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Auf die Raum- und Aussentemperatur ansprechende Einrichtung
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für ein Steuergerät einer Heizanlage Die Erfindung betrifft eine auf
die Raum- und Aussentemperatur ansprechende Einrichtung für ein Steuergerät einer
Heizanlage sowie ein Steuergerät für eine Heizanlage mit einert thermisch steuerbaren
Mischventil zum Beeinflussen der Temperatur des Wärmeträgers, der einem zu beheizenden
Raum zugeführt wird, welches Steuergerät einen Spannungsteiler, welcher drei parallel
zueinander geschaltete temperaturabhängige Widerstände umfasst, und eine Speisequelle
zum Anlegen einer Spannung an den Spannungsteiler aufweist.
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Bekannte Steuergeräte für Heizanlagen regeln die Temperatur des Warmwassers,
das den Heizkörpern des zu beheizenden Raumes zugeführt wird, in Abhängigkeit der
Raumtemperatur des zu beheizenden Raumes, der Aussentemperatur und der Temperatur
des zuzuführenden Warmwassers. Ein derartiges Steuergerät ist beispielsweise in
der schweizerischen Patentschrift Nr. 539 882 beschrieben. Zum Erfassen der drei
obengenannten Temperaturen sind drei Temperatursonden vorgesehen, von denen die
erste Temperatursonde zum Ermitteln der Raumtempratur in dem zu beheizenden Raum,
die zweite Temperatursonde zum Ermitteln der Aussentemperatur an der Aussenseite
des Gebäudes und die dritte Temperatursonde zum Ermitteln der Temperatur des Warmwassers
an der Vorlaufleitung
angeordnet sind. Die Temperatursonden umfassen
je einen temperaturabhängigen Widerstand, welche Widerstände in der Steuerschaltung
parallel geschaltet sind und einen Teil eines Spannungsteilers bilden. Der andere
Teil des Spannungsteilers ist ein regelbarer Widerstand. Der Spannung teiler ist
an eine Gleichstromquelle angeschlossen und mit den Teilspannungen des Spannungsteilers
wird je ein Kondensator über einen Vorwiderstand aufgeladen. An jedem der Kondensatoren
ist ein Schwellenwertschalter angeschlossen, die bei Erreichen einer bestimmten
Spannung am Kondensator ansprechen und ein Signal abgeben, sowie die zugeordneten
Kondensatoren nach Erreichen der Schwellenspannung wieder entladen. Mit den beiden
Signalen wird der Antriebsmotor eines Mischventiles gesteuert, das in Abhängigkeit
der Signalfolge mehr oder weniger heisses Wasser dem Vorlaufwasser zuführt. Das
eine dieser Signale bewirkt, dass sich der Antriebsmotor in der einen und das andere
Signal bewirkt, dass sich der Antriebsmotor in der anderen Richtung dreht. Im Gleichgewichtszustand
der Heizanlage sind die beiden Teilspannungen an dem Spannungsteiler gleich gross,
so dass die erzeugten Signale bzw. die Impulse gleich lang sind, wodurch der Antriebsmotor
gleich lang in der einen wie in der anderen Richtung dauernd hin und her gedreht
wird, wobei seine mittlere Stellung beibehalten wird. Steigt eine der überwachten
Temperaturen beispielsweise an, so sinkt die Teilspannung des Spannungsteilers über
den parallel geschalteten Temperaturregelwiderständen ab und die andere Teilspannung
steigt an. Dies hat zur Folge, dass der eine Kondensator langsamer und der andere
Kondensator schneller aufgeladen wird. Dementsprechend sind die Impulse verschieden
lang und die mittlere Stellung des Antriebsmotors bzw.
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des Mischventiles verschiebt sich in der Richtung, dass weniger heisses
Wasser dem Vorlaufwasser zugeführt wird. Dieses bekannte Steuergerät hat den Vorteil,
dass bei grossen Temperaturschwankungen eine entsprechend grosse Korrektur-
wirkung
eingeleitet und bei geringen Temperaturschwankungen die Korrekturwirkung niedrig
gehalten wird. Dadurch wird ein Ueber- oder Unterheizen des Raumes weitgehend vermieden.
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Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass, wenn beispielsweise bei einem
plötzlichen Abfall der Aussentemperatur, sich dieser Temperatursturz nicht sofort
auf die Innentemperatur des Raumes auswirkt, weil die Aussenwände zu Beginn des
Temperatursturzes noch warm sind, und dass deshalb in der Anfangsphase des Temperatursturzes
sich dieser noch nicht auf die Raumtemperatur auswirkt. Andererseits wird der Temperatursturz
von der auf der Aussenseite des Gebäudes angeordneten Temperatursonde sofort registriert
und eine Korrektur eingeleitet, obwohl im Moment noch kein Anlass dazu besteht,
weil der Temperatursturz sich noch nicht auf die Raumtemperatur ausgewirkt hat.
Das Regelsystem wird schon beeinflusstr obwohl dies noch nicht notwendig ist. Dies
hat zur Folge, dass bei einem plötzlichen Temperatursturz die Raumtemperatur ansteigt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung)eine Einrichtung mit Temperatursonden
und ein Steuergerät für eine Heizanlage zu schaffen, welche so gebaut sind, dass
bei plötzlichen Aenderungen der Aussentemperatur keine vorzeitige Regelwirkung eintritt,
die eine unnötige Aenderung der Raumtemperatur ergäbe.
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Die erfindungsgemäse Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass
ein Kopfteil zum Anordnen an der Oberfläche einer Aussenwand eines Gebäudes und
ein wärmeisolierender rohrförmiger Teil zum Einsetzen in eine Sackbohrung in der
Aussenwand vorhanden sind, dass ein Ende des rohrförmigen Teiles im Kopfteil verankert
ist, dass im Kopfteil eine erste Temperatursonde und am freien Ende des rohrförmigen
Teiles eine zweite Temperatursonde angeordnet sind, und dass die Anschlüsse der
beiden Temperatursonden parallel geschaltet sind.
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Das erfindungsgemässe Steuergerät für eine Heizanlage, mit einem Spannungsteiler,
welcher drei parallel zueinander geschaltete temperaturabhängige Widerstände umfasst,
und eine Speisequelle zum Anlegen einer Spannung an den Spannungsteiler aufweist,
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Speisequelle ein Impulsgenerator ist, dass
eine Vorrichtung zum Verstärken der vom Spannungsteiler abgegriffenen Spannung,
dass eine Phasenanschnittschaltung zum Erzeugen von Steuerimpulsen, und dass ein
auf die Steuerimpulse ansprechender steuerbarer Halbleiter zum Beeinflussen des
durch die Heizwicklung des Mischventils fliessenden Stromes vorhanden sind.
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Die Erfindung ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine Einrichtung mit einer
ersten Temperatursonde zum Erfassen der Raumtemperatur und einer zweiten Temperatursonde
zum Erfassen der Aussentemperatur, Fig. 2 einen Teil eines Gebäudes mit einer Aussenwand,
in welche die Einrichtung gemäss der Fig. 1 eingesetzt ist, Fig. 3 einen Teil einer
Aussenwand eines Gebäudes, in welche die Einrichtung gemäss der Fig. 1 von aussen
nach innen eingesetzt ist, Fig. 4 den Verlauf der Raumtemperatur bei Auftreten eines
Temperatursturzes bei verschiedenen Regelsystemen in graphischer Darstellung, Fig.
5 das Schaltschema eines Steuergerätes für eine Heizanlage, die sich insbesondere
zur Verwendung der Einrichtung gemäss der Fig. 1 eignet und Fig. 6 die graphische
Darstellung von Spannungen und Strömen an verschiedenen Stellen des Schaltschemas
gemäss der Fig. 5.
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In der Fig. 1 ist eine auf die Raum- und Aussentemperatur ansprechende
Einrichtung, die auch als Kombisonde 1 bezeichnet werden kann, dargestellt. Sie
besitzt einen Kopfteil 2 und einen rohrförmigen Teil 3. Der Kopfteil 2 umfasst ein
topfförmiges Gehäuse 4Jin dessen Boden sich ein Gewindeloch 5 befindet. Eine erste
Temperatursonde 6 in der Form eines metallischen Zylinders mit einem Schraubenansatz
ist im Gehäuse 4 angeordnet, wobei der Schraubenansatz in das Gewindeloch 5 eingeschraubt
ist. Im Innern des metallischen Zylinders ist ein NTC-Widerstand angeordnet, dessen
beiden Anschlüsse 7 aus der Stirnfläche herausragen. Das eine Ende des rohrförmigen
Teiles 3 und die Temperatursonde 6 sind mittels eines Kunstharzes 8 in dem Gehäuse
4 eingegossen. Am anderen Ende des aus Kunststoff hergestellten rohrförmigen Teiles
2 ist ein metallisches Endstück 9 mit einem Gewindeloch 10 befestigt, in das der
Schraubenansatz einer zweiten Temperatursonde 11 eingeschraubt ist. Der Aufbau der
zweiten Temperatursonde 11 ist gleich wie derjenige der ersten Temperatursonde 6.
Die beiden Anschlüsse 12 der zweiten Temperatursonde 11 erstrecken sich durch den
hohlen Teil 2 und treten durch die Aussparungen 13 aus dem rohrförmigen Teil 3 aus.
Die beiden nicht sichtbaren NTC-Widerstände der ersten und zweiten Temperatursonden
sind parallelgeschaltet und mit Anschlussklemmen 14 verbunden, die teilweise in
dem Kunstharz 8 eingebettet sind.
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Der rohrförmige Teil 3 der Kombisonde 1 ist zum Einführen in eine
Sackbohrung in der Aussenwand eines Gebäudes bestimmt, wie dies aus den Fig.2 und
3 ersichtlich ist. Der Kopfteil2 liegt entweder an der Aussenseite oder an der Innenseite
der Aussenwand auf. Die Fig. 2 zeigt einen Teil eines Gebäudes 15 mit einer Aussenwand
16 im Schnitt. Die Aussenwand 16 besitzt eine Wärmeisolierschicht 17. Die Sackbohrung
18 erstreckt sich von innen nach aussen durch diese Isolierschicht hindurch, aber
nicht bis zur Aussenseite 19 der Aussenwand 16. Die Länge der Sackbohrung 18 entspricht
der
Länge der über den Kopfteil 2 der Kombisonde hinausragenden rohrförmigen Teil 3,
so dass die zweite Sonde 11 etwa vier cm von der Aussenseite 19 der Aussenwand entfernt
ist. Der Kofpteil 2 der Kombisonde liegt dabei auf der Innenseite 20 der Aussenwand
auf. Die in der Fig. 2 dargeD stellte Anordnung der Kombisonde 1 ist dann von Vorteil,
wenn die Aussenwand 16 nach Norden gerichtet, d.ht der Schattenseite zugewendet
ist.
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Die Montage der Kombisonde 1 ist weniger aufwendig, als die Montage
von zwei getrennten Sonden zum Erfassen der Raum-und Aussentemperatur. Im rohrförmigen
Teil 3 sind an gegen überliegenden Stellen Schlitze 21 vorgesehen! von denen in
der Fig. 1 nur einer sichtbar ist. Durch eine Oeffnung 22 im Zentrum des Bodens
des Gehäuses 4 kann ein nicht gezeich neter, federnder Bügel innerhalb des rohrförmigen
Teiles 3 nach dem Einführen desselben in die Sackbohrung 18 in den Bereich der Schlitze
21 gestossen werden, wodurch der rohrförmige Teil 3 im Bereich der Schlitze 21 auseinandergespreizt
wird, wodurch der rohrförmige Teil 3 fest innerhalb der Sackbohrung gehalten wird,
Zum Anschliessen der Kombisonde 1 an das weiter unten näher beschriebene Steuergerät
sind nur zwei Leiter notwendig, wodurch die Verlegung dieser Leiter vereinfacht
wird. Nach erfolgter Fixierung der Kombisonde 1 in der Sackbohrung 18 wird die Oeffnung
22 mit einem Pfropfen verschlossen.
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Die Fig. 3 zeigt die Anordnung der Kombisonde 1 in einer Aussenwand
23 eines Gebäudes 24, welche Aussenwand gegen Süden gerichtet ist. In diesem Fall
erstreckt sich eine Sackbohrung 25 von der Aussenseite 26 der Aussenwand 23 nach
innen und durch eine Wärmeisolierschicht 27 hindurch, Der Kopfteil 2 der Kombisonde
1 liegt auf der Aussewand 26 auf, während die zweite Temperatursonde 11 etwa 2 cm
von der Innenseite 28 der Aussenwand 23 entfernt ist. Um das Eindringen von Feuchtigkeit
in die Sackbohrung 25 zu verhinm dern, ist es zweckmässig, den auf der Aussenseite
26 der
Aussenwand aufliegenden Bereich des Kopfteiles 2 mit einem
Bindemittel an der Aussenwand 23 zu befestigen.
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Mit Bezug auf die Fig. 4 ist nachstehend die Wirkungsweise der Anordnung
der Kombisonde 1 nach der Fig. 2 beschrieben.
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Auf der Ordinate ist die Raumtemperatur in OC des zu beheizenden Raumes
15 und auf der Abszisse die Zeit t über mehrere Stunden aufgetragen. Die horizontale
Gerade 29 zeigt den Verlauf der idealen Raumtemperatur von beispielsweise 20 0C
dar.
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Die Kurve 30 zeigt den Verlauf der Raumtemperatur einer Heizanlage
mit einem bekannten einfachen Steuergerät, welches den Ofen der Heizanlage in Abhän<jiqkcit
der Temperaturen in Gang setzt oder abstellt.
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Es sei angenommen, dass zur Zeit to ein krasser Temperatursturz stattfindet.
Das einfache Steuergerät veranlasst, dass der Ofen in Betrieb gesetzt wird. Dadurch
wird dem zu beheizenden Raum ab sofort mehr Wärme zugeführt, obwohl die Raumtemperatur
durch den Temperatursturz noch nicht beeinflusst worden ist. Dies bedingt, dass
die Raumtemperatur erheblich
ansteigt, weil dem Raum mehr Wärme zugeführt wird, als
dies den Wärmeverlusten entspricht. Nachdem die Vorlauftemperatur ihren oberen Grenzwert
erreicht hat, wird zur Zeit tl der Ofen wieder ausser Betrieb gesetzt, wodurch sich
der Vorlauf wieder abkühlt und gleichzeitig auch der Temperatursturz sich durch
die Aussenwand hindurch auf die Raumtemperatur bemerkbar macht. Diese beiden Einflüsse
bewirken, dass die Raumtemperatur von ihrem Maximalwert absinkt und sogar einen
Wert unterhalb der idealen Raumtemperatur erreichen kann. Die ideale Raumtemperatur
wird erst wieder nach einer länger andauernden abklingenden Schwingung erreicht.
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Die Kurve 31 zeigt den Verlauf der Rarmtemperatur, welcher mit einem
Steuergerät gemäss der schweizerischen Patentschrift
Nr. 539 882
und mit der bisher üblichen getrennten Anordnung der Temperatursonden erreicht werden
kann. Es sei wiederum angenommen, dass zur Zeit to ein Temperatursturz stattfindet,
worauf die Temperatursonde zum Ermitteln der Aussentemperatur sofort anspricht,
was bewirkt, dass dem Raum bereits mehr Wärme zugeführt wird, obwohl zu Beginn des
Temperatursturzes der Wärmeverlust noch nicht grösser geworden ist. Dadurch steigt
zu Beginn die Raumtemperatur an um dann anschliessend immer flacher werdend zum
Zeitpunkt t4 die ideale Raumtemperatur wieder zu erreichen, aber ohne diese zu unterschreiten.
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Die Kurve 32 zeigt den Verlauf der Raumtemperatur, welcher mit der
Anordnung der Kombisonde 1 und dem Steuergerät gemäss der genannten schweizerischen
Patentschrift oder mit dem nachstehend beschriebenen Steuergerät erzielt werden
kann. Es sei wiederum angenommen, dass zur Zeit to ein Temperatursturz der Aussentemperatur
eintritt. Durch die Anordnung der Temperatursonde 11 gemäss der Fig. 2 reagiert
diese Temperatursonde vorerst gar nicht, weil sie unter der Aussenseite der Aussenwand
16 angeordnet ist. Dies bedeutet, dass das Regelsystem vorerst gar nicht reagiert.
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Erst wenn die durch den Temperatur sturz bedingte Abkühlung nach einiger
Zeit, d.h. zur Zeit tl von der Aussenseite 19 der Aussenwand 16 bis zur Temperatursonde
11 vorgedrungen ist, wird das Regelsystem beeinflusst und dem zu beheizenden Raum
mehr Wärme zugeführt. Inzwischen ist der Wärmeverlust des Raumes tatsächlich grösser
geworden, welcher Wärmeverlust jedoch durch die grössere Wärmezufuhr leicht überkompensiert
wird, was bewirkt, dass die Raumtemperatur gemäss der Kurve 32 leicht ansteigt,
um nach relativ kurzer Zeit, im Zeitpunkt t2 die ideale Raumtemperatur wieder zu
erreichen.
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Das Mass der zeitlichen Verzögerung des Einsatzes der Regelwirkung
ist durch den Abstand zwischen der Temperatursonde 11 und der Aussenseite 19 der
Aussenwand 16 so wie von der
Beschaffenheit der Aussenwand 16 abhängig.
Je besser die Wärmeisolation, d.h. der Wärmedämmwert der Aussenwand ist, desto grösser
ist die zeitliche Verzögerung bzw. der genannte Abstand zu wählen.
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Durch die oben beschriebene Anordnung der zweiten Temperatursonde
11 wird ein Stück der Hauswand 16, d.h. derjenige Teil der Hauswand, der sich zwischen
der Temperatursonde 11 und der Aussenseite 19 der Hauswand befindet, in den Regelvorgang,
gewissermassen als Verzögerungsglied, einbezogen, was sich beruhigend auf die Regelvorgänge
auswirkt.
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Die Anordnung der Kombisonde 1 nach der Fig. 3 wird bei einem Mehrfamilienhaus
gewählt, dessen Heizanlage durch die Raumtemperatur eines einzigen Referenzraumes,
durch die Vorlauf temperatur und die Aussentemperatur gesteuert wird. Die zweite
Temperatursonde 11, welche nicht ganz bis an die Innenseite 28 der Aussenwand 23
reicht, reagiert nur verzögert auf Aenderungen der Raumtemperatur im Referenzraum.
Wenn keine Verzögerung vorgesehen ist, wird beispielsweise, wenn der Referenzraum
gelüftet wird, wodurch die Raumtemperatur schnell sinkt, das Steuergerät bewirken,
dass allen Räumen des Gebäudes mehr Wärme zugeführt wird, obwohl die übrigen Räume
die richtige Solltemperatur aufweisen. Daher werden alle übrigen Räume überheizt
nur weil der Referenzraum gelüftet worden ist. Wenn aber der Referenzraum mit einer
Kombisonde 1, die gemäss der Fig. 3 angeordnet ist, überwacht wird, so wirkt sich
ein schneller Abfall der Raumtemperatur im Referenzraum nicht sofort auf die Temperatursonde
11 aus.
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Der Referenzraum wird durch die in den ihn begrenzenden Wänden gespeicherten
Wärme sowie der ihm durch den Heizkörper zugeführten Wärme aufgeheizt und die Temperatursonde
11 reagiert, wenn überhaupt, zeitlich verzögert, auf eine wesentlich abgeschwächte
Temperaturschwankung, wodurch der Regelvorgang nur minim beeinflusst wird. Ein ähnlicher
Vorgang
in umgekehrter Richtung läuft ab, wenn die Raumtemperatur
des Referenzraumes durch Sonneneinstrahlung ansteigt Die erhöhte Raumtemperatur
im Referenzraum wird von der Tempeo ratursonde 11 nicht sofort bemerkt und deshalb
wird die Wärmezufuhr zu denjenigen Räumen, die keine Sonneneinstrahlung aufweisen,
nicht von Anfang an vermindert. Es wird dabei bewusst in Kauf genommen, dass die
Raumtemperatur im Referenzraum erheblich schwanken kann, aber andererseits wird
mit dieser Anordnung der Kombisonde dafür gesorgt, dass die Raumtemperatur in allen
übrigen Räumen nicht allzusehr vom Sollwert abweicht.
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Eine sehr vorteilhafte Regelwirkung der Heizanlage eines Mehrfamilienhauses
mit nur einem Referenzraum wird erreicht( wenn sowohl die Temperatur sonde zum Erfassen
der Raumtemperatur des Referenzraumes als auch die Temperatursonde zum Erfassen
der Aussentemperatur versenkt in der Aussenwand angeordnet sind, wie dies im unteren
Teil der Fig. 3 angedeutet ist, Die auf die Raum- und Aussentemperatur anspren chende
Einrichtung besitzt dann nur den rohrförmigen Teil, an dessen Enden je eine Temperatursonde
33 und 34 angeordnet ist. Die Widerstände dieser Temperatursonden sind parallel
geschaltet und werden über eine nicht dargestellte zweiadrige Leitung mit dem Steuergerät
verbunden. Mittels einer derartigen Kombisonde werden Schwankungen der Raumtemperatur
und der Aussentemperatur mit einer zeitlichen Verzögerung dem Steuergerät gemeldet,so
so dass Ueberheizungen und Unterkühlungen der Räume weitgehend vermieden werden.
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Die Fig. 5 zeigt das Schaltschema eines Steuergerätes für eine Heizanlage,
wobei der in der Fig. 4 durch die Kurve 32 dargestellte Temperaturverlauf erreicht
wird, wenn die oben beschriebene Kombisoiide verwendet wird. Das Steuergerät eignet
sich insbesondere zur Steuerung von Heizanlagen, die ein thermisches Mischventil,
bekannter Bauart, aufweisen. Der
bewegliche Ventilkörper eines
solchen Mischventiles wird durch einen Kolben betätigt, welcher durch das Ausdehnen
einer eingeschlossenen Flüssigkeit entgegen der Rückführkraft eines Federelementes
bewegt wird. Die eingeschlossene Flüssigkeit wird durch ein Heizelement 60 erwärmt
und kühlt bei Ausbleiben der Energiezufuhr zum Heizelement ab. Auf diese Weise kann
die Stellung des beweglichen Ventilkörpers des Mischventils durch Zuführen von mehr
oder weniger Energie zum Heizelement 60 verändert und damit die Beigabe von heissem
Wasser zum Vorlaufwasser geregelt werden. Ein derartiges thermisches Mischventil
ist einem wesentlich geringeren Verschleiss ausgesetzt, als ein Mischventil, das
mit einem Antriebsmotor verstellt wird.
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Das Steuergerät besitzt eine Speisequelle 35 zum Erzeugen von Impulsen.
Die Speisequelle 35 wird über zwei Eingangsklemmen 36 und über einen nicht dargestellten
Transformator mit dem Wechselstromnetz verbunden und enthält einen Vollweggleichrichter
37 sowie einen einen Transistor 38, einen Widerstand 39 und Z-Dioden 40 umfassenden
Begrenzer, für die Ausgangsspannung, die dem Punkt 41 der Schaltung zugeführt wird.
Die vom Vollweggleichrichter 37 abgegebene Spannung ist in der Zeile A der Fig.
6 dargestellt und die vom Begrenzer abgegebene Spannung ist in der Zeile B der Fig.
6 gezeigt. Am Punkt 41 der Schaltung tritt pro Halbwelle der Netzspannung je ein
trapezförmiger Impuls auf.
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Die Impulse gelangen zu einem aus der Parallel-Schaltung von drei
temperaturabhängigen Widerständen 42, 43 und 44, einem regelbaren Widerstand 45
und der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 46 gebildeten Spannungsteiler,
wobei die Teilspannung zwischen der genannten Parallel-Schalt tung und dem regelbaren
Widerstand 45 abgegriffen wird. Die Grösse der Amplitude der abgegriffenen Impulse
ist von der Raum-,der Aussen- und der Vorlauftemperatur abhängig. Ueber
einen
Widerstand 47 gelangen die abgegriffenen Impulse zur Basis eines Transistors 48.
Die an einem Kollektorwiderstand 49 verstärkt auftretenden Impulse werden über einen
Widerstand 50 einem Kondensator 51 zugeführt, welcher Widerstand und Kondensator
Teile einer Phasenanschnittschaltung 52 sind. Diese Schaltung weist ferner eine
Thyristor-Tetrode 53 und einen Impulstransformator 54 auf, dessen Primärwicklung
in Reihe zum Hauptstromkreis der Thyristor-Tetrode 53 geschaltet ist. Der Kondensator
51 wird bei jedem Impuls aufgeladen, bis die Schwellenspannung erreicht ist, bei
welcher die Thyristor-Tetrode 53 leitend wird. Dann fliesst ein Stromstoss durch
die Thyristor-Tetrode 53 und durch die Primärwicklung des Impulstransformators 54.
In der Sekundärwicklung des Impulstransformators 54 werden dann die in der Zeile
Dder Fig. 6 dargestellten Impulse induziert. Weil der eine Anschluss des Kondensators
51 nicht direkt, sondern über einen Widerstand 55 mit dem gemeinsamen Leiter 56
der Schaltung verbunden und dieser Widerstand 55 parallel zur Primärwicklung des
Impulstransformators 54 geschaltet ist, wird der Kondensator 51 während dem Auftreten
des Stromstosses durch die Thyristor-Tetrode 53 zumindest teilweise entladen. Die
am Kondensator 51 auftretende Spannung ist in der Zeile C der Fig. 6 angedeutet.
Die gestrichelte horizontale Gerade 57 entspricht dem Schwellenwert, bei dem die
Thyristor-Tetrode 53 leitend wird.
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Die durch den Impulstransformator 54 erzeugten Impulse 58, siehe Zeile
D der Fig. 6, werden der Steuerelektrode eines Triacs 59 zugeführt. Der Triac 59
befindet sich im Stromkreis des Heizelementes 60 des nichtdargestellten thermischen
Ventils, welcher Stromkreis über Anschlussklemmen 61 an das Wechselstromnetz anschliessbar
ist. In Reihe zum Triac 59 ist eine Drossel 62 und zu dieser Reihenschaltung ist
ein Kondensator 63 parallel geschaltet. Die Drossel und der Kondensator dienen zur
Unterdrückung von Störspannungen.
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Wenn sich die Heizanlage, welche das Steuergerät nach der Fig. 5 einschliesst
im Gleichgewichtszustand befindet, d.h.
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wenn dem zu beheizenden Raum gerade so viel Wärme zugeführt wird,
als er infolge des Wärmeverlustes abgibt, so werden die Impulse 58, siehe Zeile
D der Fig. 6, jeweilen in der Mitte jeder Halbwelle erzeugt. Daraus folgt, dass
der Strom, der durch den Triac 59 und durch das Heizelement 60 fliesst, die Form
gemäss der Zeile E der Fig. 6 besitzt.
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Während der ersten Hälfte jeder Halbperiode fliesst kein Strom. Dem
Heizelement 60 wird somit nur die halbe Energie zugeführt.
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Wenn die Raumtemperatur, die Vorlauftemperatur oder die Aussentemperatur
ansteigt, so muss die Wärmezufuhr gedrosselt werden. Steigt eine oder mehrere dieser
Temperaturen an, so wird der Widerstand der Parallelschaltung aus den temperaturabhängigen
Widerständen 42, 43, und 44 kleiner und die Amplitude der am Spannungsteiler abgegriffenen
Spannung nimmt zu. Der Spannungsabfall am Widerstand 49 wird kleiner, so dass der
Kondensator 51 über den Widerstand 50 langsamer aufgeladen wird. Dies hat zur Folge,
dass die Ladespannung am Kondensator 51 langsamer den Schwellenwert 57 erreicht,
und dass der Impuls 58' später erzeugt wird. Deshalb wird der Triac 59 später leitend,
siehe gestrichelte Linie 66 in der Zeile E der Fig. 6. Dem Heizelement 60 wird weniger
Energie zugeführt, was bewirkt, dass weniger heisses Wasser dem Vorlauf beigemischt
wird.
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Sinkt eine der vorgenannten Temperaturen ab, so steigt auch der Spannungsabfall
am Widerstand 49 und der Kondensator 51 wird schneller aufgeladen, siehe Kurve 65
der Zeile C der Fig. 6. Der Impuls 58'' wird daher erst früher erzeugt.
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Dies hat zur Folge, dass der Triac 59 erst vor der Hälfte jeder Halbperiode
leiten wird, siehe gestrichelte Linie 66 in der Zeile E der Fig. o. Dem Heizelement
60 wird mehr
Energie zugeführt, so dass das Mischventil mehr heisses
Wasser dem Vorlauf beimischt.
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Da die Speisequelle 35 und die Anschlussklemmen 61 an das Starkstromnetz
angeschlossen sind, ist die Synchronisation zwischen den Impulsen 58 und den Hallwellen
desjenigen Stromes, welcher durch das Heizelement 60 fliesst, gewährleistet. Wenn
anstelle des Vollweggleichrichters 37 in der Speisequelle 35 ein Einweggleichrichter
verwendet wird, so kann anstelle des Triacs 59 ein gewöhnlicher Thyristor verwendet
werden. Ein derartiges Steuergerät arbeitet dann nur während jeder zweiten Hallwelle.
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Der weiter oben genannte Spannungsteiler umfasst die Parallelschaltung
der temperaturabhängigen Widerstände 42, 43 und 44, den regelbaren Widerstand 45,
der zur Einstellung der gewünschten Raumtemperatur dient, und den Transistor 46,
dessen Basis über einen Widerstand 67 mit dem Abgriff eines Potentiometers 58 verbunden
ist. Dieses Potentiometer dient zur Einstellung des Arbeitspunktes des Transistors
46. Diese Basis ist weiter über einen regelbaren Widerstand 69 und einen Widerstand
70 mit dem Speisepunkt 41 verbunden. Dies bewirkt, dass die Spannungsschwankungen
am Abgriff des Spannungsteilers durch den Transistor 46, welche Schwankungen durch
Aendern einer der genannten Temperaturen, hervorgerufen werden, verstärkt werden.
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Die temperaturabhängigen Widerstände 43 und 44 sind vorzugsweise in
der weiter oben beschriebenen Kombisonde 1 angeordnet, wobei je nach Anordnung der
Kombisonde die Aussen-, die Raumtemperatur oder beide Temperaturen verzögert erfasst
werden, wodurch die diese Verzögerung bewirkenden Aussenwandteile in den Regelkreis
des Steuergerätes miteinbezogen sind. Dies ergibt dann den durch die Kurve 32 der
Fig.
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4 dargestellten vorteilhaften Verlauf der Raumtemperatur.
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Je besser die Wärmeisolation der Aussenwand eines Gebäudes ist, umso
länger dauert es, bis sich die Aenderung der Aussentemperatur bis zum beheizten
Raum auswirkt, d.h., die Verzögerung des Ansprechens der gleichen Temperatursonde,
die den Regelvorgang in Abhängigkeit der Aussentemperatur beeinflusst, ist entsprechend
zu erhöhen, Mit Hilfe der oben beschriebenen Anordnung der Temperatursonden kann
diese Verzögerung auf einfache Weise erreicht werden.
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L e e r s e i t e