CH638293A5 - Verfahren zum regeln einer lueftungs- oder klimaanlage. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Lüf- Fig. 3 ein weiteres Diagramm des Proportionalbandes,

tungs- oder Klimaanlage nach dem Oberbegriff des Patentan- 55 Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, dass einem Vergleicher 10 eines spruches 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfah- Hauptregelkreises über eine Leitung 12 ein Sollwert Xk der an renS- einem nicht dargestellten Sollwertgeber eingestellten Raumtem-

Ein solches Verfahren dient insbesondere zur Regelung der peratur zugeführt wird. Ferner wird dem Vergleicher 10 über Raumtemperatur als Regelgrösse durch Verändern der Luftmen- eine Leitung 14 ein Signal eines Temperatur-Istwertes von einem ge der dem Raum zugeführten Zuluft. Beispielsweise weist die 60 Raumtemperaturfühler 16 zugeführt. Das Ausgangssignal des Zuluft eine konstante, zum Kühlen des Raumes geeignete Tem- Vergleichers 10, welches der Differenz zwischen dem Sollwert Xk peratur auf, während zur Erwärmung des Raumes gegebenen- und dem Istwert entspricht, wird über eine Leitung 18 einem falls eine Grundlastheizung in Form einer Radiatorenheizung ersten Verstärker 20 zugeführt. Das verstärkte Ausgangssignal vorhanden ist. des Verstärkers 20 wird über eine Leitung22 als Führungsgrösse

Steigt die Raumtemperatur, beispielsweise durch Fremdwär- 65 einem zweiten Vergleicher 24 für einen Hilfsregelkreis zuge-me, welche durch die Abgabe von Körperwärme bei einer führt. Dem zweiten Vergleicher 24 wird ferner über eine Leitung grösseren Ansammlung von Personen verursacht werden kann, 26 das Signal des Luftmengen-Istwertes eines Luftmengen- oder dann wird die Luftmenge der Zuluft in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeitsfühlers 28 zugeführt.

Das Ausgangssignal des zweiten Vergleichers 24 gelangt über eine Leitung 30 auf den Eingang eines Begrenzers 32. Der Begrenzer 32 weist ein Einstellelement 34 für einen Minimalgrenzwert und ein weiteres Einstellelement 36 für einen Maximalgrenzwert auf. Über Anschlüsse 38 und 40 lassen sich durch eine Zwangssteuerung die an den Einstellelementen 34 bzw. 36 eingestellten Grenzwerte unter- bzw. überschreiten.

Das Ausgangssignal des Begrenzers 32 wird über eine Leitung 42 einem zweiten Verstärker 44 zugeführt und dient nach seiner Verstärkung als Stellsignal, welches über eine Leitung 46 einem Stellglied 48 zugeführt wird. Anstelle nur eines können dem Stellglied 48 auch weitere Stellglieder parallelgeschaltet sein, welche gemeinsam die dem zu belüftenden oder zu klimatisierenden Raum zugeführte Luftmenge beeinflussen. Die pro Zeiteinheit strömende Luftmenge bzw. die entsprechende Luftgeschwindigkeit wird durch den bereits erwähnten Luftmengenfühler 28 gemessen. Mit 50 ist die dem Luftmengen-Regelkreis zugeordnete erste Regelstrecke bezeichnet.

Die dem Temperaturregelkreis zugeordnete zweite Regelstrecke ist mit 52 bezeichnet. Die zweite Regelstrecke 52 erstreckt sich bis zu dem bereits erwähnten Raumtemperaturfühler 16.

Der der Temperaturregelung zugeordnete Hauptregelkreis umfasst die Elemente 10,18,20,22,24,30,32,42,44,46,50,28, 52, 16 und 14.

Der der Luftmengen-Regelung zugeordnete Hilfsregelkreis ist im Hauptregelkreis integriert und umfasst die Elemente 24,30, 32, 42, 44, 46, 50, 28 und 26.

Es ist aus dieser Darstellung ersichtlich, dass der Hauptregelkreis sowie der Hilfsregelkreis geschlossene Regelkreise sind.

In der Fig. 2 ist durch die Abszisse die Raumtemperatur t dargestellt. Die Luftmenge Q ist auf der Ordinate zwischen Q0 und Qu*) aufgetragen. Zwischen den Werten 0 und 100 % sind der Minimalgrenzwert Qmjn und der Maximalwert Qmax dargestellt, welche an den Einstellelementen 34 und 36 des Begrenzers 32 (Fig. 1) einstellbar sind.

Mit Xt ist der Sollwert für die Temperaturregelung auf der Abszisse angegeben, welcher auf dem Vergleicher 10 (Fig. 1) des Hauptregelkreises geschaltet ist. Mit Xp ist das Proportionalband bezeichnet, welches im angegebenen Ausführungsbeispiel symmetrisch zum Sollwert Xk liegt. Das Proportionalband Xp er-

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streckt sich in seiner Breite über einen vorgegebenen Bereich der Temperaturskala t. Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass das Proportionalband Xp zwischen der Luftmenge Q(> und Qmn c-r sowie zwischen den Grenzwerten Qmin und Qmax stets die gleiche 5 Breite auf der Temperaturskala t einnimmt. Um diese Forderung zu erfüllen, ist es erforderlich, dass das Proportionalband Xp seine Neigung verändern muss, wenn es unabhängig von der Einstellung der Grenzwerte Qmjn und Qmax gleich breit bleiben soll. Diese Forderung lässt sich gemäss der vorliegenden Erfin-io dung erfüllen.

In der Fig. 3 ist gegenüber der Darstellung nach der Fig. 2 zusätzlich ein Proportionalband Xp2 dargestellt, welches einer Anordnung entspricht, bei welchem die Neigung des Proportionalbandes nur beim Verstellen des oberen Grenzwertes Qmax 15 verändert wird. Eine Verstellung des unteren Grenzwertes Qmjn beeinflusst die Neigung des Proportionalbandes hingegen nicht.

Da als minimale Luftmenge immer ein möglichst kleiner Teil gewählt wird, genügt es, wenn das Proportiönalband Xp2 nur beim Verstellen des oberen Grenzwertes Qmax beeinflusst wird. 20 Die Abweichung zwischen dem gesamten Proportionalband Xp und dem wirksamen Proportionalband Xp2 ist im allgemeinen kleiner als 25 %, so dass keine Unstabilitäten bei der Regelung auftreten bzw. diese noch beherrscht werden können.

Aus den Fig. 2 und 3 ist die Charakteristik des gesamten in der 25 Fig. Idargestellten Regelkreises ersichtlich. Weicht die gemessene Raumtemperatur t vom Sollwert Xk ab, dann verstellt der Regler die Luftmenge Q zwischen den Grenzwerten Qmin und Qraax entsprechend dem dargestellten Proportionalband Xp bzw. Xp2. Werden die Grenzwerte Qmin oder Qmax durch Ansteuerung 30 des Begrenzers 32 über die Anschlüsse 38 oder 40 unter- bzw. überschritten, dann kann der Regler die Luftmenge je nach Aufgabe entweder auf Q0 oder bis auf Q,oo % verstellen. Die Luftmenge Qn wird dann gewählt, wenn der zu belüftende oder zu klimatisierende Raum nicht besetzt ist oder wenn ein Fenster 35 oder eine Tür zwecks Lüftung geöffnet wird. Zu diesem Zweck kann an der Tür oder am Fenster ein elektrischer Kontakt angeordnetsein, welcher auf den Regler einwirkt. Die volle Luftmenge QUx) % kann dann eingestellt werden, beispielsweise an einem Handschalter, wenn ein Versammlungsraum während 40 einer Pause mit der grössten zur Verfügung stehenden Luftmenge belüftet werden soll (Stosslüftung).

M

1 Seite Zeichnungen

Claims (6)

638 293 2 PATENTANSPRÜCHE Raumtemperatur erhöht. Eine solche Art der Regelung ist z. B. für Hörsäle, Versammlungsräume und Kaufhäuser geeignet, da

1. Verfahren zum Regeln einer Lüftungs- oder Klimaanlage, mit der erhöhten Kühlleistung auch eine stärkere Durchlüftung bei dem ein Signal eines Hauptregelkreises als Führungsgrösse verbunden ist. Andererseits wird bei geringem Kühlbedarf die einem Luftmengen-Hilfsregelkreis zugeführt wird, um die dem 5 Luftmenge gedrosselt und dabei zusätzlich Energie gespart, zu belüftenden bzw. zu klimatisierenden Raum zugeführte Luft- Der Lüftungstechniker bestimmt bei der Bemessung der Lüf-menge der Zuluft proportional in Abhängigkeit von der Regel- tungs- oder Klimaanlage einerseits die minimale Luftmenge, grosse des Hauptregelkreises zu beeinflussen, wobei für die welche aus hygienischen Gründen nicht unterschritten werden zugeführte Luftmenge ein unterer und ein oberer Grenzwert darf, und andererseits die maximale Luftmenge, welche aus vorgewählt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage zumin- 10 Komfortgründen nicht überschritten werden darf, da bei zu dest der dem oberen vorgewählten Grenzwert (Qmax) zugeordne- grosser Luftmenge infolge zu hoher Lufteintrittsgeschwindigkeit ten Seite des Proportionalbandes (Xp) unabhängig vom oberen Zugerscheinungen im Raum auftreten würden. Die momentan vorgewählten Grenzwert eingehalten wird. benötigte Luftmenge zwischen diesen beiden Grenzwerten wird

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Temperaturregler bestimmt, dessen Ausgangssignal die Regelgrösse des Hauptregelkreises die Temperatur des zu 15 als Führungsgrösse auf einen Luftmengenregler geschaltet ist, belüftenden bzw. zu klimatisierenden Raumes ist. welcher die Luftmenge in Abhängigkeit von der gemessenen

3. VerfahrennachAnspruch2,dadurchgekennzeichnet,dass Raumtemperatur verändert.

die dem Raum zugeführte Zuluft Kühlluft ist, und die Luftmenge Ein bekannter Luftmengenregler dieser Art besitzt je ein bei steigender Raumtemperatur erhöht wird. Einstellelement für die Begrenzung der minimalen und der

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach An- 20 maximalen Luftmenge. Da der vom Luftmengenregler erfassba-spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptregelkreis re Bereich der Luftmenge, welche mit einem entsprechenden einen ersten Vergleicher (10) aufweist, auf welchen das Signal Fühler gemessen wird, im allgemeinen gösser ist als der jeweils des vorgewählten Temperatursollwertes (Xk) und dasjenige des erforderliche Maximalgrenzwert, wirdnur einTeil dieses Berei-von einem Temperaturfühler (16) gemessenen Istwertes derzu ches für die Regelung benötigt. Nachteilig ist bei einem solchen regelnden Raumtemperatur geschaltet sind, dass der Ausgang Regler, dass sich je nach Einstellung der beiden Grenzwerte ein des ersten Vergleichers (10) mit dem ersten Eingang eines unterschiedlich grosses Proportionalband ergibt. Ist das Proporzweiten Vergleichers (24) des Luftmengen-Hilfsregelkreises ver- tionalband grösser als erforderlich, ergibt sich je nach Lastzu-bunden ist, aufweichen über seinen zweiten Eingang das Signal stand der Anlage eine unnötig grosse Regelabweichung vom des Istwertes der von einem Luftmengen- bzw. Luftgeschwindig- eingestellten Sollwert und damit eine Einbusse an Komfort. Ist keitsfühler (28) gemessenen Luftmenge geschaltet ist, dass der 30 das Proportionalband hingegen zu klein, dann ist die erforderli-Ausgang des zweiten Vergleichers (24) über einen Begrenzer che Regelstabilität nicht mehr gewährleistet, wodurch die Rege-(32) mit einem Stellglied (48) zur Verstellung der dem Raum lung zum Pendeln neigt. Es ist zwar möglich, das Proportional-zugeführten Luftmenge verbunden ist und dass der Begrenzer band auf die eingestellten Grenzwerte abzustimmen, jedoch ist (32) Einstellelemente (34,36) für den unteren (Qmin) und den dies nur durch entsprechende Besprechung durch den Fachmann oberen Grenzwert (Qmax) aufweist, wobei mindestens das Ein- 35 oder durch empirische Ermittlung möglich. Daher kann ein Stellelement (36) für den oberen Grenzwert (Qmax) mit den solches Gerät als kundenunfreundlich bezeichnet werden. Schaltungselementen zur Bestimmung des Proportionalbandes Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah-(Xp) verbunden ist, um bei einer Verstellung dieses Grenzwertes ren der eingangs genannten Art anzugeben, welches ohne kom-die Lage der dem oberen Grenzwert (Qmax) zugeordneten Seite plizierte Einstellung eine optimale und stabile Regelung gewähr-des Proportionalbandes (Xp) unabhängig vom oberen vorge- )0 leistet.

wählten Grenzwert (Qraax) beizubehalten. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Überbrückungselemente vorgesehen sind, um den einen und/ Merkmale gelöst. Eine Anordnung zur Durchführung des Ver-oder den anderen an den Einstellelementen (34 bzw. 36) einge- fahrens ist durch den Anspruch 4 gekennzeichnet.

stellten Grenzwert (Qmin bzw. Qmax) unter- bzw. überschreiten zu 45 Bei einer solchen Lösung kann das üblicherweise erforderliche können. Proportionalband bereits werkseitig eingestellt werden, so dass

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellung in der Anlage nicht mehr erforderlich ist, auch Überbrückungselemente mit Anschlüssen (38,40) verbunden wenn die Grenzwerte nachträglich verstellt werden.

sind, um durch ausserhalb des Regelkreises liegende Steuerschal- Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes soll ter gesteuert zu werden. 50 nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschema eines Regelkreises;

Fig. 2 ein Diagramm des Proportionalbandes und