DE1753205B2 - Regelkreis fuer eine anlage zum temperieren von aufenthaltsraeumen fuer lebewesen - Google Patents

Description

2. Regelkreis nach Anspruch 1, dadurch ge- gigkeit von der Fühlerstellung beheizt, kennzeichnet, daß die Fühleroberfläche einen Es ist bereits bekannt, einen Widerstand mit nega-Wärmestrahlungs-Absorptions-Koeffizienten be- tivem Temperaturkoeffizienten (NTC-Widerstand) sitzt, der demjenigen des Lebewesens entspricht, ao als Temperaturfühler in einer Widerstandsbrücke

3. Regelkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch anzuordnen. Der jeweilige Widerstandswert wird gekennzeichnet, daß der Fühler ein NTC-Wider- gemessen und als Maß für die Temperatur genommen, stand ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Regelkreis der eingangs beschriebenen Art anzuge-35 ben, der es gestattet, die Komfortzone eines Lebe-

wesens einzuregeln. Unter »Komfortzone« werden

hierbei diejenigen Bedingungn verstanden, die gemeinsam bei einem Menschen das Gefühl erzeugen, daß es im Raum gerade angenehm warm ist. Mes-

Die Erfindung bezieht sich auf einen Regelkreis 30 sungen haben gezeigt, daß dieses Gefühl in dem Befür eine Anlage zum Temperieren von Aufenthalts- reich vorhanden ist, in dem die Hauttemperatur etwa räumen für Lebewesen, mit einem Wärmefühler, der 33° C beträgt. Dies entspricht einer Temperatur an von einer Konvektionsströmung beeinflußt und der Kleidungsaußenseite von etwa 26° C. Die genaue dauernd beheizbar ist. »Komforttemperatur« hängt νο,.ι jeweiligen Aktivi-

Regelkreise für eine Anlage zum Temperieren von 35 tätsniveau (z. B. Holzhacken, Schreibtischarbeit, Wohn- und Arbeitsräumen für Menschen, Stallräu- Essen) der im Raum befindlichen Person ab. Sie men für Tiere usw. weisen in der Regel einen Wärme- sinkt mit steigendem Aktivitätsniveau. Für andere fühler auf, der nur von der Temperatur der umgeben- Lebewesen gilt Entsprechendes, den Luft beeinflußt wird, die infolge Konvektion am Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch

Fühler vorbeiströmt. Die Erfahrung hat jedoch ge- 40 gelöst, daß der Wärmefühler eine Wärmestrahlung zeigt, daß hiermit das Wohlbefinden nicht sicher- von Raum aufnehmende oder an ihn abgebende Obergestellt ist. Eine Raumtemperierung, die bei sitzender fläche hat und ihm dauernd eine einstellbare, dem Beschäftigung als angenehm empfunden wird, führt Aktivitätsniveau eines Lebewesens entsprechende bei körperlicher Arbeit zum Schwitzen. Umgekehrt Wärmeleistung zugeführt wird, so daß die Oberist eine Raumtemperierung, die bei körperlicher 45 flächentemperatur des Fühlers als Sollwert des Regel-Arbeit als angenehm empfunden wird, bei ruhiger kreises etwa gleich der Komforttemperatur des Lebe-Tätigkeit zu gering. Des weiteren spielt die einfal- wesens ist.

lende Wärme- und Kältestrahlung eine sehr große Im ausgeregelten Zustand des Regelkreises herrscht

Rolle. Wer Strahlungswärme (von der Sonne oder demnach an der Oberfläche des Fühlers die dem eineinem Strahlungsheizkörper) empfängt, hält eine ge- 50 gestellten Aktivitätsniveau entsprechende Komfortringere Raumtemperatur für angenehmer als eine temperatur. Abweichungen von dieser Komforttemandere Person, die nicht der Wärmestrahlung aus- peratur führen zu einem Regelvorgang, durch den gesetzt ist. Auch die Stärke der Luftbewegung hat einer oder mehrere der das Wohlbefinden beeinfluseinen Einfluß auf das Wohlbefinden. senden Faktoren so lange verändert werden, bis die

Es ist eine selbsttätige, elektrische Regelvorrich- 55 Fühleroberfläche wieder Komforttemperatur angetung für Raumtemperaturen bekannt, bei der der nommen hat. Die infolge der Beheizung über der Wärmefühler in einem mit Luftdurchtrittsschlitzen Umgebungstemperatur liegende Fühlertemperatur versehenen Gehäuse angeordnet und durch wahlweise entspricht einem Gleichgewichtszustand zwischen der einschaltbare Heizwiderstände zusätzlich beheizbar aufgenommenen und der abgegebenen Wärmeenergie, ist. Wird der Heizwiderstand in Abhängigkeit von 60 Hierbei wird nicht nur die Umgebungstemperatur, der Anzeige des Wärmefühlers betätigt, ergibt sich sondern auch die Geschwindigkeit der vorbeistiömeneine thermische Rückführung. Wird der Heizwider- den Luft, die auf den Fühler auftreffende Strahlung stand dauernd eingeschaltet, so wird dem Fühler eine und natürlich auch die dem eingestellten Aktivitätszu hohe Raumtemperatur vorgetäuscht und es ergibt niveau entsprechende Heizleistung berücksichtigt, sich die sogenannte Nachtabsenkung. 65 Dies entspricht ungefähr dem Zustand an der Haut

Es ist auch ein thermostatischer Regelkreis be- eines Lebewesens, von der dauernd Wärme entsprekai;nt, bei dem ein Quecksilber-Wärmefühler einer- chend der inneren Verbrennung abgegeben wird, woseits von der Raumtemperatur und andererseits von bei sich die Wärmeabgabe nach der Umgebungstem-

perarur, nach der auf die Haut aufireffende Wärme- durch einen an einer festen Spannung liegenden strahlung usw. richtet. Spannungsteiler gebildet sein.

Eine besonders gute Anpassung ergibt sich, wenn Durch den NTC-Widersfmdl fließt in Abhängig-

die Fühleroberfläche einen Wärmestrahlungs-Ab- keit von der Einstellung der Spannungsquelle S ein Sorptionskoeffizienten besitzt, der demjenigen des 5 Strom, der dem NTC-Widerstand eine bestimmte Lebewesens entspricht Dieser Koeffizient kann da- Wärmeleistung zuführt. Außerdem steht der NTC-her der Haut eines Menschen oder dem Fell eines Widerstand unter dem Einfluß der Konvektions-Tieres angepaßt sein. strömung und der vorhandenen Wärmestrahlung.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist Infolgedessen stellt sich an seiner Oberfläche ein der Fühler ein NTC-Widerstand. Ein NTC-Wider- io Temperaturgleichgewicht ein. Die Steuerspannung stand ist an sich als Temperaturfühler bekannt. Hier an den Klemmen 6 ist ein Maß für diese Gleichgewird aber zusätzlich die Eigenschaft ausgenutzt, daß wiclitsspannung.

die meisten NTC-Widerstands-Materialien eine strah- In Fig.2 wird die Brücke von einer konstanten

lungsabsorbierende Oberfläche haben, die im hier Spannung 7 betrieben, die auf das Temperaturverinteressierenden Gebiet liegt. Außerdem kann einem 15 halten des NTC-Widerstands 1 keinen oder geringen NTC-Widerstand unmittelbar durch den hindurch- Einfluß hat. Statt dessen i" dem Widerstand eine fließenden Strom die für das Ak!ivitätsniveau erfor- Heizwicklung 8 zugeordnet, aber die mittels einer derliche Wärmeleistung zugeführt werden. Allerdings regelbaren Spannungsquelle 9 dem NTC-Widerstand kann man die Wärmeleistung auch durch eine dem eine vorbestimmte Wärmeleistung zugeführt werden NTC-Widerstand benachbarte elektrische Heizvor- 30 kann. Auch in diesem Fall stellt sich an der Oberrichtung zuführen. Hierdurch ist Messung und Lei- fl-che des Widerstands eine Gleichgewichtstemperastungszufuhr voneinander unabhängig. tür ein, deren Größe durch die Steuerspannung 6 ge-

Es können aber auch andere an sich bekannte meldet wird.

thermostatische Systeme mit Raumfühlern benutzt In Fig. 3 ist ein Fühler 10 dargestellt, der mit

werden, beispielsweise Bimetallfühler oder mit Dehn- 25 Flüssigkeit gefüllt ist. Er steht über ein Kapillarrohr stoff gefüllte Fühler, wobei als Dehnstoff Dampf, 11 mit einem Ventil 12 in Verbindung. Dieses steuert eine Flüssigkeit oder ein fester Stoff geeignet ist. Es den Zufluß des Heizmediums in einen Heizkörper 13 ist lediglich erforderlich, daß die Fühlcroberfläche des vom Fühler 10 überwachten Raumes. Um den entsprechende wärmestrahlungsabsorbierende Eigen- Fühler ist eine Heizwicklung 14 gelegt, der über eine schäften besitzt und von der Konvektion und Strah- 30 regelbare Spannungsquelle 15 ein bestimmter Strom lung der Umgebung sowie von einer dauernd wir- zugeführt wird, dessen Heizleistung auf den Fühler kenden Heizvorrichtung beeinflußt ist. 10 übertragen wird. Die Oberfläche des Fühlers 10

Der Wärmefühler wird an einer Stelle des Raumes ist so ausgestaltet, daß sie Strahlung abgeben und angeordnet, wo seine Fühlerfläche außer von der auch aufnehmen kann. Demzufolge wird das Ventil Konvektion auch von der anfallenden Strahlung ge- 35 12 in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur troffen wird. Wenn die durch das Fenster einfallende der auf den Fühler 10 auffallenden Wärmestrahlung Strahlung berücksichtigt werden soll, ist es unzweck- und dem durch den Strom in der Heizwicklung 14 mäßig, den Fühler unmittelbar unterhalb des Fen- bestimmten Aktivitätsniveau gesteuert. Die ganze slers anzuordnen; er sollte vielmehr einen Abstand Anordnung bildet demnach einen Regelkreis, bei dem von 1 bis 2 m vom Fenster haben. In Räumen, die 40 die Oberflächentemperatur des Fühlers 10 auf einem mit einer Deckenstrahlungsbeizung arbeiten, sollte der Komforttemperatur des Lebewesens entsprechender Fühler so angeordnet sein, daß er unter dem den Wert konstant gehalten wird.
Einfluß der Strahlungswärme steht. In Fig.4 ist ein Raum 16 mit einem Fenster 17

Die Erfindung wird nachstehend an Hand in der dargestellt, der eine erhebliche Tiefe hat. Er wird Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher 45 von einem Längsheizkörper 18 und außerdem von erläutert. Es zeigt " einer Deckenheizung beheizt, die in vier Abschnitte

Fig. 1 eine Meßschaltung mit einem als NTC- 19, 20, 21, 22 unterteilt ist. Jedem Deckenheizab-Widerstand ausgebildeten Wärmefühler für einen schnitt ist ein Wärmefühlersyslem 23 bis 26 entRegelkreis gemäß der Erfindung, sprechend Fig. 1, 2 oder 3 zugeordnet. Der Langs-Fig.2 eine Meßschaltung mit etwas anderem 50 heizkörper« übernimmt die Ginndheizung. Die Aufbau, Deckenheizungsabschnitte 19 bis 22 werden lndivi-F i g. 3 einen Regelkreis mit einem mit Dehnstoff duell von den zugehörigen Systemen 23 bis 26 geregefüllten Wärmefühler und gelt. Hierbei ergibt sich, daß an einem sehr kalten Fig.4 einen Raum mit mehreren installierten Wintertag ohne Sonne der Deckenheizungsabschmtt Wärmefühlern. 55 19 erheblich mehr Strahlungswärme liefern muß als In Fig. 1 ist ein NTC-Widerstaud 1 mit drei an- der Abschnitt22, um bei einer in der Nähe des Fenderen Widerständen 2, 3 und 4 zu einer Brücke ge- sters sitzenden Person das gleiche Wohlbefinden zu schaltet. Die Brückenspannung wird durch eine regel- erzeugen wie bei einer am hinteren Ende des Raumes bare SpannungGquelle 5 geliefert. An den Klemmen 6 sitzenden Person. Umgekehrt muß bei Sonneneinkann eine Steuerspannung abgenommen werden. Die Co fall durch das Fenster 17 der Abschnitt 22 wesentregelbare Spannungsquelle 5 kann beispielsweise Hch stärker arbeiten als der Abschnitt 19.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

einem Heizwiderstand beheizt wird. Die dem Heiz- Patentansprüche: widerstand zugeführte elektrische. Leistung ist vom , : Ausgangssignal des Wärmefühlers abhangig. Auch

1. Regelkreis für eine Anlage zum Temperie- hier dient der Heizwiderstand als thermische Rückren von Aufenthaltsräumen für Lebewesen, mit 5 führung. . einem Wärmefühler, der von einer Konvektions- Sodann ist ein Regelkreis bekannt, der drei Bimeströmung beeinflußt und dauernd beheizbar ist, tall-Wärmefühler besitzt. Der erste und der zweite dadurchgekennzeichnet.daß der War- Fühler sprechen nur auf die Raumtemperatur an, mefühler eine Wärmestrahlung von Raum auf- der dritte Fühler auf die Raumtemperatur und die nehmende oder an ihn abgebende Oberfläche hat io Wärmestrahlung. Der zweite und der dritte Fühler und ihm dauernd eine einstellbare, dem Aktivi- sind so gegeneinander geschaltet, daß sich nur der tätsniveau eines Lebewesens entsprechende War- StraMungseinfluß bemerkbar macht Der Raumtemmeleistung zugeführt wird, so daß die Ober- peratureinfluß des ersten Fühlers und der Strahflächentemperatur des Fühlers als Sollwert des lungseinfluß des zweiten und dritten Fühlers werden Regelkreises etwa gleich der Komforttemperatur 15 in einer Regelschaltung miteinander verknüpft. Der des Lebewesens ist. erste und dritte Fühler werden außerdem in Abhän-