DE3119824A1

DE3119824A1 - "zweistufige regelschaltung fuer eine reversible luftklimatisierungseinheit, insbesondere fuer eine reversible luftumlaufwaermepumpeneinheit"

Info

Publication number: DE3119824A1
Application number: DE19813119824
Authority: DE
Inventors: Robert Philbrick Manlius N.Y. Alley; Walter John Louisville Ky. Pohl; John William Liverpool N.Y. Relyea
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1980-05-21
Filing date: 1981-05-19
Publication date: 1982-04-08
Also published as: US4346755A; CA1147569A; FR2483060A1; JPS5710038A; BR8103202A

Description

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
Schenectady, N.Y./U.S.A.

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine zweistufige Steuer- bzw. Regelschaltung für die Anwendung bei der Luftklimatisierung, und zwar insbesondere eine Schaltung zum Steuern bzw. Regeln eines Raumtemperaturthermostaten und zum Veranlassen von Enteisungsfunktionen einer Wärmepumpe mit umkehrbarem Luftumlauf. Es sei darauf hingewiesen, daß im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und Ansprüche der Begriff "steuern" in all seinen möglichen Wortformen gleichzeitig mit dem Begriff "regeln" mit umfassen soll, und umgekehrt.

Obwohl verschiedene Aspekt und Merkmale der vorliegenden Erfindung bei einer Vielzahl von Luftklimatisierungs- und Wärmepumpeneinheiten anwendbar sind, ist die Erfindung insbesondere für die Steuerung einer Luftventil-Wärmepumpe geeignet, worin zum abwechselnden Durchführen einer Heiz- und einer Kühlbetriebsweise Innen- und Außenluftströmung über den Kondensor und den Verdampfer umgeleitet wird, anstatt daß die Funktionen des Verdampfer- und des Kondensorwärmeaustauschers' umgekehrt werden, wie es in der Wärmepumpenpraxis mehr konventionell geschieht. Im einzelnen zirkuliert, während die Einheit in der Kühlbetriebsweise arbeitet, Außenluft in Wärmeaustauschbeziehung mit dem Kondensor, und Innenluft zirkuliert in Wärme austauschbeziehung mit dem Verdampfer. Umgekehrt zir-

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kuliert, während der Heizbetriebsweise, Außenluft in WärmeaustauschbeZiehung mit dem Verdampfer, und Innenluft zirkuliert in Wärmeaustauschbeziehung mit dem Kondensor.

Obwohl verschiedene Anordnungen dazu verwendet werden können, um den Verdampfer einer solchen Wärmepumpe zu enteisen, umfaßb eine derzeit bevorzugte Anordnung ein passives Enteisungssystem, worin, wenn ein Enteisen erforderlich ist, der Betrieb des Kühlmittelkompressors unterbrochen wird und sich der Kühlmitteldruck innerhalb des Systems ausgleichen kann, was mit einem Temperaturausgleich verbunden ist. Auf diese Weise kann Wärme von verschiedenen Elementen des Systems den Verdampfer erreichen und das Eis von demselben schmelzen. Es können verschiedene Ventilanordnungen angewandt werden, um diesen Vorgang zu beschleunigen und zu verstärken.

Beispielsweise umfaßt eine reversible Wärmepumpe, für die die Schaltung nach der vorliegenden Erfindung insbesondere vorgesehen ist, eine für einen Raum bemessene einzige Einheit, die in einer Öffnung montierbar ist, welche durch eine Außenwand eines Gebäudes hindurchgeht, wobei die einzige Einheit alle Hauptkomponenten aufweist, nämlich den Verdampfer, den Kondensor, den Kompressor, Gebläse, zusätzliche elektrische Widerstandsheizer wie auch einen Hauptteil der vorliegenden Regelschaltung.

Kurz gesagt wird durch die vorliegende Erfindung eine Schaltung zum Regeln aller Betriebsfunktionen einer solchen Wärmepumpeneinheit zur Verfügung gestellt, und zwar unter Einschluß der Raumthermostatfunktionen und der Enteisungsfunktionen. Alle vom Benutzer steuerbaren Punktionen werden über eine thermostatartige Steuereinheit gesteuert, die entfernt angeordnet werden kann und an einer Innenwand des Raumes getrennt von der Wärmepumpeneinheit montiert sowie mit letzterer nur über fünf Leiter verbunden ist. Es ist eine Anzahl von wünschenswerten Funktionen und Merkmalen vorgesehen. Bei-

spielsweise werden für die optimale Energieausnutzung durch die Steuerung zwei Stufen sowohl bei der Heiz- als auch bei der Kühlbetriebsweise zur Verfügung gestellt, und zwar mit einer nahezu konstanten Temperaturdifferenz bzw. -unterschied zwischen den beiden Stufen unabhängig von der Temperatureinstellung, sowie mit nahezu konstanter Hysteresis für jede Stufe.

Weitere Merkmale der in Frage stehenden Regelschaltung sind ein Verhindern aller Leistungsfunktionen, entweder dann, wenn der vom Benutzer betätigbare Betriebsweisenschalter zwischen den Positionen "Heizen" und "Kühlen" ist, wenn der EIN/AUS-Schalter an der entfernt vorsehbaren Einheit in der AUS-Stellung ist, oder wenn die entfernt vorsehbare Einheit abgetrennt ist.

Weiter ist eine Verdampferbedarfsenteisung sowohl für die Heiz- als auch für die Kühlbetriebsweise vorgesehen. Während der Enteisung in der Heizbetriebsweise kann, wenn der Verdampfer der Außenluft ausgesetzt ist, das Verdampfergebläse arbeiten, sofern die Außenlufttemperatur über dem Gefrierpunkt liegt, so daß infolgedessen der EnteisungsVorgang von der Außenluft unterstützt werden kann. Ein Betrieb des Verdampfergebläses wird während des Enteisens in der Heizbetriebsweise in dem Fall verhindert, in dem sich die Außenlufttemperatur unterhalb des Gefrierpunkts befindet, so daß dadurch eine zusätzliche Kühlung des Verdampfers vermieden wird, die andernfalls eine Enteisung des Verdampfers verlangsamen oder sogar verhindern würde.

Die entfernt vorsehbare Steuereinheit, die durch die nur fünf oben erwähnten Drähte angeschlossen ist, ermöglicht eine Steuerung einer Anzahl von Funktionen einschließlich der EIN/AUS-Funktion, und eine unabhängige Einstellung der Heiz- und Kühlgrenzen, wo das erforderlich ist. Zusätzlich hat die entfernte

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Steuereinheit zwei Lampen, die zur Anzeige, ob. die Wärmepumpeneinheit in der Heiz- oder Kühlbetriebsweise ist./ aufleuchten, wobei der Betriebsweisenschalter selbst als ein Teil der Luftventilanordnung an der Haupteinheit vorgesehen ist.

Kurz gesagt wird gemäß einem spezielleren Aspekt der Erfindung eine zweistufige Steuerschaltung für eine reversible Luftumlauf-Wärmepumpeneinheit zur Verfügung gestellt, welche eine Heiz- und Kühlbetriebsweise aufweist und ein Kühlsystem mit geschlossenem Kreislauf besitzt, das einen Kompressor, einen Verdampfer und einen Kondensor hat. Die Wärmepumpeneinheit weist ferner zwei Gebläse, die von Motoren mit zwei Drehzahlen getrieben sind, auf, mit denen Luft über den Verdampfer bzw. den Kondensor bewegt wird, sowie eine Luftventilanordnung zum alternativen Umwälzen einer Außenluftströmung über den Verdampfer und einer Innenluftströmung über den Kondensor während der Heizbetriebsweise, sowie zum Umwälzen von Innenluftströmung über den Kondensor und Außenluftströmung über den Verdampfer während der Kühlbetriebsweise. Die Wärmepumpe weist außerdem wenigstens einen steuerbaren zusätzlichen elektrischen Widerstandsheizer zum Erwärmen von Innenluft während der Heizbetriebsweise auf.

Insbesondere besitzt die Regelschaltung nach der vorliegenden Erfindung einen Betriebsweisenschalter, der vorzugsweise mit der Luftventilanordnung der Wärmepumpeneinheit gekuppelt ist und dazu dient, vorbestimmte elektrische Verbindungen in Abhängigkeit davon herzustellen, ob die Heiz- oder Kühlbetriebsweise gewählt wird. Die Schaltung weist eine in einer ersten Stufe gesteuerte Schalt—einrichtung, wie beispielsweise ein Relais, auf, die, wenn sie aktiviert wird, so verbunden wird, daß sie den Kompressor und die Gebläse einschaltet, sowie eine in einer zweiten Stufe gesteuerte Schalteinrichtung, beispielsweise ein anderes Relais, die, wenn sie aktiviert wird, so geschaltet ist, däß sie die Gebläse in den

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Zustand des Betriebs relativ höherer Geschwindigkeit bringt und den zusätzlichen elektrischen Heizer aktiviert, wenn die Heizbetriebsweise gewählt wird.

Infolgedessen wird der Kälte.mittelkompressor für die erste Stufe des Heizens oder Kühlens eingeschaltet, und das Verdampferund Kondensorgebläse werden mit niedriger Geschwindigkeit betrieben. Wenn ein zusätzliches Heizen oder Kühlen erforderlich ist, um eine gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten, wird eine zweite Stufe des Heizens oder Kühlens aktiviert. Die zweite Stufe umfaßt bei der Heizbetriebsweise das Anschalten des zusätzlichen elektrischen Widerstandsheizers, der vorzugsweise im Laufweg von warmer Luft angeordnet ist, die zurück in den Raum geleitet wird, und zwar zusammen mit einem Umschalten der Gebläse auf ihre relativ höhere Betriebsgeschwindigkeit. Die zweite Stufe der Kühlbetriebsweise umfaßt ein Umschalten beider Gebläse in ihre höhere Betriebsgeschwindigkeit.

Die Steuerschaltung weist zusätzlich eine thermostatisehe Steuerschaltung zum Vergleichen der ermittelten Innentemperatur mit einer Temperatureinstellung und zum Aktivieren der von der ersten und zweiten Stufe gesteuerten Sehaltereinrichtungen in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen der er- <·"■% mittelten Innentemperatur und der Temperatureinstellung auf. Im einzelnen ist die thermostatische Steuerschaltung dann, wenn die Heizbetriebsweise gewählt ist, so betreibbar, daß sie die Schalt^-einrichtung der ersten Stufe aktiviert, wenn die ermittelte Innentemperatur unterhalb der Temperatureinstellung liegt, und daß sie zusätzlich die Schalt-~-einrich-, tung der zweiten Stufe aktiviert, wenn die ermittelte Innentemperatur um einen vorbestimmten zusätzlichen Betrag, der als "Temperaturdifferenz" der ersten und zweiten Stufe bezeichnet wird, unterhalb der Temperatureinstellung liegt. Die thermostatische Steuerschaltung ist, wenn die Kühlbe-

triebsweise gewählt ist, in der Weise betreibbar, daß sie die Schalte—-einrichtung der ersten Stufe aktiviert, wenn die ermittelte Innentemperatur die Temperatureinstellung übersteigt, und daß sie zusätzlich die Schalt-reinrichtung der zweiten Stufe aktiviert, wenn die ermittelte Innentemperatur die Temperatureinstellung um das Temperaturdifferential bzw. die Differentialtemperatur der ersten und zweiten Stufe übersteigt.

Damit ein unnötiger Betrieb der zusätzlichen elektrischen Widerstandsheizer während der Heizbetriebsweise, verbunden mit unnötigen Betriebskosten, vermieden wird, ist eine Schaltung vorgesehen, welche die Außentemperatur ermittelt und eine Aktivierung des zusätzlichen elektrischen Heizers während der Heizbetriebsweise verhindert, wenn die Außentemperatur eine vorbestimmte Temperatur überschreitet. Diese vorbestimmte Temperatur wird gemäß den mechanischen und thermodynamischen Kenndaten der speziellen Wärmepumpeneinheit gewählt. Eine typische vorbestimmte Temperatur ist 2 C (36 F). Eine spezielle Weise, in der eine Aktivierung des zusätzlichen elektrischen Heizers verhindert werden kann, besteht einfach darin, daß eine Aktivierung der in der zweiten Stufe gesteuerten Schaltereinrichtung während der Heizbetriebsweise verhindert wird, sofern die Außentemperatur die vorbestimmte Temperatur übersteigt.

Die vorliegende Steuerschaltung weist vorzugsweise eine Kühlbetriebsweisebedarfsenteisungsschaltung auf, welche eine über- ' mäßige Bereifung bzw. Eisansammlung auf dem Verdampfer feststellt und den Betrieb des Kompressors in Ansprechung hierauf unterbricht, so daß eine Enteisung ermöglicht wird. Die Kühlbetriebsweisebedarf senteisungs schaltung weist einen Sensor zum Ermitteln der Temperatur eines Teils des Verdampfers auf, sowie eine Schaltung, die auf den Sensor des Verdampfers anspricht und eine Aktivierung der in der ersten Stufe gesteuerten Schaltereinrichtung verhindert, wenn die ermittelte Verdampfertemperatur unter eine vorbestimmte Temperatur abfällt, zum

Beispiel 0°C (32°F), welche eine übermäßige Verdampferkälte anzeigt. Die Schaltung ermöglicht wieder eine Aktivierung dor in der ersten Stufe gesteuerten Schaltereinrichtung, wenn die ermittelte Verdampfertemperatur wieder über die vorbestimmte Temperatur ansteigt.

Während dieses Enteisungsbetriebs in der Kühlbetriebsweise wird der Betrieb der zweiten Stufe nicht verhindert, und die Verdampfer- und Kondensorgebläse können mit ihrer relativ höheren Drehzahl in dem Fall arbeiten, in welchem

die Raumtemperaturthermostatsteuerschaltung die zweite Stufe des Kühlens anfordert. Die resultierende Zirkulation der Innenluft über den Verdampfer trägt zum EnteisungsVorgang bei und beschleunigt die Rückkehr zum normalen Betrieb.

Außerdem ist eine Bedarfsenteisungsschaltung für die Hoizbetriebsweise vorgesehen. Da während der. Heizbetriebsweise der Verdampfer der kalten Außenluft ausgesetzt ist, die deutlich unter O⁰C (32°F) liegen kann, kann das relativ einfache Bedarfsenteisungsschema, wie es vorstehend für die Kühlbetriebsweise beschrieben wurde, nicht angewandt werden. Stattdessen wird mit der vorliegenden Steuerschaltung ein Bedarfsenteisungssystem verwirklicht, worin die Wärmeaustauschwirksamkeit des Verdampfers dadurch überwacht wird, daß die Temperaturdifferenz zwischen der kalten Außenluft, die in den Verdampfer eintritt, und der Temperatur des Verdampfers selbst bestimmt wird. Während des Betriebs nimmt, wenn sich eine Reif- bzw. Eisschicht auf dem Verdampfer ausbildet, die Temperatur des Verdampfers ab, und zwar selbst dann, wenn die Temperatur der Außenluft konstant bleiben sollte.

Im einzelnen sind Sensoren zum Ermitteln der Temperatur der in den Verdampfer eintretenden Außenluft und zum Ermitteln der Temperatur eines Teils des Verdampfers vorgesehen. Der Sensor zum Ermitteln der Temperatur eines Teils des Verdawp-

fers ist vorzugsweise der gleiche, wie er für das Einleiten und Beenden der Kühlbetriebsweisebedarfsenteisung, wie oben beschrieben, verwendet wird. Die Schaltung spricht auf diese beiden Sensoren an, indem sie ein Signal zum Einleiten des Enteisens erzeugt, wenn die ermittelte Verdampfertemperatur um einen vorbestimmten Betrag unter die ermittelte Außenlufttemperatur abfällt, und es ist eine zusätzliche Schaltung zum Sperren einer Aktivierung der von der ersten Stufe gesteuerten Schalt--.einrichtung in Ansprechung auf das Signal für die Einleitung des Enteisens vorgesehen.

Dieses Sperren der ersten Stufe verhindert einen Betrieb des Kompressors und ermöglicht einen Ausgleich des Druckes und der Temperatur des Kältemittelsystems, so daß auf diese Weise Wärme zum Enteisen des Verdampfers zur Verfügung gestellt wird. In dem Fall, in dem sich die Außenlufttemperatur oberhalb von O⁰C (32°F) befindet, kann das Verdampfergebläse arbeiten, vorausgesetzt daß die Raumthermostatsteuerung die ' zweite Stufe des Heizens anfordert, und die über der Gefriertemperatur befindliche Außenluft kann auf diese Weise zum Enteis ungsVorgang beitragen. Der gleiche Sensor für die Außenlufttemperatur, der für das Einleiten des Bedarfsenteisurigsvorgangs in der Heizbetriebsweise verwendet wird, wird vorzugsweise auch für diesen Zweck verwendet. Wenn jedoch die Außenlufttemperatur unter OC (32 F) ist, dann wird der Betrieb des Verdampfergebläses verhindert, wodurch ein weiteres Kühlen des Verdampfers durch Außenluft verhindert wird.

Während des EnteisungsVorgangs in der Heizbetriebsweise ist es möglich, daß der zusätzliche elektrische Widerstandsheizer, der während des Betriebs der zweiten Stufe in der Heizbetriebsweise angeschaltet ist, den Raum nicht genügend erwärmt. Es ist ein zweiter zusätzlicher elektrischer Heizer vorgesehen, und dieser wird während der Heizbetriebsweise in dem Fall angeschaltet, in dem eine Aktivierung der Schaltereinrichtung

der ersten Stufe verhindert wird, so daß auf diese Weise der Wegfall des Wärmepumpenbetriebs während des Enteisens kompensiert wird.

Obwohl verschiedenste Maßnahmen zum Beenden des Bedarfsenteisungsvorgangs in der Heizbetriebsweise getroffen werden können, beinhaltet die derzeit bevorzugte Maßnahme, daß ein Sensor zum Ermitteln des Vorhandenseins von kaltem Enteisungswasser, das vom Verdampfer abläuft, vorgesehen ist, und dieser Sensor ist so geschaltet, daß er den Enteisungsvorgang in der Heizbetriebsweise beendet, wenn das Fließen von Verdampferablaufwasser endet. Im einzelnen ist dieser Sensor ein "Sperr"-Temperatur-Sensor, der im Laufweg des Verdampferablaufwassers derart angeordnet ist, daß der Temperatursensor auf einer Temperatur von ungefähr OC (32 F) gehalten wird, solange Wasser fließt. Wenn der Verdampfer vollständig enteist ist und das Fließen von kaltem Enteisungswasser, das von dem Verdampfer abläuft, demgemäß endet, steigt die Temperatur dieses "Sperr"-Temperatur-Sensors an, und dieses Ansteigen wird durch die Schaltung wahrgenommen, so daß diese den Enteisungsvorgang beendet.

Eine Anzahl von wichtigen Merkmalen und Aspekten der Erfindung beinhalten die thermostatische Steuerschaltung, welche die entfernt vorsehbare Benutzersteuereinheit aufweist. Im einzelnen umfaßt die Benutzersteuereinheit einen Teil der thermostatischen Steuereinheit und kann entfernt vom Hauptteil der Steuerschaltung, der physisch bei der Hauptwärmepumpeneinheit angeordnet ist, vorgesehen werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß, obwohl sich eine genauere Steuerung der Raumtemperatur ergibt, wenn die Thermostateinheit entfernt von der Wärmepumpeneinheit angeordnet ist, es in gewissen Anwendungsfällen wünschenswert sein kann, die entfernt vorsehbare Steuereinheit auf bzw. an der Hauptwärmepumpeneinheit selbst anzuordnen, und die Betriebskenndaten bleiben unverändert.

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Die Stromversorgung der entfernt vorsehbaren Benutzersteuereinheit erfolgt vom Hauptteil der Steuerschaltung über zwei Versorgungsleiter, wobei einer der beiden Versorgungsleiter weiter in einen Heizbetriebsweisenwählleiter und einen Kühlbetriebsweisenwählleiter unterteilt ist, die zum Zwecke der Kontinuität abwechselnd von dem Betriebsweisenschalter gewählt werden, der an die Luftventile der Wärmepumpeneinheit angekuppelt ist. Die entfernt vorsehbare Benutzereinheit stellt fest, welcher dieser Heiz- und Kühlbetriebsweisenwählleiter gewählt worden ist, um die Konfiguration der Temperatursteuerschaltung zu verändern, wie es für die Heiz- oder Kühlbetriebsweise angemessen ist. Außerdem werden Heiz- und Kühlbetriebsweisenanzeigelampen, die in der BenutzerSteuereinheit angeordnet sind, in Abhängigkeit davon betrieben, welcher der Wählleiter gewählt worden ist. -

Im einzelnen hat die entfernt vorsehbare Benutzersteuereinheit ein Temperatureinstellpotentiometer, das in einstellbare Spannungsteilerkonfigurationen zwischen die beiden Versorgungsleiter geschaltet ist, so daß eine Spannung erzielt wird, welche den gewünschten Grad an Heizen oder Kühlen repräsentiert. In der hier beschriebenen speziellen Steuerschaltung trägt diese Benutzersteuerung die Aufschrift "mehr", und die Einstellung derselben wird in der gleichen Richtung unabhängig davon erhöht, ob "mehr" Heiz- oder "mehr" Kühlwirkung gewünscht wird. Obwohl es klar und einzusehen ist, daß spezielle Spannungsgrößen, Polaritäten und Änderungsrichtungen lediglich eine Sache der jeweiligen Wahl sind, nimmt diese Spannung, welche den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentiert, in einem positiven Sinn zu, wenn entweder "mehr" Heizen oder "mehr" Kühlen erwünscht ist.

Das Temperatureinstellpotentiometer ist in Verbindung mit unabhängigen Heiz- bzw. Kühltrimmern geschaltet, die in Ansprechung auf die Heiz- und Kühlbetriebsweisenwählleiter gewählt werden und so angeordnet sind, daß sie die Wahl der Spannung,

welche den gewünschten Grad an Heizen oder Kühlen repräsentiert, durch den Benutzer in kontrollierbarer Weise beschränken, so daß dadurch das Einhalten von durch den Staat erlassenenGebäudetemperaturbestiirmangen erleichtert wird, wo diese anwendbar sind.

Die entfernt vorsehbare Benutzersteuereinheit hat zusätzlich einen Innentemperatursensor, der in eine Schaltung geschaltet ist, so daß er eine Spannung liefert, die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentiert. Die Innentemperatursensorschaltung spricht auf die Heiz- und Kühlbe- f\ ■ triebsweisenwählleiter derart an, daß sie wahlweise bewirkt, daß sich die den tatsächlichen Grad an Heizen oder Kühlen repräsentierende Spannung entweder direkt oder umgekehrt mit der ermittelten Temperatur ändert, so daß die Charakteristik und Konfiguration des Temperatureinstellpotentiometers angepaßt wird. In der hier in näheren Einzelheiten beschriebenen speziellen Ausführungsform ändert sich in der Heizbetriebsweise die Spannung, welche den aktuellen Grad an Heizen oder Kühlen repräsentiert, direkt mit der ermittelten Raumtemperatur, und während der Kühlbetriebsweise ändert sich diese Spannung umgekehrt mit der ermittelten Raumtemperatur.

Eine Komparatorschaltung ist im Hauptteil der Steuerschaltung angeordnet und spricht sowohl auf die Spannung an, welche den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentiert, als■ auch auf die Spannung, welche den aktuellen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentiert, und zwar so, daß sie die von der ersten und zweiten Stufe gesteuerten Schaltereinrichtungen in Abhängigkeit von dem Betrag aktiviert, um den die den aktuellen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung nicht der den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannung entspricht. Es ist ein spezielles Merkmal der Erfindung, daß, da die Umkehr der Richtung der Spannungsänderung innerhalb der entfernt vorsehbaren Steuereinheit

ausgeführt wird, die Komparatorschaltung, die im Hauptteil der Steuerschaltung angeordnet ist, nicht rekonfiguriert bzw. umgeändert zu werden braucht, wenn zwischen der Heiz- und der Kühlbetriebsweise umgeschaltet wird. Im einzelnen werden die Schaltereinrichtungen der ersten und zweiten Stufe in der gleichen Weise aktiviert, und zwar in Abhängigkeit von dem Betrag, um den die den aktuellen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung der den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannung nicht entspricht, ohne Rücksicht darauf, ob sich die Einheit in der Heiz- oder Kühlbetriebsweise befindet.

Im einzelnen weist die Komparatorschaltung einen Komparator der ersten und zweiten Stufe auf, von denen jeder einen Bezugseingang hat, der so geschaltet ist, daß er die den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung erhält, und einen Vergleichseingang, der so geschaltet ist, daß er die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung erhält. Die Komparatoren der ersten und zweiten Stufe haben Ausgänge, die jeweils mit den in. der ersten und zweiten Stufe gesteuerten Schaltereinrichtungen verbunden sind. Die Komparatorschaltung weist zusätzlich eine Vorspannungsschaltungsanordnung zum Verschieben des Umschaltschwellwerts der Komparatoren der ersten und zweiten Stufe mit Bezug aufeinander auf, so daß ein Temperaturunterschied (Temperaturdifferenz bzw. -unterschied zwischen der ersten und zweiten Stufe) zwischen den Umschaltpunkten der in der ersten und zweiten Stufe gesteuerten Schaltereinrichtungen erzielt wird.

In einer noch spezielleren Anordnung hat jeder der Komparatoren der ersten und zweiten Stufe ein Paar von Reiheneingangswiderständen, die mit der Spannung verbunden sind, welche den gewünschten Grad an Heizen oder Kühlen repräsentiert, sowie mit der Spannung, die den aktuellen Grad an Heizen oder Kühlen

repräsentiert, und die Vorspannungsschaltungsanordnung weist relativ hohe Widerstandswerte auf, die so geschaltet sind, daß sie das Fließen eines Vorspannungsstroms zwischen positiven und negativen Versorgungsleitern durch einen Eingangswiderstand von jedem der Komparatoren der ersten und zweiten Stufe bewirken. Diese Anordnung hat einen relativ konstanten Strom zur Folge, der durch die Eingangswiderstände fließt, so daß dadurch bewirkt wird, daß die gleiche Differenzspannung bzw. der gleiche Spannungsunterschied zwischen den beiden Stufen unabhängig von der Temperatureinstellung vorhanden ist.

Die EIN/AUS-Steuerfunktlonen für den Benutzer werden mittels eines Benutzer-EIN/AUS-Schalters erzielt, der in der entfernt vorsehbaren Benutzersteuereinheit vorgesehen und so geschaltet ist, daß er die Versorgungsleiter unterbricht, wenn er in die AUS-Position geschaltet wird. Die Hauptsteuerschaltung weist darüber hianus einen Stromdetektor auf, der ein Nichtvorhandensein von Strom durch die Versorgungsleiter zu der entfernt vorsehbaren Benutzersteuereinheit ermittelt, wenn der Benutzer-EIN/AUS-Schalter in der AUS-Position ist, und der eine Betätigung der ersten und zweiten gesteuerten Schaltereinrichtung in Ansprechung hierauf unmöglich macht. Die spezielle Stromermittelungsanordnung dient außerdem zu der erwünschten Funktion des Verhinderns jedes Betriebs wenn die Schaltungskontinuität aus irgendeinem Grunde unterbrochen wird, wie beispielsweise dadurch, daß die entfernte Einheit abgetrennt wird oder ein fehlerhafter Schalterkontakt vorhanden ist. Außerdem verhindert die gleiche Stromdetektorschaltung in wünschenswerter Weise auch einen Betrieb der Einheit, wenn der in der Haupteinheit vorgesehene und an die Luftventile angekuppelte Betriebsweisenschalter zwischen der Heiz- und der Kühlbetriebsweisenposition positioniert ist.

Die Erfindung sei/nachstehend anhand einiger in den Figuren 1 bis 7 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigen:

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Figur 1 eine in hohem Maße schematische Darstellung der mechanischen Anordnung einer reversiblen L^iuftumlauf-Wärmepumpeneinheit, die in der Heizbetriebsweise veranschaulicht ist und bei der die Schaltung nach der vorliegenden Erfindung besonders geeignet angewandt werden kann;

Figur 2 ein schematisches elektrisches Schaltbild, das die Art und Weise veranschaulicht, in der verschiedene Steuerrelais der vorliegenden Steuerschaltung geschaltet sind, so daß sie verschiedene Komponenten in der Wärmepumpeneinheit der Figur 1 an eine Haushalts-Wechselstrombeispielsweise
quelle von/TzO Volt und 60 Hz anschalten;

Figur 3 eine Kurvendarstellung, welche die Steuerung und die beschränkenden Kenndaten einer Form eines zweistufigen Raumtemperaturthermostats während des Betriebs in der Heizbetriebsweise wiedergibt;

Figur 4 eine entsprechende Kurvendarstellung, welche die Steuerung und die beschränkenden Kenndaten des Thermostaten während des Betriebs in der Kühlbetriebsweise wiedergibt;

Figur 5 ein ins einzelne gehendes schematisches elektrisches Schaltbild eines Teils einer Steuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung, und zwar im einzelnen einer Gleichstromversorgungseinheit für niedrige Spannung, einer entfernt vorsehbaren Benutzersteuereinheit und einer Stromdetektοrschaltung;

Figur 6 einen weiteren Teil einer Steuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung, und zwar im einzelnen eine Kpmparatorschaltung eines zweistufigen Raumtemperaturthermostaten; und

Figur 7 ein ins einzelne gehendes schematisches elektrisches Schaltbild des übrigen Teils der vorliegenden Steuer-

schaltung, und zwar insbesondere die Bedarfsenteisungsteile derselben für die Heiz- und Kühlbetriebsweise.

Es sei nun zunächst auf Figur 1 Bezug genommen, wonach eine reversible Luftumlauf-Wärmepumpeneinheit, die allgemein mit TO bezeichnet ist, einen Kältend.ttelkompressor 12 umfaßt, sowie einen Kälte.mittelkondensor 14 zum Kühlen und Kondensieren von heißem, komprimiertem, gasförmigem Kältemittel, welches vom Kompressor 12 herkommt, so daß warmes, flüssiges Kältemittel erhalten und dadurch ein Heizen erzielt wird, und einen Verdampfer 16, innerhalb dessen flüssiges Kühlmittel verdampft, so daß dadurch ein Kühlen erzielt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß der Kompressor, der Kondensor 14 und der Verdampfer 16 alle konventionelle Elemente eines im geschlossenen Kreislauf arbeitenden Kühlsystems sind, dessen übrige Einzelheiten, welche Verbindungen und ein Expansionsventil umfassen, für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht notwendig und infolgedessen nicht dargestellt sind. Außerdem sind zwei Zweidrehzahlmotor-getriebene Gebläse 18 und 20 dargestellt, die von jeweiligen elektrischen Zweidrehzahlmotoren 22 und 24 angetrieben werden und dazu dienen, Luft über den Verdampfer 16 bzw. den Kondensor 14 zu ziehen.

Ein Hauptteil der Schaltung nach der vorliegenden Erfindung ist innerhalb eines Kastens oder einer geeigneten Umschließung enthalten, der bzw. die allgemein mit 25 bezeichnet ist.

Die Wärmepumpeneinheit 10 ist nach der Darstellung im Durchgang durch eine Außenwand 26 eines Raumes montiert , für dessen wahlweises Heizen und Kühlen die Wärmepumpeneinheit 10 vorgesehen ist. In der dargestellten speziellen Ausrichtung ist die rechte Seite 2 8 der Wärmepumpeneinheit 10 dem Innenraum zugewandt, während die linke Seite 30 der Wärmepumpeneinheit 10 dem Außenraum zugewandt ist.

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Damit alternativ zwischen einem Betrieb in der Heiz- und in der Kühlbetriebsweise gewählt werden kann, bewirkt eine Luftventilanordnung alternativ eine Zirkulation von Außenluftströmung 32 über den Verdampfer 10 und Innenluftströmung 34 über den Kondensor 14 während der Heizbetriebsweise, dagegen eine Zirkulation von Innenluftströmung über den Kondensor 14 und von Außenluftströmung über den Verdampfer 16 während der Kühlbetriebsweise. Obwohl, worauf hier hingewiesen sei, eine Vielzahl von Luftventilanordnungen unter Einschluß von Anordnungen, die eine extensive Kanalführung aufweisen, angewandt werden kann, sind in der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwei Schiebetüren oder -platten 36 und 38 vorgesehen, die mechanisch miteinander verbunden sind, beispielsweise durch eine Rollen-und-Sei!-Anordnung (nicht gezeigt) , um die Luftströmung in der gewünschten Weise zu leiten bzw. umzustellen. In Figur 1 ist durch die Darstellung der Platten 36 und 38 mit ausgezogenen Linien deren Anordnung während der Heizbetriebsweise veranschaulicht, während der die Platten 36 und 38 eine Zirkulation der Außenluftströmung 32 über den Verdampfer 16 im oberen, linken Bereich der Figur 1 ermöglichen, sowie eine Zirkulation der Innenluftströmung 34 über den Kondensor 14 im unteren, rechten Teil der Figur 1. Für den Betrieb in der Kühlbetriebsweise werden die bewegbaren Platten oder Türen 36 und 38 so umgestellt, wie in Figur 1 mit gestrichelten Linien dargestellt, so daß Innenluftströmung über den Verdampfer 16 im oberen, rechten Teil der Figur 1 zirkulieren kann, und daß Außenluftströmung über den Kondensor 14 im unteren, linken Teil der Figur 1 zirkulieren kann.

Um Signale für die Steuerschaltung, die nachstehend in näheren Einzelheiten beschrieben ist, zu erzeugen, aus denen entnehmbar ist, ob die bewegbaren Platten 36 und 38 in der Position für die Heiz- oder Kühlbetriebsweise sind, stellt ein allgemein mit 40 bezeichneter Betriebsweisenschalter vorbe-

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stimmte elektrische Verbindungen in Abhängigkeit davon her, ob die Heiz- oder Kühlbetriebsweise gewählt worden ist. Obwohl es ohne weiteres ersichtlich ist, daß verschiedenste elektrische und mechanische Schalteranordnungen vorgesehen sein können, sind in Figur 1 nur in sehr schematischer Form zwei Schalter 42 und 44, beispielsweise Mikroschalter, dargestellt, die mechanisch so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie betätigt werden, wenn die bewegbaren Platten 36 und 38 so positioniert sind, daß sie vollständig in die jeweiligen Heiz- und Kühlbetriebsweisenpositionen bewegt sind. Beim Betrieb in der Heizbetriebsweise wird, wie in Figur 1 dargestellt, der Schalter 4 4 durch die Innenplatte 38 betätigt, während der Schalter 42 nicht betätigt ist. Für den Betrieb in der Kühlebtriebsweise gilt das Umgekehrte. Der Vorteil dieser speziellen Anordnung besteht darin, daß die Schaltung so ausgebildet sein kann, daß jeder Betrieb der gesteuerten Komponenten immer dann verhindert wird, wenn sich die Platten 36 und 38 in einer Zwischenposition befinden und weder dor Schalter 42 noch der Schalter 44 betätigt wird.

Außerdem ist in Figur 1 wenigstens ein steuerbarer zusätzlicher elektrischer Widerstandsheizer 46 für die Benutzung während der zweiten Stufe der Heizbetriebsweise dargestellt, wenn der Pumpenbetrieb allein zur Zuführung des Heizbedarfs des Raumes ungenügend ist. Vorzugsweise ist ein zusätzlicher elektrischer Widerstandsheizer 48 für die Verwendung während der Enteisungsvqrgänge in der Heizbetriebsweise vorgesehen, also wenn der Kompressor 12 nicht arbeitet. Die elektrischen Widerstandsheizer 46 und 4 8 sind so angeordnet, daß sie Innenluft erwärmen, und zwar vorzugsweise auf der Austrittsseite des rezirkulierenden Innenluftstroms 34.

Es sei nun auf Figur 2 Bezug genommen, in der eine allgemein mit 50 bezeichnete Stromversorgungssteuerschaltung zum rjcht-.igen Erregen der verschiedenen in Figur 1 gezeigten

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elektromechanischen Komponenten an zwei Stromversorgungsleiter L und N mit 120 Volt Wechselspannung gezeigt ist. Im einzelnen sind in Figur 2 der Kompressor 12, der Verdampfergebläsemotor 22, der Kondensorgebläsemotor 24 und die beiden elektrischen Widerstandsheizer 46 und 48 dargestellt. Ein zusätzliches Bauteil, das in beiden Figuren 1 und 2 gezeigt ist, ist der Betriebsweisen chalter 40. Im einzelnen ist aus Figur 2 ein Kontakt 44' des Schalters 44 der Figur 1 ersichtlich, und dieser Kontakt ist während der Heizbetriebsweise, wie dargestellt, zum Zwecke des Ermöglichens einer Aktivierung der zusätzlichen elektrischen Widerstandsheizer 46 und 48 während der Heizbetriebsweise geschlossen.

' In Figur 2 sind zwei zusätzliche Schalter gezeigt, und zwar ein Hauptwechseistromversorgungsschalter 52, der im geschlossenen Zustand eine Leitung L¹ an L zur Stromversorgung anschließt. Darüberhinaus ist ein einpoliger Gebläse-Umschalter 54 vorgesehen, damit es dem Benutzer ermöglicht wird, zwischen einem kontinuierlichen Betrieb der Gebläse 18 und 20 und einer automatischen Steuerung des Gebläsebetriebs zu wählen.

Die vorliegende Regelschaltung ermöglicht einen zweistufigen Betrieb sowohl für das Heizen als auch für das Kühlen. Entsprechend ist eine in der ersten und eine in der zweiten Stufe gesteuerte Schalt-—einrichtung vorgesehen, und diese Schalt-—-einrichtungen umfassen in der dargestellten Ausführungsform Relais, die Kontakte K1 und K2 haben (die Spulen, welche die Relaiskontakte K1 und K2 betätigen, sind weiter unten unter speziellem Bezug auf die Figur 6 beschrieben). Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß andere Formen von gesteuerten Schaltereinrichtungen in gleicher Weise angewandt werden können, zum Beispiel Halbleiterschaltelemente, wie beispielsweise Thyristoren.

Jedor der Relaiskontakte KI und K2 weist einen vierpoJ.igan Umschaltkontakt auf, der einzelne Abschnitte hat, die mit A,

B, C und D bezeichnet sind. Die Relais sind in ihrer nichterregten Position gezeigt, in der ihre normalerweise geschlossenen Kontakte geschlossen und ihre normalerweise offenen Kontakte offen sind.

Im einzelnen ist die steuerbare Schalteinrichtung der ersten Stuie, ^:— wenn sie aktiviert ist, so geschaltet, daß sie den Kompressor 12 über die Relaiskontakte K1-A und die Gebläsemotoren 22 und 24 über die Relaiskontakte K1-B und K1-C anschaltet. Die Gebläsemotoren 22 und 24 sind vorzugsweise so ausgebildet, daß sie sich mit einer relativ niedrigeren Geschwindigkeit und einer relativ höheren Geschwindigkeit drehen können, und zwar in Abhängigkeit davon, welche Wicklungen angeschaltet sind. Demgemäß hat der Verdampfergebläsemotor 22 eine Wicklung 56, welche diejenigen Motorwicklungen repräsentiert, die für eline Drehung mit der relativ niedrigeren Geschwindigkeit angeschaltet werden, sowie eine Wicklung 58, welche diejenigen Motorwicklungen repräsentiert, die für eine Drehung mit der relativ höheren Geschwindigkeit angeschaltet werden. In entsprechender Weise hat der Kondensorgebläsemotor 24 eine Wicklung 60, die eine relativ niedrigere Geschwindigkeit repräsentiert, und eine Wicklung 62, die eine relativ höhere Geschwindigkeit repräsentiert.

Die steuerbare Schalteinrichtung der zweiten Stufe ist, wenn sie aktiviert worden ist, so geschaltet, daß sie die Gebläse 18 und 20 in den Zustand des Betriebs mit relativ höherer Geschwindigkeit bringt, indem sie die hierfür zuständigen Wicklungen 5 8 und 62 durch Relaiskontakte K2-A und K2-B anschaltet. Zusätzlich schaltet das Relais der zweiten Stufe wenigr· stens den zusätzlichen elektrischen Widerstandsheizer 46 durch den Relaiskontakt K2-D an, wenn es während der Heizbetriebsweise aktiviert ist.

Um einen Betrieb des Verdampfergebläsemotors 22 zu verhindern, wenn die Außenlufttemperatur während des Enteisungsvorgangs in

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der Heizbetriebsweise unter ungefähr O C (32°F) ist, ist ein Relais mit Kontakten K3 vorgesehen. (Während des Enteisungsbetriebs in der Heizbetriebsweise ist das Relais K1 nicht erregt, und die Stromversorgung für den Verdampfergebläsemotor muß durch die Relaiskontakte K3 zugeführt werden.) Die Spule des Relais K3 ist weiter unten unter spezieller Bezugnahme auf Figur 7 beschrieben.

Die Steuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung weist eine thermostatische Steuerschaltung zum Vergleichen der ermittelten Innenraumtemperatur mit einer Temperatureinstellung und zum Aktivieren der erst- und zweitstufig gesteuerten Schaltereinrichtungen, die die Relaiskontakte K1 und K2 umfassen, auf, und zwar in Abhängigkeit von dem Unterschied · zwischen der ermittelten Innenraumtemperatur und der Temperatureinstellung.

Obwohl die näher ausgeführte thermostatische Steuerschaltung weiter unten unter spezieller Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 beschrieben ist, wird hier davon ausgegangen, daß diese Schaltung und ihr Betrieb aufgrund der nachfolgenden Beschreibung der thermostatischen Steuerkenndaten unter spezieller Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 besser verstanden wird.

Es sei zunächst auf die Figur 3 Bezug genommen, in der Heizcharakteristikkurven des zweistufigen Thermostaten gezeigt sind, und zwar sowohl in Abhängigkeit von der durch den Benutzer betätigbären "Einstellungs"-Steuerung als auch in Abhängigkeit von einem versteckten Trimmer, der dazu dient, die maximale Temperatur zu beschränken, die vom Benutzer gewählt werden kann, der nur Zugang zu der "Einstellungs"-Steuerung hat. Im einzelnen ist, wenn der Trimmer auf minimale Beschränkung eingestellt ist, ein voller Steuerbereich für die Heizfunktion verfügbar. Wenn jedoch der Trimmer auf maximale Beschränkung eingestellt ist, wird die Raumtemperatureinstellung

beschränkt, wie es aufgrund staatlicher Bestimmungen für gewisse Gebäude erforderlich ist. Dieses Merkmal der vorliegenden Steuerschaltung ermöglicht, es, eine einzige Art der Einheit herzustellen, die dann leicht an Ort und Stelle eingestellt werden kann, um der speziellen gewünschten Anwendung zu entsprechen, d.h. entweder in einem privaten Heim oder einem öffentlichen Gebäude.

In Figur 3 sind die Einschaltschwellwerte der ersten und zweiten Stufe des Heizens jeweils durch ausgezogene Linien 6 4 und 66 dargestellt, und die Ausschaltschwellwerte der ersten und zweiten Stufe sind mittels gestrichelten Linien 68 bzw. 70 dargestellt. Die Charakteristiklinien am hohen Ende der Temperatureinstellung (nach dem Heizende "mehr" zu) sind durch einfache Bezugs zeichen bezeichnet, während diejenigen am unteren Ende der Temperatureinstellung (Energiesparen) durch mit einem Strich versehene Bezugszeichen bezeichnet sind.

Es sei zunächst angenommen, daß der Trimmer auf minimale Teniperaturbeschränkung eingestellt ist und daß die vom Benutzer betätigbare "Einstellungs"-Steuerung auf ihr Maximum eingestellt ist, d.h. auf eine Anforderung von "mehr" Wärme, dann gilt der Satz von vier Temperaturen im oberen linken Teil der Kurvendarstellung.

Bei einem Beispiel des Betriebs wird, wenn die Raumtemperatur oberhalb von 32,8 ⁰C (91⁰F) ist, keine Wärme benötigt, und die Wärmepumpeneinheit arbeitet nicht. Wenn die Raumtemperatur fällt, wird schließlich die Linie 64 erreicht (32,3 ⁰C oder 9O,2°F), in welchem Fall die erste Stufe in Funktion tritt und das Relais K1 aktiviert wird, wodurch der Kompressor 12 (Figuren 1 und 2)und die Gebläsemotoren 22 und 2 4 angeschaltet werden. Da zu diesem Zeitpunkt das Relais K2 noch nicht aktiviert ist, laufen die Gebläsemotoren 22 und 2 4 mit

ihrer relativ niedrigeren Geschwindigkeit. Wenn die Raumtemperatur trotzdem weiter abfällt, wird schließlich die Linie 66 (30,1 ⁰C oder 86,2°F) erreicht, in welchem Fall die zweite Stufe des Heizens aktiviert wird. Im einzelnen wird das Relais K2 aktiviert, das die Hochgeschwindigkeitswicklungen 5 8 und 62 des Verdampfer- und Kondensorgebläsemotors 22,24- anschaltet. Außerdem wird der zusätzliche elektrische Widerstandsheizer 46 aktiviert.

Zu diesem Zeitpunkt steigt, wenn man eine adäquate Kapazität annimmt, die Raumtemperatur an. Wenn die durch die Linie 70 wiedergegebene Temperatur erreicht wird (31,1 °C oder 88°F) _r wird die zweite Stufe inaktiv, und die Schaltung kehrt zum Betrieb der ersten Stufe zurück. Schließlich wird, wenn die durch die Linie 68 wiedergegebene Temperatur erreicht wird (32,5 ⁰C oder 91⁰F), die erste Stufe inaktiv gemacht, und das System kehrt zur Bereitschaftsbetriebsweise zurück.

Die Temperaturspanne zwischen dem Punkt, an dem eine gegebene Stufe (erste oder zweite) einschaltet und ausschaltet, ist als Hysterese bekannt, und sie ist für die Steuerstabilität wünschenswert sowie notwendig, um ein "Kurzdurchlaufen" des Kompressors 12 zu verhindern, wie es auf'diesem Fachgebiet bekannt ist. Die Hysterese zwischen der EIN- und AUS-Linie 64 und 68 der ersten Stufe beträgt ungefähr O,83°C (1,5°F). Die Hysterese zwischen der EIN- und AUS-Linie 66 und 70 der zweiten Stufe beträgt ungefähr O,83°C (1,5°F).

Eine andere in der Kurve der Figur 3 dargestellte Systemcharakteristik ist die Temperaturdifferenz zwischen der ersten und zweiten Stufe. Beim Einschalten.dieser Stufen wird die Temperaturdifferenz durch den Abstand zwischen der EIN-Linie 64 der ersten Stufe und der EIN-Linie 66 der zweiten Stufe repräsentiert und beträgt zum Beispiel 1,66 bis 2,22°C (3 bis 4°F). Nachdem die gewünschte Temperatur er-

reicht worden ist, wird die Ausschalttemperaturdifferenz zwischen den beiden Stufen durch den Abstand zwischen der AUS-Linie 70 der zweiten Stufe und der AUS-Linie 6 8 der ersten Stufe repräsentiert und beträgt auch ungefähr 1,66 bis 2,22°C (3 bis 4°F).

Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß dann, wenn die für den Benutzer vorgesehene "Einstellungs"-Steuerung zwischen den Grenzen variiert wird, welche durch die Beschriftung "mehr" und die Beschriftung "Energiesparen" repräsentiert werden, die gesamte Charakteristikkurve allgemein vertikal verschoben wird, wobei die äußerste untere Grenze die Stelle auf .den Charakteristikkurven ist, an der die AUS-Linie 68' der ersten Stufe bei 6,66°C (44°F) ist. Es ist ein Merkmal der vorliegenden thermostatischen Steuerung, daß die Hysteresis jeder Stufe und die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Stufen beide über den gesamten Steuerbereich relativ konstant bleiben.

Die übrige in Figur 3 gezeigte Variable ist die Einstellung der "Trimmer"-Steuerung, die ein Teil der entfernten, vom Benutzer betätigbareri Steuereinheit jedoch ohne Entfernung der Abdeckung unzugänglich ist. Wenn die "Trimmer"-Steuerung vollständig bis zur maximalen Einstellung verdreht wird, was bedeutet, daß eine maximale Temperaturbeschränkung eingestellt ist, dann beträgt die wärmste Temperatur, die von einem Benutzer gewählt werden kann, und zwar selbst dann, wenn die "Einstellungs"-Steuerung vollständig bis zu der Grenze "mehr" gedreht worden ist, ungefähr 2O,55°C (69°F), oberhalb welcher Temperatur das gesamte System in Bereitschaft ist. Jedoch beeinflußt der Trimmer, wie man sehen kann, das untere Ende der für den Benutzer vorgesehenen Steuereinstellung nicht merklich.

Die Figur 4 ist eine entsprechende Kurvendarstellung, in der die Thermostatkühlcharakteristiken wiedergegeben sind, die sich primär dadurch unterscheiden, daß die Reihenfolge der Temperaturen längs der Vertikalachse umgekehrt ist. Vergleicht man die Figuren 3 und 4, so sieht man, daß eine Einstellung des Benutzers nach "mehr" den Bedarf entweder für mehr Heizen oder mehr Kühlen wiedergibt, was im jeweiligen Falle davon abhängt, ob die Heiz- oder Kühlbetriebsweise gewählt worden ist.

Infolgedessen ist der Einstellsteuervorgang des Benutzers ziemlich unterschiedlich von demjenigen, der konventionellerweise angewandt wird. Im einzelnen steht dem Benutzer konventionellerweise ein Einstellhebel zur Verfügung, der in Angaben von Graden geeicht ist, wobei die Temperatur zunimmt, wenn der Hebel nach rechts bewegt wird, während sie abnimmt, wenn der Hebel nach links bewegt wird. Während der Heizbetriebsweise bewegt der Benutzer den Hebel nach rechts, wenn mehr Wärme benötigt wird; während der Kühlbetriebsweise bewegt der Benutzer den Hebel nach links, wenn mehr Kühlung gewünscht wird. Im Gegensatz hierzu wird im vorliegenden System der Hebel in der gleichen Richtung bewegt, gleichgültig, ob "mehr" Heizen oder "mehr"' Kühlen erwünscht ist. Es sei darauf hingewiesen, daß es in dem hier beschriebenen speziellen thermostatischen Steuersystem nicht ohne weiteres passend ist (obwohl es gewiß nicht unmöglich ist), die Einstellsteuerung für den Benutzer in Angaben der Temperatur per se zu eichen. Es ist vielmehr vorgesehen, daß der Benutzer einfach die Einstellsteuerung auf das, was komfortabel ist, einstellt.

Es sei nun spezieller auf Figur 4 Bezug genommen, worin die EIN- und AUS-Linien der ersten Stufe mit 72 bzw. 74 bezeichnet sind, während die EIN- und AUS-Linien der zweiten Stufe mit bzw. 78 bezeichnet sind. In Übereinstimmung mit Figur 3 sind die Kurven für das extreme Ende "Energiesparen" des "Einstel-

lungs"-Steuerbereichs durch mit Strichen versehene Bezugszeichen bezeichnet.

Es sei nun beispielshalber der Betrieb der Thermostatsteuerung für den Fall betrachtet, in dem die "Einstellungs"-Steuerung für den Benutzer am äußersten "mehr"-Ende ist, und in dem der "Trimmer" auf maximale Beschränkung eingestellt ist, dann gilt der Satz von vier Temperaturen in der oberen rechten Ecke der Charakteristikkurven. Wenn die ermittelte Raumtemperatur unter 24,7. ⁰C (76,5°F) ist, dann ist das System untätig. Wenn sich die Raumtemperatur auf 25,5 ⁰C (78°F) erwärmt, wodurch die Linie 72 erreicht wird, bei der die erste Stufe angeschaltet wird, werden die Relaiskontakte K1 aktiviert, wodurch der Kompressor 12 und die Gebläsemotoren 22 und 2 4 mit niedriger Geschwindigkeit angeschaltet werden. Wenn die Raumtemperatur weiter ansteigt und die Linie 76 erreicht (27,2 C oder 81°F), dann wird die zweite Stufe aktiviert, und die Relaiskontakte K2 werden betätigt. Die Verdampfer- und Kondensorgebläsemotoren 22 und 24 werden dann auf den Betrieb mit höherer Geschwindigkeit umgeschaltet. (Während der Kühlbetriebsweise arbeitet keiner der zusätzlichen elektrischen Widerstandsheizer 46 und 48, da die Schalterkontakte 44' der Figur 2 in der -Kühlposition sind und der N-Rückleiter für die Heizer 46 und 48 unterbrochen ist.) Wenn die Innenraumluft über den Verdampfer 16 zum Kühlen zirkuliert und in den Raum zurückgeführt wird, sinkt die Raumtemperatur ab. Wenn die Linie 78 überquert wird (26,38°C oder '79,5⁰F), dann schaltet die zweite Stufe aus, wodurch die Verdampfer- und Kondensorgebläsemotoren 22 und 24 in den Niedriggeschwindigkeitsbetrieb zurückgebracht werden. Schließlich schaltet die erste Stufe· aus, wenn die Linie 74 erreicht wird (24,7 ⁰C oder 76,5°F), und das System befindet sich in einem untätigen Zustand.

Pie übrigen Figuren 5, 6 und 7 zeigen zusammen ein schematisches elektrisches Schaltbild einer bevorzugten Ausführunys-

form einer Steuerschaltung gemäß der Erfindung, welche Relaisspulen umfaßt, die den in Figur 2 dargestellten Relaiskontakten zugeordnet sind.

Es sei zunächst auf Figur 5 Bezug genommen, wonach eine Niederspannungs-Stromversorgung für die Schaltung einen Transformator (nicht gezeigt) umfaßt, der von den Leitern L1 und N in Figur 2 mit Strom versorgt wird und einem Brückengleichrichter 80, welcher einen positiven und negativen Ausgangsanschluß und 84 für Gleichstrom hat, 24 Volt Wechselspannung zuführt. Der negative Ausgangsanschluß 84 ist mit einer (-)Leitung verbunden, die als gemeinsame Bezugsleitung für die Schaltung dient. Der positive Ausgangsanschluß 82 versorgt direkt eine Gleichstromleitung für +24 Volt zum Erregen der Relaisspulen mit pulsierendem Gleichstrom.

Eine geregelte Niederspannungs-Stromversorgung umfaßt eine Reihen-Trenndiode 86, einen Siebkondensator 88 und eine 8,2-VoIt-Zener-Diode 90 mit einem Reihen-Spannungsabfallwiderstand 92 und einem parallelen Hochfrequenz-Nebenschlußkondensator 94. Diese Stromversorgungsschaltung liefert +8,2 Volt Gleichstrom an den übrigen Teil der Schaltung über die so bezeichnete Leitung.

Im Überblick gesehen, sind in dem aktiven Teil der Schaltung mehrere in integrierter Schaltung ausgeführte Komparatoren 96, 98, 100, 102, 104, 106, 108 und 110 vorgesehen. Obwohl die verschiedensten in integrierter Schaltung ausgeführten Komparatoren geeignet sind, sind bevorzugte Komparatoren solche, wie sie in Einzelversorgungs-Komparator-integrierte-Schaltungsbaugruppen von Motorola Typ Nr. MC33O2, von National Semiconductor Typ Nr. LM33O2 oder von äquivalenter Art vorhanden sind. Diese Komparatoren haben offene Kollektorausgänge derart, daß der Ausgang einer Mehrzahl von einzelnen Komparatoren parallel geschaltet werden kann, wobei sich diese einen einzigen Hochziehwiderstand teilen. Zu Zwecken der

Klarheit der Darstellung sind die Versorgungsspannungsverbindungen dieser Komparatoren nicht gezeigt; es sei jedoch darauf hingewiesen, daß sie von der Leitung mit +8,2 Volt Gleichspannung und der (-)·Leitung her versorgt werden.

Obwohl diese allgemein als Komparatoren und nicht als Operationsverstärker betrieben werden, damit es möglich ist, eine positive Rückkopplung anzuwenden, weist jeder der Komparatoren ein Paar Reiheneingangswiderstände auf, die jeweils mit den invertierenden (-) und dem nichtinvertierenden (+)Eingängen verbunden sind. Ein exemplarischer Wert für jeden der Eingangswiderstände in der gesamten Schaltung ist 150 KOhm. Im einzelnen hat der Komparator 96 der Figur 5 Eingangswiderstände 112 und 114, der Komparator 9 8 hat Eingangswiderstände 116 und 118, der Komparator 100 der Figur 6 hat Eingangswiderstände 120 und 122, der Komparator 102 hat Eingangswiderstände 124 und 126, der Komparator 104 hat Eingangswiderstände 128 und 130, der Komparator 106 hat Eingangswiderstände 132 und 134, der Komparator 108 hat Eingangswiderstände 136 und 138, und der Komparator 110 hat Eingangswiderstände 140 und 142.

Zur Stabilität und Unempfindlichkeit gegen Rauschen hat jeder der Komparatoren des Systems einen positiven Rückkopplungswiderstand relativ hohen Widerstandswerts, der zwischen den Komparator aus gang und den nichtinvertierenden (+)Eingang geschaltet ist. Darüberhinaus erbringt die eine Hysteresis einführende positive Rückkopplung, die bei den Komparatoren 9 8 und 100 der Figur 6 angewandt wird, die Temperaturhysteresis für jede Stufe des erst- undzweitstufigen Thermostatschaltens.

Für die verschiedenen Komparatoren in dem System werden unterschiedliche Werte der positiven Rückkopplungswiderstände angewandt. Der größte Grad an positiver Rückkopplung wird bei den vorerwähnten Komparatoren 9 8 und 100 für die thermostatische Steuerung angewandt, und zwar in der Form von 7,5-MegOhm-

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Widerständen 144 und 146. Der für die positive Rückkopplung vorgesehene Widerstand 148, der mit dem Komparator 108 der Figur 7 verbunden ist, beträgt ebenfalls 7,5 MegOhm. Die für die positive Rückkopplung vorgesehenen Widerstände 150, 152 und 154 des Komparators 96 der Figur 5 bzw. der Komparatoren 104 und 106 der Figur 7 sind je 22 MegOhm. Schließlich haben die Komparatoren 102 und 110 der Figur 7 für die positive Rückkopplung Widerstände 156 und 158 von 2,2 MegOhm.

Zur maximalen Unempfindlichkeit gegen Rauschen ist bei jedem der Komparatoren direkt parallel zu dessen Eingängen ein Kondensator geschaltet. Der Komparator 96 der Figur 5 hat einen Kondensator 160 mit dem exemplarischen Wert von 0,1 juF, während die übrigen Komparatoren Kondensatoren von 1,0 yuF haben, die gemeinsam mit 162 bezeichnet sind.

Betrachtet man die zweistufige thermostatische Steuerschaltung im einzelnen, dann sieht man, daß sie eine Benutzersteuereinheit 164 (Figur 5) umfaßt, die entfernt vom Hauptteil der Steuerschaltung angeordnet werden kann,- und eine Komparatorschaltung 166 (Figur 6), welche in dem Hauptteil der Steuerschaltung in dem in Figur 1 gezeigten Kasten 25 an- ■ geordnet ist.

Die Komparatorschaltung 166 der Figur 6 spricht auf eine Bezugsspannung an, die den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentiert und längs einer EINSTELL-Leitung von der entfernten Steuereinheit 164 der Figur 5 zugeführt wird, sowie auf eine Spannung, die den tatsächlichen Grad an Heizen oder Kühlen repräsentiert und längs einer TEMPERATUR-Leitung von der entfernten Steuereinheit 164 der Figur 5 zugeführt wird. Im einzelnen ist die EINSTELL-Leitung über Eingangswiderstände 118 und 122 an die Bezugseingänge der beiden Komparatoren 9 8 und 100 geführt, wobei die Bezugseingänge in dieser speziellen Schaltungsausführung die nichtinvertierenden (+)Eingänge der

Komparatoren sind. Entsprechend ist die TEMPERATUR-Leitung über Eingangswiderstände 116 und 120 zu den Vergleichseinyängen der Komparatoren 9 8 und 100 geführt/ die in dieser speziellen Ausführungsform die invertierenden (-)Eingänge der Komparatoren sind.

Die Ausgänge der Komparatoren 9 8 und 100 der ersten und zweiten Stufe haben jeweilige hochziehende Widerstände 168 und 170 und sind über jeweilige strombegrenzende .Widerstände und 174 mit den Basen jeweiliger npn-Transistoren 176 und für das Betreiben der Relais der ersten und zweiten Stufe ver-/"*, bunden.

Der die erste Stufe schaltende Transistor 176 betreibt die Spule des Relais K1, zu der eine Freilaufdiode 180 parallelgeschaltet ist, und der die zweite Stufe schaltende Transistor 178 betreibt die Spule des Relais K2, zu der eine Freilaufdiode 182 parallelgeschaltet ist. Die Basen der Transistoren 176 und 178 haben zusätzlich Vorspannungswiderstände 184 und 186, die mit der gemeinsamen Schaltungsbezugsleitung (-) verbunden sind.

Um den Betrieb der Relaisspulen K1 und K2 zu sperren, wenn das Steuersystem ausgeschaltet ist, jedoch noch Wechselstrom anliegt, sind die Emitter der Transistoren 176 und 178, die die erste und zweite Stufe schalten, zu einem geschalteten negativen Leiter zurückgeführt, der mit "-, GESCHALTET" bezeichnet ist und durch eine Stromdetektorschaltung 188 gesteuert wird, die nachstehend unter speziellem Bezug auf Figur 5 beschrieben ist.

Ein Merkmal der Erfindung, das aus Figur 6 ersichtlich ist, ist die Art und Weise, in der ein nahezu konstantes Temperaturdifferential zwischen den beiden Stufen über einen weiten Bereich von möglichen Temperatureinstellungen sowohl für den

Betrieb in der Heiz- als auch in der Kühlbetriebsweise aufrechterhalten wird. Bei der insoweit beschriebenen Komparatorschaltung 166 variieren die Differentialeingänge (die mit der TEMPERATUR- und EINSTELL-Leitung verbunden sind) von jedem der Komparatoren 9 8 und 100 der ersten und zweiten Stufe in gemeinsamer Betriebsweisenart über einen weiten Bereich zwischen +8,2 Volt Gleichstrom und der negativen (-)Leitung. Um ein relativ konstantes Umschaltspannungsdifferential zwischen den Komparatoren 98 und 100 und infolgedessen ein relativ konstantes Temperaturdifferential zwischen den beiden Stufen herzustellen, ist eine allgemein mit 190 bezeichnete Vorspannungsschaltungs anordnung vorgesehen, die dazu dient, die Umschaltschwellwerte der Komparatoren 9 8 und 100 der ersten und zweiten Stufe mit Bezug aufeinander zu verschieben. Im einzelnen weist die Vorspannungsschaltungsanordnung 190 einen relativ hohen Widerstandswert auf, beispielsweise Widerstände 192 und 194, der so geschaltet ist, daß er das Fließen eines VorspannungsStroms zwischen dem positiven und negativen Versorgungsleiter durch einen Eingangswiderstand von jedem der Komparatoren 9 8 und 100 der ersten und zweiten Stufe bewirkt. Genauer gesagt ist der Widerstand 192 zwischen den +8,2 Volt Gleichstrom führenden Leiter und die Verbindungsteile des invertierenden (-)Eingangs des Komparators 100 der zweiten Stufe mit dem Eingangswiderstand 120 geschaltet, während der Widerstand'194 zwischen den negativen (-) Versorgungsleiter und die Verbindungsstelle des invertierenden (-) Eingangs des Komparators 9 8 der ersten Stufe mit dem Eingangswiderstand 116 geschaltet ist. Um eine konstante Stromquelle zu approximieren und eine minimale Störung, abgesehen von dem Differential, für die Genauigkeit der thermostatischen Temperaturregelung zu erzielen, haben die Widerstände 192 und 194 relativ hohe Widerstandswerte, zum Beispiel 10 MegOhm, was im Gegensatz zu dem Widerstandswert von 150 KOhm der Eingangswiderstände 116, 118, 120 und 122 steht.

Der Weg des Stromes aufgrund der Vorspannungsschaltungsanordnung 190 verläuft von der +8,2-Volt-Gleichstromleitung durch

den Widerstand 192, durch den Eingangswiderstand 120, durch den Eingangswiderstand 116 und dann durch den Widerstand 194 zum negativen (-)Versorgungsleiter. Der Stromfluß durch die beiden Vergleichseingangswiderstände 116 und 120 verläuft in entgegengesetzten Richtungen, so daß auf diese Weise das erforderliche Differential erzielt wird. Obwohl hier eine spezielle Ausführungsform der Vorspannungsschaltungsanordnung dargestellt und beschrieben ist, sei darauf hingewiesen, daß verschiedene Abwandlungen der genauen Technik möglich sind, zum Beispiel können unterschiedliche Kombinationen der Eingangswiderstände 116, 11-8, 120 und 122 für die Stromvorspannüng bzw. Differenzstrombildung gewählt werden, wie auch eine Anwendung der Stromvorspannung bzw. Differenzstrombildung auf nur einen dieser Widerstände erfolgen kann.

Es sei nun wieder auf Figur 5 Bezug genommen, anhand deren die Schaltung der Einheit 164, die entfernt angeordnet werden kann und die TEMPERATUR- und EINSTELL-Spannungexifür die Komparatorschaltung 166 der Figur 6 liefert, nun in näheren Einzelheiten beschrieben sei.

Aus Figur 5 ist ersichtlich, daß nur fünf elektrische Verbindungen zwischen der entfernten Steuereinheit 164 und dem Rest der Schaltung vorhanden sind. Diese fünf Verbindungen sind mit A, B, C, D und E bezeichnet, und es sei darauf hingewiesen, daß diese Verbindungen jede geeignete Form einer Anschlußanordnung haben können und eine Kabel genügender Länge umfassen, so daß es sich zwischen dem Kasten 25 in der Hauptwärmepumpeneinheit 10 und der entfernten Steuereinheit 164 erstreckt.

Die entfernte Steuereinheit 164 erhält ihre Stromversorgung vom Hauptteil der Steuerschaltung über zwei Versorgungsleiter 196 und 198. Der Versorgungsleiter 196 ist ein positiver Versorgungsleiter, und er ist direkt mit der +8,2-Volt-Gleichstromversorgungsleitung verbunden. Die Versorgungsleiter 198

ist ein negativer Versorgungsleiter, und er ist direkt über einen Stromfühlwiderstand 200 mit dem negativen (-) Versorgungsleiter verbunden. Ein typischer Wert des Stromfühlwiderstands 200 ist 24 Ohm.

Einer der beiden Versorgungsleiter 196 und 19 8, in der vorliegenden Ausführungsform der negative Versorgungsleiter 19 8. ist weiter in einen Heizbetriebsweisenwählleiter HEIZEN und einen Kuhlbetriebsweisenwählleiter KÜHLEN unterteilt, die aus Stetigkeitsgründen alternativ mittels des Betriebsweisenschalters 40 der Figur 1 gewählt werden. Vorzugsweise ist, wie in Figur 5 veranschaulicht, dieser spezielle Teil des Betriebsweisenschalters 40 im Ergebnis ein einpoliger Umschalter, der jedoch einen Kontakt 44" des Schalters 44 der Figur 1 und einen Kontakt 42" des gesonderten Schalters 42 der Figur 1 umfaßt. Diese spezielle Anordnung stellt sicher, daß dann, wenn die bewegbaren Platten 36 und 38 der Figur 1 zwischen der Heiz- und Kühlposition sind, keiner der Kontakte 42" und 44" geschlossen ist und der entfernten Steuereinheit 164 kein Strom zugeführt wird. Noch wichtiger, daß in diesem Zustand kein Strom durch den Stromfühlwiderstand 200 fließt.

In der hier veranschaulichten speziellen Schaltung, in welcher der negative Versorgungsleiter 198 in Wählleiter unterteilt ist, wird der gewählte Leiter HEIZEN oder KUHLEN durch den Stromfühlwiderstand 200 auf das negative Versorgungspotential gezogen. Infolgedessen sind diese beiden Leiter HEIZEN und KÜHLEN aktive niedrigliegende digitale Logikleitungen. Die Schaltung innerhalb der entfernten Steuereinheit 164 spricht auf die Heiz- und Kuhlbetriebsweisenwählleiter HEIZEN und KÜHLEN in der Weise an, daß sie Anzeigen und betriebsmäßige Verbindungen bewirkt, die der gewählten speziellen Betriebsweise angemessen sind.

Innerhalb der entfernten Steuereinheit 164 ist der positive Versorgungsleiter 196 über den Anschluß A geführt und dann mit einem Benutzer-EIN/AUS-Schalter 202 verbunden, der seinerseits mit einem positiven Versorgungsleiter 204 verbunden ist. Die Wählleiter HEIZEN und KÜHLEN sind in entsprechender Weise über die Anschlüsse B und C zugeführt.

Um dem Benutzer anzuzeigen, welche Betriebsweise gewählt worden ist, sind zwei Anzeigelampen vorgesehen, vorzugsweise lichtemittierende Dioden (LED'n) 206 und 208, die über einen gemeinsamen Strombegrenzungswiderstand 210 mit dem positiven Versorgungs leiter 204 verbunden sind, sowie über einzelne Trenndioden 212 und 214 mit dem Wählleiter HEIZEN bzw. KÜHLEN.

Um die Raumtemperatur zu ermitteln, weist eine allgemein mit 216 bezeichnete Thermistorschaltung einen Thermistor 218 mit negativem Temperaturkoeffizienten auf, der in Reihe mit einem Widerstand 220 in eine Spannungsteilerkonfiguration geschaltet ist? wobei die TEMPERATUR-Leitung von dem Spannungsteilerabgriffpunkt über den Anschluß D weggeführt ist. In der hier beschriebenen speziellen Schaltung ist es erwünscht, daß die Thermistorschaltung 216 eine Spannung (auf der TEMPERATUR-Leitung) liefert, die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens direkt repräsentiert, unabhängig davon, ob die Heiz- oder Kühlbetriebsweise gewählt ist. Mit anderen Worten bedeutet das, daß während der Heizbetriebsweise die Spannung auf der TEMPERATUR-Leitung zunimmt, wenn der Raum wärmer wird, und während der Kühlbetriebsweise nimmt die Spannung auf der TEMPERATUR-Leitung zu, wenn der Raum kühler wird.

Um dieses Ergebnis zu erzielen, sind der Thermistor 218 und der Widerstand 220 mit einer elektronischen zweipoligen Schalteranordnung 222 verbunden, die ein Paar Inverter 224 und 226 umfaßt, deren Eingänge über geeignete Vorspannungsnetzwerke mit dem Wählleiter HEIZEN bzw. dem Wählleiter KÜHLEN verbunden

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sind. Im einzelnen weist das Eingangsnetzwerk für den Inverter 224 Widerstände 228 und 230 auf, und das Eingangsnetzwerk für den Inverter 226 weist Widerstände 232 und 234 sowie eine Trenndiode 236 auf. Obwohl konventionelle Versorgungsspannungsverbindungen zu integrierten Schaltungseinrichtungen hier allgemein nicht dargestellt und beschrieben sind, ist in Figur-5 die Art und Weise, in der die Inverter 224 und 226 sowohl während der Heizbetriebsweise als auch während der Kühlbetriebsweise ihre Stromversorgung erhalten; veranschaulicht. Im einzelnen weist der Inverter 224 eine positive Versorgungsspannungsleitung 238 und eine negative Versorgungsleitung 240 auf, die über ein Paar Trenndioden 242 und 244 mit den Wählleitern HEIZEN bzw. KÜHLEN verbunden sind. Es sei darauf hingewiesen, daß der andere Inverter 226 in der gleichen Baugruppe der integrierten Schaltung enthalten ist, wie der Inverter 224, und er erhält demgemäß eine entsprechende Stromversorgung. Vorzugsweise umfassen oder sind die Inverter 224 und 226 CMOS-Digitallogikeinrichtungen. Geeignete Inverter sind NOR-Tore vom Typ Nr. CD4001 der RCA, wobei die Eingänge beider NOR-Tore miteinander verbunden sind.

Der elektronische zweipolige Umschalter arbeitet während des Betriebs in der Weise, daß er die Verbindungen der positiven und negativen Versorgungsspannung mit dem Thermistor 218 und dem Widerstand 220 umkehrt, und zwar in Abhängigkeit davon, ob die Heiz- oder Kühlbetriebsweise gewählt worden ist. Im einzelnen liegt während der Heizbetriebsweise die Leitung HEIZEN niedrig, wodurch der Inverter 224 aktiviert wird, dessen Ausgang dann hoch liegt. Der Eingang zum Inverter 226 liegt hoch, und dieser Inverter wird daher nicht aktiviert, und sein Ausgang liegt niedrig. Infolgedessen ist das freie Ende des Thermistors 218 (das Ende, das von der Mittelstellenverbindung mit der TEMPERATUR-Leitung entfernt ist) effektiv mit dem positiven Versorgungsleiter 204 verbunden, und das freie Ende des Widerstands 220 ist effektiv mit dem negativen Versorgungs-

leiter verbunden, und zwar über die negative Versorgungsverbindung mit dem Inverter 226. Da der Thermistor 218 einen negativen Temperaturkoeffizienten hat, nimmt der Widerstandswert des Thermistors 218 ab, wenn die Temperatur zunimmt. Die Spannung auf der TEMPERATUR-Leitung nimmt zu. Infolgedessen ist die Spannung der TEMPERATUR-Leitung in direkter Relation zur tatsächlichen Temperatur, wie es für einen angemessenen Steuervorgang während der Heizbetriebsweise erwünscht ist.

Wenn andererseits die Kühlbetriebsweise gewählt wird, dann wird der Inverter 226 aktiviert, und der Inverter 224 wird nicht aktiviert. Infolgedessen ist das freie Ende des Widerstands 220 im Ergebnis mit dem positiven Versorgungsleiter 204 verbunden, und das freie Ende des Thermistors 218 ist effektiv mit dem (-)Versorgungsleiter verbunden. Daher nimmt der Widerstandswert des Thermistors 218 zu, wenn die ermittelte Temperatur abfällt, und die Spannung auf der TEMPERATUR-Leitung nimmt zu. Demgemäß ist die Spannung auf der TEMPERATUR-Leitung in umgekehrter Relation zur tatsächlichen Temperatur, wie es für die richtige Funktion während der Kühlbetriebsweise erwünscht ist.

Es ist dieses automatische Umschalten der Verbindungen mit der Thermistorschaltung 216 in Ansprechung auf das Wählen entweder des Wählleiters HEIZEN oder des Wählleiters KÜHLEN, welches es der Komparatorschaltung 166 der Figur 6 ermöglicht, sowohl während der Heiz- als auch während der Kühlbetriebsweise identisch zu arbeiten.

Um die EINSTELL-Bezugsspannung, die den gewünschten Grad dos Heizens oder Kühlens repräsentiert, zu erhalten, weist eine Temperatureinstellschaltung 246 ein Temperatureinstellpotentiometer 2 48 auf, das die "Einstellungs"-Steuerung für den Benutzer umfaßt bzw. ermöglicht und in eine einstellbare Spannungsteilerkonfiguration zwischen den Versorgungsleitern für

1 a w

+8,2 Volt Gleichstrom und das negative (-)Potential geschaltet ist. Die EINSTELL-Leitung erhält ihre Spannung vom bewegbaren Schleifkontakt 250 des Potentiometers 248 über den Anschluß E.

In dieser speziellen Anordnung ist das linke Ende des Potentiometers 248 positive in bezug auf das rechte Ende, und diese beiden Enden sind demgemäß mit (+) und (-) bezeichnet. Infolgedessen nimmt, wenn die "Einstellungs"-Steuerung für den Benutzer, die das Potentiometer umfaßt oder ist, nach "mehr" zu eingestellt wird, die Spannung auf der EINSTELL-Leitung in einem positiven Sinn zu, und zwar entweder für mehr Heizen oder mehr Kühlen.

Obwohl die (+) und (-)Enden des Potentiometers 248 einfach direkt mit der positiven und negativen Versorgungsleitung verbunden werden könnten, oder über einfache Bereichsbeschränkungswiderstände mit diesen Versorgungsleitungen verbunden werden könnten, werden durch die dargestellte spezielle Ausführungsform der Temperatureinstellschaltung 246 zusätzliche Verfeinerungen vorgesehen, und zwar für einen zweifachen Zweck, nämlich einmal für den Zweck, die Eichung bzw. Kalibrierung zwischen der Heiz- und Kühlbetriebsweise leicht so verändern zu können, daß sie entsprechenden Änderungen in den Kenndaten der Thermistorschaltung 216 entspricht, und zum anderen zu erreichen, daß die unabhängige Beschränkung der maximalen Temperatur während des Heizens und der minimalen Temperatur während des Kühlens der Wirkung des "Trimmers" entspricht, wie in den Kurvendarstellungen der Figuren 3 und 4 veranschaulicht.

Im einzelnen ist das (.-)Ende des Potentiometers 248 mit dem· Abgriffpunkt 252 eines wählbaren Spannungsteilers 254 verbunden, der einen Widerstand 256 umfaßt, welcher mit dem positiven Versorgungs leiter 204 verbunden ist, sowie ein Paar Widerstände 258 und 260, die über jeweilige Trenndioden 262 und 264 mit der Leitung HEIZEN und KÜHLEN verbunden sind, so

daß sie wahlweise in Abhängigkeit davon, ob die Heiz- oder Kühlbetriebsweise gewählt ist, mit der Schaltung verbunden werden. Das ermöglicht es, die Charakteristiken der gewünschten Temperaturreferenz eng auf die Charakteristiken der Thermistorschaltung 216 sowohl für die Heiz- als auch für die Kühlbetriebsweise abzustimmen.

Entsprechend ist das (+)Ende des Temperatureinstellpotentiometers 248 mit der Abgriffstelle 266 eines anderen wahlweise einstellbaren Spannungsteilers 26 8 verbunden, der einen Widerstand 270 umfaßt, welcher mit der positiven Versorgungsleitung 204 verbunden ist, sowie ein Paar abwechselnd wählbare Widerstandsgrößen 270 und 272, die über jeweilige Trenndioden 274 und 276 mit den Leitungen HEIZEN und KÜHLEN zur Auswahl, je nachdem, ob die Heiz- oder die Kühlbetriebsweise gewählt wird, verbunden sind.

Im einzelnen umfaßt die Widerstandsgröße 270, wie man sieht, einen veränderbaren Widerstand 278, der ein veränderbarer Heizbetriebsweisentrimmer ist, und zwar in Reihe mit einem festen Widerstand 2 80 und parallel zu einem festen Widerstand 282. Entsprechend umfaßt der Widerstandswert 272 im einzelnen, wie man sieht, einen veränderbaren Widerstand 2 84 als Kühlbetriebsweisentrimmer, der in Reihe mit einem festen Widerstand 286 geschaltet ist.

Obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf spezielle Bauteilwerte beschränkt ist, seien in der nachfolgenden Tabelle beispielsweise Widerstandswerte zum Zwecke der besseren Erläuterung des Betriebs der Temperatureinstellschaltung und der Art und Weise, in welcher die Temperatureinstellschaltung 274 zusammen mit der Vorspannungsschaltungsanordnung 190 der Figur 6 die Charakteristikkurven der Figuren 3 und 4 hervorbringt, angegeben:

Tabelle

Einstellpotentiometer 248 50 KOhm

Widerstand 256 6 800 Ohm

Widerstand 25 8 3000 Ohm

Widerstand 260 3300 Ohm

Heiztrimmerwiderstand 278 5000 Ohm, - 20%

Widerstand 2 80 4420 Ohm Widerstand 2 82 11 KOhm

Kühltrimmerwiderstand 284 5000 Ohm, - 20%

Widerstand 286 4120 Ohm

Es sei zunächst darauf hingewiesen, daß bei Anwendung der obigen Bauteilwerte in der Schaltung der Figur 5 das (+)Ende des Temperatureinstellpotentiometers 248 stets positiv bezüglich dem (-)Ende ist, und zwar unabhängig von den Einstellungen der Heiz- und Kühltrimmerwiderstände 278 und 2 84 sowie unabhängig davon, ob die Heiz- oder Kühlbetriebsweise gewählt ist. Infolgedessen nimmt entweder in der Heiz- oder in'der Kühlbetriebsweise die Spannung auf der EINSTELL-Leitung zu, wenn die Einstellung des Potentiometers 248, das zur Benutzer-"Einstellungs"-Steuerung dient, nach "mehr" hin bewegt wird.

Während der Heizbetriebsweise wirkt der Heiztrimmerwiderstand 278 dahingehend, daß er die maximale Temperatur zunehmend beschränkt, die vom Benutzer gewählt werden kann, wenn sein Widerstandswert vermindert wird. Wenn der Widerstandswert des Trimmers 278 vermindert wird (es sei angenommen, daß der Wählleiter HEIZEN niedrig liegt und die Trenndiode 274 leitet), nimmt die Spannung an der Abgriffstelle 266 ab, so nimmt l'olglich die maximal mögliche Größe der Spannung der EINSTELL-Leitung ab, was der Wirkung der "Trimmer"-Einstellung, die- in der Kurvendarstellung der Figur 3 gezeigt ist, nach der MAX-Grenze entspricht.

Es ist eine Eigenschaft dieser Schaltungsanordnung, daß die Genauigkeit der Beschränkung der maximalen Temperatur nicht durch die Toleranz des Trimmerwiderstands 278 beeinflußt wird. Im einzelnen kann der Trimmerwiderstand 278 eine Toleranz von 20% haben, ohne daß die Genauigkeit der äußersten Grenze beeinflußt wird. Der Grund hierfür besteht darin, daß die maximale Beschränkung am Nullende des Bereichs des veränderbaren Widerstandswerts auftritt, wo die Toleranz des Trimmerwiderstands nicht als Faktor wirkt.

Der Betrieb der Temperatureinstellschaltung 2 46 während der Kühlbetriebsweise ist im wesentlichen gleichartig, es liegt lediglich eine leichte Änderung der Größen der EINSTELL-Spannung aufgrund der unterschiedlichen Werte der Bauteile, die eingeschaltet sind, vor. Im einzelnen nimmt, wenn der Widerstandswert des Kühltrimmerwiderstands 284 vermindert wird, die Beschränkungswirkung zu, wodurch das Ausmaß des Kühlens beschränkt wird, das ein Benutzer durch Einstellen des Einste1!potentiometers 248 nach "mehr" hin veranlassen kann. Wie im Falle der Beschränkung bei der Heizbetriebsweise wird die Genauigkeit der Beschränkung der Minimaltemperatur nicht durch die Toleranz .des Trimmerwiderstands 284 beeinflußt, sondern sie ist vielmehr durch die Widerstandswerte der anderen Widerstände in dem Netzwerk bestimmt.

Die in Figur 5 gezeigte übrige Schaltung ist diejenige des Stromdetektors 188, die den Stromfühlwiderstand 200 von 24 Ohm und den Komparator 96 umfaßt. Ein Bezugsspannungsteiler, der die Widerstände 288 und 290 umfaßt, ist über den Eingangswiderstand 112 mit dem invertierenden (-)Eingang des Komparators 96 verbunden, und der Spannungsabfall an dem Stromfühlwiderstand 200 wird über den Eingangswiderstand 114 auf den nichtinvertierenden (+)Eingang des Komparators 96 gegeben. Der Komparator 96 hat einen hochziehenden Widerstand 292 und betreibt die Basis eines npn-Schalttransistors 29 4 über einen Eingangsteiler, der Widerstände 296 und 29 8 umfaßt. Der Emitter

des Schalttransistors 29 4 ist direkt mit dem negativen (-) Versorgungsleiter verbunden, und der Kollektor des Transistors 294 ist so geschaltet, daß er den "-, GESCHALTET"-Leiter steuert.

Beim Betrieb der Stromdetektorschaltung 188 wird immer dann, wenn die entfernte Steuereinheit 164 verbunden, mit Strom versorgt und angeschaltet ist, und wenn sich der Betriebsweisenschalter 40 entweder in der Heiz- oder Kühlposition, jedoch nicht in einer Zwischenposition befindet, .durch den Strom, der von den verschiedenen Netzwerken der entfernten Steuereinheit 164 gezogen wird, ein Spannungsabfall am Stromfühlwiderstand 200 erzeugt. In diesem Zustand ist der nichtinvertierende (+)Eingang des Komparators 96 positiver als der invertierende (-)Eingang, und der Ausgang des Komparators 96 liegt auf hohem Potential, wodurch der Schalttransistor 2 94 in den leitenden Zustand vorgespannt wird; dadurch wird die negative Versorgungsrückführung für diejenigen Bauteile, wie es in Figur 6 die Relaistreibentransistoreni76 und 178 sind, welche mit der "-, GESCHALTET"-Leitung verbunden sind, vervollständigt. Im einzelnen können die Relais K1, K2 und K3 arbeiten^ so daß die verschiedenen Lasteinrichtungen der Figuren 1und 2 angeschaltet werden können.

Wenn umgekehrt aus irgendeinem Grund kein Strom durch den Stromfühlwiderstand 200 fließt, beispielsweise dann, wenn der EIN/AUS-Schalter 202 für den Benutzer in der AUS-Stellung ist oder wenn sich die bewegbaren Platten 36 und 38 der Figur 1 in einer Zwischenposition befinden, liegt der Ausgang des Komparators 96 auf niedrigem Potential, und der Schalttransistor 29 4 leitet nicht. Alle Lasten, insbesondere die Treiber für die Relais K1, K2 und K3, die mit ihren negativen Versorgungsverbindungen über den "-, GESCHALTET"-Leiter zurückgeführt sind, können nicht arbeiten.

Es sei schließlich auf Figur 7 Bezug genommen, wonach der Rest der Schaltung primär die automatische Veranlassung von Enteisungsfunktionen sowohl für das Heizen als auch für das Kühlen betrifft. Außerdem betrifft ein Teil der Schaltung . der Figur 7 das Verhindern der Aktivierung des zusätzlichen elektrischen Widerstandsheizers 46 (Figur 1) während der Heizbetriebsweise In dem Fall, in dem die Außentemperatur eine vorbestimmte Temperatur übersteigt, beispielsweise 2,22 ⁰C '(36⁰F). Die Schaltung der Figur 7 wird automatisch in Ansprechung auf die Temperatur gesteuert, die an drei Stellen in der Wärmepumpeneinheit 10 der Figur 1 ermittelt wird. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform werden zur Temperaturermittlung drei Thermistoren mit negativem Temperaturkoeffizienten verwendet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß verschiedene andere Ausführungsformen von Temperatursensoren verwendet werden können.

Im einzelnen ist ein außenseitiger Thermistor 300 (Figuren 1 und 7) im Weg des einströmenden Luftstrom 32 angeordnet, der während der Heizbetriebsweise von außen herkommend durch den Verdampfer 16 zirkuliert. Ein Verdampfer-Thermistor 302 ist in Wärmeaustauschbeziehung mit einem Teil des Verdampfers 16 angebracht, so daß er die Temperatur desselben ermittelt. Schließlich ist ein Stopper- bzw. Sperr-Thermistor 304 so angeordnet, daß er das Vorhandensein von kaltem Enteisungswasser ermittelt, das während des Enteisungsvorgangs vom Verdampfer 16 abläuft. In der dargestellten speziellen Anordnung ist eine Verdampferentwässerungsschale 306 (Figur 1) unter dem Verdampfer 16 angeordnet, damit diese kaltes Enteisungswasser, das vom Verdampfer 16 abläuft, auffängt und in geeigneter Weise zu einer Entwässerung oder Abführung leitet. Der "Sperr"-Thermistor 304 ist vorzugsweise in der Entwässerungsschale an einer tiefen Stelle derselben angeordnet.

Um die Aktivierung des zusätzlichen elektrischen Widerstandsheizers 46 während der Heizbetriebsweise zu sperren, wenn die Außenlufttemperatur eine vorbestimmte Temperatur übersteigt, beispielsweise 2,22°C (36°F), wird der Betrieb der zweiten Stufe des Thermostats unter diesen Bedingungen durch das Arbeiten des !Comparators 110 und des außenseitigen Thermistors 300 verhindert. Der außenseitige Thermistor 300 umfaßt bzw. ist ein Element eines Spannungsteilers, der zusätzlich Reihenwiderstände 308 und 310 sowie einen Widerstand 312, welcher parallel zu dem Thermistor 300 ist, umfaßt. Die Verbindungsstelle des Thermistors 300 mit dem Widerstand ist Über den Eingangswiderstand 142 mit dem nichtinyertierenden (+)Eingang des Komparators 110, der als Vergleichseingang wirkt, verbunden. Zum Erzeugen einer Bezugsspannung für den Komparator 110 ist ein fester Spannungsteiler, der Widerstände 314 und 316 umfaßt, über den Eingangswiderstand 140 mit dem invertierenden (-)Eingang des Komparators (110) verbunden.

Der Ausgang des Komparators 110 versorgt eine SPERRE STUFE 2-Leitung, die parallel zum Ausgang des in Figur 6 gezeigten Komparators 100 der zweiten Stufe geschaltet ist. Wenn infolgedessen die SPERRE STUFE 2-Leitung auf niedrigem Potential ist, wird ein Leiten des Schalttransistors 178 der Stufe 2 und ein Betrieb des Relais K2 dieser Stufe zwangsweise verhindert. ;

Die betreffenden verschiedenen Widerstandswerte sind so gewählt, daß während der Heizbetriebsweise dann, wenn die Temperatur des außenseitigen Thermistors 300 genügend hoch und sein Widerstandswert entsprechend genügend niedrig ist, die Spannung am nichtinvertierenden (+)Eingang des Komparators 110 unter die Bezugsspannung·abfällt, die an den invertierenden (-)Eingang des Komparators 110 angelegt, ist, und der Ausgang des Komparators liegt dann auf niedrigem Potential.

Dieses spezielle Sperren des Betriebs der Stufe 2 wird während der Kühlbetriebsweise durch eine Verbindung der Leitung

KÜHLEN (von Figur 5) über eine Trenndiode 318 zum Mittelpunkt des die Widerstände 314 und 316 umfassenden Spannungsteilers verhindert. Im einzelnen liegt die Leitung KUHLEN während der Kühlbetriebsweise auf niedrigem Potential, und die Trenndiode 318 leitet, so daß sie den invertierenden (-)Eingang des Komparators 110 auf ein niedrigeres Potential als das Potential zieht, welches der nichtinvertierende (+)Eingang des Komparators 110 in jedem Falle erhält. Daher bleiben der Ausgang des Komparators 110 und die Leitung SPERRE STUFE 2 auf hohem Potential.

Die Schaltungselemente in Figur 7, die den Bedarfsenteisungsvorgang in der Kühlbetriebsweise steuern, sind der Verdampfer-Thermistor 302, der in einer Spannungsteilerkonfiguration in Reihe mit einem Widerstand 320 geschaltet ist, und der Komparator 102. Der invertierende (-)Eingang des Komparators 102 arbeitet als Vergleichseingang und ist über den Eingangswiderstand 124 mit dem Spannungsteiler des Verdampfer-Thermistors 302 verbunden. Der nichtinvertierende (+)Eingang des Komparators 102 arbeit als Bezugseingang und ist über den Eingangswiderstand 126 mit einem festen Spannungsteiler verbunden, der Widerstände 322 und 324 umfaßt. Der Komparator 102 hat außerdem einen den Ausgang hochziehenden Widerstand 226.

Im Betrieb wird während der Kühlbetriebsweise immer dann, wenn die Verdampfertemperatur unter eine Temperatur abfällt, die durch die relativen Widerstandswerte der verschiedenen Widerstände und des zugehörigen Thermistors 302 vorherbestimmt ist, der Widerstandswert des Verdampfer-Thermistors 302 genügend hoch derart, daß er die Spannung am invertierenden (-) Eingang des Komparators 102 über die Bezugsspannung, die am nichtinvertierenden (+)Eingang des Komparators 102 aufrechterhalten wird, erhöht, und infolgedessen erhält der Ausgang des Komparators 102 niedriges Potential.

Der Ausgang des Komparators 102 betreibt eine SPERRE STUFE 1-Leitung, die direkt mit der Basis des in Figur 6 gezeigten Schalttransistors 176 der ersten Stufe durch eine Trenndiode 328 verbunden ist. Wenn infolgedessen die SPERRE STUFE 1-Leitung auf niedrigem Potential liegt, wird das Relais K1 der ersten Stufe inaktiv gemacht.

Jetzt wird der Kompressor 12 abgeschaltet, und die Enteisung des Verdampfers 16 wird mittels eines Temperaturausgleichs durch das gesamte Kühlsystem bewirkt. Hierbei können verschiedene Rückschlagventile zum Beschleunigen dieses Vorgangs verwendet werden.

Während des EnteisungsVorgangs in der Kühlbetriebsweise ist das Relais K1 der ersten Stufe nicht aktiviert, und der Kompressor 12 läuft nicht. Jedoch kann das Relais K2 der zweiten Stufe unter Steuerung des in Figur 6 gezeigten Komparators 100 der zweiten Stufe in dem Fall arbeiten, in dem die gemessene Raumtemperatur genügend hoch ist.

Wenn die ermittelte Verdampfertemperatur nachfolgend ansteigt, beginnt die auf den invertierenden (-)Eingang des Komparators 102 gegebene Spannung abzufallen. Wenn diese Spannung genügend niedrig ist, wie durch den mittels des positiven Rückkopplungswiderstands 156 eingeführten Hysteresisbereich bestimmt, erhalten der Ausgang des Komparators 102 und die SPERRE STUFE 1-Leitung erneut hohes Potential. Es tritt wieder normaler Kühlbetrieb ein.

Dieser spezielle Enteisungsvorgang wird während der Heizbetriebsweise verhindert, wenn die Leitung KÜHLEN auf hohem Potential schwimmt, und zwar aufgrund der Hochziehwirkung des Widerstands 210, der LED 208 und der Trenndiode 214 der in Figur 5 gezeigten entfernten Steuereinheit 164. Die Leitung

KÜHLEN, die mit dem nichtinvertierenden (+)Eingang des Komparators 102 durch eine Trenndiode 330 verbunden ist, gibt dem nichtinvertierenden (+) Eingang des !Comparators 102 eine hohe Vorspannung, die höher ist, als die Spannung am invertierenden (-)Eingang jemals infolge von irgendeiner Temperaturabnahme des Verdampfer-Thermistors 302 werden kann.

Die Enteisungsschaltung für die Heizbetriebsweise ist etwas komplizierter insofern, als zwei Thermistoren zum Einleiten des Enteisens verwendet werden und als ein dritter Thermistor zum Beenden des Enteisungsvorgangs in der Heizbetriebsweise verwendet wird. Im einzelnen wird der Enteisungsvorgang in der Heizbetriebsweise durch ein Abnehmen der Wärmeaustauschwirksamkeit des Verdampfers 16 eingeleitet, die durch ein Zunehmen des Temperaturdifferentials zwischen dem außenseitigen Thermistor 300 und dem Verdampfer-Thermistor 302 angezeigt und mittels des !Comparators 104 festgestellt wird. Im einzelnen ist der Mittelpunkt der Widerstände 308 und 310, welche die Elemente des Spannungsteilers des außenseitigen Thermistors 300 umfassen bzw. sind, über den Eingangswiderstand 128 mit dem invertierenden (-)Eingang des !Comparators 104 verbunden, und der Mittelpunkt des den Widerstand 320 und den Verdampfer-Thermistor 302 umfassenden Spannungsteilers ist über den Eingangswiderstand 130 mit dem nichtinvertierenden (+)Eingang des !Comparators 104 verbunden. Der Komparator 104 hat außerdem am Ausgang einen hochziehenden Widerstand 332.

Wenn die mittels des Thermistors 302 ermittelte Verdampfertemperatur genügend unter der vom Thermistor 300 ermittel-· ten Außenlufttemperatur liegt, wobei das erforderliche genaue Differential eine Funktion der betreffenden verschiedenen Widerstandswerte ist, wird die Spannung am nichtinvertierenden (+)Eingang des Komparators 104 höher als die Spannung am invertierenden (-)Eingang, und der Ausgang des Korn-

parators 104 nimmt hohes Potential an. Eire exemplarische Temperaturdifferenz, bei der die Einleitung dieser Enteisung auftritt, ist 17,2 ⁰C (31°F).

Die Bedarfsenteisungsschaltung für die Heizbetriebsweise nach Figur 7 weist außerdem eine allgemein mit 334 bezeichnete !Comparatorschaltung auf, die den "Sperr"-Thermistor 304 und den Komparator 106 umfaßt, und diese Schaltung 334 ist über eine Trenndiode 336 verbunden, so daß sie anfänglich angeschaltet wird, wenn der Ausgang der Komparator? 104 zu Beginn des EnteisungsVorgangs in der Heizbetriebsweise hoch liegt.

Im einzelnen weist die Komparatorschaltung 334 eine Leitung 338 auf, die mit der Kathode der Trenndiode 336 verbunden ist, und sie wird durch dieselbe angeschaltet, wenn der Ausgang des Komparators 104 hoch liegt, so daß sie den Heizbetriebsweisen-Enteisungsvorgang einleitet.

Die Komparatorschaltung 334 weist einen Bezugsspannungsteiler auf, der Widerstände 340 und 342 hat und durch den Eingangswiderstand 134 mit dem invertierenden (-)Eingang verbunden ist, sowie einen weiteren Spannungsteiler, der den Sperr-Thermistor 304 und einen Widerstand 344 umfaßt und über den Eingangswiderstand 134 mit dem nichtinvertierenden . (+)Eingang verbunden ist. Um sicherzustellen, daß der Ausgang des Komparators 106 anfänglich auf niedrigem Potential liegt, ist ein anderer Spannungsteiler, der Reihenwiderstände 346, 348 und 350 umfaßt, zwischen den +8,2 Volt Gleichspannung führenden Versorgungsleiter und den negativen ·(-) Versorgungsleiter der Schaltung geschaltet. Der Mittelpunkt der Widerstände 348 und 350 ist über eine Trenndiode 352 mit dem Mittelpunkt der Spannungsteilerwiderstände 340 und 342 verbunden, der seinerseits mit dem invertierenden C-) Eingang des Kqmparators 106 verbunden ist. Der Komparator 106 hat einen den Ausgang hochziehenden Widerstand 354, und

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eine Selbsthalte- bzw. Sperrdiode 356 ist zwischen den Ausgang des Komparators 106 und die Leitung 338 geschaltet. Die übrige Schaltungsverbindung, die mit diesem speziellen Teil der Schaltung verbunden ist, ist eine Verbindung des Ausgangs des Komparators 106 über eine Steuerleitung 358, einen Strombegrenzungswiderstand 360 und eine Trenndiode 362 direkt zu dem invertierenden (-)Eingang des Komparators 102 zum Betreiben des Komparators 102 als ein Inverter.

Im Betrieb, wenn der Ausgang des Komparators 104 hoch geht, so daß der Heizbetriebsweisen-Enteisungsvorgang eingeleitet wird, wird Spannung zum Anschalten bzw. Unterspannungsetzen der Leitung 338 angelegt. An dieser Stelle hat die Erfahrung gezeigt, daß die Temperatur des Sperr-Thermistors 304 relativ niedrig und dessen Widerstandswert relativ hoch ist. Die Werte der Widerstände 340, 342 und 344 zusammen mit dem Widerstandswert des Sperr-Thermistors 304 sind derart, daß der nichtinvertierende (+)Eingang des Komparators 106 mit einer höheren Spannung als der invertierende (-)Eingang vorgespannt ist, mit dem Ergebnis, daß der Ausgang des Komparators hoch liegt. Dadurch wird bewirkt, daß zwei Dinge auftreten: erstens wird die Anschaltung bzw. das Unterspannungsetzen der Leitung 338 durch die Selbsthaltediode 356.aufrechterhalten, selbst wenn der Ausgang des Komparators 104 auf niedriges Potential geht, wenn der EnteisungsVorgang fortschreitet. Zweitens wird der Komparator 102 durch seinen invertierenden (-)Eingang als ein Inverter betrieben, wobei eine relativ große positive Spannung über die Trenndiode 362 am invertierenden (-)Eingang anliegt. Obgleich die Leitung KÜHLEN, die über die Trenndiode 330 am nichtinvertierenden (+)Eingang des Komparators anliegt, auf hohem Potential schwimmt, ist die am invertierenden (-) Eingang des Komparators 102 anliegende Spannung noch höher.

Der Ausgang des Komparators 102 ist daher auf niedrigem Potential, so daß er die SPERRE STUFE 1-Leitung aktiviert, wodurch infolgedessen der Schalttransistor 176 der ersten Stufe und

das Relais K1 der ersten Stufe, die in Figur 6 gezeigt sind, ausgeschaltet werden. Der Betrieb des Kompressors 12 endet, und der Enteisungsvorgang beginnt.

Wie oben erörtert, wird normalerweise während der Heizbetriebsweise die zweite Stufe (zusätzliche elektrische Widerstandsheizung) durch den Betrieb des außenseitigen Thermistors 300 und des Komparators 110 in dem Fall gesperrt, in dem sich die Außentemperatur oberhalb einer vorbestimmten Temperatur, beispielsweise 2,22 C (36 F), befindet. Jedoch ist es während Perioden des Enteisens nicht wünschenswert, so den Betrieb des zusätzlichen elektrischen Widerstandsheizers 46 zu verhindern, weil die Raumtemperatur zu niedrig werden könnte. Demgemäß wird die SPERRE STUFE 1-Leitung über eine Trenndiode 364 (Figur 7) an den invertierenden (-)Eingang des Komparators 110 angelegt, so daß infolgedessen der Ausgang dieses Komparators 110 aufhohem Potential gehalten und es ermöglicht wird, die zweite Stufe in dem Fall zu betreiben, wenn diese von der Raumtemperaturthermostatsteuerschaltung angefordert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß der Komparator 110 auf diese Weise über seinen invertierenden (-)Eingang als ein Inverter betrieben wird.

Wie aus der Schaltung der Figur 2 ersichtlich ist, kann der zusätzliche elektrische Widerstandsheizer 48 arbeiten, um den Heizungsverlust von dem Wärmepumpenbetrieb während des Enteisens in der Heizbetriebsweise zu kompensieren. Der zusätzliche Heizer 48 wird über die Kontakte K1-C des entregten Relais der ersten Stufe und über die Kontakte K2-C des erregten Relais der zweiten Stufe angeschaltet. Die Kontakte 44' des Betriebsweisenschalters 40 sorgen für die N--Rückführung oder die neutrale Rückführung der Versorgungsleitung von 120 Volt Wechselstrom.

Während die Heizbetriebsweisen-Enteisung fortschreitet, wird die Temperatur des Sperr-Thermistors 34 aufgrund des kalten

Enteisungswassers, das vom Verdampfer 16 (Figur 1) und übei · den Sperrthermistor 304 fließt, auf ungefähr O⁰C (32°F) gehalten. Wenn jedoch der Verdampfer 16 vollständig enteist ist, endet diese Wasserströmung, und die Temperatur des Sperr-Thermistors 304 nimmt zu. Daher nimmt dessen Widerstand ab, bis der nichtin vertierende Eingang (+) des Kornparators 106 unter dem Potential ist, das am invertierenden (-)Eingang des Komparators 106 anliegt, und der Ausgang des Komparators 106 geht auf niedriges Potential.

Dadurch wird die Komparatorschaltung 334 zurückgestellt, indem die Anschaltspannung von der Leitung 33 8 weggenommen wird (es sei angenommen, daß der Ausgang des Komparators 104, der auf das Temperaturdifferential zwischen Verdampfer und Außenluft anspricht, zu diesem Zeitpunkt auf niedrigem Potential liegt), und darüberhinaus wird es dadurch ermöglicht, daß der Ausgang des Komparators 102 erneut auf hohes Potential geht, so daß infolgedessen die SPERRE STUFE 1-Leitung inaktiv gemacht und es ermöglicht wird, daß erneut der normale thermostatisch gesteuerte Heizbetrieb wiederaufgenommen wird.

Die übrige in Figur 7 gezeigte Schaltung betrifft eine Funktion, die während der Heizbetriebsweisen-Enteisung aktiv ist, und umfaßt den Komparator 108. Der invertierende (-)Eingang des Komparators 108 dient als ein Bezugseingang und ist ini.tr der Verbindungsstelle der Spannungsteilerwiderstände 346 und 348 verbunden. Der nichtinvertierende (+)Eingang des Komparators 108 dient als ein Vergleichseingang und ist mit der Verbindungsstelle der Widerstände 308 und 310 in dem Spannungsteiler mit dem außenseitigen Thermistor 300 verbunden, der seinerseits während der Heizbetriebsweise eintretende Verdampferluftströmung sensormäßig erfaßt. Der Komparator 108 ist an seinem Ausgang mit einem hochziehenden Widerstand 366 verbunden, und außerdem ist sein Ausgang über ein Strombegrenzungswiderstand 36 8 mit der Basis eines npn-Treibertran-

sistors 370 verbunden, dessen Kollektor so geschaltet ist, daß er die Spule des Relais K3 betreibt. Eine Freilaufdiode 372 ist parallel zu der Spule des Relais K3 geschaltet, und ein Vorspannungswiderstand 374 ist zwischen den Basisanschluß des Transistors 370 und die (-)Schaltungsbezugs leitung geschaltet.

Der Emitter des Treibertransistors 370 ist zu der "-, GESCHAL-TET"-Leitung zurückgeführt, so daß Relais K3 nicht betätigt werden kann, wenn der für den Benutzer vorgesehene EIN/AUS-Schalter 202 der Figur 5 ausgeschaltet ist, wie mittels der Stromdetektorschaltung 188 festgestellt.

Die spezifische Funktion des Komparators 108 und des Relais K3 besteht darin, einen Betrieb des Verdampfergebläsemotors 22 (Figuren 1 und 2) in dem Fall zu verhindern, in dem die durch den Transistor 300 ermittelte Außenlufttemperatur unter 0⁰C (32°F) ist. In diesem Fall nimmt der Widerstandswert des Thermistors 300 bis zu einem Punkt zu, an dem die Spannung des nichtinvertierenden (+)Eingangs des Komparators 108 über der festen Bezugsspannung des invertierenden (-)Eingangs liegt. Der Ausgang des Komparators 108 geht auf hohes Potential, wodurch der Treibertransistor 370 und die Relaisspule K3 aktiviert werden.

Aus der Stromversorgungsschaltung der Figur 2 ist ersichtlich, daß während der Heizbetriebsweisen-Enteisung, wenn das Relais K1 der ersten Stufe nicht aktiviert und das Relais K2 der zweiten Stufe aktiviert ist, die Stromversorgung zum Betreiben der Gebläsemotoren 22 und 24 vom Leiter L' über einen Schaltungsweg zugeführt wird, welcher den normalerweise ge-· schlossenen Kontakt K1-C, den normalerweise offenen Kontakts K2-C, den normalerweise geschlossenen Kontakt KI-D und den für den Benutzer vorgesehenen Gebläseschalter 54 umfaßt. (Hierbei wird von der Annahme ausgegangen, daß sich der für

den Benutzer vorgesehene Gebläseschalter 54 in der AUTO-Position befindet. Wenn der für den Benutzer vorgesehene Gebläseschalter 54 in der MAN-Position ist, dann wird der Gebläsekreis, der den Kontakt des Relais K3 aufweist, direkt vom Leiter L¹ gespeist.) Nur der Verdampfergebläsemotor 22 wird auch über den normalerweise geschlossenen Kontakt des Relais K3 mit Strom versorgt. Wenn jedoch die Außenlufttemperatur unter O⁰C (32°F) ist, arbeitet das Relais K3, und dem Verdampfergebläsemotor 22 kann kein Strom zugeführt werden. Infolgedessen wird keine unterhalb des Gefrierpunkts befindliche Außenluft, die sonst den Vorgang des Enteisens des Verdampfers verlangsamen oder sogar verhindern würde, über den Verdampfer 16 gesogen.

Wenn umgekehrt die Außentemperatur während der Heizbetriebsweisen-Enteisung über O⁰C (32°F) liegt, dann befindet sich der Ausgang des Komparators 108 auf niedrigem Potential, so daß beide Gebläsemotoren 22 und 2 4 frei betrieben werden können, wenn das Relais K2 der zweiten Stufe aktiviert ist. (Jedoch ist aufgrund der Hysteresis, die durch den Widerstand 148 der positiven Rückkopplung eingeführt wird, dann, wenn der Ausgang des Komparators 108 anfänglich hoch liegt, eine Außentemperatur von 1,66 C (35°F) erforderlich, um den Ausgang des Komparators 108 auf niedriges Potential umzuschalten.) Das Verdampfergebläse 18 saugt dann über der Gefriertemperatur befindliche Außenluft über den Verdampfer 16, wodurch der Enteisungsvorgang unterstützt wird.

Damit ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ohne unnötige Versuche ausgeführt werden kann, sind in der nachfolgenden · Tabelle geeignete Werte für verschiedene Widerstände bzw. Widerstandswerte angegeben, für die oben noch keine exemplarischen Werte angegeben worden sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß diese Bauteilspezifizierungen nur beispielsweise Angaben sind und die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist:

Tabelle

Thermistoren

Bezugszeichen des Bauteils

300, 302, 304

Widerstände

92	170,	292,	310,	366	360	750 Ohm, 2
168,	174,	296,	36 8			6,8 KOhm
172,	186,	29 8,	354,	374,		2,2 KOhm
184,						4,7 KOhm
210						1500 Ohm
220	232,	326				11,5 KOhm
228,	234					10 KOhm
230,						100 Ohm
288						27 KOhm
290						360 Ohm
308						49,9 KOhm
312						1 MegOhm
314						86,6 KOhm
316	340,	342				46,7 KOhm
320,						100 KOhm
322						196 KOhm
324						66,5 KOhm
332						16- KOhm
344						30,1 KOhm
346					140 KOhm
348					66,5 KOhm
350					34 KOhm

Widerstandswert

10 KOhm bei 25 C

(77°F)

Watt

Claims

Zweistufige Regelschaltung für eine reversible Luftklimatisierungseinheit, insbesondere für eine reversible Luftumlaufwärmepumpe ne i nh e i t PATENTANSPRÜCHE

1.) Zweistufige Regelschaltung für eine reversible Luftklimatisierungseinheit, insbesondere für eine reversible LuftumlaufWärmepumpeneinheit, die eine Heiz- und eine Kühlbetriebsweise besitzt und Betriebselemente zum Hervorbringen von ersten und zweiten Stufen des Heizens und Kühlens aufweist, gekennzeichnet durch

einen Betriebsweisenschalter (40) zum Herstellen vorbestimmter elektrischer Verbindungen in Abhängigkeit davon, ob die Heiz- oder Kühlbetriebsweise gewählt wird;

für die erste Stufe eine steuerbare Schalteinrichtung (K1), die bei Betätigung die Betriebselemente (12, 22, 24)) der ersten Stufe unter Strom setzt bzw. anschaltet;

für die zweite Stufe eine steuerbare Schalteinrichtung (K2) die bei Betätigung die Betriebselemente (22,24,46,48) der zweiten Stufe unter Strom setzt bzw. anschaltet; und

eine thermostatische Steuerschaltung zum Vergleichen der Ist-Innentemperatur mit einer Soll-Temperatur und zum Aktivieren der steuerbaren'Schalteinrichtungen (K1,K2) in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen den Ist- und Soll-Temperaturen, wobei die thermostatische Steuerschaltung im Heizbetrieb die Schalteinrichtung (K1) der ersten Stufe aktiviert, sofern sich die Ist-Innentemperatür unterhalb der Soll-Temperatur befindet, und daß sie zusätzlich die Schalteinrichtung (K2) der zweiten Stufe aktiviert, sofern die Ist-Innentemperatur um eine vorbestimmte Differenz unterhalb der Soll-Temperatur ist, und daß die thermostatische Steuerschaltung im Kühlbetrieb die Schalteinrichtung (Kl) der ersten Stufe aktiviert, sofern die Ist-Innentemperatur die Soll-Temperatur übersteigt, und daß sie zusätzlich die Schalteinrichtung (K.2) der zweiten Stufe aktiviert, sofern die Ist-Innentemperatur die Soll-Temperatur um eine vorbestimmte Differenz übersteigt.

2. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß

die thermostatische Steuerschaltung eine Benutzersteuereinheit (164) aufweist, die entfernt von einem Hauptteil der Regelschaltung anbringbar ist, wobei die Stromzuführung zu der entfernt anbringbaren Benutzersteuereinheit (164) von

dem Hauptteil der Steuerschaltung über zwei Versorgungsleiter (196,198) erfolgt, und wobei einer dieser beiden Versorgungsleiter (196,198) in einen Heizbetriebsweisenwählleiter und einen Kühlbetriebsweisenwählleiter unterteilt ist, die zur Kontinuität bzw. im Sinne einer Stetigkeit abwechselnd mittels des Betriebsweisenschalters (40) gewählt werden;

die entfernt anbringbare Benutzersteuereinheit (164) ein Temperatureinstellpotentiometer (248) hat, das in eine einstellbare Spannungsteilerkonfiguration zwischen den Versorgungsleitern (196,198) geschaltet ist, so daß es eine Spannung liefert, welche den gewünschten Grad an Heizen oder Kühlen repräsentiert;

die entfernt anbringbare Benutzersteuereinheit (164) weiter einen in eine Schaltung (216) geschalteten Innentemperatursensor (218) zum Erzeugen einer Spannung hat, welche den tatsächlichen Grad an Heizen oder Kühlen repräsentiert, wobei die Innentemperaturfühlerschaltung (216) auf die Heiz- und Kühlbetriebsweisenwählleiter anspricht, so daß sie selektiv bewirkt, daß sich die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung entweder direkt oder umgekehrt mit der gefühlten bzw. ermittelten Temperatur ändert; und

eine auf die den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung und die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung ansprechende Komparatorschaltung (166) zum Aktivieren der erst- und zweitstufig gesteuerten Sehaltereinrichtungen (K1,K2) in Abhängigkeit von dem Betrag, um den die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung nicht der dem gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannung entspricht, vorgesehen ist.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernt anbringbare Benutze rs te uereinheit (40) einen Heizbegrenzungstrimmerwiderstand (278) und einen Kühlbegrenzungstrimmerwiderstand (284) aufweist, die jeweils in Ansprechung auf die Heiz- und KühlbetriebsweisenwähHeiter gewählt werden und in Kombination mit dem Potentiometer (248) angeordnet bzw. geschaltet sind, so daß sie die Wahl der den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannung durch den Benutzer kontrollierbar beschränken.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Trimmerwiderstände (278,284) in einer Schaltung derart angeordnet sind, daß die maximale Beschränkung der Wahl des Benutzers vorhanden ist, wenn die Trimmerwiderstände (278,2 84) im wesentlichen auf Nullwiderstand eingestellt sind, so daß dadurch die Genauigkeit des maximalen Beschränkungspunkts im wesentlichen unbeeinflußt durch Toleranzänderungen in einzelnen bzw. jeweiligen Bauteilen, die für die Trimmerwiderstände (278,284) verwendet werden, bleibt.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die !Comparators chaltung (166), die auf die den gewünschten und den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannungen anspricht, folgendes umfaßt:

einen erststufigen Komparator (9 8), der einen Bezugseingang hat, welcher so geschaltet ist, daß er die dem gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung erhält, sowie einen Vergleichseingang, der so geschaltet ist, daß er die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung erhält, und einen Ausgang, der mit der erststufig gesteuerten Schaltereinrichtung (K1) verbunden ist;

einen zweitstufigen Komparator (100), der einen Bezugseingang hat, der so geschaltet ist, daß er die dem gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung erhält, sowie einen Vergleichseingang, der so geschaltet ist, daß er die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung erhält, und einen Ausgang, der mit der zweitstufig gesteuerten Schaltereinrichtung (K2) verbunden ist; und

eine Vorspannungsschaltungsanordnung (190) zum Verschieben der Umschaltschweilwerte des erst- und zweitstufigen Komparators (98,100) bezüglich einander zum Erzielen der Temperaturdifferentiale bzw. -differenzen zwischen den Schalt- bzw. Umschaltstellen der erst- und zweitstufig gesteuerten Schalte reinrichtungen (K1,K2).

6. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der erst- als auch der zweitstufige Komparator (98,100) ein Paar Reiheneingangswiderstände (116,118;120,122) hat, die mit der den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannung und der den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannung verbunden sind; und

daß die Vorspannungsschaltungsanordnung (190) relativ hohe Widerstandswerte (192,194) aufweist, die so geschaltet sind, daß sie das Fließen eine Vorspannungsstroms bzw. eines eine Vorspannung erzeugenden Stroms zwischen dem positiven und negativen Versorgungsleiter (196,198) über einen Eingangswiderstand (116,120) von jedem der erst- und zweitstufigen Koniparatoren (98,100) bewirken.

7. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die entfernt anbringbare Benutzersteuereinheit (164) einen Benutzer-EIN/AUS-

Schalter (202) zum Unterbrechen der Versorgungsleiter (196, 19 8) aufweist; und daß die Steuerschaltung ferner einen Stromdetektor (188) zum Ermitteln des NichtVorhandenseins eines Stromes durch die Versorgungsleiter (196,198), wenn der Benutzer-EIN/AUS-Schalter (202) AUS ist, oder wenn die entfernt anbringbare Benutzersteuereinheit (164) abgetrennt ist, und zum Verhindern eines Betriebs der erst- und zweitstufig gesteuerten Schaltereinrichtungen (K1,K2) in Ansprechung hierauf aufweist.

8. Zweistufige Steuerschaltung nach Anspruch 1 für eine reversible Luftumlaufwärmepumpeneinheit, die eine Heiz- und eine Kühlbetriebsweise hat und ein Kühlsystem mit geschlossenem Kreislauf aufweist, das einen Kompressor, einen Verdampfer und einen Kondensor besitzt; sowie wenigstens ein Zweidrehzahlmotor-getriebenes Gebläse zum Bewegen von Luft

über den Verdampfer; und wenigstens ein Zweidrehzahlmotorgetriebenes Gebläse zum Bewegen von Luft über den Konsensor; eine Anordnung zum alternativen Umwälzen von Außenluftströmung über den Verdampfer und von Innenluftströmung über den Kondensor während der Heizbetriebsweise und zum Umwälzen von Innenluftströmung über den Kondensor und Außenluftströmung über den Verdampfer während der Kühlbetriebsweise; und wenigstens einen steuerbaren zusätzlichen elektrischen Widerstandsheizer zum Erwärmen von Innenluft während der Heizbetriebsweise; gekennzeichnet durch

eine erststufig gesteuerte Schaltereinrichtung (K1) , die, wenn sie aktiviert ist, so geschaltet ist, daß sie den Kompressor (12) und die Gebläse (18,20) unter Strom setzt bzw. anschaltet;

eine zweitstufig gesteuerte Schlatereinrichtung (K2), die, wenn sie aktiviert ist, so geschaltet ist, daß sie die Ge-

blase (18,20) in den Zustand eines Betriebs mit relativ höherer Geschwindigkeit bringt und den zusätzlichen elektrischen Heizer (46,48) aktiviert, wenn die Heizbetriebsweise gewählt ist.

9. Zweistufige Steuerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter eine Schaltung (110,300) zum Fühlen bzw. Ermitteln der Außenlufttemperatur und zum Verhindern des Aktivierens des zusätzlichen elektrischen Heizers (46) während der Heizbetriebsweise, wenn die Außentemperatur eine vorbestimmte Temperatur übersteigt, aufweist, so daß unnötige Betriebskosten vermieden werden.

10. Zweistufige Steuerschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (110,300) zum Verhindern eines Aktivierens des zusätzlichen elektrischen Heizers (46) während der Heizbetriebsweise, wenn die Außenlufttemperatur eine vorbestimmte Temperatur übersteigt, in der Weise arbeitet, daß sie eine Aktivierung der zweitstufig gesteuerten Schaltereinrichtung (K2) verhindert.

11. Steuerschaltung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter eine Heizbetriebsweisenbedarf senteisungsschaltung (104,106,108,300,302, 304) zum Ermitteln einer übermäßigen Eis- bzw. Reifansammlung auf dem Verdampfer (16) und zum Unterbrechen des Betriebs des Kompressors (12) zur Ermöglichung einer Enteisung aufweist, wobei diese Heizbetriebsweisenbedarfsenteisungsschaltung (104,106,108,300,302,304) folgendes umfaßt:

einen Fühler (300) zum Fühlen der Temperatur der Außenluft, die in den Verdampfer (16) eintritt;

einen Fühler (302) zum Fühlen der Temperatur eines Teils des Verdampfers (16);

eine Schaltung (104), die auf den Außenluftfühler (300) und den Verdampferfühler (302) zum Erzeugen eines Signals anspricht, durch das eine Enteisung eingeleitet wird, wenn die gefühlte Verdampfertemperatur um einen vorbestimmten Betrag unter die gefühlte Außenlufttemperatur abfällt; und

λ m, λ.

eine Schaltung (106) zum Verhindern eines Aktivierens der erststufig gesteuerten Schaltereinrichtung (K1) in Ansprechung auf das Signal für das Einleiten des Enteisens.

12. Steuerschaltung nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Heizbetriebsweisenbedarfsenteisungsschaltung (104,106,108,300,302,304) weiter eine Schaltung (108) aufweist, die auf den Außenluftfühler (300) derart anspricht, daß ein Betrieb des Verdampfergebläses (18) während eines EnteisungsVorgangs verhindert wird, wenn die Außenlufttemperatur unter ungefähr O⁰C (32°F) ist.

13. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweitstufig gesteuerte Schaltereinrichtung (K2) weiter, wenn sie aktiviert ist, so geschaltet ist, daß sie dann, wenn die Heizbetriebsweise gewählt wird, einen zweiten zusätzlichen elektrischen Heizer (48) in dem Fall unter Strom setzt bzw. anschaltet, wenn eine Aktivierung, der erststufigen Schaltereinrichtung (K1) verhindert wird,* so daß dadurch zusätzliche elektrische Widerstandsheizung für innen erzeugt wird, wie sie zum Kompensieren des NichtVorhandenseins des Wärmepumpenbetriebs während der Heizbetriebsweisenenteisung erforderlich ist.

14. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizbetriebsweisenbedarf senteisungsschaltung (104,106,108,300,302,304) weiter folgendes umfaßt:

einen Temperaturfühler (304) zum Fühlen des Vorhandenseins · von kaltem Enteisungswasser, das von dem Verdampfer (16) während eines Enteisungsbetriebs abläuft; und

eine Schaltung (106), die auf ein Ansteigen der Temperatur des Enteisungswasserfühlers (304), welches das Ende des Flie-

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ßens von Enteisungswasser anzeigt, derart anspricht, daß sie ein Signal zum Beendigen des EnteisungsVorgangs erzeugt.

15. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekenn zei chnet , daß sie weiter eine Kühlbetriebsweisenbedarfsenteisungsschaltung (102,302) zum Feststellen von übermäßiger Reif- bzw. Eisansammlung auf dem Verdampfer (16) und zum Unterbrechen des Betriebs des Kompressors (12) zur Ermöglichung der Enteisung aufweist, wobei die Kühlbetriebsweisenbedarfsenteisungsschaltung (102,302) folgendes umfaßt:

eine Schaltung (102), die auf den Verdampferfühler (302) anspricht, so daß sie eine Aktivierung der erststufig gesteuerten Schaltereinrichtung (K1) verhindert, wenn die gefühlte Verdampfertemperatur unter eine vorbestimmte Temperatur abfällt, die eine übermäßige Verdampferbereifung bzw. -vereisung anzeigt, und die eine Aktivierung der erststufig gesteuerten Schaltereinrichtung (K1) ermöglicht, wenn die gefühlte Verdampfertemperatur über die vorbestimmte Temperatur ansteigt.

16. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß sie weiter eine Kühlbetriebsweisenbedarfsenteisungsschaltung (102,302) zum Peststellen von übermäßiger Reif- bzw. Eisansammlung auf dem Verdampfer (16) und zum Unterbrechen des Betriebs des Kompressors (12) zur Ermöglichung der Enteisung aufweist, wobei die Kühlbetriebsweisenbedarfsenteisungsschaltung (102,302) folgendes umfaßt:

eine Schaltung (102), die auf den Verdampferfühler (302) anspricht, so daß sie eine Aktivierung der erststufig gesteuer-

ten Schaltereinrichutng (K1) verhindert, wenn die gefühlte Ver- - dampfertemperatur unter eine vorbestimmte Temperatur abfällt, die eine übermäßige Verdampferbereifung bzw. -vereisung anzeigt, und die eine Aktivierung der erststufig gesteuerten Schaltereinrichtung (KD ermöglicht, wenn die gefühlte Verdampfertemperatur über die vorbestimmte Temperatur ansteigt.

17. Steuerschaltung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß die vorbestimmte Temperatur, die eine übermäßige Verdampferbereifung bzw. -vereisung während der Kühlbetriebsweise anzeigt, 0⁰C (32°F) beträgt.

18. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß

die thermostatische Steuerschaltung eine Benutzersteuereinheit (164) aufweist, die entfernt von einem Hauptteil der Steuerschaltung anbringbar ist, wobei die Stromzuführung zu der entfernt anbringbaren Benutzersteuereinheit (164) von dem Hauptteil der Steuerschaltung über zwei Versorgungsleiter (196,198) erfolgt, und wobei einer dieser beiden Versorgungsleiter (196,198) in einen Heizbetriebsweisenwählleiter und einen Kühlbetriebsweisenwählleiter unterteilt ist, die zur Kontinuität bzw. im Sinne einer Stetigkeit abwechselnd mittels des Betriebsweisenschalters (40) gewählt werden;

die entfernt anbringbare Benutzersteuereinheit (164) ein Temperatureinstellpotentiometer (248) hat, das in eine einstellbare Spannungsteilerkonfiguration zwischen den Versorgungs-. leiter (196,198) geschaltet ist, so daß es eine Spannung liefert, welche den gewünschten Grad an Heizen oder Kühlen repräsentiert;

die entfernt anbringbare Benutzersteuereinheit (164) weiter einen in eine Schaltung (216) geschalteten Innentemperatursensor (218) zum Erzeugen einer Spannung hat, welche den tatsächlichen Grad an Heizen oder Kühlen repräsentiert, wobei die Innentemperaturfühlerschaltung (216) auf die Heiz- und Kühlbetriebsweisenwählleiter anspricht, so daß sie selektiv bewirkt, daß sich die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlen repräsentierende Spannung entweder direkt oder umgekehrt mit der gefühlten bzw. ermittelten Temperatur ändert; und

eine auf die den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung und die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung ansprechende Komparatorschaltung (166) zum Aktivieren der erst- und zweitstufig gesteuerten Schaltereinrichtungen (K1,K2) in Abhängigkeit von dem Betrag, um den die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung nicht der dem gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannung entspricht, vorgesehen ist.

19. Steuerschaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die entfernt anbringbare Benutzersteuereinheit (40) einen Heizbegrenzungstrimmerwiderstand (278) und einen Kühlbegrenzungstrimmerwiderstand (284) aufweist, die jeweils in Ansprechung auf die Heiz- und Kühlbetriebsweisenwählleiter gewählt werden und in Kombination mit dem Potentiometer (248) angeordnet bzw. geschaltet sind, so daß sie die Wahl der den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannung durch den Benutzer kontrollierbar bes chränken,

20. Steuerschaltung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Trimmerwi^erstände (278,284) in einer Schaltung derart angeordnet sind, daß die maximale Beschränkung der Wahl des Benutzers vorhanden ist, wenn die

Trimmerwiderstände (278,284) im wesentlichen auf Nullwiderstand eingestellt sind, so daß dadurch die Genauigkeit des maximalen Beschränkungspunkts im wesentlichen unbeeinflußt durch Toleranzänderungen in einzelnen bzw. jeweiligen Bauteilen, die für die Trimmerwiderstände (278,284) verwendet werden, bleibt.

21. Steuerschaltung nach Anspruch 18, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Kompensatorschaltung (166), die auf die den gewünschten und den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannungen an-/""* spricht, folgendes umfaßt:

einen erststufigen Komparator (9 8), der einen Bezugseingang hat, welcher so geschaltet ist, daß er die dem gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung erhält, sowie einen Vergleichseingang, der so.geschaltet ist, daß er die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung erhält, und einen Ausgang, der mit der erststufig gesteuerten Schaltereinrichtung (KD verbunden ist;

einen zweitstufigen Komparator (100), der einen Bezugseingang hat, der so geschaltet ist, daß er die dem gewünschten Grad des Heizen$ oder Kühlens repräsentierende Spannung erhält, sowie einen Vergleichseingang, der so geschaltet ist, daß er die den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierende Spannung erhält, und einen Ausgang, der mit der zweitstufig gesteuerten Schaltereinrichtung (K2) verbunden ist; und

eine Vorspannungsschaltungsanordnung . (190) zum Verschieben der Umschaltschwellwerte des erst- und zweitstufigen Komparators (98,10O)₇ bezüglich einander zum Erzielen der Temperaturdifferentiale bzw. -differenzen zwischen den Schalt- bzw. Umschaltstellen der erst- und zweitstufig gesteuerten Schaltereinrichtungen (K1,K2).

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22. Steuerschaltung nach Anspruch 21, dadurch g e k e η η zeichnet, daß sowohl der erst- als auch der zweitstufige Komparator (9 8,100) ein Paar Reiheneingangswiderstände (116,118;120,122) hat, die mit der den gewünschten Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannung und der den tatsächlichen Grad des Heizens oder Kühlens repräsentierenden Spannung verbunden sind; und

daß die Vorsρannungsschaltungsanordnung (190) relativ hohe Widerstandswerte (192,194) aufweist, die so geschaltet sind, daß sie das Fließen eines VorspannungsStroms bzw. eines eine Vorspannung erzeugenden Stromes zwischen dem positiven und negativen Versorgungsleiter (196,198) über einen Eingangswiderstand (116,120) von jedem der erst- und zweitstufigen Komparatoren (98,100) bewirken.

23. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß die entfernt anbringbare Benutzersteuereinheit (164) einen Benutzer-EIN/AUS-Schalter (202) zum Unterbrechen der Versorgungsleiter (196, 19 8) aufweist; und daß die Steuerschaltung ferner einen Stromdetektor (188) zum Ermitteln des NichtVorhandenseins eines Stromes durch die Versorgungsleiter (196,198), wenn der Benutzer-EIN/AUS-Schalter (202) AUS ist, oder wenn die entfernt anbringbare Benutzersteuereinheit (164) abgetrennt ist, und zum Verhindern eines Betriebs der erst- und zweitstufig gesteuerten Schaltereinrichtungen (K1,K2) in Ansprechung hierauf aufweist.