CH183626A - Process for regulating the temperature of a room heated by a heating system with a large heat absorption capacity. - Google Patents

Process for regulating the temperature of a room heated by a heating system with a large heat absorption capacity.

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CH183626A
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Landis & Gyr A.-G.
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Description

  

  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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRtrCHE I. Verfahren zur Regelung der Tempe ratur eines von einer Heizanlage gro sser Wärmeaufnahmefähigkeit beheizten Raumes, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizanlage intermittierend ein- und ausgeschaltet und das Verhältnis von Ein- und Ausschaltzeit in eine konstante Raumtemperatur gewährleistende Ab hängigkeit von der Aussentemperatur ge bracht wird. II. Temperaturregleranordnung zur Ausfüh rung des Verfahrens nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, PATENT CLAIM I. Method for regulating the temperature of a room heated by a heating system with a large heat absorption capacity, characterized in that the heating system is switched on and off intermittently and the ratio of switch-on and switch-off times is dependent on the outside temperature, ensuring a constant room temperature becomes. II. Temperature controller arrangement for executing the method according to claim I, characterized in that dass das wärmeempfindliche Element von der Aussentemperatur und der Heizwirkung einer in Reihe mit der Reglerkontakt- vorrichtung liegenden, die intermittie- rende Hin- und Ausschaltung bewirken den Heizwicklung beeinflusst wird. UNTERANSPRüCHE 1. Temperaturregleranordnung nach Patent anspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung der Heizwicklung mittels eines Regulierwiderstandes ein stellbar ist. that the heat-sensitive element is influenced by the outside temperature and the heating effect of the heating coil, which is in series with the controller contact device and causes the intermittent switching back and forth. SUBClaims 1. Temperature regulator arrangement according to patent claim II, characterized in that the heating power of the heating winding can be adjusted by means of a regulating resistor. 2. Temperaturregleranordnung nach Patent anspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizwicklung über einen Nieder spannungstransformator gespeist wird. 2. Temperature controller arrangement according to patent claim II, characterized in that the heating winding is fed via a low-voltage transformer.
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