[发明专利]基于需要的供热功率的供热系统控制

说明书

技术领域

本申请涉及供热系统，并且更特别地涉及其中由中央供热单元控制热量 携带介质在热量分布系统中的流动的供热系统。

背景技术

在诸如水载供热系统中实现的传统的室内温度控制，是基于室外和前向 热载体温度之间的简单关系的。典型地，控制器具有大量的预设曲线，这些 曲线通常由一条或多条包括具有规定的斜率、偏移和可能的交点的线条构 成。用户随后选择与建筑物的特性相对应的曲线。通常通过校准时段期间的 试验和差错来进行优化。

这种校准的问题在于建筑物与环境之间很难处于平衡(天气变化通常比 建筑物的时间常量快)。因此，典型地，确定合适的斜率和偏移非常困难。

近几年来，已经建议对建筑物和环境之间的热传递进行建模，并且在控 制过程中使用该模型。这种模型的一个实例由瑞典计量及水利研究所 (SMHI)进行描述，并由霍尼韦尔(Honeywell)公司以“Weathergain”的 名称投入市场。根据该系统，使用房屋模型和对未来气候变化的预测来将当 前室外温度转换成“等价”室外温度。这种“等价”室外温度随后被提供到 传统控制系统，使得其稍微更加有效。

US 6,439,469中给出了另一实例，其中房屋热量交换模型和天气预测被 用于流温度的预控制。

文件WO 91/16576中描述了一种用于通过监测被加热的液体的流温度 和返回温度、流速率、房间温度和外部周围环境温度来控制热量生成装置的 方法。

文件US 4,089,462中描述了被配置成根据周围环境温度和系统运作所 在的房间的K因子来使控制点移位的温度控制系统。

发明内容

本发明的目标在于克服上面提及的一些问题，并提供一种用于室内供热 系统的改进的控制系统，该改进的控制系统能够实现具有更高能量效率的室 内供热。

这一目标和其他目标通过一种用于根据期望的室内温度来对建筑物的 室内供热系统进行控制的控制系统来实现，该控制系统包括：

用于检测室外温度的传感器；

用于检测热量携带介质的返回温度的传感器，该热量携带介质以一流速 率在热分布系统中进行循环，

控制器，适用于：

根据P_req＝P_loss-P_source来确定由所述热分布系统传送以维持供热功率平 衡的所需要的供热功率P_req，其中P_loss是从建筑物损失掉的供热功率的近似 值，该P_loss包括通过建筑物墙壁传递的供热功率的动态近似值，该动态近似 值至少基于期望的室内温度、检测到的室外温度、墙壁的热传递系数和墙壁 的热容量，并且P_source是供热系统外部的供热功率源的近似值；以及基于检 测到的返回温度来控制前向流温度和流速率的组合，以便确保分布系统传递 所需要的供热功率。

根据本发明，通过至少考虑期望的室内温度和检测到的室外温度来对和 建筑物的相关的供热功率损失和供热功率源进行近似。这使得能够确定所需 要的供热功率。控制系统随后控制前向流温度和流速率的组合，从而控制传 递到热量携带介质的供热功率，并以此控制传递到建筑物中的供热功率。

这与现有技术不同，在现有技术中来自房屋模型等的任何信息仅被用于 基于温度曲线(即T_forward和室外温度之间的关系)来辅助常规控制模型。

诸如“Weathergain”系统的现有技术解决方案同样无可否认地给出确定 传递到环境中的供热功率并使用该供热功率来确定所需要的供热功率的教 导。然而，根据现有技术的系统，供热功率不是被直接控制，而是通过使用 具有修正的室外温度的温度曲线来间接控制。

根据本发明，建筑物的供热功率平衡的动态模型被用于控制由供热系统 传递的供热功率。这相比于仅仅基于根据室外温度的流温度控制来说，会带 来控制上的改进。