DE1095495B - Automatic electrical control device for collective heating systems - Google Patents
Automatic electrical control device for collective heating systemsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige elektrische Regelvorrichtung für Sammelheizungsanlagen zum Einhalten einer im wesentlichen gleichen, vorbestimmten, eingestellten Raumtemperatur in Gebäuden und bei der ein in der Vorlaufleitung der Heizungsanlage und ein zweiter an der Außenseite des zu beheizenden Gebäudes vorgesehener Wärmefühler in eine Meßbrücke eines elektrischen Steuerstromkreises geschaltet sind, deren Impulse über einen Verstärker auf eine Einrichtung zum Einstellen der Vorlauftemperatur einwirken.The invention relates to an automatic electrical control device for collective heating systems for Maintaining an essentially identical, predetermined, set room temperature in buildings and one in the flow line of the heating system and a second on the outside of the one to be heated Building provided heat sensor connected in a measuring bridge of an electrical control circuit are, whose pulses are transmitted via an amplifier to a device for setting the flow temperature act.
Bei solchen Vorrichtungen zum Regeln oder Einhalten einer gleichbleibenden Raumtemperatur in Gebäuden spielt die »Wärmeträgheit« des Gebäudes eine wesentliche Rolle. Hierunter versteht man die Zeitspanne zwischen einer Veränderung der Außentemperatur und des Beginns der Beeinflussung der Raumtemperatur. Eine solche Wärmeträgheit besteht z. B. in Gebäuden mit in den Decken angeordneten Heizrohren. Bei schnell auftretenden Veränderungen der Außentemperatur, vor allem im Frühling und im Herbst, entsteht in solchen Heizungsanlagen eine vorübergehende Unterregelung. Steigt z. B. die Außentemperatur schnell an, so steigt die Raumtemperatur vorübergehend an, weil die durch die Wände und Fenster des Gebäudes eindringende Wärme durch eine entsprechend verringerte Wärmezufuhr in der Heizungsanlage nicht gleichzeitig ausgeglichen werden kann.With such devices for regulating or maintaining a constant room temperature in buildings the »thermal inertia« of the building plays an essential role. This is understood to be the time span between a change in the outside temperature and the start of influencing the room temperature. Such thermal inertia exists, for. B. in buildings with heating pipes arranged in the ceilings. With rapid changes in the outside temperature, especially in spring and in Autumn, there is a temporary under-regulation in such heating systems. Increases z. B. the outside temperature rises quickly, the room temperature rises temporarily because of the walls and windows Heat penetrating the building through a correspondingly reduced heat supply in the heating system cannot be balanced at the same time.
Bei einer bekannten selbsttätigen elektrischen Regelvorrichtung für Heizungsanlagen ist ein elektrisch beheiztes, mit Widerstandsthermometer versehenes, im Freien aufgestelltes Wärmeverlustmeßgerät vorgesehen, das mit einem vorzugsweise im Kesselhaus aufgestellten Wärmeverlustauswertegerät zusammengeschaltet ist. Ein über eine Brückenschaltung gesteuerter Verstärker nimmt die elektrische Aufheizung des der Witterung ausgesetzten Gerätes vor. Der Aufbau dieser Vorrichtung ist aufwendig. Außerdem ist das dauernde Aufheizen des Wärmeverlustmeßgerätes nachteilig.In a known automatic electrical control device for heating systems is an electrical heated, outdoor heat loss measuring device with resistance thermometer provided, which is interconnected with a heat loss evaluation device, which is preferably installed in the boiler house is. An amplifier controlled via a bridge circuit takes care of the electrical heating of the device exposed to the weather. The construction of this device is complex. Also is the constant heating of the heat loss meter is disadvantageous.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbsttätige elektrische Regelvorrichtung für Sammelheizungsanlagen zu schaffen, die im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen einfacher aufgebaut ist und ein Über- oder Unterregeln bei plötzlichen Temperaturschwankungen der Außenluft wirksam verhindert.The object of the invention is to provide an automatic electrical control device for collective heating systems to create, which is simpler compared to the known devices and a Over- or under-regulation in the event of sudden temperature fluctuations in the outside air is effectively prevented.
Hierfür ist im Steuerstromkreis der Regelvorrichtung der eingangs angeführten Gattung eine zweite Meßbrücke mit zwei weiteren, der Außentemperatur ausgesetzten Wärmefühlern vorgesehen, von denen der eine normale und der andere verzögerte Ansprechzeit derselben Größe wie die der wärmeabgebenden Raumheizkörper besitzt, wobei beide Wärmefühler Selbsttätige elektrische Regelvorrichtung für SammelheizungsanlagenFor this purpose, the control device is in the control circuit of the type mentioned at the beginning a second measuring bridge with two more, the outside temperature exposed heat sensors, one of which is normal and the other delayed response time the same size as that of the heat emitting room heater, with both heat sensors Automatic electrical control device for collective heating systems
Anmelder:
Regulator A.G., Glarus (Schweiz)Applicant:
Regulator AG, Glarus (Switzerland)
Vertretet: Dipl.-Ing. H. Leinweber, Patentanwalt,
München 2, Rosental 7Represented: Dipl.-Ing. H. Leinweber, patent attorney,
Munich 2, Rosental 7
Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 16. Mai 1955Claimed priority:
Sweden 16 May 1955
Gösta Enock Stählberg, Farsta,Gösta Enock Stählberg, Farsta,
und Arne Petrus Eurenius, Solna (Schweden),and Arne Petrus Eurenius, Solna (Sweden),
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
derart wirken, daß bei Außentemperaturschwankungen ein von der Differenz der Ansprechwerte der Wärmefühler abhängiger, zusätzlicher Regelimpuls entsteht, der schnell auftretende Außentemperaturänderungen durch entgegengesetzt gerichtete, für die Dauer der Änderungen anhaltende Temperaturänderungen in der Vorlaufleitung ausgleicht. act in such a way that, in the event of outside temperature fluctuations, one of the difference in the response values of the heat sensors dependent, additional control pulse arises, the quickly occurring outside temperature changes by oppositely directed temperature changes lasting for the duration of the changes Flow line compensates.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, und zwar zeigtAn embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, namely shows
Fig. 1 drei Temperatur-Zeit-Diagramme über den Einfluß der Wärmeträgheit von Gebäuden auf Regelvorgänge von Heizungsanlagen,Fig. 1 three temperature-time diagrams on the influence of the thermal inertia of buildings on control processes of heating systems,
Fig. 2 eine Regelvorrichtung nach der Erfindung im Schema undFig. 2 shows a control device according to the invention in the scheme and
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel zweier temperaturabhängiger Widerstände in Ansicht und zum Teil im Schnitt.Fig. 3 shows an embodiment of two temperature-dependent resistors in view and partly in Cut.
Der Einfluß der Wärmeträgheit des Gebäudes ist in Fig. 1 veranschaulicht, wobei die ausgezogenen Kurven der drei Diagramme α, b und c die Temperaturverhältnisse bei Benutzung einer Regelvorrichtung der eingangs erwähnten bekannten Gattung darstellen. Die Kurve α zeigt einen während einer Stunde, d. h. einen verhältnismäßig schnellen Anstieg derThe influence of the thermal inertia of the building is illustrated in FIG. 1, the solid curves of the three diagrams α, b and c representing the temperature conditions when using a control device of the known type mentioned at the beginning. The curve α shows one hour, ie a relatively rapid increase in
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Außentemperatur und danach deren im wesentlichen konstanten Verlauf. Die Kurve b zeigt die durch die Regelvorrichtung auf Grund dieses Anstieges der Außentemperatur bewirkte Beeinflussung der Vorlauftemperatur der Heizungsanlage mit einem kontinuierliehen Ahsinken auf einen niedrigeren, der angenähert konstanten, höheren Außentemperatur entsprechenden Wert, was im vorliegenden Beispiel nach etwa 1 Stunde 20 Minuten erreicht ist. Die Kurve c zeigt, wie bei diesem Regel Vorgang der »Wärmeschwall« von außen die Raumtemperatur derart beeinflußt, daß diese allmählich merklich ansteigt, bis sich nach ungefähr 3 Stunden ein Höchstwert einstellt, so daß der Sollwert der Raumtemperatur nach ungefähr 4 bis 5 Stunden erreicht wird.Outside temperature and then its essentially constant course. Curve b shows the influencing of the flow temperature of the heating system caused by the control device due to this increase in the outside temperature with a continuous decrease to a lower value corresponding to the approximately constant, higher outside temperature, which in the present example is reached after about 1 hour 20 minutes. Curve c shows how, in this rule process, the "surge of heat" from outside influences the room temperature in such a way that it gradually rises noticeably until a maximum value is reached after about 3 hours, so that the setpoint reaches the room temperature after about 4 to 5 hours will.
Bei der vorliegenden Regelvorrichtung ergeben sich bei einem Ansteigen der Außentemperatur nach der Kurve α Temperaturverhältnisse, die durch die gestrichelten Kurven der Diagramme b und c in Fig. 1 veranschaulicht sind. Während der Ansteigzeit der ao Außentemperatur wird die Wärmezufuhr stark gedrosselt. Dadurch wird die vom Gebäude verursachte Trägheit der Heizungsanlage und der Regelvorrichtung ausgeglichen, wie aus der gestrichelten Kurve des Diagramms c hervorgeht, nach der die Änderungen der Raumtemperatur im Vergleich mit den Verhältnissen bei Anwendung einer bekannten, nicht ausgeglichenen Regelvorrichtung bedeutungslos sind, was angenehm empfunden wird und eine Ersparnis an Brennstoff ergibt.In the case of the present control device, when the outside temperature rises according to curve α, temperature ratios result which are illustrated by the dashed curves in diagrams b and c in FIG. 1. During the increase in the outside temperature, the heat supply is greatly reduced. As a result, the inertia of the heating system and the control device caused by the building is compensated, as can be seen from the dashed curve in diagram c , according to which the changes in the room temperature are meaningless in comparison with the conditions when using a known, unbalanced control device, which is felt to be pleasant and results in a fuel saving.
In Fig. 2 bezeichnet F einen Verstärker, etwa einen Magnetverstärker, dessen Ausgang z. B. über ein abgeglichenes Relais in bekannter Weise mit der Einstellvorrichtung, hier ein Motorventil MV, für die Vorlauftemperatur verbunden ist. In dem Primärkreis des Magnetverstärkers ist in bekannter Weise eine Meßbrücke eingeschaltet, welche an zwei diagonal gegenüberliegenden Anschlüssen mit Wechselstrom gespeist wird und in zwei einander gegenüberliegenden Brückenzweigen einen in der Steigleitung eingebauten temperaturabhängigen Widerstands oder einen an der Außenseite des Gebäudes angebrachten, von der Außenluft frei umspülten temperaturabhängigen Widerstand B enthält. Die beiden anderen Brückenzweige enthalten in bekannter Weise vorgegebene Widerstände R1 und R2. Der eine der beiden noch freien Eckpunkte der Meßbrücke A-B-R1-R2 ist an das eine Ende der Primärwicklung des Magnetverstärkers F angeschlossen.In Fig. 2, F denotes an amplifier, such as a magnetic amplifier whose output z. B. via a balanced relay in a known manner with the setting device, here a motor valve MV, is connected for the flow temperature. In the primary circuit of the magnetic amplifier, a measuring bridge is switched on in a known manner, which is fed with alternating current at two diagonally opposite connections and in two opposite bridge branches a temperature-dependent resistor built into the riser or one attached to the outside of the building, free of the outside air temperature-dependent resistor B contains. The two other branches of the bridge contain predetermined resistances R 1 and R 2 in a known manner. One of the two free corner points of the measuring bridge ABR 1 -R 2 is connected to one end of the primary winding of the magnetic amplifier F.
Der zweite noch freie Eckpunkt dieser Meßbrücke ist nicht wie üblich an das andere Ende der Primärwicklung des Magnetverstärkers F, sondern an den einen Eckpunkt einer zweiten, wechselstromgespeisten Meßbrücke angeschlossen, die in zwei benachbarten Zweigen jeweils einen temperaturabhängigen Widerstand D mit normaler Ansprechzeit oder Wärmeträgheit und einen temperaturabhängigen Widerstand C mit in geeigneter Weise vergrößerter Ansprechzeit, d. h. erhöhter Wärmeträgheit, enthält, wobei diese Ansprechzeit von gleicher Größenordnung sein soll wie e° die Wärmeträgheit der ganzen der Innenbeheizung des Gebäudes dienenden Heizungsanlage. An den nicht gespeisten Eckpunkten der zweiten Meßbrücke liegt ein Potentiometer T-N, dessen Abgriff mit dem anderen Ende der Primärwicklung des Magnetverstärkers F verbunden ist.The second, still free corner of this measuring bridge is not, as usual, connected to the other end of the primary winding of the magnetic amplifier F, but to one corner of a second, alternating current-fed measuring bridge, which has a temperature-dependent resistor D with normal response time or thermal inertia and one in two adjacent branches temperature-dependent resistance C with a suitably increased response time, ie increased thermal inertia, this response time should be of the same order of magnitude as e ° the thermal inertia of the entire heating system used for internal heating of the building. A potentiometer TN, whose tap is connected to the other end of the primary winding of the magnetic amplifier F , is located at the corner points of the second measuring bridge that are not fed.
Die vergrößerte Ansprechzeit oder die erhöhte Wärmeträgheit des temperaturabhängigen Widerstandes C wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß dieser von einem besonderen Wärmeübertragungsmittel um- Ί° geben, somit gegen die Außenluft wärmeabgedämmt ist und bei Temperaturveränderungen dem temperaturabhängigen Widerstand D gegenüber verzögert anspricht. Die zweite Meßbrücke erzeugt dabei eine Fehlerspannung, welche sich auf Grund der Hintereinanderschaltung der beiden Brücken zur Fehlerspannung der ersten, normalen Meßbrücke derart addiert, was eine größere Verstellung des Motorenventils MV durch den Verstärker F bewirkt. Die zusätzliche Fehlerspannung der zweiten Brücke verschwindet, sobald der Widerstand C dieselbe Temperatur wie der Widerstand D erreicht, wobei die Abmessungen und Einstellungen derart getroffen sind, daß dies ungefähr gleichzeitig mit der sich beruhigenden und gleichbleibenden Außentemperatur eintritt. Die Größe der betreffenden »Überkompensation« kann je nach dem Wärmebedarf des Gebäudes und der Heizungsanlage mittels des Potentiometers T-N auf einfache Art eingestellt werden. Wenn sich der Abgriff in der Endstellung N befindet, wird keine zusätzliche Fehlerspannung erzeugt, während in der Endstellung T die zusätzliche Fehlerspannung ihren Höchstwert erreicht.The increased response time or the increased thermal inertia of the temperature-dependent resistor C is preferably achieved by giving it a special heat transfer medium, thus insulating it from the outside air and responding to the temperature-dependent resistor D with a delay in the event of temperature changes. The second measuring bridge generates an error voltage which, due to the series connection of the two bridges, adds to the error voltage of the first, normal measuring bridge in such a way that the amplifier F causes a greater adjustment of the motor valve MV. The additional error voltage of the second bridge disappears as soon as the resistor C reaches the same temperature as the resistor D , the dimensions and settings being made such that this occurs approximately simultaneously with the calming and constant outside temperature. The size of the relevant »overcompensation« can easily be set by means of the potentiometer TN , depending on the heat demand of the building and the heating system. If the tap is in the end position N , no additional error voltage is generated, while in the end position T the additional error voltage reaches its maximum value.
Die auf die Außentemperatur ansprechenden Wärmefühler der zweiten Meßbrücke können nach Fig. 3 angeordnet sein. In dieser Figur ist mit S ein aus einem Ständer- oder Tragrohr ^1 und einem Rahmen S2 bestehendes Gestell bezeichnet. Die temperaturabhängigen Widerstände C und D in der zweiten Meßbrücke sind jeweils in einem der beiden Körper K1 oder K2 angeordnet, die zu einer symmetrischen Einheit zusammengebaut sind und eine Oberfläche gleicher Größe und gleicher Gestaltung aufweisen. Diese Körper sind voneinander durch einen Teil 1 in Gestalt einer Grundplatte gegeneinander wärmeabgedämmt und voneinander getrennt. Die Platte 1 ist in Fassungen H des Rahmens S2 derart befestigt, daß die beiden Körper K1 und K2 mittels des Gestells S auf dem Gebäude angebracht und von der Außenluft gleichmäßig umspült werden können. Der eine temperaturabhängige Widerstand D ist unmittelbar an der Wand des einen Körpers K2 angebracht, damit er den Schwankungen der Lufttemperatur schnell folgen kann, während der andere temperaturabhängige Widerstand C im Innern eines innerhalb des anderen Körpers K1 befindlichen, verzögernd wirkenden Wärmeübertragungsmittels, z. B. einer metallischen Masse M, angebracht ist. Das Wärmeübertragungsmittel kann aus einer Hülle bestehen, die eine geeignet bemessene Metallmenge oder eine bezüglich der Wärmeübertragungseigenschaften hiermit vergleichbare andere Stoffmenge enthält. Falls erwünscht, kann die Hülle auch ein anderes, gegebenenfalls gasförmiges oder flüssiges Wärmeübertragungsmittel enthalten. Die Anschlußdrähte der Widerstände C und D sind vorzugsweise durch das Tragrohr S1 und gegebenenfalls auch durch die Schenkel des Rahmens S2 herausgeführt. The heat sensors of the second measuring bridge, which respond to the outside temperature, can be arranged as shown in FIG. In this figure, S denotes a frame consisting of a stand or support tube ^ 1 and a frame S 2. The temperature-dependent resistors C and D in the second measuring bridge are each arranged in one of the two bodies K 1 or K 2 , which are assembled into a symmetrical unit and have a surface of the same size and the same design. These bodies are thermally insulated from one another and separated from one another by a part 1 in the form of a base plate. The plate 1 is fastened in sockets H of the frame S 2 in such a way that the two bodies K 1 and K 2 can be attached to the building by means of the frame S and the outside air can be evenly washed around them. One temperature-dependent resistor D is attached directly to the wall of one body K 2 so that it can quickly follow the fluctuations in air temperature, while the other temperature-dependent resistor C is inside a retarding heat transfer medium located inside the other body K 1, e.g. B. a metallic mass M, is attached. The heat transfer medium can consist of a shell which contains a suitably dimensioned amount of metal or another amount of substance which is comparable therewith with regard to the heat transfer properties. If desired, the shell can also contain another, optionally gaseous or liquid heat transfer medium. The connecting wires of the resistors C and D are preferably led out through the support tube S 1 and optionally also through the legs of the frame S 2 .
Die Regelvorrichtung nach der Erfindung ist auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. So kann z. B. ein elektronischer Verstärker od. dgl. verwendet werden, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.The control device according to the invention is not restricted to the exemplary embodiments described above. So z. B. an electronic amplifier od. Like. Be used without the inventive concept to leave.
Claims (10)
Französische Patentschrift Nr. 1 089 060.Considered publications:
French patent specification no. 1 089 060.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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SE1095495X | 1955-05-16 | ||
SE1153215X | 1955-05-16 |
Publications (1)
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DE1095495B true DE1095495B (en) | 1960-12-22 |
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ID=62200170
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Citations (1)
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FR1089060A (en) * | 1952-12-06 | 1955-03-14 | Landis & Gyr Ag | Device for automatic adjustment of a heating installation as a function of temperature |
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1956
- 1956-05-14 DE DER18888A patent/DE1095495B/en active Pending
- 1956-05-16 FR FR1153215D patent/FR1153215A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR1089060A (en) * | 1952-12-06 | 1955-03-14 | Landis & Gyr Ag | Device for automatic adjustment of a heating installation as a function of temperature |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR1153215A (en) | 1958-03-04 |
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