DE2531739A1

DE2531739A1 - Elektronische abschalteinrichtung fuer die umwaelzpumpe einer geregelten heizungsanlage mit mischventil

Info

Publication number: DE2531739A1
Application number: DE19752531739
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Lamberti Elektronik GmbH and Co KG
Current assignee: Lamberti Elektronik GmbH and Co KG
Priority date: 1975-07-16
Filing date: 1975-07-16
Publication date: 1977-02-03
Also published as: IT1081089B; NL7607506A; FR2318392A1; DE2531739B2; BE839056A; DE2531739C3; ES445864A1; FR2318392B1

Description

Dipl.-lng. H.-]. Lippert

Patentanwälte ,. , ,

506 Refrath bei Köln J⁴' /ft"

Frankenforster Straße 137 Ua/L·!!!

Lamberti Elektronik G.m.b.H.

& Co. KG.,
R δ s r a t h

Elektronische Abschalteinrichtung für die Umwälzpumpe einer geregelten Heizungsanlage mit Mischventil

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Abschaltung der Umwälzpumpe einer geregelten Heizungsanlage mit Mischventil, das durch Stellimpulse entsprechend der Soll/ Ist-Differenz der Temperatur motorisch auf- bzw. zugestellt wird.

Bei solchen Heizungsanlagen wird die Vorlauftemperatur des Heizkessels entweder von Hand eingestellt oder, bei witterungsgeführten Anlagen entsprechend der Außentemperatur, bzw. bei raum-

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proportionalen Reglern entsprechend der Raumtemperatur als Führungsgröße selbsttätig nachgestellt. Sodann teilt der Regler durch Verstellen des Mischventils dem Heizkreis eine mehr oder weniger große Teilmenge des dem Heizkessel entnommenen Wassers zu ^ während der Rest durch das Mischventil über einen Nebenschluß direkt in den Heizkessel zurückgeführt wird. Die im Heizkreis enthaltene Umwälzpumpe wird selbstverständlich nur dann benötigt, wenn das Mischventil dem Heizkreis Heißwasser zugeführt, nicht dagegen dann, wenn sich das Mischventil in derjenigen Endlage befindet, in der dem Heizkreis kein Wasser zugeführt wird, weil dort keine Wärme benötigt wird, also beispielsweise in der warmen Jahreszeit.

Während ältere Heizungsanlagen mit einem Handschalter für die Pumpe versehen waren, sind neuere Heizungsanlagen bzw. die dazugehörigen Regler mit einer automatischen Pumpenabschaltung versehen. Bei den bekannten Heizungsanlagen bzw. zugehörigen Reglern erfolgte diese selbsttätige Pumpenabschaltung in der Zu-Lage des Mischventils durch einen zusätzlichen Endlagenschalter, der kurz vor Erreichen dieser Endlage von der Steuerwelle für das Mischventil betätigt wird und die Pumpe abschaltet.

Diese bekannte Pumpenabschaltung hatte jedoch zwei Nachteile: In Zeiten sehr geringen Wärmebedarfs befindet sich das Misch-

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ventil kurz vor seiner Zu-Lage und pendelt, entsprechend den vom Regler gegebenen Steilimpulsen, zwischen dieser Lage und der Zu-Lage ständig hin und her. Dabei wird gleichzeitig der Endlagenschalter für die Pumpe ständig ein- und ausgeschaltet. Die Umwälzpumpe wird in solchen Fällen ständig ein- und ausgeschaltet. Dadurch werden entfernt liegende Heizkörper nur schwach oder nicht mehr erwärmt. Außerdem ist es heizungstechnisch und regelungstechnisch nicht richtig, in einer solchen Grenzsituation, in der nur geringer Wärmebedarf besteht, die Umwälzpumpe periodisch abzuschalten. Richtiger wäre es vielmehr, in dieser Zeit die Pumpe ständig laufen zu lassen. Das läßt sich aber mit Hilfe eines mechanischen Endlagenschalters nicht erreichen, wenn andererseits die Forderung bestehtn bleibt, bei langdauernder Zustellung des Mischventils die Pumpe sicher abzuschalten.

Der zweite Nachteil der bekannten Pumpenabschaltung mit Hilfe eines Endlagenschalters ergibt sich daraus, daß die Mischventile in einigen Heizungsanlagen rechts vom Heizkessel, in anderen dagegen links von diesem eingebaut werden, wobei das Mischventil in bekannter Weise beim Wechsel der Heizkesselseite verdreht und mit vertauschten Anschlüssen sowie umgelegter Skale eingebaut wird. Die Zustellung bei dem Einbau rechts vom Heizkessel wird dann bei Einbau links vom Heizkessel die Aufstellung; in gleicher Weise wird aus der Aufstellung rechts die Zustellung links.

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Da man für beide Montagearten des Mischventils denselben Regler verwenden möchte, wobei lediglich elektrisch im Regler die Zustellung mit der Aufstellung vertauscht wird, ergab sich nun die Notwendigkeit, auch den Endlagenschalter für die Umwälzpumpe zu versetzen. Diese Versetzung erfolgte bei einigen der bekannten Regler dieser Art dadurch, daß eine Nockenscheibe umgesetzt und erneut genau justiert werden mußte. Diese Umstell- und Justierarbeiten können erst bei der Montage, unter den dann erheblich erschwerten Bedingungen, vorgenommen werden, da bei der Lieferung der Regler noch nicht bekannt ist, ob das Mischventil rechts oder links vom Heizkessel angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten beiden Nachteile zu beseitigen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Endlagenschalter für die Pumpenabschaltung durch einen elektronischen Pumpenabschalter ersetzt wird, der in den elektronischen Regler mit eingebaut oder einem solchen Regler nachgeschaltet ist. Insbesondere erfolgt die Lösung der gestellten Aufgabe dadurch, daß das Verhältnis der Pausenzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zu-Impulsen zur Dauer dieser Zu-Impul-: se gebildet und mit einem vorbestimmten Grenzwert dieses Ver- j hältnisses verglichen wird, bei dessen Unterschreitung die Pumpe abgeschaltet wird und solange abgeschaltet gehalten wird,

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bis der erste Auf-Impuls die Pumpe wieder einschaltet.

Sofern also Zu-Impulse konstanter, verhältnismäßig kurzer Dauer und gleichartiger Auf-Impulse verwendet werden, wird je nach der zeitlichen Steilheit der Änderung des Wärmebedarfs im Heizkreis eine längere oder kürzere Pausenzeit zwischen den Impulsen liegen, während im eingeregelten Zustand und bei konstant bleibendem Wärmebedarf im Heizkreis in größeren Abständen ein einzelner Zu-Impuls mit einem einzelnen Auf-Impuls abwechselt.

Da es bei der Erfindung darum geht, die Pumpe erst bei schneller, eindeutiger Annäherung an die Zulage des Mischers abzuschalten, interessiert hier nur der zeitliche Verlauf zwischen aufeinanderfolgenden Zu-Impulsen. Sofern der Regler, beispielsweise durch

für plötzliches Herabsetzen der Soll-Temperatur die Nachtzeit oder für das Wochenende, oder durch plötzliches Ansteigen der Außentemperatur eine schnelle Folge von Zu-Impulsen gibt, verringert ; sich die Pausenzeit zwischen den einzelnen Zu-Impulsen und es verkleinert sich demgemäß das genannte Verhältnis zwischen der

Pausenzeit und der Impulsdauer. i

Sofern der Regler jedoch so eingerichtet ist, daß er eine \ konstante Impulsfolgefrequenz besitzt, wird sich bei plötzlicher; Verringerung des Wärmebedarfs im Heizkreis sowohl die Dauer der

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Zu-Impulse vergrößern als auch gleichzeitig die Dauer der Pausen zwischen den Impulsen verringern. Auch in diesem Falle nimmt also das Verhältnis zwischen der Pausenzeit und der Impulsdauer entsprechend ab.

Es wäre auch noch der Fall denkbar, daß die Pausenzeit konstant gehalten und die Impulsdauer vom Regler verändert wird.

In allen drei Fällen ändert sich das Verhältnis zwischen der Pausenzeit und der Impulsdauer.

Es läßt sich nun, je nach dem gewünschten Verhalten des Reglers hinsichtlich der selbsttätigen Pumpenabschaltung, ein bestimmtes Verhältnis der Pausenzeit zur Impulsdauer als Grenzwert festlegen, bei dessen Unterschreitung die Pumpe abgeschaltet werden soll. Wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Regler, daß die Pumpe solange abgeschaltet gehalten wird, bis der erste Auf-Impuls die Pumpe wieder einschaltet.

Diese Weiterbildung des elektronischen Ein-Aus-Reglers für das Mischventil einer Heizungsanlage hat den gewünschten Erfolg, ein ständiges Ein- und Ausschalten der Pumpe in der Nähe der Zustellung des Mischventils zu verhindern und die Pumpe zunächst eingeschaltet zu lassen, dann aber, wenn ein bestimmtes Impuls-

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zoicverkältnis unterschritten wird, die Pumpe dauernd auszuschalten und solange ausgeschaltet zu lassen, bis ein erhöhter Wirnebedarf den ersten Auf-Impuls veranlaßt und der Regler daraufhin die Pumpe wieder voll einschaltet.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, den Vergleich des Impulszeit- -/erhältnisses mit dem vorbestimmten Grenzwert durch die Aufladung eines Kondensators von einer konstanten Ladegleich-Goaruiung aus vornehmen zu lassen. Dazu wird insbesondere vorgeschlagen, daß der Kondensator jeweils während der Dauer eines Zu-Impulses über einen kleinen Ladewiderstand an die konstante Ladegleichspannung angeschlossen und dadurch mit geringerer Zeitkonstante aufgeladen wird, während er gleichzeitig dauernd über einen ständig angeschlossenen größeren Entladewiderstand mit einer größeren Zeitkonstante entladen wird. Anstelle der Zeiten werden hier also die Ladungen verglichen, die dem Kondensator einmal über den Ladewiderstand während der Impulszeit zufliessen bzw. andererseits über den Entladewiderstand während der Pausenzeit abfliessen. Sofern dabei die zugeführte Ladung überwiegt, wird insgesamt nach einem vollständigen Zyklus, also einer Pausenzeit und einer darauf folgenden Impulszeit, die Ladung und damit auch die Spannung am Kondensator gestiegen sein und in den darauffolgenden Zyklen weiter ansteigen.

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Sofern also, bei konstanter Impulsdauer, die Pause sehr groß ist und Ladewiderstand und Entladewiderstand zweckmäßig gewählt sind, wird die Spannung am Kondensator zwar abwechselnd steigen und fallen, insgesamt aber doch über einen gewissen Höchstwert i nicht hinauskommen.

Yenn aber die Pausenzeit zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen mehr und mehr abnimmt, die Impulse also schneller aufeinanderfolgen, wird die Jeweils abgeführte Ladungsmenge immer geringer sein und die Spannung am Kondensator sich von Zyklus zu Zyklus erhöhen und der Ladegleichspannung zustreben. Erfindungsgemäß ist nun bei dieser Weiterbildung vorgesehen, daß beim Ansteigen der Kondensatorspannung über einen vorbestimmten, selbstverständlich unterhalb der Ladegleichspannung liegenden Schwellwert ein ι schwellwertabhangiges Schaltglied die Pumpe abschaltet und \

gleichzeitig den Kondensator über den Ladewiderstand nachlädt. Dadurch wird die ständige Entladung über den Entladewiderstand kompensiert und der Kondensator behält seine Spannung oberhalb ; des besagten Schwellwertes, so daß die Pumpe abgeschaltet bleibt.¹ Gleichzeitig ist aber vorgesehen, daß jeder Auf-Impuls des Reglers eine schnelle Entladung des Kondensators über einen zweiten Entladewiderstand bewirkt. Sobald also nach einer längeren Ab- j schaltzeit der Pumpe wieder ein gewisser Wärmebedarf auftritt und der Regler den ersten Auf-Impuls gibt, wird der Kondensator i

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durch den entsprechend klein gehaltenen zweiten Entladewiderstand schnell entladen. Die Kondensatorspannung unterschreitet dadurch den vorgenannten Schwellwert und die Pumpe wird wieder eingeschaltet.

Über den Schaltzustand der Pumpe entscheiden dann wieder die Zeitverhältnisse bei den nachfolgenden Stellimpulsen des Reglers.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß das schwellwertabhangige Schaltglied einSchmitt-Trigger mit zwei Transistoren ist, wobei Kolektorkreis des einen Transistors ein Relais zum Schalten der Pumpe liegt. Sobald also die Kondensatorspannung den Schwellwert überschreitet, wird der Schmitt-Trigger umgesteuert und das im Stromkreis des einen Transistors liegende Relais betätigt, so daß die Pumpe abgeschaltet wird.

Die Aufladung des Kondensators erfolgt vorzugsweise über eine Oder-Schaltung, äie entweder vom Geber der Zu-Impulse oder vom Schmitt-Trigger aus.

Die Oder-Schaltung wird dabei vorzugsweise durch zwei Dioden realisiert.

Es versteht sich, daß das Impulsz'eitverhältnis auch auf andere

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Weise direkt oder indirekt bestimmt und mit dem vorbestimmten Grenzwert verglichen werden kann. So kann bei Verwendung konstanter Impulszeiten und demgemäß variabler Pausenzeiten eine Schalt*ung verwendet werden, die die Pausenzeiten mißt und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für diese Pausenzeit sofort die Pumpe ausschaltet und ausgeschaltet läßt, bis der erste Auf-Impuls kommt.

Es kann auch eine Schaltung verwendet werden, die bei konstanter Impulsdauer die sich bei veränderter Pausenzeit ändernde Impulsfolgefrequenz mißt und mit einem Schwellwert dieser Frequenz vergleicht.

Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel, das sich auf einen Regler mit konstanten Impulszeiten und variabler Pausenzeit bezieht, anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei

zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Heizungsanlage, die von einem erfindungsgemäßen elektronischen Regler geregelt werden soll;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines elektronischen Ein-Aus-Reglers mit automatischer Pumpenabschaltung;

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Fig. 3 ein Schaltbild des in Fig. 2 strichpunktiert eingerahmten Teiles des Reglers, der sowohl die Erzeugung der Stellimpulse für die motorische Bewegung des Mischerventils als auch für das Ein- bzw. Ausschalten der Umwälzpumpe bewirkt, und

Fig. 4 einen Zeitplan eines typischen Schaltvorganges der . Schaltung nach Fig. 3.

Die in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Heizanlage enthält einen Heizkessel 1, der bei 2 das durch den Brenner erhitzte Wasser abgibt und das abgekühlte Wasser bei 3 wieder empfängt, ein ' Mischerventil 4, eine Umwälzpumpe 5 und einen Heizkörper 6, der in dieser vereinfachten Darstellung an die Stelle aller insgesamt in der Heizanlage vorhandenen Heizkörper tritt.

Das Wasser wird im Heizkessel auf eine konstante Temperatur, beispielsweise 80° C, erhitzt und gelangt von dem Auslauf 2 zum Mischventil 4. Dort wird es je nach Stellung des Mischventils zu einem Teil über die Pumpe und den Heizkörper 6, zum anderen Teil direkt in die Rückleitung und von da in den Einlaß 3 des Heizkessels 1 geleitet.

Das Mischventil läßt sich zwischen zwei GrenzStellungen in be-

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kannter Weise stufenlos oder in mehreren Stufen verstellen. In
der einen Grenzlage wird alles Heißwasser vom Mischventil direkt zum Rücklaufeinlaß 3 zurückgeleitet, während das Mischventil in
der anderen Grenzlage alles bei 2 austretende Heißwasser der Umwälzpumpe 5 und dem Heizkörper 6 zuleitet. Die Regelung der Wärmeabgabe vom Heizkörper 6 in den Raum und damit der Raumtemperatur erfolgt also durch Zu- oder Aufstellen des Mischventils,
insbesondere durch zwei in entgegengesetzten Richtungen laufende Motoren, denen von dem Regler elektrische Stellimpulse zugeführt werden. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Vierwegeventil. Dreiwegeventile arbeiten in ähnlicher Weise.

Das nachstehend anhand der Figuren 2 bis 4 beschriebene
führungsbeispiel eines elektronischen Ein-Aus-Reglers bezieht
sich auf eine solche Reglerschaltung, bei der die den Stellmotoren für das Mischventil zugeführten Stromimpulse eine konstante zeitliche Länge haben, während die Aufeinanderfolge solcher
Stellimpulse bzw. die Pausenzeit zwischen aufeinanderfolgenden j Impulsen variabel sind.

Der in Fig. 2 schematisch dargestellte Regler umfaßt eine Meßbrücke 7 zur Messung der Ist-Temperatur des vom Heizkörper 6 ! zu beheizenden Raumes, wobei ein Temperaturfühler bekannter ; Funktionsweise verwendet wird. Auf die Art der Temperaturmessung und die Schaltung der Meßbrücke kommt es aber bei der Erläu-

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terung des AusfUhrungsbeispiels der Erfindung nicht an. Bei 8 wird der Sollwert, also die gewünschte Raumtemperatur, eingestellt. Der Istwert und der Sollwert werden dem Bauteil 9 des Reglers zugeführt, der diese beiden Werte miteinander vergleicht und aus der Soll/Ist-Differenz Stellimpulse bildet. An den Regelverstärker 9 schliessen sich die beiden Schaltstufen 11 und 12 an, von denen die Schaltstufe 11 Auf-Impulse und die Schaltstufe 12 Zu-Impulse liefert. Die von diesen Teilstufen gelieferten Impulse werden durch die Rückführung 10 in den Regelverstärker zurückgegeben, um diesem das gewünschte ne^lverhalten zu verleihen. Es ist auch bei raumproportionalen sowie bei witterungsgesteuerten Reglern üblich, von der Raum- bzw. Außentemperatur die Vorlauftemperatur des Heizsystems zu steuern.

An die Ausgänge der Schaltstufen 11 und 12 ist ein Ausgangsteil 13 angeschlossen, der die Relais für die beiden Stellmotoren des Mischventils und eine Schaltung zur selbsttätigen Abschaltung der Umwälzpumpe entsprechend dem Inrpulszeitverhältnis enthält. An diesen Ausgangsteil 13 sind die vorgenannten beiden Stellmotoren 14 und 16 und der Pumpenmotor 15» letzterer gegebenenfalls noch unter Zwischenschaltung eines Schaltschutzes, angeschlossen.

Der in Fig. 2 strichpunktiert dargestellte Teil, der den Ausgang der beiden Schaltstufen 11 und 12 sowie den Ausgangsteil 13 umfaßt, ist in Fig. 3 in einem detaillierten Schaltbild darge- , stellt. ,

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Der Ausgangstransistor T3 der Schaltstufe 12 erhält die positive Gleichspannung U₊ am Emitter und die Steuerimpulse an der Basis, während in den Kollektorkreis das Relais ReI 2 eingeschaltet ist, das den Arbeitskontakt d2 jeweils bei Eintreffen eines Zu-Impulses schließt und damit den Stellmotor 14 für das Mischventil während der Dauer des Zu-Impulses einschaltet.

Der in der Schaltstufe 11 liegende Ausgangstransistor T5 erhält ebenfalls die Steuerimpulse an seiner Basis und ist mit seinem Emitter an die gemeinsame Nulleitung, d.h. also an den negativen Pol der Gleichspannungsquelle, angeschlossen, während in der Rückleitung zum positiven Pol der Spannungsquelle das Relais ReI 1 liegt. Auch dieses Relais besitzt einen Arbeitskontakt d1, der jeweils beim Eintreffen eines Zu-Impulses am Transistor T5 geschlossen wird und den Stellmotor 16 für das Mischventil, jetzt in entgegengesetzter Drehrichtung, einschaltet. ',

Der Motor 15 für die Umwälzpumpe ist an den Arbeitskontakt d3 ι des Relais¹ ReI 3 angeschlossen und ist folglich bei stromlosem I Relais geschlossen und läßt die Umwälzpumpe antreiben.

Das Relais ReI 3 liegt im Kollektorstromkreis eines Transistors I T9, der, zusammen mit einem Transistor T8, einen Schmitt-Trigger¹ bildet. Die Steuerung des Schmitt-Triggers erfolgt von der nach-j

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- 15 stehend zu beschreibenden Kondensator-Widerstands-Schaltung aus.

Beim Fehlen von Impulsen seitens der Ausgangstransistoren T3 und T5 ist der Kondensator K4 entladen. Sine vorher eventuell auf dem Kondensator verbliebene Ladung fließt über den Widerstand Ro3 mit einer Zeitkonstamre Kh ' R63 ab, die so groß gewählt wird, daß eine auf dem Kondensator befindliche Ladung während der verhältnismäßig großen Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen weitgehend über den Widerstand R63 abgeflossen ist.

Eine Aufladung des Kondensators kann über den Widerstand R62 mit einer Zeitkonstante K4 · R62 erfolgen, die wesentlich kleiner gewählt wird, als die Zeitkonstante K4 · R63 der Entladung.

Durch Vorschaltung der Diode N21 ist ferner dafür gesorgt, daß über den Widerstand R62 nur eine Aufladung des Kondensators K4,nicht jedoch eine Entladung erfolgen kann.

Während jedes Zu-Impulses des Reglers wird der Transistor T3 leitend und bewirkt, daß die Ladegleichspannung U₊, von geringfügigen Verlusten im Transistor und in einer weiteren vorgeschalteten Diode N11 abgesehen, als Spannung U2 am Relais ReI 2 anliegt und damit gleichzeitig an der Reihenschaltung der Diode ;

N21, des Widerstandes R62 und des Kondensators K4 bzw. des ■

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diesem parallelgeschalteten Widerstandes R63. Da R63 groß gegenüber R62 gewählt wird, lädt sich der Kondensator K4 mit der Zeitkons tante K4 · R62 nach genügend langer Zeit fast auf die
Spannung U2 und damit fast auf die Ladespannung U₊ auf. Die Zeitkonstante K4 · R62 ist aber so bemessen, daß während der Dauer
eines Zu-Impulses nur ein Teil der Ladespannung U am Kondensator K4 anliegt. Sobald der Zu-Impuls beendet ist und demgemäß
keine witere Aufladung des Kondensators mehr erfolgt, .fließt
seine Ladung über den Widerstand R63 ab. Die Spannung am Kondensator nimmt dann einen Verlauf, wie er in dem Diagramm in Fig. 4 unten während des ersten Zu-Impulses 11 dargestellt ist.

Bevor die Funktion des Schaltbildes in Fig. 3 weiter erläutert
wird, wird zu den Zeitdiagrammen in Fig. 4 folgendes ausgeführt:

Das Zeitdiagramm zeigt übereinander in Abhängigkeit von der Zeit t die Schaltzustände bzw. Spannungen, die für das Verhalten einer Schaltung nach Fig. 3 charakteristisch sind. Oben im Zeitdiagramm ist der Schaltzustand der Pumpe dargestellt. In den beiden j darunter liegenden Teildiagrammen ist der zeitliche Verlauf der
Spannungen U1 und U2, die an den entsprechend bezeichneten j

Punkten der Schaltung in Fig. 3 anliegen, dargestellt. Dabei ist:

die Spannung U2, die auch am Relais ReI 2 anliegt, maßgebend ι für die Zustellung des Mischventils, während die an der Schalt- j

ί ι j I ■

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strecke des Transistors T5 liegende Spannung U1 für die Aufstellung des Mischventils maßgebend ist. Im unteren Teil des Diagramms ist der Verlauf der Kondensatorspannung angegeben und es ist außer der Ladespannung U₊ auch die Schwe11spannung U_g des Schmitt-Triggers eingezeichnet.

Ein einzelner Zu-Impuls 11 hat, wie dem Diagramm in Fig. 4 unten zu entnehmen ist, einen relativ steilen Anstieg der Kondensatorspannung zur Folge, die dann während einer längeren Pausenzeit über den Entladewiderstand R63 abgebaut wird.

Die Zeitkonstanten K4 · R63 und K4 · R62 sind für die in Frage stehenden Impulszeiten und die festgelegten Spannungswerte U_ und U so bemessen, daß bei größeren Pausenzeiten, wie sie in Fig. 4 zwischen dem Impuls 11 und 12 liegen, stets wieder ein Abfall der aufgebauten Spannung erfolgt und auch durch nachfolgende Impulse kein Aufschaukeln dieser Spannung stattfindet.

Sofern jedoch, wie in der Mitte des Zeitdiagramms in Fig. 4 dargestellt, mehrere Impulse 12, 13» 14 und 15 in kürzeren Abständen aufeinanderfolgen, genügt die Pausenzeit nicht mehr, um die während der Impulsdauer aufgebaute Kondensatorspannung wieder abzubauen, sondern es findet ein" etwa stufenartiger Anstieg der Spannung statt. Es läßt sich leicht zeigen, daß das Kri-

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teriura dafür, ob die Kondensatorspannung sich aufschaukelt oder nicht, das Verhältnis von Pausenzeit zu Impulsdauer ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat dieses Verhältnis bei der Impulsgruppe 12 bis 15 den kritischen Grenzwert, bei dem ein Aufschaukeln der Spannung einsetzt, überschritten. Die Kondensatorspannung steigt schließlich während oder am Ende eines Impulses, in dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel am Ende des Impulses 15» über die Schwellspannung U_ an.

In diesem Augenblick schaltet der Schmitt-Trigger in seine andere stabile Lage, indem jetzt der Transistor T8 stromlos und der Transistor T9 leitend wird und folglich das Relais ReI 3 anzieht. Damit wird der Ruhekontakt D3 geöffnet und die Pumpe ausgeschaltet, wie auch im Zeitdiagramm in Fig. 4 dargestellt ist.

Gleichzeitig gelangt vom Kollektor des Transistors 9 die Ladespannung U₊ über die Diode N24 an die Diode N21 und übernimmt, auch nach dem Ende des Impulses 15, die weitere Aufladung des Kondensators K4 über den Widerstand R62. Die Kondensatorspannung steigt deshalb über die Schwellspannung U hinaus an, um sich schließlich asymptotisch der Ladespannung U₊ anzunähern. :

Die beiden Dioden N11 und N24 stellen also eine Oder-Schaltung '·

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dar, indem sie gestatten, daß der Kondensator K4 über seinen Ladewiderstand R62 entweder vom Transistor T3, beim Auftreten eines Zu-Impulses, oder aber vom Transistor T9, beim Umschalten des Schmitt-Triggers und Ausschalten der Pumpe, geladen wird.

Da die Kondensatorspannung folglich oberhalb der Schwellspannung b. eibt, bleibt auch der Schmitt-Trigger stabil in seiner jetzigen Lage und das Relais ReI 3 hält die Pumpe weiterhin ausgeschaltet.

Dieser Zustand wird erst dann unterbrochen, wenn vom Transistor 75 der erste Auf-Impuls, im Diagramm mit 16 bezeichnet, eintrifft, Im Spannungs-Zeit-Diagramm in Fig. 4 ist die Spannung U1 zunächst für die Gesamtdauer bis zum Einsetzen des ersten Auf-Impulses 16 vorhanden und entspricht praktisch der Ladespannung U₊. Es sei bemerkt, daß die Spannungen U1 und U2 in einem wesentlich verkürzten Maßstab, vergleichen mit der Kondensatorspannung K4. aufgetragen sind.

Sobald also der erste Auf-Impuls 16 eintrifft, also die Spannung U1 während der Dauer dieses Impulses verschwindet, kann sich der Kondensator K4 über den verhältnismäßig kleinen Entladewiderstand R61 und die Diode N20 entladen. Der Widerstand R21 ist so bemessen, daß die Entladung des Kondensators durch ihn wesentlich schneller erfolgt, alse die Aufladung des Konden-

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sat-ors vom Schmitt-Trigger über die Diode N24, die Diode N21 und den Ladewiderstand R62.

Wie im Zeitdiagramm dargestellt, fällt die Kondensatorspannung UK4 jetzt steil ab und unterschreitet dabei sehr schnell die Schwellspannung U . Sobald die Schwellspannung unterschritten ist, schaltet der Schmitt-Trigger zurück, d.h. der Transistor T" wird leitend und der Transistor T9 stromlos. Damit fällt das Pumpenrelais ReI 3 ab und sein Ruhekontakt T3 schließt, so daß die Pumpe wieder eingeschaltet wird. In der Zeichnung, ist die Wiedereinschaltung der Pumpe zeitlich praktisch gleichzeitig mit dem Anfang des Impulses 6 eingezeichnet. Bei genauer Betrachtung wird die Pumpe selbstverständlich erst kurze Zeit nach dem Einsetzen des Impulses 6 wieder eingeschaltet, nämlich dann, wenn die Kondensatorspannung die Schwellspannung U_ un-

terschreitet.

Gleichzeitig mit dem Umschalten des Schmitt-Triggers endet die ständige Nachladung des Kondensators über die ELode N24 und die Entladung des Kondensators über den Widerstand R61, die Diode N20 und die Schaltstrecke des Transistors T5 schreitet fort. Nach dem Ende des Auf-Impulsesl6 fließt dann die Kondensatorladung nicht mehr über R61 und N20, sondern nur noch über R63 ab und wird schließlich nach einiger Zeit zu null.

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Es versteht sich, daß die in Fig. 3 nicht näher bezeichneten Widerstände nicht nur so bemessen sein dürfen, daß der Schmitt-Trigger zuverlässig arbeitet» sondern aucn so, daß über diese Widerstände keine Störung der Lade- und Entladeverhältnisse des Kondensators auftreten kann.

Zusammengefaßt ist also über dxe Wirkung der Schaltung folgendes zu sagen:

Solange nur Zu-Impuise in größeren Abständen auftreten, bleibt die Pumpe eingeschaltet. Das ist erst recht dann der Fall, wenn in größeren Abständen auf einen oder mehrere Zu-Impulse ein oder mehrere Auf-Impulse folgen, da ein Auf-Impuls stets eine schnelle Entladung des Kondensators K4 zur Folge hat. Dieser Fall ist also im Zeitdiagramm nicht dargestellt.

Sobald, bei plötzlich abnehmendem Wärmebedarf, die Zu-Impulse in kürzeren zeitlichen Abständen aufeinanderfolgen und das Impulszeitverhältnis, d.h.cas Verhältnis zwischen Pausenzeit und ■ Impulsdauer, einen bestimmten vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, steigt die Spannung am Kondensator K4 stufenartig an und erreicht nach einer bestimmten Zeit bzw. einer bestimmten Anzahl von Zu-Impulsen schließlich eine Schwellspannung. Dann wird die Pumpe abgeschaltet und bleibt solange abgeschaltet,

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bis der erste Auf-Impuls wieder anzeigt, daß Wärmebedarf vorhanden ist.

Είηβ weitere vorteilhafte Wirkung der Schaltung besteht darin, daß bei Überschreiten der Schwell spannung die am Relais ReI 2 liegende Spannung U2 nicht mehr nach dem Ende des letzten ZuImpulses abfällt, sondern bestehen bleibt, so daß der von diesem Relais geschaltete Stellmotor das Mischventil nicht .nur während kurzer Impulszeiten, sondern ständig einschaltet und damit das Mischventil schnell in seine Endlage führt.

Selbstverständlich sind, wie bei solchen Stellmotoren üblich, Endlagenschalter in den beiden Endstellungen vorgesehen, die bei bzw. kurz vor Erreichen der mechanischen Endlage des Ventils den Motorstrom abschalten, während das entsprechende Relais ReI 2 bzw. ReI 1 eingeschaltet bleibt.

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Claims

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1..·' Elektronische Abschalteinrichtung für die Umwälzpumpe einer geregelten Heizungsanlage mit Mischventil, das durch Stellirapulse entsprechend der Soll/Ist-Differenz der Temperatur motorisch auf- bzw. zugestellt wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis der Pausenzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zu-Impulsen zur Dauer dieser Zu-Impulse gebildet und mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird, bei dessen Unterschreitung die Pumpe abgeschaltet wird und solange abgeschaltet gehalten wird, bis der erste Auf-Impuls die Pumpe wieder einschaltet.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i c h ne t , daß der Vergleich des .Impulszeitverhältnisses durch einen Kondensator (K4) erfolgt, der während der Dauer der Zu-Impulse über einen Ladewiderstand (R62) an eine konstante Lade-Gleichspannung (U ) angeschlossen und mit geringerer Zeitkonstante geladen wird, während er ständig über einen Entladewiderstand (R63) mit größerer Zeitkonstante entladen wird, daß beim Ansteigen der Kondensatorspannung über einen vorbestimmten, unterhalb der Ladegleichspannung liegenden Schwellwert (U_) hinaus ein schwellwertabhangiges

Schalt-

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glied die Pumpe abschaltet und gleichzeitig den "Kondensator über den Ladewiderstand nachlädt und daß schließlich jeder Auf-Impuls eine schnelle Entladung des Kondensators über einen zweiten Entladewiderstand (R.61) bewirkt.

3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

z e i c h ne t , daß das schwellwertabhängige Schaltglied ein Schmitt-Trigger mit zwei Transistoren (T8, T9) ist, wobei im Kollektorkreis des einen Transistors (T9) ein Relais (ReI 3) zum Schalten der Pumpe liegt.

4. Regler nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung des Kondensators über eine Oder-Schaltung, entweder vom Geber (T,) der Zu-Impulse oder vom Schmitt-Trigger, erfolgt.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Oder-Schaltung durch zwei Dioden (N₁₁, N₂₄) gebildetvird.

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