DE1815900A1 - Selbsttaetige mechanische Regelvorrichtung - Google Patents

Description

• Selbstättige mechanische Regelvorrichtung 3 ehreibwig Die Erfindung betrifft eine selbsttätige mechanische Regelvorrichtung zur temperaturabhängigen Steuerung eines stetig regelbaren Stellgliedes, insbesondere für Heizungs- und Klimaanlagen.
• Solche Regelvorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt: s:B dient ein Dreipunkt-Raumthermostat mit kontaktloser Mittelstellung dazu. Doeh bringt dieser durch die zusätzliche Schaltstellung eine stärk vergrößerte Schaltdifferenz und somit Schwankungen in den Regelkreis, die durch die Totseit noch verstärkt werden. Eine Rückführung wirkt dabei nur in einer Richtung zur Verringerung dieser Schwankungen, was praktisch nicht ausreicht.
• Mit einem Zweipunktthermostat wird verschiedentlich versucht, durch davon unabhängige oder korrespondierende Schaltelemente, wie Impulsgeber oder ein weiterer im Regelkreis vorhandener Zweipunktthermostat, den dritten Schaltpunkt zu erreichen.
• Doch bringen diese Schalter ihrerseits Schwankungen in den Regelkreis, die nur bei sorgfältiger Abstimmung die Schwankungen der andern näherungsweise kompensieren.
• Eingesetzt werden dafür nach elektronische Dreipunktregler, die eine sehr geringe Schaltdifferenz haben, Jedoch gegentiber den mechanischen sehr aufwendig sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, durch besondere Anordnung mechanischer Temperaturregler, zB Bimetallthermostate, eine selbsttätige, preisgünstige Regelvorrichtung zur temperaturabhängigen Steuerung eines stetig regelbaren Stellgliedes zu erreichen, die insbesondere bei Heizungs- und Klimmanlagen die erforderliche Regelgenauitkeit bringt.
• Nach der Erfindung wird die Vorlauftemperatur mit Hilfe eines Dreipunkt-Vorlaufthermostaten mit kontaktloser Mittelstellung und Absenkwiderstand in Abhängigkeit von einem Zweipunkt-Raumthermostatem mit thermischer Rückführung geregelt. Der Raumthermostat mit thermischer Rückführung regelt dabei ausreichend genau die Absenkung im Dreipunkt-Vorlaufthermostaten.
• Die Vorlauftemperatur ist dann jeweils die Ergänzung der Tem-.
• peraturbeeinflussung durch den Absenkwiderstand zu einem immer gleich bleibenden Maximalwert, der im Dreipunkt-Vorlaufthermostaten eingestellt ist. Die auf die Raumtemperatur bezogen verhältnismäßig große Schaltdifferenz beim mechanischen Dreipunktthermostaten mit kontaktloser Mittelstellung ist, auf die Vorlauftemperatur bezogen, ausreichend klein. Durch diese Anordnung gemäß der Erfindung wird mit einfachen Mitteln eine ausreichende Regelgenauigkeit für Heizungs- und Klimaanlagen erreicht.
• Die Erfindung wird beispielsweise erläutert an Hand der untenstehenden Schaltbilder von Regelungen von Heizanlagen. Andere Ausftihrungsfornen,wie zB die Regelung von Kühlanlagen, sind ebenso möglich, ohne daß das ein Abweichen vom Erfindungsgedanken bedeuten würde.
• Abb. 1 zeigt die Regelung in Abhängigkeit von einem Raumthermostaten, Abb. 2 eine DärnpfLmgsschaltung hierfir, Abb. 3 zeigt die Regelung in Abhängigkeit von einem Au.Sentemperaturfühler.
• In Abb. 1 hat der Zweipunkt-Raumthermostat (1) eine thermische Rückführung (2) und der Dreipunkt-Vorlaufthermostat (3) eine vorzugsweise einstellbare Absenkung (4). Der Vorlaufthermostat schließt beim Heizungsbetrieb den Stellmotor (5) in der tamperaturhohen Schaltstellung (6). Dadurch drosselt der Stellmotor die Warmwasserzufuhr und der Vorlaufthormostat schaltet in Ruhestellung (7). Die Vorlauftemperatur ist dabei immer die Ergänzung der durch den Absenkwiderstand (4) in Abhängigkeit vom Rainthermostaton (1) abgegebenen Temperatur zum eingestellten Sollwert (Ruhestellung) des Vorlaufthermostaten. Ist die Raumtemperatur zu niedrig, so schaltet der Rauzthennostat auf die temperaturtiefe Stellung (8), wodurch sinngemäß die thermische Rückführung (2) eingeschaltet wird, die Zuführung zum Absenkwiderstand (4) aber unterbrochen wird. Deshalb sinkt im Vorlaufthermostaten die Temperatursumme und er schaltet in die temperaturtiefe Stellweg (9) som öffnen des Stellgliedes.
• Die ansteigende Vorlauftemperatur uad die Temperatur des rek die thermische Rückführung vorzeitig wieder eingeschalteten Absenkwiderstandes bringen den Vorlaufthermostaten wieder in die Ruhestellung (7). Dadurch ist beim Aufheizen (9) der Effekt der thermischen Rückführung auch auf der Vorlaufthermostaten wirksam, dh durch die vorzeitige Rückstellung wird die Schalt differenz verringert und eine Totzeit im gesamten Regel!;reis kompensiert. Um wiesen Effekt auch beim Abkühlen (6) zu erhrlten, kann zB über einen Hilfskontakt (10) ein Parallelwiderstand (11) mit eingeschaltet werden, der den Absenkwiderstand etwas abkühlen läßt und somit den Regler vorzeitig in die Ruhestellung (7) zurückbringt. Mit dieser effektiv nun nach beiden Seiten wirkenden thermischen Ritckftihrung wird auch beim Dreipunkt-Vorlaufthermostaten eine viel genauere Regelung erreicht, als es sonst möglich ist. Da Stellmotoren einen verhältnismäßig geringen Strom brauchen, ist bei vorzugsweiser Verwendung von Schnappkontakten oder Quecksilberschaltern außerdem die Einstellung einer geringen Schalthysterese möglich. Ein Anlegethermostat mit Flüssigkeitsfüllung oder ein Tauchthermostat verringert dazu noch die Totzeit in diesem Regelkreis.
• Abb. 2 zeigt eine Variante von Abb. 1, die eine Dämpfung des Regelspiels bewirkt. Dazu ist der Vorlauf-Dreipunktthermostat (12) mit Doppelkontakten ausgelegt. Schließen (13) oder Öffnen (14) ist Jeweils nur möglich, wenn die Energiezuführung durch die entsprechende Schaltstellung des Raumthermostaten (1) gewährleistet ist. Der Effekt einer thermischen Rückführung beim Abkuhien dh beim Schließen (13) kann näherungsweise erzielt werden, wenn der Absenkwiderstand (15) etwas höher eingestellt wird. Die thermische Rückführung beim Aufheizen erfolgt auch hierbei wiederum durch den Rückführungswiderstand (2) des Raumthermostaten. Um bei stark ausgekühlten Räumen den Aufheizvorgang zu beschleunigen, ist ein als Raumfühler in Reihe geschalteter Heißleiter (16) denkbar oder aber bci langsamer l-ufendem Stellmotor ein schwacher dimensionierter und somit von der Differenz zwischen Raumtemperatur und Sollwert starker abhängiger Rückführungswiderstand.
• Abb. 3 zeigt die Regelung mit demselben Dreipunkt-Vorlaufthermostaten (17), jedoch außentemperaturabhängig unter Verwendung eines Heißleiters als Außenfühler (18). In Abb. 3 ist eine weitere Form der thermischen Rückführung gezeigt: In der Ruhestellung (19) (Sollwert) liegt dem Absenkwiderstand (20) ein Widerstand (21) parallel. Beim Aufheizen (22) entfällt dieser Widerstand, dadurch heizt auch der Absenkwiderstand (20) weiter auf, wodurch die thermische Rückführung bewirkt wird. Beim Abkühlen t23) wird der geringere Widerstand (24) parallel geschaltet, wodurch auch der Absenkwiderstand (20) abkühlt und wiederum eine thermische Rttckführung bewirkt.
• Eine zeitweilig starkere Absenkung als durch den Raumthermostaten (1) bzw den Außentemperaturfühler (18) geregelt, zB eine Nacht- oder Wochenendabsenkung, ist wie üblich über eine Schaltuhr (25) möglich Bei Kühlanlagen sind natürlich die Stellmotoranschlüsse zu vertauschen.

Claims (9)

Schutzansprüche

1) Selbsttätige mechanische Regelvorrichtung zur temperaturabgängigen Steuerung eines stetig regelbaren Stellgliedes, insbesondere für Heizungs-, Kühl- und Klimaanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlauftemperatur mit Hilfe eines Dreipunkt-Vorlaufthermostaten mit kontaktloser Mittelstellung (3) geregelt wird, dessen Absenkwiderstand (4) vom Sollwertkontakt eines Zweipunkt-Raumthermostaten (1) mit thermischer Rückftihrung (2) gespeist wird.

2) Selbsttätige mechanische Regelvorrichtung nach Anspruch 1, Jedoch dadurch gekennzeichnet, daB bei der Schaltstellung des Dreipunkt-Vorlaufthermostaten auf Abktihien (6) vorzugsweise ein Hilfskontakt (lo) zum Absenkwiderstand (4) einen Spannungsteiler (11) schaltet, wodurch auch der Absenkwiderstand abkühlt und somit eine thermische Rückführung bewirkt.

3) SelbsttBtige mechanische Regelvorrichtung nach Anspruch 2, Jedoch dadurch gekennzeichnet, daß zum Absenkwiderstand ein Vorwiderstand geschaltet wird, der das Abkühlen des Absenkwiderstandes und somit eine thermische Rückführung bewirkt.

4) Selbsttätige mechanische Regelvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, Jedoch dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführungswiderstand (2) des Raumthermostaten (1) ein Kaltleiter ist oder einem üblichen Rückführungswiderstand (2) ein Heißleiter (16) in Reihe geschaltet wird, der als Raumfuhler dient.

,) Selbsttätige mechanische Regelvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, Jedoch dadurch gekennzeichnet, daß der Dreipunkt-Vorlaufthermostat (12) mit Doppelkontakten ausgelegt ist, wobei der eine Kontakt, der in der temperaturhohen Stellung (13) die Zuleitung zum Abkühlen schaltet, wie der Absenkwiderstand (15) mit dem Sollwertkontakt des Raumthermostaten verbunden ist, während der andere, der in der temperaturtiefen Stellung (14) die Zuleitung zum Aufheizen schaltet, mit dem temperaturtiefen Kontakt des Raumthermostaten verbunden ist.

6) Selbsttätige mechaniche Regelvorrichtung nFch Anspruch 1, jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Absenkwiderstandes (20) nicht von einem Rgunthexmoetaten, sondern von einem Außentemperaturfühler (18), vorzugsweise in Form eines in Reihe geschalteten Heißleiters, geregelt wird.

7) Selbsttätige mechanische Regelvorrichtung nach Anspruch 6, Jedoch dadurch gekennzeichnet, daß zum Absenkwiderstand (20) in der Neutralstellung (19) des Dreipunkt-Vorlaufthermostaton und in der Schaltstellung zum Abkühlen (23) Spannungsteiler (21, 24) geschaltet werden, die beim Aufheizen und Absenken jeweils eine thermische Rückführung bewirken.

8) Selbsttätige mechanische Regelvorrichtung nach Anspruch 6, jedoch dadurch gekennzeichnet, daß zum Absenkwiderstand Vorwiderstände in Reihe geschaltet sind, die in der Neutralstellung und in der SchaLtstellung zum Abkublen dazugeschaltot werden, um diese thermische Rückführung zu bewirken.

9) Selbsttätige mechanische Regelvorrichtung nach Anspruch 6, Jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkehrungen zur thermischen Rückführung nach den Ansprüchen 7 und 8 beliebig kombiniert werden.

lo) Selbsttätige mechanische Regelvorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, Jedoch dadurch gekennzeichnet, daß zum zusätzlichen Absenken der Sollwerttemperatur Spannungsteiler, Vorwiderstunde oder gasätuliche Absenkwiderstände beispielsweise durch eine Schaltuhr (25) zu- oder abgeschaltet werden.