DE1254322B

DE1254322B - Aussentemperatur-Regelvorrichtung fuer Sammelheizungsanlagen

Info

Publication number: DE1254322B
Application number: DEW37287A
Authority: DE
Inventors: Alberto Wobig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-07-30
Filing date: 1964-07-30
Publication date: 1967-11-16
Also published as: GB1048500A

Description

Außentemperatur-Regelvorrichtung für Sammelheizungsanlagen Die Erfindung betrifft eine Außentemperatur-Regelvorrichtung für Sammelheizungsanlagen mit einem Außentemperaturfühler und einem Vorlauftemperaturfühler, die über ein gemeinsames Kapillarrohr durch die Volumenänderung der in den beiden Temperaturfühlern und in dem Kapillarrohr angeordneten Flüssigkeit ein Vorlauf-Rücklauf-Mischventil steuern.
Bei einer bekannten Außentemperaturregelvorrichtung sind zwei Temperaturfühler, Außentemperatur-und Vorlauftemperaturfühler, durch ein erstes Kapillarrohr unter Zwischenschaltung einer Balgeinrichtung miteinander und durch ein weiteres Kapillarrohr mit einer Steuervorrichtung für ein Vorlauf-Rücklauf-Mischventil verbunden. Wenn die Außentemperatur abfällt, verringert sieh das Volumen der in dem Außentemperaturfühler enthaltenen Flüssigkeit. Das Mischventil wird dementsprechend über das Kapillarrohr im Sinn einer kleineren Beimischung von Rücklaufwasser gesteuert. Dadurch steigt die Vorlauftemperatur, wobei das in dem Vorlauftemperaturfühler stehende Flüssigkeitsvolumen bzw. ein Metallstab sich ausdehnt, so daß die Steuervorrichtung auf das Mischventil wieder im Sinn einer größeren Beimischung von Rücklaufwasser einwirkt. Bei steigender Außentemperatur spielt sich der Vorgang in umgekehrter Richtung ab. Da die beiden Temperaturfühler in umgekehrtem Sinn auf die Steuervorrichtung einwirken, pendelt sich nach einer gewissen Zeit eine neue Vorlauftemperatur ein, die der veränderten erforderlichen Heizleistung angepaßt ist.
Die Flüssigkeit bzw. der Metallstab des Vorlauftemperaturfühlers braucht eine beachtliche Zeit, bis sie bzw. er auf die neue Vorlauftemperatur anspricht. Da am Anfang nur die Außentemperaturänderung sich auf die Verstellung des Mischventils auswirkt, wird die Vorlauftemperatur zu hoch. Allmählich spricht dann der Vorlauftemperaturfühler auf die zu heiße Vorlauftemperatur an, so daß das Mischventil wieder -jedoch diesmal zu weit - zurückgestellt wird. Die neue Vorlauftemperatur liegt also zwischen der ursprünglichen Vorlauftemperatur und der neuen Solltemperatur. Die Temperaturkurve pendelt in Form einer gedämpften Schwingung, bis sich dann endlich näherungsweise die Solltemperatur eingestellt hat. Während dieser Einstellzeit schwankt die Temperatur in den beheizten Räumen oft um mehrere Grade, ein Umstand, der unerwünscht ist.
Zur Vermeidung dieser langen Einstellzeit sind aufwendige elektronische Regelanlagen entwickelt worden, die auf einen elektrischen Stellmotor einwirken, der ein Vorlauf-Rücklauf-Mischventil verstellt. Dabei können noch Einflüsse wie Sonnenstrahlung und Wind und die Heizkurve - Abhängigkeit der Vorlauftemperatur von der Außentemperatur - der Sammelheizungsanlage berücksichtigt werden. Außerdem können verschiedene Regelarten vorgesehen sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Außentemperatur-Regelvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die ohne elektrische Hilfsmittel den Anforderungen an eine die wesentlichsten Einflüsse berücksichtigende Außentemperatur-Regelvorrichtung bei erheblich geringerem Aufwand gerecht wird.
Die Erfindung besteht darin, daß das vom Außentemperaturfühler ohne Unterbrechung und ohne zwischengeschaltete Hilfsmittel zu dem Mischventil führende Kapillarrohr derart wärmeleitend um die Vorlaufleitung oder um ein vom Vorlaufwasser erwärmtes Teil gewickelt ist, daß die Wärme des Vorlaufwassers auf die Flüssigkeit der als Vorlauftemperaturfühler dienenden Wicklungen des Kapillarrohres einwirkt, wobei das Flüssigkeitsvolumen in den Wicklungen des Kapillarrohres zu dem Flüssigkeitsvolumen des Außentemperaturfühlers und des Kapillarrohres bis zu den Wicklungen in einem bestimmten, der Heizkurve - Abhängigkeit der Vorlauftemperatur von der Außentemperatur - der Sammelheizungsanlage angepaßten Verhältnis steht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt F i g. 1 schematisch eine schaubildliche Ansicht der Außentemperatur-Regelvorrichtung, F i g. 2 ein Diagramm mit zwei verschiedenen Heizkurven.
An einem Heizkessel l ist ein Mischventil 2 angeordnet, an das eine Vorlaufleitung 3 und eine Rücklaufleitung 4 angeschlossen sind. Das Mischventil 2 wird von einem handelsüblichen Heizkörperthermostaten 5 gesteuert, an dem eine gewünschte Vorlauftemperatur mit einem Einstellknopf 6 eingestellt werden kann. Von dem Thermostaten 5 führt ein Kapillarrohr 7 zu einem Außentemperaturfühler 8, der z. B. an einem Fenster 9 des Heizraumes angeordnet ist. Eine bestimmte Länge des Kapillarrohres 7 ist auf das blanke Vorlaufrohr 3 aufgewickelt. Die Wicklungen 10 bilden somit den Vorlauftemperaturfühler.
Eine Berechnung des Volumens, das in dem um die Vorlaufleitung herumgewickelten Kapillarrohr eingeschlossen ist und das der jeweiligen Heizkurve entsprechend mit dem Volumen des Außentemperaturfühlers abgestimmt sein muß, wird im folgenden an Hand der Heizkurve 16 erläutert. Aus dieser Kurve lassen sich die Grenzbedingungen ablesen, denen zufolge bei einer Außentemperatur TA, von 20°C eine Vorlauftemperatur TZ.1 von 20°C und bei einer Außentemperatur Ti. von -20'C eine Vorlauftemperatur Tv2 von 110°C eingehalten werden muß.
Das kleine Volumen im Kapillarrohr 7 kann außer Betracht bleiben gegenüber dem Volumen VA des Außentemperaturfühlers sowie gegenüber dem Volumen V2 des durch die Wicklungen 10 gebildeten Vorlauftemperaturfühlers. Das Gesamtausdehnungsvolumen V3 der Flüssigkeit in den Temperaturfühlern ist dann VA ß TA -I- V2 P TV= V31 wobei ß der räumliche Wärmeausdehnungskoeffizient der verwendeten Flüssigkeit ist. Das Gesamtausdehnungsvolumen V3 bestimmt die Einstellung des Mischventils 2. Unter der Voraussetzung, daß das Gesamtausdehnungsvolumen V3 gleich Null ist, wenn kein Rücklaufwasser dem Vorlaufwasser beigemischt wird, und das Gesamtausdehnungsvolumen V3 am größten ist, wenn nur Rücklaufwasser umgewälzt wird und kein Kesselwasser in die Vorlaufleitung gelangt, gilt: VA ßTAl -i- V2ßTv1 = Y35nax, VA N TA2 + Y2ßTv2 - 0-Durch Subtraktion der zweiten von der ersten Gleichung ergibt sich: vAß4TA -I- V2ßATv = Y3snax, wobei dTA = TA,- - TA2 und dTv=Tvl-Tv2 ist. V1 und V3max sind aber bekannte, feste Größen. Somit ergibt sich: Setzt man nun die durch die Heizkurve 16 gegebenen Grenzbedingungen ein, nämlich d TA = 40'C und d Tv = -90°C, dann lautet die Bestimmungsgleichung für V2: Gewöhnlich ist das Gesamtausdehnungsvolumen V3 gegenüber dem Ausdehnungsvolumen des Außenlufttemperaturfühlers Y4 ß 4 T,4 vernachlässigbar, so daß sich das Volumen V2 einfach ergibt aus Durch diese Bedingung ist eine eindeutige Zuordnung der Flüssigkeitsvolumina des Außentemperaturfühlers und des Vorlauftemperaturfühlers gegeben. Somit verhält sich das Volumen V2 der Wicklungen 10 zu dem Volumen VA des Außentemperaturfühlers wie der Kotangens des Anstiegswinkels der Heizkurve.
Die geringe Ansprechzeit, welche bei etwa 10 Sekunden liegt, ist darauf zurückzuführen, daß eine große Oberfläche der Vorlaufleitung erfaßt wird und daß das Flüssigkeitsvolumen in dem Kapillarrohr 7 sehr klein ist. Somit ist in wenigen Sekunden die gesamte Flüssigkeitssäule erwärmt.
Wenn erwünscht, können die Wicklungen 10 des Kapillarrohres isoliert werden. Ferner können elektrische Heizwiderstände auf die Wicklungen 10 oder auf den Außentemperaturfühler 8 aufgebracht werden um beispielsweise für die Nachtabsenkung entspr -chende Korrekturen zu bewirken.

Claims

Patentanspruch: Außentemperatur-Regelvorrichtung für Sammelheizungsanlagen mit einem Außentemperaturfühler und einem Vorlauftemperaturfühler, die über ein gemeinsames Kapillarrohr durch die Volumenänderung der in den beiden Temperaturfühlern und in dem Kapillarrohr angeordneten Flüssigkeit ein Vorlauf-Rücklauf-Mischventil steuern, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das vom Außentemperaturfühler (8) ohne Unterbrechung und ohne zwischengeschaltete Hilfsmittel zu dem Mischventil (2) führende Kapillarrohr (7) derart wärmeleitend um die Vorlaufleitung (3) oder um ein vom Vorlaufwasser erwärmtes Teil gewickelt ist, daß die Wärme des Vorlaufwassers auf die Flüssigkeit der als Vorlauftemperaturfühler dienenden Wicklungen (10) des Kapillarrohres (7) einwirkt, wobei das Flüssigkeitsvolumen in den Wicklungen (10) des Kapillarrohres (7) zu dem Flüssigkeitsvolumen des Außentemperaturfühlers und des Kapillarrohres bis zu den Wicklungen in einem bestimmten, der Heizkurve - Abhängigkeit der Vorlauftemperatur von der Außentemperatur - der Sammelheizungsanlage angepaßten Verhältnis steht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 704 654.