DE2307220A1 - Temperaturregler - Google Patents

Description

• Temperaturregler Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturregler, insbesondere für £as- oder ölbeheizte Geräte und Anlagen, mit einem Regelschaltkreis, der in Abhängigkeit von der Regelgrösse ein integrierendes Stellglied stetig steuert, und mit einem den Regelbereich begrenzenden Schwellwertschalter.
• Es ist ein Regler dieser Art bekannt, bei welchem ein von einer te£era turabhängigen Widerstandsbrücke beeinflußter Regelschaltkreis über einen Schwellwertschalter ein Schaltelement periodisch betätigt. Dabei unterbricht und schliesst das Schaltelement den Strorakreis einer Heizwicklung in einem von der Regelgrösse hergeleiteten Einschaltverhältnis. Durch die enpfindliche, kontinuierliche Steuerung kann mit dem bekannten Gerät eine Temperatur mit relativ hoher Genauigkeit geregelt werden.
• Der SchwellaJert wird derart eingestellt, das beim Erreichen - der Solltemperatur die Steuerung abgeschaltet wird, welche bei geringer Abweichung dieses Wertes mit entsprechend niedriger Heizleistung wieder einsetzt.
• Der bekannte Regler ist jedoch nicht für einen Regelkreis geeignet, in dessen Regelstrecke ein Gas- oder Ölbrenner als Stellglied eingreift. Durch die bei geringen iibveichungen der Solltemperatur wieder einsetzende Steuerung wird das Stellglied mit grosser Einschalthäufigkeit von jeweils kurzer Dauer betätigt. Das hat bei Gas- oder Ölbrennern den Nachteil, dass es zu unvollständiger Verbrennung mit beachtlicher ao- und Russ-Bildung kommt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regler der -eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln zu schaffen, der auch für gas- oder ölbeheizte Gerä-te und SXnlagen unter Berücksichtigung eines störungsfreien Brennerbetriebes verwendet werden kann.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Schweliwertschalter als eine om Regelschaltkreis gesteuerte Kippstufe mit einer Schalthystereseausgebildet ist, welche den -vom Regelschaltkreis im Sinne der stetigen Steuerung auch unmittelbar beeinflussten Stromkreis des Stellglieds beim Erreichen der Solltemperatur unterbricht und diesen Stromkreis erst wieder schliesst, wenn die Regelgrösse auf einen bestimmten Wert untershalb der Solltemperatur abgefallen ist.
• Dadurch wird häufiges und kurzzeitiges Aufflammen an Brenner vermieden. Durch entsprechende Sinstellung der Schwellarerte kann ein optimaler Betrieb eines Heizgerätes erreicht werden, bei welchem sowohl eine gute Verbrennung gewährleistet ist als auch die zu regelnde emperatur-mit nur geringen Abweichungen schwankt.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn dem Stellglied in an sich bekannter Weise ein Schaltelement vorgeschaltet ist, das mit dem Ausgangsabgriff des Regels'chaltkreises (1) und des Schwellwertschalters (2) verbunden-ist und welches bei'gleichzeitigen Einschaltbefehl der beiden Schaltstufen (1, 2) das Stellblied betätigt. Das Schaltelement kann dabei ein nach dem Anspruch 3 gekennzeichneter Transistorschalter sein. Dadurch können zur Erleichterung der Fertigungstechnik der Regelschaltkreis 1111<1 der Schwellwertschalter unanbhängig voneinander abgestimmt und eingestellt werden.
• Der Regelschaltkreis kann vorteilhaft nach der in den Ansprüchen 4 und 5 gekennzeichneten Anordnung ausgebildet sein, wodurch ein Gerät geschaffen ist, welches schon auf geringe Temperaturänderungen empfindlich reagiert.
• In der Zeichnung ist ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles gemäss der Erfindung dargestellt.
• Der Temperaturregler hat einen Regelschaltkreis 1 und einen Schwellwertschalter 2. Der Regelschaltkreis ist mit einem an eine Gleichspannung angeschlossenen Spannungsteiler versehen, welcher ein Potentiometer 3 als Sollwertgeber und einen temperaturabhängigen Widerstand 4 als Istwertgeber aufweist. An einen Mittelabgriff 5 des Spannungsteilers ist die Basis eines Transistors 6 angeschlossen, dessen Hollektor-E$litter-Strecke in einem zweiten Spannungsteiler 7, 8 liegt. An einem Abgriff 9 des Spannungsteilers 7, 8 ist ein Eondensator 10 eines R-C Gliedes 10, 11 angeschlossen. Das R-C Glied 10, 11 ist mit einem invertierenden Eingang 14 und mit dem Ausgang 15 eines>Impulsgenerator 16 verbunden. Der nicht invertierende Eingang 17 des Ispulsgenerators 16 ist über Widerstände 18, 19 mit dem Ausgang 15 verbunden.
• Der Ausgang 15 des Impulsgenerators 16 liegt an einem Mittelabgriff eines dritten Spannungsteilers 20, 21 an. Zwischen den Anschlusspunkten 20 und 15 des dritten Spannungsteilers ist die Basis eines als Schaltelement ausgebildeten Transistors 24 angeschlossen. An einem Mittelabgriff 25 des Spannungsteilers 20, 21 zwischen den Anschlusstellen 15 und 21 liegt die Basis eines Transistors 26 des Schwellwertschalters 2 an, dessen irnitter mit einem Mittelabgriff 27 eines vierten Spannungsteilers aus einem Widerstand 28 und einer Zenerdiode 29 verbunden ist. Für den als Kippschaltung ausgebildeten Schwellwertschalter sind zwei weitere Transistoren 30 und 31 vorgesehen. Der Ausgang des Schwellwertschalters ist über eine Leitung 32 an den Emitter des Transistors 24 angelegt, an dessen Kollektor ein Magnetventil 33' eines nicht dargestellten integrierenden Stellgliedes 33 angeschlossen ist. Das integrierende Stellglied 33 kann eine Einrichtung zum Steuern von Brennstoffzufuhr zu einem Brenner eines Heizgerätes sein.
• Eine Veränderung der zu regelnden Temperatur wird von einem als Wärmefühler ausgebildeten NTC-Widerstand 4 auf den Regelschaltkreis 1 übertragen. Durch die Änderung des Widerstandes 4 verschiebt sich das Potential am Schaltpunkt 5 des ersten Spannungsteilers und demzufolge auch das Potential am Schaltpunkt 9, welches das Anfangspotential des Kondensators 10 bestimmt, und dabei die Auflade- und Entladezeit des Kondensators 10 beeinflusst. Der Kondensator 10 ladet sich während des Sperrzustandes des Impulsgenerators 16 über den Widerstand 11 durch das vom Spannungsteiler 20, 21 am Schaltpunkt 15 hergeleitete Potential auf. Erreicht der Kondensator eine Spannung, bei welcher das am Eingang 14 des lmpulsgenerators angelegte Potential den Schwellwert des nichtinvertierenden Eingangs 17 erreicht, dann steuert der Impulsgenerator durch. Dabei sinkt das Potential am Ausgang 15, wodurch der Schwellwert am nichtinvertierenden Eingang 17 ebenfalls fällt, und der Kondensator 10 sich wieder entlädt, bis der Impulsgenerator erneut sperrt.
• Das periodische Ausgangssignal hat einen rechteckigen Spannungsverlauf, dessen Impuls-Periodenverhältnis vom Anfangspotential des Kondensators 10 bzw. von der Regelgrösse abhängt. Dieses Signal steht einerseits als Basisspannung am Transistor 24 an.
• Auf der anderen Seite steuert das durch einen Kondensator 34 gemittelte Ausgangasignal den Schwellwertschalter 2. Wenn das Einschaltverhältnis des Impulsgenerators, welches umgekehrt proportional der zu regelnden Temperatur ist, einen höheren Wert, beispielsweise 0,8 erreicht, dann schaltet der Schvellwertschalter durch, wonach am Emitter des Transistors 24 eine positive Spannung ansteht.
• Der Transistor 24 leitet und sperrt in der Frequenz des Ausgangssignals des Impulsgenerators, sodass die Magnetspule des Magnetventils 33' im gleichen Rhythmus erregt und en-tregt wird und das Stellglied eine dem Einschaltverhältnis entsprechende Stellung einnimmt. Auf diese Weise wird die Brennstoffzufuhr zum Brenner entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf stetig gesteuert.
• Wenn das zu erhitzende Medium die Solltemperatur erreicht hat, bzw. das Einschaltverhältnis auf einen der Solltemperatur entsprechenden Wert abgesunken ist, beispielsweise 0,4, dann kippt' der Schwellwertschalter 2 in seinen Sperrzustand zurück und der nun ebenfalls in Sperrzustand bleibende Transistor 24 schaltet das Stellglied 73 ab.
• Der Schwellwertschalter begrenzt auf diese Weise den Regelbereich wahrend der Impulsgenerator ständig in Betrieb bleibt und dadurch keinen Belastungswechsel ausgesetzt ist.
• Die Einstellung des enYünschten Regelbereiches erfolgt ganz einfach durch Abstimmen des Widerstandes 28 und der Zenerdiode 29 im Schwellwertschalter 2.

Claims (6)

1. A-n s p r ü c h e :

   Temperaturregler, insbesondere für gas- oder ölbeheizte Geräte und Anlagen, mit einem Regelschaltkreis, der in Abhängigkeit von der Regelgrösse ein Stellglied stetig steuert, und mit einem den Regelbereich begrenzenden Schwellwertschalter, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schwellwertschalter (2) als eine vom Regelschaltkreis (1) gesteuerte Kippstufe mit einer Schalthysterese ausgebildet ist, welche den von Regelschaltkreis im Sinne der stetigen Steuerung auch unmittelbar beeinflussten Stromkreis beizn Erreichen der Solltemperatur unterbricht und diesen Stromkreis erst wieder schliesst, wenn die Regelgrösse auf einen bestimmten Wert unterhalb der Solltemperatur abgefallen ist.
2. 2. Temperaturregler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass dem Stellglied (33) in an sich bekannter kreise ein Schaltelement (24)~vorgeschaltet ist, das mit dem husgangsabgriff des Regelschaltkreises (1) und des Schwellwertschalters (2) verbunden ist und welches bei gleichzeitigem Einschaltbefehl der beiden Schaltstufen (1, 2) das Stellglied betätigt.
3. 3. Temperaturregler nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass das Schaltelement als Transistorschalter (24) ausgebildet ist, dessen Basis mit den Regelschaltkreis (1) und dessen Emitter mit dem Schwellwertschalter (2) verbunden'ist, und dass über den Kollektorstron das Stellgleid (33) überwacht ist.
4. 4& Temperaturregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d-u r c h g e k e n n z e i c h n e t F dass der Regelschaltkreis (1) einen an sich bekannten von einem R-C Glied (10, 11) gesteuerten Impulsgenerator (16) hat, welcher von einer temperaturabhängigen Anordnung beeinflusst ist.
5. 5. Temperaturregler nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass die temperaturabhängige Anordnung des Regelschaltkreises (1) einen Spannungsteiler mit einem Potentiometer (3) als Sollwertgeber und einem Heissleiter (4) als Istwertgeber aufweist, an dessen Mittelabgriff (5) die Basis eines mit dem R-C Glied (10, 11) verbundenen Transistors (6) angeschlossen ist.
6. 6. Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für den Schwellvertschalter (2) ein erster Transistor (26) vorgesehen ist, an dessen Basis eine von dem Ausgangssignal des Regelschaltkreises (1) hergeleitete und durch einen Kondensator (34) gemittelte Steuerspannung anliegt und dessen Emitter an einem Mittelabgriff (27) eines Spannungsteilers <20, 21) angeschlossen ist, und dass über den Kollektorstrom ein weiterer Transistor (30) für de Kippvorgang gesteuert ist.

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