DE2055056B2 - Temperaturregelsystem - Google Patents

Description

sich ein Außentemperaturnachstellregler derjenigen Art einsetzen, wie er in der USA.-Patentschrift 2 257 471 beschrieben ist Als Stellantriebe zur Feinsieuerung der den einzelnen Aggrega'sn zugeordneten Ventile lassen sich Motoren anwenden, wie sie in den Steuersystemen gemäß USA.-Patentschrift 2 257 471 und 2 109 062 beschrieben sind.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet sich durch eine an sich bekannte Einrichtung zur Umkehr der Schaltreihenfolge der Aggregate in Intervallen.

Damit wird für eine gleichmäßige Belastung der einzelnen Aggregate gesorgt.

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand von Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Boilerbatterie mit einem Temperaturregelsystem,

Fig. 2 ein graphisches Schaubild mit einer Kurve, die die Boilerkapazität als Funktion der Leistungs-.mforderung in Einheiten der Winkelstellung eines oder mehrerer Stellmotoren darstellt, und

F i g. 3 ein Schaltbild des Temperaturregelsystems von Fig. 1 im Detail.

Die Zeichnungen veranschaulichen ein aus mehreren Boilern bestehendes System zur Erzeugung von Warmwasser für Heizzwecke, wobei die Boiler gasbeheizt sind und durch Feinsteuerungsgasventile gesteuert werden. Das nachfolgend beschriebene Temperaturregelsystem eignet sich aber auch für andere Heiz- oder Kühlaggregate.

In Fig. 1 werden bei Bl, B2, B3 und B4 Boiler gezeigt, in denen Wasser erhitzt und an eine Vorlaufleitung 12 abgegeben wird, die das Wasser zu einem zu erwärmenden Raum transport!«ι und mit einem Temperaturf ühler T1 ausgestattet ist. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Einlaß- oder Rücklaufwasserleitung.

Die Feinsteuerungsventile Vl, Vl, V3 und V4 sitzen in Gasleitungen 14a, 14b, 14c und 14d.

Das Temperaturregelsystem ist mit einem Außentemperaturfolgeregler RC versehen. Über einen Transformator 16 wird Energie zugeführt. Das Bezugszeichen Tl bezeichnet einen Außentemperaturfühler. Der Temperaturfühlern ist über ein Kabel 18 an den Folgeregler angeschlossen, während der Temperaturfühler Tl über ein Kabel 20 mit dem Folgeregler in Verbindung steht. Den Ventilen Vi bis V4 sind Stellantriebe MA und MB zugeordnet. Es handelt sich um Motoren, die sich von einem Potentiometer steuern lassen. Diese Motoren weisen ein Ausgleichspotentiometer auf, so daß sie sich gemaß der Position einstellen, die von dem Steuerpotentiometer eingenommen wird, wobei der Steuerschaltkreis eine Brückenschaltung ist. Der Folgeregler RC steuert über die Schaltung EA den MotorMA. In dem Motor MA befindet sich ein Steuerpotentiometer, das über die Schaltung EB den Motor MB so steuert, daß der Minor Λ/ß der Position des Motors MA folgt.

Auf der Welle des Motors MA befinden sich zwei Steuerpotentiometer und zwei Nockenschalter, die in Fi g. 3 gezeigt sind, wobei die Potentiometer die Bezugszeichen API, APl und die Schalter die Bezugszeichen 51 und 52 tragen. Diese beiden Schalter werden von den Doppelnocken ACl und AC1 bzw. Nockenscheiben betätigt. Sie entsprechen einem handelsüblichen Standardtyp, der in einer bestimmten Winkelstellung schließt und bei einer anderen Winkclstellung öffnet, wobei diese beiden Vorgänge durch Einstellen der Doppelnocken festgelegt werden können. Auf der Welle des Motors MB befinden sich ebenfalls zwei Potentiometer, die in Fig. 3 mit BP3 und BP 4 bezeichnet sind, sowie auch zwei Endschalter 53 und 54, die von den Doppelnocken BC3 und BCA betätigt werden. Von dem Klemmenbrett TB in Fig. 1 führen die Steuerkabel El, E2, E3 und E4 zu jedem der Ventile Vl, Vl, V3 und V 4. Als Teil der Schalttafel 15 sind ein Intervallzeitgeber und geeignete Relais vorgesehen, so daß die Steuerung der oben beschriebenen Art stattfinden kann. Die beschriebenen Elemente sind auf dem Schaltbrett 15 befestigt.

In Fig. 2 ist ein graphisches Schaubild gezeigt, das eine Boilerkapazitätskurve bezogen auf die Belastung bzw. Leistungsanforderung in Gradeinheiten der Winkelstellung der Stellmotoren enthält. Die gezeigte Kurve stellt die gesteuerte Kapazität des Boilerbatteriesystems dar, wenn die Leistungsanforderungen steigen, sowie auch die eingestellte oder gesteuerte Boilerkapazität, wenn die Leistungsanforderungen sinken. Das in Fig. 1 schematisch gezeigte Tempeiaturregelsystem kann den gesteuerten Boilerkapazitätskurven von F i g. 2 entsprechend arbeiten, in F i g. 3 wird ein Schaltungsdiagramm gezeigt, das das Steuersystem von Fig. 1 im Detail beschreibt. Wie schematisch aus Fig. 3 ersichtlich ist, können die Temperaturfühlern und Tl einfache Dehnstoffelemente sein, die Balgelemente betätigen, welche ihrerseits einen Potentiometerschieber der übliehen Art verstellen. Natürlich lassen sich auch kompliziertere Steuervorrichtungstypen benutzen. Der Folgeregler RC steuert den Motor MA über drei Leihingen EA, wobei der Motor MA seinerseits über drei Leitungen EB den Motor MB steuert und ein_ste]|t. Die Leiterdrähte 30 und 32 liefern die Energie für das Steuersystem.

Die Doppelnocken ACi und ACl befinden sich auf der Welle des Motors MA, während die Doppelnocken BC3 und BC4 auf der Welle des Motors MB angeordnet sind. Die Wellen dieser Motoren drehen sich über einen Bereich von 160°. Die Doppelnocken schließen die Schalter 51 bis S 4 bei einer bestimmten Winkelstellung und öffnen diese Schalter bei einer anderen Winkelstellung, wie dies noch erläutert wird.

Die Bezugszeichen R1, R 2, R3 und A4 bezeich-

nen Steuerrelais oder Potentiometersteuerrelais, wobei die Potentiometer API, APl. PP3 und BP 4 die Einstellung der vier Ventile Vl bis V4 steuern. Das Relais R1 ist ein dreipoliges Umschaltrelais mit einer Wicklung34. Das Potentiometer APl ist an die drei Pole des Relais R1 über drei Leitungen A 1 angeschlossen. Die Relais Rl, R3 und R4 gleichen dem Relais Λ1 und sind mit ihren Polen an die anderen drei Steuerpotentiometer jeweils über drei Leitungen Al, B 3 und B 4 angeschlossen.

Das dreipolige Relais Al arbeitet mit drei Ein-Kontakten und drei Aus-Kontakten, wobei der eine Kontaktsatz über drei Leitungen El an das Ventil Vl angeschlossen ist, während der andere aus drei Kontakten bestehende Satz über drei Leitungen £1-4 an das Ventil V4 angeschlossen ist. So hat das Relais R1 zwei Stellungen, in deren einer das Potentiometer/4Pl an das Ventil Vl und in deren anderer dieses Potentiometer an das Ventil V4 angeschlossen ist. Die Relais/?2, R3 und 7?4 haben ebenfalls je

5 6

zwei Stellungen. In der einen Stellung des Relais R 2 peraturcn, d. h. wenn extreme Anforderungen bezüg-

vexbindet es das Potentiometer AP 2 mit dem Ventil lieh der Heizbelastung gestellt werden, drehen sich

V 2 über drei Leitungen £2, während das Relais in die Motoren in ihre extreme Lage von 160°, und an seiner anderen Stellung dieses Potentiometer über diesem Punkt sind alle Boiler eingeschaltet und drei Leitungen £2-3 an das Ventil V 3 an- S arbeiten mit voller Kapazität.

schließt. In der einen Stellung des Relais A3 ver- Die Ventile Vl bis V 4 sind nicht in Betrieb, d.h.

bindet dieses Relais das Potentiometer BP 3 über drei sie bleiben geschlossen, bis sie durch Schließen der

Leitungen £3 mit dem Ventil V3, während es in Schalter 51 bis 54 erregt werden. Falls diese Ventile

seiner anderen Stellung dieses Potentiometer über nicht erregt werden, bleiben sie in ihrer geschlossenen

drei Leitungen E3-2 an das Ventil V2 anschließt. In io Stellung, und zwar unabhängig von der Stellung ihrer

der einen Stellung des Relais R 4 verbindet dieses Steuerpotentiometer.

Relais das Potentiometer BP4 über drei Leitungen Im folgenden werden nun die Winkelstellungen der

£4 mit dem Ventil V4, während dieses Relais» in Schalter 51 bis 54 für das öffnen und Schließen an-

seiner anderen Stellung dasselbe Potentiometer über gegeben. 51 öffnet und schließt bei 6°. 52 schließt

drei Leitungen £4-1 an das Ventil Vl' anschließt. 15 bei 28° und öffnet bei 13°. 53 schließt bei 36° und

Daraus wird ersichtlich, daß sich dann, wenn die Re- öffnet bei 20°. 54 schließt bei 60° und öffnet bei

laisRl bis Λ 4 ihre Stellung wechseln, die Reihen- 30°. Man erkennt, daß diese Gradstellungen den

folge der Steuerung umkehrt, d. h. die Relais kehren Boilereinschalt- und -ausschaltpunkten entsprechen,

dann die Ventilfolge V1, V2, V3, V4 in die Folge die in dem Schaubild von Fig. 2 eingetragen sind.

V 4, V 3, V 2, Vl um. Die von den Motoren MA ao Wenn durch den Temperaturregler ein Wärme- und MB ausgeübte Steuerung bleibt jedoch in bezug bedarf festgestellt wird, drehen sich die Motoren MA auf die Ventilsteuerpotentiometer dieselbe. und MB so lange, bis sie die 6°-Stellung erreichen.

Das Bezugszeichen SR bezeichnet ein Steuerrelais Der Schalter 51 schließt sich und versorgt dadurch für die Umkehr der Betriebsfolge der Ventile Fl bis über das Relais SR das Ventil Fl mit Strom. Das F4. Dieses Relais ist ein vierpoliges Relais mit vier 35 Potentiometer APl verstellt nun über das Relais Rl Ein- und vier Aus-Kontakten und einer Wicklung die Stellung des Ventils Fl. Das Potentiometer APl 36. Die vier Pole des Relais sind über die Leiter- ist so eingestellt, daß es «»ch bei einer Drehung der drähte 38A, 38B, 38C und 38D in entsprechender Moiorwelle um 40^r übe« seinen ganzen Steuer-Weise mit den Schaltern 51 bis 54 verbunden. Der bereich bewegt. Wenn also die Temperaturbedinguneine Satz Kontakte schließt die Ventile Vl bis F4 30 gen so sind, daß die Motoren MA, MB sich auf die über die Leitungen Dl bis D 4 an die Energiezufuhr 20 -Stellung drehen, dann wird der Boiler Nr. 1 auf an. Wenn das Relais SR seine Stellung ändert, so daß eine halbgeöffnete Position eingestellt, wodurch sich seine Pole mit dem anderer, aus vier Kontakten be- ,jjr.e geringfügig größere als die halbe Kapazität erstehenden Satz in Berührung treten, sind die Schalter gibt, da das Steuerpotentiometer AP1 sich über die

51 bis 5 4 in umgekehrter Reihenfolge mit den Ven- 35 Hälfte seines Stellbereiches bewegt hat An diesem lilen Vl, V 2, V 3 und F 4 verbunden, d.h. der Punkt liefert der Boiler Bl 15 ⁰O der Gesamtleistung Schalter 51 steuert nun das Ventil F 4, der Schalter aller vier Boiler.

52 das Ventil V 3, der Schalter 53 das Ventil F 2 und Falls die Temperaturregler weiterhin zusätzlichen der Schalter 5 4 das Ventil Fl, wie dies aus Fig. 3 Wärmebedarf melden, drehen sich die Motoren MA ersichtlich ist. 40 und MB so lange weiter, bis sie die 28' -Stellung

Ein 36-Stunden-Zeitgeber T betätigt einen Schalter erreichen. An diesem Punkt schließt sich der Schal-40. welcher die Wicklung 36 des Relais SR sowie die ter52. Dieser Schalter speist nun über das Relais Wicklungen34a bis 34</ der RelaisRl bis RA steu- SR das Ventil F2, das jetzt von dem Potentiometer ert. Alle 36 Stunden kehrt er die Reihenfolge der Be- AP2 gesteuert werden kann. Das Potentiometer AP2 feuerung um. Der Schalter 40 steuert die Relaiswick- 45 ist so eingestellt daß es bei 80°-Drehung über seilung 36 durch den Draht 44. Er stellt aber auch eine nen ganzen Bereich wandert. Somit ist das Ventil in Verbindung zu dem Draht 46, ferner zu den Wick- der 28^C-Stellung dann weniger als halb geöffnet. Iungen34a bis 34 d, die parallel zum Draht 44 ge- Wenn die beiden ersten Boiler Bl und B 2 geöffnet schaltet sind, und zur Leitung 32 her. Der Zeit- sind, liefern sie 30% der Gesamtleistung der vier geber T kann über den Draht 37 von dem Schalter 50 Boiler. Dies geht aus dem Diagramm von F i g. 2 51 oder direkt von der Leitung gesteuert werden. Die hervor.

Arbeitsweise des in F i g. 3 gezeigten Systems wird in Falls noch weitere Wärme verlangt wird, drehen

Verbindung mit dem Schaubild von Fig. 2 be- sich die Motoren in derselben Richtung. Wenn je-

trachtet doch die 30°/»ige Gesamtkapazität größer ist als dei

In der 0°-Stellung sind alle Boiler ausgeschaltet 55 augenblickliche Bedarf, dann geben die Boiler Nr.l

Wenn die Außentemperatur über 21,1^c C liegt und und 2 weniger Leistung ab, bis am 13°-Punkt dei

die kombinierte Boilervorlauftemperatur hoch genug Boiler Nr. 2 schließt und nur der Boiler Nr. 1 geöff-

ist wird an die Boiler keine Leistungsanforderung net bleibt An diesem Punkt fällt die Gesamtleistung

gestellt Wenn die Außentemperatur fällt und/oder plötzlich von 15 auf lO*/o.

wenn die kombinierte Boilervorlauftemperatur ab- 60 Wenn der zweite Boiler eingeschaltet wird, dann

sinkt übertragen die Fühler ihre Signale auf den arbeitet er mit etwas weniger als halber Leistung, se

FolgereglerRC. Dadurch wird der MotorMA ver- daß, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Boilerleistunj

anlaßt, sich zu drehen. Das Ausmaß der Drehung ist stufenartig ansteigt. Die beiden Boiler Bl und BI

proportional der Regelabweichung. Wie erläutert, werden dann zugleich feingesteuert. Ihre Leistung

wird der Motor MB von dem Motor MA angetrieben. 65 wird entsprechend der unteren Kurve von Fig. 2 se

Bei geringer Belastung bleiben die Motoren zwischen lange nach unten gesteuert, bis die prozentual«

der 0°- und 28°-Stellung, wobei nur der Boiler Nr. 1 Boilergesamtleistung so groß ist, daß sie den Be

(Boiler B1) eingeschaltet ist. Bei extrem tiefen Tem- lastungsanforderungen entspricht.

In gleicher Weise öffnen andere Schalter ihre zugeordneten Boiler an den bezeichneten Gradstellungen. In allen Fällen folgt die Regelung bei einem erhöhten Wärmebedarf der aufwärtsführenden Stufe,

geschaltet wird. Sobald eine Wärmebedarfvenninderung einsetzt, erfolgt die Regelung entlang der unteren der beiden Kurven von F i g. 2. Die waagerechten unterbrochenen Linien stellen jeweils sibrupte

die dann entsteht, wenn ein zusätzlicher Boiler ein- 5 Boilerleistungsänderungen dar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Λ 2 öffnen erhält, wobei das vorhergehende Ventil nicht Oünen eraan, w Vorlaufhöcnsttemperatur Patentansprüche: weiter öffnet, so aap uic

1. Temperaturregelsystem mit mehreren je ^^^ξ^ΖΙ Anordnung ist also auf alle

nach Leistungsbedarf zu- und abschaltbaren, nut Bei oer ο zugeordnete Stellantrieb

einer gemeinsamen Vorlaufleitung verbundenen 5 Falle· ^r em β* stellantrieb eines nächst-

Heiz oder Kühlaggregaten mit Temperaturfuh- ^SSS^Ä betätigt wird Die Stillsetzung

einer gemeinsamen Vorlaufleitung verbund ^ stellantrieb eines nächst

Heiz- oder Kühlaggregaten mit Temperaturfuh- ^SSS^Äs betätigt wird. Die Stillsetzung

lern, von denen einer in der Vorlaufleitung an- ^«JJF^J^ Stellantriebes kann dabei sowoh

geordnet ist, und einer angeschlossenen Regelein- des ^^er^^Üe°°_{ch bei eine}r Teillast erfolgen, wobei

richtung, die mit einem Schaltwerk zur aufeinan- ^ei Vo¹^t ^s .^ _nuf ^ stellantrieb

derfolgenden Zu-und Abschaltung und zur Fein- io ^^^t tätig sein kann, während die anderen

steuerung der Stellantriebe von den einzelnen zu,emerge ^ _uad ^ zugehörigen Aggre-

Aggregaten zugeordneten VentUen verbunden ist, Stell antneoes _vefänderUchen Betriebszustand

gekennzeichnetdurcheine gleichsinnige gate also,a ^ _Ruhezustand) aufweisen,

und gleichzeitige Feinsteuerung der jeweils ein- ( /ouasι, ι _tdle »Heizung —Lüftung —

geschalteten Aggregate una durch emc derartig 15 Aus; der ^_{55 Hrft5 s}. 176 bis 181, und 1968,

vorgegebene Einstellung der Ein- und Ausschalt- Haus ^e<™> ^L J_{lg) sind} bereits verschiedene An-

punkte für die Aggregate in bezug auf die Venü - £r. 1L£* _{{ür Tempera}t_urfühler in mit

stellung, daß bereits bei einer bestimmten Ted- ^^"^8 ten _arbeitenden Hezungs-, Luf-

leistung des zuletzt eingeschalteten Heiz- oder ™^ehre™ Klimaanlagen mit Folgeregelung bekannt-Kühlaggregates das nächstfolgende Heiz- bzw «> tungs und KU s ^ _{daß man d]e Vor}.

Khlt it im vorgegebenen Teil seiner f^¹*^^" Aßtmperatur anpassen

Kühlaggregates das nächstfolgen ^ _{daß m} Kühlaggregat mit einem vorgegebenen Teil seiner f^¹*^^" _der Außentemperatur anpassen Gesamtleistung eingeschaltet wird und daß die ^"P^J¹^ _Anordnung eines Raumtemperaturaufeinanderfolgende Abschaltung der Heiz- oder kanne, wenn ^. ^ _{Zuordnüng von A}ußen-Kühlaggregate bei vorgegebenen geringeren Teil- fühlen>™™ Vorlauf temperatur könne eingestellt leistungen als beim Einschalten erfolgt. *5 temperatur un

2. Temperaturregelsystem nach Anspruch 1, ^we™_e ^e _r ⁿ;_orlieKenden Erfindung Hegt die Aufgabe zudadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Fuh- °^e _d ^r _e ^VO2n^g _Temperaturregelsystem der in Rede ler (72) ein Außentemperaturfühler ist. Senden Gattung zu schaffen, welches eine beson-

3. Temperaturregelsystem nach Anspruch, 1 ^steheS_üS Anpssung der Leistungsabgabe der oder 2, gekennzeichnet durch «ne an sich be- 30 Jrs femtumige V _{Kühlaggregat}e an sich ankannte Einrichtung (T, S, R) zur Umkehr der ^"S^" _nforderungen ermöglicht. Schaltreihenfolge der Aggregate in Intervallen. demde BteIffiwng ^ .^ _{erfindungsgemaß ge}.

kennzeichnet durch eine gleichsinnige und gkichkennzeicnnei ^ ^ _{emgeschalteten}

zeitige Mins ^ _{i egebene Ein}

kennz

kennz ^ ^ _{emgeschalteten}

Die Erfindung betrifft ein Temperatu. regelsystem 35 zeitige Mins^ ^ _{dcrartig vorgegebene Ein}. mit mehreren je nach Leistungsbedarf zu- und ab- AggreBtfemi _{un(J Ausschaltpunkte} für die

schaltbaren, mit einer gemeinsamen Vorlaufleitung stellung.der ε _{dje VcntilstdIungi daß} beverbundenen Heiz- oder Kühlaggregaten mit Tempe- Ag^egate m d ^^ _TeilIdstung des zuletzt raturfühlern, von denen einer in der Vorlaufleitung «ate be. _{oder KühIaggregates} das

angeordnet ist, und einer angeschlossenen Regelem- 40 «J^Sf™_{de Heiz}. _bzw. Kühlaggregat mit einem richtung, die mit einem Schaltwerk zur aufeinander- ^h^sU£gena Gesamtleistung «ngescha -

folgenden Zu- und Abschaltung und zur Femsteue- y⁰/^¹^ _{daß die} aufeinanderfolgende Abschalrung der Stellantriebe von den einzelnen Aggregaten tei: wiru, Kühlaggregate hei vorgegebenen

zugeordneten Ventilen verbunden ist. 3«._ren Teilleistungen als beim Einschalten er-

Ein derartiges Temperturregelsystem ist aus der 45 geringeren leilie,suing

deutschen Auslegeschrift 1078 594 bekannt. Das be- toigt _Ausgestaltung sorgt dafür, daß ein

kannte Temperaturregelsystem hat einen Haup - "™%_{mr den} g_ei Zu- oder Abschaltung eines

temperaturfühler mit einer Maximal- und Minimal- Aus^icn erfolgenden Kapazitatssprung

kontaktanordnung. Die Anzahl der Kontakte ent- ^™ _isf^g^_ir|_{u des} Anstieges der Gesamtkapaspricht jeweils der Anzahl der einzustellenden Aggre- ₅o möglich «t wir S^ _{eines weiteren Aggre}.

gate. Jedem der einzustellenden Aggregate ist nun z.tat '^ t-al^oer j_enA ^^^^^

luch in seinem Einstellkreis mit einem Vorlauftem- ff^ ^nsame Feinsteuerung der beiden aufeinperaturbegrenzungsfühler ausgestattet, und weiterhin eine'JgT*^"*_{e aus}|ieichen. Damit läßt ist jeder der Stellantriebe der den einzelnen Aggre- ^^SafSr^rbundenen Aggregate jeweils gaten zugeordneten Ventile mit Endumschaltern aus- 55 sich A* ^P^J* ^d« „ _n ßelastungsanforde-

lerüstet, die auf das nächstfolgende Aggiegat -im- «*£_n ^u™_!^^ell _u„_{d es} ^e _besteht auch nicht die Ge- !chalten sollen, wenn eines der Aggregate jeweils ^«ϊΐ dauernden Wechsels von voll eingeschaltet oder voll ausgeschaltet ist. Dabei fahr eines^^u™ . _{lner Aggrega}te. sind aber parallel zu den Endumschaltern noch von ^Ει«-""™ sei«t der «.sätzliche Fühler ein Außenden Vorlauftemperaturbegrenzungsfühlern gesteuerte 60 ^J^^[° _{daß als0 das} System selbsttätig überbrückungsschalter geschaltet Ae gleichzeitig die ^P^^SfJwig _{den dur}ch Änderungen de, zugehörigen Endumschalterkontakte nach den fol- ™\ ™°_er5™!"/ebenen Belastungsanforderun· genden Schrittkontaktgebern bzw. Motorvent.len hm ^enternperatur g g ^ .^ _s ^

überbrücken. Damit soll erre,cht werden, daß wenn g^en kann. Anc ^ ^ ^ ^

i^^Ä^^ S^SS⁸SE ^6S SS^tV Steuerungsgenauigkeit gewähr

SÄ SfÄ-ΛΑ -Sem sTr^eomzu^gm ^Fur die Zwecke der vorliegenden Erfindung laß

SÄ