DE1454444A1 - Heizungsregelung - Google Patents

Description

• Heizungsregelung

  Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Leistungsregelung von

  Heizungsanlagen.

  Es ist bekannt, die Leistung von Warmwasserheizungen durch ther-

  mostatisch gesteuerte Umwälzpumpen oder sogenannte Zonenventile

  zu regeln. Eine derartige Schaltung ist zwar sehr einfach, sie

  hat aber den Nachteil, daß insbesondere bei-Warmwasser-Reizungs-

  anlagen mit Radiatoren großer Wärmespeicherfähigkeit beträchtli-

  ahe Über- und Unterschreitungen der gewünschten Raumtemperatur

  unumgänglich sind. Bei den in dieser Weise geregelten Anlagen er-

  folgt der Wärmetransport in relativ großen Intervallen, und die

  Phasen des jeweils vom Thermostaten geregelten Wärmebedarfs bzw,

  Wärmedrosselung und der $aumtemperaturveränderung liegen zeit-

  lioh weit auseinander.

  Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Regelung durch Wählschalter vorzunehmen, die je nach ihrer Einstellung Impulsfrequenz und -dauer der Wärmeabgabe bzw. des Wärmetransportes steuern. Diese Schalter werden entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf von Hand eingestellt. Ändert sich die Außentemperatur, muß immer eine Korrektur der bestehenden Einstellung von Hand vorgenommen werden. Das ist nicht nur sehr unbequem wenn der Wählschalter nicht in dem gerade benutzten Raum installiert ist, sondern hat auch noch den Nachteil, daß die Einstellung nur nach dem Gefühl erfolgt und zwar in der Regel erst dann, wenn die Solltemperatur erheblich über- oder unterschritten ist.
• Um wenigstens eine gewisse Automatik für die Regelung zu erzielen, kann man auch derartige Wählschalter mit Thermostaten in Reihe schalten. Damit ist aber nur eine Verringerung der Heizleitung gegenüber der gewählten Voreinstellung möglich und keine Erhöhung. Das bedeutet, daß eine solche Regelung umsomehr die Charakteristik einer nur thermostatisch (also ohne Vorwählschalter) geregelten Heizung hat, je höher die durch den Vorwählschalter eingestellte Heizleistung über dem augenblicklichen Wärmebedarf lie--t.

  Es ist also auch in diesem Fall notwendig, den Vorwählschalter

  zu

  auf eine Heizleistung einstellen, die immer nur möglichst wenig

  über dem augenblicklichen Wärmebedarf liegt. Die Regelung bleibt also hinsichtlich der gewünschten automatischen Wirkungsweise unvollkommen, Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Regelung von Heizungsanlagen im Sinne einer stetigen Regelung indem sie sich die Vorteile der bekannten Anordnungen zunutze macht= ohne deren Nachteile zu übernehmen.
• Erfindungsgemäß wird deshalb eine Anordnung zum Regeln der Leistung vorgeschlagen, bei der eine den Wärmetransport bzw. die Wärmeabgabe intermittierend beeinflussende Vorrichtung mittels eines Vorwählschalters betätigt wird, dessen Inpulsfrequenz und -dauer ein Raum- oder Außenthermostat steuert. Auf diese Weise ist es möglich die Heizleistung vollkommen automatisch an die jeweiligen äußeren Gegebenheiten anzupassen.

  Eine weitere Vervollkommnung wird erzielt, wenn außerdem im

  Stromkreis des Vorwählschalters noch ein Raumthermostat liegtv

  der lediglich dazu dient, das Über- oder Unterschreiten einer

  vorgegebenen Temperatur zu verhindern.

  Der Vorwählschalter kann einen Bimetall-Sprungkontakt aufweisen,

  der durch eine Heizwendel erwärmt wird. Die Heizleistung der Wen-

  doll soll dann durch einen Raum- oder Außenthermostaten geregelt

  werden. Es erfolgt also eine direkte Beeinflussung der C3ffnungs-

  und Schließzeiten dieses Kontaktes durch die Raum- oder Außen-

  temperatur. Zur Regelung der Heizleistung der Wendel liegt in

  Heiswendelstromkreis zweckmäßig ein Regulierwiderstand.

  Die\Heizleistung beeinflussende Vorrichtung, welche durch die

  Anordnung ein oder ausgeschaltet wird, kann im einfachsten Fall

  aus einem oder mehreren elektrischen Heizwiderständen bestehen.

  Es kann aber auch eine Umwälzpumpe sein, die das Heizwasser in

  einer Warmwasserheizungsanlage zur Zirkulation bringt. Dabei

  kann das Heizwasser auch in mehreren parallel geschalteten Reiz-

  strängen zirkulieren. In fiesem Fall machen die in der Regel ver-

  schiedenen Heizleistungen der einzelnen Stränge den Einbau unter-

  schiedlicher Pumpenleistung erforderlich. Diese Pumpen werden

  dann, jede für sich gesteuert. Die die Heizleistungen beeinflus-

  senden Vorrichtungen können natürlich auch Absperrorgane, Kes-

  selmischventile oder dergleichen sein. Weiterhin läßt sich der

  Erfindungsgegenstand sinngemäß bei Warmluft-Heizungen anwenden.

  Der zur Regelung der Impulsfrequenz und -dauer des Vorwählschal-

  ters dienende Raum- oder Außenthermostat kann als Temperaturmeß-

  glied vorteilhaft eine Bimetallsäule aufweisen, die auf einen

  Kohlewiderstand einwirkt. Der Temperaturfühler kann natürlich

  auch irgendeine andere Ausbildung aufweisen, insbesondere kann

  auch ein flüssigkeitsgefüllter Fühler verwendet werden. Es ist

  zweckmäßig zur Einstellung des Arbeitsbereiches des Thermostaten

  eine einstellbare Spannfeder vorzusehen, die dem Kohlewiderstand

  eine veränderliche Vorspannung gibt.

  Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung noch näher erläutert

  werden, auf der

  FiR. 1 die WirkunR-cler AnordnunR- veranschaulicht und

  Fig. 2 eine'aehematische Darstellung der Anordnung wieder-

  gibt.

  In Figur 1 sind verschiedene Diagramme dargestellt, die die Heiz-

  leistung in Abhängigkeit von der Zeit bei Verwendung verschiede-

  ner Vorrichtungen und Anordnungen wiedergeben. Bei den Figuren

  a und b wird die Regelung lediglich durch die Einstellung des

  Drehknopfes eines Vorwählschalters vorgenommen. Je nach der Ein-

  stellung, die nach Gefühl von Hand vorgenommen wird, erfolgt der

  Wärmetransport in bestimmten Intervallen und die mittlere Heiz-

  leistung ist in den-Diagrammen durch die gestrichelten Linien

  angedeutet. Figur a ist etwa eine Einstellung für eine ralativ

  hohe Außentemperatur. Sinkt die Außentemperatur, dann wird der

  Schalter neu eingestellt und der Wärmetransport erfolgt etwa

  nach äigur und es ergibt sich eine höhere mittlere Heizlei-

  ..

  stung,

  Die Figuren c und d geben. nun die Heizleistungen bei gleicher

  Grundeinstellung des Vorwählschalters wieder aber bei erfindungs-

  gemäßer Anordnung eines Raum- oder Außenthermostaten. Die Wärme-

  transportzeiten werden, wie man erkennen kann, abhängig von

  Raum- oder Außentemperaturen mehr oder weniger vergrößert, wäh-

  rend die Ausschaltzeiten gleich bleiben. Die Folge ist, daß die

  mittlere Heizleistung steigt. Es muß also nicht bei jeder Ände-

  rung der Außentemperatur der Vorwählschalter nachreguliert wer-

  den, sondern es erfolgt eine automatische Anpassung. Nur bei sehr

  erheblichen Änderungen der Außentemperatur ist eine Anpassung

  durch Neueinstellung der Grundeinstellung des Vorwählers erfor-

  derlich. Es ist also lediglich notwendig, etwa eine Einregelung

  der Grundeinstellung für die Übergangszeit, für normalen Frost

  und für starken Frost vorzunehmen. Im Rahmen dieser selten vor-

  zunehmenden Grundeinstellung erfolgt dann durch die Erfindung

  eine automatische Regelung der Heizleistung:

  Figur 2-gibt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungs-

  gemäßen Anordnung wieder. In einem Heizsystem, welches aus. einem

  Heizkessel 12, einem Verbraucher 10, einer Vorlaufleitung 13 und

  einer Rücklaufleitung ?1 besteht und in dem etwa noch eine Vor-

  laufbremse 15 vorgesehen sein kann, wird der Wärmetransport durch

  eine Umwäizpumpe 14 vorgenommen. Der Wärmetransport erfolgt bei

  dem dargestellten Beispiel durch Ein- und Ausschalten der Pumpe.

  Zu diesem Zweck liegt im Stromkreis der Pumpe 14 zunächst ein

  Yorwählschalter 16 an sich bekannter Bauart. Der Vorwählschal-

  ter besteht aus einem Drehknopf 17, der mit einem Steuernocken

  18 verbunden ist: Der Nocken 18 wirkt auf eine Gabel 19 und gibt

  dieser eine mehr oder weniger große Vorspannung. Die Gabel 19

  trägt einen Bimetallstreifen 20, um den eine Heizwicklung 21

  gelegt ist. Im Stromkreis liegt ein Springschalter 23, der die

  Kontakte 22 öffnet oder schließt. Wenn der Springschalter ge-

  schlossen ist, fließt auch Strom durch die Heieweridel 21 und

  diese erwärmt den Bimetallstreifen 20. Infolge der Erwärmung

  öffnet der Schalter und die Stromzufuhr wird unterbrochen. Die

  Wendel und der Bimetallstreifen kühlen sich ab, der Schalter .

  schließt. Um ein Funkenziehen zu vermeiden, ist der Schalter

  als Springschalter auz-.;gebildet.

  Die Heizleistung der Wendel 21 wird erfindungsgemäß durch ei-

  nen Raum- oder Außenthermostaten 24 verändert. Zu diesem Zweck

  wirkt beispielsweise eine Bimetallsäule 25 auf einen Kohlewi-

  derstand 26, der durch eine Spannfeder 27, welche äureh eine

  Mutter 28 einstellbar ist, auf einen bestimmten Arbeitsbereich

  eingeregelt werden kann.

  Die Arbeitsweise der Anordnung ist folgendermaßen: Der Vorwähl-

  schalter 16 wird durch den Drehknopf 17 auf eine bestimmte Grund-

  einstellung einreguliert. Ohne die Einwirkung des Außenthermosta-

  ten fließt im Betrieb ein Strom über den Springkontakt 22 und die

  Wicklung 21 erwärmt sich. Die Gabel 19 dehnt sich in Pfeilrich-

  tung aus, der Springkontakt 22 öffnet. Der Strom wird unterbro-

  chen, die Wicklung 21 kühlt ab, die Gabel 19 zieht sich zusammen,

  der Springkontakt 22 schließt wieder, der Stromkreis wird geschlos-

  sen. Je nach Stellung dew durch den mit dem Nocken 18 verbundenen

  Drehknopfes 17 wird die Pumpe 14 in einem bestimmten festen Zy-

  klus länger oder kürzer abgeschaltet. Durch die Verbindung der

  Wendel 21 mit dem Thermostaten 24 wird die Heizleistung der Wen-

  del je nach den Temperaturerfordernissen verändert. Im Stromkreis

  der Wendel 21 liegt nämlich der Regulierwiderstand 26, der mit

  der Bimetallsäule 25 verbunden ist. Dehnt diese sich bei ansteim

  gerader Temperatur aus,-dann Wird der Kohlewiderstand zusammen-

  gedrückt und der Spannungsabfall verringert sich, die Heizlei-

  stung der Wendel .steigt, die Einschaltzeiten für die Pumpe wer-

  den verkürzt, die mittlere Heizleistung der Anlage verringert

  sich. Bei Temperaturrückgang wird der Druck auf den Kohlewider-

  stand geringer und der Widerstand vergrößert sich. Die Reizlei-

  stung der Wendel wird geringer, die Einschaltzeiten der Pumpe

  werden länger, der Wärmetransport wächst und damit die mittlere

  Heizleistung. -

  Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, in den Stromkreis des Vor-

  wählschalters 16 noch einen Raumthermostaten 29 zu legen, der

  lediglich die Aufgabe hat, das Über- oder Unterschreiten einer

  vorgegebenen Temperatur zu verhindern.

  Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, mit geringstem

  Aufwand, d. h. einfach und billig eine weitgehende automatische

  Regelung der Leistung von Heizungen zu erzielen,

Claims (1)

1. @'atostsairpxüoho !. j Äaer"ra mm Regeln der &eistum« Fron Xois=pa, daänrok dek«»eiohaete dak eine die Heisleistuai interaittierend lootafrbemde Vorriehtuag mittels eines %rwählashaltere (16) betätigt wird# dessen lapaletrequens mitd ..dautet ein oder Außenthermostat steuert. !.) Iaeasob Ansprneh 1, dadureh geke»seiohaetg daS eia in #tsokssis des Vorlähl#ohalters (16) lediglioh dars über. oder vnteroehreites einer torgegebenen Temperatur verhilro desader namthermostat (2g) liest. 3. ) Inordtrm« at"h Aaepraeb 1 und d# daduroh sekeauueiobxet# dai de: #oredhlsohalter (16) eine eines 8laetallw8prungkea# tobt orw&r»ade Reisareadel (!1) autwsisti deren Noisleietung der !hesaoetat (24) resel:t. 4.) Asordnias naoh lnspruoh 3, daduroh gekerrmseiohaetg det diel 31041911194 der Reisleistna4 der =eimmade1 (21) äber ei. auf ta lleisweadeletraskareie liegender Regulterwideretamd erfolgt. 1aerlarns aaoh Auspruoh 1 bis 4,-daduroh s*koneseiohnot" da! die die zeisloietms beeinflussen" Torriohtung eise wnrrlspmpe (14) ist. 6. ) laoslraag aaoh Aneprash 1 bis j, daduroh sekeaoeiohnet, 4o8 die teisleistung über mehrere, unabhdngig voneinander, aber in einen tessel aftdoade @eisatri@nge dureh je eise llewdlnpuape (14) in Verbindung mit eines vorw&hlsehalter (i6) beeintiu8t wird. ,) Anortaxas naoh lnspruoh,1 bis 4., daduroh seketurasiohnetg dai die üeisleiatung beeiafluseeade Vorrichtungen lbapev!» organe sind. 8.) Äraordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Reizleistung über ein Kesselmisah. ventil erfolgt. 9.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet* daß die die Beizleistung beeinflussende Vorrichtung aus einem oder mehreren elektrischen Reizwiderstdnden besieht. 1(?.) Artordnung nach Anspruch 1 bit 4, dadurch gekennzeichnet, date die die Reizleistung beeinflussende Vorrichtung ein Reißlnttgebläse ist. 11.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeiahnet# daß der zur Regelung der Impulsfrequenz und -dauer des Vor- wählachalters (16) dienende Raum- oder Außenthermostat (24) als Temperaturmeßglied eine Bimetallaäule (25) oder einen flüreigkeitagefüllgAen Fühler sufweist# der auf einen Kohlewiderstand (26) einwirkt. 12,) Unordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Thermostaten (24) eine Spaunfeder (27) dient# deren Spannung vorstellbar ist.