DE2205427A1

DE2205427A1 - Regeleinrichtung

Info

Publication number: DE2205427A1
Application number: DE2205427A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Grieger; Klaus Horn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-02-02
Filing date: 1972-02-02
Publication date: 1973-08-09
Also published as: AT319540B; NL7216478A; BE794806A; JPS5511857B2; FR2170064B1; FR2170064A1; CH555568A; JPS4887648A

Description

SIMMS AKTIENGESELISCHAiT Erlangen, den 2. Febr. 1972 Berlin und München ' Werner-von-Siemena-Str.

Unser Zeichen: VPA 72/3709 Kr/Et ζ

Regeleinrichtung

Es ist "bekannt, die Temperatur in einem Raum oder in einem Gebäude selbsttätig zu regeln. Erfolgt die Beheizung über einen Heizkessel, der an einen Heizkreis oder an mehrere Heizkreise mit verschieden hohen Wassertemperatüren angeschlossen ist, dann wird zur Beheizung des Raumes oder des Gebäudes in den meisten Fällen eine sogenannte Rücklaufbeimischung angewendet, bei der'aus dem Rücklauf Waswer in einem Mischventil mit dem Vorlaufwasser gemischt wird. Durch entsprechende Einstellung des Mischventils kann das Wasser im Vorlauf eine Temperatur erhalten, die zur Erzielung der jeweils gewünschten Raumtemperatur erforderlich ist.

Zur Einstellung des Mischventils ist ein Stellantrieb vorgesehen, der in vielen !fällen aus einem Stellmotor besteht. Dieser Stellmotor ist an dem Ausgang eines Reglers angeschlossen, dem eingangs se it ig mehrere EinflußgröJ3en zugeführt werden. Diese Einflußgrößen können von mehreren Temperaturfühlern erzeugt werden, bei denen es sich beispielsweise um einen Vorlauffühler, also einem Fühler im Vorlauf des Heizungskreises, einem Rauratemperaturfühler und einem Außentemperaturfühler handeln, kann. Ferner ist an den Reglereingang meist eine von einem Synchronmotor angetriebene

-2-309832/0773

-2- VPA 72/3709

Schaltuhr angeschlossen, mit der eine sogenannte Nachtoder Wochenendabsenkung vorgenommen werden kann. Die Nacht- bzw. Wochenendabsenkung hat den Sinn, die Raumtemperatur in den Zeiten auf ein zulässiges Mindestmaß abzusenken, in denen eine solche Temperaturabsenkung nicht als störend empfunden wird. Dies gilt bei Wohnräumen für die Nachtzeit und bei gewerblich genutzten Räumen für das Wochenende.

Eine Regeleinrichtung mit einem Stellglied und mit einem mit diesem Stellglied verbundenen Stellmotor, der an den Ausgang eines Reglers angeschlossen, sowie mit einer von einem Motor angetriebenen Schaltuhr» die zusammen mit gegebenenfalls mehreren Meßfühlern am Eingang des Reglers angeschlossen ist, läßt sich beispielsweise der Siemens-Betriebsanleitung MP 104 A25/1 d "Heizungsregler als Kompaktgerät - Heizungsregler als Flachbaugruppe" vom Mai 1971, Seite 6, entnehmen. Bei dieser bekannten Regeleinrichtung bildet der Regler eine Baueinheit für sich und auch die Schaltuhr mit ihrem Motor stellt eine weitere besondere Baueinheit dar. Der Stellmotor für das Mischventil bildet mit dem Mischventil eine Einheit.

Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, eine Regeleinrichtung zu schaffen,die sich durch eine kompakte Bauform auszeichnet und im Vergleich zu bekannten Einrichtungen kostengünstiger hergestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Regeleinrichtung mit einem Stellglied, mit einem mit diesem Stellglied verbundenen Stellantrieb, einem mit seinem Ausgang an den Stellantrieb angeschlossenen Regler und mit einer von einem Motor angetriebenen Schaltuhr aus, die zusammen mit gegebenenfalls mehreren Meßfühlern an den Eingang des Reglers angeschlossen ist, insbesondere für Heizungs-, Lüftungs-

309832/0773

-3- VPA 72/3709

oder Konvektorregelung. Die Erfindung wird "bei einer der- . artigen Regeleinrichtung im Fortlassen des Stellantriebes und in einer elektromagnetischen Kupplung gesehen, über die das Stellglied von dem Motor der Schaltuhr in beiden Richtungen einstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung kommt also mit einem einzigen Motor aus, benötigt daher in Abweichung von bekannten Regeleinrichtungen nicht einen Motor für die Schaltuhr und einen weiteren Motor (Stellmotor) als Stellantrieb. Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung läßt sich daher erheblich kostengünstiger als die bekannten Regeleinrichtungen herstellen, zumal es sich bei dem eingesparten Stellmotor um einen relativ kompliziert aufgebauten Reversiermotor handelt. Der einzige bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung erforderliche Motor braucht nicht reversierbar zu sein und ist daher billig. Die Schaltkupplung besteht aus wenigen, einfach herzustellenden Teilen und entspricht in ihrem Aufwand etwa dem Aufwand, der bei bekannten Regeleinrichtungen durch die üblicherweise verwendeten Relais entsteht. Es ist nämlich im allgemeinen so, daß vom Regler über Relais eine Beeinflussung des Stellantriebes erfolgt. Diese Relais können bei der erfindungsgemäßen Einrichtung eingespart werden. Gleichzeitig entfallen auch die Probleme, die sich aus dem Aufwand für Funkenlöschung und Funkentstörung ergeben.

Besondere Vorteile bietet die erfindungsgemäße Regeleinrichtung dann, wenn die Schaltuhr mit dem vorzugsweise als Synchronmotor ausgeführten Motor und der Regler sowie die elektromagnetische Kupplung in einem Gehäuse untergebracht sind. Diese bauliche Zusammenfassung ist im Rahmen der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung möglich, da sich das Problem einer schädlichen Verlustwärme infolge der Einsparung an einem Motor nicht stellt.

309832/0773 ' "^A"

-4- VPA 72/3709

Bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ist das Elektromagnetsystem der Kupplung in vorteilhafter Weise im Ausgangskreis des Reglers angeordnet. Es erfolgt also hei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung keine Beeinflussung des Motors, wie dies hei "bekannten Einrichtungen der Fall ist, sondern es wird der ständig laufende Synchronmotor über die von dem Regler gesteuerte Kupplung "bedarfsweise mit dem Stellglied der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung verbunden.

Die elektromagnetische Kupplung kann in unterschiedlicher Weise ausgeführt sein. Vorteilhaft erscheint es, wenn sie zwei Elektromagnete enthält, zwischen denen ein Abtriebsritzel mit zwei Weicheisenscheiben axial verschiebbar angeordnet ist, und wenn die Weicheisenscheiben Teile eines Reibradgetriebes sind, das von einem auf der Welle des Synchronmotors befindlichen Reibrad vervollständigt wird. Eine solchermaßen aufgebaute elektromagnetische Kupplung enthält nämlich nur relativ wenige Einzelteile und erscheint sehr zuverlässig; sie ist außerdem kostengünstig herstellbar.

Bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung weist die über ein Untersetzungsgetriebe von dem Synchronmotor angetriebene Schaltuhr vorteilhafterweise Schaltnocken auf, über die eine Kontaktbetätigung zur zeitabhängigen Beeinflussung des Reglers bzw. des Stellgliedes erfolgt. Mit zeitabhängiger Beeinflussung ist damit die oben erläuterte Nachtbzw. Wochenendabsenkung gemeint. Die Steuerung des Reglers von der Schaltuhr ist daher denkbar einfach gelöst.

Die in einem einzigen Gehäuse untergebrachte erfindungsgemäße Regeleinrichtung läßt sich mit Yorteil direkt an dem Stellglied der Regeleinrichtung bzw. an dem Mischventil anbringen.

-5-309832/0773

-5- VPA 72/3709

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur 1 ein Heizungssystem mit einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung soheinatisoh dargestellt. In der Figur 2 ist die in.einer Saueinheit zusammengefaßte Regeleinrichtung nach der Erfindung in ihrem Zusammenbau mit einem Mischventil gezeigt, und in der Figur 3 ist ein Schnitfbild einer nach der Erfindung ausge'bildeten Regeleinrichtung wiedergege'ben.

In der Figur 1 ist ein Heizkessel 1 zu erkennen, der mit einem Vorlauf 2 und einem Rücklauf 3 versehen ist. Vorlauf und Rücklauf sind an ein in der Figur 1 nicht erkennbares Mischventil geführt, indem eine Rücklaufbeimischung vorgenommen wird; dies bedeutet, daß in dem Misohventil das heiße Wasser aus dem Vorlauf 2 mit dem Wasser im Rücklauf 3* jeweils so gemischt wird, daß im Vorlauf 2· Wasser einer derartigen Temperatur strömt, die zur Beheizung eines Gebäudes auf eine gewünschte !Temperatur erforderlich ist. Die Beimischung wird durch eine Regeleinrichtung 4 gesteuert, die unmittelbar am Stellglied des Mischventils befestigt 1st.

Die Regeleinrichtung 4 ist mit einem sogenannten Vorlauffühler 5 verbunden, über den die Wassertemperatur im Vorlauf 2^f ermittelt wird. Außerdem ist an die Regeleinrichtung 4 ein Außentemperaturfühler 6 angeschlossen, der einen der Außentemperatur entsprechenden Meßwert an den Regler abgibt. Außerdem weist die Regeleinrichtung 4 eine Netzanschlußleitung 7 auf.

Durch die Regeleinrichtung 4 wird das mit ihr verbundene Stellglied des Mischventils jeweils so eingestellt, daß durch einen Heizkörper 8 Wasser jeweils einer derartigen .!Temperatur fließt, daß sich im Gebäude oder in dem jeweiligen Wohnraum die gewünschte !Temperatur einstellt und eingehalten wird.

-6-309832/0773

-6- VPA 72/3709

In der Pigur 2 ist in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäß ausgeführte Regeleinrichtung 10 dargestellt, die unmittelbar an einem Mischventil 12 befestigt ist. Diesem Mischventil wird beispielsweise über einen Rohranschluß 13 das heiße Wasser vom nicht dargestellten Heizkessel zugeführt und über einen weiteren Zulauf das verhältnismäßig kalte Rücklaufwasser· Über eine Welle 14 zwischen der Regeleinrichtung 10 und dem nicht erkennbaren Stellglied des Misohventils 12 erfolgt eine derartige Rücklaufbeimischung, daß durch den Rohrstutzen 15 das Vorlaufwasser mit der gewünschten Temperatur fließt. Aus einem weiteren Rohrstutzen des Mischventils 12 wird das Rücklaufwasser dem Heizkessel zugeführt.

Wie die Figur 2 ferner erkennen läßt, ist die gesamte Regeleinrichtung in einem Gehäuse 17 untergebracht, das einen Erontdeckel 18 aufweist. Auf dem Deckel 18 ist eine durchscheinende Gehäusekappe 19 aufgesetzt, die abnehmbar ist. Es ist daher eine Justierung der Regeleinrichtung und eine Einstellung an einer Schaltuhr 20 möglich.

Aue der Pigur 3 sind weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung zu entnehmen. Man erkennt einen Synchronmotor 29, der über eine Welle 30 mit einer elektromagnetischen Kupplung 31 verbunden ist. Die Welle 30 trägt ein Reibrad 32. Da der Synchronmotor ständig läuft,, dreht sich auch das Reibrad 32 ständig. Das Reibrad 32 ist zwischen zwei Weicheisenscheiben 33 und 34 angeordnet, die an den Stirnseiten eines Zahnrades 35 befestigt sind. Das Zahnrad 35 ist mit seiner Achse 36 in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Dem von dem Zahnrad 35 und den Weicheisenscheiben 33 und 34 gebildeten Getriebeteil liegt auf beiden Seiten jeweils ein Elektromagnet 37 und 38 gegenüber; jeder Elektromagnet 37 bzw. 38 besteht aus jeweils

-7-309832/0773

-7- TBk 72/3709

einem Bügel 39 "bzw. 40 aus magnetisierbar em Werkstoff und aus einer auf die Bügel 39 "bzw. 40 aufgebrachten Wicklung 41 tzw. 42. i)ie elektrischen Verbindungen der Wicklungen 41 und 42 mit der auf einer Schaltungsplatte 43 angeordneten elektronischen Schaltung des Reglers der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung sind der "besseren Übersichtliohkeit halber in der Figur 3 nicht dargestellt«.

Das Zahnrad 35 "befindet sich mit einem weiteren Zahnrad 44 im Eingriff, das über weitere Sahnräder 45, 46» 47, 48, 49 und 50 mit einer Welle 51 verbunden ist, die mit dem Stellglied des in der Figur 3 nicht dargestellten Mischventils verbunden ist.

Von dem Synchronmotor 29 wird über ein Untersetzungsgetriebe auch eine Schaltuhr 53 angetrieben, die mit Schaltnocken 54 und 55 versehen ist. Die Schaltnocken ,die einstellbar sind, bewegen eich entsprechend dem Ablauf der Seit und damit mit der Bewegung des Uhrzeigers ler Schaltuhr 53 und betätigen zu einem gewünschten Zeitpunkt ein müöhanisclise Übertragungsglied 56, das bei seiner Bewegung eine Betätigung Ton Kontaktfedern 57 hervorruft. Es wird ac,5ta?öh - -rfie bei bekannten Regeleinrichtungen üblich - der Esgier beeinflußt, der daraufhin eine der beiden Wicklungen 41 oder 42 der elektromagnetischen Kupplung 31 mit Strom speist.

Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung arbeitet in folgender Weise: / '

Ist aufgrund einer dem Regler auf der Schaltungsplatte 43 zugeführten Einflußgröße eine Veränderung der Einstellung des Stellgliedes des Mischventils erforderlich, dann wird von dem Regler eine der beiden Wicklungen 41 bzw. 42 der elektromagnetischen Kupplung 31 erregt. Dies hat beispielsweise zur Folge, daß das Getriebeteil mit dem Sahnrad 35

-8-309832/0773

-8- VPA 72/3709

und den We icheis ens ehe i"ben 33 und 34 in Richtung der Achse durch die Anziehungskraft des Elektromagneten 40 bewegt wird, wobei das Reibrad 32 in Eingriff mit der Weicheisenscheibe gebracht wird. Es dreht sich das Zahnrad 35, und über den Getriebeweg 44 bis 50 wird dann über die Welle 51 das Stellglied im Mischventil in seiner lage entsprechend verstellt.

In entgegengesetzter Richtung wird das Stellglied des Mischventils eingestellt, wenn von dem Regler der Elektromagnet erregt wird, weil dann die Weicheisenscheibe 34 mit dem Reibrad 32 in Eingriff kommt. Das Zahnrad 35 dreht sich dann in entgegengesetzter Richtung, ebenso die Welle 51 und das Stellglied des Mischventils wird in entgegengesetzter Richtung verstellt.

Die durch Betätigung der elektromagnetischen Kupplung 29 hervorgerufene Einstellung des Stellgliedes des Mischventils erfolgt bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung sowohl in Abhängigkeit von Temperaturänderungen als auch infolge einer Betätigung durch die Schaltuhr 53. Bei Betätigung der Kontakte 57 wird nämlich vom Regler aus die elektromagnetische Kupplung 29 auch betätigt.

Mit der Erfindung wird eine Regeleinrichtung, insbesondere für Heizungs-, Lüftungs- und Konvektorregelung vorgeschlagen, die für die erforderliche Schaltuhr und das Stellglied mit einem einzigen Motor auskommt und daher verhältnismäßig kostengünstig hergestellt werden kann. Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung ist aufgrund der wenigen verwendeten, unkomplizierten Bauteile auch sehr zuverlässig und bietet den weiteren Vorteil, daß sie in einem einzigen Gehäuse als kompakte Baueinheit untergebracht werden kann.

3 Figuren

4 Ansprüche

309832/0773 ~⁹"

Claims

• -9- VPA 72/3709

Patentansprüche

Regeleinrichtung mit einem Stellglied, einem mit diesem Stellglied verbundenen Stellantrieb, einem mit seinem Ausgang an den Stellantrieb angeschlossenen Regler und mit einer von einem Motor angetriebenen Schaltuhr, die zusammen mit gegebenenfalls mehreren Meßfühlern an den Eingang des Reglers angeschlossen ist, insbesondere für Heizungs-, Lüftungs- oder Konvektorregelung, gekennzeichnet durch das !Fortlassen des Stellantriebes und durch eine elektromagnetische Kupplung, über die das Stellglied von dem Motor der Schaltuhr in beiden Richtungen einstellbar ist.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltuhr mit dem vorzugsweise als Synchronmotor ausgeführten Motor und der Regler sowie die elektromagnetische Kupplung in einem Gehäuse untergebracht sind.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektromagnetsystem der Kupplung im Ausgangskreis des Reglers angeordnet ist. .
4. Regeleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Kupplung zwei Elektromagnete enthält, zwischen denen ein Abtriebsritzel mit zwei Weicheisenscheiben axial verschiebbar angeordnet ist, und daß die Weicheisenscheiben Teile eines Reibradgetriebes sind, das von einem auf der Welle des Synchronmotors befindlichen Reibrad vervollständigt wird.

309832/0773