DE2400674A1 - Steuer- und regelschaltung zur proportionalregelung fuer heizungsanlagen - Google Patents
Steuer- und regelschaltung zur proportionalregelung fuer heizungsanlagenInfo
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Description
Steuer- und Regelschaltung zur Proportionalregelung für Heizungsanlagen
Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Regelschaltung zur Proportionalregelung für Heizungsanlagen, insbesondere
für Wasserheizungen, mit veränderbarer Leistung. Bei der \ erfxndungsgemässen Steuer- und Regelschaltung ist die
Zufuhr von Wärmeenergie gekoppelt an einen ersten Parameter, der die Menge des abgegebenen Wassers wiedergibt, und an
einen zweiten Parameter, der eine Temperatur wiedergibt, die durch mehrere Temperaturfühler bestimmt ist.
GS
409828/0375
Bei einer bereits vorgeschlagenen elektronischen Regeleinrichtung ist vorgesehen, dass die Zufuhr von Wärmeenergie
zum Heizelement an die Erzeugung von elektrischen Signalen gekoppelt ist, die die Form einer Rechteckimpulsfolge haben.
Ferner ist bekannt, dass die Höhe dieser Signale einen Temperaturunterschied zwischen einem Sollwert der Temperatur
und der durch einen geeigneten Fühler ermittelten Temperatur des Warmwassers wiedergibt. Bei diesem Temperaturfühler
handelt es sich um einen Thermistor oder eine analoge Einrichtung, der bzw. die an der Auslassleitung für
Warmwasser befestigt ist. Die Proportxonalregelung der Heizleistung des Gerätes wird daher durch Änderungen der
Temperatur des abgegebenen Warmwassers gesteuert, wodurch beispielsweise im Falle eines Gasmischkessels ermöglicht wird,
die Temperatur des Sanitärwassers auf einem vorbestimmten konstanten Wert zu halten, auch wenn die Durchsatzmenge
sich in nennenswertem Ausmass ändert.
Wenn jedoch ein solches Gerät als Heizung arbeitet, sollte jedoch die Wärmeregelung des in den Radiatoren umlaufenden
Wassers nicht nur die Temperatur des aus dem Heizkörper austretenden Warmwassers sondern auch die Umgebungstemperatur
im Inneren des Raumes und die Temperatur ausserhalb des Gebäudes berücksichtigen. Bei der zuvor beschriebenen
Regelungsart sollte daher der Temperaturparameter an drei verschiedene Fühler gekuppelt sein: Ein Fühler für die
Wassertemperatur, eine Aussensonde und ein Umgebungsthermostat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuer- und
Regelschaltung für Heizungsanlagen zu schaffen, die gleichzeitig
mehrere bestimmende Temperaturen berücksichtigt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass
ein Temperaturfühler für das Warmwasser, der in einer Leitung angeordnet ist, einer äusseren Temperatursonde
zugeordnet ist, die in einer zweiten Leitung angeordnet ist, dass die beiden Leitungen zu einem Summierer führen,
der den Sollwert der Temperatur in Abhängigkeit von der Aussentemperatur vermindern kann, und dass ein Umschalter
für die Steuerspannung der Regelung mit dem Summierer und einer Leitung eines Umgebungsthermostaten in der
Weise verbunden ist, dass der Umschalter zum Zeitpunkt der Angleichung der Raumtemperatur und des Umgebungsthermostaten
die Steuerspannung der Regelung von der Anordnung aus Wasserfühler und äusserer Sonde zum Umgebungsthermostaten
umschaltet.
Die erfindungsgertiässe Steuer- und Regelschaltung basiert
auf der Messung einer Temperaturdifferenz zwischen einem gemessenen Wert und einem vorbestimmten Sollwert. Die
erfindungsgemässe Schaltung zeichnet sich aus durch die
Verbindung eines Temperaturfühlers für das Heizwasser und
einer äusseren Temperatursonde, deren Verstärker auf den
gleichen Summierer geführt sind, sowie durch den Anschluss eines Umgebungsthermostaten an einen Umschalter für die
Steuerspannung der Regelung, zu dem ferner die Anordnung
aus Wasserfühler und äusserer Sonde führt.
Aufgrund dieser Ausbildung vermindert die äussere Sonde den vorbestimmten Sollwert in Abhängigkeit von der Aussentemperatur,
und der Umgebungsthermostat vermindert die vorbestimmte Temperatur bis zur Angleichung der Spannung
mit der der Anordnung aus Wasserfühler und äusserer Sonde,
409828/037 S
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die er dann ersetzt.
Die Erfindung liefert daher eine Lösung, die es ermöglicht.
Signale zu erzeugen, deren Höhe zuerst in Abhängigkeit von dem Temperaturunterschied zwischen der Umgebung und
der Aussenatmosphäre und dann in Abhängigkeit von dem Temperaturunterschied zwischen dem aufgeheizten Wasser
und der Umgebung moduliert wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Heizungsanlage, die durch
die erfindungsgemässe Schaltung gesteuert wird: und
Fig. 2 eine Kurve, die die Änderungen der Spannung.
als Funktion der Temperatur wiedergibt.
Aus der folgenden Beschreibung ergeben sich auch besondere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung. Die erfindungsgemässe
Schaltung ist in Anwendung auf die Steuerung einer wandmontierten Gasheizung dargestellt und beschrieben. Sie
ist jedoch auch bei anderen Heizungsanlagen mit anderen
Warmeenergiequellen anwendbar.
Die erfindungsgemässe Schaltung basiert auf gewissen theoretischer
Überlegungen, deren Prinzip die Kurve nach Fig. 2 erläutert.
Die Regelspannung V ist als Funktion der Temperatur θ wiedergegeben.
Im vereinfachten Fall eines von einem Verstärker
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gefolgten Fühlers ändert sich die Spannung am Ausgang des
Verstärkers linear mit der Temperatur (Stufe A). Wenn eine Stellspannung Vo für eine gegebene Temperatur Gm eingeführt
wird, dann entspricht eine höhere Temperatur am Ausgang einer niedrigeren Spannungais Vo und umgekehrt,
d.h. dass eine Abweichung + £ einer Temperatur +Δ? entspricht.
Es ist bekannt, dass bei elektronischen Regeleinrichtungen mit Betragsmodulation ein Temperaturfühler
die Grosse der Rechteckimpulse steuert, d.h. dass eine Erhöhung der Temperatur zu einer Verringerung der Höhe
eines Rechteckimpules führt,
Fig. 1 zeigt eine Wandheizung 1, die von einem Gasbrenner beheizt wird und eine Auslassleitung 3 für Warmwasser
umfasst, die aus einem Heizkörper 4 heraustritt. Der Temperaturfühler für das Warmwasser ist ein Thermistor 5,
der an der Auslassleitung 3 am Auslass des Heizkörpers angebracht ist. Eine Leitung 6 verbindet den Fühler einerseits
mit einem Verstärker 7, der über einen Anzeiger 8, der einen Sollwert θρ für das Sanitärwarmwasser angibt,
ein-gestellt bzw. beaufschlagt ist, und andererseits mit*
einem Verstärker 9, der über einen Anzeiger 10, der einen Sollwert 9c für das Heizwarmwasser angibt, eingestellt
ist.
Eine ausserhalb des Raumes angeordnete Sonde 11 ist über eine Leitung 12 mit einem Verstärker 13 verbunden, der auf einen
oder den anderen der Temperaturschwellwerte ös (- 10°,
- 5°, 0 0C) eingestellt ist, von denen ausgehend die Sonde wirksam ist.
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Die Leitungen 6 und 12 führen zu einen Summierer 14, der
die von dem Wasserfühler 5 und der Sonde 11 empfangenen
Informationen zusammenfasst, um den Sollwert in Abhängigkeit von der Aussentemperatur zu vermindern.
Ein Umgebungsthermostat 15, dem ein Verstärker 16 folgt, der über einen Anzeiger 17 für die Regeltemperatur 9t der
Atmosphäre des Raumes eingestellt ist, ist mit einem Umschalter 18 für die Steuerspannung der eigentlichen
Regelung verbunden. Mit diesem Umschalter ist ferner der Summierer 14 verbunden.
Bei dieser Anordnung vermindern die Anzeigen der äusseren Sonde in Abhängigkeit von den aufeinander folgenden
Schwellwerten, beispielsweise -100C, -5 C1-O C,
den Sollwert der Temperatur des Heizwassers. Die von den Radiatoren entwickelte Wärme erhöht die Raumtemperatur
und demzufolge die des Umgebungsthermostaten. Wenn Temperaturgleichheit besteht, tritt der Raumthermostat
15 für die Anordnung aus Wassertemperaturfühler und äusserer Sonde ein. Der Umschalter 18 schaltet somit die
Ausrichtung der Steuerspannung der Regelung von der Gruppe aus Wasserfühler und äusserer Sonde (Leitung 6)
zum Umgebungs thermo s tat en um.
Wenn eine .Abkühlung des Umgebungsthermostaten auftritt
(beispielsweise bei geöffnetem Fenster) erfolgt eine Umschaltung im entgegengesetzten Sinne. Aufgrund der beschriebenen
Schaltung wird eine Vergrösserung der Höhe des Rechteckimpulses, der das Regel- bzw. Steuersignal der Anlage
wiedergibt, durch die Vergrösserung der angelegten Spannung gesteuert, wobei dies in Abhängigkeit von den An-
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zeigen von drei verwendeten Temperaturfühlern erfolgt.
Patentanspruch:
4098 28/037
Claims (1)
- PatentanspruchSteuer- und Regelschaltung zur Proportionalregelung für Heizungsanlagen mit veränderbarer Leistung, wobei ein Temperaturunterschied zwischen einem gemessenen Wert und einem vorgegebenen Temperatursollwert gemessen wird und dem Regelorgan für die Wärmeleistung elektrische, proportional zum Temperaturunterschied modulierte Signale zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturfühler (5) für das Warmwasser, der in einer Leitung (6) angeordnet ist, einer äusseren Temperatursonde (11) zugeordnet ist, die in einer zweiten Leitung (12) angeordnet ist, dass die beiden Leitungen (6, 12) zu einem Summierer (14) fühtaen, der den Sollwert der Temperatur in Abhängigkeit von der Aussentemperatur vermindern kann, und dass ein Umschalter (18) für die Steuerspannung der Regelung mit dem Summierer (14) und einer Leitung eines Umgebungsthermostaten in der Weise verbunden ist, dass der Umschalter (18) zum Zeitpunkt der Angleichung der Raumtemperatur und des Umgebungsthermostaten die Steuerspannung der Regelung von der Anordnung aus Wasserfühler und äusserer Sonde zum Umgebungsthermostaten umschaltet.409828/037S
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