DE2365506A1 - Elektronischer thermostat - Google Patents

Description

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HERTEN KG

Elektronischer Thermostat

Die Erfindung bezieht sich auf die Schaltungsanordnung mehrerer Thermostate für ein Heiz- oder Klimagerät,mitder die Lufttemperatur in verschiedenen Räumen durch temperaturabhängige Steuerung der Drehzahl von Ventilatormotoren unabhängig voneinander geregelt werden kann.

Bei den bisher üblichen Warmwasser-Heizanlagen begnügt man sich damit, die Temperatur eines Raumes mit einem Raumthermostat zu regeln und ggf. die Temperatur in den Übrigen Räumen mit thermostatischen Heizkörper-Ventilen oder nur mit dem Handventil zu regulieren.

Es ist auch ein elektronischer Mehrkreis-Temperaturregler bekanntgeworden, mit dem eine stets gleichbleibende Temperatur an zwei oder mehreren Meßpunkten geregelt werden kann. Solche Temperaturregler finden besonders Anwendung an Bügelmaschinen, bei denen an verschiedenen Stellen mit jeweils einem Temperaturfühler und einem diesem jeweils zugeordneten Heizkreis eine

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eingestellte Temperatur zuverlässig geregelt werden soll. Im einzelnen ist bei dem bekannten Temperaturregler vorgesehen, an einem gemeinsamen Sollwertgeber mehrere Temperaturfühler anzuschließen.

Dieser bekannte Temperaturregler ist für die Raumheizung nicht geeignet, weil die Temperatur in allen Räumen nicht konstant gehalten werden, sondern individuell einstellbar sein soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung mehrerer Thermostate so auszubilden, daß mit jedem Thermostat die Raumtemperatur individuell wählbar und ein Umschalten von Heiz- auf Kühlbetrieb und umgekehrt zentral erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einem Hauptthermostat weitere Nebenthermostate anschließbar sind. Mit dem Hauptthermostat erfolgt neben der Temperatur- und Feuchtigkeitswahl das Umschalten aller Nebenthermostate von Heiz- auf Kühlbetrieb, während mit den Nebenthermostaten nur die Temperatur- und Feuchtigkeitswahl möglich ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt das Umschalten von Heiz- auf Kühlbetrieb und umgekehrt durch eine Umkehrung des analogen Steuersignals in einem Differenzverstärker.

Es handelt sich dabei um eine Umkehrung der Regelrichtung, die durch einen Umschaltkontakt ausgelöst wird.

Di® Umschaltung von Kühl- auf Heüzbefrfeb oder von Heiz- auf Kühlbsfrieb erfolgt nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch einen Schalfer on der Bedienungseinheit d@s Hauptrhermostof@gi, mit dem der Umschaltkontakr

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eines Relais im Differenzverstärker betätigt wird und gleichzeitig oder mit geringer Verzögerung ein Wechsel von Worm- auf Kaltwasser bzw. umgekehrt erfolgt.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausfuhrungsbeispiel beschrieben. Es zeigen :

Fig. 1 die Schaltung des Hauptthermostaten,

Fig. 2 eine schematische Schaltungsanordnung von

. Haupt- und Nebenthermostaten für die Klimatisierung von Räumen.

Dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Zeichnung Hegt ein Thermostat Th zugrunde, der nach dem Impulslücken-Prinzip aufgebaut ist. Damit die der Nullpunktschaltung eigene Leistungsunterbrechung subjektiv nicht empfunden werden kann, andererseits kein Gleichstromanteil in den Motorenkreis gelangt, wird als Leistungspause in an sich bekannter Weise eine volle Periode der Netzwechselspannung gewählt, also 20ms. Die Frequenz dieser Pause wird geregelt, beginnend bei einem Leistungsimpulsverhältnis von 1:1,1:2, 1: 3 usw., d.h.an die Motoren gelangt eine volle Sinusschwingung der Netzspannung mit nachfolgend 20ms Pause, dann für die nächste Leistungsstufe zwei volle Sinusschwingungen mit nachfolgend 20 ms Pause usw. Die nichtlineare Leistungsabstufung hat den Vorteil, über die Ventilatormotorcharakteristik zu einem annähernd geradlinigen Anstieg der Luftungsleistung zu kommen.

Der Thermostat Th besteht aus zwei Hauptteilen, der Bedienungseinheit 4

und der in einem separaten Gehäuse untergebrachten Elektronik mit Spannungs-Blatt - 4 -

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Versorgungen 5 für die Schaltung und dem Relais 6 zur Umschaltung "Kühlen - Heizen " und umgekehrt. Die weiteren Baugruppen des Thermostaten sind : netzsynchroner Taktgeber 7, monostabller Multivibrator 8, 9, Schaltendstufe 10 mit Schutz- und Entstörmifteln, ferner Differenzverstärker 11 mit Umschalter für Kühlbetrieb und Trigger 12 für eine Zweipunktregelung zwischen 0% und 50% Betriebsspannung.

Die separate Bedienungseinheit 4 enthält den Fühler 13, einen NTC-Widerstand und das TemperaturanwahI-Potentiometer 14, außerdem einen Umschalter 15 für "Heizen - Kühlen " , der die Umkehr der Regelrichtung bewirkt, ebenso wie den Wechsel von Warm- auf Kaltwasser in den Heiz- oder Kühlkörpern. Ferner ist ein Netzschalter 16 und ein anwähJbarer Hygrostat 21 vorhanden.

Die Elektronik des Thermostaten Th enthält ein Relais & für weitere Thermostate Th 1, Th 2, Th 3, die dann von der ersten Bedienungseinheit mit dem Netzschalter und dem Umschalter 15 "Kühlen - Heizen " zentral bedient werden können. Dagegen ist jeder weitere Thermostat ThI - Th 3 mit einer eigenen Bedienungseinheit 4' nur für Temperatur- und Feuchtigkeitsanwahl ausgestattet.

Die NadelimpuSse des netzsynchronen Taktgebers 7 !ösen den monostabilen Multivibrator δ aus, dessen Zeit von einer temperaturabhängigen Einströmung vom Differenzverstärker 11 herrührend best!mmt wird. Hierbei entstehen die Phasenlagen der VorderfSänke des Sperrimpuises für das Schaltglied 10 z.B. einem Triac der Endstuf®.

Der monostabile Multivibrator 9 wird ausgelöst über Signal e, seine Zeit bestimmt die definierte Leistungspause der Motoren 18..

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Im Kreis des Differenzverstärkers Π befindet sich der NTC-Fühler 13. Die Zweipunktregelung wird durch das analoge Signal des Differenzverstörkers 11 automatisch an der Schwellspannung des Triggers 12 ausgelöst und wirkt dominant über Transistor T 12 auf die Endstufe 10 als Sperrsignal.

Die Fig. 2 der Zeichnung zeigt die Schaltungsanordnung von Haupt- und Nebenthermostaten Th 1 - Th 3, einer Regelung für die Klimatisierung mehrerer Räume. Über einem Hauptthermostaten Th sind weitere Nebenthermostate Th 1, Th 2, Th 3 angeschlossen. Der Hauptthermostat Th unterscheidet sich von den Nebenthermostaten dadurch, daß über die Bedienungseinheit 4 des Hauptthermostaten alle Nebenthermostate von Heiz- auf KUhlbetrieb oder von Kühl- auf Heizbetrieb umschaltbar sind. Wie bereits erwähnt, läßt sich die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit unabhängig vom Hauptthermostaten an der Bedienungseinheit der Nebenthermostate einstellen. Es ist nur darauf zu achten, daß beim Umschalten der Regelung von Kühlen auf Heizen und umgekehrt auch gleichzeitig die Umstellung von Warmwasserbetrieb auf Kaltwasserbetrieb und umgekehrt erfolgt. Die Umschaltung der Regelung läßt sich durch eine Umkehrung des analogen Steuersignais erreichen, während die Umstellung der Magnet- oder Servoventil« für Warm- oder Kaltwasserbetrieb Über Relais oder Schütze vorzugsweise mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung automatisch erfolgt. Vorteilhaft erfolgt diese Umschaltung von Kuhlen auf Heizen oder umgekehrt zentral vom Hauptthermostaten und in den Nebenthermostaten automatisch.

Wie weiter aus Fig. 2 zu entnehmen ist,, sind die Thermostate an eine Befeuchtungseinheit 17 und dem Ventilatormotor 18 angeschlossen. Der Ventilator z.B. ein Querstromgebläse ist in den Heiz- bzw. Kühlkörpern

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integriert, die von einem Kalt/Warmwassersatz gespeist werden.

Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß mit diesem Thermostaten bei verhältnismäßig geringen Kosten eine Regelung der Raumtemperatur sowohl bei HeK- wie bei Kühlbetrieb in Verbindung mit Warmwasser/Kaltwasser-Konvektoren möglich ist. Durch die beschriebene Anordnung ist sogar eine weitgehende Automatisierung möglich, jedoch ist auch bei kleineren Anlagen eine Verwendung auch ohne die automatische Umschaltung der Magnetventile bzw. der Kaltwasser- und Warmwasser-Erzeuger gegeben.

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Be zugsze iche η I iste:	Thermostat	Th
Bedienungseinheit	4
Spannungsversorgung	5
Relais	6
Taktgeber	7
monostabiler Multivibrator	8
■1 Il _ _	9
Schaltendstufe	10
Differenzverstärker	11
Trigger	12
Fühler	13
Temp. Potentiometer	14
Umschalter	15
Netzschalter	16
Befeuchtungseinheit	17
Motor	18
Regelbereich von Th	A
Heiz/K*H<örper	19
Umschaltkontakt	20
Hygrostat	21

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Claims (5)

Patentansprüche :

1) Schaltungsanordnung mehrerer Thermestate für ein Heiz- oder Klimagerät mit denen die Lufttemperatur in verschiedenen Räumen durch die temperaturabhängige Steuerung der Drehzahl von Ventilatormotoren unabhängig voneinander geregelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Hauptthermostaten Th weitere Nebenthermostate Th 1, Th 2, Th 3 anschließbar sind.

2) Schaltungsanordnung mehrerer Thermostate ....

nach Anspruch ΐ dadurch gekennzeichnet, OaB über dem Hauptthermostat Th alle Nebenthermostate Th 1, Th 2, Th 3 von Heiz- auf Kuhlbetrieb oder von KUhI- auf Heizbetrieb umschaltbar sind.

3) Schaltungsanordnung mehrerer Thermostate ....

nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur und/oder Feuchtigkeit unabhängig vom Hauptthsrmosraton an der Bedienungseinheit A' der Nebenthermosfatt einstellbar sind.

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4) Schaltungsanordnung mehrerer Thermostate ....

nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von KUhI- auf Heizbetrieb oder von Heiz- auf Kuhlbetrieb durch einen Schalter an der Bedienungseinheit 4 des Hauptthermostaten durch Umkehr der Regelrichtung im Differenzverstärker 11 und gleichzeitig oder mit geringer Verzögerung ein Wechsel von Warm- auf Kaltwasser bzw. umgekehrt erfolgt.

5) Schaltungsanordnung mehrerer Thermostate ....

nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet , daß in dem Differenzverstärker 11 die Umkehr der Regelrichtung von Kühlen auf Heizen und umgekehrt durch den Umschaltkontakt 20 des Relais 6 erfolgt.

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