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Voyrichtung uf Temeratursteuerungeines Heizkörpers
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperatursteuerung eines
Heizkörpers, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher angegeben ist.
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Aús.dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE-AS 12 48 261
und der DE-OS 21 20 298 sind derartige Vorrichtungen bekannt, die ein spezielles
Ventil umfassen, das von einer thermostatischen Regeleinrichtung eingestellt wird.
Diese Vorrichtungen weisen einen Temperaturfühler auf, der die Raumtemperatur ermittelt
und mit dessen Hilfe das Ventil der Regel einrichtung auf- bzw. zu-gesteuert wird,
je nach dem, ob die Temperatur angehoben oder abgesenkt werden soll.
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Bei den bekannten Vorrichtungen ist nachteilig, daß zu ihrem Einbau
bei bereits vorhandenen Heizkörpersystemen, beispielsweise in Altbauten, die Ventile
der vorhandenen Heizkörper ausgebaut und durch das Ventil dieser Regeleinrichtungen
ersetzt werden müssen. Die..-hierfür notwendigen Montagearbeiten sind aufwendig,
weil einmal die gesamte Heizungsanlage entwässert werden muß, zum anderen bei alten
Heizkörpersystemen spezielle Anpassungsstücke gefertigt werden müssen, die zwischen
die Heizkörper und die Ventile der Regeleinrichtung gesetzt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist dementsprechend, eine Vorrichtung zur Temperatursteuerung
eines Heizkörpers anzugeben, bei der das an einem solchen Heizkörper befindlichte1
von Hand einstellbare Ventil als Regelventil der Vorrichtung eingesetzt wird, so
daß keine Heiz-
körperventile'ausgewechselt werden müssen.
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Diese Aufgabe wird mit einer im Oberbegriff des Patentanspruches 1
angegebenen Vorrichtung gelöst, die erfindungsgemäß nach der im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Weise ausgestaltet ist.
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Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dß ein Umrüsten
herkömmlicher Heizungssysteme auf Raumtemperatur gesteuerte Regelungen möglich isttohne
daß die bereits vorhandenen Heizkörperventile ausgetauscht werden müssen. Hierzu
wird gemäß der Erfindung ein Stellrad an dem Einstellorgan des am Heizkörper befindlichen
Ventils angebracht und dieses Stellrad wird mit Hilfe eines Stellmotors gedreht,
so daß das Heizkörperventil je nach der Drehung des Stellmotors geöffnet oder geschlossen
wird.
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Der Stellmotor wird wiederum von einer Steuerschaltung angesteuert,
wobei diese Steuerschaltung einen Temperaturfühler aufweist. Dieser Temperaturfühler
kann im Raum.angebracht sein, es ist aber auch denkbar, daß er nach außen geführt
ist und eine Außentemperatursteuerung bewirkt. Die Regeleinrichtung ist weiterhin
mit einer Schaltuhr verbunden, die die Nachtabsenkung hervorruft.
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Zwischen dem Stellmotor und-dem Einstellorgan des Heizkörpers befindet
sich bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein untersetztes Getriebe,
so daß mit einem relativ schwachen Stellmotor eine genügend große mechanische Kraft
zur Verstellung des Heizkörperventils aufgebracht werden kann.
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Vorzugsweise ist die Steuerschaltung 6 so aufgebaut, daß sie ein Hystereseverhalten
zeigt. Damit können Regelschwingungen des gesamten Systems und damit auch der Raumtemperatur
verändert werden. Die Steuerschaltung kann dabei als Zweipunktregler ausgelegt sein.
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Bei einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gibt die
Schaltuhr 9 ein Steuersignal an die Steuerschaltung 6 ab und bewirkt dadurch eine
Veränderung der Regelstrecke, beispielsweise dadurch, daß ein - regelbarer Widerstand
in der Elektronik zu- oder weggeschaltet wird. Dies ist von Vorteil gegenüber den
aus dem Stand der Technik bekannten Nachtabsenkungseinrichtungen, bei denen die
Schaltuhr eine Wärmequelle einschaltet, die den Temperaturfühler erwärmt, Bei diesen
Vorrichtungen ist es notwendig, daß eine entsprechende elektrische Leitung für diese
Wärmequelle zu dem Temperaturfühler gelegt wird, so daß der Montageaufwand steigt.
Weiterhin muß die Wärmequelle in unmittelbarer Nähe des Temperaturfühlers angebracht
sein, so daß die Gesamtanordnung aus Temperaturfühler und Wärmequelle einen relativ
großen Raum einnimmt und nicht mehr versteckt im Raum angebracht werden kann.
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Im folgenden wird nun die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele beschrieben und näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, Figur 2 eine Regelschaltung für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Gemäß der Erfindung ist an einem Heizkörper 1 eine Ventilstelleinrichtung
10 angebracht. Diese Ventilstelleinrichtung 10 besitzt ein Stellrad 4 , das fest
mit dem Einstellorgan 3 des Heizkörperventiles 2 verbunden ist. Das Einstellorgan
3 ist beispielsweise die Schraubenspindel, die von den Ventilplatte nach außen führt.
Zur Montage des Stellrades wird das an den Heizkörperventilen befindliche Handrad
lediglich abgenommen und durch das Stellrad der Temperatursteuerungseinrichtung
ersetzt.
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Das Stellrad 4 wird über ein Ritzel 8 von dem Stellmotor 5 angetrieben.
Über das Ritzel 8 ist der Stellmotor 5 derart untersetzt, daß die zur Verstellung
des Heizkörperventils notweiidigeKraft aufgebracht wird. Der Stellmotor 5 wird von
einer Steuerschaltung 6 gesteuert. An dieser Steuerschaltung 6 ist der Temperaturfühler
7 angeschlossen. Dieser Temperaturfühler 7 ist beispielsweise ein NTC-Widerstand,
dessen Widerstandswert von der Temperatur abhängig ist. Dieser NTC-Widerstand kann
über ein zwei-adriges Kabel an einem beliebigen Ort in dem Raum, in dem sich der
zu regulierende Heizkörper befindet, befestigt werden.
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Dieser Widerstand kann sich aber auch in der Temperatursteuerungsvorrichtung
selbst befinden.
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Zum Erhalt eines Signales aus dem NTC-Widerstand wird dieser an eine
Konstantspannungsquelle gelegt. Der durch den NC-Widerstand fließende Strom ist
dann ein Maß fu"r die Temperatur. Dieser Strom wird durch Messung des Spannungsabfalles
an einem Meßwiderstand ermittelt, und die am Meßwiderstand abfallende Spannung wird
in der Steuerschaltung weiter verarbeitet und dient zur Regelung.
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Zum Zwecke der Nachtabsenkung muß in der Schaltung von einem Widerstand
22 auf einen anderen Widerstand 23 umgeschaltet werden.
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Dieses Umschalten dieses Widerstandes kann mit Hilfe der Schaltuhr
dadurch erfolgen, daß entweder die Schaltuhr 9 selbst einen entsprechenden Schalter
enthält, oder aber die Schaltuhr 9 ein Steuersignal abgibt, das einen entsprechenden
Schalter in der Steuerschaltung 6 betätigt. Eine weitere Möglichkeit wird unten
im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben.
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Die Steuerschaltung 6 soll die Temperatur auf einen möglichst konstanten
Wert halten. Die beste Möglichkeit hierzu wäre grundsätzlich, einen PID-Regler einzusetzen.
Da in die entsprechenden Regelkennwerte des gesamten Systems aber unbekannte Größen
eingehen, beispielsweise die Wärmekapazität des Heizkörpers, der Wärmeübergang zwischen
Heizkörper und Raum und von dort auf den Temperaturfühler, ist es nur unter großen
Schwierigkeiten möglich, einen entsprechenden PID-Regler richtig auszul.egen. Aus
diesem Grunde ist die Steuerschaltung so ausgebildet, daß die Steuerung ein Hysteresev-erhalten
zeigt. Die Steuerschaltung kann dabei als Zweipunktregler ausgebildet sein.
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Die Figur 2 zeigt ein Prinzipschaltbild für eine Steuerschaltung.
Am linken Teil der Figur ist das Netzteil 21 erkennbar, das die Betriebsgleichspannung
liefert. Der Temperaturfühler 7 ist an dem einen Eingang eines Verstärkers 24 angeschlosssen,
an dem anderen Eingang des Verstärkers 24 liegen zwei Regelwiderstände 22 und 23.
Der Regelwiderstand 22 dient zur Einstellung der Tages temperatur, der Regelwiderstand
23 zur Einstellung der Nachttemperatur. Die Schaltuhr 9 weist einen Schalter 11
auf, der je nach Tageszeit einen der beiden Regelwiderstände 22 bzw. 23
in
den Regelkreis schaltet. Der Ausgang des Verstärkers 24 ist an zwei weitere Verstärker
25, 26 gelegt. Dabei liegt an dem Eingang des Verstärkers 25 ein dritter Regelwiderstand
27, der zur Einstellung der Hysterese dient. Die Ausgänge der Verstärker 25 und
26 liegen über Einstellpotentiometer an elektromagnetischen Scha-1t<'rn20.Je
nach dem, ob die Solltemperatur.übersciiritten oder unterschritten ist, wird der
Motor 5 in der einen oder in der anderen Richtung gedreht, so daß er über das Getriebe
8 das Ventil 2 zu- oder aufsteuert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß mit ihr alte
Zentralheizungen ohne grä13en Aufwand mit einer Temperatursteuerung versehen werden
können. Dadurch, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung an den bereits.vorhandenen
Ventilen angebracht wird, werden Montagearbeiten erspart. Der Umbau ist auch durch
eine technisch nicht versierte Person möglich.
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Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung, für jeden Raum
ein individuelles Heizprogramm einzustellen. Dabei ist es insbesondere auch möglich,
die Sonneneinstrahlung in dem jeweiligen Raum zu berückwichtigen. Hierzu wird der
Temperaturfühler an einer entsprechenden Stelle in diesem Raum plaziert, so daß
bei der Temperaturregelung die Sonneneinstrahlung mit eingeht. Es erübrigt sich
nach Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine zentrale Mischerverstellung am
Heizkessel, so daß die witterungsabhängige Außensteuerung des Heizkessels überflüssig
wird. Insgesamt führt die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung einer erheblichen
Heizkostenersparnis.
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