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Bestückte Leiterplatte für die Steuerung von
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Raumheizungsanlagen Die Neuerung betrifft eine bestückte Leiterplatte
für die elektrische Steuerung von zeitweise temperaturabsenkbaren Raumheizungsanlagen,
insbesondere Fußbodenheizungsanlagen, deren Heizkörpertemperatur mittels stromgeführter
Thermostate und elektrisch gesteuerter Ventile geregelt wird, wobei auf der Plattenbestückungsseite
eine Vielzahl von Klemmen fur den Anschluß der Thermostate und Ventile in zu Reihen
geordneten Gruppen vorgesehen ist und wobei einige der Klemmen untereinander und
weitere Klemmen zusätzlich mit weiteren Bestückungsteilen der Leiterplatte durch
feste Leiterbahnen auf der Plattenrückseite elektrisch verbunden sind.
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Bei einer bekannten Leiterplatte dieser Art ist jede für den elektrischen
Anschluß der Thermostate und Ventile bestimmte Klemmengruppe aus Klemmen unterschiedlicher
Funktion zusammengesetzt, so daß je Klemmengruppe sechs Klemmen erforderlich sind,
und zwar vier Klemmen für den Anschluß eines Thermostaten und zwei Klemmen für den
Anschluß eines Ventiles, wobei jeder Klemmengruppe ein zu heizender Raum zugeordnet
ist. Ferner ist die Leiterplatte so aufgebaut, daß mit ihrer Hilfe die Raumtemperatur
zur Nachtzeit in mehreren Räumen abgesenkt werden kann. Hierzu wird die Leiterplatte
bereits
herstellerseitig ausgebildet, und zwar dadurch, daß ausgewählte Klemmengruppen und
damit die diesen Gruppen zugeordneten Räume hinsichtlich der Nachtabsenkung zu Einheiten
zusammengefaßt sind, indem die betreffenden Kemmengruppen durch die üblichen Leiterbahnen
auf der Rückseite der Leiterplatte unlösbar elektrisch miteinander verbunden sind.
Es werden meistens drei Einheiten mit je variierender Klemmengruppenanzahl gebildet,
wobei jeder Einheit eine wählbare Uhrzeit zugeordnet ist, so daß alle zu einer Einheit
gehörenden Klemmengruppen bzw. Räume gemeinsam zu dieser Zeit angesteuert werden.
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Diese bekannte Leiterplatte ist mit mehreren Nachteilen behaftet.
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Ein Nachteil besteht darin, daß alle Klemmengruppen hinsichtlich der
Temperaturabsenkung herstellerseitig vorverschaltet sind und daß nur innerhalb einer
Gruppeneinheit gewählt werden kann, ob alle Gruppen der betreffenden Einheit und
damit die den Gruppen zugeordneten Räume an Nachtabsenkung angeschlossen werden
sollen.
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Wenn nach Installation der Leiterplatte die Temperatur eines Raumes
der einen Gruppeneinheit zu einer anderen Zeit abgesenkt werden soll, so ist dies
nur möglich, wenn eine Gruppe einer Einheit frei ist. Weiterhin ist nachteilig,
daß je Leiterplatte nur acht Klemmengruppen (entsprechend acht Räumen) vorgesehen
sind, was für viele Anwendungsfälle nicht ausreicht. Man verwendet dann eine zusätzliche
Leiterplatte, die jedoch keine steuernden Betückungsteile aufweist.
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Es ist verständlich, daß, um den praktischen Bedürfnissen gerecht
zu werden, eine relativ große Typenanzahl an Leiterplatten hergestellt und vorrätig
gehalten werden muß und daß in dem einen oder anderen Fall eine Sonderanfertigung
erforderlich ist, was sich insgesamt in relativ hohen Herstellungs- und Lagerungskosten
aus wirkt. Schließlich ist es für den Heizungsinstallateur erforderlich, einen Schaltplan
des betreffenden Leiterplattentyps zu haben, um die richtige Temperaturabsenkungsverdrahtung
der jeweiligen Gruppeneinheiten vornehmen zu können.
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Die Aufgabe der Neuerung besteht in der Verbesserung einer bestückten
Leiterplatte für die elektrische Steuerung von automatisch zeitweise temperaturabsenkbaren
Raumheizungsanlagen, insbesondere Fußbodenheizungsanlagen, derart, daß am Einsatzort
ohne Einschränkung in freier Wahl bestimmt werden kann, welche Räume an eine zeitweise
Temperaturabsenkung angeschlossen werden sollen, und daß dies auf einfache sowie
leicht nachprüfbare Weise durchführbar ist und hierzu nur äußerst wenige Leiterplattentypen
erforderlich sind.
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Die Lösung dieser Aufgabe geht von der einleitend angeführten Leiterplatte
aus und kennzeichnet sich dadurch, daß jeweils alle die Klemmen, die für gleichfunktionale
Anschlußkontakte der Thermostate
und Ventile bestimmt sind, zu
je einer Klemmengruppe zusammengefaßt sind und daß die Klemmenanzahl der Klemmengruppen
für den Temperatur-Absenkungsanschlußkontakt und für den Temperatur-Steueranschlußkontakt
der Thermostate sowie der Klemmengruppe für den einen AnschluBkontakt der Ventile
der Klemmenanzahl der vorgesehenen Ventile und zugehörigen Thermostate entspricht.
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Mit einer derartigen Leiterplatte für den Einsatz bei elektrischen
Steuerungen von Raumheizungsanlagen können im wesentlichen alle Anwendungsfälle
insbesondere bei Privatwohnungen bedient werden.
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Bei Verwendung einer besonderen Ausführungsform einer solchen Leiterplatte
ist nur ein einziger Leiterplattentyp erforderlich.
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Insonderheit kann der Heizungsinstallateur am jeweiligen Einsatzort
je nach Wunsch die entsprechenden Räume einer Wohnung z.B.
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an Nachtabsenkung anschließen, und dies kann im Laufe der Zeit wunschgemäß
ohne weiteres geändert werden. Ferner ist die Anklemmung der Thermostate und Ventile
sowohl bei der Erstinstallation einer Heizungsanlage als auch bei einer evtl. späteren
Änderung der anzuschließenden Räume einfach und sicher durchzuführen, da jede Klemmengruppe
neben ihrer übersichtlichen und leicht zugänglichen Anordnung auf der Leiterplatte
aufgrund der Gleichfunktionalität ihrer Anschlußklemmen nur für eine Aderfarbe zuständig
ist, so daß Verdrahtungsfehler sofort augenscheinlich sind.
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Ein weiterer.Vorteil ist darin zu sehen, daß diejenigenKlemmengruppen
mit Klemmen gleicher Funktion, die über die Leiterbahnen
auf der
Rückseite der Leiterplatte mit den üblichen elektrischen und elektronischen Bestückungsteilen
fest verschaltet sind, weniger Klemmen enthalten können als Thermostate und Ventile
vorhanden sind, da gewisse Anschlußadern der Thermostate und Ventile gemeinsam an
eine Klemme angeklemmt werden können. Damit ist Platz gewonnen für eine größere
Anzahl der Klemmen für die anderen Klemmengruppen, so daß vergleichsweise mehr Thermostate
und Ventile an eine Leiterplatte angeschlossen werden können. Dadurch erübrigt sich
in einer beträchtlichen Anzahl der Anwendungsfälle die umständliche Zuschaltung
einer weiteren Leiterplatte. Da diese weitere Leiterplattekeine steuernden Bestückungsteile,
sondern nur Klemmengruppen auf weist, wird sie aus Platzgründen oberhalb der ersten
Leiterplatte montiert. Bei einem Auswechseln schadhafter Bestückung steile muß daher
zunächst die obere Leiterplatte demontiert werden, was zeitraubend und damit kostspielig
ist. Diese Nachteile sind bei der neuerungsgemäßen Leiterplatte nicht gegeben.
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Die Neuerung ist nachstehend anhand eines in der anliegenden Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Leiterplatte
schematisch in Aufsicht, wobei auch die auf der Plattenrückseite befindlichen Leiterbahnen
angedeutet sind, Figur 2 die Leiterplatte nach Figur 1 in teilweiser Darstellung
mit drei beliebig ausgewählten und an Nachtabsen-- - - kung angeschlossenen Räumen.
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Auf einer aus Kunststoff bestehenden Platte 1 sind in üblicher Weise
feste elektronische Leiterbahnen 2 vorgesehen, und zwar auf deren Rückseite, weshalb
die Leiterbahnen schraffiert gezeichnet sind. Die dargestellte Vorderseite der Platte
ist neben einer Vielzahl von Anschlußklemmen mit elektrischen und elektronischen
Bauteilen bestückt, die nach bestimmten und bekannten Gesichtspunkten auf der Platte
gruppiert angeordnet sind.
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Der Bereich A der Platte umfaßt mehrere Anschlußklemmengruppen für
die Stromversorgung der auf der Platte selbst montierten Bestückungsteile und für
von der Platte aus gesteuerte Geräte, wie z.B. die Heizungsumwälzpumpe und die Zeitschaltuhr
(beides nicht gezeigt), sowie für weitere Klemmengruppen, die noch erläutert werden.
Die Gruppe 3 ist für den Netzanschluß der Platte, die Gruppe 4 für den Antrieb der
Zeitschaltuhr, die Gruppe 5 für einen Aus-Schalter mit angeschlossener Betriebsbereitschaftslampe
6 und die Gruppe 7 für den Umwälzpumpenanschluß bestimmt.
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Der Bereich B weist Steuerungsteile auf, die im wesentlichen aus einer
austauschbaren, für den Betrieb der Umwälzpumpe bestimmten Einheit 8, die neben
einem Relais elektronische Bauteile, Widerstände, Kondensatoren usw. enthält, Anschlußkontakten
9 und Sicherungen 9a für einen Transformator (nicht gezeigt) sowie aus Anschlußkontakten
10 für die Steuerseite der erwähnten Zeitschaltuhr bestehen. Weiterhin weist der
Bereich B eine mit der Einheit
8 zusammenarbeitende Anordnung 11
aus im wesentlichen Dioden auf.
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Die leiterbahnenmäßige Verschaltung der Bereiche A und B ist aus Figur
1 klar zu erkennen und ferner Stand der Technik, so daß die Verschaltung dem Fachmann
keine Verständnisschwierigkeiten bereiteilt.
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Die erwähnte Zeitschaltuhr ist vorzugsweise eine sogenannte Mehrscheibenuhr,
d.h. daß mehrere Zeitwählscheiben vorgesehen sind, die je für gleiche und/oder unterschiedliche
Zeitraumzyklen ausgebildet sind. Ferner sind die Scheiben auch so gestaltet, daß
innerhalb jedes Zyklus zu beliebigen Zeitpunkten Schaltimpulse für die Absenkung
und Anhebung der Heizkörpertemperatur abgegeben werden können. Für Privatwohnungen
werden vorteilhaft wenigstens zwei Scheiben für je einen 24h-Zyklus vorgesehen sein,
um verschiedene Räume zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines Tag-Nachtrhythmus
bedienen zu können. Die hierfür vorgesehenen Anschlußkontakte 10 bestehen aus den
Kontaktsätzen 1Oa und 1Ob, wobei noch ein weiterer Kontaktsatz 10c vorgesehen ist,
so daß eine Dreischeiben-Zeitschaltuhr angeschlossen werden kann.
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Der Bereich C in Figur 1 enthält diejenigen Klemmengruppen, an die
die einzelnen Adern der von den stromgeführten Thermostaten und elektrisch gesteuerten
Heizkörperventilen ankommenden elektrischen Leitungen in weiter unten erläuterter
Weise anzuschließen sind.
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Es sind vier Klemmengruppen 12, 13, 14 und 15 für den elektrischen
Anschluß der Thermostate T und zwei Klemmengruppen 16 und 17 für den elektrischen
Anschluß der Ventile V auf der Platte 1 befestigt.
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Jede Klemmengruppe besteht aus schematisch dargestellten, in Reihenform
angeordneten Klemmen bekannter Bauart.
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Vorschlagsgemäß besteht jede Klemmengruppe aus Klemmen gleicher Funktion,
d.h.mit den Klemmen der betreffenden Klemmengruppen werden nur die Anschlußkontakte
der Thermostate~T und Ventile V mit der gleichen Funktion verbunden,wie eine Betrachtung
der beiden Figuren 1 und 2 ergibt. Die Anschlußkontakte der Thermostate T sind mit
T1, T2, T3 sowie T4 und diejenigen der Ventile V mit V1 und V2 bezeichnet. Diese
Bezeichnung ist auch bei den entsprechenden Klemmengruppen auf der Platte 1 zu finden,
wie aus Figur 2 klar zu erkennen ist.
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Während die Klemmen der Klemmengruppen 14, 15 und 16 in der Anzahl
der Anzahl der je Raum installierten Thermostate und Ventile entsprechen, also vollzählig
sind (Bezifferung 1 bis 16), kann die Klemmenanzahl der übrigen Klemmengruppen 12,
13 und 17 geringer sein, weil an eine Klemme mehrere Adern angeschlossen werden
dürfen. Ferner sind die Klemmen der Klemmengruppen 12, 13, 15, 16 und 17 durch die
Leiterbahnen 2 auf der Plattenrückseite untereinander und mit den Plattenbereichen
A und B vorverschaltet, wie aus Figur 1 ersichtlich ist. Die Klemmen der Klemmengruppe
14 sind
beim Beispiel nach Figur 1 weder untereinander noch mit
den Bereichen A und B durch Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden.
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Die vollzähligen Klemmengruppen 14, 15 und 16 sind auf der Bestückungsseite
der Platte 1 einander parallel gegenüberliegend befestigt, wobei die Gruppe 14 aus
Gründen der noch leichteren und sicheren Verdrahtung in Bezug auf diese drei Gruppen
als äußere Gruppe vorgesehen ist - - - $er Verdrahtungsvorgang zwecks Anschließens
beliebiger Räume mit dem Ziel einer Temperaturabsenkung in diesen Räumen während
der Nachtzeit (Nachtabsenkung) ist folgender. Hierzu sei angenommen, daß die Temperatur
in den beliebig ausgewählten Räumen 1,5 und 16 zu ein und demselben Zeitpunkt abgesenkt
werden soll. Es ist natürlich klar, daß für diese Räume je ein Thermostat T und
ein Ventil V für die betreffenden Heizkörper oder dergleichen vorhanden sind.
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In Figur 2 sind der Einfachheit halber von beidem nur ein Exemplar
schematisch angedeutet, die baulich auch zu einer Einheit zusammengefaßt sein können.
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Vorausgesetzt sei ferner, daß die Verdrahtung für die Regelung der
an den Thermostaten eingestellten, gewünschten Raumtemperatur erfolgt ist. Dies
ist in Figur 2 für den Raum 1 durch die vollständig gezeichneten Adern 18,. 19,
20, 21 und 22 und für die Räume 5 und 16 durch teilweise gezeichnete Adern dargestellt.
Dabei
verbindet die Ader 20 den Anschlußkontakt T4 des bzw. der
Thermostate T mit der Klemmengruppe 15, die mit der Klemmengruppe 16 für das bzw.
die Ventile V durch die erwähnten Leiterbahnen vorverschaltet ist. Über diesen Anschlußkontakt
T4 wird somit das Ventil V bzw. werden die Ventile V zur Einhaltung der gewünschten
Raumtemperatur gesteuert.
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Um nun die vorstehend erwähnte, regelmäßig in den Räumen i; 5 und
16 herrschende Temperatur zu einem gemeinsamen Zeitpunkt abends abzusenken und morgens
wieder auf den gewünschten Wert anzuheben, wird von dem zugehörigen Kontaktsa-tz-1Oa
der Zeitschaltuhr eine Ader 23 z.B. zur Klemme 16 (= Raum 16)-der Klemmengruppe
14 verlegt. Von dem Temperatur-Absenkungsanschlußkontakt T3 eines der Thermostaten
T für die Räume 1, 5 und 16 wird eine Ader 24 z.B. zur Klemme 1 (= Raum 1) der Klemmengruppe
14 verlegt. Ferner werden zwei überbrückungsadern 25 und 26 von Klemme 1 zu Klemme
5 (= Raum 5) bzw. von Klemme 5 zur Klemme 16 der Gruppe 14 verlegt.
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Somit sind die Räume 1, 5 und 16 zu einem gemeinsamen Zeitpunkt an
die Nachtabsenkung angeschlossen, deren Zeitspanne an der den Kontaktsätzen 10a
zugeordneten Zeitscheibe S1 der Zeitschaltuhr eingeschaltet ist.
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Sollen andere, beliebig viele Räume zu einem anderen gemeinsamen Zeitpunkt
an eine Nachtabsenkung angeschlossen werden, so werden die Kontaktsätze 1Ob der
zweiten Zeitscheibe S2 der Zeitschaltuhr mit der Klemmengruppe 14 und einem ausgewählten
Thermostaten T
wie zuvor beschrieben miteinander verdrahtet.
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Bei Verwendung einer Zeitschaltuhr mit drei Zeitwählscheiben kann
für einen oder mehrere weitere Räume zu einem noch anderen gemeinsamen Zeitpunkt
eine zeitweise Temperaturabsenkung vorgesehen werden, wofür dann die Zeitwählscheibe
S3 in Frage kommt.
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Alle Klemmen jeder Klemmeng,uppe 14, 15 und 16 sind nebeneinander
angeordnet und berühren einander. Jedoch sollen diese Gruppen auch dann je für sich
als Klemmengruppen gelten, wenn diese Gruppen durch räumliche Abstände in Untergruppen
aufgeteilt sind. Dies soll auch für die anderen Klemmengruppen 12, 13 und 17 gelten.
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Es kann sich in der Praxis als vorteilhaft herausstellen, einen Plattentyp
vorrätig zu haben, der nur für solche Anwendungsfälle in Frage kommt, bei denen
eine Temperaturabsenkung und -erhöhung für die betreffenden Räume immer zu einem
gemeinsamen Zeitpunkt vorgenommen werden soll. In diesem Fall kann so vorgegangen
werden, daß die Klemmen der Klemmengruppe 14 bereits durch eine Leiterbahn (nicht
gezeigt) auf der Rückseite der Platte 1 untereinander elektrisch verbunden sind.
Dies hat eine Verdrahtungsvereinfachung für den Heizungsmonteur zur Folge, wobei
die freie Wahl derjenigen Räume,die gemeinsam an die Temperaturveränderung angeschlossen
werden sollen, wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel uneingeschränkt
und voll erhalten bleibt.
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Es sei noch erwähnt, daß unter dem Begriff Heizkörper auch die im
Fußboden schlangenförmig verlegten Heizrohre einer Fußbodenheizung bzw. äquivalente
Heizrohre einer Flächenheizung zu verstehen sind.