DE2716899C3

DE2716899C3 - Halteeinrichtung für Temperatursonden

Info

Publication number: DE2716899C3
Application number: DE2716899A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Chem. Avenches Waadt Heierli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-04-16
Filing date: 1977-04-16
Publication date: 1982-04-08
Also published as: DE2716899B2; DE2716899A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halteeinrichtung für Temperatursonden, die auf die Raum- und Außentemperatur ansprechen. Die Meßwerte der Raum- und Außentemperaturen werden in einem Steuergerät für eine Heizanlage verarbeitet und zur Regelung der Temperatur des dem zu beheizenden Rau τι zugeführten Wärmeträgers verwendet.

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 5 39 882 beschrieben. Zum Erfassen der drei obengenannten Temperaturen sind drei Temperatursonden vorgesehen, von denen die erste Temperatursonde zum Ermitteln der Raumtemperatur 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.

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 beeinflußt, obwohl dies noch nicht notwendig ist Dies hat zur Folge, daß bei einem plötzlichen Temperatursturz die Raumtemperatur ansteigt

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Halteeinrichtung für Temperatursonden so auszubilden und anzuordnen, daß bei plötzlichen, relativ starken Änderungen der Außentemperatur unnnötig frühzeitige und überhöhte

ίο Änderungen der Raumtemperatur vermieden werden.

Ausgehend von der Halteeinrichtung der eingangs angegebenen Art, zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Kopfteil zum Anordnen an der Oberfläche einer Außenwand eines Gebäudes und ein wärmeisolierendes rohrförmiges Teil zum Einsetzen in eine Sackbohrung in der Außenwand, wobei ein Ende des rohrförmigen Teiles im Kopfteil verankert und im Kopfteil eine erste Temperatursonde und am freien Ende des rohrförmigen Teiles eine zweite Femperatursonde angeordnet sind und die Anschlüsse der beiden Temperatursonden parallel geschaltet sind.

Aufgrund der im wärmeisolierenden rohrförmigen Teil befindlichen Temperatursonde in der Außenwand werden plötzliche und starke Außentemperatursprünge erst zeitverzögert erfaßt und die Raumtemperatur erst dann zur Kompensation des Außentemperaturabfalls durch größere Wärmezufuhr angehoben, wenn auch die Raumtemperatur abzusinken droht. Auf diese Weise läßt sich die Raumtemperatur selbst bei plötzlichen Temperaturstürzen der Außentemperatur sehr nahe und relativ gleichbleibend auf dem vorgegebenen Solltemperaturwert halten. Unnötige Wärmezufuhren zu dem zu beheizenden Raum werden vermieden.

Die Erfindung ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt Fi g. 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, und

Fig.4 den Verlauf der Raumtemperatur bei Auftreten eines Temperatursturzes bei verschiedenen Regelsystemen in graphischer Darstellung.

In der Fig. 1 ist eine auf die Raum- und Außentemperatur ansprechende Einrichtung, die auch als Kombisonde 1 bezeichnet werden kann, dargestellt. Sie besitz t einen Kopfteil 2 und einen rohrförmigen Teil 3. Der Kopfteil Ί umfaßt ein topfförmiges Gehäuse 4, in 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 Temperatorsonde 6 sind mittels eines Kunstharzes 8 in dem Gehäuse 4 eingegossen. Am anderen Ende des aus Kunststoff hergestellten rohrförmigen Teiles 3 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 ^Ύε\\ 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.

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 Kopfteil 2 liegt entweder an der Außenseite oder an der Innenseite der Außenwand auf. Die F i g. 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 des über den Kopfteil 2 der Kombisonde hinausragenden rohrförmigen Teiles 3, so daß die zweite Sonde 11 etwa vier cm von der Außenseite 19 der Außenwand entfernt ist. Der Kopfteil 2 der Kombisonde liegt dabei auf der Innenseite 20 der Außenwand auf. Die in der Fig.2 dargestellte Anordnung der Kombisonde 1 ist dann von Vorteil, wenn die Außenwand 16 nach Norden gerichtet, d. h. der Schattenseite zugewendet ist.

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 gegenüberliegenden Stellen Schlitze 21 vorgesehen, von denen in der F i g. 1 nur einer sichtbar ist. Durch eine öffnung 22 im Zentrum des Bodens des Gehäuses 4 kann ein nicht gezeichneter, 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 ein 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 öffnung 22 mit einem Pfropfen verschlossen.

Die F i g. 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 Außenseite 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 verhindern, ist es zweckmäßig, den auf der Außenseite 26 der Außenwand aufliegenden Bereich des Kopfteiles 2 mit einem Bindemittel an der Außenwand 23 zu befestigen.

Mit Bezug auf ditf Fig.4 ist nachstehend die Wirkungsweise der Anordnung der Kombisonde 1 nach der Fig.2 beschrieben. Auf der Ordinate ist die Raumtemperatur in ⁰C 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 20⁰C.

Die Kurve 30 zeigt den Verlauf der Raumtemperatur

einer Heizanlage mit einem bekannten einfachen Steuergerät, welches den Ofen der Heizanlage in Abhängigkeit der Temperaturen in Gang setzt oder abstdlt.

Es sei angenommen, daß zur Zeit t₀ ein krasser Temperatursturz stattfindet Das einfache Steuergerät veranlaßt, daß der Ofen in Betrieb gesetzt wird.

ίο 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

I¹S zugeführt wird, als dies den Wärmeverlusten entspricht. Nachdem die Vorlauftemperatur ihren oberen Grenzwert erreicht hat, wird zur Zeit t\ 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 sopar einen Wert unterhalb der idealen Raumtemperatur erreichen kann. Die ideale Raumtemperatur wird erst wieder nach einer langer andauernden abklingenden Schwingung erreicht.

Die Kurvt 31 zeigt den Verlauf der Raumtemperatur, welcher mit einem Steuergerät gemäß der schweizerischen Patentschrift 5 39 882 und mit der bisher üblichen getrennten Anordnung der Temperatursonden erreicht werden kann. Es sei wiederum angenommen, daß zur Zeit ίο 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 i₄ die ideale Rautntomperatur wieder zu erreichen, aber ohne diese zu unterschreiten.

Die Kurve 32 zeigt den Verlauf der Raumtemperatur, welcher mit der Anordnung der Kombisonde 1 und einem geeigneten Steuergerät, beispielsweise das gemäß der genannten schweizerischen Patentschrift erzielt werden kann. Es sei wiederum angenommen, daß zur Zeit ίο ein Temperatursturz der Außentemperatur eintritt. Durch die Anordnung der Temperatursonde 11 gemäß der F i g. 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. Erst wenn die durch den Temperatursturz bedingte Abkühlung nach einiger Zeit, d. h. zur Zeit U 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 (2 die ideale Raumtemperatur wieder zu erreichen.

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.

Durch die oben beschriebene Anordnung der zweiten ί 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.

Die Anordnung der Kombisonde 1 nach der Fig.3 wird bei einem Mehrfamilienhaus gewählt, dessen Heizanlage durch die Raumtemperatur eines einzigen Referenzraumes, durch die Vorlauftemperatur und die ιί Außentemperatur gesteuert wird. Die zweite Temperatursonde 11, welche nicht ganz bis an die Innenseite 28 der Außenwand 23 reicht, reagiert nur verzögert auf Änderungen 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. 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 minimal beeinflußt wird. Ein ähnlicher Vorgang in ungekehrter Richtung läuft ab, wenn die Raumtemperatur des Referenzraumes durch Sonneneinstrahlung ansteigt. Die erhöhte Raumtemperatur im Referenzraum wird von der Temperatursonde 11 nicht sofort bermerkt 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.

Eine sehr vorteilhafte Regelwirkung der Heizanlage eines Mehrfamilienhauses mit nur einem Referenzraum wird erreicht, wenn sowohl die Temperatursonde 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 ansprechende 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 daß Überheizungen und Unterkühlungen der Räume weitgehend vermieden werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Halteeinrichtung fur Temperatursonden, die auf die Raum- und Außentemperatur ansprechen, g e k e n,n zeichnet durch ein Kopfteil (2) zum Anordnen an der Oberfläche einer Außenwand eines Gebäudes und ein wärmeisolierendes rohrförmiges Teil (3) zum Einsetzen in eine Sackbohrung in der Außenwand, wobei ein Ende des rohrförmigen Teiles im Kopfteil verankert ist und im Kopfteil eine erste Temperatursonde (6) und am freien Ende des rohrförmigen Teiles eine zweite Temperatursonde (Ii) angeordnet sind, und die Anschlüsse (7, 12) der beiden Temperatursonden parallel geschaltet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil als topfförmiges Gehäuse (4) ausgebildet ist, daß die erste Temperatursonde (6) wärmeleitend mit dem Gehäuse verbunden ist, und daß die erste Temperatursonde und das eine Ende des rohrförmigen Teiles (3) in das Gehäuse eingegossen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des rohrförmigen Teiles (3) ein metallisches Endstück (9) angeordnet ist, das mit der zweiten Temperatursonde (11) wärmeleitend verbunden ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursonden temperaturabhängige Widerstände sind.