CH637753A5 - Schaltungsanordnung zum bestimmen des optimalen einschaltzeitpunktes einer heizungs- oder klimaanlage. - Google Patents

Description

20 Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Bestimmen des optimalen Einschaltzeitpunktes einer Heizungsoder Klimaanlage nach einer Ausschaltperiode nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer derartigen, aus der DE-OS 2 630 920 bekannten 25 Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Heizungsoder Klimaanlage wird zwischen zwei Belegungsperioden der zu beheizenden oder zu klimatisierenden Räume eine minimale Raumtemperatur, die sogenannte Stütztemperatur, aufrecht erhalten. Diese Stütztemperatur wird unterhalb einer bestimmten 30 Aussentemperatur in Abhängigkeit von der Aussentemperatur angehoben, so dass zum Aufheizen der Räume bei maximal zur Verfügung stehender Heizleistung unterhalb der bestimmten Aussentemperatur ein konstanter Einschaltzeitpunkt vor der Belegungsperiode gewählt werden kann. Erst bei einer Aussen-35 temperatur oberhalb des bestimmten Wertes wird ein späterer Einschaltzeitpunkt errechnet, um zu Beginn der Belegungsperiode die gewünschte Raumtemperatur zu erreichen.

Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnungist die Schwierigkeit, diese an die gegebenen Eigen-40 schatten der Heizungs- bzw. Klimaanlage optimal anzupassen.

Eine weitere Schaltungsanordnung solcher Art ist aus der US-PS 3 964 676 bekannt.

Das Prinzip solcher Schaltungsanordnungen dient zur Erzielung eines optimalen Wirkungsgrades einer Heizungs- oder Kli-45 maanlage in einem nur zu bestimmten Zeiten benutzten Gebäude, wie beispielsweise in einem Geschäfts- oder einem Schulhaus. Optimal ist der Wirkungsgrad dann, wenn einerseits nur während der Belegungsperioden eine behagliche Raumtemperatur aufrecht erhalten wird und andererseits während der 50 Nichtbelegungsperioden möglichst viel Heizenergie eingespart wird. Die Einsparung ist dann am grössten, wenn während der Nichtbelegungsperioden die Raumtemperatur bis auf ein zulässiges Minimum absinkt und für den Heizbeginn der spätest mögliche Zeitpunkt gewählt wird, um dann mit der grössten zur 55 Verfügung stehenden Heizleistung die Räume in kürzester Zeit aufzuheizen. Der Einschaltzeitpunkt ist dann optimal gewählt, wenn bei Beginn der Belegungsperiode und nicht vorher die für die Behaglichkeit erforderliche Raumtemperatur erreicht ist.

Der optimale Einschaltzeitpunkt ist jedoch kein konstanter 60 Wert, sondern er ist von der Abkühlung der zu beheizenden Räume sowie von der Aufheizdauer, welche im folgenden durch die Aufheizsteilheit ausgedrückt wird, abhängig. Die Aufheizsteilheit wird in K/h ( °K/Stunde) angegeben und ist von der Bauweise (Isolation usw.) des zu beheizenden Gebäudes, von 65 der jeweils herrschenden Aussentemperatur und von der Auslegetemperatur der Heizungs- oder Klimaanlage abhängig.

Die Auslegetemperatur entspricht der tiefsten Aussentemperatur, für welche die Heizungs- oder Klimaanlage ausgelegt,

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d.h. berechnet ist und bei welcher die mit der vollen zur Verfügung stehenden Heizleistung betriebene Heizungs- oder Klimaanlage die Räume gerade noch aufzuheizen vermag. Bei der tiefsten Aussentemperatur ist die Aufheizsteilheit am geringsten, weil die ständigen Wärmeverluste des Gebäudes dann am grössten sind. Die Aufheizung um einen gleichen Betrag dauert bei der tiefsten Aussentemperatur demzufolge länger als bei einer höheren Aussentemperatur, bei welcher die Aufheizsteilheit grösser ist.

Da auch die Aufheizsteilheit kein konstanter Wert ist, wie sich im vorstehenden Beschreibungsteil gezeigt hat, ist es zur Erzielung eines optimalen Einschaltzeitpunktes erforderlich, die Aufheizsteilheit an die Heizungs- oder Klimaanlage unter Berücksichtigung der Auslegetemperatur und der Bauweise des Gebäudes anzupassen.

Es ist bekannt, die zu einer Anlage angegebene Auslegetemperatur in ein programmiertes Steuergerät zum Bestimmen des optimalen Einschaltzeitpunktes einzugeben. Dabei ist jedoch nicht gewährleistet, dass der Einschaltzeitpunkt durch das Steuergerät tatsächlich optimal bestimmt werden kann, weil bekanntlich viele Heizungsanlagen infolge von Sicherheitszuschlägen bei deren Berechnung überdimensioniert sind. Die tatsächliche Auslegetemperatur liegt demzufolge bei einem tieferen als dem der Berechnung zugrunde liegenden Wert. Die Folge bei einer Eingabe der berechneten Werte in das Steuergerät ist in einem solchen Fall eine grössere Aufheizsteilheit als erwünscht und damit ein verfrühtes Erreichen der für die Behaglichkeit erforderlichen Raumtemperatur. Die Möglichkeit der Einsparung von Heizenergie wird in einem solchen Fall nicht optimal ausgenutzt. Ein weiterer Nachteil der erwähnten Eingabeart ist es, dass sich die Aufheizsteilheit nur durch einen Punkt, nämlich auf die ohnehin sehr selten erreichte Auslegetemperatur, einstellen lässt. Eine solche Einstellart lässt es beispielsweise nicht zu, dass die durch eine gerade Kennlinie definierten Werte der von der Aussentemperatur abhängigen Aufheizsteilheiten zur optimalen Anpassung beliebig eingestellt werden können. Es ist dabei zum Beispiel eine Schwenkung und eine davon unabhängige Parallelverschiebung der geraden Kennlinie nicht möglich.

Da die Inneneinrichtung in den zu beheizenden Räumen in einer länger als einen Tag dauernden Ausschaltperiode, beispielsweise über ein Wochenende, insbesondere bei tiefen Aus-sentemperaturen stärker auskühlen als nur wähnrend einer Nacht, genügt die Berücksichtigung der absinkenden Raumtemperatur, welche insbesondere durch die Lufttemperatur definiert ist, nicht. Obwohl die Raumtemperatur zu Beginn der Belegungsperiode den gewählten Wert erreicht hat, ist die gewünschte Behaglichkeit in einem solchen Fall nicht vorhanden, weil die Einrichtungsgegenstände und insbesondere auch die Wände der Räume stärker ausgekühlt sind als nur während einer Nacht. Um die Behaglichkeit zu Beginn der Belegungsperiode dennoch zu gewährleisten, ist es bekannt, beispielsweise am Montagmorgen den Einschaltzeitpunkt zusätzlich um einen bestimmten Betrag vorzuverlegen. Da jedoch die länger als 24 Stunden dauernden Ausschaltperioden von einem Tag (einzelner Feiertag innerhalb der Woche) bis zu mehreren Tagen (Weihnachten und Neujahr) dauern können, resultiert daraus eine unterschiedlich starke Auskühlung der Wände und Einrichtungsgegenstände. Diesen Unterschieden wird bei den zum Stand der Technik zählenden Verfahren bzw. Geräten nicht Rechnung getragen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Bestimmen des optimalen Einschaltzeitpunktes anzugeben, welche eine vollständige Anpassung an die gegebenen Eigenschaften der Anlage ohne komplizierte Berechnungen ermöglicht. Ferner sollen auch unterschiedlich starke Auskühlungen infolge unterschiedlich langer Ausschaltperioden zusätzlich berücksichtigt werden.

Die gestellte Aufgabe lässt sich erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale lösen.

Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung ermöglicht ei-5 ne übersichtliche und leicht erfassbare Einstellung der zu jeder Aussentemperatur erforderlichen Steilheiten. Die beiden Einstellelemente zum Einstellen der die Steilheiten festlegbaren Kennlinie sind vorzugsweise zwei voneinander beabstandeten Aussentemperaturwerten zugeordnet, und zwar einem über io 0 °C und einem unter 0 °C. Durch die unkomplizierte Einstellung ist es auch für weniger geschultes Personal möglich, die Schaltungsanordnung optimal an die gegebenen Eigenschaften der zu regelnden Anlage anzupassen.

Im Anspruch 4 ist eine Lösung aufgezeigt, welche eine opti-i5 male Anpassung auch bei unterschiedlich langen Ausschaltperioden ermöglicht.

Als besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist im Anspruch 10 die Funktion der Rechnerschaltung definiert.

20 Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung,

Fig. 2 ein Nomogrammi zur Ermittlung der Aufheizsteil-25 heiten,

Fig. 3 ein Funktionsdiagramm der Schaltungsanordnung nach der Figur 1 und

Fig. 4 ein weiteres Funktionsdiagramm zur Erläuterung der zusätzlichen Frühaufheizung.

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Die Schaltungsanordnung nach der Figur 1 weist einen Rechner 10 auf, welchem über ein Additionsglied 12 Signalspannungen Ux und U3 sowie unmittelbar eine Signalspannung U2 und eine Referenzspannung Uref zugeführt werden. Die Aus-35 gangssignalspannung des Rechners 10 ist mit U4 bezeichnet. Zwischen dem Additionsglied 12 und dem Rechner 10 sind zwei zueinander parallel angeordnete Einstellelemente in Form von Potentiometern 14 und 16 angeordnet. Das Potentiometer 14 dient zur Einstellung der Aufheizsteilheit S + und das Potentio-40 meter 16 dient zur Einstellung der Aufheizsteilheit S— . Die dem Additionsglied 12 zugeführte Spannung U3 ist an einem Einstellelement in Form eines Potentiometers 18 einstellbar. Die dem Additionsglied 12 zugeführte Spannung Uj entspricht der Temperaturdifferenz zwischen einem Sollwert xk und der 45 Raumtemperatur ta. Die Spannung U2 entspricht der gemessenen Aussentemperatur ta.

Zur Messung der Aussentempratur ta dient ein temperaturabhängiger Widerstand 20, der in Reihe mit einem Widerstand 22 zwischen die Referenzspannung Uref und Masse geschaltet 50 ist. Der Mittelabgriff zwischen diesen beiden Widerständen 20 und 22 ist mit dem Eingang eines Verstärkers 24 verbunden, dessen Ausgangssignal die dem Rechner 10 zugeführte Spannung U2 ist.

Zur Messung der Raumtemperatur dient ein temperaturab-55 hängiger Widerstand 26, der mit einem Widerstand 28 in Reihe zwischen der Referenzspannung Uref und Masse angeordnet ist. Zur Einstellung des Sollwertes xk der gewählten Raumtemperatur tr ist ein Potentiometer 30 vorgesehen, welches mit einem Widerstand 32 in Reihe zwischen der Referenzspannung Uref 60 und Masse angeordnet ist.

Die Verbindungspunkte zwischen dem temperaturabhängigen Widerstand 26 und dem Widerstand 28 sowie zwischen dem Potentiometer 30 und dem Widerstand 32 sind mit den beiden 6S Eingängen eines Differenzverstärkers 34 verbunden, dessen Ausgangssignal die dem Additionsglied 12 zugeführte Spannung Uj ist. Diese Spannung entspricht der Temperaturdifferenz A tr zwischen dem Sollwert xk und der Raumtemperatur tr.

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Die Ausgangssignalspannung U4 des Rechners 10 wird dem über diesen beiden Punkten ziehen und nach beiden Seiten hin ersten Eingang eines ersten Komparators 36 zugeführt. Dem verlängern. An den Ordinatenskalen S— und S+ sind sodann zweiten Eingang des ersten Komparators 36 wird eine Span- die entsprechenden Einstellwerte ablesbar. Im dargestellten nung U5 zugeführt, welche eine in Abhängigkeit von der Zeit Ausführungsbeispiel nach der Figur 2 verläuft diese Gerade 60

proportional ansteigende Spannung ist. Der Ausgang des Kom- 5 beim Einstellwert S — über zwei und beim Einstellwert S + über parators 36 ist jeweils mit dem Setzeingang S einer ersten und sechs K/h.

einer zweiten Flipflopschaltung 38,40, verbunden. Der Aus- Die nach unten verlängerte Gerade 60 endet bei einem Ausgang Q der ersten Flipflopschaltung 38 ist mit der Erregerwick- sentemperaturwert von minus 40 Celsius. Dies ist der theoreti-lung eines Relais A verbunden. sehe Wert, bei dem eine Aufheizung der zu beheizenden oder zu

Dem ersten Eingang eines zweiten Komparators 42 wird die io klimatisierenden Räume selbst bei der grössten zur Verfügung

Referenzspannung Uref zugeführt. Dem zweiten Eingang dieses stehenden Heizleistung nicht mehr möglich ist. Bei einem sol-

Komparators 42 wird die zeitabhängige Spannung U5 zugeführt, chen Aussentemperaturwert könnte die vorhandene Raumtem-

Der Ausgang des Komparators 42 ist mit dem Rückstelleingang peratur bei der grössten Heizleistung höchstens noch gehalten

R der ersten Flipflopschaltung 38 verbunden. werden.

15 Im Nomogramm nach der Figur 2 ist oberhalb der Abszisse

Der Rückstelleingang R der zweiten Flipflopschaltung 40 ist eine zweite Skala aufgetragen, welche gegenüber der Aussen-

mit dem Ausgang eines ersten Zählers 44 verbunden. temperaturskala Ta um 5 Grad Celsius nach links versetzt ist.

Die Ausgänge eines Umschaltkontaktes 46 einer nicht nä- Diese mit tAusIege bezeichnete Skala ist auf die bereits in der her dargestellten Schaltuhr sind mit dem Setzeingang S und mit Beschreibungseinleitung erwähnte Auslegetemperatur bezogen,

dem Rückstelleingang R einer dritten Flipflopschaltung 48 ver- 20 In dem in der Figur 2 angegebenen Ausführungsbeispiel endet bunden. Um die Schaltungsanordnung zum Bestimmen des op- die Gerade 60 bei einer Auslegetemperatur von minus 35 Grad timalen Einschaltzeitpunktes zu starten, zeigt der Umschaltkon- Celsius. Dieses ist also der tiefste Aussentemperaturwert, bei takt 46 auf den Setzeingang S der dritten Flipflopschaltung 48. welchem die Anlage die angeschlossenen Räume gerade noch

In der gezeigten Stellung ist der Umschaltkontakt 46 mit dem aufzuheizen vermag.

Rückstelleingang R der dritten Flipflopschaltung 48 verbunden, Da die Ermittlung von zwei Messwerten zur Bestimmung welche Stellung der Ausschaltperiode der zu steuernden Hei- der Geraden 60 voraussetzt, dass diese bei zwei verschiedenen zungs- oder Klimaanlage entspricht. Aussentemperaturwerten ta aufgenommen werden, ist es auch Der erste Zähler 44, ein zweiter Zähler 50 und ein dritter möglich, für die provisorische Ermittlung die Gerade 60 zwi-Zähler 52 sind über ihren jeweils ersten Eingang mit dem Aus- sehen einem Messpunkt und der zu der Anlage angegebenen gang einer Oszillatorschaltung 54 verbunden. Der Ausgang Q Auslegetemperatur tAuslege zu ziehen. Eine solche Ermittlung der dritten Flipflopschaltung 48 ist mit dem zweiten Eingang des entspricht zwar nur dann dem Optimum, wenn die angegebene zweiten Zählers 50 verbunden. Der invertierte Ausgang Q ist Auslegetemperatur tatsächlich auch stimmt. Sollte die angege-mit dem jeweils zweiten Eingang des ersten Zählers 44 und des bene Auslegetemperatur jedoch nicht der tatsächlichen Ausledritten Zählers 52 verbunden. getemperatur entsprechen, so ist eine solche Ermittelung trotz-Der Ausgang des zweiten Zählers 50 ist mit dem Eingang dem genauer, als ein Einstellwert, welcher nur auf der Auslege-eines ersten Distal-Analog-Wandlers 56 verbunden, dessen temperato basiert, wie es beispielsweise bei zum Stand der Ausgangsspannung die proportional in Abhängigkeit von der Technik zählenden Geräten üblich ist.

Zeit ansteigende Spannung U5 ist. Nachfolgend soll die Funktion der Schaltungsanordnung

Der Ausgang des dritten Zählers 52 ist mit dem Eingang nach der Figur 1 anhand des Diagramms nach der Figur 3 näher eines zweiten Digital-Analog-Wandlers 58 verbunden, dessen erläutert werden. Um einer Verwechslung vorzubeugen, sei

Ausgangsspannung die Spannung U3 ist. darauf hingewiesen, dass die in der Figur 2 dargestellte Gerade

Anhand des in der Figur 2 dargestellten Nomogramms soll 60 nicht die Aufheizsteilheit darstellt, sondern deren Koeffi-

nun die Ermittlung der Einstellwerte S — und S + erläutert wer- zienten an dieser Geraden 60 ablesbar sind. Im Diagramm nach den, welche Werte an den Potentiometern 14 und 16 (Fig. 1) der Figur 3 hingegen sind die AufheizsteilheitenS—, S+ und einzustellen sind. Auf der Abszissenachse dieses Nomogramms eine wahlweise angenommene zwischen den Werten S — und ist eine Skala mit den Werten der Aussentemperatur in Grad S + liegende Aufheizsteilheit S dargestellt.

Celsius aufgetragen. Bei den Aussentemperaturwerten von plus Die mit t bezeichnete Abszisse entspricht der Zeitachse, 20 Grad Celsius und von minus 20 Grad Celsius ist je eine welche beispielsweise in Stunden oder Tage eingeteilt sein kann. Ordinatenachse dargestellt. Die Skalen auf diesen Ordinaten- Die Ordinate entspricht der Raumtemperatur tr in Grad Celsius, achsen sind auf eine Aufheizsteilheit bezogen, welche hier in Der Wert xk auf der Raumtemperaturachse ist der am Sollwerte/Stunde (K/h) angegeben sind. Die Ordinatenachse bei einer geber 30 (Figur 1) eingestellte Sollwert der Raumtemperatur. Aussentemperatur ta von minus 20 Grad Celsius ist mit S — , Mit 62 ist die zu Ende gehende Belegungsperiode bezeichnet, bezeichnet, während die Ordinatenachse mit der Aussentempe- welche beim Ausschaltzeitpunkt 64 endet. Zwischen dem Aus- . ratur ta von plus 20 Grad Celsius mit S + bezeichnet ist. Diese schaltzeitpunkt 64 und dem Beginn 66 einer folgenden Bele-WerteS— und S+ bezeichnen die an den Potentiometern 14 gungsperiode 68 liegt eine Nichtbelegungsperiode 70.

und 16 in der Figur 1 einzustellenden Werte der Aufheizsteil- Nach dem Ausschaltzeitpunkt 64 beginnnt die Raumtempe-

heit. Die Aussentemperaturwerte von minus 20 Grad Celsius ratur nach einer e-Funktion gemäss der Kurve 72 abzusinken,

und plus 20 Grad Celsius sind willkürlich gewählte Werte und Mit A tr ist die Differenz bezeichnet, um welche die Raumtem-

apparatebedingt. peratur 72 bis zu einem Einschaltzeitpunkt 74 gegenüber dem

Um die Werte S — und S + zu ermitteln, wird die Heizung Sollwert xk abgesunken ist.

bzw. die Klimaanlage nach einer Ausschaltperiode eingeschaltet Der Einschaltzeitpunkt 74 ist gegeben durch den Kreu-

und der Anstieg der Raumtemperatur pro Stunde gemessen. zungspunkt zwischen der absinkenden Raumtemperatur 72 und

Der gemessene Wert wird bei der jeweils herrschenden der der gerade herrschenden Aussentemperatur zugrundelie-

Aussentemperatur in das Nomogramm nach der Figur 2 einge- fi5 genden Aufheizsteilheit S. Unter der Voraussetzung, dass die tragen. Um eine optimale Anpassung zu erzielen, ist es vorteil- Aufheizsteilheit S optimal gewählt wurde, wird dann die anstei-

haft, bei einem anderen Aussentemperaturwert das gleiche Ver- gende Raumtemperatur 72' genau zum Zeitpunkt 66, bei wel-

fahren zu wiederholen. Sind zwei solcher Messpunkte vorhan- chem die folgende Belegungsperiode 68 beginnt, dem Sollwert den und im Nomogramm eingetragen, lässt sich eine Gerade 60 xk entsprechen.

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Die Aufheizsteilheiten S — , S und S + sind im Diagramm Das zweite Relais B. bleibt weiterhin erregt, und zwar solan-

nach derFigur 3 vereinfacht durch gerade Linien dargestellt. ge bis die zweite Flipflopschaltung 40 über ihren Rückstellein-Die ansteigende Raumtemperatur IT wird sich gegenüber einer gang R vom ersten Zähler 44 ein Signal erhält. Das zweite Re-solchen geraden Linie leicht s-förmig verhalten. Eine solche lais B ist dazu bestimmt, die normale Regelanlage der Heizungs-

Abweichung ist jedoch ohne Bedeutung, da es nur darauf an- 5 oder Klimaanlage während des Tages eingeschaltet zu halten, kommt, dass die ansteigende Raumtemperatur 72' möglichst Der erste Zähler 44 dient zur Ausschaltverzögerung der Heigenau zum Zeitpunkt 66 den Sollwert xk erreicht. zungs- oder Klimaanlage um einen Betrag, welcher der Zeit-

Die Schaltungsanordnung nach der Figur 1 ist nun dazu be- spanne 78 entspricht. Diese Verzögerung dient zur Kompensa-stimmt, den optimalen Einschaltzeitpunkt 74 zu ermitteln. Zur tion, da der Schaltuhrkontakt 46 auch um einen solchen Betrag Erreichung dieses Zieles ist es erforderlich, dass die Ermittlung i o vor Belegungsende in seine Nachtstellung zurückschaltet. Der zu einem Zeitpunkt beginnt, welcher in einem ausreichenden erste Zähler 44 wird über den invertierten Ausgang Q der drit-Abstand vor dem Belegungsbeginn 66 liegt, damit einer Aufhei- ten Flipflopschaltung 48 aktiviert.

zung bei der am weitesten abgesunkenen Raumtemperatur und Die Figur 4 zeigt ein Diagramm, welches sich über einen bei der tiefsten zu erwartenden Aussentemperatur noch möglich Zeitraum von mehreren Tagen erstreckt. Die in diesem Diaist, um bei Belegungsbeginn 66 die gewählte Raumtemperatur 15 gramm dargestellte Funktion unterscheidet sich von derjenigen zu erreichen. Zu diesem Zweck wird der Schaltuhrkontakt 46 nach der Figur 3 insbesondere dadurch, dass die Ausschaltpe-zum Zeitpunkt 76 auf den Setzeingang S der dritten Flipflop- riode länger als 24 Stunden dauert. Da, wie bereits erwähnt, die Schaltung 48 umgeschaltet und damit die Ermittlung des opti- Einrichtungsgegenstände und die Wände in*einem während malen Einschaltzeitpunktes eingeleitet. Über den Ausgang Q mehr als 24 Stunden nicht beheizten Raum stärker auskühlen der dritten Flipflopschaltung 48 wird der zweite Zähler 50, wel- 20als nur während einer Nacht, ist es zweckmässig, dass der Ein-cher vom Oszillator 54 zeitabhängige Impulse erhält, aktiviert. schaltzeitpunkt 74' zusätzlich zur normalen Ermittlung des opti-Im ersten Digital-Analog-Wandler 56 werden die vom zweiten malen Einschaltzeitpunktes vorverlegt wird. Diese Vorverle-Zähler 50 gelieferten Zeitimpulse in die zeitabhängig ansteigen- gung erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass de Spannung U5 umgeformt. bei der Ermittlung des optimalen Einschaltzeitpunktes eine

25 Raumtemperatur zugrundegelegt wird, welche tiefer als die tat-Die aus den Schaltelementen 10,12,14,16 und 18 beste- sächlich vorhandene Raumtemperatur ist.

hende Rechnerschaltung liefert die Signalspannung U4, in welcher die Aussentemperatur ta, die Raumtemperaturdifferenz Da die erwähnte Auskühlung in Abhängigkeit von der An-A tr, die Einstellwerte S - und S + und gegebenenfalls die noch zahl der nicht belegten Tage weiter zunimmt, ist es vorgesehen, näher zu erläuternde Signalspannung U3 in Abhängigkeit von 30 innerhalb einer Nichtbelegungsperiode den der Ermittlung des der Stellung des Potentiometers 18 ausgewertet werden. Die optimalen Einschaltzeitpunktes zugrundezulegenden Wert um Funktion dieser Rechnerschaltung ist im Anspruch 10 durch jeweils einen Schritt weiter abzusenken. Im Diagramm nach der eine mathematische Formel wiedergegeben. Figur 4 erfolgen diese Absenkungen zu den Zeitpunkten 80 und Am ersten Eingang des ersten Komparators 36 steht nun die 82. Der Zeitpunkt 80 ist gegenüber dem Ausschaltzeitpunkt 64' Spannung U4 an. Sobald die zeitabhängig ansteigende Spannung35 um 24 Stunden verschoben. Der zweite Zeitpunkt 82 ist gegen-U5 am zweiten Eingang des ersten Komparators 36 den Wert über dem ersten Zeitpunkt 80 um weitere 24 Stunden verscho-der Spannung U4 erreicht hat, gibt der erste Komparator 36 ein ben. Die gestrichelte Linie 84 gibt den der Bemessung zugrund-Ausgangssignal an die Setzeingänge S der ersten und der zwei- zulegenden Wert an. Anstelle der Raumtemperaturdifferenz ten Flipflopschaltung 38,40 ab. Über diese beiden Flipflop- A t3 wird nach einer Ausschaltperiode von mehr als zwei Tagen, Schaltungen werden die beiden Relais A und B erregt und über 40 beispielsweise über ein Wochenende, der Wert A tr' der Ermitt-ihre Kontakte wird die nicht dargestellte Heizungs- oder Kli- lung des optimalen Einschaltzeitpunktes 74' zugrunde gelegt, maanlage zur Aufheizung der angeschlossenen Räume bei der Ohne diese Vorverlegung wäre der Einschaltzeitpunkt auf den grössten zur Verfügung stehenden Heizleistung eingeschaltet. Kreuzungszeitpunkt 75 zwischen dem jeweiligen Wert der ab-Diese Einschaltung erfolgt exakt zum Einschaltzeitpunkt 74. sinkenden Raumtemperatur 72 und der Steilheitsgeraden S ge-

Der durch Umschalten des Schaltuhrkontaktes 46 definierte 45 fallen. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass die Zeitspanne Zeitpunkt 76 zur Einleitung des Ermittlungsbeginns ist gegen- der zusätzlichen Vorverlegung von der jeweiligen Aufheizsteil-über dem Beginn 66 der Belegungsperiode 68 um einen be- heit und damit von der Aussentemperatur abhängig ist. Bei tie stimmten Betrag, beispielsweise um 9 Stunden, vorverlegt. Zur fer Aussentemperatur, entsprechend der Steilheit S — ergibt Vereinfachung der Einstellung durch das Bedienungspersonal sich eine grössere zusätzliche Vorverlegung als bei der Steilheit kann die den Umschaltkontakt 46 betätigende, jedoch nicht nä- 50 S+, welche einer höheren Aussentemperatur zugeordnet ist. her dargestellte Schaltuhr so eingerichtet sein, dass dieser Kon- Die Abhängigkeit der zusätzlichen Vorverlegung von der takt automatisch 9 Stunden vor der Einstellzeit schaltet. Im Dia- Aufheizsteilheit ist ein Vorteil, durch welchen die optimale Be-gramm nach der Figur 3 ist die Zeitspanne der Vorverlegung mit Stimmung des Einschaltzeitpunktes 74' in jeder Situation ge-78 bezeichnet. währleitstet ist.

Der die Schaltelemente 50 und 56 aufweisende elektroni- 55 Realisiert wird diese zusätzliche Vorverlegung durch die Ersehe Zeitgeber ist so bemessen, dass seine Ausgangsspannung gänzungssignalspannung U3 deren am Potentiometer 18 einge-U5 genau nach Ablauf der Zeitspanne 78 die Referenzspannung stellter Anteil zu der von der Raumtemperatur abhängigen Uref erreicht. Durch Gleichheit der beiden Eingangsspannungen Spannung Ux addiert wird. Die Skala des Potentiometers 18 Uref und U5 am zweiten Komparator 42 erhält die erste Flipflop- kann in °K geeicht sein.

Schaltung 38 über ihren Rückstelleingang R ein Signal, wodurch 60 Zur Erzeugung der Spannung U3 dienen der dritte Zähler der Ausgang Q spannungslos wird und das erste Relais A ab- 52 und der zweite Digital-Analog-Wandler 58. Diese beiden fällt. Die letztgenannte Funktion erfolgt zum Zeitpunkt 66, bei Schaltungselemente 52 und 58 sind so eingerichtet, dass die welchem die Schnellaufheizung beendet ist. Ausgangsspannung U3 nach jeweils 24 Stunden um einen weite ren Schritt erhöht wird. Aktiviert wird der dritte Zähler 52 über 65 den invertierten Ausgang Q der dritten Flipflopschaltung 48.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

637 753 PATENTANSPRÜCHE

1. Schaltungsanordnung zum Bestimmen des optimalen Einschaltzeitpunktes (74) einer Heizungs- oder Klimaanlage nach einer Ausschaltperiode, um zü Beginn der nachfolgenden Bele-gungsperiode (68) die gewünschte Raumtemperatur (xk) zu erhalten, wobei zu einem, eine festgelegte Zeitspanne (78) vor dem Beginn der Belegungsperiode (68) liegenden Zeitpunkt (76) ein raumtemperaturabhängiges und ein aussentemperatur-abhängiges Signal (Uj, U2) ausgewertet werden, mit einer Rechnerschaltung (10,12), auf deren Eingang das von der Aussen-temperatur (ta) abhängige Signal (U2) geschaltet ist und deren Ausgang mit dem Eingang eines Komparators (36) verbunden ist, sowie mit einem, auf den Komparator (36) einwirkenden Zeitgeber (46,48,54,50,56), dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (34) zur Bildung eines der Differenz zwischen dem Sollwert (xk) der gewünschten Raumtemperatur und der gemessenen Raumtemperatur (tr) entsprechenden Signals (U x) mit der Rechnerschaltung (10,12) verbunden sind und dass der Rechnerschaltung (10,12) zwei Einstellelemente 14,16) zum Einstellen einer Kennlinie (60) zugeordnet sind, durch welche die Aufheizsteilheiten (S-, S+) bei zwei verschiedenen Aussen-temperaturwerten (ta) festlegbar sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnerschaltung ein Additionsglied (12) und einen Rechner (10) aufweist und dass die Einstellelemente (14, 16) zum Einstellen der Kennlinie (60) zwischen das Additionsglied (12) und den Rechner (10) geschaltet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bildung des Differenzsignals (Ut) einen Differenzverstärker (34) enthalten, dessen Ausgang mit dem einen Eingang des Additionsgliedes (12) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Eingang des Additionsgliedes (12) mit Mitteln (46,48,52, 54,58) verbunden ist, durch welche dem Additionsglied (12) ein Ergänzungssignal (U3) zuführbar ist, das nach mindestens einer länger als 24 Stunden dauernden Nichtbelegungsperiode (70) erzeugt wird, um den Einschaltzeitpunkt (74') durch Simulation eines grösseren Raumtemperaturabfalls (Atr) als tatsächlich vorhanden ist, zusätzlich vorzuverlegen.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitgeber einen von der Uhrzeit abhängigen Schalter (46) aufweist, dessen Schaltpunkt verglichen mit seinem Zeit-Einstellwert um die festgelegte Zeitspanne (78) vorverlegt ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schalter (46) eine Zeitsteuereinrichtung (48, 54,50,56) nachgeschaltet ist, um dem Komparator (36) ein zeitabhängiges Signal (U5) zuzuführen.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitsteuereinrichtung elektronische Schaltglieder (54,50,56) aufweist, um eine in Funktion der Zeit linear veränderbare Spannung als zeitabhängiges Signal (U5) abzugeben.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem einen (14) der beiden Einstellelemente (14,16) ein Aussentemperaturwert (S+) oberhalb 0 °C und dem anderen (16) ein Aussentemperaturwert (S — ) unterhalb 0 °C zugeordnet ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einstellelemente (14,16) derart auf die Rechnerschaltung (10,12) abgestimmt sind, dass die Steilheitswerte (S) linear in Funktion der Aussentemperaturwerte (ta) veränderbar sind.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechnerschaltung eine Funktion nach der folgenden Formel zugrundegelegt ist:

U4 = (U1+U3ak)

U22

(os_-as+) +cts.

urefz

5 worin bedeuten:

Ux Signalspannung der Raumtemperaturdifferenz (xk - tr) U2 Signalspannung der Aussentemperatur (ta) U3 Signalspannung des Ergänzungssignals U4 Ausgangssignalspannung der Rechnerschaltung 10 Ure£ Referenzspannung ak Winkelstellung des Einstellelementes für das Ergänzungssignal as_ Winkelstellung des Einstellelementes für die Aufheizsteilheit bei einem unteren Einstellpunkt 15 as+ Winkelstellung des Einstellelementes für die Aufheizsteilheit bei einem oberen Einstellpunkt