Verfahren zur Regelung der Temperatur eines von einer Heizanlage grosser Wärmeaufnahmefähigkeit beheizten Raumes. In von einer Heizanlage grosser Wärme aufnahmefähigkeit beheizten Räumen ist das An- und Abschalten der Heizung in Ab hängigkeit von der Raumtemperatur deshalb nicht besonders günstig, da nach erfolgter Unterbrechung der Heizung eine Abgabe der Wärmeenergie in einem solchen Masse er folgt, dass damit noch ein weiteres Anstei gen der Paumtemperatur verbunden ist. Der tatsächlich vorhandene Wert der Raumtem peratur stimmt dann mit dem am Regler eingestellten Wert nicht überein. Dem zufolge sind somit auch die Schwankungen der Raumtemperatur bedeutend grösser, als sie der Empfindlichkeit des Reglers ent sprechen.
Diese Schwankungen sind natür lich umso grösser, je grösser die Wärmeauf nahmefähigkeit der Heizanlage ist.
Dieser Nachteil von Heizanlagen grosser Wärmeaufnahmefähigkeit kann vermieden werden, wenn die Regelung der Temperatur des beheizten Raumes in Abhängigkeit von der- Aussentemperatur vorgenommen wird. Bei den bisher bekannt gewordenen Regel einrichtungen dieser Art kann jedoch die Temperaturregelung des Raumes entspre chend der Aussentemperatur nur stufen färmig erfolgen. Weiterhin ist für den Re gelvorgang selbst immer nur die am Anfang der Einschaltzeit auftretende Aussentempe ratur massgebend. Die Möglichkeit, während des Tages die Heizanlage in Abhängigkeit von der Aussentemperatur in kurzen Zeitab schnitten einzuschalten, wie es oftmals er wünscht ist, besteht ebenfalls nicht.
Als weiterer Übelstand derartiger Regleranord- nungen ist noch anzuführen, dass sie infolge der zwingenden Verwendung mehrerer Tem peraturregler und eines besonderen Schalt motors umständlich und demgemäss teuer sind. Die Eichung kann weiterhin nur an Ort und Stelle vorgenommen werden.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Regelung der Temperatur eines von einer Heizanlage grosser Wärmeauf nahmefähigkeit beheizten Raumes, bei dem die vorstehend erwähnten Nachteile vermie den werden können. Nach der Erfindung wird die Heizanlage intermittierend ein- und ausgeschaltet und das Verhältnis von Ein und Ausschaltzeit wird in eine konstante Raumtemperatur gewährleistende Abhängig keit von der Aussentemperatur gebracht.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Temperaturregleranordnung zur Ausführung des Verfahrens, bei der das wärmeempfind liche Element von der Aussentemperatur und von der Heizwirkung einer in Reihe mit der Reglerkontaktvorrichtung liegenden, die in.- termittierende Ein- und Ausschaltung be wirkenden Heizwicklung beeinflusst wird.
Anhand der Zeichnung soll die Erfin dung näher erläutert werden. In dieser zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Regleranordnung zur Ausführung des Ver fahrens bei einer elektrischen Heizanlage und die Fig. 2 ein für das nähere Verständnis der Erfindung dienendes Schaltdiagramm.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anord nung ist zwischen den beiden Netzleitern 1, 2 ein Steuerstromkreis 3 geschaltet, der eine Schaltuhr 4, einen Temperaturregler 5, einen Niederspannungstransformator 6 und ein, einen elektrischen .Speicherofen 7 an- und abschaltendes Schaltrelais 8 enthält.
Der im Freien angeordnete Temperatur regler 5 weist ein an sich bekanntes Bi metallband 9, eine von diesem gesteuerte Kontaktvorrichtung 10 und einen auf das Bimetallband 9 einwirkenden, von dem Nie derspannungstransformator 6 gespeisten, in Reihe mit der Kontaktvorrichtung 10 liegen den Heizwiderstand 11 auf.
Durch den in dem Temperaturregler 10 vorgesehenen Heizwiderstand 11 wird bei mit dem Netzleiter 1 durch die Schaltuhr 4 verbundenen Steuerstromkreis 3 die Regler- kontaktvorrichtung 10 abwechselnd ein- und ausgeschaltet, und zwar ist, was leicht ein zusehen ist, der Vorgang der, dass bei einer bestimmten Abkühlung des Bimetallbandes 9 die Kontaktvorrichtung 10 geschlossen und damit der Heizwiderstand 11 einge schaltet wird, wodurch eine Erwärmung des Bimetallbandes 9 erfolgt.
Nach einer gewis sen Zeit wird das Bimetallband 9 so stark erwärmt sein, dass die Kontaktvorrichtung 10 wieder geöffnet wird. Durch die darauf wieder einsetzende Abkühlung des Bimetall bandes 9 spielt sich dieser Vorgang von neuem ab. Es wird also durch den Heiz- widerstand 11 ein intermittierendes Schlie ssen und Unterbrechen des Steuerstromkrei ses 3 bewirkt. Dabei wird natürlich auch das in dem Steuerstromkreis 3 befindliche Schaltrelais 8 ein abwechselndes Ein- und Ausschalten des elektrischen Speicherofens 7 herbeiführen.
Die Ein- und Ausschaltdauer des Spei cherofens 7 wären nun immer gleich gross, wenn das Bimetallband 9 nur unter dem Einfluss des durch die Heizwirkung hervor- gerufenen,Heizwiderstandes:11 stehen würde.
Auf .das Bimetallband 9 wirkt jedoch auch noch die Aussentemperatur ein, wodurch na türlich entsprechend dem augenblicklichen Wert dieser Temperatur die Ein- und die Ausschaltdauer Änderungen unterworfen werden, und zwar wird bei tiefer Aussentem peratur die Einschaltzeit länger und bei hoher Temperatur kürzer sein, wobei wie derum die Ausschaltzeit entsprechend kür zer bezw. länger wird. Das Verhältnis von Einschah- und Ausschaltzeit des Reglers steht also in einer gewissen Abhängigkeit von der Aussentemperatur.
Um die Frage klar zu beantworten, ob sich das Verhältnis von Einschaltzeit zur Ausschaltzeit auch tatsächlich so verändert, dass die Temperatur in dem zu beheizenden Raum konstant bleibt, sei angenommen, dass der die Heizenergie liefernde elektrische Speicherofen 7 bei ständiger Einschaltung einen Temperaturunterschied von beispiels weise 40 zwischen Innen- und Aussentem peratur zu halten vermag. Der Speicherofen 7 wird dann bei einer Aussentemperatur von -20 den Raum gerade auf +20 auf heizen können.
Bei einer Einstellung des Temperatur reglers 5 auf die gewünschte Raumtempera tur, beispielsweise auf -f-'20 , wird nun das Bimetallband 9 bei einer Aussentemperatur von +20- seine Kontaktvorrichtung 10 dauernd offen halten, also den Heizwider- stand 11 und damit den Ofen 7 überhaupt nicht mehr einschalten. Weiterhin muss dann die Wattaufnahme des Heizwiderstandes 11 so eingestellt sein, dass bei Temperaturen unter -20' dieser und damit der Speicher ofen 7 ständig eingeschaltet bleiben.
Es ist also so, dass auch die Heizwirkung des Reiz widerstandes 11 genau den gleichen Tem peraturunterschied zwischen der im Regler gehäuse befindlichen Innentemperatur und der Aussentemperatur zu halten vermag, wie der Speicherofen 7 in seinem Raum. Um ein solches Abbild des zu beheizenden Raumes zu schaffen, muss natürlich der Temperatur regler 5 vollständig abgeschlossen sein, wo durch er gleichzeitig auch gegen Witte rungseinflüsse geschützt ist.
Da weiterhin Abkühlung und Aufhei- zung sowohl in dem zu beheizenden Raum, als auch im Innern des Reglergehäuses nach den gleichen Gesetzen verlaufen, muss also auch die Verhältniszahl von Ein- und Aus schaltzeit, die der Regler 5 ergibt, bei jeder Aussentemperatur zwischen -20' und +20' so sein, dass die Raumtemperatur konstant bleibt.
Aus dem .Schaltdiagramm der Fig. 2 kann man leicht die Arbeitsweise des Reg lers 5 in Abhängigkeit von der Aussentem peratur erkennen. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, wird bei -20 überhaupt nicht mehr ausgeschaltet. Bei etwa<B>-18'</B> ist die Ausschaltdauer nur sehr kurz und bei etwa -r12 wohl noch klein, aber doch schon etwas grösser als vorher. Langsam nimmt nun bei der Temperatursteigerung die Ausschaltdauer zu. Schliesslich wird bei Erreichung der Temperatur von +20' über haupt nicht mehr eingeschaltet.
Durch die .Schaltuhr 4 soll in üblicher Weise der Reglerstromkreis 3 während des billigen Nachttarifes dauernd, während des Hochtarifes aber nur zu bestimmten Zeiten mit dem Netzleiter 1 verbunden werden.
Für die Aufstellung der Reglerappara- tur ist lediglich nur die Angabe des Tempe raturunterschiedes, die der Ofen 7 zwischen Innen- und Aussentemperatur bei ständiger Einschaltung zu halten vermag, notwendig. Bei Kenntnis dieses Temperaturunterschie des kann dann ohne weiteres die Einstellung des Heizwiderstandes 11 in der Fabrik vor genommen werden. Für besondere Fälle ist es natürlich auch noch .denkbar, in Serie mit dem Heizwiderstand 11 noch einen kleinen Regulierwiderstand zu schalten, durch den noch kleine Differenzen an Ort und Stelle ausgeglichen werden können.
Die Einstel lung der gewünschten Raumtemperatur wird ebenfalls direkt am Regler vorgenommen, dessen Skala genau die gleiche bleibt, wie für normale Verwendungszwecke. Der Auf bau und die Eichung der Regelanlage ist also äusserst einfach. Da weiterhin die Tem peraturregelung nicht stufenweise, sondern fortlaufend erfolgt, arbeitet diese ausser ordentlich genau. Es ist selbstverständlich, dassi das Verfahren für jede Heizungsart, beispielsweise für Warmwasseranlagen mit Ölheizung anwendbar ist.
Process for regulating the temperature of a room heated by a heating system with a large heat absorption capacity. In rooms heated by a heating system with a high heat absorption capacity, switching the heating on and off depending on the room temperature is therefore not particularly favorable, since after the heating has been interrupted, the heat energy is released to such an extent that another Rise in the Paum temperature is connected. The actual value of the room temperature then does not match the value set on the controller. As a result, the fluctuations in room temperature are significantly greater than they correspond to the sensitivity of the controller.
These fluctuations are of course greater, the greater the heat absorption capacity of the heating system.
This disadvantage of heating systems with a high heat absorption capacity can be avoided if the temperature of the heated room is regulated as a function of the outside temperature. In the previously known control devices of this type, however, the temperature control of the room can only be done gradually according to the outside temperature. Furthermore, only the outside temperature that occurs at the beginning of the switch-on time is decisive for the control process itself. The possibility of switching on the heating system during the day depending on the outside temperature in short periods of time, as is often desired, is also not available.
Another drawback of such controller arrangements is that they are cumbersome and therefore expensive due to the mandatory use of several temperature controllers and a special switch motor. The calibration can still only be carried out on site.
The invention relates to a method for regulating the temperature of a space heated by a heating system of large heat absorption capacity, in which the above-mentioned disadvantages can be avoided. According to the invention, the heating system is switched on and off intermittently and the ratio of on and off time is brought into a constant room temperature ensuring dependence on the outside temperature.
The invention also relates to a temperature controller arrangement for carrying out the method, in which the thermosensitive element is influenced by the outside temperature and the heating effect of a heating winding which is in series with the controller contact device and which causes the switching on and off.
The invention will be explained in more detail using the drawing. 1 shows an exemplary embodiment of a controller arrangement for executing the process in an electrical heating system, and FIG. 2 shows a circuit diagram serving for a more detailed understanding of the invention.
In the arrangement shown in Fig. 1, a control circuit 3 is connected between the two power conductors 1, 2, which contains a timer 4, a temperature controller 5, a low-voltage transformer 6 and an electrical .Speicherofen 7 switching relay 8 on and off.
The outdoor temperature controller 5 has a known bi-metal band 9, a controlled by this contact device 10 and one acting on the bimetallic band 9, fed by the low voltage transformer 6, in series with the contact device 10 are the heating resistor 11.
With the heating resistor 11 provided in the temperature controller 10, the controller contact device 10 is alternately switched on and off when the control circuit 3 is connected to the power line 1 by the timer 4, and that is, what is easy to see, the process that in a certain cooling of the bimetal strip 9, the contact device 10 is closed and thus the heating resistor 11 is turned on, whereby the bimetal strip 9 is heated.
After a certain time, the bimetal strip 9 will be heated so much that the contact device 10 is opened again. As a result of the cooling of the bimetal strip 9, which then begins again, this process takes place again. An intermittent closing and interruption of the control circuit 3 is thus brought about by the heating resistor 11. The switching relay 8 located in the control circuit 3 will of course also cause the electric storage furnace 7 to be switched on and off alternately.
The switch-on and switch-off times of the storage furnace 7 would now always be the same if the bimetallic strip 9 were only under the influence of the heating resistance 11 caused by the heating effect.
On .das bimetallic strip 9, however, the outside temperature also has an effect, which of course changes the on and off times depending on the current value of this temperature, namely longer when the outside temperature is low and shorter when the temperature is high, with as in turn the switch-off time accordingly shorter zer or. gets longer. The relationship between the controller's switch-on and switch-off times is therefore dependent on the outside temperature.
In order to clearly answer the question of whether the ratio of switch-on time to switch-off time actually changes so that the temperature in the room to be heated remains constant, it is assumed that the electric storage furnace 7 supplying the heating energy has a temperature difference of, for example, when switched on continuously 40 between inside and outside temperature. The storage heater 7 will then be able to heat the room to +20 when the outside temperature is -20.
When the temperature controller 5 is set to the desired room temperature, for example -f-'20, the bimetallic strip 9 will now keep its contact device 10 permanently open at an outside temperature of + 20-, ie the heating resistor 11 and thus the furnace 7 do not switch on at all. Furthermore, the watt consumption of the heating resistor 11 must then be set so that at temperatures below -20 'it and thus the storage furnace 7 remain switched on at all times.
So it is so that the heating effect of the stimulus resistor 11 is able to keep exactly the same temperature difference between the inside temperature in the controller housing and the outside temperature as the storage heater 7 in its room. In order to create such an image of the room to be heated, of course, the temperature controller 5 must be completely closed, where it is also protected from the weather at the same time.
Since cooling and heating both in the room to be heated and in the interior of the controller housing proceed according to the same laws, the ratio of switch-on and switch-off times that the controller 5 produces must be between -20 'and +20' must be such that the room temperature remains constant.
From the .Schalt diagram of Fig. 2 you can easily see the operation of the regulator 5 as a function of the temperature Aussentem. As can be seen from the diagram, it is no longer switched off at -20. At around <B> -18 '</B>, the switch-off time is only very short and at around -r12 it is probably still small, but somewhat longer than before. The switch-off time now slowly increases as the temperature increases. Finally, when the temperature reaches +20 ', it is no longer switched on at all.
By .Schuhr 4 the controller circuit 3 is to be continuously connected to the power line 1 during the cheap night tariff, but only at certain times during the high tariff.
All that is required for setting up the regulator apparatus is to specify the temperature difference that the furnace 7 is able to maintain between the inside and outside temperature when it is switched on continuously. If this temperature difference is known, the setting of the heating resistor 11 can then easily be made in the factory. For special cases it is of course also conceivable to connect a small regulating resistor in series with the heating resistor 11, through which still small differences can be compensated on the spot.
The setting of the desired room temperature is also made directly on the controller, the scale of which remains exactly the same as for normal purposes. The construction and the calibration of the control system is extremely simple. Since the temperature control does not take place gradually but continuously, it works extremely precisely. It goes without saying that the method can be used for any type of heating, for example for hot water systems with oil heating.