Automatische Heizungssteuerungsvorrichtung Die Erfindung des Hauptpatentes betrifft eine automatische Heizungs.steuerungsvorrichtung, die die Heizung einerseits in. Abhängigkeit der Temperatur des Heizmediums und andererseits in Abhängigkeit einer vom Medium unabhängigen Temperatur, ins besondere Aussenlufttemperatur, ein- resp. ausschal tet,
die sich kennzeichnet durch je ein mit elektrisch leitendem Stoff arbeitendes Thermometer an der Abhängigkeitsstelle, und am Heizmedium, wobei mindestens zwei Kontaktstellen des einen Thermo meters mit zwei dazugehörenden, in reziproker Wert anordnung liegenden Kontaktstellen des anderen Thermometers elektrisch verbunden sind und die beiden leitenden Stoffe der Thermometer in einen elektrischen Schaltkreis für das Ein- und Ausschalten der Heizung eingebaut sind.
Die vorliegende Steuervorrichtung ermöglicht eine bessere Anpassung an gewünschte Bedingungen, ins besondere bei Grossanlagen mit vielen Einflussfak- toren. Die erfindungsgemässe Heizungssteuerangsvor- richtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass zwecks Anpassung der eingestellten Abhängigkeitstempera- turen auf andere Abhängigkeitstemperaturen minde- stens ein von Hand oder von einem automatischen Impulsgeber aus gesteuerter Mehrfachschalter ange ordnet ist, mittels welchem wahlweise andere Kon taktstellen der reziproken Wertanordnung ange schlossen werden, können.
Auf den beiliegenden Zeichnungen sind ausser Fig. 1 und 2 Ausführungsbeispiele des Erfindungs, gegenstandes dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine einfache Steuerungsvorrichtung, Fig. 2 ein Detail des Steuerrelais mit der gesteuer ten Heizung, Fig. 3a ein Schema einer Anpassungsschaltung für elektrischen Betrieb und Fig.3b ein Schema einer Anpassungsschaltung für Handumstellung,
Fig. 4 eine grafische Darstellung der erreichbaren Heizkurven, Fig. 5 eine zusätzliche Schaltung für die Nacht absenkung, Fig. 6 eine zusätzliche Schaltung für die automa tische Regulierung der Anpassung mit Nachtabsen kung,
Fig.7 als Weiterentwicklung der Schaltung ge mäss Fig. 6 eine ausschliessliche Regulierungsschal- tung für die Anpassung mit Nebenmesstellen, Fig.8 die Heizungskurve bei ausschliesslicher Anpassung, Fig.9 eine zusätzliche Sparsteuerung für das. Heizmedium,
Fig. 10 eine zusätzliche Ausschaltsteuerung bei niedriger Temperatur gegen Kondenswasserbildung, Fig. 11 zwei kombinierte Gefrierschutzschaltun- gen für die sanitären Anlagen im Hause und für die Heizung und Fig. 12 das Schaltschema einer kombinierten ein fachen aber kompletten Schaltvorrichtung.
Mit AT ist ein Aussenthermometer mit elektrisch leitender Steigsäule bezeichnet, deren Massepunkt PA mit der Stromquelle SQ verbunden ist, und wel ches an den Temperaturstellen -20 , -16 ,
-12 etc. elektrische Anzapfungen AZ aufweist. Diese Anzap- fungen sind in reziproken Wertanordnungen mit Kon- taktstellen KS bei 85 , 80 , 75 etc. eines Kontakt thermometers KT, der die Temperatur des Heizme- diums, und zwar nach Wunsch im Kessel,
im Vorlauf oder im Rücklauf der Heizung misst, verbunden. Der Massepunkt PK des Kontaktthermometers KT ist über das Steuerrelais<I>IR</I> für das Mischventil oder den Brenner an die Stromquelle SQ verbunden.
Sind nun die elektrisch leitenden Steigsäulen der Thermo meter AT und KT derart hoch gestiegen, dass ein Strom fliessen kann, so zieht das. Relais, IR an und der Kontakt 1-3 wird geschlossen, was ein. Ausschal ten der Heizung bedeutet. Nach der vorliegenden Schaltung wird bei einer Aussentemperatur von<B>15'</B> die Heizung ausgeschaltet als Endausschalter.
Um das Steuerrelais IR vor Flattererscheinungen, die event. vom Kontaktthermometer KT verursacht werden, zu schützen, wird dieses vorteilhaft verzö gert. Die Verzögerung geschieht nach der üblichen RC-Methode: Der Vorwiderstand V W liegt in Serie zur Spule des IR, der Ladekondensator LK dagegen parallel.
Durch diese Schaltung ist es möglich, zu sätzlich den induktiven Funken, der eventuell am Kontakt des Thermometers auftritt, zu dämpfen, resp. zu löschen.
Erfolgt die Steuerung direkt auf den Brenner BR, so wird der Kontakt über 8 und 5 hergestellt, falls das Relais IR keinen Stromdurchfluss aufweist.
Wirkt aber die Steuerung auf Impuls-Mischventil, so fliesst die Spannung von der Phase Ph über die Punkte 4-1 zum Ventil <I>IV.</I> Zieht das Relais IR an, so öffnen die Kontakte 1-4 und das Ventil beginnt langsam zu schliessen.
Das Progressiv-Ventil hat die Aufgabe, progres, siv zur verlangten Wärme zu steuern. Es. wirkt also in der sog. Auf-Zu-Steuerung. Da praktisch sämt liche Ventile als Kondensatorläufer ausgebildet sind, ist auch diese Schaltung darauf abgestimmt und mit dem IR einfach durchzuführen.
In der gezeichneten Stellung (Fig. 2) würde das Progressiv-Ventil öffnen. O liegt an einem Pol des Dreiecks,, die Phase am andern Pol. Der Kondensator würde nun, da er über die Phase und die Kontakte 4 und 1 geschaltet ist, sich so verschieben, dass der Motor das Ventil öffnet.
Wird Wärme nicht mehr verlangt, so zieht das. Relais IR an, und der Konden sator liegt auf 0 über 3 und 1 und bewirkt, dass der Motor das Ventil schliesst.
Die beschriebene Schaltung erlaubt es, mit einem einzigen Relais sämtliche drei bekannten Antriebs arten zu erfassen, wodurch andere Steuerorgane und damit Fehlerquellen eliminiert werden.
Die starre Verschaltung des. Systems, wie in. Fig. 1 gezeigt, würde den Anforderungen einer Heizungs- steuerung für ein Gebäude nicht voll entsprechen. Daher soll zwischen den beiden Kontaktthermome- tern AT und KT eine sog. Anpassungsschaltung er folgen.
Die<I>Anpassungsschaltung</I> der Schemata Fig. 3a und Fig. 3b, welche einzeln oder kombiniert ver wendet werden können, geben die Möglichkeit, ein gutes Anpassen der Steuerung an die Wärmeeigen- schaften des gegebenen Gebäudes zu erreichen.
An hand des Schaltbildes, Fig. 3a, soll gezeigt werden, dass dies elektrisch mit Hilfe zweier Umschaltrelais durchgeführt werden kann.
<I>Normalstellung:</I> Schalter S1 geschlossen, d. h. Relais US, in. Arbeit, Schalter S. geöffnet, d. h. Relais USII in Ruhe. - 0 des Aussenthermometers AT <I>( -</I> USI15 <I>- USI14 -</I> U51151- USIIS2ls3 <I>-</I> 104 - ) ist mit 60 des Kontaktthermometers KT verbunden.
<I>Wird eine wärmere Einstellung der Heizung ver-</I> <I>langt,</I> so ist S1 zu öffnen,<B>US,</B> und USII fallen ab. - 0 des AT <I>( -</I> USI1s <I>-</I> USl16117 <I>-</I> US1154 <I>-</I> US11551sfi 105 - ) ist dann mit<B>65'</B> des Kontaktthermometers KT verbunden.
<I>Wird eine kühlere Einstellung der Heizung ver-</I> <I>langt,</I> so ist S1 und S2 geschlossen, US, und USII sind in Arbeit. - 0 des AT <I>( -</I> USI, <I>-</I> USI14 - USI151 - USllsu <I>-</I> 103 - ) ist dann mit 55 des Kontaktther- mometers KT verbunden.
Durch verschiedene Einstellungen der Schalter S1 und S2, die auch, wie dies später beschrieben wird, automatisch erfolgen können, ist es also möglich, die gEwünschte Relation zwischen Aussentemperatur und Temperatur des Heizmediums zu variieren.
Eine weitere Variierungsmöglichkeit zeigt die Schaltung gemäss Fig. 3b, die einen Handschalter<I>AS</I> zeigt, mit welchem drei oder mehrere Schaltungen möglich sind. Dieser Handschalter wird bei Montage einmalig eingestellt. Es. ist z. B. möglich, zu einer bestimmten Aussentemperatur von 0 über Punkt 104 eine Heiztemperatur von 60 einzustellen.
Han delt es sich aber um ein warmes Haus, welches we niger Heizung verlangt, so kann, der Schalter<I>AS</I> umgelegt werden, dass nur mit 55 geheizt wird. In einem kalten Haus erfolgt die Heizung entsprechend mit 65 .
Mit beiden Schaltungen Fig. 3a und Fig. 3b ergeben sich die Heizkurven gemäss Fig. 4.
Neben der Normalkurve 60 /0 werden je zwei weitere Kurven geführt, und zwar 65 /0 und 55 / 0 , je für warmes und kühles Haus. Diese absolute Anpassung gestattet nun eine elastische Funktion der Vorlauftemperatur zur Aussentemperatur. Es ist keine starre Verhältniskurve wie in der Fig. 4 die Kurve<I>H,</I> Kurve R oder Kurve T.A. bekannter Hei zungssteuerungen.
Gerade diese Anpassung gestattet die exakte Funktion der gesamten Heizungssteuerung, wie aus der weiteren Beschreibung ersichtlich sein wird.
Die Korrektur der Raumtemperatur nach Fig. 5 mit Hilfe eines veränderlichen Raum-Kontaktther- mometers RF ermöglicht eine annähernde Konstant haltung der Raumtemperatur, ist aber nur bei direk ter Brennersteuerung anwendbar.
Der Massepunkt PA (+) des Aussenthermome ters AT liegt am Massepunkt PR und wird über den Quecksilberfaden mit Kontaktpunkt<I>KP</I> verbunden und damit auch über den Massepunkt PK des Kon- taktthermometers mit dem Steuerrelais IR.
Folgender Vorgang wird damit erreicht: Die eingestellte Raumtemperatur KP bestimmt zusätzlich das Schliessen und Öffnen des Steuerrelais IR. Wird die Raumtemperatur erreicht oder durch plötzlichen Wärmeeinbruch von aussen PR mit KP verbunden (Quecksilberfaden), so wird der Stromkreis über Relais IR geschlossen und damit der Heizvor- gang unterbrochen. Sollte sich aber erweisen, dass die gewünschte, mit Hilfe des Kontaktpunktes KP eingestellte Raumtemperatur nicht erreicht wird, so muss mit dem Handschalter<I>AS</I> auf wärmer ge schaltet werden.
Dies würde der Anpassung kühles Haus entsprechen.
Ebenso kann durch Absenkung des Kontakt punktes<I>KP</I> von Hand die reduzierte Nachtraumtem- peratur eingestellt werden. Die Thermometer AT und KT haben dann, keine Funktion mehr, da sie nun überbrückt sind.
Um ein einwandfreies Funktionieren der Anlage zu gewähren, muss der Regulierthermostat am Kessel überbrückt werden, da er, falls er zu niedrig ein gestellt ist, bei darüberliegenden Wassertemperaturen die einwandfreie Funktion der Steuerung beeinflussen könnte. Die Kesseltemperatur läuft dann im Maxi mum bis zum Sicherheits-Thermostaten auf.
Abgesehen davon muss bei dieser Schaltung die Heizwassertemperatur etwas höher sein als nach der Heizkurve erforderlich, damit genügend Energie zur Verfügung ist, um PR mit KP zu verbinden (Raum wärme erreicht).
Die Nachtabsenkung braucht aber nicht über den Thermometer RF von Hand eingestellt zu werden, sondern mit der Schaltuhr unter Zuhilfenahme des Regulierthermostaten Th am Kessel.
Es können fol gende Schaltstellungen erreicht werden:
EMI0003.0034
1. <SEP> Tag <SEP> voll <SEP> - <SEP> Nacht <SEP> voll
<tb> 2. <SEP> Tag <SEP> voll <SEP> - <SEP> Nacht <SEP> reduziert
<tb> 3. <SEP> Tag <SEP> reduziert <SEP> - <SEP> Nacht <SEP> reduziert ad 1) Netzschalter NS ein - S2 und S1 geschlossen ad 2)<I>NS</I> geschlossen - S2 geschlossen, S, geöffnet ad 3)<I>NS</I> geschlossen - S2 und S1 geöffnet.
Die Nachtabsenkung wird über den Regulierther mostaten eingestellt, es ist aber erforderlich, die ge wünschte Nachtabsenkung mit der Aussentemperatur abzustimmen, da sonst die Nachtabsenkung sehr sprunghafte Raumtemperaturen zur Folge haben kann. Der Regulierthermostat soll zur Nachtabsen kung 20 bis 25 tiefer als. die erforderliche Tages Vorlauftemperatur eingestellt werden.
Eine einwandfreie Nachtabsenkung kann gemäss der Schaltung in. Fig. 5 nicht gewährleistet werden, da diese dort über den Regulierthermostaten einge stellt werden muss. In der Schaltung gemäss Fig. 6 sind zwei Raumkontaktthermometer RF, und RF2 zu erkennen.
Beide Kontaktthermometer können varia bel einregulierbar oder mit fixen Kontaktpunkten <I>KP,</I> resp. KP, versehen sein. Am Thermometer RF2 wird die gewünschte Raum-Nachtabsenkungs-Tem- peratur eingestellt.
Mit den beiden kombinierten Raumfühlern RF, und RF2 können folgende Schalt stellungen gewählt werden:
EMI0003.0073
1. <SEP> Tag <SEP> voll <SEP> - <SEP> Nacht <SEP> voll
<tb> 2. <SEP> Tag <SEP> voll <SEP> - <SEP> Nacht <SEP> reduziert
<tb> 3. <SEP> Tag <SEP> reduziert <SEP> - <SEP> Nacht <SEP> reduziert
<tb> 4. <SEP> Tag <SEP> Vollast Die Schalter S1 und S1A sowie S2 und<B><I>SA</I></B> sind als. Umschalter gekoppelt.
ad 1) S1 und S2 geöffnet Damit hat RF" keine Funktion. Temperatur funktion über RF,. Die Uhr hat keine Funktion. ad 2) S1 geschlossen - S2 geöffnet.
Schliesst die Uhr ihren Kontakt in. der Nacht oder am Abend (Nachtstellung), so wird der -h von PR, über den Quecksilberfaden<I>zu KP,</I> über S1 und Uhr an IR gelegt. Die Heizung wird unterbrochen, und zwar so lange, bis der Raum sich soweit abgekühlt hat, dass der Quecksilberfaden unter KP, zu liegen kommt. Dann fällt das Relais ab und verlangt Wärme.
Die eingestellte NachtabsenkungsrTemperatur wird hier konstant gehalten.
ad 3) S1 geöffnet - S2 geschlossen.
In dieser Schaltung wird das Kommando nur über den RF, gegeben, und die reduzierte Raumtemperatur ist Tag und Nacht eingeschal- tet. Die Uhr hat keine Funktion.
ad 4) S1 und S2 geschlossen.
Damit öffnen SIA sowie<I>SAA</I> und die Verbindung des Plus zu den Punkten PR, und PR, ist unterbrochen. Das Relais IR fällt ab und heizt solange auf Vollast, als dies gewünscht wird (max. bis Sicherheitsthermostat).
Durch die Ersetzung der beiden Schalter S1 und S2 der elektrischen Anpassungsgruppe (Fig. 3a) durch ein, l#.'-orrekturkontaktthermometer RK mit festen Kontaktstellen gemäss Fig. 7 erhält man eine auto matische und absolute Anpassung.
Da aber eine ausschliessliche Regelung über die Anpassungsgruppe nicht ganz zweckmässig erscheint, muss eine relative Korrektur ebenfalls vorgesehen sein.
In Fig. 7 ist ein Korrektur-Kontaktthermometer RK mit 4 Anzapfungen gezeichnet.
Liegt die Raumtemperatur zwischen 20'/211 (gewünschte Raumtemperatur), so ist der Normal zustand vorhanden. Sinkt aber die Temperatur unter 19 , so wird der + über den Massepunkt PR die Kontaktstelle<B>19'</B> des Korrekturthermometers RK zum Massepunkt PA unterbrochen, das Relais IR fällt ab und steuert nun den Kessel oder das. Misch ventil auf voll.
Wird nun der Punkt 19 erreicht, so beginnt die Funktion der absoluten Anpassung über Relais US, und Relais USII.
Wird nun im Fühlraum (dies wird zumeist das Wohnzimmer bzw. das Chefbüro sein), das Fenster geöffnet, so sinkt die Temperatur in diesem Raum sofort ab, was zur Folge hat, dass die Heizleistung soweit gesteigert wird, dass die übrigen Räume über hitzt würden. Um dies zu verhindern, wird vor öffnen des Fensters oder mit diesem gekuppelt der Schalter TS geschlossen.
Im schlimmsten Fall steigt die Temperatur in den anderen Räumen so weit an, als dies die automatische Anpassungsgruppe in ihrer Stellung wärmer zulässt.
Steigt die Temperatur aber durch Wärmeeinfluss von aussen über 22 , kann der + direkt am Relais R1 liegen (nicht gezeichnet, da weitere Sicherung vorgesehen), und der Heizungsprozess wird entweder über den Kessel oder das Vorlauf-Mischventil unter brochen.
Wird nach irgendeiner Absenkung (Abschalten oder Nachtabsenkung) der Heizung die normale Raumtemperatur wieder verlangt (über Schaltuhr etc.), so ist nach der eben besprochenen Schaltung ein rasches Aufheizen des Raumes gewährleistet, und zwar so lange, bis der erste Punkt 19 des. RF er reicht ist.
Hier stellt sich dann die Heizwassertem- peratur so ein, wie es nach der Aussentemperatur erforderlich ist.
Die Kurven in. Fig. 8 zeigen, dass nach kürzester Zeit die Raumnormale erreicht ist (s. Kurve X). Die Kurve Y, welche nach der bekannten Thermostat regelung erfolgt, hat zwar eine rasche Aufheizung, aber auch eine Über- resp. Unterheizung, die erst durch langes Einschwingen normalisiert. Eine Raum regelung nur nach Aussenfühler Z braucht sehr lange Zeit,
um die gewünschte Temperatur zu erreichen.
Angenommen ist bei den beiden Kurven Y und Z dass die Heisswassertemperatur zur Aussentempera- tur abgestimmt ist, da sonst ein einwandfreies Funk- tionieren dieser bekannten Steuerung ohnedies in Frage gestellt ist.
Bei den bisher aus der Praxis bekannten Steue rungen, die auf der relativen Anpassung basieren, die aber bereits Raum-Korrektur-Thermostaten ver wenden, sind solche jedoch nur in. einem Raum an gebracht. Selbstverständlich wird man Raumfühler an mehreren Orten anbringen müssen, wenn es sich um getrennte Heizstränge handelt.
Es ist aber nicht möglich, bei den bisher bekannten Heizungssteue rungen, welche ein Gebäude über einen Strang heizen, mit mehreren Raumfühlern zu steuern. Nachstehend wird eine solche Mehrfachsteuerung erläutert. Wie schon erwähnt, kann durch das Abkühlen des Fühl- raumes ein Überhitzen der anderen Räume eintreten. Um dies zu verhindern, ist der Schalter TS vorgesehen.
Nimmt man jedoch an, dass vergessen wird, den Schalter TS umzulegen (z. B. in einem Hotel), so wäre die Überhitzung der anderen Räume die Folge. Bringt man nun in mehreren Räumen, mindestens aber in einem Nebenzimmer, einen Raumfühler RTN an, der nun die Funktion des. Schalters TS über- nimmt, so kann keine Überhitzung der anderen Räume mehr eintreten.
Diese Raumkontaktthermo- meter, die nun etwas unter dem untersten Tempera- turpunkt des RK liegen müssen, also 19 , haben folgende Funktion: Wird der eigentliche Fühlraum durch Öffnen des Fensters unterkühlt, und sämtliche Räume liegen über 18 , so ist eine Überbrückung bei RK von 19 zu PR gegeben.
Die Überbrückung kommt zustande, da ja der Massepunkt PTN des Fühlers RTN mit 18 durch den Quecksilberfaden geschlossen ist. Tritt aber nun eine plötzliche Abkühlung des gesamten Gebäudes auf,
und es sinkt nun auch bei den Raum- Korrekturfühlern RTN im Zusammenhang mit dem Hauptraumfühler RK die Temperatur unter den ger meinsamen Punkt 18 resp. 19 (Schalter TS muss natürlich geöffnet sein), so beginnt die Vollast-Stel- lung, und zwar so lange, bis, das Gebäude wieder die geforderte Temperatur erhält.
Wird im Hauptfühlraum RK die Temperatur er höht, z. B. durch das Eintreffen vieler Gäste, oder durch das Aufstellen eines elektrischen Ofens, und die Temperatur steigt über 22 , so schaltet bei di rekter Schaltung zu Relais IR automatisch das Misch ventil oder die Heizung voll ab. In den übrigen Räumen würde demzufolge die Temperatur schnell unter den Behaglichkeitsbereich absinken. Um dies zu verhindern, ist nachstehend beschriebene Einzel- schaltung durchgeführt worden.
Steigt die Haupt fühlraumtemperatur RK über 22 , und die übrigen Korrektur-Raumthermometer RTH zeigen über 20 , so kann die Heizung praktisch abschalten. Sinken nun die Korrekturthermometer RTH unter 20 , so ist der Punkt 22 des Raumfühlers. RK über den Massepunkt PTH <I>zu 20 </I> des Raumfühlers RTH nach dem Relais IR unterbrochen.
Die Funktion der An- passungsgruppe über Punkt 21 beginnt nun ihre Tä tigkeit. Natürlich wird eine Überhitzung des Haupt- fühlraumes die Folge sein, und es bleibt dann nichts anders übrig, als das Fenster zu öffnen oder die zu sätzliche Wärme abzuschalten.
Bei Parallelschaltung einzelner Gruppen von Nebenraumfühlern RTN oder RTH lassen sich belie big viele Nebenraumfühler anschliessen. Da es ja in einem Hotel z. B. möglich wäre, dass in mehreren Räumen gleichzeitig eine Überhitzung resp. Unter kühlung eintreten könnte, wobei aber nicht das ganze Gebäude auf eine andere Heiztemperatur einzustellen wäre.
Bei einer bekannten automatischen Heizungs regelung mit Vorlauf-Mischventil ist es unbedingt erforderlich (wie es auch in den Vorschriften steht), dass die Kesseltemperatur, unabhängig von wärme rer oder kälterer Witterung bis zum Sicherheits-Ther- mostaten auflaufen muss (ca. 90 ). Dies ist verständ lich, da ja die Temperatur vorhanden sein soll, wenn bei tiefen Aussentemperaturen der Vorlauf 85 oder 90 aufweisen muss.
Vorlauftemperaturen über 75- 80 werden nur dann benötigt, wenn wirklich sehr tiefe Aussentemperaturen auftreten. Liegen die Tem peraturen aber im normalen Bereich, d. h. die Vor- lauftemperatur bei 60-65 oder noch darunter, so strahlt der Kessel durch seine sehr hohe Kesseltem peratur stark ab.
In der in Fig. 9 gezeichneten Schal tung erfolgt beim Kontaktpunkt 70 des Kontakt thermometers KT eine Anzapfung zum Thermostat- Relais TR. Der Regulierthermostat, welcher am Kessel mit 75 eingestellt ist, lässt also die Tempe ratur nicht höher ansteigen als bis zu 75 . Dies ist eine normale Kessel-Boiler-Temperatur.
Wird eine höhere Vorlauftemperatur als 70 verlangt, so wird über den Massepunkt PK und den Quecksilberfaden die Spannung an der Spule des Relais TR gelegt, welches anzieht und den Regulier- thermostaten überbrückt. Erst dann läuft die Kessel- tEmperatur bis zum Sicherheitsthermostaten (90 ) auf.
Durch die absolute Anpassung ist es vollkommen gleichgültig, welche Aussentemperatur dazu erfor- derlich ist (verschiedene Bauten), um die Vorlauf temperatur von 70 zu bestimmen. Ist es. nun nach vorerwähnten Kurven ein warmes oder kühles Haus, so liegt die Aussentemperatur eben höher oder tiefer zu den 70 des. KT. Ausschlaggebend ist vor allem der Kontakt des<I>KT</I> bei 70 , also die verlangte Vorlauftemperatur.
Die Einstellung (75 ) des Regulierthermostaten soll höher als die Anzapfung 70 des KT sein (ca. 5 ), damit Ungenauigkeiten des Regulierthermostaten nicht störend auf die Regelung wirken.
An die beschriebene Steuerungsanlage lassen sich noch verschiedene andere Schaltungen anschliessen, die der automatischen Steuerung, insbesondere der Sicherung, dienen.
Fig. 10 zeigt z. B. die Schaltung, mit welcher eine Kondenswasserbildung im Heizsystem verhindert werden kann. Bei Unterschreitung der Heiztempera- tur von 55 erfolgt die automatische Abschaltung der Umwälzpumpe. Der normale Betrieb wird erst wieder bei Erreichung einer Mediumtemperatur von<B>65'</B> erreicht.
Die Fig. 11 zeigt einen Gefrierschutzschalter GS, um das Gefrieren der sanitären Anlagen im Hause zu verhindern. Bei geschlossenem Schalter GS setzt diese Schaltung die Heizung in Betrieb bei Unter- schreitung einer eingestellten Mindesttemperatur am Aussenthermometer.
Da es oft wünschenswert ist, nur den Gefrierschutz für die Heizungsanlage, ohne Rücksicht auf weitere Anlagen im Hause, zu erhalten, dient der Schalter GL, nach dessen Schliessung der Strom über die Kontaktstelle 20 fliesst. Erst bei Unterschreitung dieser Mindesttemperatur fällt das Relais IR, wodurch Heizung erfolgt. Massgebend für die Wahl der Kontaktstelle 20 ist die Rücklauftem- peratur.
Als weitere Schaltungsmöglichkeit sei auf die Boiler-Vorwahl-Schaltung hingewiesen, wo bei Ver wendung von viel Boilerwasser die Heizleistung vor übergehend reduziert werden kann, um den, Boiler- wasserausfall zu kompensieren.
Ebenso kann die Heizleistung, z. B. durch Aus schalten der Umwälzpumpe bei höherer Aussen temperatur verringert werden, sodass nur eine geringe Schwerkraftumwälzung erfolgt. Dies ist insbesondere bei Sommerschaltung der Fall.
Sowohl in, der Durchführung der Schaltvorgänge als auch bei der Bewegung des Ventils können be wusste Verzögerungsschaltungen eingebaut sein..
Alle Zahlenangaben bei den Kontaktstellen sind lediglich als Beispiele zu werten. Die effektiv zu wählenden Wärmegrade müssen von Fall zu Fall festgelegt werden.
Die Fig. 12 zeigt in, Zusammenstellung eine ein fache Heizungssteuerung und zwar als Zusammenzug einzelner vorher beschriebener Baugruppen. Man er kennt die zwei in reziproker Wertanordnung über den Anpassungsschalter <I>AS</I> verbundenen Thermo meter AT und<I>KT,</I> den Gefrierschutz GS für sanitäre Anlagen, einen einfachen Raumfühler RF ohne Siche,
rungen, sowie das Steuerrelais IR. Auf der rechten Seite sind alle von der Steuervorrichtung beeinflussten Organe wie Brenner, Wendemotor des Mischventils, Impulsventil, Kesselthermostaten.
Automatic heating control device The invention of the main patent relates to an automatic Heizungs.steuerungsvorrichtung that the heating on the one hand. Depending on the temperature of the heating medium and on the other hand depending on a temperature independent of the medium, in particular outside air temperature, one or off,
This is characterized by a thermometer working with an electrically conductive substance at the dependency point and on the heating medium, with at least two contact points of one thermometer being electrically connected to two associated contact points of the other thermometer, which are in reciprocal order, and the two conductive substances of the Thermometers are built into an electrical circuit for turning the heater on and off.
The present control device enables better adaptation to desired conditions, in particular in the case of large systems with many influencing factors. The heating control device according to the invention is characterized in that
that for the purpose of adapting the set dependency temperatures to other dependency temperatures at least one multiple switch controlled by hand or by an automatic pulse generator is arranged, by means of which other contact points of the reciprocal value arrangement can optionally be connected.
In the accompanying drawings, except FIGS. 1 and 2, embodiments of the invention are shown, subject matter. 1 shows a simple control device, FIG. 2 shows a detail of the control relay with the steer th heating, FIG. 3a shows a diagram of an adaptation circuit for electrical operation and FIG. 3b shows a diagram of an adaptation circuit for manual changeover,
Fig. 4 is a graphical representation of the heating curves that can be achieved, Fig. 5 shows an additional circuit for night reduction, Fig. 6 shows an additional circuit for automatic regulation of the adjustment with night reduction,
FIG. 7 as a further development of the circuit according to FIG. 6, an exclusive regulating circuit for adaptation with auxiliary measuring points, FIG. 8 the heating curve with exclusive adaptation, FIG. 9 an additional economy control for the heating medium,
10 shows an additional switch-off control at a low temperature to prevent condensation from forming, FIG. 11 shows two combined anti-freeze circuits for the sanitary facilities in the house and for the heating system, and FIG. 12 shows the circuit diagram of a combined simple but complete switching device.
AT is an outside thermometer with an electrically conductive vertical column, whose ground point PA is connected to the power source SQ, and wel ches at the temperature points -20, -16,
-12 etc. has electrical taps AZ. These taps are in reciprocal value arrangements with contact points KS at 85, 80, 75 etc. of a contact thermometer KT, which measures the temperature of the heating medium, as required in the boiler,
measures in the flow or return of the heating. The ground point PK of the contact thermometer KT is connected to the power source SQ via the control relay <I> IR </I> for the mixing valve or the burner.
If the electrically conductive vertical columns of the thermometer AT and KT have risen so high that a current can flow, the relay, IR picks up and contact 1-3 is closed, which is a. Switching off the heating means. According to the circuit shown, the heating is switched off as a limit switch when the outside temperature is <B> 15 '</B>.
To protect the control relay IR from fluttering, the event. caused by the contact thermometer KT, this is advantageously delayed. The delay takes place according to the usual RC method: the series resistor V W is in series with the coil of the IR, the charging capacitor LK, however, in parallel.
This circuit makes it possible to additionally dampen the inductive sparks that may occur at the contact of the thermometer, respectively. to delete.
If the control takes place directly on the burner BR, the contact is made via 8 and 5 if the relay IR does not have any current flow.
But if the control acts on the impulse mixing valve, the voltage flows from phase Ph via points 4-1 to valve <I> IV. </I> If the relay IR picks up, contacts 1-4 and the valve open slowly starts to close.
The progressive valve has the task of controlling progressively to the required heat. It. thus acts in the so-called open-close control. Since practically all valves are designed as condenser rotors, this circuit is also adapted to this and is easy to perform with the IR.
In the position shown (Fig. 2) the progressive valve would open. O is at one pole of the triangle, the phase at the other pole. The capacitor would now, since it is connected across the phase and contacts 4 and 1, shift in such a way that the motor opens the valve.
If heat is no longer required, the relay IR picks up and the capacitor is at 0 via 3 and 1 and causes the motor to close the valve.
The circuit described allows all three known types of drive to be detected with a single relay, whereby other controls and thus sources of error are eliminated.
The rigid interconnection of the system, as shown in FIG. 1, would not fully meet the requirements of a heating control for a building. For this reason, a so-called adaptation circuit should follow between the two contact thermometers AT and KT.
The <I> adaptation circuit </I> of the schemes in FIGS. 3a and 3b, which can be used individually or in combination, allow the control to be adapted well to the thermal properties of the given building.
Using the circuit diagram, FIG. 3a, it should be shown that this can be carried out electrically with the aid of two changeover relays.
<I> Normal position: </I> Switch S1 closed, i.e. H. Relay US, in. Work, switch S. open, d. H. Relay USII at rest. - 0 of the outdoor thermometer AT <I> (- </I> USI15 <I> - USI14 - </I> U51151- USIIS2ls3 <I> - </I> 104 -) is connected to 60 of the contact thermometer KT.
<I> If a warmer setting is required for the heating </I> <I>, </I> S1 must be opened, <B> US, </B> and USII drop out. - 0 of the AT <I> (- </I> USI1s <I> - </I> USl16117 <I> - </I> US1154 <I> - </I> US11551sfi 105 -) is then with <B> 65 'of the contact thermometer KT.
<I> If a cooler setting is required for the heating </I> <I>, </I> S1 and S2 are closed, US and USII are in progress. - 0 of the AT <I> (- </I> USI, <I> - </I> USI14 - USI151 - USllsu <I> - </I> 103 -) is then connected to 55 of the contact thermometer KT.
By different settings of the switches S1 and S2, which can also be done automatically, as will be described later, it is possible to vary the desired relation between outside temperature and temperature of the heating medium.
Another possible variation is shown by the circuit according to FIG. 3b, which shows a manual switch <I> AS </I> with which three or more circuits are possible. This hand switch is set once during assembly. It. is z. B. possible to set a heating temperature of 60 at a certain outside temperature of 0 via point 104.
However, if the house is warm and requires less heating, the <I> AS </I> switch can be flipped so that only 55 is heated. In a cold house, heating takes place at 65.
With both circuits Fig. 3a and Fig. 3b, the heating curves according to Fig. 4 result.
In addition to the normal curve 60/0, there are two further curves, namely 65/0 and 55/0, each for a warm and a cool house. This absolute adaptation now allows an elastic function of the flow temperature to the outside temperature. It is not a rigid ratio curve as in FIG. 4 the curve <I> H, </I> curve R or curve T.A. known heating controls.
It is precisely this adaptation that allows the entire heating control to function precisely, as will be apparent from the further description.
The correction of the room temperature according to FIG. 5 with the aid of a variable room contact thermometer RF enables the room temperature to be kept approximately constant, but can only be used with direct burner control.
The ground point PA (+) of the outside thermometer AT lies at the ground point PR and is connected to the contact point <I> KP </I> via the mercury thread and thus also to the control relay IR via the ground point PK of the contact thermometer.
The following process is achieved: The set room temperature KP also determines the closing and opening of the control relay IR. If room temperature is reached or if PR is connected to KP (mercury thread) due to a sudden onset of heat from outside, the circuit is closed via relay IR and the heating process is interrupted. However, if it turns out that the desired room temperature, set using the KP contact point, is not reached, the <I> AS </I> hand switch must be switched to warmer.
This would be equivalent to the cool house adaptation.
The reduced night room temperature can also be set manually by lowering the contact point <I> KP </I>. The thermometers AT and KT then no longer have any function as they are now bridged.
In order to ensure that the system works properly, the regulating thermostat on the boiler must be bridged, as if it is set too low, it could affect the proper functioning of the control at higher water temperatures. The boiler temperature then rises to the maximum up to the safety thermostat.
Apart from this, the heating water temperature must be slightly higher with this circuit than required according to the heating curve so that there is enough energy available to connect PR with KP (room heat achieved).
The night reduction does not need to be set manually using the RF thermometer, but with the timer with the aid of the regulating thermostat Th on the boiler.
The following switch positions can be achieved:
EMI0003.0034
1. <SEP> day <SEP> full <SEP> - <SEP> night <SEP> full
<tb> 2nd <SEP> day <SEP> full <SEP> - <SEP> night <SEP> reduced
<tb> 3rd <SEP> day <SEP> reduced <SEP> - <SEP> night <SEP> reduced ad 1) Mains switch NS on - S2 and S1 closed ad 2) <I> NS </I> closed - S2 closed, S, open ad 3) <I> NS </I> closed - S2 and S1 open.
The night reduction is set via the regulating thermostat, but it is necessary to coordinate the desired night reduction with the outside temperature, otherwise the night reduction can result in very erratic room temperatures. The regulating thermostat should be 20 to 25 lower than night reduction. the required daily flow temperature can be set.
A proper night-time reduction cannot be guaranteed according to the circuit in FIG. 5, since it must be set there via the regulating thermostat. In the circuit according to FIG. 6, two room contact thermometers RF and RF2 can be seen.
Both contact thermometers can be adjusted variably or with fixed contact points <I> KP, </I> resp. KP, be provided. The required night-time reduction temperature is set on the RF2 thermometer.
The following switching positions can be selected with the two combined room sensors RF and RF2:
EMI0003.0073
1. <SEP> day <SEP> full <SEP> - <SEP> night <SEP> full
<tb> 2nd <SEP> day <SEP> full <SEP> - <SEP> night <SEP> reduced
<tb> 3rd <SEP> day <SEP> reduced <SEP> - <SEP> night <SEP> reduced
<tb> 4th <SEP> Tag <SEP> full load The switches S1 and S1A as well as S2 and <B> <I> SA </I> </B> are as. Switch coupled.
ad 1) S1 and S2 open So RF "has no function. Temperature function via RF ,. The clock has no function. ad 2) S1 closed - S2 open.
If the clock closes its contact during the night or in the evening (night setting), the -h is placed from PR, via the mercury thread <I> to KP, </I> via S1 and clock to IR. The heating is interrupted until the room has cooled down enough that the mercury thread comes to rest under KP. Then the relay drops out and demands heat.
The set night reduction temperature is kept constant here.
ad 3) S1 open - S2 closed.
In this circuit, the command is only given via the RF, and the reduced room temperature is switched on day and night. The clock has no function.
ad 4) S1 and S2 closed.
This opens SIA and <I> SAA </I> and the connection of the plus to the points PR, and PR, is interrupted. The relay IR drops out and heats to full load as long as this is desired (max. Up to the safety thermostat).
By replacing the two switches S1 and S2 of the electrical adaptation group (FIG. 3a) with a "l #." Correction contact thermometer RK with fixed contact points according to FIG. 7, an automatic and absolute adaptation is obtained.
However, since an exclusive regulation via the adjustment group does not seem entirely appropriate, a relative correction must also be provided.
In Fig. 7, a correction contact thermometer RK is drawn with 4 taps.
If the room temperature is between 20 '/ 211 (desired room temperature), the normal state is present. But if the temperature falls below 19, the + via the ground point PR, the contact point <B> 19 '</B> of the correction thermometer RK to the ground point PA is interrupted, the relay IR drops out and now controls the boiler or the mixing valve full.
If now point 19 is reached, the function of the absolute adaptation begins via relay US and relay USII.
If the window in the feeling room (this will mostly be the living room or the executive office) is opened, the temperature in this room drops immediately, with the result that the heating output is increased to such an extent that the other rooms are overheated . To prevent this, the switch TS is closed before the window is opened or coupled with it.
In the worst case, the temperature in the other rooms will rise to the extent that the automatic adjustment group allows it to be warmer.
However, if the temperature rises above 22 due to the influence of outside heat, the + can be connected directly to relay R1 (not shown, as further protection is provided), and the heating process is interrupted either via the boiler or the flow mixing valve.
If the normal room temperature is requested again after any lowering of the heating (switching off or night-time lowering) (using a timer, etc.), the circuit just discussed ensures that the room is heated up quickly until the first point 19 of the RF he is enough.
The heating water temperature is then set here as required by the outside temperature.
The curves in FIG. 8 show that the room normal is reached after a very short time (see curve X). The curve Y, which takes place according to the known thermostat control, has a rapid heating, but also an over- or. Underheating, which only normalizes after a long period of oscillation. Room control based on outside sensor Z only takes a long time,
to reach the desired temperature.
In the case of the two curves Y and Z, it is assumed that the hot water temperature is matched to the outside temperature, since otherwise the proper functioning of this known control is called into question in any case.
In the controls known so far from practice, which are based on the relative adjustment, but which already use room correction thermostats, such are only brought into one room. It goes without saying that room sensors will have to be installed in several places if there are separate heating lines.
But it is not possible with the previously known Heizungssteue ments, which heat a building via a string, to control with several room sensors. Such multiple control will be explained below. As already mentioned, the cooling of the sensory chamber can cause the other rooms to overheat. To prevent this, the switch TS is provided.
However, if you assume that you forget to flip the switch TS (e.g. in a hotel), the other rooms would overheat as a result. If a room sensor RTN is installed in several rooms, but at least in an adjoining room, which now takes over the function of the switch TS, the other rooms can no longer overheat.
These room contact thermometers, which now have to be slightly below the lowest temperature point of the RK, i.e. 19, have the following function: If the actual sensing area is hypothermic by opening the window and all rooms are above 18, RK is bridged by 19 given to PR.
The bridging comes about because the ground point PTN of the RTN sensor is closed at 18 by the mercury thread. But if the entire building suddenly cools down,
and it is now also with the room correction sensors RTN in connection with the main room sensor RK, the temperature falls below the common point 18, respectively. 19 (switch TS must of course be open), then the full load position begins, until the building has the required temperature again.
If the temperature is increased in the main sensing area RK, e.g. B. by the arrival of many guests, or by setting up an electric oven, and the temperature rises above 22, so the mixing valve or the heating switches off automatically with di rect switching to relay IR. As a result, the temperature in the other rooms would quickly drop below the comfort range. To prevent this, the individual switching described below has been carried out.
If the main sensor room temperature RK rises above 22, and the other correction room thermometers RTH show above 20, the heating can practically switch off. If the RTH correction thermometer falls below 20, point 22 is the room sensor. RK via the ground point PTH <I> to 20 </I> of the room sensor RTH after the relay IR interrupted.
The function of the adaptation group via point 21 now begins its activity. Of course, the main sensory area will overheat as a result, and then there is nothing left to do but open the window or switch off the additional heat.
If individual groups of RTN or RTH side room sensors are connected in parallel, any number of side room sensors can be connected. Since it is in a hotel z. B. would be possible that in several rooms at the same time overheating, respectively. Could occur under cooling, but the whole building would not have to be set to a different heating temperature.
In the case of a known automatic heating control with a flow mixing valve, it is absolutely necessary (as also stated in the regulations) that the boiler temperature must reach the safety thermostat regardless of warmer or colder weather (approx. 90). This is understandable, since the temperature should be available if the flow has to be 85 or 90 at low outside temperatures.
Flow temperatures above 75-80 are only required if the outside temperatures are really very low. If the temperatures are in the normal range, i. H. If the flow temperature is 60-65 or below, the boiler radiates strongly due to its very high boiler temperature.
In the circuit shown in Fig. 9 device takes place at contact point 70 of the contact thermometer KT a tap to the thermostat relay TR. The regulating thermostat, which is set to 75 on the boiler, does not allow the temperature to rise above 75. This is a normal boiler temperature.
If a flow temperature higher than 70 is required, the voltage is applied to the coil of the relay TR via the earth point PK and the mercury thread, which picks up and bridges the regulating thermostat. Only then does the boiler temperature run up to the safety thermostat (90).
Due to the absolute adaptation, it is completely irrelevant which outside temperature is required (different buildings) to determine the flow temperature of 70. Is it. Now after the aforementioned curves a warm or cool house, the outside temperature is just higher or lower than the 70 des. KT. The decisive factor is above all the contact of the <I> KT </I> at 70, i.e. the required flow temperature.
The setting (75) of the regulating thermostat should be higher than the tapping 70 of the KT (approx. 5) so that inaccuracies in the regulating thermostat do not interfere with the regulation.
Various other circuits can be connected to the control system described, which are used for automatic control, in particular for security.
Fig. 10 shows e.g. B. the circuit with which condensation can be prevented in the heating system. If the heating temperature falls below 55, the circulation pump is switched off automatically. Normal operation is only achieved again when a medium temperature of <B> 65 '</B> is reached.
11 shows an anti-freeze switch GS to prevent the sanitary facilities in the house from freezing. When the GS switch is closed, this circuit starts the heating when the temperature on the outside thermometer falls below a set minimum.
Since it is often desirable to have only the frost protection for the heating system, regardless of other systems in the house, the switch GL is used, after which the current flows through the contact point 20 after it is closed. The relay IR only drops when the temperature falls below this minimum, causing heating to take place. The return temperature is decisive for the choice of contact point 20.
Another switching option is the boiler preselection circuit, where if a lot of boiler water is used, the heating output can be temporarily reduced in order to compensate for the boiler water failure.
Likewise, the heating power, z. B. can be reduced by switching off the circulation pump when the outside temperature is higher, so that only a small amount of gravity circulation occurs. This is particularly the case with summer switching.
Deliberate delay circuits can be built into both the execution of the switching operations and the movement of the valve.
All figures given at the contact points are to be regarded as examples only. The effective heat levels to be selected must be determined on a case-by-case basis.
Fig. 12 shows a compilation of a simple heating control and that as a combination of individual assemblies previously described. One knows the two thermometers AT and <I> KT, which are connected in a reciprocal arrangement of values via the adaption switch <I> AS </I>, </I> the antifreeze GS for sanitary systems, a simple room sensor RF without safety,
as well as the control relay IR. On the right side are all the organs influenced by the control device such as the burner, reversing motor of the mixing valve, pulse valve, boiler thermostats.