DE2364358A1 - Temperature dependent control for water heating system - uses two multivibrators connected to comparator - Google Patents
Temperature dependent control for water heating system - uses two multivibrators connected to comparatorInfo
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Abstract
Description
Jon. Vat T.I ant K. G.Jon. Vat T.I ant K. G.
DT 684DT 684
14. Dez. 1973Dec 14, 1973
Temperaturabhängige SteuervorrichtungTemperature dependent control device
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine temperaturabhängige Steuervorrichtung für eine Warmwasserheizung mit einer Wärmequelle, einem motorgesteuerten Mischer, der eine Wä rmeque 1 lenvor lauf-oder-rück 1 auf Ie1 tung mit einer Heizkessel vorlauf- oder -rücklaufleitung nach Maßgabe eines Reglers verbindet, dessen Meßglieder eine Vorlauf- sowie Raum- oder Außentemperatur erfaßt.The present invention relates to a temperature dependent Control device for hot water heating with a heat source, a motor-controlled mixer, the one Heat source 1 flow or return 1 on Ie1 direction with a boiler flow or return line according to a regulator connects, whose measuring elements detect a flow temperature as well as room or outside temperature.
Derartige Steuervorrichtungen arbeiten 1m allgemeinen mit analogen Meßgrößen, die über Verstärkerschaltungen und Dreipunktstell gl iedern ausgewertet werden. Verstärkerschaltungen, insb. dann, wenn Transistoren nicht 1m Sättigungsbereich arbeiten, weisen vielfältige Nachteile auf, z.B. Temperaturabhängigkeit oder Änderung der Verstärkungsfaktoren.Such control devices generally work with analog measured variables, which are transmitted via amplifier circuits and three-point control members are evaluated. Amplifier circuits, especially when transistors do not have 1m saturation range work have various disadvantages, e.g. temperature dependence or changing the gain factors.
509826/06 0 3 - 2 -■509826/06 0 3 - 2 - ■
Vielfach finden temperaturabhängige Widerstände zur Messung der Raum- und Vorlauftemperatur Verwendung. Da die Verstärker und die temperaturabhängigen Widerstände räumlich unterschiedlich weit voneinander entfernt sein können, muß regelmäßig ein Abgleich stattfinden, da alle parasitären Widerstände Berücksichtigung finden mUssen, wie z.B, Klemmenwiderstände, Leitungswiderstände usw..In many cases, temperature-dependent resistances are used for measurement the room and flow temperature use. Since the amplifiers and the temperature-dependent resistors can be spatially differently distant from each other, an adjustment must take place regularly, since all parasitic resistances must be taken into account, such as terminal resistances, line resistances, etc.
Bei Funktionsüberwachungen 1st es einem Heizungsbauer in der Regel nicht möglich, eine einwandfreie Funktionskontrolle durchzuführen, da analoge Parameter gemessen und ausgewertet werden müssen.With function monitoring, it is a heating engineer in the As a rule, it is not possible to carry out a proper function check, since analog parameters are measured and evaluated Need to become.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung zu schaffen, bei der kein zusätzlicher Abgleich erforderlich ist, der beliebige Leitungslängen zwischen Meßort und Stellort zuläßt und servicefreundlich 1st.The invention is based on the object of creating a control circuit in which no additional adjustment is required for any line lengths between the measurement location and location and service-friendly 1st.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßglieder Teile eines monostabilen, von einem Trigger getakteten Multivibrators sind und daß die Ausgänge der Multivibratoren einem Komparator zugeführt sind, dessen Stellglied als Funktion der Impulslängen auf den Ausgangsleitungen den Mischer betätigt.This object is achieved in that the Measuring elements are parts of a monostable multivibrator clocked by a trigger and that the outputs of the multivibrators are fed to a comparator, the actuator of which as Function of the pulse lengths on the output lines actuates the mixer.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen darin, daß die Steuerleitungen mit digitalen Signalen beaufschlagt werden. Somit entfällt jeglicher zusätzliche Abgleich. Außerdem wird eine Unabhängigkeit von parasitären Widerstandsein-The advantages that can be achieved with the invention are that digital signals are applied to the control lines. This means that there is no need for any additional adjustment. In addition, independence from parasitic resistance
505^2.6/0603505 ^ 2.6 / 0603
flüssen der Leitung vom Meßort zum Regler erreicht. Ferner könnte das außentemperaturabha'ngige Signal von einer Kommendostelle für mehrere Steuerschaltungen gemeinsam abgegeben werden.flows in the line from the measuring point to the controller. Further the outside temperature-dependent signal could be issued jointly by a communication point for several control circuits will.
Da die digitalen Signale nur eine ja/nein Aussage kennen, ist es für einen Servicemann sehr leicht, Funktionskontrollen mit Hilfe von z.B. Glühlampen durchzuführen.Since the digital signals only know one yes / no statement, it is very easy for a service man to carry out functional checks with the help of e.g. light bulbs.
Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Fig. 1 bis 12 der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung.Further features and advantageous configurations of the invention emerge from the claims, FIGS. 1 to 12 of the drawings and the description below.
Es zeigen .Show it .
sche Schaltung einer temperaturabhängigen Steuervorrichtung,cal circuit of a temperature-dependent Control device,
das Ausgangssignal eines astabilen Multivibrators,the output signal of an astable multivibrator,
das differenzierte Ausgangssignal des astabilen Multivibrators,the differentiated output signal of the astable multivibrator,
ein temperaturabhängiges Ausgangssignal des einen monostabilen Multivibrators, ein temperaturabhängiges Ausgangssignal des anderen Multivibrators, ein Ausgangssignal des Komparators, ein anderes Ausgangssignal des Komparators, eine besondere AusfUhrungsform einer Widerstandskombination mit Feldeffekttransistoren,a temperature-dependent output signal of the a monostable multivibrator, a temperature-dependent output signal of the other multivibrators, one output signal of the comparator, another output signal of the comparator, a special embodiment of a resistor combination with field effect transistors,
50982 6/06 0350982 6/06 03
Fig. 9 einen astabilen Multivibrator mit Feldeffekt-9 shows an astable multivibrator with field effect
transistor als Einstellwiderstand,transistor as setting resistor,
Fig.10 eine Widerstandskombination mit TemperaturfühFig. 10 a resistor combination with temperature sensor
ler und Schaltuhrkontakt,ler and timer contact,
Fig.11 eine Heizungsanlage mit Brauchwasserbereiter,Fig. 11 a heating system with a water heater,
und Steuervorrichtung,and control device,
Fig.12 eine Heizungsanlage mit Anfahrthermostat undFig. 12 a heating system with a starting thermostat and
Steuervorrichtung.Control device.
In allen zwölf Fig. bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.In all twelve figures, the same reference numerals denote respectively the same details.
Ein astabiler Multivibrator 1 wird gebildet aus einem negierenden Identitätsgatter 2, an dessen Ausgang 3 über einen Verzweigungspunkt 4 ein Kondensator 5 angeschlossen 1st. Der Widerstand 6, der als Potentiometer oder FET ausgebildet sein kann, ist einerseits über einen Verzweigungspunkt 7 an den Kondensator 5 und an einen Eingang 8 eines NAND-Gatters 9, andererseits über einen Verzweigungspunkt 10 an einen Ausgang 11 des NAND-Gatters 9 und einen Eingang 12 des negierenden Identitätsgatters 2 angeschlossen. Ein zweiter Eingang 13 des NAND-Gatters 9 ist über einen Verzweigungspunkt 14 und über einen Widerstand 15 mit positiver Betriebsspannung verbunden. An den Verzweigungspunkt 14 ist ein an negative Betriebsspannung angeschlossener Schalter 16 angeklemmt. Der Verzweigungspunkt 4 beeinflußt Über ein Widerstand 17 Kondensator 18 - Glied die beiden Eingänge 19 und 20 der NOR-Gatter 21 und 22. Das NOR-Gatter 21 1st über einen Kondensator 23 und einen Verzweigungspunkt 24 mit einem negierenden Identitätsgatter 25 verkoppelt. Eine an positive Betriebsspannung angeschlossene W1der-An astable multivibrator 1 is formed from a negating one Identity gate 2, at its output 3 via a branch point 4 a capacitor 5 is connected 1st. The resistor 6, which can be designed as a potentiometer or FET, is on the one hand via a branch point 7 to the capacitor 5 and to an input 8 of a NAND gate 9, on the other hand Connected via a branch point 10 to an output 11 of the NAND gate 9 and an input 12 of the negating identity gate 2. A second input 13 of the NAND gate 9 is connected to a positive operating voltage via a branch point 14 and via a resistor 15. At the branch point 14, a switch 16 connected to a negative operating voltage is clamped on. The branch point 4 influences Via a resistor 17, capacitor 18 - the two inputs 19 and 20 of the NOR gates 21 and 22. The NOR gate 21 is coupled to a negating identity gate 25 via a capacitor 23 and a branch point 24. A W1der- connected to positive operating voltage
5098"256/~06 0 35098 "2 5 6 / ~ 06 0 3
standskombination 26, bestehend aus einer Reihenschaltung eines temperaturabhängigen Widerstandes 27 und eines Potentiometers 28 und dazu parallel geschaltetem weiterem Potentiometer 29, 1st an den Verzweigungspunkt 24 angeschlossen. Vom Ausgang 30 führt eine Rückkoppel Ie1 tung 31 zum Eingang 32 des NOR-Gatters 21. Ein temperaturabhängiger Widerstand 33, der einerseits an positive Betriebsspannung angeschlossen ist, ist andererseits Über einen Verzweigungspunkt 34 mit einem Eingang 35 eines negierenden Identitätsgatters 36 verbunden. Als temperaturabhängige Widerstände kommen sowohl NTC- als auch PTC-Widerstände In frage, nur müssen die Widerstände 27 und 33 das jeweils andere Charakteristikum aufweisen, über eine Rückkoppelleitung 37 wird ein Eingang 38 des NOR-Gatters 22 von einem Ausgang 39 des negierenden Identitätsgatters 36 beeinflußt. Ein Kondensator 40 verbindet das NOR-Gatter 22 mit dem negierenden Identitätsgatter 36. Der Ausgang 30 ist über ein Disjunktionsgatter 41 und einem Verzweigungspunkt 42 an ein Konjunktionsgatter 43 angeschlossen. Das Konjunktionsgatter 43 beeinflußt ein Relais 44, welches seinerseits über einen Relaiskontakt 45 Spannung an eine Wicklung 46 eines Motors 47 legt. Der Ausgang 39 beeinflußt über ein Disjunktionsgatter 48 und einen Verzweigungspunkt 49 ein Konjunktionsgatter 50, das seinerseits ein Relais 51 steuert. Das Relais 51 legt Über seinen Kontakt 52 Spannung an eine Wicklung 53 des Motors 47.stand combination 26, consisting of a series connection a temperature-dependent resistor 27 and a potentiometer 28 and another potentiometer connected in parallel to it 29, 1st connected to branch point 24. A feedback device 31 leads from output 30 to the input 32 of the NOR gate 21. A temperature-dependent resistor 33, which is connected on the one hand to positive operating voltage is, on the other hand, is via a branch point 34 with an input 35 of a negating identity gate 36 tied together. As temperature-dependent resistors, both NTC and PTC resistors in question, only they have to be Resistors 27 and 33 each have the other characteristic have, via a feedback line 37 becomes an input 38 of the NOR gate 22 from an output 39 of the negating Identity gate 36 influenced. A capacitor 40 connects the NOR gate 22 with the negating identity gate 36. The output 30 is via a disjunction gate 41 and a branch point 42 is connected to a conjuncture gate 43. The conjuncture gate 43 influences a relay 44, which in turn receives voltage via a relay contact 45 a winding 46 of a motor 47 applies. The output 39 influences Via a disjunction gate 48 and a branch point 49 a conjunction gate 50, which in turn is a relay 51 controls. The relay 51 applies voltage via its contact 52 to a winding 53 of the motor 47.
Der Verzweigungspunkt 42 ist über ein negierendes Identitatsgatter 54 mit einem Eingang 55 des Konjunktionsgatters 50Branch point 42 is via a negating identity gate 54 with an input 55 of the conjuncture gate 50
- 6 509826/0603 - 6 509826/0603
verbunden, während der Verzweigungspunkt 49 über ein negierendes Identitätsgatter 56 einen Eingang 57 des Konjunktionsgatters 43 beeinflußt. Ein Eingang 58 ist über einen Schalterkontakt 59 und einen Widerstand 60 mit negativer Betriebsspannung verbunden. Ein Eingang 61 erhält Über einen Schalterkontakt 62 und einen Widerstand 63 negatives Potential. Ein Schalter 64 kann sowohl den Schalterkontakt 59 als auch den Schalterkontakt 62 mit positiver Betriebsspannung verbinden. Seine Ruhelage befindet sich zwischen den beiden Schalterkontakten 59 und 62.connected, while branch point 49 has a negating Identity gate 56 influences an input 57 of the conjunction gate 43. An input 58 is via a switch contact 59 and a resistor 60 with negative operating voltage tied together. An input 61 receives a switch contact 62 and a resistor 63 negative potential. A switch 64 can switch contact 59 as well connect the switch contact 62 to positive operating voltage. Its rest position is between the two switch contacts 59 and 62.
Während des Betriebs der Steuervorrichtung ist der Schalter 16 geöffnet;am Eingang 13 des NAND-Gatters 9 steht somit positives Potential an. Der astabile Multivibrator 1 gibt Rechteckimpulse ab, wie in Fig. 2 dargestellt. Sein Rechteckausgangssignal wird über das R-C Glied 17,18 differenziert, wie in Fig. 3 gezeigt, und auf die Eingänge 19 und 20 der NOR-Gatter 21 und 22 geleitet, um die monostabilen Multivibratoren 65 und 66 zu triggern. Die Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators 65 wird beeinflußt von der des Kondensator 23 und der der Widerstandskombination 26. Der temperaturabhängige Widerstand 27 fühlt die Temperatur des Vorlaufwassers ab. Mit den beiden Potentiometern 28 und 29 können die Steilheit und die Empfindlichkeit der temperaturabhängigen Steuervorrichtung eingestellt werden.During operation of the control device, the switch is on 16 open; at the input 13 of the NAND gate 9 there is thus a positive potential. The astable multivibrator 1 gives Square pulses from, as shown in FIG. Its square wave output is differentiated via the R-C link 17,18, as shown in Fig. 3, and fed to inputs 19 and 20 of NOR gates 21 and 22 to the monostable multivibrators 65 and 66 to trigger. The time constant of the monostable Multivibrator 65 is influenced by that of the capacitor 23 and that of the resistor combination 26. The temperature-dependent Resistor 27 senses the temperature of the supply water. With the two potentiometers 28 and 29, the slope and the sensitivity of the temperature-dependent Control device can be adjusted.
üer temperaturabhängige Widerstand 33 wird von der Außentemperatur oder der Raumtemperatur beeinflußt. Die Zeitdauer der Pulszeit hängt vom Widerstand 33 und vom Kondensator 40 ab. Werden die beiden monostabilen MuI tivibratoren 65 und 66 ge-The temperature-dependent resistor 33 depends on the outside temperature or the room temperature. The duration of the pulse time depends on the resistor 33 and the capacitor 40. If the two monostable multivibrators 65 and 66 are
5 0*9 826/06035 0 * 9 826/0603
triggert, so geben beide ein Rechtecksignal ab, vergl. hierzu Fig. 4 und 5.triggers, both emit a square-wave signal, cf. FIGS. 4 and 5.
Die beiden Rechtecksignale werden von einem Vergleicher 67 verglichen. Sind die Pulszeiten der beiden Rechtecksignale gleich groß, so wird keines der beiden Relais 44 und 51 erregt, sind die Pulszeiten unterschiedlich groß, so wird entweder Relais 44 oder Relais 51 betätigt und somit der Motor 44 für ein nicht dargestelltes Mischventil entweder in Rechtsoder in Linksdrehung versetzt. Mit der erfindungsgemäßen temperaturabhängigen Steuervorrichtung kann durch Verändern der ω Werte des Widerstandes 29 bzw. 28 in Abhängigkeit von der Zeit eine Nachtabsenkung der Vorlauftemperatur durchgeführt werden. Ersetzt man nicht nur den Widerstand 6, sondern auch die Widerstände 28 und 29, durch Feldeffekttransistoren, die durch Fernpotentiometer angesteuert werden, so kann der Heizungsbenutzer den Mischer von der Wohnung aus fernstellen, wenn die Schalter 16 und 64 gleichfalls in der Wohnung angeordnet sind.The two square-wave signals are compared by a comparator 67. Are the pulse times of the two square wave signals the same size, so neither of the two relays 44 and 51 is energized, if the pulse times are different, either relay 44 or relay 51 is actuated and thus the motor 44 for a mixing valve, not shown, either rotated to the right or to the left. With the invention temperature-dependent control device can be changed by changing the ω values of the resistor 29 or 28, depending on the time, a night lowering of the flow temperature can be carried out. If you replace not only the resistor 6, but also the resistors 28 and 29, through field effect transistors, which are controlled by remote potentiometer, so the Heating users can remotely switch the mixer from their home if switches 16 and 64 are also located in the home.
In Fig.. 8 sind anstelle der Widerstände 26 und 27 Feldeffekttransistoren eingesetzt. 'In FIG. 8, instead of the resistors 26 and 27, field effect transistors are used. '
Das gleiche gilt für die Schaltung in Fig. 9, bei welcher der Widerstand 6 durch einen Feldeffekttransistor ersetzt ist. Es besteht somit die Möglichkeit, alle Parameter von einem entfernt liegenden Ort zu beeinflussen, so z. B. vom Wohnraum.The same applies to the circuit in FIG. 9, in which the resistor 6 is replaced by a field effect transistor. There is thus the possibility of all parameters from one to influence distant place, so z. B. from the living space.
In Fig.10 ist eine weitere Ausgestaltung der Widerstandskombination 26 dargestellt. Eine Reihenschaltung von einem Schalt-A further embodiment of the resistor combination 26 is shown in FIG. A series connection of a switching
5098826/06035098 8 26/0603
kontakt 70 einer nicht dargestellten Schaltuhr und einemcontact 70 a timer, not shown, and one
einstellbaren Widerstand 71 Überbrückt den Widerstand 29. Mit dieser Maßnahme kann eine Nachtabsenkung erreicht werden.adjustable resistor 71 bridges resistor 29. With this measure, a night reduction can be achieved.
Einem Heizkessel 101 In F1g. 11 mit einem ölbrenner 102 und einem den ölbrenner 102 beeinflussenden Kessel thermostaten 103 1st in seinem oberen Teil 104 ein Brauchwasserbereiter 105 eingelagert. Ein BrauchwassertemperaturfUhler 106 ist Über eine Leitung 107 mit dem Punkt 59 oder 62 der temperaturabhängigen Steuervorrichtung 108 verbunden.A boiler 101 in F1g. 11 with an oil burner 102 and a boiler thermostat 103 influencing the oil burner 102, a water heater 105 is stored in its upper part 104. A domestic hot water temperature sensor 106 is via a line 107 with point 59 or 62 the temperature-dependent control device 108 is connected.
Ein Kessel rücklauf 109 ist an einen Ausgang 110, ein Kessel vorlauf 111 1st an Eingang 112 eines Vierwege-Mischventils 113 angeschlossen. Ein Ausgang 114 des Vierwegemischers 113 korrespondiert über einen Heizungsvorlauf 115 und eine Pumpe 116 mit den Heizkörpern 117. Ein HeizungsrUcklauf 118 istA boiler return 109 is connected to an output 110, a boiler flow 111 1st at input 112 of a four-way mixing valve 113 connected. An output 114 of the four-way mixer 113 corresponds via a heating flow 115 and a pump 116 with the radiators 117. A heating return 118 is
an einen Eingang 119 des Vierwege-Mischventils 113 angeschlossen.connected to an input 119 of the four-way mixing valve 113.
Ein Temperaturfühler 120, bestehend aus der Widerstandskombination 26 und dem monostabilen Multivibrator 66, defneinen Heizungsvorlauf 115 angelegt ist, beeinflußt Über eine Leitung 121 die temperaturabhängige Steuervorrichtung 108.Is a temperature sensor 120, consisting of the combination of resistors 26 and the monostable multivibrator 66 def, n has a heating supply 115 applied influenced via a line 121, the temperature-dependent control device 108th
Ein AußentemperaturfUhler 122, bestehend aus dem temperaturabhängigen Widerstand 33 und dem monostabilen Multivibrator 65, der an eine Außenwand 123 angebracht ist, teilt sich der temperaturabhängigen Steuervorrichtung 108 Über eine Leitung 124 mit. Wird während der Heizperlode Brauchwasser gezapft,An outside temperature sensor 122, consisting of the temperature-dependent resistor 33 and the monostable multivibrator 65, which is attached to an outer wall 123, divides the temperature-dependent control device 108 via a line 124 with. If domestic water is drawn off during the heating period,
50982 6/060 350982 6/060 3
23S435823S4358
so kühlt sich das 1m Brauchwasserbereiter 105 vorhandene Wasser ab. Der Schaltkontakt des BrauchwassertemperaturfUhlers 106 schließt sich und legt positive Betriebsspannung an einen der Kontakte 59oder 62. Das Mischventil 113, angetrieben vom Motor 44, fährt in die Stellung, in der der Eingang 112 mit dem Eingang 110 verbunden ist. Das Brauchwasser wird somit sehr schnell wieder aufgeheizt. Hat das Brauchwasser die am Brauchwasserthermostaten 106 eingestellte Temperatur erreicht, so öffnet sein Schaltkontakt und das Mischventil 113 fährt impulsweise in seine Ausgangsstellung zurück.this is how the 1m hot water heater 105 cools itself Water off. The switching contact of the domestic water temperature sensor 106 closes and applies positive operating voltage to one of the contacts 59 or 62. The mixing valve 113, driven by motor 44, moves into the position in which input 112 is connected to input 110. That This means that domestic water is heated up again very quickly. Does the domestic water have the temperature set on the domestic water thermostat 106 When the temperature is reached, its switching contact opens and the mixing valve 113 moves into its starting position in pulses return.
In Fig. 12 ist anstelle des Brauchwasserthermostaten 106 ein Anfahrthermostat 125 eingebaut, dessen Schließer an einen der Kontakte 59 oder 62 angeschlossen ist. Während der Aufheizzeit übernimmt der Anfahrthermostat 125 dieselbe Funktion, die im vorherigen Beispiel der Brauchwasserthermostat eingenommen hat. Es wird somit ein schnelles Durchfahren des Taupunktes mit anschließender temperaturabhängiger Steuerung erreicht.In FIG. 12, instead of the domestic water thermostat 106, a start-up thermostat 125 is installed, the closer of which is connected one of the contacts 59 or 62 is connected. The starting thermostat 125 takes over the same during the heating-up time Function that the domestic water thermostat assumed in the previous example. It will be a quick drive through of the dew point with subsequent temperature-dependent control achieved.
PatentansprücheClaims
509826/060 3509826/060 3
Claims (17)
Priority Applications (1)
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DE19732364358 DE2364358C3 (en) | 1973-12-22 | Temperature dependent control device |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19732364358 DE2364358C3 (en) | 1973-12-22 | Temperature dependent control device |
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DE2364358B2 DE2364358B2 (en) | 1976-07-29 |
DE2364358C3 DE2364358C3 (en) | 1977-03-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |