DE2135066A1 - Elektronische regeleinrichtung fuer absorber-kuehlgeraete - Google Patents

Elektronische regeleinrichtung fuer absorber-kuehlgeraete

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
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    • G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor

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Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH» 6 Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Dö/schz FK 71/023
e.7.1971
Elektronische Regeleinrichtung für Absorber-Kühlgeräte
Die Erfindung bezieht sich auf Absorber-Kühlgeräte mit elektrischer Heizung und hat eine elektronische Regeleinrichtung zum Gegenstand, mit deren Hilfe es möglich ist, die Betriebsbedingungen der Heizpatrone in Abhängigkeit von verschiedenen Einflußgrößen automatisch auf einen optimalen Arbeitspunkt einzustellen·
Wie aus entsprechenden Untersuchungen von Absorber-Kühlgeräten hervorgeht, hängt deren Wirkungsgrad und erreichbare Kühlleistung im wesentlichen von einer optimalen Heizleistung der Patrone ab und steht in unmittelbarer Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur Weitere veränderliche Betriebsbedingungen, die sich auf die Einstellung eines optimalen Arbeitspunktes auswirken, sind die Netzspannung , die maximal zulässige Kochertemperatur und die gewünschte von Hand einstellbare Kühlraumtemperatur· Da erfahrungsgemäß eine konstante Netzspannung und damit verbunden eine definierte Heizleistung ebensowenig anzutreffen ist wie eine stets gleichbleibende Umgebungstemperatur, stellt sich damit die Forderung, diese veränderlichen Kriterien automatisch auszugleichen, um zu einer optimalen Heizleistung zu gelangen·
209884/0587
- 2 - FK 71/023
Mit den herkömmlichen Mitteln läßt sich eine optimale Heizleistung nur für einen genau definierten Betriebsfall realisieren. Dies ergibt sich aus dem in Fig. 1 dargestellten Diagramm der Kühltemperatur über der Heizleistung bei verschiedenen Umgebungstemperaturen, aus dem hervorgeht, daß entweder mehr Energie von vornherein aufgewendet werden muß, um noch ausreichende Kühltemperaturen bei erhöhten Umgebungstemperaturen zu erreichen oder die Heizleistung - für normale Umgebungstemperaturen ausgelegtreicht bei ansteigenden Umgebungstemperaturen nicht mehr aus, die gewünschte Kühlleistung zu erzielen»
Will man nun bei der Konzipierung eines Absorber-Kühlgerätes die in der Praxis vorkommenden Bedingungen weitestgehend berücksichtigen, so führt das zwangsläufig zu einer GeräteausIegung, die nur h selten als "optimal" angesehen werden kann, da die verschiedenen Einflußgrößen wohl kaum immer in gleicher Summe anzutreffen sind. Eine unter diesen Bedingungen ausgelegte Heizpatrone arbeitet nur bei einem Punkt optimal· Absorber-Kühlgeräte werden daher in der Regel so ausgelegt, daß sie möglichst bei höheren Umgebungstemperaturen und bei einer Netzspannungsabweichung von - 15 % einen optimalen Arbeitsbereich erreichen.
Das bedeutet aber, daß, im Jahresmittel gesehen, die Kühlgeräte einer weitaus niedrigeren Umgebungstemperatur ausgesetzt sind und daß bei evtl. auftretenden Netzüberspannungen ca. 30 - ^O % mehr Energie verbraucht wird bei einem insgesamt schlechteren Wirkungsgrad«
ψ Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regelschaltung zu schaffen, welche diese Nachteile vermeidet und es unter Berücksichtigung der vorgenannten verschiedenen Einflußgrößen ermöglicht, automatisch einen optimalen Arbeitspunkt einzustellen und zu halten.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Heizpatrone über ein Halbleiter-Stellglied nach Art einer getakteten Phasenanschnittsteuerung betrieben wird, wobei die Ansteuerung des Stellgliedes mittels Impulspaketen erfolgt, deren Breite und Pausenzeiten von einem Vergleich zwischen einem Sollwertgeber und einem Fühler im Kühlraum abhängen·»
209884/0587
■■-ψ ■■*$■
- 3 - FK 71/Ο23
Zweckmäßig wird dabei als Heizpatrone eine Einkreis-Heizpatrone verwendet, die zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Grundlast in den Arbeitspausen vom Regler automatisch von Vollwellenauf Halbwellenbetrieb umgeschaltet wird« Durch die Verwendung einer solchen einfachen Heizpatrone wird gegenüber den sonst üblichen 2-Kreis-Heizpatronen, deren eine Wicklung zur Aufrechterhaltung der Betriebsbereitschaft ständig an Netzspannung liegt, nicht nur die Betriebssicherheit erhöht, sondern auch zusammen mit dem an den jeweiligen Betriebsfall genau angepaßten Energiebedarf ein günstiges Verhältnis zwischen dem Mehraufwand und der sich einstellenden Einsparung erreicht·
In der Fig. 2 ist ein Schaltungsbeispiel für die Realisierung der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher beschrieben werden soll·
In der Abbildung ist mit 1 der Verbraucher, also die Heizpatrone bezeichnet· 2 ist das Halbleitersteilglied, das hier von zwei antiparallel geschalteten Thyristoren gebildet ist, aber auch durch einen Triac dargestellt werden kann» Zur Erfassung der Umgebungstemperatur dient ein Fühler, z,B, ein Thermistor 5, die Kühlraumtemperatur wird durch einen zweiten Fühler 6 vorzugsweise ebenfalls einen Thermistor, erfaßt© 3 ist ein Triggerschalter, k ein Intervallschalter· Mit 7 ist ein Vorwiderstand bezeichnet und 8 ist ein Sollwertgeber« Die Regeleinrichtung besitzt folgende Wirkungsweise:
Die von dem Thermistor 5 erfaßte Umgebungstemperatur bildet zusammen mit dem Spannungsabfall, der an dem im Heizkreis der Patrone 1 liegenden Vorwiderstand 7 entsteht, die Regelgröße für eine Phasenanschnittsteuerung an sich bekannter Art, deren Taktverhältnis von Vollwellen- zu Halbwellenbetrieb durch einen Vergleich zwischen Sollwertgeber 8 und dem im Kühlraum befindlichen Thermistorfühler 6 über einen Regelverstärker bestimmt wird. Da die elektrische Leistung der Heizpatrone ein Protfukt aus Strom und Spannung ist, verändert sich bei abweichender Netzspannung auch der Spannungsabfall am Vorwiderstand· Zwischen diesem Spannungsabfall und der Netzspannung besteht demnach ein proportionaler Zusammenhang, der direkte Rückschlüsse auf die jeweils vorhandene Netzspannung zuläßt·
209884/0587 " k ".
Durch die Steuerschaltung läßt sich damit in direkter Weise der Stromflußwinkel einer Phasenanschnittsteuerung beeinflüssen und somit sicherstellen, daß die Heizpatrone ständig mit einem gleich großen Energiefeld beaufschlagt ist. Voraussetzung ist dabei, daß die Heizpatrone für den niedrigsten vorkommenden Netzspannungswert auf Nennle±stung ausgelegt ist.
In diese Ansteuerschaltung ist in einfacher Weise der von der Umgebungstemperatur abhängige Thermistor 5 einbezogen, der eine zweite Regelgröße bildet»
Beide Größen steuern den Triggerschalter 3» dessen Zündzeitpunkt den optimalen Betrieb der Heizpatrone -leistungsbezogen - sicherstellt. Die Einsehaltdauer des Triggers wird mittels Vergleich " zwischen dem Sollwertgeber und dem im Kühlraum befindlichen Fühler 6 bestimmt.
Der gegebenenfalls erforderliche zusätzliche thermische Schutz vor einer Übertemperatür am Kocher kann vorzugsweise mittels eines nicht dargestellten PTC-Widerstandes erhalten werden, der in wärmeleitendem Kontakt mit dem Kocher steht und in geeigneter Weise auf die Ansteuerung des Stellgliedes einwirkt. Die Umschaltung vom Vollwellen- auf Halbwellenbetrieb wird wie folgt bewirkt: Wird vom Fühler 6 ein entsprechender Temperaturanstieg im Kühlraum registriert, so wird über einen Schaltverstärker die gegenpolige 'Halbwelle zugeschaltet und der Heizkreis für den erforderlichen Zeitraum mit Nennlast betrieben. W Mit der vorbeschriebenen Regeleinrichtung werden gegenüber den herkömmlichen Regeleinrichtungen für elektrisch beheizte Absorberkühlgeräte folgende Vorteile erzielt:
1) Bei den überwiegend vorkommenden Umgebungstemperaturen von ca. 20 - 25°C eine reduzierte Leistungsaufnahme,
2) bei allen Umgebungsbedingungen maximale Kühlleistung.
3) Unabhängigkeit von den üblichen Netzspannungsabweichungen bzw. -Schwankungen,
, k) Möglichkeit der Verwendung einer einfachen Heizpatrone, die betriebssicher und billiger ist und
5) Vermeidung einer Kocherüberhitzung bei höheren Umgebungstemperaturen und bei Überspannung.
209884/0587

Claims (1)

  1. Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH. 6 Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
    Dö/schz PK 71/023
    8.7.1971
    Patentansprüche
    Elektronische Regeleinrichtung für Absorber-Kühlgeräte mit elektrischer Heizung, dadurch gekennzeichnetT daß die Heizpatrone über ein Halbleiter-Stellglied nach Art einer getakteten Phasenanschnittsteuerung betrieben wird, wobei die Ansteuerung des Stellgliedes mittels Impulspaketen erfolgt, deren Breite und Pausenzeiten von einem Vergleich zwischen einem Sollwertgeber und einen Fühler im Kühlraum abhängt·
    2) Elektronische Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Einkreis-Heizpatrone, die vom Regler in den Arbeitspausen automatisch von Vollwellen- auf Halbwellenbetrieb umgeschaltet wird·
    3) Elektronische Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied zwei antiparallel geschaltete Thyristoren bzw» ein Triac dient»
    209884/0587
    - β- - FK 71/023
    .■■"■ t 2.135 $66-
    k) Elektronische Regeleinrichtung nach Anspruch I1 gekennzeichnet durch einen Vorwiderstand im Heizkreis der Patrone, dessen Spannungsabfall zusammen mit der von einem von der Umgebungstemperatur gesteuerten Thermistor gelieferten Meßwert die Regelgröße für die Phasenanschnittsteuerung bildet.
    5) Elektronische Regeleinrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Taktverhältnis der Phasenanschnittsteuerung von Vollwellen- zu Halbwellenbetrieb durch einen Vergleich zwischen einem Sollwertgeber und einem die Kühlraumtemperatur überwachenden Fühler (Therroistor) bestimmt wird«
    209884/0587
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