CH654678A5

CH654678A5 - DEVICE FOR CONTROLLING THE ENERGY FLOW TO A BUILDING OR TO CONTROL THE TEMPERATURE IN THIS BUILDING.

Info

Publication number: CH654678A5
Application number: CH7647/81A
Authority: CH
Inventors: Moritz Keller
Original assignee: Landis & Gyr Ag
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1986-02-28
Also published as: SE8206841D0; DE3150838A1; SE8206841L; DE3150838C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Regelung des Energieflusses zu einem Gebäude bzw. zur Regelung der Temperatur in diesem Gebäude gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a device for regulating the flow of energy to a building or regulating the temperature in this building according to the preamble of claim 1.

Unter dem Begriff Energiefluss ist sowohl die Kühlung als auch eine Heizung von Gebäuden zu verstehen. Die nachfolgenden Ausführungen beschränken sich einfachheitshalber auf den Vorgang des Heizens, sie beziehen sich sinngemäss angewandt auch auf einen Kühlbetrieb. The term energy flow means both cooling and heating of buildings. For the sake of simplicity, the following explanations are limited to the heating process, they also apply to cooling operation.

Bei Heizungsanlagen mit Wasserumwälzung wird über den Regler die Temperatur eines Vorlaufes beeinflusst. Dabei kann der Regler sowohl direkt auf einen Brenner oder auf eine Wärmepumpe als auch stetig auf ein Mischorgan einwirken, das dem vom Rücklauf zum Vorlauf strömenden Wasser mehr oder weniger warmes Wasser beimischt. In heating systems with water circulation, the temperature of a flow is influenced by the controller. The controller can act both directly on a burner or on a heat pump and continuously on a mixing element that mixes more or less warm water into the water flowing from the return to the supply.

Es sind seit langem Regler bekannt, bei dienen die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Aussentemperatur gesteuert wird, wobei deren gegenseitige Zuordnung, d.h. die Steilheit der Heizkurve, einstellbar ist. Dadurch kann das Verhalten des Reglers dem Gebäude angepasst werden. Solche Regler arbeiten normalerweise ohne Raumfühler. Da es jedoch auch Fälle gibt, in denen ein stark unterschiedlicher Fremdwärmeanfall zu berücksichtigen ist, bestehen darüber hinaus auch Regler mit einem zusätzlichen Raumfühler. Es kann sich dabei um einen Raumtemperaturreglelr mit starrer Aufschaltung der Vorlauftemperatur als Hilfsgrösse oder um einen Raumtemperaturregler mit starrer Aufschaltung der witterungsgeführten Vorlauftemperatur als Hilfsgrösse handeln. Im ersteren Fall wirken sich unterschiedliche Kesseltemperaturen nicht auf die Raumtemperatur aus, sondern werden bereits in der Vorlauftemperatur ausgeregelt, während im zweiten, komfortableren Fall auch bereits die durch Aussentemperaturänderungen hervorgehobenen Störungen von der Vorlauftemperatur aufgefangen werden. Controllers have long been known in which the flow temperature is controlled as a function of the outside temperature, their mutual assignment, i. the slope of the heating curve is adjustable. This allows the behavior of the controller to be adapted to the building. Such controllers normally work without a room sensor. However, since there are also cases in which a very different amount of external heat has to be taken into account, there are also controllers with an additional room sensor. It can be a room temperature controller with a rigid connection of the flow temperature as an auxiliary variable or a room temperature controller with a rigid connection of the weather-dependent flow temperature as an auxiliary variable. In the former case, different boiler temperatures do not affect the room temperature, but are already regulated in the flow temperature, while in the second, more convenient case, the disturbances highlighted by changes in outside temperature are already compensated for by the flow temperature.

Bei den bekannten Geräten werden für die aufgezeigten Reglerarten für den Raumtemperatur- und Witterungsfühler verschiedene Anschlussklemmen an einem Zentralgerät sowie verschiedene Raumgeräte benötigt. Mit dem Regelsystem Sig-magyr-Junior RVP von LANDIS & GYR gelang es dann, mit dem gleichen Zentralgerät sowohl einen witterungsgeführten Vorlauftemperaturregler als auch einen Raumtemperaturregler mit starrer Auf Schaltung der Vorlauf temperatur als Hilfsgrösse zu realisieren. Zu diesem Zweck sind an die gleichen Klemmen des Zentralgerätes entweder ein Witterungsfühler oder ein Raum-Temperaturfühler anschliessbar, die durch ihre wahlweise mögliche Zuschaltung auch unter gleichen thermischen Bedingungen den gleichen inneren Kreiswiderstand aufweisen müssen. Dabei wird in der Anwendung als Raumtemperatur-Regler nur ein Vorlauf- und ein Raumtemperaturfühler verwendet; der Witterungsfühler fällt weg. In the known devices, different connection terminals on a central device and different room devices are required for the types of controllers shown for the room temperature and weather sensor. With the control system Sig-magyr-Junior RVP from LANDIS & GYR, it was possible to use the same central unit to implement both a weather-compensated flow temperature controller and a room temperature controller with a rigid connection of the flow temperature as an auxiliary variable. For this purpose, either a weather sensor or a room temperature sensor can be connected to the same terminals of the central unit, which must have the same internal circuit resistance due to their optional connection even under the same thermal conditions. Only one flow and one room temperature sensor is used in the application as a room temperature controller; the weather sensor disappears.

Durch die von der Brennstoff-Verteuerung ausgelöst verstärkte Isolierung der Gebäude sowie dem vermehrten Trend zum Einbau von Kaminfeuerstellen in Einfamilienhäusern und dem damit verbundenen grösseren Einfluss des Fremdwärmeanteiles werden rein witterungsgeführte Vorlauftemperaturregler weniger geeignet, und es besteht daher in Wohnhäusern ein vermehrtes Bedürnis nach Raumtemperaturreglern. Due to the increased insulation of the buildings triggered by the increase in fuel costs, as well as the increasing trend towards installing fireplaces in single-family houses and the associated greater influence of the proportion of external heat, purely weather-compensated flow temperature controllers are less suitable, and there is therefore an increased need for room temperature controllers in residential buildings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Raumgerät zu schaffen, das ohne Änderung am Zentralgerät und damit ohne Änderung am Regler selbst wahlweise allein oder zusammen mit einem Witterungsfühler verwendbar ist. The invention has for its object to provide a room unit that can be used alone or together with a weather sensor without changing the central unit and thus without changing the controller itself.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. The invention is characterized in claim 1.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 die elektrische Schaltung eines bekannten Raumgerätes, 1 shows the electrical circuit of a known room unit,

Fig. 2 ein erfindungsgemässes Raumgerät in direktem An-schluss an ein Zentralgerät, 2 a room unit according to the invention in direct connection to a central unit,

Fig. 3 den Anschluss eines Raumgerätes zusammen mit einem Witterungsfühler und Fig. 3 the connection of a room unit together with a weather sensor and

Fig. 4 und 5 je eine vereinfachte Darstellung der Zusammenschaltung eines Raum- und eines Witterungsfühlers. 4 and 5 each a simplified representation of the interconnection of a room and a weather sensor.

In allen Figuren sind für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. The same reference numerals are used in all figures for the same parts.

In der Fig. 1 bedeutet 1 ein Gehäuse eines bekannten Raumgerätes 2 mit einer ersten und einer zweiten Anschlussklemme 3 bzw. 4, zwischen welche ein vereinfacht dargestelltes Widerstandsnetzwerk geschaltet ist, das einen Raumtemperaturfühler . 5 und mit diesem in Reihe geschaltet einen Widerstand 6 enthält. Der Raumtemperaturfühler 5 besteht z.B. aus einem Halbleiter NTC, dem zur Linearisierung seiner Kennlinie und Anpassung an einen gewünschten Widerstandswert ein weiterer Widerstand 7 parallel geschaltet ist. Das Raumgerät 2 enthält meist noch eine hier nicht dargestellte Schaltuhr zur Vorwahl In FIG. 1, 1 means a housing of a known room device 2 with a first and a second connection terminal 3 or 4, between which a resistor network, which is shown in simplified form, is connected, which is a room temperature sensor. 5 and connected in series with this contains a resistor 6. The room temperature sensor 5 is e.g. from a semiconductor NTC, to which a further resistor 7 is connected in parallel in order to linearize its characteristic curve and adapt it to a desired resistance value. The room unit 2 usually also contains a timer (not shown here) for preselection

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

654 678 654 678

des zeitlichen Ablaufes eines Tages- und eines Nachtprogramms sowie einen Betriebswahlschalter und gegebenenfalls eine Temperatur-Sollwerteinstellmöglichkeit. Letzteres kann ein in das Widerstandsnetzwerk einbezogenes Potentiometer sein. the chronological sequence of a day and a night program as well as an operating mode selector and, if necessary, a temperature setpoint setting option. The latter can be a potentiometer included in the resistance network.

In den Fig. 2 und 3 bedeutet 8 ein erfindungsgemässes Raumgerät mit dem Gehäuse 1 und den Anschlussklemmen 3 . und 4. Das Raumgerät 8 weist ferner eine dritte Anschlussklemme 9 auf. Ein Zentralgerät 11, das den elektronischen Teil des. Reglers enthält, ist nur mit einer gestrichelten Linie und seinen Anschlussklemmen 12 und 13 dargestellt. Beim Raumgerät 8 wird wie beim bekannten Raumgerät 2 der für den Anschluss an das Zentralgerät 11 nötige Netzwerk-Widerstand aus zwei Widerstandskreisen 14 und 15 gebildet, die in Reihe zwischen die beiden Anschlussklemmen 3 und 4 geschaltet sind, und von denen der erste Widerstandskreis 14 den Raumtemperaturfühler 2 and 3, 8 denotes a room unit according to the invention with the housing 1 and the connecting terminals 3. and 4. The room unit 8 also has a third connection terminal 9. A central unit 11, which contains the electronic part of the controller, is only shown with a broken line and its connecting terminals 12 and 13. In the case of the room unit 8, as in the known room unit 2, the network resistor required for connection to the central unit 11 is formed from two resistor circuits 14 and 15, which are connected in series between the two connection terminals 3 and 4, and of which the first resistor circuit 14 Room temperature sensor

5 enthält und der zweite Widerstandskreis 15 ein Festwiderstand 5 contains and the second resistor circuit 15 a fixed resistor

6 bzw. 16 ist. Ein dritter Widerstandskreis 18, der aus wenigstens einem Festwiderstand 20 besteht, ist zwischen die dritte Anschlussklemme 9 und einen Verbindungspunkt 19 zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstandskreis 14 bzw. 15 geschaltet. Dies erlaubt eine Schaltungskombination, bei der an den Anschlussklemmen 12, 13 des Zentralgerätes 11 der gleiche Kreiswiderstand erscheint, unabhängig davon, ob das Raumgerät 8 oder ein Witterungsfühler 10 (Fig. 3) allein oder beide gemeinsam in die Schaltung einbezogen sind. Durch Verbinden der Anschlussklemmen 4 und 9 sind der zweite und dritte Widerstandskreis 15 und 18 einander parallel schaltbar. Dies dient der Verwendung des Raumgerätes 8 allein, dessen Anschlussklemmen 3 und 4 dann direkt mit den Anschlussklemmen 12 bzw. 13 des Zentralgerätes 11 verbunden sind (Fig. 2). 6 or 16. A third resistance circuit 18, which consists of at least one fixed resistor 20, is connected between the third connection terminal 9 and a connection point 19 between the first and the second resistance circuit 14 or 15. This allows a circuit combination in which the same circuit resistance appears at the connection terminals 12, 13 of the central unit 11, regardless of whether the room unit 8 or a weather sensor 10 (FIG. 3) alone or both are included in the circuit. By connecting the connection terminals 4 and 9, the second and third resistor circuits 15 and 18 can be connected in parallel. This serves to use the room unit 8 alone, the connection terminals 3 and 4 of which are then connected directly to the connection terminals 12 and 13 of the central unit 11 (FIG. 2).

Bei der zusätzlichen Verwendung des Witterungsfühlers 10 fällt die Verbindung zwischen den Anschlüssen 4 und 9 und damit die Parallelschaltung der Widerstandskreise 15 und 18 dahin. Der Witterungsfühler 10 wird zusätzlich an die Anschlussklemmen 3 und 9 angeschlossen, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist. With the additional use of the weather sensor 10, the connection between the connections 4 and 9 and thus the parallel connection of the resistance circuits 15 and 18 falls away. The weather sensor 10 is additionally connected to the connecting terminals 3 and 9, as shown in FIG. 3.

In den Anschlussbeispielen der Fig. 2 und 3 enthalten der erste und der dritte Widerstandskreis 14 und 18 je ein Potentiometer 21 bzw. 22, deren Zweck weiter unten erläutert ist. In the connection examples of FIGS. 2 and 3, the first and third resistance circuits 14 and 18 each contain a potentiometer 21 and 22, the purpose of which is explained below.

Für den Anschluss an die Anschlussklemmen 12, 13 des Zentralgerätes 11 ergeben sich folgende drei Möglichkeiten: The following three options are available for connection to the terminals 12, 13 of the central unit 11:

a) Witterungsfühler 10 allein, a) weather sensor 10 alone,

b) Raumgerät 8 allein und c) Witterungsfühler 10 und Raumgerät 8 gemeinsam. b) room unit 8 alone and c) weather sensor 10 and room unit 8 together.

Für alle drei Möglichkeiten soll ein bei einem bestimmten thermischen Zustand im Falle a) zwischen den Anschlussklemmen 12 und 13 auftretender Kreiswiderstand R0 erhalten bleiben. Für den Fall c), bei dem sowohl der Raumtemperaturfühler 5 als auch der Witterungsfühler 10 in den Regelkreis eingreifen, stellt sich die Frage, wie stark der Einfluss der beiden Fühler gegeneinander betrachtet sein soll und wie gross die einzelnen Widerstandskreise 14, 15 und 18 zu wählen sind. For all three possibilities, a circuit resistance R0 occurring between the terminals 12 and 13 in a certain thermal state in case a) should be retained. In case c), in which both the room temperature sensor 5 and the weather sensor 10 intervene in the control loop, the question arises as to how strongly the influence of the two sensors against one another should be considered and how large the individual resistance circuits 14, 15 and 18 are are choosing.

Nachfolgend werden für den gegenseitigen Einfluss zwei Grenzwerte betrachtet: der eine, bei dem der Einfluss des Witterungsfühlers 10 gleich gross ist wie derjenige des Raumtemperaturfühlers 5 und der andere bei dem der Einfluss des Witterungsfühlers 10 unendlich klein ist. Auf diese beiden Zustände beziehen sich die Fig. 4 bzw. 5, wobei dort der den Raumtemperaturfühler 5 enthaltende erste Widerstandskreis 14 als Raumfühler öR und der dritte Widerstandskreis 18 mit dem in Two limit values are considered below for the mutual influence: the one in which the influence of the weather sensor 10 is the same as that of the room temperature sensor 5 and the other in which the influence of the weather sensor 10 is infinitely small. FIGS. 4 and 5 relate to these two states, where there the first resistance circuit 14 containing the room temperature sensor 5 as room sensor ÖR and the third resistance circuit 18 with the in

Reihe geschalteten Witterungsfühler 10 als Aussenfühler ö,\ dargestellt ist. Series connected weather sensor 10 is shown as an outside sensor ö, \.

Im Falle gleichen Einflusses beider Fühler werden der Raumfühler <5r und der Aussenfühler Öa einander parallel und 5 in Reihe mit dem Festwiderstand 16 an die Klemmen 12 und 13 angeschlossen, wie dies die Fig. 4 zeigt. Beträgt der Wider- If both sensors have the same influence, the room sensor <5r and the external sensor Öa are connected in parallel and 5 in series with the fixed resistor 16 to the terminals 12 and 13, as shown in FIG. 4. If the counter

standswert des Festwiderstandes 16 ~ und weisen beide Fühler level value of the fixed resistor 16 ~ and have both sensors

2 2nd

Öa und ör den Widerstand R0 auf, dann ergibt sich an den An-lo schlussklemmen 12 und 13 wieder der gewünschte Kreiswider-stand R0. Es ist daher zweckmässig, den Widerstandswert des Festwiderstandes 16 gleich dem halben Kreis widerstand R0 zu wählen. Öa and ör on the resistance R0, then the desired circuit resistance R0 results again at the connection terminals 12 and 13. It is therefore appropriate to choose the resistance value of the fixed resistor 16 equal to half the circuit resistance R0.

Im Falle unendlich kleinen Einflusses des Aussenfühlers Öa i5 wird dessen Kreiswiderstand unendlich, was in der Fig. 5 durch eine unterbrochen gezeichnete Zuleitung zum Verbindungspunkt 19 angedeutet ist. An den Anschlussklemmen 12, 13 wirkt dann die Reihenschaltung des Raumfühlers öR mit dem Festwiderstand 16. Beträgt dessen Widerstand wie vorangehend In the case of infinitely small influence of the outside sensor Öa i5, its circular resistance becomes infinite, which is indicated in FIG. 5 by an interrupted supply line to the connection point 19. The series connection of the room sensor öR with the fixed resistor 16 then acts at the connection terminals 12, 13. Its resistance is as above

20 20th

erwähnt —2, dann muss im betrachteten Grenzfall der Wider- mentioned —2, then in the limit case under consideration the

R R

stand des Raumfühlers öR ebenfalls ~ betragen. Auf die Fig. 3 level of the room sensor ÖR also ~. 3

zurückbezogen ist daraus abzuleiten, dass der Widerstandswert 25 des ersten Kreiswiderstandes 14 mindestens die Hälfte des Kreiswiderstandes R0 betragen soll. it can be deduced from this that the resistance value 25 of the first circular resistance 14 should be at least half of the circular resistance R0.

In der praktischen Anwendung des Raumgerätes 8 zusammen mit dem Witterungsfühler 10 ist es meistens erforderlich, dass der Einfluss des Witterungsfühlers 10 geringer ist als der 30 Einfluss des Raumtemperaturfühlers 5. Zu diesem Zweck wird durch die Reihenschaltung des dritten Widerstandskreises 18 mit dem Witterungsfühler 10 dieser Fühlerkreis hochohmiger gemacht als im Zustand gleichen Einflusses von Raumtemperatur- und Witterungsfühler. Dazu dienen der Festwiderstand 20 35 und das Potentiometer 22. Damit aber der Kreiswiderstand R0 an den Anschlussklemmen 12 und 13 erhalten bleibt, muss gleichzeitig der erste Widerstandskreis 14 niedrigohmiger gewählt werden. Dies erfolgt durch eine andere Anpassung des in den Fig. 2 und 3 als Potentiometer dargestellten Widerstandes 40 21. In the practical application of the room unit 8 together with the weather sensor 10, it is usually necessary that the influence of the weather sensor 10 is less than the influence of the room temperature sensor 5. For this purpose, the series circuit of the third resistance circuit 18 with the weather sensor 10 makes this sensor circuit made higher resistance than in the state of equal influence of room temperature and weather sensors. The fixed resistor 20 35 and the potentiometer 22 are used for this purpose. However, in order that the circuit resistance R0 at the connection terminals 12 and 13 is retained, the first resistor circuit 14 must at the same time be selected with a lower resistance. This is done by a different adaptation of the resistor 40 21 shown in FIGS. 2 and 3 as a potentiometer.

Für viele Anwendungsfälle genügt es, wenn ein mittlerer, gleichbleibender Wert für die Empfindlichkeit des Witterungsfühlers 10 gewählt wird. Das Potentiometer 21 ist dann durch einen Festwiderstand ersetzt, während das Potentiometer 22 in 45 den Widerstand 20 mit einbezogen wird. For many applications it is sufficient if a medium, constant value for the sensitivity of the weather sensor 10 is selected. The potentiometer 21 is then replaced by a fixed resistor, while the potentiometer 22 in 45 includes the resistor 20.

Damit aber auch die Empfindlichkeit des Witterungsfühlers 10 zum Raumtemperaturfühler 5 und damit auch zum Vorlauftemperaturfühler am Regler beeinflusst werden kann, und um damit die Steilheit der Heizkurve der tatsächlichen Steilheit der Gebäude-Heizkurve am Raumgerät 8 zusätzlich einstellen zu können, ist es zweckmässig, die beiden Potentiometer 21, 22 miteinander so zu koppeln, dass deren Widerstandswerte nur miteinander und in ihrer Wirkung einander entgegengesetzt verstellbar sind. Deren gemeinsames Verstellelement trägt dann vorteilhaft eine in Steilheitswerten eingeteilte Skala. So that the sensitivity of the weather sensor 10 to the room temperature sensor 5 and thus also to the flow temperature sensor on the controller can be influenced, and so that the slope of the heating curve and the actual slope of the building heating curve on the room unit 8 can be adjusted, it is advisable to use the two To couple potentiometers 21, 22 with one another in such a way that their resistance values can only be adjusted with respect to one another and in their effect. Their common adjustment element then advantageously carries a scale divided into steepness values.

Das beschriebene Raumgerät erweitert ohne nennenswerten Mehraufwand den Anwendungsbereich des Reglers, indem an dessen Zentralgerät 11 je nach gewünschter Regelungsart und 60 ohne Erweiterung der Anzahl Anschlussklemmen am Zentralgerät zusätzliche Geräte angeschaltet werden können. The room unit described extends the application area of the controller without any significant additional effort, since additional units can be connected to its central unit 11 depending on the desired control type and 60 without expanding the number of connection terminals on the central unit.

v v

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

654 678

1. Device for regulating the flow of energy to a building or for regulating the temperature in this building, consisting of a room unit (8) with a room temperature sensor (5), a central unit (11) and a flow temperature sensor connected to it and influenced by the energy flow and Two connection terminals (12, 13) on the central unit (11), to which either a weather sensor (10) or the room unit (8), which each have a certain circuit resistance (R0), can be connected with two electrical connections, as well as with a first and a second connection terminal (3, 4) on the room unit (8), between which there are two resistance circuits (14, 15) connected in series, of which the first is the room temperature sensor (5) and the second is at least one fixed resistor (16) contains, characterized in that the room unit (8) has a third connection terminal (9) for a third resistance circuit (18) which between the third connection terminal (9) u nd a connection point (19) is connected between the first and the second resistance circuit (14, 15), which allows a circuit combination in which at the connection terminals (12, 13) of the central unit (11) regardless of whether the room unit (8) or the weather sensor (10) alone or both are included in the circuit, the same circuit resistance (R0) appears.

2. Device for regulating the energy flow according to claim 1, characterized in that the third resistance circuit (18) consists of at least one fixed resistor (20) and that only the second and third resistance circuit (15, 18) for the use of the room device (8) can be connected in parallel by connecting the second and third connection terminals (4, 9), while for the additional use of the weather sensor (10) there is no direct parallel connection and the weather sensor (10) can be connected to the first and third connection terminals (3 and 9) is.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Device for regulating the energy flow according to claim 2, characterized in that the resistance value of the fixed resistor (16) in the second resistor circuit (15) is equal to half the circular resistance (R0).

4. Device for regulating the energy flow according to claim 2, characterized in that the resistance value of the first resistance circuit (14) is at least half of the circuit resistance (R0).

5. Device for regulating the energy flow according to claim 3 or 4, characterized in that in the first and third resistance circuit (14, 18) each have a potentiometer (21 or 22), the resistance values of which can only be adjusted in relation to one another and in their effect in opposite directions are.