，即，泵反復地被觸動且然后停止，生成了較高的能量消耗，以及可能的泵的過早磨損。
[0006]同樣，由于初級回路中流動的第一流體的溫度必須不斷地升高來滿足熱交換器中的瞬時能量需求，故此方法在初級回路中生成了顯著的能量損失。
[0007]因此，本發明的目的在于通過考慮相應的熱交換器輸出端處的第一流體和第二流體兩者的溫度來調整變量輸送泵的控制。
[0008]另一個目的在于減少由初級回路生成的能量損失。
[0009]另一個目的在于減少交換器的阻塞。
[0010]最后，另一個目的在于不論加熱系統投入什么實際使用都產生最大的泵輸送自動調整。
【發明內容】
[0011]因此，本發明涉及一種控制裝配到加熱系統上的變量輸送泵的方法，包括:
連接到兩個流體回路上的熱交換器，且其中來自于初級回路的第一流體將熱能傳送至
來自于次級回路的第二流體，所述變量輸送泵使得有可能改變熱交換器內的第一流體的流速；
初級回路上的回流環路，允許到達熱交換器輸入端的第一流體與來自于熱交換器輸出端的第一流體的一部分混合；
設在熱交換器輸出端處且測量來自于次級回路的第二流體的溫度Tl的第一溫度傳感器Si ；
設在熱交換器輸出端處且測量來自于初級回路的第一流體的溫度T3的第二溫度傳感器S3 ；
電性地連接到所述第一溫度傳感器SI和第二溫度傳感器S3上的控制單元，所述傳感器生成隨溫度Tl和T3變化的電信號，且構成控制單元輸入電信號，所述控制單元能夠在輸出端處生成用于控制變量輸送泵的指令；
其特征在于，變量輸送泵控制指令通過分別關于閾值TthI和Tth3比較各個溫度Tl和T3來生成，且在于:
當所述溫度Tl和T3同時分別低于閾值TthI和Tth3時，則控制指令信號的額定電壓升高以便逐步增加泵輸送，以及；
當所述溫度Tl和T3同時分別高于閾值TthI和Tth3時，則控制指令信號的額定電壓降低以便減少泵輸送。
[0012]換言之，第一流體和第二流體的溫度Tl和T3在熱交換器的輸出端處測得，且溫度傳感器SI和S3將電信號傳送至控制單元。然后，這些溫度Tl和T3與閾值TthI和Tth3相比較，以便生成泵控制指令。
[0013]當存在對初級回路和次級回路兩者上的熱能的需要時，且因此在溫度Tl和T3同時低于閾值TthI和Tth3時，泵控制指令的額定電壓然后增大，從而逐步增加泵輸送。
[0014]相反，如果溫度Tl和T3同時高于閾值TthI和Tth3時，這意味著不需要熱交換器中的卡路里傳送，且因此泵控制指令信號的額定電壓降低以便減少泵輸送。
[0015]有利的是，閾值TthI可隨次級回路上的使用者的熱需求變化。
[0016]換句話說，熱交換器輸出端處的第二流體的溫度Tl的閾值確定為隨第二流體構成的用途變化。實際上，如果問題是特別用于低溫加熱系統如地板加熱等的家用熱水或加熱水，則TthI的溫度不是相同的。
[0017]實際上，加熱系統可包括設在熱交換器輸入端處且測量來自于次級回路的第二流體的溫度T2的第三溫度傳感器S2，且其中閾值Tth3隨第二流體的溫度T2變化。
[0018]因此，控制單元使用來自于定位在次級回路上的交換器輸入端處的第三溫度傳感器S2的信號來生成控制指令。
[0019]此外，閾值溫度Tth3不斷隨由溫度傳感器S2測得的溫度T2變化來改變。
[0020]根據一個特定實施例，閾值可等于溫度T2與隨所述熱交換器的性能變化的預定值Tperf之間的和。
[0021]換言之，為了確定閾值溫度Tth3，第二流體的瞬時溫度T2加到預定值Tperf上，其可隨熱傳遞的有效性從一個熱交換器到另一個變化。
[0022]有利的是，預定值Tpwf可在5°C至25°C之間，且更具體在10°C至20°C之間。
[0023]熱交換器的性能越差，所述預定值Tpwf就越高，且相反，熱交換器的性能越好，預定值Tperf就越低。
[0024]實際上，泵控制指令信號的額定電壓可在O到10伏特之間變化。
[0025]根據其它備選方案，泵控制指令信號還可利用電流來實現，電流的強度在4mA到20mA之間變化，或又對應于其電壓為230伏特(3點)類型的信號。
[0026]根據一個特定實施例，泵控制指令信號的額定電壓可隨來自于第一溫度傳感器SI和第二溫度傳感器S3的兩個信號中的至少一個的額定電壓變化。
[0027]換句話說，控制單元可將由兩個溫度傳感器S1、S3中的至少一個生成的信號直接地傳送至泵。還可在將信號輸送至泵之前將校正因數應用于該信號。
[0028]在所有情況下，泵控制指令信號的額定電壓然后與來自于第一溫度傳感器SI和第二溫度傳感器S3的兩個信號中的至少一個的額定電壓成比例。[0029]有利的是,來自于第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓可與來自于第二溫度傳感器S3的信號的額定電壓相比較，且泵控制指令信號的額定電壓可隨來自于第一溫度傳感器SI和第二溫度傳感器S3的兩個信號中的最小額定電壓變化而生成。
[0030]在此情況下，控制單元用于識別來自于第一溫度傳感器SI和第二溫度傳感器S3的信號之間的最低額定電壓。該最低電壓然后用于生成泵控制指令信號的額定電壓。
[0031]根據第一實施例，控制單元能夠控制設在熱交換器輸入端處的初級回路上的三通閥，該三通閥能夠使到達熱交換器輸入端的第一流體與經由回流環路來自于熱交換器輸出端的第一流體的一部分相混合。
[0032]換句話說，第一流體經由回流環路的回流借助于三通閥調節。回流至熱交換器輸入端的第一流體的該部分的流速然后隨由控制單元控制的三通閥的狀態變化。
[0033]在此情況下，三通閥控制指令信號的額定電壓可隨來自于第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓變化。
[0034]因此，控制單元能夠直接地使用來自于第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓來生成三通閥控制指令。
[0035]實際上，加熱系統可包括設在熱交換器輸入端處且測量來自于初級回路的第一流體的溫度T4的第四溫度傳感器S4，且三通閥控制指令信號的額定電壓可隨來自于第四溫度傳感器S4的信號的額定電壓變化。
[0036]換言之，為了生成三通閥控制指令，還使用了設在初級回路上的熱交換器輸入端處的第四溫度傳感器S4的信號。
[0037]根據一個特定實施例，來自于第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓可與來自于第四溫度傳感器S4的信號的額定電壓相比較，且三通閥控制指令信號的額定電壓然后可隨來自于第一溫度傳感器SI和第四溫度傳感器S4的兩個信號的最小額定電壓變化而生成。
[0038]因此，控制單元能夠比較來自于第一溫度傳感器SI和第四溫度傳感器S4的信號的額定電壓，且然后直接地使用識別的最低電壓來生成三通閥控制指令。
[0039]正如之前那樣，可使用校正系數，且因此三通閥控制指令信號的電壓保持與由溫度傳感器SI，S4供應的信號的最低電壓成比例。
[0040]根據第二實施例，控制單元能夠控制設在回流環路下游的初級回路上的二通閥，二通閥能夠通過回流環路來沿熱交換器輸入端的方向定向來自于交換器輸出端的第一流體。
[0041]然后，控制單元控制該二通閥的開啟或閉合，以便改變回流環路中流動的流體量。
[0042]在該備選方案中，二通閥控制指令的額定電壓可隨來自于第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓變化。
[0043]因此，控制單元直接地使用來自于第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓來生成二通閥控制指令。
[0044]有利的是，加熱系統可包括設在熱交換器輸入端處且測量來自于初級回路的第一流體的溫度T4的第四溫度傳感器S4，且二通閥控制指令信號的額定電壓可隨來自于第四溫度傳感器S4的信號的額定電壓變化。
[0045]換言之，為了生成二通閥控制指令，還使用了布置在初級回路上的熱交換器輸入端處的第四溫度傳感器S4的信號。
[0046]根據一個特定實施例，來自于第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓可與來自于第四溫度傳感器S4的信號的額定電壓相比較，且二通閥控制指令信號的額定電壓可隨來自于第一溫度傳感器SI和第四溫度傳感器S4的兩個信號的最小額定電壓變化而生成。
[0047]因此，控制單元能夠比較來自于第一溫度傳感器SI和第四溫度傳感器S4的信號的額定電壓，且然后直接地使用最低額定電壓來生成二通閥控制指令。
[0048]正如之前那樣，可使用校正系數，且因此二通閥控制指令的電壓與由溫度傳感器SI, S4供應的信號的最低電壓成比例。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0049]可執行本發明的方式和所得的優點將從由附圖支持的為了信息目的且非限制性地給出的以下實施例的詳述中變得更清楚，在附圖中:
圖1圖解示出了包括由根據本發明的方法控制的變量輸送泵的加熱系統的第一備選方案；
圖2圖解示出了包括由根據本發明的方法控制的變量輸送泵的加熱系統的第二備選方案。
【具體實施方式】
[0050]如已經提到的那樣，本發明涉及一種控制裝配到加熱系統上的變量輸送泵的方法。
[0051]如圖1中所示的加熱系統I包括熱交換器3，其中第一流體將其卡路里傳送至第二流體。第一流體在初級回路4內流動，且在輸入端7處進入熱交換器3，且然后再出現在輸出端8處。同樣，第二流體在次級回路5中流動，且在輸入端17處進入熱交換器3且在輸出端18處再出現。
[0052]如圖所示，初級回路4還包括回流泵6，其允許從熱交換器出現的第一流體的一部分沿熱交換器的輸入端7的方向回流。然后，設在熱交換器3的輸入端7處的三通閥可用于調節在回流環路6中流動的第一流體的流速。
[0053]此外，變量輸送泵2可用于控制熱交換器3內的第一流體的流速。
[0054]此外，控制單元9可用于控制變量輸送泵2和三通閥12。為此，控制單元9收集來自于定位在熱交換器3的輸入端和輸出端處的溫度傳感器的信息。因此，所述加熱系統I包括定位在次級回路上的熱交換器輸出端處的第一溫度傳感器Si。其還包括定位在初級回路4上的熱交換器8處的第二溫度傳感器S3。
[0055]此外，所述加熱系統I還可包括設在次級回路5上的熱交換器輸入端17處的第三溫度傳感器S2。同樣，在本發明的另一個備選方案中，系統I可包括定位在初級回路4上的熱交換器輸入端7處的第四溫度傳感器S4。
[0056]如前文指定的那樣，控制單元9確定主要隨來自于溫度傳感器SI和S3的信號變化的應用于變量輸送泵2的控制指令。當所述溫度低于閾值TthI和Tth3時，用于控制泵的指令信號的額定電壓增大，以便逐步增加泵輸送。
[0057]相反，當升高的溫度Tl和T3同時高于閾值TthI和Tth3時，控制單元9降低用于控制變量輸送泵2的指令信號的額定電壓以便減少泵輸送。
[0058]有利的是，泵控制指令信號的額定電壓可直接地通過比較來自于第一傳感器SI和第二傳感器S2的信號和通過使用具有最低額定電壓的一個來生成。
[0059]同樣，用于控制三通閥12的指令信號的額定電壓可直接地通過比較來自于第一溫度傳感器SI和第四溫度傳感器S4的信號和通過使用具有最低額定電壓的一個來直接地生成。
[0060]如圖2中所示，且根據另一個備選方案，加熱系統11可包括二通閥13，其允許替換圖1中之前示出的三通閥。實際上，所述二通閥13還用于調節回流環路6中流動的第一流體的流速。
[0061]從所述上文已經清楚的是，根據本發明控制變量輸送泵的方法具有大量優點，且具體而言:
其意味著避免了泵中的浪涌效應；
其確保了與第二流體的最佳瞬時熱交換；
其意味著減少了由初級電路生成的能量損失；
其意味著可通過降低進入交換器中的第一流體的溫度來減小阻塞效果；
其意味著第一流體的最大流速可自動地且自適應地自動調整，而不需要人工介入或任何附加的調整。
【權利要求】
1.一種用于控制裝配到加熱系統(1，11)上的變量輸送泵(2)的方法，包括: 連接到兩個流體回路(4，14)和(5)上的熱交換器(3)，且其中來自于初級回路(4，14)的第一流體將熱能傳送至來自于次級回路(5)的第二流體，所述變量輸送泵(2)使得有可能改變所述熱交換器(3)內的所述第一流體的流速； 在所述初級回路(4，14)上的回流環路(6)，其允許到達所述熱交換器(3)的輸入端(7)的所述第一流體與來自于所述熱交換器(3)的輸出端(8)的所述第一流體的一部分混合； 設在所述熱交換器(3)的輸出端(18)處且測量來自于所述次級回路(5)的第二流體的溫度Tl的第一溫度傳感器SI ； 布置在所述熱交換器(3)的輸出端(8)處且測量來自于初級回路(4，14)的所述第一流體的溫度T3的第二溫度傳感器S3 ； 電性地連接到所述第一溫度傳感器SI和所述第二溫度傳感器S3上的控制單元(9)，所述傳感器S1、S3生成隨所述溫度Tl和T3變化的電信號，且構成所述控制單元(9)的輸入電信號，所述控制單元(9)能夠在輸出端處生成用于控制所述變量輸送泵(2)的指令；其特征在于，用于控制所述變量輸送泵(2)的指令通過分別關于閾值TthI和Tth3比較各個溫度Tl和T3來生成，且在于: 當所述溫度Tl和T3同時分別低于所述閾值TthI和Tth3時，則所述控制指令信號的額定電壓升高以便逐步增加所述泵⑵的輸送，以及； 當所述溫度Tl和T3同時分別高于所述閾值TthI和Tth3時，則所述控制指令信號的額定電壓降低以便減少所述泵⑵的輸送。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述閾值TthI隨所述次級電路(5)上的使用者的熱需要變化。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述加熱系統包括設在所述熱交換器(3)的輸入端(17)處且測量來自于所述次級回路(5)的第二流體的溫度T2的第三溫度傳感器S2，且其中，所述閾值Tth3隨所述第二流體的溫度T2變化。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述閾值Tth3等于所述溫度T2與取決于所述熱交換器(3)的性能的預定值Tperf之間的和。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述預定值Tperf在5°C至25°C之間，且更具體地在10°C至20°C之間。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，用于控制所述泵(2)的指令信號的額定電壓在O到10伏特之間變化。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，用于控制所述泵(2)的指令信號的額定電壓隨來自于所述第一溫度傳感器SI和所述第二溫度傳感器S3的兩個信號中的至少一個的額定電壓變化。
8.根據權利要求7所述的方法,其特征在于,來自于所述第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓與來自于所述第二溫度傳感器S3的所述信號的額定電壓相比較，且其中，用于控制所述泵(2)的指令信號的額定電壓隨來自于所述第一溫度傳感器SI和所述第二溫度傳感器S3的兩個信號的最小額定電壓變化而生成。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制單元(9)控制設在所述交換器(3)的輸入端(7)處的初級回路(4)上的三通閥(12)，所述三通閥(12)能夠使到達所述熱交換器(3)的輸入端(7)的第一流體與通過所述回流環路(6)來自于所述交換器(3)的輸出端(8)的所述第一流體的一部分相混合。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，用于控制所述三通閥(12)的指令信號的額定電壓隨來自于所述第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓變化。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述加熱系統(I)包括設在所述熱交換器⑶的輸入端(7)處且測量來自于所述初級回路⑷的所述第一流體的溫度(T4)的第四溫度傳感器S4，且其中，用于控制所述三通閥(12)的指令信號的額定電壓隨來自于所述第四溫度傳感器S4的信號的額定電壓變化。
12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，來自于所述第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓與來自于所述第四溫度傳感器S4的信號的額定電壓相比較，且其中，用于控制所述三通閥(12)的指令信號的額定電壓隨來自于所述第一溫度傳感器SI和所述第四溫度傳感器S4的兩個信號的最小額定電壓變化而生成。
13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制單元(9)控制設在所述回流環路(6)下游的所述初級回路(14)上的二通閥(13)，所述二通閥(13)能夠使來自于所述交換器(3)的輸出端(8)的第一流體通過所述回流環路(6)沿所述熱交換器(3)的輸入端 (7)的方向定向。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，用于控制所述二通閥(13)的指令信號的額定電壓隨來自于所述第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓變化。
15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述加熱系統(11)包括設在所述熱交換器⑶的輸入端⑵處且測量來自于所述初級回路(14)的所述第一流體的溫度(T4)的第四溫度傳感器S4，且其中，用于控制所述二通閥(13)的指令信號的額定電壓隨來自于所述第四溫度傳感器S4的信號的額定電壓變化。
16.根據權利要求15所述的方法,其特征在于，來自于所述第一溫度傳感器SI的信號的額定電壓與來自于所述第四溫度傳感器S4的信號的額定電壓相比較，且其中，用于控制所述二通閥(13)的指令信號的額定電壓隨來自于所述第一溫度傳感器SI和所述第四溫度傳感器S4的兩個信號的最小額定電壓變化而生成。
【文檔編號】F24D19/10GK104024744SQ201280050373
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年10月12日 優先權日:2011年10月27日
【發明者】M.佩蘭, S.托馬齊克 申請人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司, 阿爾法拉瓦爾Hes公司