DE102006058139B3 - Control device for e.g. plate heat exchanger, has temperature measuring devices for detecting temperatures to provide electrical voltages that are arranged in corresponding polarity directions, where resultant voltage is control variable - Google Patents

Control device for e.g. plate heat exchanger, has temperature measuring devices for detecting temperatures to provide electrical voltages that are arranged in corresponding polarity directions, where resultant voltage is control variable Download PDF

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Abstract

The device has temperature measuring devices e.g. thermistor and positive temperature coefficient (PTC) resistor, provided at primary and secondary circuits for detecting temperatures (T1-T4), respectively to provide electrical voltages as reference measured variable for the respective temperatures. The voltages arranged in corresponding polarity directions are connected in rows, where the directions are opposite to each other and a resultant voltage is a control variable. The voltages are arranged in a potential circuit in pairs within parallel voltage branch.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung, eingerichtet zum Abgleich der an einem Wärmetauscher, insbesondere einem einen primären und sekundären Kreislauf einer Heizungsanlage koppelnden Plattenwärmetauscher, auftretenden Temperaturdifferenzen ΔTPRIM = T1 – T3 zwischen Eintrittstemperatur T1 und Austrittstemperatur T3 des wärmeabgebenden Medienstroms (Primärkreislauf) und ΔTSEK = T2 – T4 zwischen Austrittstemperatur T2 und Eintrittstemperatur T4 eines wärmeaufnehmenden Medienstroms (Sekundärkreislauf), wobei am Primärkreislauf Temperaturmesseinrichtungen zur Erfassung der Temperaturen T1 und T3 und am Sekundärkreislauf Temperaturmesseinrichtungen zur Erfassung der Temperaturen T2 und T4 vorgesehen sind, die als Referenzmessgröße für eine Temperatur eine elektrische Spannung U1(T1), U2(T2), U3(T3) bzw. U4(T4) abgeben.The invention relates to a control device, set up for balancing the heat exchangers, in particular a primary and secondary circuit of a heating system coupling plate heat exchanger, occurring temperature differences ΔT PRIM = T 1 -T 3 between inlet temperature T 1 and outlet temperature T 3 of the heat dissipating media flow (primary circuit) and ΔT SEK = T 2 -T 4 between outlet temperature T 2 and inlet temperature T 4 of a heat-absorbing medium flow (secondary circuit), wherein the primary circuit temperature measuring devices for detecting the temperatures T 1 and T 3 and the secondary circuit temperature measuring devices for detecting the temperatures T 2 and T 4 are provided, which emit as electrical reference voltage for a temperature U 1 (T 1 ), U 2 (T 2 ), U 3 (T 3 ) and U 4 (T 4 ).

Regeleinrichtungen der eingangs genannten Art werden verwendet, um beispielsweise den Wärmeenergietransport zwischen zwei Kreisläufen wärmeführender Medienströme in Heizungsanlagen möglichst wirkungsgradoptimal zu regeln. In der Regel ist ein Primärkreislauf vorgesehen, der direkt von einem primären Wärmeerzeuger gespeist wird und die aufgenommene Wärmeenergie über einen Wärmetauscher an einen Sekundärkreislauf, zum Beispiel zur Speisung eines Wärmespeichers wie eines Schichtenladespeichers, abgibt. Hierbei ist die Verwendung von Plattenwärmetauschern mit Gegenstromprinzip üblich. Zur Erzielung eines möglichst optimalen Wirkungsgrads einer Anlage ist anzustreben, dass der Wärmestrom des Primärkreislaufs QPrimär dem des Sekundärkreislaufs QSekundär entspricht. Darüber hinaus ist es zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades der Gesamtanlage sinnvoll, die Temperaturen der Medienströme gerade nur so hoch einzuregeln, wie dies für den jeweiligen Leistungsbedarf notwendig ist. Vor- und Rücklauftemperaturen sollten so hoch wie nötig, aber auch so gering wie möglich eingeregelt werden. Über geeignete Regeleinrichtungen ist man in der Lage, die hierfür relevanten Faktoren, insbesondere die Volumen- und Massenströme sowie die Temperaturen der durch den Wärmetauscher fließenden Medienströme zu erfassen, auszuwerten und entsprechend zu beeinflussen.Control devices of the type mentioned are used, for example, to regulate the heat energy transport between two circuits of heat-conducting media streams in heating systems as efficient as possible. In general, a primary circuit is provided, which is fed directly from a primary heat generator and the heat energy absorbed via a heat exchanger to a secondary circuit, for example, for supplying a heat storage such as a stratified storage tank emits. Here, the use of plate heat exchangers with countercurrent principle is common. To achieve the best possible efficiency of a system is to strive that the heat flow of the primary circuit Q Primary corresponds to that of the secondary circuit Q secondary . In addition, it is useful to achieve a good efficiency of the entire system, regulate the temperatures of the media streams just as high, as is necessary for the respective power requirements. Supply and return temperatures should be adjusted as high as necessary, but also as low as possible. Suitable control devices make it possible to detect, evaluate and correspondingly influence the relevant factors, in particular the volume and mass flows as well as the temperatures of the media streams flowing through the heat exchanger.

Eine für die Regelung heranzuziehende Größe ist die Temperaturdifferenz ΔT zwischen Ein- und Austrittstemperatur eines Medienstroms in bzw. aus dem Wärmetauscher. Zur Erzielung eines guten Prozesswirkungsgrads wird der Abgleich der an dem Wärmetauscher auftretenden Temperaturdifferenzen ΔTPRIM = T1 – T3 zwischen Eintrittstemperatur T1 und Austrittstemperatur T3 des wärmeabgebenden Medienstroms (Primärkreislauf) und ΔTSEK = T2 – T4 zwischen Austrittstemperatur T2 und Eintrittstemperatur T4 eines wärmeaufnehmenden Medienstroms (Sekundärkreislauf) angestrebt.A variable to be used for the control is the temperature difference ΔT between the inlet and outlet temperature of a medium flow into and out of the heat exchanger. To achieve good process efficiency , the adjustment of the temperature differences ΔT PRIM = T 1 -T 3 occurring at the heat exchanger between inlet temperature T 1 and outlet temperature T 3 of the heat-emitting medium flow (primary circuit) and ΔT SEK = T 2 -T 4 between outlet temperature T 2 and Inlet temperature T 4 of a heat-absorbing medium flow (secondary circuit) sought.

Zur Erfassung der Temperaturen ist die Verwendung von Temperaturmesseinrichtungen üblich, die in Abhängigkeit von der Temperatur T eine Spannung U(T) abgeben. Diese Spannungen werden in der Regeleinrichtung jede für sich genommen erfasst, ausgewertet und zu Zwecken der Regelung herangezogen. Die Erfassung und Auswertung jeder einzelnen Temperatur ist allerdings verhältnismäßig aufwendig und führt zu erhöhtem Bauaufwand und Kosten für die Regeleinrichtungen.to Measuring the temperatures is the use of temperature measuring devices common, the dependent on from the temperature T deliver a voltage U (T). These tensions are recorded in the control device taken individually, evaluated and for the purposes of the scheme. The recording and evaluation However, each individual temperature is relatively expensive and leads to increased construction costs and costs for the control devices.

Aus der DE 196 18 415 C2 ist weiterhin eine Regeleinrichtung zum Abgleich der an einem Wärmetauscher auftretenden Temperaturdifferenzen zwischen Eintrittstemperatur und Austrittstemperatur des Wärme abgebenden Medienstromes und zwischen Eintrittstemperatur und Austrittstemperatur des Wärme aufnehmenden Medienstromes bekannt.From the DE 196 18 415 C2 Furthermore, a control device for balancing the temperature differences occurring at a heat exchanger between the inlet temperature and outlet temperature of the heat-releasing medium flow and between the inlet temperature and outlet temperature of the heat receiving medium flow is known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung für Abgleich der an dem Wärmetauscher auftretenden Temperaturdifferenzen zwischen Eintrittstemperatur und Austrittstemperatur der jeweiligen Medienströme zu schaffen, die eine Regelgröße zur Verfügung stellt, welche eine gegenüber der Erfassung und Auswertung einzelner Temperaturwerte vereinfachte Handhabung ermöglicht, und ferner die Verwendung einer baulich vereinfachten und kostengünstigeren Regeleinrichtung gestattet.Of the Invention is based on the object, a control device for adjustment at the heat exchanger occurring temperature differences between inlet temperature and to provide outlet temperature of the respective media streams which provides a controlled variable, which one opposite the Recording and evaluation of individual temperature values simplified Handling allows, and also the use of a structurally simplified and less expensive one Control device allowed.

Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention this is solved with the features of the protection claim 1. Advantageous developments are the dependent claims refer to.

Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungen U1(T1) und U4(T4), angeordnet in einer ersten Polungsrichtung, mit den Spannungen U2(T2) und U3(T3), angeordnet in einer der ersten Polungsrichtung entgegengesetzten zweiten Polungsrichtung, in Reihe geschaltet sind und die resultierende Spannung UR die Regelgröße ist. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, jede Temperatur einzeln zu erfassen und auszuwerten. Die Summenspannung UR kann als einzig zu erfassende Größe heran gezogen werden, denn für den angestrebten Fall, dass die Temperaturdifferenzen ΔTPRIM und ΔTSEK identisch sind, ist die Summenspannung UR = 0 Volt.The control device according to the invention is characterized in that the voltages U 1 (T 1 ) and U 4 (T 4 ), arranged in a first poling direction, with the voltages U 2 (T 2 ) and U 3 (T 3 ), arranged in a the first polarity direction opposite second polarity direction, are connected in series and the resulting voltage U R is the controlled variable. This eliminates the need to record each temperature individually and evaluate. The sum voltage U R can be used as the only quantity to be detected, because for the desired case that the temperature differences ΔT PRIM and ΔT SEK are identical, the sum voltage U R = 0 volts.

Als Alternative kann auch vorgesehen sein, dass die Spannungen U1(T1), U2(T2), U3(T3) und U4(T4) in einem Spannungskreis paarweise innerhalb paralleler Spannungszweige angeordnet sind, die sich in den Spannungszweigen jeweils ergebenden Zweigspannungen in Bezug auf einen Umlaufsinn im Spannungskreis mit entgegengesetzten Polungsrichtungen ausgebildet sind und die die resultierende Spannung UR des Spannungskreises die Regelgröße ist.As an alternative, it can also be provided that the voltages U 1 (T 1 ), U 2 (T 2 ), U 3 (T 3 ) and U 4 (T 4 ) are arranged in pairs in a voltage circle within parallel voltage branches, which are located in The voltage branches respectively resulting branch voltages with respect to a sense of rotation in the voltage circle with opposite polarity tions are formed and the resulting voltage U R of the voltage circuit is the control variable.

Bei dieser alternativen Ausgestaltung sind nicht sämtliche Spannungen in Reihe angeordnet, sondern paarweise parallel zueinander. Ein Spannungspaar liefert als Summe der Einzelspannungen des Spannungspaares eine Zweigspannung, die der Zweigspannung des anderen Spannungspaares parallel geschaltet ist. Für die sich ergebende resultierende Spannung UR gilt bei entsprechender Verteilung und Polungsausrichtung der einzelnen Spannungen U1(T1), U2(T2), U3(T3) und U4(T4) ebenfalls UR = 0 V für den Fall, dass ΔTPRIM und ΔTSEK identisch sind.In this alternative embodiment, not all voltages are arranged in series, but in pairs parallel to each other. A voltage pair delivers as a sum of the individual voltages of the voltage pair a branch voltage which is connected in parallel to the branch voltage of the other voltage pair. For the resulting resulting voltage U R applies with appropriate distribution and polarization of the individual voltages U 1 (T 1 ), U 2 (T 2 ), U 3 (T 3 ) and U 4 (T 4 ) also U R = 0 V. in the event that ΔT PRIM and ΔT SEK are identical.

Da es bei der Parallelschaltung der Spannungspaare maßgeblich auf die sich ausbildende Polungsrichtung der jeweiligen Zweigspannung ankommt, sind die Spannungspaare entsprechend der bei Betriebstemperatur zu erwartenden Betriebsspannung auszurichten.There it is decisive in the parallel connection of the voltage pairs on the forming polarity direction of the respective branch voltage arrives, the voltage pairs are according to the operating temperature to align with expected operating voltage.

Grundsätzlich gilt für beide Alternativen, dass selbstverständlich die Verwendung von Temperaturmesseinrichtungen zu bevorzugen ist, die zumindest im relevanten Temperaturbereich einen zum Temperaturverlauf proportionalen Spannungsverlauf liefern. Es können allerdings auch Temperaturmesseinrichtungen verwendet werden, die nichtlineare Kennlinien aufweisen. Eine Berücksichtigung möglicher hierin begründeter Messfehler kann über entsprechende Korrekturfaktoren und ähnliche Maßnahmen ausgeglichen werden.Basically for both Alternatives, that of course the use of temperature measuring equipment is preferable, at least in the relevant temperature range to the temperature profile provide proportional voltage curve. However, it can also temperature measuring devices be used, which have non-linear characteristics. A consideration potential based herein Measurement error can over corresponding correction factors and similar measures are compensated.

Eine einfache Möglichkeit, die Erfindung zu realisieren, ist die Verwendung von Thermoelementen als Temperaturmesseinrichtung. Die abgegebene Spannung ist in diesem Fall eine thermoelektrische Spannung. Der zur Regelung verwendete Spannungskreis lässt sich mit den Thermoelementen denkbar einfach durch eine entsprechende Reihen- bzw. eine kombinierte Reihen- und Parallelschaltung herstellen.A easy way To realize the invention is the use of thermocouples as a temperature measuring device. The delivered voltage is in this Case a thermoelectric voltage. The used for regulation Voltage circle leaves itself with the thermocouples conceivably simple by a corresponding Series or combined series and parallel connect.

Die Führungsgröße der Regelung ist bevorzugt UR = 0 V. In Abhängigkeit der Kennlinien der Temperaturmesseinrichtungen, weiterer Schaltungselemente und elektronischer Bauteile und der üblichen Betriebstemperaturen kann auch eine andere Führungsgröße vorgesehen sein. Grundsätzlich ist die Größe als Führungsgröße zu wählen, die sich bei dem angestrebten Zustand mit ΔTPRIM = ΔTSEK einstellt. Gegebenenfalls kann eine individuelle Anpassung an die jeweilige Heizungsanlage bzw. an den jeweiligen Gesamtprozess erfolgen. Dabei kann insbesondere die Art des Medienstroms berücksichtigt werden, denn es muss keinesfalls im Primär- und Sekundärkreislauf der gleiche Medientyp Verwendung finden. So können insbesondere Gase und/oder Flüssigkeiten als Medienströme ein und desselben Wärmetauschers eingesetzt werden.The reference variable of the control is preferably U R = 0 V. Depending on the characteristics of the temperature measuring devices, other circuit elements and electronic components and the usual operating temperatures and a different reference variable can be provided. Basically, the size is to be selected as a reference variable, which sets in the desired state with ΔT PRIM = .DELTA.T SEK . If necessary, an individual adaptation to the respective heating system or to the respective overall process can take place. In particular, the type of media flow can be taken into account, since it is by no means necessary to use the same type of media in the primary and secondary circuits. In particular, gases and / or liquids can be used as media streams of one and the same heat exchanger.

Um die Regeleinrichtung weiter zu vereinfachen, können die Temperaturmesseinrichtungen an einer Messfolie angeordnet sein, die an dem Plattenwärmtauscher anbringbar, insbesondere aufklebbar, ist. Die so gebildete Messfolie lässt sich in einfacher Weise auf dem Wärmetauscher anbringen und erfasst mit den an den korrespondierenden Stellen der Folie angeordneten Messfühlern die jeweiligen Temperaturen T1, T2, T3 und T4. Die Verschaltung der Temperaturmesseinrichtungen kann noch innerhalb der Folie vorgenommen werden, so dass über aus der Messfolie herausgeführte Kontaktstellen die Spannung UR abgreifbar ist.In order to further simplify the control device, the temperature measuring devices may be arranged on a measuring film, which is attachable to the plate heat exchanger, in particular aufklebbar. The measuring film thus formed can be easily mounted on the heat exchanger and detects the respective temperatures T 1 , T 2 , T 3 and T 4 with the sensors arranged at the corresponding points of the film. The interconnection of the temperature measuring devices can still be carried out within the film, so that the voltage U R can be tapped off via contact points guided out of the measuring film.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit eine Regeleinrichtung geschaffen, die den Abgleich der Temperaturdifferenzen ΔTPRIM und ΔTSEK über nur einen einzigen Referenzwert ermöglicht. Eine Erfassung aller einzelnen Temperaturen kann ebenso entfallen wie deren Auswertung in einer Recheneinheit.Thus, with the method according to the invention, a control device is provided which enables the balancing of the temperature differences ΔT PRIM and ΔT SEK via only a single reference value. A recording of all individual temperatures can be omitted as well as their evaluation in a computing unit.

Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und zeigen inThe Drawings illustrate embodiments of the invention and show in

1 eine schematische Darstellung einer zu regelnden Heizungsanlage, in 1 a schematic representation of a regulated heating system, in

2 eine erfindungsgemäße Anordnung einzelner Thermoelemente gemäß einer ersten Alternative der Erfindung, und in 2 an inventive arrangement of individual thermocouples according to a first alternative of the invention, and in

3 eine erfindungsgemäße Anordnung einzelner Thermoelemente gemäß einer zweiten Alternative der Erfindung. 3 an inventive arrangement of individual thermocouples according to a second alternative of the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer zu regelnden Heizungsanlage. Ein Primärkreislauf und ein Sekundärkreislauf sind wärmetechnisch über einen Wärmetauscher gekoppelt. Ein Wärmeerzeuger produziert einen Wärmestrom QHEIZ zur Erwärmung eines im Primärkreislauf strömenden Medienstroms, der die aufgenommene Energie bestimmungsgemäß über den Gegenstromplattenwärmetauscher an den die Wärme aufnehmenden Medienstrom des Sekundärkreislaufs abgibt. Im Primärkreislauf tritt der Wärmestrom QVOR in den Wärmetauscher mit der Temperatur T1 ein und der Wärmestrom QRÜCK tritt aus dem Wärmetauscher mit der Austrittstemperatur T3 aus, wobei T1 – T3 > 0 K gilt. Im Sekundärkreislauf tritt der Wärmestrom QEIN in den Wärmetauscher mit der Temperatur T4 ein und der Wärmestrom QAUS tritt aus dem Wärmetauscher mit der Austrittstemperatur T2 aus, wobei T2 – T4 > 0 K gilt. Weiter gilt, dass T2 < T1 ist. Der Sekundärkreislauf gibt seine Wärmeenergie z.B. über einen Verbraucher an die Raumluft ab oder führt die Energie einem Wärmespeicher wie einem Schichtenladespeicher zu. 1 shows a schematic representation of a regulated heating system. A primary circuit and a secondary circuit are thermally coupled via a heat exchanger. A heat generator produces a heat flow Q HEIZ for heating a stream of media flowing in the primary circuit, which delivers the absorbed energy as intended via the countercurrent plate heat exchanger to the heat-absorbing medium flow of the secondary circuit. In the primary circuit, the heat flow Q VOR enters the heat exchanger with the temperature T 1 and the heat flow Q BACK comes out of the heat exchanger with the outlet temperature T 3 , wherein T 1 - T 3 > 0 K. In the secondary circuit, the heat flow Q IN enters the heat exchanger with the temperature T 4 and the heat flow Q OUT exits the heat exchanger with the outlet temperature T 2 , wherein T 2 - T 4 > 0 K. Further, T 2 <T 1 . The secondary circuit gives its heat energy eg via a consumer to the Room air or supplies the energy to a heat storage such as a stratified charge storage.

Um die Heizungsanlage wirkungsgradoptimal zu betreiben und einen guten Prozesswirkungsgrad zu erzielen, ist es sinnvoll, dass die Medienströme im Primär- und im Sekundärkreislauf den gleichen Wärmestrom transportieren und die Temperaturdifferenzen ΔTPRIM = T1 – T3 zwischen Eintrittstemperatur T1 und Austrittstemperatur T3 des Wärmeabgebenden Medienstroms (Primärkreislauf) und ΔTSEK = T2 – T4 zwischen der Austrittstemperatur T2 und der Eintrittstemperatur T4 des wärmeaufnehmenden Medienstroms gleich sind. Die Temperaturdifferenzen sind darüber hinaus ein Maß für die den Wärmetauscher durchströmenden Massenströme bzw. Volumenströme, die ebenfalls über eine Erfassung und einen Abgleich der Temperaturdifferenzen sinnvoll geregelt werden können.In order to operate the heating system with optimum efficiency and to achieve good process efficiency, it makes sense that the medium flows in the primary and secondary circuits transport the same heat flow and the temperature differences ΔT PRIM = T 1 -T 3 between inlet temperature T 1 and outlet temperature T 3 of Heat dissipating media flow (primary circuit) and .DELTA.T SEK = T 2 -T 4 between the outlet temperature T 2 and the inlet temperature T 4 of the heat-absorbing medium flow are the same. In addition, the temperature differences are a measure of the mass flows or volume flows flowing through the heat exchanger, which can also be sensibly controlled by detecting and adjusting the temperature differences.

An geeigneten Stellen am Wärmetauscher werden Temperaturmessungen vorgenommen, angedeutet durch die mit T1 bis T4 gekennzeichneten Positionen. Bei herkömmlichen Regeleinrichtungen werden die einzelnen Temperaturwerte jeweils einzeln für sich gemessen und von einer Auswerteeinheit getrennt voneinander erfasst und ausgewertet.At suitable locations on the heat exchanger temperature measurements are made, indicated by the marked T 1 to T 4 positions. In conventional control devices, the individual temperature values are individually measured individually and separately detected and evaluated by an evaluation unit.

Bei der Verwendung von Temperaturmesseinrichtungen, die in Abhängigkeit von der Temperatur eine Spannung abgeben, ist es möglich, die einzelnen Temperaturmesseinrichtung derart zu verschalten, dass eine resultierende Gesamtspannung UR in dem angestrebten Zustand mit ΔTPRIM = ΔTSEK zu Null wird. Diese resultierende Spannung UR bietet sich daher als Regelgröße für eine Reglung an. Eine Erfassung jedes einzelnen Temperaturwertes kann entfallen. Vier Regeleingänge können durch einen ersetzt werden.When using temperature measuring devices that deliver a voltage as a function of the temperature, it is possible to connect the individual temperature measuring device such that a resulting total voltage U R in the desired state with ΔT PRIM = ΔT SEK to zero. This resulting voltage U R is therefore suitable as a control variable for a control. A detection of each individual temperature value can be omitted. Four control inputs can be replaced by one.

2 zeigt beispielhaft eine Anordnung einzelner Thermoelemente gemäß einer ersten Alternative. Vier Thermoelemente sind derart in Reihe geschaltet, dass sich bei dem angestrebten Zustand ΔTPRIM = ΔTSEK mit T1 – T3 = T2 – T4 bzw. mit U1(T1) – U3(T3) = U2(T2) – U4(T4) für die resultierende Spannung UR = 0 Volt ergibt. Dabei ist ein zur Temperatur proportionaler Spannungsverlauf der Ausgangsspannungen der Thermoelemente von Vorteil. Die Spannungen der Warmseite, also U1(T1) und U2(T2), stehen zueinander in einer entgegengesetzten Polungsrichtung, genauso wie die Spannungen der Kaltseite, also U3(T3) und U4(T4), ebenfalls zueinander in einer entgegengesetzten Polungsrichtung angeordnet sind (gekennzeichnet durch die kurzen, durchgängig dargestellten, das Potentialgefälle andeutenden Pfeile). Dadurch ergeben sich die gewünschten Differenzspannungen bzw. die resultierende Summenspannung UR. Weichen die Temperaturen von dem angestrebten Zustand ab, ist UR ≠ 0 Volt. Aus dem erfassten Vorzeichen lassen sich weitere Schlüsse für die Regelung, insbesondere für die Richtung, in der die herangezogene Stellgröße zu verstellen ist, ziehen. 2 shows an example of an arrangement of individual thermocouples according to a first alternative. Four thermocouples are connected in series in such a way that in the desired state ΔT PRIM = ΔT SEK with T 1 -T 3 = T 2 -T 4 or with U 1 (T 1 ) - U 3 (T 3 ) = U 2 (T 2 ) - U 4 (T 4 ) for the resulting voltage U R = 0 volts. In this case, a voltage curve of the output voltages of the thermocouples, which is proportional to the temperature, is advantageous. The voltages of the hot side, ie U 1 (T 1 ) and U 2 (T 2 ) are mutually in an opposite polarity direction, as well as the voltages of the cold side, ie U 3 (T 3 ) and U 4 (T 4 ), also are arranged to each other in an opposite polarity direction (characterized by the short, consistently illustrated, the potential gradient indicating arrows). This results in the desired differential voltages or the resulting sum voltage U R. If the temperatures deviate from the desired state, U R ≠ 0 volts. From the recorded sign further conclusions can be drawn for the control, in particular for the direction in which the manipulated variable used is to be adjusted.

Bei einer Spannungskennlinie, die nicht proportional zum Verlauf der Temperatur ist, ist der Messfehler gering bzw. kaum merklich vorhanden, da sowohl die hohen Temperaturen der Warmseite T1 und T2 als auch die niedrigeren Temperaturen der Kaltseite T3 und T4 vom Spannungskreis erfasst werden, so dass die Temperaturdifferenzen ΔTPRIM und ΔTSEK auch bei nicht linearem Verlauf der Kennlinie im Spannungskreis annähernd identische Differenzspannungen erzeugen, sofern ΔTPRIM = ΔTSEK. Dies erlaubt zum Beispiel auch eine Anwendung von Heißleitern (NTC-Widerstände) oder Kaltleitern (PTC-Widerstände) als Temperaturmesseinrichtungen.In the case of a voltage characteristic which is not proportional to the course of the temperature, the measurement error is small or barely noticeable, since both the high temperatures of the hot side T 1 and T 2 and the lower temperatures of the cold side T 3 and T 4 are detected by the voltage circuit be so that the temperature differences .DELTA.T PRIM and .DELTA.T SEK produce approximately identical differential voltages even with non-linear curve of the characteristic in the voltage circuit , if .DELTA.T PRIM = .DELTA.T SEK . This allows, for example, an application of thermistors (NTC resistors) or PTC resistors (PTC resistors) as temperature measuring devices.

Eine zweite Alternative ist in 3 dargestellt, bei der jeweils zwei Spannungen in einem Spannungskreis paarweise innerhalb paralleler Spannungszweige angeordnet sind. In 3 bilden U1(T1) und U3(T3) sowie U2(T2) und U4(T4) jeweils ein Spannungspaar, wobei die Spannungen jedes Spannungspaares mit jeweils entgegengesetzter Polungsrichtung (gekennzeichnet durch die kurzen, durchgängig dargestellten, das Potentialgefälle andeutenden Pfeile) im jeweiligen Spannungszweig angeordnet sind. Jedes Spannungspaar erzeugt im jeweiligen Spannungszweig eine resultierende Zweigspannung. Die Richtung der Zweigspannung ergibt sich aus T1 – T3 > 0 K und T2 – T4 > 0 K bzw. U1(T1) > U3(T3) und U2(T2) > U4(T4), dargestellt durch die langen, gestrichelt dargestellten Pfeile. Sind die resul tierenden Zweigspannungen in beiden Spannungszweigen gleich groß und entsprechend der Darstellung ausgerichtet, nämlich in Bezug auf einen zur resultierenden Spannung UR jeweils gleichen Umlaufsinn für jeden Spannungszweig mit entgegengesetzten Polungsrichtungen, kann die resultierende Spannung UR des Spannungskreis wiederum als Regelgröße herangezogen werden, denn diese wird Null für ΔTPRIM = ΔTSEK bzw. U1(T1) – U3(T3) = U2(T2) – U4(T4).A second alternative is in 3 represented, in which two voltages in a voltage circuit in pairs within parallel voltage branches are arranged. In 3 U 1 (T 1 ) and U 3 (T 3 ) and U 2 (T 2 ) and U 4 (T 4 ) each form a voltage pair, the voltages of each voltage pair each having opposite polarity direction (characterized by the short, continuously represented, the potential gradient pointing arrows) are arranged in the respective voltage branch. Each voltage pair generates a resulting branch voltage in the respective voltage branch. The direction of the branch voltage results from T 1 - T 3 > 0 K and T 2 - T 4 > 0 K or U 1 (T 1 )> U 3 (T 3 ) and U 2 (T 2 )> U 4 ( T 4 ), represented by the long, dashed arrows. If the resulting branch voltages in both voltage branches are of equal size and aligned as shown, namely with respect to a respective voltage U R for each voltage branch with opposite poling directions relative to the resulting voltage U R , the resulting voltage U R of the voltage circuit can in turn be used as a controlled variable, because this becomes zero for ΔT PRIM = ΔT SEK or U 1 (T 1 ) - U 3 (T 3 ) = U 2 (T 2 ) - U 4 (T 4 ).

In 2 und 3 sind Widerstände, die als innere Widerstände der Thermoelemente mit zu berücksichtigen wären, nicht eingezeichnet, da für jedes Thermoelement der innere Widerstand als identisch angesehen werden kann und somit für die qualitative Spannungs- oder Stromberechnung nicht vordergründig relevant ist.In 2 and 3 resistors that would have to be taken into account as internal resistances of the thermocouples, are not shown, because for each thermocouple, the internal resistance can be considered identical and thus is not superficially relevant for the qualitative voltage or current calculation.

Die in 3 dargestellte Ausführung kann auch mit einer von der dargestellten Anordnung abweichenden Anordnung der Spannungen U1(T1), U2(T2), U3(T3) und U4(T4) die Forderung, dass für resultierende Spannung UR bei ΔTPRIM = ΔTSEK UR = 0 Volt gelten soll, erfüllen. Je nach Anordnung wird sich der in den Spannungszweigen fließende Ausgleichsstrom unterschiedlich ausbilden. Der Fachmann wird hier den für den jeweiligen Anwendungsfall günstigsten Kompromiss wählen.In the 3 embodiment shown can also with a deviating from the illustrated arrangement arrangement of the voltages U 1 (T 1 ), U 2 (T 2 ), U 3 (T 3 ) and U 4 (T 4 ) the requirement that for the resulting voltage U R at ΔT PRIM = ΔT SEK U R = 0 volts. Depending on the arrangement, the balance flowing in the voltage branches becomes equal train electricity differently. The person skilled in the art will here choose the most favorable compromise for the respective application.

Mit dem Spannungssignal UR kann in der Praxis z.B. die Pumpendrehzahl des Primärkreislaufs geregelt werden, die dann mittelbar Einfluss auf die Temperaturdifferenzen ΔTPRIM und ΔTSEK hat. Die Verwendung einer solchen Spannungsanordnung bzw. des Prinzips der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung kann sich gegebenenfalls auch bei offenen Verteilern bzw. Wärmestromweichen anbieten. Auch eine Anwendung mit dem Ziel einer kontrollierten Wohnungsbelüftung ist denkbar.With the voltage signal U R in practice, for example, the pump speed of the primary circuit can be controlled, which then indirectly has an influence on the temperature differences ΔT PRIM and ΔT SEK . The use of such a voltage arrangement or the principle of the control device according to the invention may optionally also offer open distribution or heat flow. An application with the goal of a controlled ventilation of the housing is also conceivable.

Claims (5)

Regeleinrichtung, eingerichtet zum Abgleich der an einem Wärmetauscher, insbesondere einem einen primären und sekundären Kreislauf einer Heizungsanlage koppelnden Plattenwärmetauscher, auftretenden Temperaturdifferenzen ΔTPRIM = T1 – T3 zwischen Eintrittstemperatur T1 und Austrittstemperatur T3 des wärmeabgebenden Medienstroms (Primärkreislauf) und ΔTSEK = T2 – T4 zwischen Austrittstemperatur T2 und Eintrittstemperatur T4 eines wärmeaufnehmenden Medienstroms (Sekundärkreislauf), wobei am Primärkreislauf Temperaturmesseinrichtungen zur Erfassung der Temperaturen T1 und T3 und am Sekundärkreislauf Temperaturmesseinrichtungen zur Erfassung der Temperaturen T2 und T4 vorgesehen sind, die als Referenzmessgröße für eine Temperatur eine elektrische Spannung U1(T1), U2(T2), U3(T3) bzw. U4(T4) abgeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungen U1(T1) und U4(T4), angeordnet in einer ersten Polungsrichtung, mit den Spannungen U2(T2) und U3(T3), angeordnet in einer der ersten Polungsrichtung entgegengesetzten zweiten Polungsrichtung, in Reihe geschaltet sind und die resultierende Spannung UR die Regelgröße ist.Control device, set up for balancing the occurring at a heat exchanger, in particular a primary and secondary circuit of a heating system plate heat exchanger occurring temperature differences ΔT PRIM = T 1 -T 3 between inlet temperature T 1 and outlet temperature T 3 of the heat-emitting medium flow (primary circuit) and .DELTA.T SEK = T 2 -T 4 between outlet temperature T 2 and inlet temperature T 4 of a heat-absorbing medium flow (secondary circuit), wherein the primary circuit temperature measuring means for detecting the temperatures T 1 and T 3 and the secondary circuit temperature measuring means for detecting the temperatures T 2 and T 4 are provided as reference measurement variable for a temperature an electrical voltage U 1 (T 1 ), U 2 (T 2 ), U 3 (T 3 ) or U 4 (T 4 ) submit, characterized in that the voltages U 1 (T 1 ) and U 4 (T 4 ), arranged in a first polarity direction, with the voltages U 2 (T 2 ) and U 3 (T 3 ) arranged in a second polarity direction opposite to the first polarity direction are connected in series and the resulting voltage U R is the controlled variable. Regeleinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungen U1(T1), U2(T2), U3(T3) und U4(T4) in einem Spannungskreis paarweise innerhalb paralleler Spannungszweige angeordnet sind, die sich in den Spannungszweigen jeweils ergebenden Zweigspannungen in Bezug auf einen Umlaufsinn im Spannungskreis mit entgegengesetzten Polungsrichtungen ausgebildet sind und dass die resultierende Spannung UR des Spannungskreises die Regelgröße ist.Control device according to the preamble of claim 1, characterized in that the voltages U 1 (T 1 ), U 2 (T 2 ), U 3 (T 3 ) and U 4 (T 4 ) are arranged in pairs in a voltage circle within parallel voltage branches, the branch voltages resulting in the voltage branches in each case with respect to a direction of rotation in the voltage circuit are formed with opposite poling directions and that the resulting voltage U R of the voltage circuit is the controlled variable. Regeleinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtungen Thermoelemente und die von den Temperaturmesseinrichtungen abgegebene Spannung eine thermoelektrische Spannung ist.Control device according to claims 1 or 2, characterized that the temperature measuring devices thermocouples and those of the Temperature measuring devices output voltage a thermoelectric Tension is. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsgröße der Regelung UR = 0 Volt ist.Control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reference variable of the control U R = 0 volts. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtungen an einer Messfolie angeordnet sind, die an dem Plattenwärmtauscher anbringbar, insbesondere aufklebbar, ist.Control device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the temperature measuring means are arranged on a measuring film, which on the plate heat exchanger attachable, in particular stickable, is.
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