DE2714895B2 - Temperaturabhängige Luftmengenregeleinrichtung für Tierställe o.dgl - Google Patents

Temperaturabhängige Luftmengenregeleinrichtung für Tierställe o.dgl

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Description

ίο Die Erfindung betrifft eine temperaturabhängige Luftmengenregeleinrichtung für Tierställe oder dergleichen unter Verwendung mindestens eines mittels Asynchronmotors angetriebenen Ventilators und einer temperaturabhängig einstellbaren Spannungsquelle, sowie mit einem Temperaturfühler.
Bei der Massentierhaltung, bei denen die Tiere im allgemeinen auf engstem Raum gehalten werden, entsteht eine nicht unerhebliche Wärmeentwicklung. Die Tiere sollen jedoch in einer Umgebung von möglichst konstanter Temperatur gehalten werden. Dies bedeutet daß Sommer und Winter, sowie auch am Tage und in der Nacht eine sehr unterschiedliche Belüftung durchgeführt werden muß. Im Winter kann die Wärmeentwicklung zum Beheizen des Stalles verwendet werden, was zu einer Einsparung von Energiekosten führt Im Sommer jedoch ist eine äußerst starke Belüftung erforderlich. Das Luftmengenverhältnis zwischen Sommer- und Winterbelüftung ist etwa 10:1, d. h. im Sommer muß die lOfache Luftmenge abgeführt werden.
Die für die Belüftung verwendeten Ventilatoren sind Massenprodukte, die einerseits kostengünstig sein sollen, zum anderen, auf Grund der genannten Umgebung, auch eine robuste Ausführung besitzen müssen. Normalerweise werden deshalb für diese Ventilatoren Asynchronmotoren verwendet. Diese lassen sich jedoch bekanntlich bezüglich der Drehzahl nur mit besonderen Maßnahmen und im engen Grenzen regeln.
Das DE-Gbm 19 55 601 zeigt ein Gerät bei dem die Drehzahl von Ventilatoren bei steigender Stalltemperatur erhöht wird. Das Anschließen der Ventilatormotoren an verschiedene Anzapfungen eines Transformators erfolgt mittels Schützketten. Es sind keine besonderen Vorkehrungen getroffen, um einen !möglichst großen Drehzahlbereich zu überstreichen; außerdem müssen die Motoren zunächst mit der höchsten Spannung angelassen werden.
In der DE-OS 18 02181 soll die Verwendung von
so polumschaltbaren Asynchronmotoren für die Stallüftung vermieden und dennoch ein großer Regelbereich erzielt werden. Dies wird jedoch nur durch eine verhältnismäßig komplizierte und teure Drehzahlregelschaltung mittels Phasenanschnitt erzielt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftmengenregeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die trotz Verwendung handelsüblicher Asynchronmotoren für die Ventilatoren einen breiten Regelbereich besitzt, wie er für die genannten Verhältnisse notwendig ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Asynchronmotor ein polumschaltbar Motor ist, daß der Temperaturfühler ein Mehrpunktethermostat mit entsprechend vielen Thermokontakten
bri ist, die mit steigender Temperatur nacheinander ansprechen und daß ein Schaltnetzwerk vorgesehen ist, das mit dem Temperaturfühler verbunden ist, derart, daß je nach Differenz zwischen Soll- und Isttemperatur
eine Polumschaltung und die Einschaltung einer entsprechenden Stufenspannung der Spannungsquelle ausgelöst wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In der nachfolgenden Beschreibung, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt, wird die Erfindung näher erläutert Es zeigt
Fig. la und Ib zusammengesetzt ein elektrisches Schaltbild einer beispielsweisen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung.
Die beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung besteht im Prinzip aus einem Transformator TR mit mehreren Anzapfungen, der eingangsseitig an Netzspannung liegt Ober die Anzapfungen des Transformators TR wird die Wicklung eines polumschaltbaren Motors MO gespeist Ein Temperaturfühler TF stellt die Raumtemperatur fest und bewirkt über die Schützkette Ci-C9 und deren zugeordnete Kontakte abhängig von der gewünschten Temperatur eine Grob- und Feinregelung der Drehzahl des Motors AfO. Die Grobregelung erfolgt durch Polumschaltung, während die Drehzahlfeinregelung durch Anlegen unterschiedlicher Spannungen, die von den Anzapfungen abgegeben werden, erzielt wird.
Obwohl ein Regelkreis zwischen Temperaturfühler und regelbarer Spannungsquelle — hier den Transformator TR, der auch ein Drehtransformator sein könnte — möglich wäre, ist der Temperaturfühler TF ein Mehrfachthermostat, dessen Kontakte bei jeweils unterschiedlichen Temperaturen umschalten.
Der polumschaltbare Motor MO ist ein Asynchronmotor, der mit Drehstrom betrieben wird. Die Polumschaltung kann dadurch erfolgen, daß die Wicklung des Motors MO beispielsweise in mehrere Polengruppen unterteilt ist, aus denen durch Umschaltung zwei beliebige Polzahlen gebildet werden können. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird jedoch die Wicklung des Motors in Dahlanderschaltung ausgeführt Der Motor ist 4/8polig, d. h, daß eine Umschaltung der Drehzahl von 700 auf 1400 U/min. möglich ist Dahlanderschaltung ist im einzelnen bekannt, so daß auf die Schaltung der Wicklungen nicht näher eingegangen werden muß.
Die regelbare Spannungsquelle, im Falle der Ausführungsform des Transformators TR, besitzt vier Anzap- fungen, an denen 85 V, 140 V, 230 V bzw. 380 V sekundärseitig abgegriffen werden können. Welche Spannung an den Motor angelegt wird, wird durch die Erregung eines der Schütze Cl, C2, CI oder C 4 bestimmt 1st das Schütz CS erregt, dann ist der Motor MO 8polig geschaltet (Dreieckschaltung), während bei erregten Schützen C6 und C7 die 4polige Schaltung der Wicklung vorliegt (Sternschaltung), bei der der Motor mit der höheren Drehzahl, nämlich 1400 U pro Minute läuft Das Schütz C9 ist bei eingeschaltetem Hauptschalter SE normalerweise erregt, so daß auch die Kontakte c9 geschlossen sind; der Haltestromkreis für C9 führt jedoch über einen Thermokontaki des Motors, so daß bei dessen Erhitzung dieser Stromkreis unterbrochen und C9 abgeworfen wird, was auch eine Abtrennung des gesamten Motors zur Folge hat. Über den Tastenschalter a 1 mit Wiedereinschaltsperre, kann der Motor nach Abkühlung wieder angeworfen werden.
In den Stromkreisen für die einzelnen Schütze sind zur gegenseitigen Verriegelung der Schütze Kontakte jeweils anderer Schütze vorgesehen. Beispielsweise liegen im Stromkreis des Schützes Ci die Kontakte c2, c 3, c 4. Für jedes Schütz Cl bis C6 sind Schaltverzöge rer S1 bis 56 vorgesehen, um ein zu schnelles Schalten der Schütze zu verhindern. Dies ist notwendig, da bei zu schnellem Schalten die niedrige Spannung des Transformators TA auf die hohe Spannung geschaltet wird, wodurch die Kontakte der Sciiütze verschweißen könnten.
Die Funktion der erfindungsgernäßen Regeleinrichtung ist wie folgt:
Der Thermostat der beispielsweise eine Schaltgenauigkeit von ± 1°C besitzt kann mittels Drehknopf auf die gewünschte Stalltemperatur, beispielsweise 18° C eingestellt werden. Der Abstand der einzelnen Schaltstufen beträgt 1°C. Es sei angenommen, daß beim Schließen des Hauptschalters S£"die Stalltemperatur unter 18° C liegt Beim Anlegen der Spannung zieht über den in Stellung 3 befindlichen Thermostatkontakt III das Schütz CS über den Schaltverzögerer mit 0,5 see Verzögerung an. Mit einer Schaltverzögerung von ebenfalls 0,5 see folgt das Schütz Cl, das über den Thermostatkontakt Der an Spannung gelegt wird
Über den Tastenschalter a 1 wird ein Stromkreis für das Schütz C9 geschlossen und somit eine Spannung von 3 χ 85 V an die Klemmen Ua, Va und IVa des Motors MO gelegt Der Motor läuft somit mit der niedrigsten Drehzahl. Steigt die Stalltemperatur auf 190C, dann schaltet der Thermostat-Kontakt I in Stellung 1 um. Dies hat zur Folge, daß das Schütz C1 abfällt und das Schütz C2 mit Schaltverzögerung anzieht Der Motor erhält somit eine Spannung von 3 χ 140 V; er wird nach wie vor in 4poliger Schaltung betrieben. Bei 200C Stalltemperatur schaltet der Thermostatkontakt II in die Stellung 1 um, so daß C2 abfällt und über den Thermostatkontakt II das Schütz C3 verzögert anziehen kann. Die Drehzahl des Motors steigt an, da die Spannung am Motor nun 3 χ 230 V beträgt
Bei einem weiteren Anstieg der Stalltemperatur auf 210C, schaltet nun auch der Thermostatkontakt III in die Stellung 1 um. Gleichzeitig fällt C3 und C5 ab. Erst wenn C5 abgefallen ist, kann über den Thermostatkontakt III das Schütz C6 verzögert anziehen. Hat C6 angezogen, so zieht auch C7 an. Auch C8 kann über die Stellung 3 des Thermostatkontakts IV anziehen. Dies ist wichtig, da sonst C2 bei Polumschaltung des Motors auf hohe Drehzahl nicht anziehen kann, da C5 bereits abgefallen ist. C8 muß auch bei Umschaltung des Thermostatkontaktes IV abfallen, da sonst C2 über den Thermostatkontakt III in Stellung 1 immer angezogen bleibt und ein Anziehen der Schütze C3 und C4 verhindert
Durch Anziehen der Schütze Ctö und C7 ist nun die Polumschaltung des Motors MO erfolgt, so daß dieser zum Lauf mit hoher Drehzahl bereit ist. Nun zieht wiederum C2 verzögert an, das die Spannung über den Thermostatkontakt III, der sich in Stellung 1 befindet, sowie über die Kontakte der angezogenen Schütze C 7 und C8 erhält. Der Motor MO wird jetzt wiederum mit der Spannung 3 χ 140 V versorgt, diesmal jedoch an den Klemmen Ub, Vb, Wb, also in 8poliger Schaltung der Wicklung.
Steigt die Stalltemperatur auf 220C, dann schaltet der Thermostatkontakt IV in Stellung 1 um. C8 und C 2 fallen ab und C3 zieht diesmal über den Thermostatkontakt IV und den Kontakt des Schützes C7 verzögert an. Der Motor wird jetzt mit einer Spannung von 3 χ 230 V mit noch höherer Drehzahl b eitrieben.
Wird die Stalltemperatur von 23°C überschritten, schaltet zuletzt auch Thermostatkontakt V um. C3 fällt
ab und C 4 zieht über den Thermoslatkontakt V und den Kontakt des Schützes Cl verzögert an. Der Ventilator läuft jetzt mit höchster Drehzahl bei einer an den Motor Abgelegten Spannung von 3 χ 380 V.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist nur ein Motor MO für einen Ventilator gezeigt. Es ist verständlich, daß durch entsprechende parallele Schaltung mehrere Motoren gespeist und ihre Drehzahl geregelt werden können.
Den einzelnen Schützen können Kontroll-Lampen Λ1 bis Λ 7 zugeordnet werden, so daß jederzeit erkennbar ist, welche Drehzahlstufe gerade wirksam ist. Die Kontroll-Lampe Λ 7 dient dazu, den Ausfall eines Ventilators, z. B. durch Übertragung anzuzeigen.
Die drei Phasen, sowie der Steuerstromkreis sind durch Neozed-Schmelzeinsätze e 1 bis e4 abgesichert.
Nachstehend wird nochmals tabellarisch der Zustand der einzelnen Schütze bei den verschiedensten Temperaturen angegeben:
Temperatur Schaltschütz Hierzu Schaltschütz abgefallen niedrigste Drehzahl
angezogen
Über 18° CS-Ci C2-C3-C4-C6-C7-C8
19° C5-C2 C1-C3-C4-C6-C7-C8 Polumschaltung
20° C5-C3 C1-C2-C4-C6-C7-C8
21° C6-C7-C8-C2 C5-C1-C3-C4 höchste Drehzahl
22 ο C6-C7-C3 C5-C1-C2-C4-C8
23° C6-C7-C4 C5-C1-C2-C3-C8
2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Temperaturabhängige Luftmengenregeleinrichtung für Tierställe od. dgL unter Verwendung mindestens eines mittels Asynchronmotors angetriebenen Ventilators und einer temperaturabhängig einstellbaren Spannungsquelle, sowie mit einem Temperaturfühler, dadurch gekennzeichnet, daß der Asynchronmotor ein polumschaltbarer Motor ist, daß der Temperaturfühler ein Mehrpunktethermostal mit entsprechend vielen Thermokontakten ist, die mit steigender Temperatur nacheinander ansprechen und daß ein Schaltnetzwerk vorgesehen ist, das mit dem Temperaturfühler verbunden ist, derart, daß je nach Differenz zwischen Soll- und Isttemperatür eine Polumschaltung und die Einschaltung einer entsprechenden Stufenspannung der Spannungsquelle ausgelöst wird.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenspannungen der Spannungsquelle derart bemessen sind, daß jede Stufenspannung das 0,6fache der nächsthöheren Stufenspannung beträgt
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Asynchronmotor eine Wicklung besitzt, bei der die Polumschaltung nach Dahlander (1 :2)erfolgt.
4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung des Asynchronmotors in mehrere Spulengruppen unterteilt ist, aus denen durch Umschaltung zwei beliebige Polzahlen gebildet werden.
5. Regeleinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte Wicklungen vorgesehen sind, die jeweils entweder unterteilt sind oder nach Dahlander geschaltet sind.
6. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daO die einstellbare Spannungsquelle aus einem Transformator mit mehreren Anzapfungen besteht, die jeweils für eine andere Spannung ausgelegt sind und daß die jeweils einer bestimmten Temperatur zugeordnete Spannung durch Anschließen der entsprechenden Anzapfung an die Motorwicklung durch das Schaltnetzwerk erfolgt
7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Spannungsquelle aus einem Widerstandsnetzwerk mit Widerständen unterschiedlicher Größe gebildet wird, das an die Netzspannung angeschlossen wird.
8. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Spannungsquelle aus einem Drehtransformator besteht, dessen Stellung abhängig von der Stellung des Temperaturfühlers bestimmt wird.
9. Regeleinrichtung hach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltnetzwerk aus Schützen, sowie deren Kontakten besteht.
10. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltnetzwerk eine Halbleiterschaltung ist.
11. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mit einem Thermokontakt versehen ist, der über eine Schaltvorrichtung die Spannungszuführung zum Motor bei Überlastung oder dergleichen unterbricht, wobei ein Wiederanlaufen nur durch Drücken einer handbetätigbaren Taste erfolgt
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