DE1938418A1 - Regeleinrichtung - Google Patents
RegeleinrichtungInfo
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- DE1938418A1 DE1938418A1 DE19691938418 DE1938418A DE1938418A1 DE 1938418 A1 DE1938418 A1 DE 1938418A1 DE 19691938418 DE19691938418 DE 19691938418 DE 1938418 A DE1938418 A DE 1938418A DE 1938418 A1 DE1938418 A1 DE 1938418A1
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Description
Dr.-ing. Dipi..Phye. OSKAR KÖNIG Patentanwalt 1938 418
21 Ti
a-1
a-1
ZEHSHA Albesrt Burkle
Zommandit gesel Iscliaf t
Zommandit gesel Iscliaf t
7036 Schönaich
Regeleinrichtung
1933418
2171 - 2 -
Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung
mit einem unstetigen Vorlauf-Regler zur Regelung der Heizungsvorlauftemperatur einer Heizungsanlage, wobei
der Vorlauf-Regler einen Vorlauftemperaturfühler aufweist,
dem eine Hilfsheizung zugeordnet ist, die in Abhängigkeit einer Einflußgröße ein- und ausaehaltbar
lot.
Die bekannten Regeleinrichtungen der vorgenannten
Art dienen zur Regelung der Heizungsvorlauftemperatur in Abhängigkeit der Außentemperatur. Eine
bekannte Regeleinrichtung diesor Art weist einen
Heizungsvorlauf-!Thermostaten und einen Außen-Thermostaten
auf, die mit je einer Hilfsheizung versehen sind, wobei der Außen-OJhermostat einen Schalter betätigt,
der abwechselnd die beiden Hilfaheizungen ein- und ausschaltet. Infolge des Vorhandenseins von
zwei Hilfaheizungen wird der Strombedarf der Regeleinrichtung erhöht. Auch findet keine Raumtemperaturregelung,
sondern lediglich eine Räumtemperatursteuerung
statt* Ferner müssen zur Abstimmung der beiden Hilfsh9izungen aufeinander gesonderte Justiermittel
vorgesehen sein, deren Justierung schwierig ist und erst nach Einbau durch Fachkräfte vorgenommen werden
kann.
Der Erfindung liegt in der Hauptsache die Aufgabe zugrunde, eine einfache Regeleinrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei der lediglich dem Vorlauftemperaturfühler eine Hilfsheizung zugeordnet
sein braucht, die ferner mit besonderem Vorteil eine .unmittelbare Regelung der Raumtemperatur ohne
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Aufschaltung einer Außentemperaturgröße ermöglicht,
die ferner mittels einfachen Zweipunkt- oder Dreipunkt-Reglern mit meChanlachen Temperaturfühlern auskommt
und Im einfachsten Falle außer Ein-Aus-Sehaltern,
elektrischen Leitungen und der Hilfsheizung keine weiteren elektrischen Teile benötigt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Regeleinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß ein auf eine zu regelnde Raumtemperatur ansprechender, vorzugsweise unstetiger Raum-Begier
vorgesehen ist, der in Abhängigkeit der Raumtemperatur zu deren Regelung den Stromkreis für die
Hilfsheizung steuert, und daß der Vorlauftemperaturfühler
bei Unterschreiten eines vorbestimmten ersten Eieentemperaturwertee, deseen Größe vorzugsweise ungefähr
dem vorgesehenen Maximalwert der Vorlauftemperatur entspricht, einen ersten Stromkreis einer Stellvorrichtung
zum Vergrößern der Helzungsvorlauftemperatur
schließt und bei überschreiten des ersten Eigentemperaturwert βε wieder öffnet.
Mittels dieser neuartigen Regeleinrichtung gelingt es, die Raumtemperatur rasch und schnell mit
einfachen, betriebssicheren mechanischen und elektrischen Mitteln zu regeln. Der Vorlauf-Regler kann hierbei
im einfachsten Pail einem Zweipunkt-Thermostaten
entsprechen.
Die Stellvorrichtung kann Irgendeiner bei Heizungsanlagen üblichen Stellvorrichtung entsprechen»
zum Beispiel einem ein- und ausschalt baren öl- oder
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Gasbrenner, einer ein- und ausschalt baren Umwälzpumpe oder dergleichen. Der erste Stromkreis schaltet hierbei» wenn er geschlossen wird» die betreffende Stellvorrichtung
ein, und wieder aus, wenn er geöffnet wird.
Sie neuartige Regeleinrichtung bewirkt auf einfache Weise eine selbsttätige Regelung der Heizungsvorlauftemperatur
in Abhängigkeit des Wärmebedarfes des betreffenden Raumes, wobei die Vorlauftemperatur
bei konstantem Wärmebedarf um ihren Mittelwert nur relativ geringfügig pendelt.
Sine besonders einfache Ausbildung des Raum-Reglers kann dadurch erzielt werden, daß der Raum-Regler
den Stromkreis der Hilfsheizung bei Überschreiten des Raumtemperatur-Sollwertes schließt und bei Unterschreiten
des Raumtemperatur-Sollwertes wieder öffnet. Ein solcher Raum-Regler entspricht einem einfachen
Zweipunkt-Thermostaten.
Bei Heizungsanlagen wird häufig als Stellvorrichtung
ein Stellmotor, zum Beispiel ein Elektromotor, verwendet, der die Heizungsvorlauftemperatur mittels
eines Mischventils oder dergleichen erhöhen oder erniedrigen kann, wobei er zum Erhöhen der Heizungsvorlauftemperatur
in einer Stellrichtung und zum Erniedrigen in einer anderen Stellrichtung läuft« Dies kann
auf einfache Welse durch die neuartige Regeleinrichtung
dadurch bewirkt werden, daß der Vorlauf temperaturfühler bei Überschreiten eines zweiten Eige&temperaturwertes,
der höher als der erste Eigentempera-fcurwert 1st, einen
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zweiten Stromkreis der Stellvorrichtung zum Verkleinern der Heizungsvorlauftemperatur schließt und bei
Unterschreiten des zweiten Eigentemperaturwertes wieder öffnet. In diesem Fall steuert der erste Stromkreis
den Stellmotor in die Richtung, in welcher die Yorlauftemperatur ansteigt und der zweite Stromkreis
steuert bei seinem Einschalten den Stellmotor in die andere Richtung, in welcher er die Vorlauftemperatur
erniedrigt. Der Vorlauf-Regler entspricht bei dieser Ausbildung einem einfachen Dreipunkt-Ihermostaten.
Sowohl der Vorlauftemperaturfühler als auch der Raumtemperaturfühler können bei der neuartigen
Regeleinrichtung mit Vorteil als Bimetallfühler ausgebildet sein, die auf zugeordnete Schalter einwirken.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, daß dem !Temperaturfühler des Raum-Reglers eine
periodische !Dastvorri'chtung zugeordnet ist, die in Abhängigkeit des? Eigentemperatur des Semperaturfühlers
des Raum-Reglers während jeder Periode den Stromkreis der Hilfsheizung des Vorlauf-Reglers unterschiedlich
lange schließt und während der übrigen Zeitdauer jeder
Periode öffnet, wobei die Schließzeit mit zunehmender Eigentemperatur des Raumtemperaturfühlers verlängert
wird. Durch die periodische !testvorrichtung, welche zweckmäßig mittels eines Synchronmotors angetrieben
werden kann, wird dem unstetigen Raum-Regler die Charakteristik eines Proportional-Reglers verliehen,
so daß die eingeregelte Raumtemperatur innerhalb des Proportional-Bandes mit abnehmender Außentemperatur
sinkt und mit zunehmender Außentemperatur ansteigt.
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Eine solche Anpassung an die Außentemperatur 1st aus
physiologischen Gründen erwünscht und spart auch Heizungskosten ein. Überdies ist die Regelcharakteristik
eines solchen Proportional-Reglers günstiger als die
eines einfachen Thermostaten. Auch werden durch das periodische öffnen und Schließen des dem Raum-Hegler
zugeordneten Schalters die Schwankungen der Torlauftemperatur erniedrigt, was ebenfalls erwünscht und
vorteilhaft ist.
Wenn es erwünscht ist, an Stelle einer Regelung der Raumtemperatur eine außentemperaturabhängige
Steuerung der Raumtemperatur vorzusehen, so kann dies mittels der neuartigen Regeleinrichtung bei Vorhandensein
der vorerwähnten periodischen !testvorrichtung dadurch auf einfache Welse erreicht werden, daß
der Raum-Regler an Stelle der Regelung der Raumtemperatur als. Sollwertgeber zur .Steuerung der Hilfsheizung
in Abhängigkeit der Witterung, vorzugsweise der Außentemperatur, dient, wobei der Temperaturfühler
dieses Sollwertgebers zum Fühlen der Witterung, vorzugsweise der Außentemperatur, ausgebildet ist, und
das Verhältnis der Schließzeit zur Öffnungszeit des Stromkreises der Hilfsheizung des Vorlauf -Reglers mit
zunehmender Eigentemperatur des Temperaturfühlers des
Sollwertgebers vergrößert wird und umgekehrt.
Weitere Merkmal e der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen
beschrieben,bzw. dargestellt, wobei es sich versteht, daß die Erfindung in zahlreichen weiteren
Ausführungsformen verwirklicht werden kann.
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In der Zeichnung aind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Ee zeigen;
Fig.1 eine schematische Sarstellung eines bevorzugten
Ausfuhrungsbeispieles einer erfindungegemäßen Regeleinrichtung zum Regeln
einer Raumtemperatur,
Fig.2 eine schematische Darstellung eines Reglers mit einer periodischen Testvorrichtung, wie
er mit Vorteil als Raum-Regler bei der Regeleinrichtung nach Fig.1 verwendet werden
kann,
Fig.3 eine Regeleinrichtung zum Steuernder Vorlauftemperatur
in Abhängigkeit der Außentemperatur in schematischer Darstellung,
wobei als Sollwertgeber ein entsprechend Fig.2 ausgebildeter Regler dient.
Die in Fig.1 dargestellte Regeleinrichtung weist einen als Zweipunkt-Shermostat auegebildeten
Raum-Regler 30 und einen als Dreipunkt-Thermostat ausgebildeten
Vorlauf-Regler 31 auf, deren Temperaturfühler 11' und 32 jeweils als Bimetallzungen ausgebildet
sind. Im einfachsten falle können die Bimetallzungen zur Bildung von Sin- und Aus-Schaltern wie dargestellt
unmittelbar mit Schalterkontakten 33 bis 35 zusammenwirken. Eb versteht eich jedoch, daß auch andere Ausbildungen
derartiger Thermostaten vorgesehen sein können. Ebenfalls können selbstverständlich auch andere
Temperaturfühler vorgesehen sein, beispielsweise Aus-
10S808/0865 ßA0
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dehnungstemperaturfühler, die eine Flüssigkeit aufweisen,
deren Volumen sich in Abhängigkeit der !Temperatur stark ändert. Grundsätzlich ist die Erfindung besonders
vorteilhaft in Verbindung mit derartigen mechanischen lemperaturfühlera und unstetigen Reglern, da
diese sehr betriebssicher sind und nur einen geringen baulichen Aufwand benötigen und ferner keinen Eigenstromverbrauch
haben.
An dem freien Ende der Bimetallzunge ist ein Doppelkontakt 36 angeordnet, welcher mit den beiden
Kontakten 34» 35 abwechselnd zusammenwirken kann. Die
Temperatur der Bimetallzunge 32 ist mittels einer Hilfsheizung 37 beeinflußbar, die als elektrische Heizwicklung
ausgebildet ist, welche in Reihe mit dem durch die Bimetallzunge 11f des Raum-Reglers und den
Kontakt 33 gebildeten Schalters des Raum-Reglers liegt.
Eine Stromquelle 39 speist diesen Stromkreis.
Der Vorlauf-Regler ist an der Außenseite der Heizungsvorlaufleitung 40 einer nicht in weiteren Einzelheiten
dargestellten, üblichen Heizungsanlage, zum Beispiel einer Sammelhelzungsanlage, angeordnet und
gegenüber der ihn umgebenden Atmosphäre wärmeisoliert, so daß in dem Innenraum seines ~
Gehäuses sich bei abgeschalteter Hilfsheizung eine Temperatur einstellt» die der !temperatur des in
der Leitung 40 befindlichen Heizungsvorlauffluidums
entspricht. Sie beiden Schaltkontakte 34, 35 sind
über elektrische Leitungen 41» 42 mit zugeordneten Anschlüssen
eines Stellmotors 43 verbunden. Der Stellmotor 43 weist einen dritten Anschluß auf, welcher mit-
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tels der Leitung 47 an eine Stromquelle 44 angeschlossen ist, deren andere Anschlußklemme über die Lei-«
tung 45 an die Bimetallzunge, welche an einem Isolierklotz 46 angeordnet ist, angeschlossen ist.
Der Stellmotor 43 stellt eine Stellvorrichtung dar und ist in diesem Ausführungsbeispiel als Elektromotor ausgebildet 5 welcher in nicht näher dargestellter
YJeise ein Mischventil wa&hfeise in Richtung auf
"Auf" oder in Richtung auf "Zu" verstellen kann, wobei dieses Mischventil die Semperatur des Heizungsvorlauffluidums
in Abhängigkeit der Winkelstellung seines Kükens ungefähr linear mit dieser Winkelstellung ver~
stellt.
Der Stellmotor 43 verstellt hierbei das Mischventil in Richtung auf zunehmende Vorlauftemperatur,
wenn der durch die Bimetallzunge 32 und den unteren Kontakt 34 gebildete Schalter geschlossen ist, so daß
ein erster Stromkreis, der die Leitungen 4^, 47 und
aufweist, geschlossen ist. Wenn dagegen der durch die Bimetallzunge 32 und den Kontakt 35 gebildete Schalter
geschlossen wird, ist ein zweiter Stromkreis, der die Leitungen 42, 47 und 45 aufweist, geschlossen, und der
Stellmotor läuft in einer Drehrichtung, in welche er das Mischventil in einer solchen Richtung verstellt,
daß die Vorlauftemperatur erniedrigt wird.
Die Bimetallzunge 32 bewegt sich mit zunehmender
Eigentemperatur in Richtung des Pfeiles 49 nach oben und entsprechend mit abnehmender Temperatur in
Richtung des Pfeiles 49' nach unten. Der Bewegungsbe-
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reich der Bimetallzunge, In welcher sie keinen der
Eontakte berührt, kann beispielsweise einem Eigentemperatu:
sprechen.
sprechen.
temperaturbereich der Birnetallzunge von ± 3° C ent-
Die Bimetallzunge 11' des Raum-Reglers bewegt sich mit abnehmender Eigentemperatur in Richtung des
Pfeiles 50 nach oben und entsprechend mit zunehmender Eigentemperatur in Richtung des Pfeiles 50' nach unten.
Die dargestellte Mittelstellung der Bimetallzunge 32 des Vorlauf-Reglers 31 nimmt diese zweckmäßig
ein, wenn ihre Eigentemperatur etwas größer als die vorgesehene Maximaltemperatur des Heizungsvorlauffluidums
ist. Wenn beispielsweise die maximale Vorlauftemperatur 90° 0 beträgt, kann vorgesehen sein, daß die
dargestellte Mittelstellung der Bimetallzunge 32 einer Eigentemperatur von 93° 0 entspricht. Der erste Stromkreis
würde dann in diesem Ausführungsbeispiel geschlossen werden, wenn die Eigentemperatur der Bimetallzunge
ungefähr 90° C entspricht! und der zweite Stromkreis
würde in diesem Beispiel dann geschlossen werden, wenn.
die Eigentemperatur der Bimetallzunge 96° C beträgt.
Wie dargestellt ist der Raum-Regler mit dem Vorlauf-Regler lediglich über die beiden Leitungen 53, 54
verbunden.
Die Wirkungsweise der dargestellten Regeleinrichtung ist wie folgt:
Es sei angenommen, daß die betreffende Heizungs-
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anlage aus dem kalten Zustand angefahren wird. In diesem Pail liegt die Raumtemperatur unter ihrem Sollwert und der Schalter des Raum-Reglers ist geöffnet,
wogegen der erste Stromkreis geschlossen ist, so daß der Stellmotor die Vorlauftemperatur stetig erhöht.
Sobald die Torlauftemperatur ungefähr auf ihren Maximalwert angestiegen ist, wird der Stellmotor entweder
durch einen Endschalter oder durch öffnen des ersten Stromkreises infolge der entsprechend hohen Eigentemperatur
der Bimetallzunge angehalten. Das Anhalten kann gegebenenfalls bereits bei niedrigeren Vorlauftemperatur
eh eintreten, falls noch während des Laufes des Stellmotors der Sollwert der Raumtemperatur überschritten
wird, so daß der Schalter des Raum-Reglers äie Hilfsheizung 3? einschaltet, welche die Eigentemperatur
der Bimetallzunge 52 zum öffnen des ersten
Stromkreises anhebt. Solange der Sollwert der Raumrtemperatur überschritten ist, bleibt die Hilfsheizung
eingeschaltet und die Bimetallzunge 32 wird dann so stark erwärmt, daß sie den zweiten Stromkreis schließt
und hierdurch der Stellmotor in einer die Vorlauftemperatur
erniedrigenden Richtung angetrieben wird* Wenn die Raumtemperatur wieder unter ihren Sollwert abgefallen
ist, wird die Hilfsheizung wieder abgeschaltet, so daß die Bimetallzunge 32 sich auf die Vorlauftemperatur
abkühlen kann und den ersten Stromkreis wieder schließt, wodurch die Vorlauftemperatur wieder erhöht
wird. Auf diese Weise pendelt die Vorlauftemperatur jeweils um einen Mittelwert, welcher zur !Deckung des
Wärmebedarfs des betreffenden Raumes zur Einhaltung
des eingestellten Sollwertes der Raumtemperatur erforderlich ist. Dieser Hittelwert der Vorlauftemperatur
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ändert sich hierbei ungefähr linear mit dem Wärmebedarf. Die Pendelungen der Vorlauftemperatur um den Jeweils
erforderlichen Mittelwert sind im stationären Betrieb relativ gering.
In Pig.2 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
eines Raum-Reglers dargestellt, der an die Stelle des Raum-Reglers der Pig.1 treten kann,
wobei die übrigen Teile dieser Regeleinrichtung unverändert bleiben können. Dieser Raum-Regler weißt
einen Mikroschalter 10, eine als Temperaturfühler dienende Bimetall-Blattfeder 11, eine von einem
nicht dargestellten zeithaltenden Antrieb, zum Beispiel einem Synchronmotor, angetriebene Kurvenscheibe
12 und eine ein Widerlager für die Bimetall-Blattfeder bildende, um eine ortsfeste Achse schwenkbare
Sollwertscheibe 13 mit einem der Einstellung und Anzeige des Sollwertes dienenden Zeiger 14>
der mit ihr fest verbunden ist, auf. Die angetriebene Kurvenscheibe 12 bildet eine periodische lastvorrichtung, die der
Bimetall-Blattfeder zugeordnet ist.
Der Mikroschalter 10 ist zwischen einem ausgeschalteten ersten Schaltsustand und einem eingeschalteten
zweiten Schaltzustand mittels seines in einem mittleren Bereich der Bimetall-Blattfeder anliegenden
Schaltstiftes 15 abwechselnd umschaltbar. Dieser Schal ter 10 ist fest an einer die Sollwertscheibe 13 und
die Kurvenscheibe 12 tragenden Platine 16 angeordnet, an deren Unterseite der nicht näher dargestellte zeit
haltende Antrieb angeordnet iö't.
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Die Sollwertscheibe 13 weist an ihrem Umfang
eine als archimedische Spirale ausgebildete Kurve 17 auf, wobei zu ihrer besseren Verdeutlichung ein
strichpunktierter Kreis 18 mit eingezeichnet ist. Sie ist um ihre Schwenkachse 19 gegen die Wirkung einer
nicht dargestellten Reibungsbremse manuell verstellbar. Die Reibungsbremse verhindert ein unbeabsichtigtes
Verstellen der eingestellten Stellung der Sollwertscheibe 13. Ihre Schwenkstellung ist an einer
Skala 20 ablesbar, die in Werten der zu regelnden temperatur oder in sonst einer geeigneten Weise markiert
sein kann.
Die Kurvenscheibe 12 weist an ihrem Umfang eine
geschlossene Kurve 27 auf, die zwischen den Stellen iind 22 einen stetig ansteigenden Spiralkurvenbereich
hat, der hier als archimedische Spirale ausgebildet ist, wobei zur besseren Verdeutlichung ein zur Drehachse
konzentrischer Kreis 23 strichpunktiert eingezeichnet ist. In dem Kurvenbereich 24 weist sie eine
konkave Einwölbung auf, die so tief ist, daß sie bei
den normalerweise auftretenden Regelabweichungen in ihrem Zusammenwirken mit der Abt as t nase 25 der Bimetall-Blattfeder
11 stets den Schalter 10 ausschaltet. Die Kurve 27 entspricht in dem Bereich 22^' zwischen
den Stellen 22 und 22* einem Kreisbogen des Kreises 23, um eine Mindesteinschaltzeitdauer des Schalters
10 während der Umdrehung der Kurvenscheibe zu erreichen, sofern es während dieser Umdrehung zu
einer Einschaltung des Schalters 10 kommt. Der Einschaltzeitpunkt des Schalters 10 innerhalb jeder Periode
ist abhängig von der von der Bimetall-Blattfeder
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gefühlten Raumtemperatur, d.h., abhängig von der temperaturbedingten
Biegung der Bimetall-Blattfeder. Die Einschaltung erfolgt deshalb in Abhängigkeit der Eigentemperatur
der Bimetall-Blattfeder 11 bei unterschiedlichen Winkelstellungen der Kurvenscheibe 12.
Die Bimetall-Blattfeder 11 wird in ihrer dargestellten
Stellung mittels des ständig in Richtung des Pfeiles A federbelasteten Betätigungsstiftes 15 mit
ihren beiden Nasen 26 und 25 ständig an die Sollwertscheibe 13 und die Kurvenscheibe 12 angedrückt und in
ihrer axialen Richtung und in der zur Bildebene senkrechten Richtung durch nicht dargestellte Pührungsmittel
gehalten, die ihre Verbiegung und ihre sonstigen zur Betätigung des Schaltstiftes erfolgenden Bewegungen
nicht behindern, jedoch Verschiebungen in axialer Richrung und senkrecht zur Bildebene verhindern.
Infolge der beschriebenen Ausbildung des Mikros
ehalt er s 10 und der Kurvenscheibe 12 entspricht dieser Regler einem unstetigen Regler mit Proportionalverhalten
(P-Verhalten). Er zeichnet sich unter ande^
rem dadurch aus, daß die beim Ausschalten des Schalters 10 vorhandene Schalthysterese sich nicht auswirkt,
da im Kurvenbereich 24 das Ausschalten unabhängig von der Schalthysterese stets bei derselben Winkelstellung
der Kurvenscheibe erfolgt, und so die Regelgenauigkeit noch weiter verbessert wird.
Sie Wirkungsweise dieses Raum-Reglers sei nachfolgend
näher erläutert.
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Die Kurvenscheibe 12 wird von dem zeithaltenden Antrieb mit konstanter Drehzahl angetrieben. Die Drehzahl der Kurvenscheibe 12 kann beispielsweise einiget?
Minuten betragen.
Ytenn die Kurvenscheibe 12 in eine erste Winkelstellung
gelangt ist, in der die Schaltnase 25 in die Einwölbung 24 eindringt, gelangt der Betätigungs-Btift
15 des Schalters 10 in eine äußere Stellung, in der dieser Schalter ausgeschaltet ist. Bei der weiteren
Drehung der Kurvenscheibe 12 gelangt die Schaltnase 25 aus der Einweihung 24 auf den spiralförmigen
Kurvenbereich 29, und zwar zuerst auf die Stelle 21 dieses Kurvenbereiches, die einen minimalen Abstand von
der Drehachse der Kurvenscheibe hat. Bei der weiteren Drehung wird die Sehaltnase 25 infolge des sich
stetig und gleichförmig vergrößernden Abstandes zwischen den von ihr jeweils abgetasteten Kürvenstellen
und der Drehachse zunehmend entgegen der Richtung des Pfeiles B nach oben gedrückt, wodurch auch der
Betätigunsstift 15 in gleicher Richtung gegen die Wirkung der ihn belastenden Feder in das Gehäuse dee
Schalters 10 hineingedrückt wird. Es kommt dann bei einer bestimmten Stellung des Betätigungsstiftes 15
zum Umschalten des Schalters 10 in seinen eingeschalteten Zustand, durch welchen die Hilfsheizung eingeschaltet
ist. Bei der weiteren Drehung der Kurvenscheibe 12 verbleibt der Schalter 10 in diesem Zustand,
bis die Schaltnase 25 wieder in den Bereich der Binwölbung 24 gelangt, wodurch der Schalter 10 und damit
die Hilfsheizung wieder ausgeschaltet wird. Jede volle Umdrehung der Kurvenscheibe 12 entspricht hierbei einem
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konstanten Zeitintervall, wobei das Verhältnis der Schließzeit und der Öffnungszeit des Stromkreises der
Hilfsheizung 37 mit zunehmender Eigentemperatur der Bimetall-Blattfeder 11 vergrößert wird und umgekehrt.
Zu diesem Zweck wölbt sich die Bimetall-Blattfeder mit
abnehmender Eigentemperatur in Richtung des Pfeiles B zunehmend aus.
Venn die Temperatur der Bimetall-Blattfeder 11
einen bestimmten, oberen Wert erreicht oder überschreitet, bleibt der Schalter 10 ständig eingeschaltet.
Erst bei Unterschreitung dieses Temperaturwertes wird der Schalter 10 wieder periodisch ein- und ausgeschaltet.
Der einstellbare Sollwertbereich und der auftretende Proportionalbereich sind so getroffen, daß es in
dem üblichen Regelabwelohungsbereich, der sich von negativen
bis zu positiven Werten erstreckt, stets zum periodischen Ein- und Ausschalten des Schalters 10
kommt.
Venn dagegen der zu regelnde Temperaturwert erheblich
unterschritten wird, kann der Fall eintreten, daß der Schalter 10 ständig während der gesamten Periode
in seinem ausgeschalteten Zustand verharrt, was beispielsweise beim Anfahren der kalten Heizungsanlage auftreten
Scann.
Wenn die Sollwertscheibe 13 in Richtung des Pfeiles 0 verschwenkt wird, verkürzt sich die Ausschaltzeit
dee Schalters 10. Bei Verschwenken des Zeigers in Richtung des Pfeiles D wird entsprechend
die Ausschalt zeit verlängert. Xn erst er em Falle wird
■ - 17 -
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BAD
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der Raumtemperatursollwert erniedrigt und im zweiten
Pail erhöht.
Infolge des periodischen Ein- und Aussohaltens
der Hilfsheizwicklung des Vorlauf-!Thermostaten mittels
des in Pig»2 dargestellten Reglers kann dieser anstatt
zur Regelung der Raumtemperatur auch als Sollwertgeber 60 (Pig.3) zur Steuerung des Sollwertes des Vorlauf -Reglers 31 (Pig.1) in Abhängigkeit der Witterung»
vorzugsweise der außerhalb des betreffenden Gebäudes herrschenden Außentemperatur dienen, so daß die Vorlauf
temperatur nicht in Abhängigkeit der Raumtemperatur beeinflußt, sondern in Abhängigkeit der Außentemperatur
gesteuert wird und ihrerseits die Raumtemperatur steuert. In diesem Pail wird die Bimetall-Blattfeder
nicht von der Raumtemperatur, sondern von der betreffenden Witterung beeinflußt und entspricht dann, einem
Witterungsfühler bzw. Außentemperaturfühler« Palls es
hierbei nicht erwünscht ist, die in Pig.2 dargestellte Vorrichtung direkt der Außentemperatur auszusetzen,
kann sie selbstverständlich auch innerhalb eines Raumes angeordnet werden, wobei dann Vorsorge zu treffen
ist, daß die Eigentemperatur der Bimetall-Blattfeder 11 ein Maß für die Witterung, zum Beispiel die Außentemperatur,
ist. Gegebenenfalls kann an die Stelle der Bimetall-Blattfeder 11 ein anderes geeignetes Element
treten, beispielsweise eine Bourdon'sehe Feder, deren
Innenraum über ein Kapillarrohr mit einem von der Witterung, insbesondere von der Außentemperatur, beaufschlagten
Ausdehnungsfluidum kommuniziert, die sich ■
in einem an der Außenseite des betreffenden Gebäudes
oder dergleichen angeordneten geschlossenen Behälter
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befindet. Auch andere konstruktive !lösungen sind hierbei
selbstverständlich möglich. Zum Beispiel könnte das Gehäuse des Reglers nach PIg.2 abgekapselt sein
und seine Innentemperatur in Abhängigkeit der Außentemperatur folgegeregelt werden oder dergleichen.
Wenn auf diese Weise die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der Witterung gesteuert wird, kann,wie
in Fig.3 schematisch dargestellt 1st, zweckmäßig der
die Leitungen 53» 54 aufweisende Stromkreis der Hilfsheizung des Vorlauf-Reglers 31 1 der entsprechend 2?ig.1
ausgebildet sein kann, einen mit der Außentemperatur
beaufschlagten temperaturabhängigen nicht-linearen Widerstand 61 aufweisen, um eine gewünschte Krümmung der
Führungsfunktion für die Heizungsvorlauftemperatur zu erzielen. Diese Ftihrungsfunktion wird In der Fachsprache
vielfach als "Abhängigkeitsgerade" bezeichnet, wobei es jedoch zweckmäßig ist, diese Ptihrungs funktion
nicht streng als Gerade vorzusehen, sondern ihr eine geringe Krümmung au. erteilen, da hierdurch eine
bessere Konstanz der Raumtemperatur ex.zielt wird. Mittels
eines einstellbaren Widerstandes 62 kann die Schnelligkeit der Erwärmung der Bimetallfeder verstellt
werden, wodurch sich eine zweckmäßig'Einstellmöglichkeit dieser Regeleinrichtung,? insbesondere ihres
Proportlonalberelohes ergibt. .
Sie Wirkungsweise der Regeleinrichtung nach
Pig. 3 ergibt sich ohne weiteres aus der vorangehenden Beschreibung in Verbindung mit den Pig.1 und 2, wobei
der Sollwertgeber 60 so ausgebildet ist, daß das Verhältnis der Schließzeit und der Öffnungszeit des
Sohalters 10 (Fig.2) und damit des Stromkreises der
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Hilfsheizung 37 (Fig. 1) mit zunehmender Eigentemperatur
des !Temperaturfühlers 11 (Fig. 2) dee Sollwertgebers
vergrößert wird und umgekehrt, so daß die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der Witterung, vorzugsweise
der Außentemperatur, zur Steuerung der Raumtemperatur in der erforderlichen Weise geregelt wird, d.h., mit
abnehmender Außentemperatur wird die Vorlauftemperatur gemäß der eingestellten Führungsfunktion erhöht und umgekehrt.
Die Pührungs funkt ion entspricht der in Abhängigkeit der Außentemperatur sich ändernden mittleren
Temperaturdlfferenz (gemittelt über je einen vollen
Umlauf der Scheibe 12; Fig. 2) zwischen der Vorlauftemperatur und der mittleren, nahezu konstanten Eigentemperatür
der Bimetallzunge 32 (Fig.1).
Je niedriger die Außentemperatur 1st, umso kurzer
ist die Hilfsheizung während jeder Periode eingeschaltet,
mit der Folge, daß die genannte temperaturdifferenz mit allnehmender Außentemperatur kleiner wird
und umgekehrt. Wenn die Außentemperatur dem zu steuernden Raumtemperaturwert entspricht ι bleibt die Hilfsheizung
ständig eingeschaltet, so daß der Stellmotor das
Mischventil schließt, wobei er in seiner Schließetellung
durch einen Endschalter abgeschaltet werden kann. In der Oeschloasenstellung des Kischventila nimst das
HelETungevoriauffluidum die Raumtemperatur an.
- 20 109808/0865
Claims (9)
- - 20 -Pat entaneprücheRegeleinrichtung mit einem unstetigen Vorlauf-Regler zur Regelung der Heizungsvorlauftemperatur einer Heizungsanlage, wobei der Vorlauf-Regler einen Vorlauftemperaturfühler aufweist, dem eine Hilfsheizung zugeordnet ist, die in Abhängigkeit einer Einflußgröße ein- und ausschaltbar 1st, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf eine zu regelnde Raumtemperatur ansprechenderyvorzugsweise unstetiger Raum-Regler (30; Fig.2) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit der Raumtemperatur zu deren Regelung den Stromkreis für die Hilfsheizung (37) des Vorlauf-Reglers (31) steuert, und daß der VorlauftemperaturfUhler (32) bei Unterschreiten eines vorbestimmten ersten Eigentemperaturwertes, dessen Größe vorzugsweise ungefähr dem vorgesehenen Maximalwert der Vorlauftemperatur entspricht, einen ersten Stromkreis (41,47,45) einer Stellvorrichtung (43) zum Vergrößern der Heizungevorlauf temperatur schließt und bei überschreiten des ersten Eigentemperaturwertes wieder öffnet. .
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum-Regler (30) den Stromkreis der Hilfsheizung bei überschreiten des Raumtemperatur-Sollwertes schließt und bei Unterschreiten des Raumtemperatur-Sollwertes wieder öffnet.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauftemperaturfühler (32) bei Überachrei-- 21 -109808/0665- 21 -ten eines zweiten Eigentemperaturwertes, der höher als der erste Eigentemperaturwert ist, einen zweiten Stromkreis (42,45,47) der Stellvorrichtung (43) zum Verkleinern der Heizungsvorlauftemperatur schließt und bei Unterschreiten des zweiten Eigentemperaturwertes wieder öffnet.
- 4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauftemperaturfühler (32) als Bimetallfühler ausgebildet ist.
- 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Iemperaturfühler (11; 11') des Raum-Reglers als Bimetallfühler ausgebildet ist.
- 6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Temperaturfühler (11) des Raum-Reglers eine periodische !rastvorrichtung (12) zugeordnet ist, die während jeder Periode ei» öffnen und Schließen des Stromkreises der Hilfsheizung (37) bewirkt, wobei das Verhältnis der Schließzelt zu der Öffnungszeit abhängig von der Eigentemperatur des Temperaturfühlers (11) des Raum-Reglers ist, und daß dieses Verhältnis umso größer ist, je höher die Eigentemperatur des Temperaturfühlers ist und umgekehrt·
- 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,- 22. 109808/0865BAD ORIGINALa-1 * ' ■daß der Raum-Regler an Stelle der Regelung der Raumtemperatur als Sollwertgeber (60) zur Steuerung der Hilfsheizung des Vorlauf-Reglere (31) in Abhängigkeit der Witterung, vorzugsweise der Außentemperatur} dient» wobei der Temperaturfühler ( 11) . dieses Sollwertgebers zum Fühlen der Witterung, vorzugsweise der Außentemperatur, ausgebildet ist, und das Verhältnis der Schließzeit zur Öffnungszeit des Stromkreises der Hilfsheizung (37) des Vorlauf-Reglers mit zunehmender Eigentemperatur des !Temperaturfühlers des Sollwertgebers vergrößert wird und umgekehrt.
- 8. Einrichtung nach Anspruch 7« dadurch gekennzeichnet, daß dem Widerstand der Hilfsheizung (37) ein nichtlinearer Widerstand (61) zur Erzeugung einer gekrümmten Linie der AuBentemperatur-Führungsfunktion zugeordnet 1st.
- 9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Widerstand der Hilfsheizung (37) ein einstellbarer Widerstand (62) zugeordnet 1st.109808/08658AD ORIGINAL
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