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Thermisches Modell zur selbsttätigen Regelung von Raumheizungsanlagen 'Es sind Anordnungen zur selbsttätigen Regelung von Raumheizungsanlagen in Gestalt elektrisch be- heizter Kammern, sogenannter thermischer Modelle, bekannt. Diese bestehen im wesentlichen aus einer allen Witterungseinflüssen ausgesetzten Kammer, dem Vergleichsraum zu dem zu beheizenden Gebäude, mit einer elektrischen Heizungseinrichtung und einem Regler, der die in den Räumen des zu beheizenden
Gebäudes gewünschte Temperatur innerhalb der Kammer durch Steuerung der Kammerheizung aufrecht- erhält.
Hinsichtlich der Wärmeübergangsverhältnisse in seinem Inneren ist das thermische Modell so ein- gerichtet, dass bei seiner Aufstellung im Freien der Strombedarf zur Aufheizung der Kammer auf die im
Gebäude geforderte Temperatur dem Wärmebedarf des Gebäudes entspricht und daher als Mess- oder
Steuergrösse verwendet werden kann. Dies geschieht beispielsweise derart, dass innerhalb der Kammer des thermischen Modells ein als Wärmefühler wirkender temperaturabhängiger Widerstand angeordnet ist, der in Reihe mit einem Brückenwiderstand den einen Zweig einer Messbrücke bildet und in bekannter Weise entsprechend dem von der Kammerheizvorrichtung ausgehenden Wärmestrom den Heizungsregler, etwa das Gebläse einer Heizungsanlage, stetig steuert.
Mit Vorteil lässt sich das thermische Modell auch zur
Steuerung eines Reglers für eine Speicherheizung verwenden. Hiebei kommt es darauf an, die zur Heizung der Kammer des im Freien aufgestellten thermischen Modells erforderliche Energie mit dem Wärmebedarf der zu beheizenden Räume eines Gebäudes in Beziehung zu setzen und dem Regler der Speicherheizung eine Messgrösse zu liefern, die ihrerseits die Aufladung des Speichers steuern kann.
Bei derartigen thermischen Modellen ist der Schaltkontkat des Temperaturreglers so eingestellt, dass er bei Überschreiten der gewünschten Raumtemperatur öffnet und beim Unterschreiten dieser Temperatur schliesst. Dieser Regelpunkt ist fest eingestellt und lässt sich bei den bekannten Anordnungen betriebsmä- ssig nicht verändern ; vielmehr ist ein Eingriff in das thermische Modell selbst erforderlich, um den Regelpunkt des Temperaturreglers auf die gewünschte Raumtemperatur einzustellen. Eine gewisse Regelmöglichkeit der Temperatur in den zu beheizenden Räumen lässt sich allerdings dadurch erreichen, dass in den Stromkreis der Kammerheizung ein regelbarer Widerstand eingeschaltet ist.
Mit Hilfe dieses Widerstandes ist es möglich, je nach Einstellung die Zeitdauer, die erforderlich ist, um die Kammer auf eine bestimmte Temperatur aufzuheizen, zu verlängern oder zu verkürzen und damit die Heizung der Räume zu verstärken oder abzuschwächen. Bei einer solchen Regelung lassen sich jedoch Überhitzungen oder Unterkühlungen der Räume je nach der herrschenden Aussentemperatur nicht vermeiden. So ist es beispielsweise möglich, dass bei sehr kühlem Wetter und eingeschaltetem Regelwiderstand die Kammer des thermischen Modells zu langsam auf die geforderte Raumtemperatur gebracht wird. Damit erfolgt aber z. B. bei einer Speicherheizung eine stärkere Aufheizung des Speichers, die nicht dem tatsächlichen Bedarf des zu beheizenden Gebäudes entspricht und deshalb zu einer Überhitzung der Räume führt.
Umgekehrt ist bei mildem Wetter eine Unterkühlung der Räume leicht möglich.
Diese Nachteile eines thermischen Modells zur selbsttätigen Regelung von Raumheizungsanlagen werden erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass innerhalb der Kammer eine zusätzliche, ständig eingeschaltete Heizung vorgesehen ist. Diese zusätzliche Heizung kann entweder zur Aufheizung der gesamten
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Kammer verwendet werden, oder auch nur auf die Heizung des Temperaturreglers unmittelbar beschränkt bleiben. Sie lässt sich beispielsweise in der Nähe des Temperaturreglers anordnen, um die zur Vorwärmung erforderliche Wärmemenge möglichst verlustfrei an den Temperaturregler abzugeben. Man kann sogar bei einem als Temperaturregler verwendeten Bimetallschalter die zusätzliche Heizung direkt auf dem Bimetallstreifen anbringen ; damit ist eine grösstmögliche Ausnutzung der an der zusätzlichen Heizung entstehenden Wärmemenge erreicht.
In jedem Falle aber erfährt der Temperaturregler in der Kammer des thermischen Modells eine Erwärmung unabhängig davon, ob die geregelte Kammerheizung selbst eingeschaltet ist oder nicht. Diese Vorwärmung der Kammer bzw. des Temperaturreglers mittels der zusätzlichen Heizung nach der Erfindung kommt einer Verschiebung des Regelpunktes des thermischen Modells gleich ; der Anspr6chwen des Temperaturreglers bleibt jedoch dabei unverändert. Durch einen Regelwiderstand, der in dem Stromkreis der zusätzlichen Heizung eingeschaltet ist, lässt sich je nach seinem frei wählbaren Widerstandswert die scheinbare Verschiebung des Regelpunktes beliebig einstellen.
Dieser Regelwiderstand ist dabei vorzugsweise ausserhalb des thermischen Modells, etwa in den Innenräumen des zu beheizenden Gebäudes, untergebracht. Die Möglichkeit einer gleichsam beliebigen Ver- schiebung der Regeltemperatur eines thermischen Modells mit Hilfe einer zusätzlichen Heizung gemäss der Erfindung kann vorzugsweise bei einer Speicherheizung zur Anpassung der Regelmöglichkeiten eines thermischen Modells an die zur Verfügung stehende Heizanlage'eines Gebäudes und an die Gewohnheiten seiner Bewohner verwendet werden. Bei einem innerhalb eines thermischen Modells fest eingestellten Ansprechwert des Temperaturreglers ist bei sinkender Aussentemperatur eine besimmte Wärmemenge nötig, um die Kammer bzw. den Temperaturregler wieder auf den geforderten Temperaturwert zu bringen.
Diese zur Aufheizung der Kammer erforderliche Wärmemenge steigt mit fallender Kammer- bzw. Aussen- temperatur. Wird nun durch die zusätzliche Heizung nach der Erfindung die Kammer bzw. der Temperaturregler auf einen bestimmten Temperaturwert vorgewärmt, so ist bei sinkender Aussentemperatur von der Kammerheizung selbst nur die Wärmemenge aufzubringen, die erforderlich ist, um den Temperaturregler wieder von der durch Vorwärmung erreichten Temperatur auf seinen Ansprechwert zu bringen. Die hiezu erforderliche Wärmemenge entspricht aber lediglich der Temperaturdifferenz von Ansprechwert und durch Vorwärmung erzeugter Kammertemperatur.
Da bei einer Speicherheizung der Strombedarf des geregelten Widerstandes, der notwendig ist, um den Temperaturregler auf seinen Ansprechwert zu bringen, als Mess- oder Steuergrösse einem Zählwerkzugeführt und als Bezugsgrösse der Aufheizung eines Speichers zugrundegelegt werden kann, ist es auf diese Weise möglich, zur Beheizung der Räume eine geringere Wärmemenge zur Verfügung zu stellen, als nach dem fest eingestellten Ansprechwert des Temperaturreglers zu erwarten wäre.
Bei einer gewünschten Raumtemperatur, die unterhalb des Ansprechwertes des im thermischen Modell befindlichen Temperaturreglers liegt, lässt sich diese Temperatur betriebsmässig dadurch erreichen, dass je nach dem Grad der Vorwärmung der Leistungsbedarf des geregelten Widerstandes zur Aufheizung der Kammer bis zur Erreichung des Ansprechwertes eines Temperaturreglers gesenkt wird. Der Vorteil der Erfindung liegt demnach in der Möglichkeit, unabhängig von den Aussentemperaturen betriebsmässig eine gleichmässige Beheizung der Innenräume eines Gebäudes unter Berücksichtigung frei wählbarer Temperaturwerte zu erreichen, ohne dass ein Eingriff in das im Freien befindliche, eventuell schwer zugängliche Modell notwendig ist.
Mit Vorteil lässt sich die Erfindung bei einer Nachtstromspeicherheizung dadurch verwirklichen, dass der Widerstand, mit dessen Hilfe der Grad der Vorwärmung des Temperaturreglers beliebig eingestellt werden kann, in dem für eine Speicherheizung erforderlichen Regler untergebracht ist. Dieser Regler hat die Aufgabe, die zur Aufheizung der Kammer eines thermischen Modells erforderliche Energie mit dem Wärmebedarf des zu beheizenden Gebäudes in Beziehung zu setzen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen Anord- nungen eines thermischen Modells mit einer zusätzlichen ständig eingeschalteten Heizung als Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Fig. 3 stellt die Regelcharakteristik des thermischen Modells nach der Erfindung dar.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 die allen Witterungseinflüssen ausgesetzte Kammer des thermischen Modells bezeichnet. 2 ist ein als Temperaturregler verwendeter Bimetallschalter mit seinem Schaltkontakt,¯ 2a und 3 ist ein in der Kammer untergebrachter Heizwiderstand. Der in diesem Heizkreis liegende Regelwiderstand ist 4. Zur Steuerung eines Heizungsreglers, der z. B. der Steuerung des Gebläses einer Heizanlage dient, kann das thermische Modell einen Wärmefühler enthalten.
Mit 5 ist die zusätzliche, ständig eingeschaltete Heizung gemäss der Erfindung bezeichnet, der in diesem Stromkreis liegende regelbare Widerstand ist 6.
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durch Fernbedienung verstellbar zu machen.
Mitunter kann es von Vorteil sein, zur Regelung des thermischen Modells die Möglichkeiten einer durch den Widerstand 4 geregelten Kammerheizung 3 mit einer durch den Regelwiderstand 6 eingeschalteten Zusatzheizung 5 nach der Erfindung zu kombinieren. Hiemit lässt sich eine Regelcharakteristik des thermischen Modells erreichen, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Je nach Einstellung des Regelwiderstandes 4 bzw. je nach Wahl der Vorwärmung mittels der zusätzlichen Heizung 5 lässt sich jede Regelkennlinie r um Winkelbeträge 5 schwenken bzw. um A-Beträge parallel zu sich selbst verschieben.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Thermisches Modell zur selbsttätigen Regelung von Raumheizungsanlagen in Gestalt einer allen Witterungseinflüssen ausgesetzten, über einen Temperaturregler durch einen Heizwiderstand beheizten Kammer, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Kammer eine zusätzliche, ständig eingeschaltete Heizung vorgesehen ist.