DE3145215C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Thermostateinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Ein­ richtung, die aus der EP-A1-00 08 461 bekannt ist, ar­ beitet elektronisch, mißt die Temperatur innerhalb eines Gebäudes und steuert die Einschaltung einer die Temperatur innerhalb des Gebäudes beeinflussenden Ein­ richtung, beispielsweise eines Ofens oder einer Klima­ anlage.

Thermostateinrichtungen für Heizöfen und/oder Klimaan­ lagen (im folgenden insgesamt als "Öfen" bezeichnet), wie sie in Wohngebäuden und vielen Handels- und Indu­ striegebäuden eingesetzt werden, enthalten gewöhnlich einen Speicher für einen gewünschten Temperatur-Ein­ stellwert, eine Vorrichtung zur Messung der aktuellen Temperatur innerhalb des Gebäudes und eine Vorrichtung zur Ein- oder Ausschaltung des Ofens abhängig von der Differenz zwischen dem Einstellwert und der aktuellen Temperatur. Zählerbetriebene Temperatursteuereinrich­ tungen sind auch aus der DE-OS 29 15 797, der DE-OS 27 28 713 und der US-PS 40 20 358 bekannt.

Um ein schnelles Ein- und anschließendes Ausschalten des Ofens im Bereich des Einstellwertes zu verhindern, haben die Thermostateinrichtungen einen sogenannten Totbereich, d. h. die Temperatur, bei der die Kontakte der Thermostateinrichtung geschlossen werden, um den Ofen einzuschalten, liegt etwas unter der Temperatur, bei der sie nach Aufheizen des thermostatgesteuerten Raums öffnen. Wenn beispielsweise der Einstellwert des Thermostaten 21° C beträgt, so kann der Brenner des Ofens eingeschaltet werden, wenn die Temperatur auf 20,5° C abgefallen ist, und ausgeschaltet werden, wenn die Raumtemperatur z.B. 21,6° C beträgt. Der Tempera­ turunterschied des Totbereichs wird ausgehend von mehreren Überlegungen festgelegt: wenn er sehr klein ist, so schaltet der Ofen relativ schnell ein und aus, wenn die Raumtemperatur nahe dem Einstellwert liegt, wodurch Ventile und ähnliche Elemente einer er­ höhten Abnutzung unterliegen und sich ein verringerter Wärmewirkungsgrad wegen der zur wiederholten Aufheizung des Ofens und der Kühlkanäle erforderlichen Energie er­ gibt. Ferner wird durch schnelle Änderungen der Luftbe­ wegungen ein lästiger Geräuschpegel erzeugt. Ein größerer Totbereich führt zu einem höheren Wärmewirkungsgrad und geringerer Abnutzung sowie geringerer Geräuschbelästigung, jedoch bemerkt der Bewohner eines derart gesteuerten Raums Temperaturänderungen über etwa 1,5° C, wodurch der maxi­ malen Breite des Totbereichs praktische Grenzen gesetzt werden.

In der Praxis ist der Totbereich etwas schmaler als 1,5° C, da bei Öffnen der Thermostatkontakte und Abschalten des Brenners der Ofen die Raumtemperatur noch kurzzeitig er­ höht, wenn das Gebläse zuvor erhitzte Luft in den Raum befördert. Dadurch ergibt sich ein "thermisches Über­ schießen", bei dem die Raumtemperatur eine gewisse Zeit nach Abschalten des Brenners ein Maximum erreicht und die maximale Temperaturerhöhung in dem thermostatisch ge­ steuerten Raum etwas höher als das Temperaturdifferential des Totbereichs der Thermostaten ist. Der Grad, mit dem dieses Überschießen auftritt, ändert sich abhängig von den thermischen Verlusten des zu heizenden Raumes nach außen. Im Winter kann er sehr gering sein, und im Frühling, wenn eine relativ kleine Temperaturdifferenz zwischen dem geheizten Innenraum und dem Äußeren herrscht, ist er wesentlich größer, da die in dem Ofen und den Leitungen vorhandene erhitzte Luft bei Abschalten des Brenners einen größeren Temperaturanstieg im Raum verursacht. Das thermische Überschießen ändert sich ferner abhängig von der Gebäudekonstruktion. Ein Gebäude mit gemauerten Wän­ den muß länger als ein Holzfachwerkhaus geheizt werden, um eine vorbestimmte Temperaturänderung hervorzurufen. Die Einstellung des Totbereichs ist somit notwendiger­ weise ein Kompromiß, der bei warmem Wetter zu einer un­ zweckmäßig großen Temperaturüberhöhung und bei kaltem Wetter zu einer unnötig kurzen Temperaturänderung führt.

Ein ähnlicher Kompromiß muß bei der Einstellung des unteren Temperaturgrenzwertes des Totbereichs in Kauf genommen werden. Die Raumtemperatur fällt für eine gewisse Zeit weiter ab, nachdem der normale Thermostat die Tempera­ tureinstellung der Untergrenze des Totbereichs erkennt und den Ofenbrenner abschaltet. Diese Verzögerung ist darauf zurückzuführen, daß das Ofengehäuse eine gewisse Zeit zur Aufheizung auf eine solche Temperatur benötigt, bei der das Gebläse eingeschaltet wird. Bei kaltem, windigem Wetter ist dieses "Unterschießen"größer als bei warmem windstillem Wetter, wenn nur geringe Wärmeverluste auf­ treten.

Ähnliche Kompromisse müssen auch hinsichtlich der Zeitver­ zögerung der Einschaltung des Ofenbrenners und der Zeit hingenommen werden, bei der das Gebläse eingeschaltet wird. Diese Verzögerung ist günstig, um das Einblasen kalter Luft in den geheizten Raum zu verhindern. Die optimale Verzögerungszeit ändert sich jedoch abhängig von der Umgebungstemperatur des Ofens und der Heizlei­ tungen und ist bei kaltem Wetter länger als bei warmem Wetter. Ähnlich wird das Ofengebläse für eine vorbestimmte Zeit nach Abschaltung des Ofenbrenners betrieben, um die gesamte erhitzte Luft in den Raum zu befördern. Die Zeit dieser Verzögerung sollte im Idealfall abhängig von der Umgebungstemperatur des Gebäudes veränderbar sein, um zu gewährleisten, daß die gesamte Wärme aus dem Ofen ent­ nommen wird, bevor das Gebläse abgeschaltet wird, daß jedoch keine Kaltluft in die geheizten Teile des Gebäudes befördert wird.

Diese Kompromisse beeinträchtigen den Wärmewirkungsgrad des Heizsystems. Wenn die Zykluszeit des Brenners für ein vorgegebenes Gebäude optimal für jeden Zustand der atmosphärischen Bedingungen einstellbar wäre, so würde sich eine Verbesserung des Wärmewirkungsgrades des Ofen­ systems ergeben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Thermostateinrichtung anzugeben, bei der der Totbereich und die Gebläsezeit­ verzögerung nicht auf Kompromißwerte eingestellt werden müssen, so daß eine Verbesserung des Wärmewirkungsgrades möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine Thermostateinrichtung nach der Erfindung enthält eine Anpaßvorrichtung, die Änderungen der Raumtemperatur infolge verschiedener Manipulationen der Einschaltzeit und/oder der Abschaltzeit des Ofens und der Gebläse­ zeitverzögerungen feststellt und den Ein- und/oder Aus­ schaltzyklus des Ofens und der Gebläseverzögerungen an­ passend einstellt, so daß dadurch der Wärmewirkungsgrad des Ofens bei den jeweils aktuellen Umgebungsbedingungen optimiert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das im folgenden auch noch eingehend beschrieben wird, steuert anpassend bzw. adaptiv die Zeit, während der Ofen eingeschaltet ist, nachdem die Umgebungstemperatur der Thermostatein­ richtung auf den unteren Wert des Totbereichs abgefallen ist. Die Einrichtung enthält einen Zähler, der auf einen vorbestimmten Wert eingestellt ist, und einen Taktgenera­ tor. Wenn die Thermostateinrichtung den Ofen zur Einschal­ tung des Brenners ansteuert, werden die Ausgangssignale des Taktgenerators gezählt, bis der vorbestimmte Wert er­ reicht ist, bei dem dann der Brenner abgeschaltet wird. Die gemessene Umgebungstemperatur während des Heizzyklus und des folgenden Zyklus, bei dem der Brenner abgeschaltet ist, wird überwacht, und wenn eine Temperatur gleich dem oberen Grenzwert des Totbereichs erreicht ist, wird der Einstellwert des Zählers um eine Einheit verringert. Wenn der obere Grenzwert des Totbereichs während dieser Zeit nicht erreicht wird, so wird der Zählerstand um eine Ein­ heit erhöht. Die in dem Zähler gespeicherte Zahl, die der Länge des Heizzyklus entspricht, welcher immer dann auf­ tritt, wenn die Raumtemperatur auf den unteren Grenz­ wert des Totbereichs abfällt, wird somit adaptiv gesteuert und folgt der Geschwindigkeit, mit der der Ofen das Ge­ bäude aufheizt. Diese ist wiederum umgekehrt proportional der Geschwindigkeit des Wärmeaustauschs zwischen dem Ge­ bäude und dem Außenraum. Bei kaltem Wetter wird der Speicherwert und die Zeit des Heizzyklus adaptiv ver­ kleinert, so daß das System unabhängig von den Umgebungs­ bedingungen etwa bis zum Maximum des Totbereichs über­ schießt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung wird die Länge der Zeit, für die der Ofen abgeschal­ tet ist, in ähnlicher Weise mit einem Zähler adaptiv ge­ steuert, um ein "thermisches Unterschießen", d. h. den Abfall der Temperatur im Gebäude, der nach Einschaltung des Ofens auftritt, zu kompensieren. Diese doppelte Steue­ rung führt zu einer sehr genauen Einstellung des Totbe­ reichs unabhängig von der Umgebungstemperatur.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind ähn­ liche adaptiv arbeitende Zähler vorgesehen, die die Ver­ zögerung der Einschaltung des Ofengebläses steuern, nach­ dem der Brenner eingeschaltet ist, sowie die Periode, in der das Gebläse weiter arbeitet, nachdem der Brenner ab­ geschaltet ist. Bei dieser Ausbildung erfolgt die Bestimmung, ob die Zählerstände erhöht oder verringert werden sollen, auf der Grundlage einer Analyse der Temperaturänderungen am Thermostat.

Das Register, welches die Verzögerung zwischen dem Zeit­ punkt, zu dem der Brenner eingeschaltet wird, und dem Zeitpunkt, zu dem das Gebläse eingeschaltet wird, zeit­ lich steuert, wird durch einen Vergleich der Temperaturen am Thermostat kurz vor der Einschaltung des Gebläses und eine kurze Zeit nach diesem Vorgang gesteuert. Wenn die Einschaltung des Gebläses zu einer Absenkung der Raum­ temperatur führt, wird der Registerinhalt erhöht, um die Verzögerungszeit zu verlängern. Wenn ein Temperaturan­ stieg auftritt, sobald das Gebläse eingeschaltet ist, so ist die Verzögerungszeit zu lang, und der Registerinhalt wird verringert. Ähnlich wird das Register, welches die Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Brenner abgeschaltet wird, und dem späteren Zeitpunkt, zu dem das Gebläse abgeschaltet wird, steuert, abhängig von der Analyse der Temperaturen während der Verzögerungsperiode gesteuert. Wenn die Temperatur während der vollen Verzöge­ rungsperiode weiter ansteigt, so wird der Inhalt des Ver­ zögerungsregisters erhöht, um die Einschaltzeit des Ge­ bläses zu verlängern. Dies erzeugt eine Verzögerung in Anpassung an die maximale Überschießperiode und optimiert somit den thermischen Wirkungsgrad, der der Verzögerung zugeordnet ist.

Das Steuersystem der Thermostateinrichtung kann ein Ven­ til in einem Heißwassersystem oder einen Schieber in einem Zonensteuersystem sowie direkt den Ofen steuern. Wenn im folgenden der Begriff "Ofen" oder "Heizvorrich­ tung" verwendet wird, so soll dieser Begriff auch derar­ tige Strömungssteuervorrichtungen sowie Primärheizgeräte oder Kühlgeräte selbst umfassen.

Die mit einer Thermostateinrichtung nach der Erfindung durchgeführten Steuerfunktionen sind sehr kompliziert, erfordern jedoch nur wenig oder keinen zusätzlichen Schaltungsaufwand gegenüber den üblichen elektronischen Thermostateinrichtungen, wie sie beispielsweise durch die US-Patentschriften 41 72 555 und 42 06 872 bekannt sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines ersten Aus­ führungsbeispiels, das die Ofenbrenn­ zeit zur Verhinderung eines Überschießens adaptiv steuert,

Fig. 2 eine grafische Darstellung der Tempe­ raturänderung innerhalb eines Ge­ bäudes bei Verwendung einer Thermostat­ einrichtung nach Fig. 1, und

Fig. 3 eine Blockdarstellung eines zweiten Auführungsbeispiels, das die Periode zwischen den Brennerzyklen, die Ge­ bläseverzögerung nach Einschaltung des Brenners und die Periode des Weiter­ laufs des Gebläses nach Brennerzyklus­ ende sowie die Brennerzykluszeit adaptiv steuert.

Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das eine elektronische Thermostateinrich­ tung 10 ist, die mit einem Ofen 12 verbunden ist und den Ofenbrenner für eine vorbestimmte Zeit immer dann einschal­ tet, wenn die Umgebungstemperatur der Thermostateinrich­ tung unter den vorbestimmten Einstellwert abfällt. Ferner steuert sie adaptiv die Brennerzeit zur Erzeugung eines vorbestimmten Anstiegs der Umgebungstemperatur während der Brennzeit in der Größenordnung von 1 bis 1,6° C.

Die Thermostateinrichtung 10 entspricht vorzugsweise all­ gemein der Einrichtung nach dem US-Patent 41 72 555 und arbeitet daher mit einem Mikroprozessor. Die Thermostat­ einrichtung 10 ist in einem mit dem Ofen 12 geheizten Gebäude angeordnet. Sie enthält einen Sensor 14, der ein analoges elektrisches Signal entsprechend der Augenblickstemperatur in ihrer Umgebung erzeugt. Dieses Signal wird einer Umgebungstemperaturschaltung 16 zuge­ ordnet, die ein digitales Signal T _a abgibt, das der Umgebungstemperatur proportional ist. Dieses Signal wird einem digitalen Vergleicher 18 zugeführt. Die Thermostat­ einrichtung enthält ferner eine Vorrichtung 20 zur Er­ zeugung einer gewünschten Einstelltemperatur T _s . Diese Einstelltemperatur kann manuell wie bei den üblichen me­ chanischen Thermostaten eingestellt oder von einem ge­ speicherten Programm gewünschter Temperaturwerte inner­ halb eines sich wiederholenden Zeitzyklus abgeleitet werden, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 41 72 555 beschrieben ist. Die Einstelltemperatur wird einem Totbereichsgenerator 22 zugeführt, der ein und denselben Wert von der Einstelltemperatur subtrahiert und ihn zu ihr addiert, um zwei Signale T _s +Δ T und T _s - Δ T abzuleiten, die dem Vergleicher 18 zugeführt werden. Der Wert des Totbereichs kann durch einen Ein­ steller 24 bestimmt werden, der manuell oder programm­ gesteuert einstellbar ist. Der Totbereich wird üblicher­ weise auf ca. 1,5° C eingestellt. Ist ein Gebäude je­ doch unbewohnt, so daß der physikalische Nachteil, der mit einer größeren Temperaturänderung verbunden ist, ohne Einfluß bleibt, so kann auch ein wesentlich größerer Tot­ bereich mit der damit verbundenen Zunahme des thermischen Wirkungsgrades vorgesehen werden.

Nimmt man an, daß die Einstelltemperatur 21° C und der Totbereich auf 1° C eingestellt ist, so können die beiden dem Vergleicher 18 von dem Totbereichsgenerator 22 zuge­ führten Signale 20° C und 22° C entsprechen. Das System arbeitet so, daß der Ofenbrenner eingeschaltet wird, wenn die Umgebungstemperatur auf 20° C abfällt. Der Brenner wird für eine vorbestimmte Zeit eingeschaltet, die adaptiv so eingestellt wird, daß die Raumtemperatur auf 22° C gebracht wird.

Der Vergleicher 18 gibt ein Ausgangssignal auf einer Leitung 26 ab, das dem Setzeingang einer bistabilen Schaltung 28 zugeführt wird, wenn die Umgebungstemperatur kleiner oder gleich dem unteren Grenzwert des Totbereichs ist. Die bistabile Schaltung 28 ist ein Teil einer Adap­ tivschaltung 29, die in Fig. 1 gestrichelt eingerahmt ist. Der Vergleicher 18 liefert ferner ein Ausgangssignal auf einer Leitung 27 an den Setzeingang einer bistabilen Schaltung 50, wenn die Umgebungstemperatur größer oder gleich der oberen Grenztemperatur des Totbereichs ist. Das Signal auf der Leitung 26 setzt die bistabile Schal­ tung 28, und diese gibt ein Ausgangssignal an ein Relais 32 ab, welches innerhalb der Thermostateinrichtung die Thermostatkontakte schließt. Diese sind über Leitungen 34 und 36 mit einem Elektromagnetventil 38 verbunden, das im Ofen 12 angeordnet und mit der Sekundärwicklung eines Transformators 40 in Reihe geschaltet ist, welcher den Speisestrom für den Elektromagneten liefert. Gemäß ande­ ren Ausführungsmöglichkeiten kann das Ausgangssignal am Setzausgang der bistabilen Schaltung 28 auch ein Elek­ tromagnetventil in einem Flüssigkeitsheizsystem, einen Steuerschieber, eine Wärmepumpe oder eine ähnliche Ein­ richtung steuern.

Das Setzen der bistabilen Schaltung 28 führt auch zur Eingabe einer in einem Aufwärts-Abwärtszähler 42 enthaltenen Digitalzahl in einen Abwärtszähler 44 über ein Und-Glied 46. Der Setzausgang der bistabilen Schaltung 28 ist fer­ ner mit einem Und-Glied 48 verbunden, welches an seinem zweiten Eingang Taktimpulse erhält. Diese Impulse können in Intervallen von 30 Sek., 1 Minute usw. je nach Wunsch auftreten. Während die bistabile Schaltung 28 gesetzt ist, werden also diese Taktimpulse dem Abwärtszähler 44 zugeführt, so daß dessen Zählerstand verringert wird. Wenn er den Zählerstand Null erreicht hat, wird ein Aus­ gangssignal auf den Rücksetzeingang der bistabilen Schaltung 28 gegeben, wodurch deren Signal am Relais 32 verschwin­ det und der Brennerelektromagnet abgeschaltet wird. Auf diese Weise wird der Ofenbrenner für eine Zeit eingeschal­ tet, die von dem Zählerstand des Zählers 42 zu Beginn eines Brennerzyklus abhängt.

Immer dann, wenn der Vergleicher 18 auf der Leitung 27 ein Signal abgibt, welches anzeigt, daß die Umgebungs­ temperatur die obere Grenze des Totbereichs erreicht hat, wird die bistabile Schaltung 50 gesetzt und liefert ein Ausgangssignal an den Zähler 42, wodurch dessen Zähler­ stand um eine Einheit verringert wird. Der Zähler 42 kann in ähnlicher Weise durch ein Signal des Und-Gliedes 52 hochgezählt werden, welches durch den Rücksetzausgang der bistabilen Schaltung 50 und den Setzausgang der bi­ stabilen Schaltung 28 aufgesteuert wird. Ist also die bistabile Schaltung 50 noch in ihrem rückgesetzten Zu­ stand bei Einleitung des nächsten Brennerzyklus durch das Setzen der bistabilen Schaltung 28, so wird der Zählerstand um eine Einheit erhöht. Eine Einheit kann eine Zeiteinheit von 30 Sek., 1 Minute o. ä. repräsen­ tieren. Die bistabile Schaltung 50 wird durch ein Aus­ gangssignal eines Und-Gliedes 30 rückgesetzt, welches durch den Setzausgang der bistabilen Schaltung 28 und den Setzausgang der bistabilen Schaltung 50 aufgesteuert wird. Das Ausgangssignal des Und-Gliedes 30 wird um eine Taktzeit mit der Verzögerungsschaltung 31 verzögert. Diese Verzögerung verhindert, daß der Zähler 50 unbeabsichtigt lediglich dadurch erhöht wird, daß die bistabile Schal­ tung 28 gesetzt ist. Auf diese Weise wird der Zähler­ stand des Zählers 42 jeweils einmal in jedem Brenner­ zyklus geändert, und zwar in einer solchen Richtung, daß er um eine Brennerzykluslänge pendelt, die bewirkt, daß die Umgebungstemperatur den oberen Grenzwert des Tot­ bereichs T _s + Δ T am Ende des Brennerzyklus erreicht.

Die Heizkurve, die sich in dem thermostatisch geheizten Raum mit einer Thermostateinrichtung nach Fig. 1 ergibt, ist in Fig. 2 gezeigt. Die durchgezogene Linie A zeigt den Betrieb eines Ofens, der durch einen Thermostaten üblicher Art gesteuert wird, wobei der Brenner einge­ schaltet wird, wenn die Raumtemperatur auf den unteren Wert des Totbereichs abfällt, und abgeschaltet wird, wenn die Raumtemperatur den oberen Wert des Totbereichs erreicht. Das Gebläse wird eine vorbestimmte Zeit nach der Ein- und Ausschaltung des Brenners ein- bzw. ausgeschaltet. Hier­ bei tritt natürlich ein thermisches Überschießen auf, das bei 60 gezeigt ist, da der Ofen jeweils eine Restwärme hat. Der Grad des Überschießens hängt von dem Wärmeverlust des Gebäudes zur Außenseite hin ab, jedoch zeigt das Überschießvolumen die Belästigung der Haus­ bewohner infolge der merklichen Temperaturänderungen sowie den überflüssigen Heizaufwand, der den Wirkungsgrad des Systems verringert. Die gestrichelte Linie B zeigt die Heizkurve, die sich bei Verwendung einer Thermostatein­ richtung nach Fig. 1 ergibt, bei der die Einschaltzeit des Brenners adaptiv so gesteuert wird, daß die Raum­ temperatur eine Spitze erreicht, die mit dem oberen Grenz­ wert des Totbereichs zusammenfällt. Der Brenner wird abgeschaltet, bevor diese Maximaltemperatur erreicht ist. Das durch die Restwärme des Ofens erzeugte Überschießen bringt die Raumtemperatur gerade bis zum oberen Grenzwert des Totbereichs.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Thermostateinrichtung tritt ein thermisches Unterschießen dadurch auf, daß das Gebäude sich nach Einschaltung des Brenners am unteren Grenz­ wert des Totbereichs weiter abkühlt. Der durch diese Ver­ größerung des Totbereichs hervorgerufene Nachteil und die durch die erneute Aufheizung des Raums verursachte Wirkungsgradverringerung werden durch eine Einrichtung nach Fig. 3 korrigiert, die eine zeitliche Steuerung der Auszeit des Brenners in adaptiver Weise bewirkt.

Die in Fig. 3 gezeigte Thermostateinrichtung steuert ferner adaptiv die Zeitverzögerung zwischen der Zündung des Brenners und der Einschaltung des Gebläses am Beginn des Brennzyklus sowie die Auszeit eines Gebläses nach Löschen des Brenners am Ende eines Brennzyklus.

Die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung enthält viele Kompo­ nenten der Einrichtung nach Fig. 1, für die gleichartige Bezugszeichen verwendet sind.

Es sind zwei Temperaturregister 70 und 72 vorgesehen. Das Register 70 erhält das Umgebungstemperatursignal, welches von der Umgebungstemperaturschaltung 16 einmal während jedes Taktzyklus abgegeben wird. Dieses Signal wird über ein Und-Glied 74 geleitet. Beim nächsten Taktzyklus wird der Inhalt des Temperaturregisters 70 in das zweite Temperaturregister 72 über ein Und-Glied 76 eingegeben. Der Inhalt des Temperaturregisters 72 ist zu jedem Zeit­ punkt mit T _n+1 zu bezeichnen. Die Ausgangssignale der bei­ den Temperaturregister 70 und 72 werden kontinuierlich einem Vergleicher 78 zugeführt, der ein Ausgangssignal auf einer Leitung 80 abgibt, wenn T _n < T _n+1 ist, und ein Ausgangssignal auf einer Leitung 82 abgibt, wenn T _n < T _n+1 ist.

Die adaptive Überschießsteuerung 29 der in Fig. 3 ge­ zeigten Einrichtung ist identisch mit der Einheit 29 nach Fig. 1 bis auf den Unterschied, daß sie ihr Lade­ signal empfängt, wenn eine adaptive Unterschießsteuerung 84 ein Leersignal abgibt. Diese Unterschießsteuerung 84 ist gleichartig wie die Überschießsteuerung 29 aufgebaut. Sie erhält ihr Ladesignal von einem Und-Glied 86, wenn die Einstelltemperatur T _s gleich der Umgebungstemperatur ist und die Umgebungstemperatur abfällt, was durch ein Signal auf der Leitung 82 angezeigt wird und zeigt, daß T _n < T _n+1 ist. Die Unterschießsteuerung enthält einen vorbestimmten Zähler, dessen Zählerstand bei jedem Lade­ zyklus erhöht wird, wenn nicht die Umgebungstemperatur den Wert T _s - Δ T während dieser Zählzeit erreicht. Wird diese Temperatur erreicht, so gibt die Unterschießsteue­ rung ein Signal an die Überschießsteuerung 29 ab, die dann ihren Zählvorgang beginnt. Die Zahl in der Über­ schießsteuerung 29 wird um eine Einheit bei jedem Lade­ zyklus erhöht, wenn nicht die Umgebungstemperatur den Wert T _s + Δ T erreicht. Wird dieser Wert erreicht, so wird der Zähler in der Überschießsteuerung 29 abwärts gezählt.

Das Ausgangssignal der Überschießsteuerung 29, welches anzeigt, daß diese Schaltung sich im Zählzustand be­ findet, wird dem Ofenbrenner und einer adaptiven Gebläse- Frühsteuerung 88 zugeführt und wirkt als ein Ladesignal, so daß die Frühsteuerung 88 einen Zählvorgang beginnt. Der gespeicherte Zählerstand in der Steuerung 88 wird jeweils einmal während eines jeden Ladezyklus um eine Einheit verringert, wenn nicht die Raumtemperatur abzu­ fallen beginnt, was durch ein Ausgangssignal des Ver­ gleichers 18 entsprechend T _n < T _n+1 angezeigt wird. In diesem Falle wird der Zählerstand in der Früh-Steuerung 88 um eine Einheit erhöht. Wenn diese Steuerung den Zähler­ stand Null erreicht, so gibt sie ein Signal an ein Und- Glied 90 ab. Dieses wird ferner durch das Leersignal der Überschießsteuerung 29 angesteuert. Das Ausgangssignal des Und-Gliedes 90 wird einem Oder-Glied 92 zugeführt, welches ein Signal an das Gebläse abgibt. Dieses Steuer­ signal kann mit einem thermostatischen Signal summiert werden, welches durch die Thermostatsteuerung in dem Ge­ bläsegehäuse (nicht dargestellt) erzeugt wird und den Gebläsebetrieb einleitet, wenn die Gehäusetemperatur einen voreingestellen Wert überschreitet.

Das adaptive Gebläse-Spätsignal wirkt somit als eine adaptive Zeitverzögerung, die die Einleitung des Gebläse­ betriebs für eine Zeit nach Einschaltung des Brenners ver­ hindert, die adaptiv so eingestellt ist, daß das Gebläse seinen Betrieb beginnt, sobald es den zu heizenden Raum heizt. Wenn dieser Betrieb zu früh beginnt, so daß es den Raum kühlen würde, so wird die Verzögerungszeit adap­ tiv verkürzt.

Ein Leersignal von der adaptiven Überschießsteuerung 29 wirkt als Ladesignal für eine adaptive Gebläse-Spät­ steuerung 94, die gleichartig wie die adaptiven Schal­ tungen 29, 84 und 88 aufgebaut ist. Der Zählerstand in der Spätsteuerung 94 wird bei jedem Ladezyklus erhöht, wenn nicht die Raumtemperatur während der Zählzeit an­ zusteigen beginnt, was durch ein Signal auf der Leitung 80 am Ausgang des Vergleichers 78 angezeigt wird. Dies bewirkt eine Verringerung des Zählerstandes in der Spät­ steuerung 94 um eine Einheit. Das Ausgangssignal der Spätsteuerung 94 wird dem Oder-Glied 92 zugeführt und bewirkt die Einschaltung des Gebläses für eine Zeit nach Abschaltung des Brenners, die adaptiv so eingestellt ist, daß die Raumtemperatur nicht durch den Betrieb des Ge­ bläses wieder abfällt.

Die Einrichtung nach Fig. 3 ermöglicht also eine adaptive Steuerung der Ofenbrennzeit und der Zeit zwischen auf­ einanderfolgenden Brennzeiten, um die Raumtemperatur innerhalb der Grenzwerte des Totbereichs zu halten.

Claims (7)

1. Thermostateinrichtung zum Steuern des Betriebs eines eine Temperatur beeinflussenden Verbrau­ chers, mit einem Temperatursensor zum Erzeugen eines digitalen, eine Ist-Temperatur angebenden Signals, mit einer Einstellvorrichtung zum Erzeu­ gen eines digitalen, eine Soll-Temperatur angeben­ den Signals, mit einem durch diese Signale angesteuerten Vergleicher und mit einer abhängig von den Vergleichsergebnissen betätigbaren adap­ tiven Überschießsteuerung zum Schalten des Ver­ brauchers, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ gleicher (18) ein erstes bzw. zweites Vergleichs­ signal erzeugt, wenn sich die Ist-Temperatur von der Soll-Temperatur um mehr als eine vorbestimmte Temperaturdifferenz entgegen bzw. in der Wirkrich­ tung des Verbrauchers (12) unterscheidet, und daß die Überschießsteuerung (29) den Verbraucher (12) bei Empfang des ersten Vergleichssignals einschal­ tet und anschließend bei Ablauf einer einstellbaren Überschießzeit ausschaltet, die bei Ausbleiben bzw. Auftreten des zweiten Vergleichssignals bis zum nächsten Einschalten des Verbrauchers ver­ längert bzw. verkürzt wird.

2. Thermostateinrichtung nach Anspruch 1 für einen Ofen, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (18) das erste bzw. zweite Vergleichssignal ab­ gibt, wenn die Ist-Temperatur um mehr als die vor­ bestimmte Temperaturdifferenz kleiner bzw. größer als die Soll-Temperatur ist.

3. Thermostateinrichtung nach Anspruch 1 für eine Klimaanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ gleicher (18) das erste bzw. zweite Vergleichs­ signal abgibt, wenn die Ist-Temperatur um mehr als die vorbestimmte Temperaturdifferenz größer bzw. kleiner als die Soll-Temperatur ist.

4. Thermostateinrichtung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Totbereichsgenerator (22) zum Einstellen der vor­ bestimmten Temperaturdifferenz mit der Einstell­ vorrichtung (20) und dem Vergleicher (18) verbun­ den ist.

5. Thermostateinrichtung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschießsteuerung (29) die Überschießzeit immer dann um eine vorbestimmte Zeit verkürzt, wenn das zweite Vergleichssignal nach seinem ersten Auftre­ ten jeweils um diese Zeit weiterbesteht.

6. Thermostateinrichtung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zweiten, mit dem Temperatursensor (14) verbundenen Ver­ gleicher (78) zum Vergleich der zu einem vor­ bestimmten zurückliegenden Zeitpunkt gemessenen Ist-Temperatur und zum Erzeugen eines Anstiegs- bzw. Abfalltemperatursignals, wenn die Ist-Tem­ peratur höher bzw. niedriger als die gemessene Temperatur ist, und durch eine mit dem ersten Vergleicher (18) verbundene adaptive Unterschieß­ steuerung (84) mit einstellbarer Unterschießzeit zum Schalten der adaptiven Überschießsteuerung (29) bei Ablauf der Unterschießzeit, nachdem die Ist-Temperatur mit der Soll-Temperatur überein­ stimmt und das Abfalltemperatursignal auftritt, wobei die Unterschießzeit verlängert bzw. verkürzt wird, wenn das erste Vergleichssignal vor ihrem Ablauf fehlt bzw. vor ihrem nächsten Ablauf auf­ tritt.

7. Thermostateinrichtung nach Anspruch 6 für einen Wärmeerzeuger, der eine Wärmezirkulationseinrich­ tung speist, gekennzeichnet durch eine mit dem zweiten Vergleicher (78) verbundene adaptive Früh­ steuerung (88) mit einstellbarer Frühzirkula­ tionszeit, die die Wärmezirkulationseinrichtung bei Ablauf der Frühzirkulationszeit nach Einschal­ ten des Verbrauchers durch die adaptive Über­ schießsteuerung (29) einschaltet und die Frühzir­ kulationszeit verlängert bzw. verkürzt, wenn das Abfalltemperatursignal vor Ablauf der Frühzirku­ lationszeit auftritt bzw. fehlt, und durch eine mit dem zweiten Vergleicher (78) und der adaptiven Überschießsteuerung (29) verbundene adaptive Spätsteuerung (94) mit einstellbarer Spätzirkula­ tionszeit, die die Wärmezirkulationseinrichtung bei Ablauf der Spätzirkulationszeit nach Abschal­ ten des Verbrauchers durch die adaptive Über­ schießsteuerung (29) abschaltet und die Spät­ zirkulationszeit verlängert bzw. verkürzt, wenn das Anstiegstemperatursignal vor Ablauf der Spät­ zirkulationszeit fehlt bzw. auftritt.