CH555451A - Elektrische steuereinrichtung fuer eine bodenbeheizungsanlage im freien. - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steuereinrichtung für eine Bodenbeheizungsanlage im Freien, die in Abhängigkeit von jeweils herrschenden Witterungsverhältnissen ihre Tätigkeit ausübt, mit einem auf Niederschläge ansprechenden Fühlerelement und mindestens einem Temperaturfühler, der mit einem elektrischen Schalter zusammenwirkt.



   Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, Bodenbeheizungen für Strassen, Plätze, Brücken u. dgl. in Abhängigkeit der herrschenden Witterungsverhältnisse automatisch-so zu steuern, dass Schnee möglichst schnell nach seinem Fall geschmolzen wird und anderseits die Heizung nur so lange eingeschaltet bleibt, als dies bei den herrschenden Witterungsverhältnissen wirklich erforderlich ist, um den Stromverbrauch möglichst gering zu halten.



   Die Erfindung, mit der dies ermöglicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass das auf Niederschläge ansprechende Fühlerelement so ausgebildet ist, dass es auf die unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit einer Schicht zwischen zwei voneinander distanzierten Elektroden im trockenen und feuchten Zustand zur Auslösung eines Steuervorganges anspricht, und der Temperaturfühler so eingebaut ist, dass er die Bodentemperatur feststellt.



   Dadurch wird erreicht, dass die Heizung einerseits in Abhängigkeit der Bodentemperatur und anderseits in Abhängigkeit der Niederschläge nur dann und nur so lange eingeschaltet wird, wenn dies tatsächlich aufgrund der Witterungsverhältnisse sinnvoll ist.



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine im Boden eingelassene Fühler-Kombination,
Fig. 2 ein Schaltdiagramm für die Steueranlage der Bodenbeheizung.



   Die Fühler-Kombination gemäss Fig. 1 enthält eine Tragplatte 1, die im Freien üblicherweise etwa bündig in den Boden über der Bodenbeheizung eingelassen wird. Mit der Tragplatte 1 ist ein Gehäuse 2 verbunden, das den unteren Teil von zwei im Abstand voneinander angeordneten Fühlerelementen 3, 4 umgibt. An die beiden Fühlerelemente 3, 4 ist ein elektrisches Kabel 5 angeschlossen, das zu einem vorzugsweise in einem benachbarten Gebäude angeordneten Apparatekasten führt, in welchem die elektronischen Bauteile enthalten sind.



   Beide Fühlerelemente 3, 4 beruhen in ihrer Wirkung darauf, dass sich der elektrische Widerstand bzw. die Leitfähigkeit zwischen den beiden Elektroden 6 und 7 ändert, wenn die obere Stirnseite des dazwischen befindlichen Isoliermaterials 8 feucht ist, im Gegensatz zum trockenen Zustand. Diese Widerstandsänderung wird in einem transistorisierten Verstärker ausgewertet und in einen Schaltimpuls umgesetzt, der über Zwischenglieder zur Steuerung der Bodenheizung dient.



   Die zentrale Elektrode 7 ist aussen von einem Ring 8 aus elektrisch isolierendem Material umgeben. Eine äussere ringförmige Elektrode 6 erstreckt sich um diesen Ring 8 herum, wobei die Elektrode 6 und der Ring 8 die zentrale Elektrode 7 konzentrisch umgibt. Die Stirnfläche 11 des Isolierringes 8 liegt gegenüber den Elektroden 6, 8 etwas vertieft, so dass sich Regenwasser bzw. Schneeschmelzwasser in dieser Vertiefung ansammeln kann. Im Hohlraum 9 - der sich nach unten öffnet - der zentralen Elektrode 7 befindet sich eine elektrische Heizpatrone 10, mit der dieses Fühlerelement 3 beheizt werden kann, um zu bewirken, dass Wasser auf dem Isolierring 8 schneller verdunstet und dieses Fühlerelement 3 somit früher trocken ist als das Fühlerelement 4, bei dem keine solche Heizung eingebaut ist.



   Im Hohlraum 11 des zweiten Fühlerelementes 4 ist dagegen ein Temperaturfühler 14 untergebracht, dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit der Temperatur ändert. Bei Erreichen einer einstellbaren oberen Temperatur bewirkt ein elektronisches Auswertgerät im Apparatekasten, dass ein Schaltvorgang ausgelöst wird, und beim Absinken der Temperatur auf einen unteren einstellbaren Wert erfolgt ebenfalls ein Schaltvorgang. Die Differenztemperatur beträgt vorzugsweise etwa   5C,    d. h. die untere Temperatur, bei der ein Schaltvorgang ausgelöst wird, beträgt   etwa -3 C    und die obere Temperatur etwa   +2oC.   



   Damit die Fühlerelemente 3, 4 durch die sich eventuell im Boden befindliche Feuchtigkeit nicht nachteilig beeinflusst werden, sind sie unten durch eine isolierende Vergussmasse 15 verschlossen.



   Aus Ausführungsvariante könnte anstelle des Temperaturfühlers 14 und des zugeordneten elektronischen Auswertgerätes auch ein Thermoschalter treten, der bei gewissen Temperaturgrenzen direkt einen elektrischen Schaltvorgang bewirkt.



   Nachfolgend sei die grundsätzliche Wirkungsweise anhand der Fig. 2 für eine elektrische Bodenheizung erläutert. Der Niederschlagsfühler A, weIcher dem beheizbaren Fühlerelement 3 entspricht, und der Feuchtigkeitsfühler, welcher dem Fühlerelement 4 entspricht, sind an ein elektronisches Auswertegerät E angeschlossen. Der Temperaturfühler C, der dem Temperaturfühler 14 entspricht, ist mit einem weiteren nachgeschalteten elektronischen   Auswerteger.ät    F verbunden. Die beiden Auswertegeräte und F stehen miteinander in leitender Verbindung. Dabei bewirkt das Auswertegerät F, dass eine obere Arbeitstemperatur von etwa +   2OC    bei Niederschlägen und somit nassem Boden (Tautemperatur) und eine untere Absenktemperatur von   etwa - 3 C    bei trockener Witterung angenähert konstant gehalten werden.

  Die Umschaltung wird durch das Auswertegerät E aufgrund der bei den Fühlerelementen A, B festgestellten Witterungsverhältnissen vorgenommen. Die Schaltimpulse des Auswertegerätes F werden einem Schaltrelais G od. dgl. zugeführt, das einen Schaltschützen H ein- oder ausschaltet. Dieser steht mit einem Heiztrafo J in elektrisch leitender Verbindung, dessen Kleinspannung von maximal 50 Volt abgebende Sekundärwicklung mit der elektrischen Bodenheizung K verbunden ist.



   Die im Boden verlegten Heizleiter der Bodenheizung bewirken, dass fallender Schnee fortwährend geschmolzen und eine Eisbildung verunmöglicht wird. Der Temperaturfühler bewirkt, dass die Stromzufuhr bei Erreichen der eingestellten Solltemperatur unterbrochen wird. Damit die Oberfläche auch nach Aufhöhren des Schneefalls nachtrocknet, bewirkt der Feuchtigkeitsfühler, dass die Bodenheizung noch während einer gewissen Zeit eingeschaltet bleibt.



   Bei kalter aber trockener Witterung hingegen hat es keinen Sinn, die Oberflächentemperatur über dem Gefrierpunkt zu halten. Wenn der Boden trocken ist, kann die Temperatur des Bodens auch auf einen einstellbaren Wert einige Grad unter den Nullpunkt fallen, beispielsweise   auf - 30C.    Durch diese Massnahme wird erreicht, dass elektrische Heizenergie gespart wird, anderseits wird   verhindert,    dass die Bodentemperatur auf einen tieferen Wert absinkt, wodurch Frostschäden vermieden werden und das Aufheizen des Bodens bei Schneefall auf Schmeiztemperatur schnell erreicht wird.

  

   Zusätzlich könnte die Steueranlage auch noch mit Lufttemperatur- und Luftfeuchtigkeitsfühlern ergänzt werden, mit welchen eine Früheinschaltung der Bodenheizung erreicht werden kann.



   Anstelle einer elektrischen Bodenheizung könnte auch eine Warmwasser- bzw. Dampfheizung oder Heissgas mit im Boden verlegten Rohrschlangen vorgesehen werden. Die beschriebene Steuereinrichtung würde dann die Zirkulation des Heizmediums steuern, vorzugsweise unter Verwendung von Magnetventilen, die durch ein Schaltrelais G ein- oder ausge  schaltet werden, bzw. den Durchfluss des Heizmediums mehr oder weniger drosseln. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Elektrische Steuereinrichtung für eine Bodenbeheizungsanlage im Freien, die in Abhängigkeit von jeweils herrschenden Witterungsverhältnissen ihre Tätigkeit ausübt, mit einem auf Niederschläge ansprechenden Fühlerelement und mindestens einem Temperaturfühler, der mit einem elektrischen Schalter zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Niederschläge ansprechende Fühlerelement (3, 4) so ausgebildet ist, dass es auf die unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit einer Schicht (11) zwischen zwei voneinander distanzierten Elektroden (6, 7) im trockenen und feuchten Zustand zur Auslösung eines Steuervorganges anspricht, und der Temperaturfühler (14) so eingebaut ist, dass er die Bodentemperatur feststellt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Steuereinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei nebeneinanderliegende Niederschlags Fühlerelemente (3, 4) vorhanden sind, von denen das eine durch ein elektrisches Heizelement (10) beheizbar ist.

   2. Steuereinrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler (14) mit elektrischen Schaltmitteln in Verbindung steht, an denen mindestens zwei vorgegebene Werte für die Bodentemperatur einstellbar sind.

   3. Steuereinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der Elektroden (6) als äussere konzentrisch um die andere als die innere, zentrale Elektrode (7) herum angeordnet ist und die dazwischenliegende, ringförmige Isolierschicht (8) gegenüber den beiden Elektroden (6, 7) zur Aufnahme von Niederschlägen eine Vertiefung (11) aufweist.

   4. Steuereinrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Innern der zentralen Elektrode (7) des einen Niederschlagfühlers (3) eine elektrische Heizung (10) und im Innern der zentralen Elektrode des zweiten Niederschlagfühlers (4) der Temperaturfüh ler (14) befindet.

   5. Steuereinrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederschlags Fühlerelemente (3, 4) in einem gemeinsamen, bündig in den Boden versenkbaren Gehäuse (1, 2) untergebracht sind.

   6. Steuereinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Lufttemperatur- und Luftfeuchtigkeitsfühler für die Früheinschaltung der Bodenheizung vorhanden ist.