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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bßtreiben
von Leuchtstofflampen, Hochdruckdampf lampen u.dgl., deren Lichthelligkeit mittels
einer Lichtregeleinrichtung in Abhängigkeit von dem über Lichtsensoren erfaßten
Umgebungslicht elektrisch gesteuert wird.
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In bekannter Weise werden Lichtregeleinrichtungen der genannten Art
benutzt, um insbesondere bei großen Lampenfeldern eine kontinuierliche, tageslichtabhängige
Steuerung der Lichtverhältnisse durchzuführen und damit den Energieverbrauch auf
ein Minimum zu reduzieren. Ohne Einsatz derartiger Lichtregeleinrichtungen ist das
in Arbeitsräumen vorherrschende Licht insbesondere morgens, abends und an trüben
Tagen vielfach zu hell, was zu physischen Belastungen und frühzeitigen Ermüdungserscheinungen
fahrt. Die erwähnten Lichtregeleinrichtungen erfassen über Lichtsensoren, wie Fotowiderstände,
die Raumhelligkeit, um die Ansteuerung der eingeschalteten Lampen 80 ZU steuern,
daß sich in etwa gleichbleibende, fUr das Auge optimale Lichtverhältnisse einstellen.
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Dieses bedeutet, daß die Lampen uiso weiter heruntergeregelt werden,
je größer der Einfluß des Tageslichts ist. Auf diese Weise können beispielsweise
in großen Btlrohäusern erhebliche Energieeinsparungen in Verbindung mit günstigeren
physischen Umwelteinflüssen erzielt werden.
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Eine Lichtregeleinrichtung der genannten Art regelt normalerweise
mehrere voneinander unabhängige Lampenfelder, beispielsweise die Lampen der in die
vier Himmelsrichtungen weisenden Räume einer
Etage eines Bürohausez
oder dergleichen. Hierdurch können die lagebedingt verschiede@@ Lichteinflüsse kompensiert
werden.
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Ein wesentlicher Nachteil bekannter Lichtregeleinrichtungen besteht
darin, daß die einzelnen Lampen eines Lampenfeldes, beispielsweise die Lampen eines
einzelnen Büros aller zu einer bestimmten Himmelsrichtung weisenden Büroräume, nicht
ohne weiteres unabhängig von den übrigen Lampen eingeschaltet werden können.
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Dieses liegt daran, daß die Lampen für einen einwandfreien Einschaltvorgang
eine ausreichende Zündspannung benötigen, die in einem heruntergeregelten H@tz der
Lichtregeleinrichtung nicht zur Verfügung steht. In Abhängigkeit von dem jeweiligen
Regelzustand kann ein nachträgliches Einschalten von zusätzlichen Lampen entweder
unmöglich sein oder zu einen erheblichen Flackern sowie zu vorzeitigen Verschleiß@@@@heinungen
führen.
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Um die Möglichkeit zu eröffnen, auch einzelne Lampen eines gemeinsam
geregelten Lampenfeldes unabhängig von den übrigen Lampen ein- und ausschalten zu
können, wurde bereits vorgeschlagen, den Einschaltvorgang einzelner Lampen des Lampenfeldes
zu erfassen und daraufhin sofort das heruntergeregelte Netz dieses Lampenfeldes
für einen einwandfreien Einschaltvorgang der zusätzlichen Lampen vorübergehend hochzuregeln.
Diese Maßnahme hat jedoch erhebliche Nachteile. Zum einen führt dieser Vorgang immer
dann zu einem Hochfahren bzw. Aufblitzen aller eingeschalteten Lampen des Lampenfeldes,
sobald einzelne ausgeschaltete Lampen eingeschaltet werden. B4i jedem derartigen
Schaltvorgang werden die Lichtregeleinrichtung übersteuert und eine völlige Umgebungsdunkelheit
simuliert. Dieses hat einen sehr nachteiligen Einfluß auf die Konzentrationsfähigkeit.
Außerdem
hat sich gezeigt, daß bei großen Lampenfeldern dadurch sehr häufig Lichtschwankungen
auftreten, die sich Ueberdies gesundheitsschädlich auswirken können. Durch das bei
jedem Einschaltvorgang auftretende Übersteuern der Lichtregeleinrichtung wird ferner
ein Teil der znöglichen Energieeinsparung wieder auf gehoben. Außerdem können die
häufigen Schaltvorgänge in der zentralen Lichtregeleinrichtung zu einem vorzeitigen
Verschleiß von Relais und anderen mechanisch betätigten Teilen führen. Abgesehen
davon, daß auch defekte, flackernde R6hren ein Übersteuern der Lichtregeleinrichtung
bewirken können, reagiert diese nur auf das Einschalten nicht zu kleiner Untere
in heiten des gesamten Lampenfeldes. Für den Fall, daß auch ein Einschalten einzelner
oder weniger Lampen zu einem Übersteuern der Lichtregeleinrichtung führen soll,
wäre ein erheblicher installationstechnischer Aufwand erforderlich, da dann jeder
Lichtschalter eine elektrische Verbindung zur zentralen Lichtregeleinrichtung haben
müßte. Dieser Aufwand ist jedoch in größeren Bürohäusern oder dergleichen keineswegs
vertretbar.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
und eine Vorrichtung der genannten Art so auszubilden, daß unter Vermeidung der
geschilderten Nachteile und mit einfachen Naßnahmen sowie Mitteln ein unabhängiges,
einwandfreies Einschalten einzelner Lampen oder Lampen-Untereinheiten möglich ist,
ohne daß dieses zu einem Ubersteuern der Lichtregeleinrichtung sowie zu einem Aufblitzen
der übrigen geregelten Lampen des gesamten Lampenfeldes führt.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten
Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß beim Einschalten von Lampen diese zunächst
an ein normales Versorgungswechselstrofletz mit einer im wesentlichen der vollen
Lampenbetriebsspannung entsprechenden Netzspannung angeschaltet und dann zeitlich
verzögert auf das geregelte Netz der Lichtregeleinrichtung umgeschaltet werden.
Eine zum Durchführen dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung zeichnet sich durch
einen zumindest einpollw gen Umschalter zum anfänglichen Anschalten von einzuschaltenden
Lampen an das normale Versorgungswechselstromnetz und zum zeit lich verzögerten
Umschalten derselben auf das geregelte Netz der Lichtregeleinrichtung aus. Die Umschaltvorgänge
können mittels geeigneter Umschalter entweder von Hand oder vorzugsweise selbsttätig
durchgeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit ein völlig unabhängiges
Ein- und Ausschalten einzelner Lampen des geregelten Lampenfeldes ohne Beeiflussung
der übrigen Lampen dieses Feldes. Der artige Schaltvorgänge führen zu keinerlei
Beeinflussung der Lichtregeleinrichtung, die ihrerseits ständig den durch den jewelligen
Lichtsensor vorgegebenen Regelwerk beibehält. Da beim Einschalten einzelner Lampen
oder beim Flackern defekter Lampen kein Aufblitzen der übrigen Lampen des Lampenfeldes
erfolgt, werden eine Verbesserung der Arbeitskonzentration, geringerer Umweltbelastungen,
eine erhöhte Energieeinsparung und eine längere Betriebslebensdauer der einzelnen
Elemente erzielt. Die zur Durchführung der Erfindung erforderlichen Maßnahmen sind
äuerst einfach, preiswert und bei vorhandenen Lichtregeleinrichtungen
auch
nachträglich ohne weiteres durchfuhrbar. Zu diesem Zweck ist es lediglich erforderlich,
den einzelnen Lichtschaltern der unabhAlgig voneinander zu betätigenden Lampen bzw.
Lampen-Untereinheiten Umschalter nach der vorliegenden Erfindung zuzuordnen, das
heißt dezentralisiert in den einzelnen Räumen des Lampenfeldes, und mit dem ohnehin
vorhandenen normalen Versorgungswechselstromnetz sowie mit dem geregelten Netz der
zentralen Lichtregeleinrichtung zu verbinden. Grundsätzlich wäre es zwar möglich,
die einzelnen Umschalter auch zentral in oder an der Lichtregeleinrichtung anzuordnen,
was jedoch wegen der zahlreichen erforderlichen Leitungsverbindungen zu einem erheblichen
installationstechnischen Aufwand führen würde. Da der dezentralisierte Einbau der
einzelnen Umschalter keine Verlegung zusätzlicher Leitungen erforderlich macht,
ist dieses Vorgehen wesentlich günstiger.
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In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im
2usamnenhang mit einem selbsttatig arbeitenden Umschalter vorgeschlagen, diesen
mit einem Zeitglied zum selbsttätigen Umschalten nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer
auszubilden. In diesem Fall ist es lediglich erforderlich, den Lampeneinschaltvorgang
durch Betätigen des Lichtschaltei einzuleiten, wonach die Zünd-und Umschaltvorgänge
automatisch ablaufen. Vorzugsweise sollte dabei die Zeitdauer des Zeitgliedes einstellbar
sein. Hierdurch kann dem Umstand Rechnung getragen werden, daß Lampen verschiedenen
Alters und unterschiedlicher Bauart eine unterschiedlich lange Einschaltdauer benötigen
können.
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Eins bevorzugte praktische AusfUhrungsform zeichnet sich dadurch aus,
daß das Zeitglied über einen der oder den einzuschaltenden
Lampen
zugeordneten Lichtschalter mit dem normalen Versorgungswechselstromnetz verbindbar
ist und ein Umschaltglied betätigt.
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Dieses verbindet im Ruhezustand das normale Versorgungawechselstromnetz
über den Lichtschalter und im Arbeitszustand nach zeitlichem Ablauf des Zeitgliedes
das geregelte Netz der Lichtregeleinrichtung mit der ode den einzuschaltenden Lampen.
Diese Ausführungsform ist besonders einfach und preisgünstig. Grundsätzlich wäre
es beispielsweise auch möglich, den Lichtschalter zum Betätigen eines mehrstufigen
Umschalters zu benutzen, der die Lampen in einer ersten, unverzögerten Arbeitsstufe
an das Versorgungswechselstromnetz anschaltet und in einer zweiten, verzögerten
Arbeitsstufe aug das geregelts Netz der Lichtregeleinrichtung umschaltet. Diese
Schaltvorgänge können ein- oder mehrpolig durchgeführt werden, wobei die Einpoligkeit
völlig ausreicht und somit zu bevorzugen ist.
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An sich kann der Umschalter weitgehend beliebig arbeiten, beispielsweise
elektrisch, elektronisch, mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, elektromagnetisch,
alektrooptisch oder dergleichen mehr. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist
der Umschalter in Form eines anspruch- oder abfallverzögerten Relais ausgebildet.
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Hierbei kann der Umschalter ein Relais als Umschaltglied und ein dieses
steuerndes elektronisches Zeitglied aufweisen. Wichtig ist lediglich, daß das zeitlich
verzögerte Umschalten der einzuschaltenden Lampen auf das geregelte Netz der Lichtregeleinrichtung
in zuverlässiger Weise durchgeführt wird.
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Grundsätzlich ist es möglich, daß der Umschalter mit einen Lichtschalter
zu einar kompakten Schalter-Baueinheit zusammengefaßt
ist. Um den
installationstechnischen Aufwand möglichst gering zu halten, kann es jedoch zweckmäßiger
sein, den Umschalter als eine in eine Schaltdose einbaubare kompakte Abaueinheit
auszubilden, da in den Schaltdosen der einzelnen Räume des geregelten Lampenfeldes
bereits die Adern des normalen Versorgungswechselstromnetzes und des geregelten
Netzes der Lichtregeleinrichtung verlegt sind.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht in sehr einfacher, kostensparender
Weise ein vielseitiges, individuelles und rückwirkungsfreies Anpassen des Lichtbedarfs
der Lampen eines tageslichtabgängig gesteuerten Lampenfeldes an die jeweiligen Erfordernisse.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem zeichnerisch dargestellten
Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist, wird eine zentrale Lichtregeleinrichtung
bekannter Art im vorliegenden Fall von einem normalen Drehstromnetz DN gespeist.
Bei dem dargestellten Beispiel versorgt die Lichtregeleinrichtung RE ein ausgangsseitiges
geregeltes Wechselstromnetz GN, das im vorliegenden Fall drei Regelphasen Ri, R2
und RN aufweist. Zu jeder Regelphase gehört ein separates Lampenfeld, das entsprechend
dem Eingangssignal eines zugehörigen Lichtsensors F1, F2 oder FN nach Schließen
eines Hauptschalters SO tageslichtabhängig gesteuert wird.
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In der Zeichnung ist lediglich ein Lampenfeld dargestellt, das der
Regeiphase R1 und dem Lichtsensor F1 zugeordnet ist. Zu diesem Lampenfeld gehören
mehrere Räume, die in der Zeichnung beispielhaft mit I und II bezeichnet sind. Jeder
Raum eines Lampenfeldes ist einerseits mit der zugehörigen Regelphase des geregelten
Netzes
der zentralen Lichtregeleinrichtung RE und andererseits mit einem normalen ungeregelten
Versorgungswechselstromnetz NN verbunden, das im vorliegenden Fall einen Phasenleiter
Ph und den Mittelpunktleiter Mp des Drehstromnetzes DN umfaßt.
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Jeder Raum des zusammenhängend über die zugehörige Regelphase gegeregelten
Lampenfeldes enthält im vorliegenden Fall eine Lampen einheit L, einen Umschalter
U und einen Lichtschalter S, bzw. S2.
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Der Aufbau und Umfang der Lampeneinheit L ist an sich beliebig.
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Im vorliegenden Fall enthält die Lampeneinheit L zwei Leuchtstofflampen
10, denen jeweils ein Starter S und eine Drossel 14 zugeordnet sind. Dia Lanipeneinheit
L ist einerseits über einen Leiter 16 mit dem Mittelpunktleiter Mp und andererseits
über einen Leiter 18 mit dem Umschalter U des jeweiligen Raumes verbunden.
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Der Leiter 18 führt zu einem gemeinsamen Kontakt einer Umschaltkontaktgruppe
eines Relais 20 im Inneren des Umschalters U. Das Relais 20 ist seinerseits an den
Ausgang eines elektronischen Zeitgliedes 22 angeschlossen, welches eingangsseitig
über einen Lichtschalter S1 bzw. S2 des jeweiligen Raumes mit dem normalen Versorgungswechselstromnetz
NN verbindbar ist. Ein nicht näher bezeichneter Ruhekontakt des Relais 20 ist über
einen Leiter 24 sowie über den zugehörigen Lichtschalter mit dem Phasenleiter Ph
des Versorgungswechselstromnetzes NN verbindbar, und ein Arbeitskontakt des Relais
20 ist mit der zugehörigen Regelphase R1 des geregelten Netzes GN der zentralen
Lichtregeleinrichtung RE verbunden.
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Hieraus ergibt sich für die einzelnen Räume des über die Regelphase
R1
gesteuerten Lampenfeldes folgendes Betriebsverhalten: Sobald in einem Raum der entsprechende
L htsohalter Sq bzw.
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geschlossen wird, wird die zugehörige Lampeneinheit L über diesen
Lichtschalter, den Ruhekontakt sowie den gemeinsamen Kontakt des Relais 20, den
Leiter 18 und den Leiter 16 an das normale Versorgungswechselstromnetz NN angeschlossen.
Dadurch können die Leuchtstofflampen 10, die auch durch andere Lampenarten, wie
beispielsweise durch Hochdruckdampf lampen, Quecksilberhochdrucklampen u.dgl. ersetzt
werden können, in von der zentralen Regeleinrichtung RE, von den übrigen Lampenfeldern
und von den weiteren Lampeneinheiten bzw. Räumen des zugehörigen Lampenfeldes völlig
unabhängiger Weise zum Auf leuchten gebracht werden.
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Beim Schließen des entsprechenden Lichtschalters S1 bzw. S2 wird gleichzeitig
das elektronische Zeitglied 22 des jeweiligen Raumes mit dem normalen Versorgungswechselstromnetz
z NN verbunden. Nach einer vorzugsweise einstellbaren Verzögerungszeit @ T sorgt
das elektronische Zeitglied 22 für ein Ansprechen des zugeordneten Relais 20, so
daß sein gemeinsamer Kontakt mit dem Arbeitskontakt verbunden wird. Dadurch wird
die Lampeneinheit L vom normalen Versorgungswechselstromnetz NN abgeschaltet und
auf das geregelte Net GN der zentralen Lichtregeleinrichtung RE umgeschaltet, und
zwar durch Umschalten des Leiters 18 vom Phasenleiter Ph auf die Regelphase R1.
Hierdurch werden die gezündeten Leuchtstofflampen 10 momentan auf den durch die
Regelphase R1 vorgegebenen Regelzustand heruntergeregelt, nachdem zuvor ein einwandfreier
Startvorgang am normalen Versorgungswechselstromnetz NN erfolgte. Dieses Aufschalten
auf das geregelte Netz GN führt zu keiner Beeinflussung
der Ubrigen
Lampeneinheiten L in den weiteren Räumen dieses Lampenfeldes.
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Beim Ausschalten eines Lichtschalters S1 bzw. S2 in einem der Räume
des Lampenfeldes fällt das zugehörige Relais 20 ab, so daß die entsprechende Lampeneinheit
L von der- Regelphase R1 des geregelten Netzes GN abgetrennt wird. Der Umschalter
U ist dann wiederum für einen erneuten, unabhängigen und rüchwirkungsfreien Einschaltvorgang
der Lampeneinheit L vorbereitet.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Regelphasen R2 und
RN des geregelten Netzes GN mit weiteren, nicht dargestellten Lampenfeldern verbunden,
die ebenfalls verschiedene, unabhängig zu,schaltende Lampeneinheiten L verschiedener
Räume aufweisen können. Die Lichtsensoren der einzelnen Lampenfelder, beispielsweise
der Lichtsensor F1 des dargestellten Lampenfeldes, sind an geeigneten Stellen angeordnet,
die ein repräsentatives Erfassen des Umgebungslichts ermöglichen. Auch können die
Lichtsensoren der einzelnen Lampenfelder mehrteilig sein und über eine Lichterfassung
an mehreren Stellen eine Mittelung des Umgebungslichts vornehmen.
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Der in der Zeichnung dargestellte Umschalter U nach der vorliegenden
Ereindung ist lediglich beispielhaft. Er kann bezüglich seines detaillierten Aufbaues
und seiner speziellen Arbeitsweise vielfältig abgewandelt und den jeweiligen Betriebs
sowie Einsatzbedingungen angepaßt werden. Beispielsweise ist es grundsätzlich möglich,
daß der Umschalter U beim Umschalten der Lampeneinheit L auf das geregelte Netz
GN dafür sorgt, daß die Leuchtstofflampe
10 bezüglich ihrer Lichtintensität
nicht plötzlich, sondern allmählich auf den über die zugehörige Regelphase des geregelten
Netzes GN vorgegebenen Li Lichtbedarf des entsprechenden tampenfeldes reduziert
wird. An sich ist es gleichgültig, wie groß die Verzögerungszeit des elektronisch
oder andersartig ausgebildeten Zeitgliedes 22 ist, wenn diese Zeit nur ausreicht,
daß die zugehörigen Leuchtstofflampen 10 vollständig eingeschaltet werden.
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Während bei neueren Leuchtstofflampen eine Verzögerungszeit von beispielsweise
5 Sekunden ohne weiteres ausreicht, kann sich gegebenenfalls bei älteren Leuchtstofflampen
eine größere Verzögerungszeit als notwendig erweisen. Zu diesem Zweck kann die Verzögerungszeit
beispielsweise von etwa 1 bis etwa 60 Sekunden einstellbar sein, Wie es aus der
zeichnerischen Schemadarstellung ersichtlich ist, kann praktisch jede beliebige,
tageslichtabhängig gesteuerte Lampenanlage7mit äußerst einfachen, preiswerten Mitteln
und ohne besonderen installationstechnischen Aufwand in dezentralisierter Weise
im erfindungsgemäßen Sinne nachträglich umgebaut werden.
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Hierzu ist lediglich in den einzelnen Räumen des entsprechend umzugestaltenden
Lampenfeldes ein Umschalter U mit dem geschilderten oder einem ähnlichen Aufbau
einzusetzen und mit dem vorhandenen normalen Versorgungswechselstromnetz sowie dem
geregelten Netz GN der zentralen Lichtregeleinrichtung RE zu verbinden und an den
Lichtschalter sowie die zugehörige Lampeneinheit L anzuschließen. Selbstverständlich
ist es auch möglich, in den einzelnen Räumen jeweils mehrere Umschalter U vorzusehen,
die verschiedenn Lampeneinheiten L zugeordnet werden.
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x/mit Gasentladungslampen