DE3328191A1 - Control method for charging a hot water tank or for heating at least one room - Google Patents
Control method for charging a hot water tank or for heating at least one roomInfo
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Abstract
Description
Steuerverfahren für die Aufladung eines WarmwassespeichersControl procedure for charging a hot water storage tank
beziehungsweise für die Beheizung wenigstens eines Raumes Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren für die Aufladung eines Warmwasserspeichers beziehungsweise für die Beheizung wenigstens eines Raumes gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche und auf eine Schaltung zur Durchführung des Verfahrens.or the present for heating at least one room The invention relates to a control method for charging a hot water tank or for heating at least one room according to the preamble of the independent claims and a circuit for carrying out the method.
Bekannte Warmwasserspeicher sind mit 2-Punkt-Reglern ausgestattet, deren Sollwerte von einer Uhr auf Tag- und Nachtsollwerte umgeschaltet werden. Der Speicher wird regelmäßig dann geladen, wenn der Istwert des Speicherinhalts die Einschaltschwelle des 2-Punkt-Reglers erreicht, und zwar unabhängig davon, wie kurz oder lang dies vor Umschaltzeiten geschieht. So kann es beispielsweise vorkommen, daß relativ; kurz vor Ablauf des Hochtemperaturzeitraums, also kurz vor einem Umschaltpunkt in Richtung tieferer Sollwerte, der Speicher gerade noch geladen wird, obwohl dies mangels Nachfrage nach Brauchwasser eigentlich gar nicht notwendig wäre undder Istwert des Speichers nach der Sollwertumschaltung oberhalb der neuen Sollwerte liegen würde.Well-known hot water tanks are equipped with 2-point controllers, whose setpoints are switched from a clock to daytime and nighttime setpoints. Of the The memory is loaded regularly when the actual value of the memory content reaches the Switch-on threshold of the 2-point controller reached, regardless of how short or long before switching times. For example, it can happen that relative; shortly before the end of the high temperature period, i.e. shortly before a switchover point in the direction of lower setpoints, the memory is just barely is charged, although this is actually not at all due to the lack of demand for service water would be necessary and the actual value of the memory after the setpoint changeover above the new setpoints would be.
Ebenso sind bekannte Heizungsanlagen häufig mit Reglern ausgestattet, deren Sollwerte von einer Uhr auf Tag- und Nachtsollwerte umgeschaltet werden. Der Wärmeerzeuger wird regelmäßig dann eingeschaltet, wenn der Istwert der Raumtemperatur die Einschaltschwelle des Reglers erreicht, und zwar unabhängig davon, wie kurz oder lang dies vor Umschaltzeiten von Tag- Fieiz- auf den Nacht-Absenkbetrieb geschieht. So kann es beispielsweise vorkommen, daß relativ kurz vor Ablauf des Hochtemperaturzeitraums, also kurz vor einem Umschaltpunkt in Richtung tiefere Sollwerte, der Wärmeerzeuger gerade noch eingeschaltet wird, obwohl dies mangels Wärmebedarfs eigentlich gar nicht notwendig wäre und der Istwert der Raumtemperatur nach der Sollwertumschaltung oberhalb der neuen Sollwerte liegen würde.Well-known heating systems are also often equipped with controllers, whose setpoints are switched from a clock to daytime and nighttime setpoints. Of the The heat generator is then switched on regularly when the actual value of the room temperature the switch-on threshold of the controller is reached, regardless of how short or long before the changeover times from day-time to night-time reduced operation. So it can happen, for example, that relatively shortly before the end of the high temperature period, shortly before a switchover point towards lower setpoints, the heat generator is just switched on, although this is actually due to a lack of heat demand would not be necessary and the actual value of the room temperature after the setpoint changeover would be above the new setpoints.
Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, die Ladung eines Speichers beziehungsweise das Einhalten eines Wärmeerzeugers dann zu unterdrücken, wenn bei einer Auswertung des Speichertemperatur-Istwertes die Speicher-beziehungsweise Raum-Istwerttemperatur im Umschaltzeitpunkt des Sollwertes um einen zu vernachlässigenden Betrag unterhalb der Einschaltschwelle liegt. Das geschieht dann, wenn keine Nachfrage nach Brauchwasser auftritt beziehungsweise wenn kaum Wärmebedarf herrscht.The present invention is therefore based on the object Charging a storage tank or maintaining a heat generator then increases suppress if the storage or Actual room temperature at the point in time of the setpoint changeover by a negligible Amount below the switch-on threshold is. That happens then when there is no demand for service water or when there is hardly any heat demand prevails.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.The solution to this problem succeeds with the characteristic features of the independent claims.
Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche beziehungsweise gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Darstellungen einer Heizungsanlage, mehrerer Diagramme und Blockschaltbilder erläutert.Further refinements and particularly advantageous developments are the subject of the subclaims or are based on the following description out, the two embodiments of the invention based on schematic representations a heating system, several diagrams and block diagrams explained.
Es zeigen: Figur eins eine hydraulische Schaltung einer Heizungsanlage zur Aufladung eines Brauchwasserspeichers, Figur zwei ein Blockschaltbild und die Figuren drei bis sechs Diagramme, Figur sieben eine Raumheizungsanlage, Figur acht ein Blockschaltbild und Figur neun bis zwölf Diagramme.It shows: Figure one a hydraulic circuit of a heating system for charging a water heater, figure two a block diagram and the Figures three to six diagrams, figure seven a space heating system, figure eight a block diagram and figure nine to twelve diagrams.
In allen zwölf Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen Jeweils die gleichen Einzelheiten. In der Figur eins ist 1 ein Brauchwasserspeicher mit etwa 100 bis 400 Liter Fassungsvermögen, der die Brauchwassernachfrage eines Einfamilienhauses oder einer größeren Etagenwohnung decken soll. Der Brauchwasserspeicher wird von einer Wärmequelle 2 aufgeheizt, die aus einem Wärmetauscher 3 besteht, der von einem Brenner 4 beheizt wird, der über eine Brennstoffzuleitung 5, in der ein Magnetventil 6 angeordnet ist, mit Brennstoff versorgt wird.In all twelve figures, the same reference symbols denote in each case the same details. In the figure one, 1 is a water heater with about 100 to 400 liters capacity, which meets the domestic hot water demand of a single family home or a larger apartment. The domestic hot water storage tank is operated by heated a heat source 2, which consists of a heat exchanger 3 of a Burner 4 is heated via a fuel supply line 5 in which a solenoid valve 6 is arranged, is supplied with fuel.
An die Wärmequelle 2 ist eine Vorlaufleitung 7 angeschlossen, die zu einem Vorrangumschaltventil 8 führt. Vom Vorrangumschaltventil 8 führt eine Brauchwasserspeicher-Vorlaufleitung 9 zum Brsuchwasserspeicher 1, den die Leitung im Rahmen einer Rohrschlange 10 als Wärmetauscher durchzieht. Der Auslaß des Brauchwasserspeichers 1 ist über eine Brauchwasserbereiter-Rücklaufleitung 11 mit einer Rücklaufleitung 12 verbunden, die unter Einschaltung einer Umwälzpumpe 13 zurück zum Wärmetauscher 3 führt. Ein zweiter Auslaß des Vorrangumschaltventils 8 führt zu einer Heizkreis-Vorlaufleitung 14 und damit zu einer Vielzahl parallel und/oder in Serie geschalteter Heizkörper 15, von denen eine Heizkörperrücklaufleitung 16 zu einem Verbindungspunkt 17 führt, in den die Brauchwasserbereiter-Rücklaufleitung 11 einmündet.A flow line 7 is connected to the heat source 2, which leads to a priority switching valve 8. A domestic water storage tank flow line leads from the priority switch valve 8 9 to the burst water storage tank 1, which the line in the context of a pipe coil 10 as Heat exchanger pulls through. The outlet of the water heater 1 is via a water heater return line 11 connected to a return line 12 which, with the activation of a circulating pump 13 leads back to the heat exchanger 3. A second outlet of the priority switching valve 8 leads to a heating circuit flow line 14 and thus to a large number in parallel and / or radiators 15 connected in series, one of which is a radiator return line 16 leads to a connection point 17 into which the water heater return line 11 joins.
Die Brauchwassertemperatur im Inneren des Brauchwasserspeichers 1 wird von einem Temperaturfühler 18 als Istwertgeber abgefühlt und über eine Meßleitung 19 einer Regel- und Steuereinrichtung 20 aufgegeben. Die Regel- und Steuereinrichtung 20 weist als Stellglieder das Magnetventil 6 und den Antriebsmotor der Pumpe 13 auf, die über eine Stelleitung 21 angesteuert werden. An der Steuer- und Regeleinrichtung sind mehrere Sollwertgeber 22 und 23 vorgesehen, mit denen die Höhe des Sollwertes im Tag- und Nachtbereich, die Größe der noch zulässigen Regelabweichung im Umschaltzeitpunkt und der wählbare Zeitpunkt vor dem Umschaltzeitpunkt in Richtung auf tiefere Sollwerte vorgegeben werden können.The domestic hot water temperature inside the domestic hot water tank 1 is sensed by a temperature sensor 18 as an actual value transmitter and via a measuring line 19 of a regulation and control device 20 abandoned. The rule- and control device 20 has the solenoid valve 6 and the drive motor as actuators of the pump 13, which are controlled via a control line 21. At the tax and control device, several setpoint generators 22 and 23 are provided with which the level of the setpoint in the day and night range, the size of the still permissible Control deviation at the time of changeover and the selectable time before the time of changeover can be specified in the direction of lower setpoints.
In der Figur zwei ist die Regel- und Steuereinrichtung 20 als Blockschaltbild dargestellt. In der Steuer- und Regeleinrichtung ist eine Uhr 30 angeordnet, der laufende Zeitwert wird als elektrische Spannung über eine Leitung 31 auf einen Zeitprogrammgeber 32 gegeben. An dem Zeitprogrammgeber sind neben den Sollwertgebern 22 und 23 weitere Einsteller 33 und 34 vorgesehen. An dem Einsteller 22 wird der Zeitpunkt eingestellt, bei dem der Sollwert auf tiefere Sollwerte heruntergeführt wird, also der Beginn der Nachtabsenkung.In the figure two, the regulation and control device 20 is shown as a block diagram shown. In the control and regulating device, a clock 30 is arranged, the The current time value is transmitted as an electrical voltage via a line 31 to a time programmer 32 given. In addition to the setpoint generators 22 and 23, there are others on the time programmer Adjusters 33 and 34 are provided. The point in time is set on adjuster 22 in which the setpoint is reduced to lower setpoints, i.e. the beginning the night setback.
Am Einsteller 23 wird der Zeitpunkt eingestellt, beidem die Nachtabsenkung zu Ende ist, der Speicher also wieder auf einen höheren Sollwert gefahren wird. Am Einsteller 33 wird die Höhe des Sollwertes eingestellt, und zwar die Höhe des Tagsollwertes, am Einsteller 34 wird die Höhe des Nachtsollwertes eingestellt.The point in time is set on adjuster 23, both of which are night reduction has come to an end, i.e. the storage tank is driven to a higher setpoint again. On the adjuster 33, the level of the setpoint is set, namely the level of the Day setpoint, the level of the night setpoint is set on adjuster 34.
Ein Ausgang 35 des Zeitprogrammgebers ist auf eine Leitung 36 gegeben, von der eine Leitung 37 abzweigt, die zu einem 2-Punkt-Regler 38 führt. Auf den zweiten Eingang des 2-Punkt-Reglers ist die Leitung 19 des Istwertgebers 18 geschaltet.An output 35 of the time programmer is given on a line 36, from which a line 37 branches off, which leads to a 2-point controller 38 leads. Line 19 of the actual value encoder is connected to the second input of the 2-point controller 18 switched.
Von der Leitung 36 zweigt eine weitere Leitung 39 ab, die zu einem Rechenwerk 40 führt. Die Leitung 36 ist auf einen Differenzgeber 41 geführt, an dem eine von einem Einsteller 42 vorgebbare Differenz von einem Differenzwerterzeuger 43 erzeugt und über eine Leitung 44 auf den Differenzgeber gegeben wird. Auf der Leitung 45 steht der Wert der Leitung 36 an einem Komparator 46 an, von dem die eingestellte Differenz abgezogen ist. Der zweite Eingang des Komparators ist eine Leitung 47, die an die Leitung 19 angeschlossen ist.From the line 36 branches off a further line 39, which becomes a Arithmetic unit 40 leads. The line 36 is led to a difference sensor 41, on a difference from a difference value generator, which can be predetermined by an adjuster 42 43 is generated and given via a line 44 to the differential encoder. On the Line 45 is the value of line 36 to a comparator 46, from which the set difference has been deducted. The second input of the comparator is one Line 47, which is connected to line 19.
Von der Leitung 47 zweigt eine Leitung 48 ab, die einen zweiten Eingang des Rechenwerks 40 bildet. Das Rechenwerk ist über eine weitere Leitung 49 mit der Uhr 30 verbunden. Ein weiterer Ausgang des Zeitprogrammgebers ist mittels einer Leitung 50 an einen Startgeber 51 angeschlossen, der mit einem Einsteller 52 versehen ist, an dem der Zeitpunkt eingestellt werden kann, der bis zum Umschaltzeitpunkt den Zeitraum liefert, in dem das Steuerverfahren nach der Erfindung arbeitet. Der Startgeber 51 ist über eine Leitung 53 mit einem Zeitgeber 54 verbunden, der über eine Leitung 55 auf das Rechenwerk 40 geschaltet ist. Mit dem Rechenwerk ist weiterhin über eine Leitung 56 ein Speicher 57 verbunden, der als Meßwertspeicher dient.A line 48 branches off from the line 47 and has a second input of the arithmetic unit 40 forms. The arithmetic unit is via a further line 49 with the Connected at 30. Another output of the time programmer is by means of a Line 50 is connected to a starter 51 which is provided with an adjuster 52 at which the point in time can be set up to the point in time of switchover provides the time period in which the control method according to the invention works. Of the Start generator 51 is connected via a line 53 to a timer 54, which has a line 55 is connected to the arithmetic unit 40. With the arithmetic unit is still A memory 57 is connected via a line 56 and serves as a measured value memory.
Ein Ausgang des Komparators 46 ist über eine Leitung 58 mit einem Oderglied 59 verbunden, dessen anderer Eingang von einer Leitung 60 gebildet ist, die den Ausgang des Rechenwerks erreicht.An output of the comparator 46 is via a line 58 with a Or element 59 connected, the other input of which is formed by a line 60, which the output of the arithmetic unit achieved.
Ein Ausgang des Odergliedes bildet mit einer Leitung 61 einen Eingang eines Undgliedes 62, dessen anderer Eingang von einer Leitung 63 gebildet ist, die mit dem Ausgang des 2-Punkt-Reglers 38 verbunden ist. Ein Ausgang des Undgliedes ist von der Stelleitung 21 gebildet, die das Magnetventil 6 beziehungsweise den Antriebsmotor der Pumpe an Betriebsspannung legen kann.An output of the OR element forms an input with a line 61 an AND member 62, the other input of which is formed by a line 63 which is connected to the output of the 2-point controller 38. An exit of the and link is formed by the control line 21, which the solenoid valve 6 or the Can connect the drive motor of the pump to operating voltage.
Zur Funktion des eben beschriebenen Blockschaltbildes wird auf die Diagramme gemäß den Figuren drei bis sechs verwiesen.For the function of the block diagram just described, refer to the Referring to diagrams according to Figures three to six.
Das Diagramm nach Figur drei beschreibt den Stand der Technik, wie er ohne Einsatz der Erfindung bei einer Heizungsanlage gemäß Figur eins entstehen würde.The diagram of Figure three describes the prior art, such as he arise without using the invention in a heating system according to Figure one would.
In der Abszisse ist die Zeit aufgetragen, in der Ordinate die Temperatur. Bis zu einem Zeitpunkt t 1 herrscht ein - relativ hoher - Sollwert T 1, der zum Zeitpunkt t 1 auf einen niedrigeren Nachtsollwert T 2 umgeschaltet wird. Die Sollwerte T 1 und T 2 stellen zugleich die Ausschaltwerte der Regelvorrichtung 20 dar. Darunter liegen Einschaltsollwerte T 3 und T 4.The time is plotted on the abscissa and the temperature on the ordinate. Up to a point in time t 1 there is a - relatively high - target value T 1, which is used for Time t 1 is switched to a lower night setpoint T 2. The setpoints T 1 and T 2 at the same time represent the switch-off values of the control device 20 are the switch-on setpoints T 3 and T 4.
Obwohl als Ausführungsbeispiel ein 2-Punkt-Regler gewählt ist, arbeitet die Erfindung bei einem stetigen Regler analog.Although a 2-point controller has been selected as the exemplary embodiment, it works the invention is analogous to a continuous controller.
Es wird nun davon ausgegangen, daß zum Zeitpunkt t 0 der Speicher gemäß einer Kurve 70 aufgeladen wird. Die Ladung ist beendet im Punkt 71, wenn nämlich der Istwert der Kurve 70 die Kurve T 1 schneidet. Anschließend wird der Speicher gemäß einem Kurvenzug 72 entladen, sei es durch Brauchwasseranforderung oder durch Selbstentladung. Beide Vorgänge unterscheiden sich nur in der Steilheit der Kurve 72. Erreicht im Punkt 73 die Kurve 72 die Kurve T 3, so findet eine erneute Aufladung gemäß einem Kurvenstück 74 statt, und zwar unabhängig davon, wie dicht der Punkt 73 vor dem Abszissenwert t 1 liegt Das kann im Extremfall bedeuten, daß der Speicher ganz kurz vor dem Umschaltzeitpunkt t 1 aufgeladen wird, obwohl-dae von der Nachfrage her gar nicht notwendig wäre.It is now assumed that at time t 0 the memory is charged according to a curve 70. The charge is ended at point 71, namely when the actual value of curve 70 intersects curve T 1. Then the memory discharged according to a curve 72, be it by hot water request or by Self-discharge. Both processes differ only in the steepness of the curve 72. If curve 72 reaches curve T 3 at point 73, there is renewed charging according to a curve piece 74, regardless of how close the point 73 lies in front of the abscissa value t 1. In the extreme case this can mean that the memory is charged very shortly before the switchover time t 1, although-dae from the demand would not be necessary here.
Im Umschaltzeitpunkt t 1 wechselt beim Punkt 75 der Sollwert, so daß die weitere Ladung unterbrochen wird und die Speicherkennlinie gemäß dem anschließenden Kurvenstück 76 wieder abfällt. Der Speichertemperatur-Istwert fällt so lange, bis im Punkt 77 die Kurve T 4 geschnitten wird, anschließend beginnt wieder eine erneute Aufladung gemäß einem Kurvenstück 78.At the switchover time t 1, the setpoint changes at point 75, so that the further charging is interrupted and the storage curve according to the subsequent Curve piece 76 falls off again. The actual value of the storage tank temperature falls until the curve T 4 is intersected at point 77, then a new one begins again Charging according to a curve piece 78.
Die Erfindung hingegen arbeitet nach den Diagrammen der Figuren vier bis sechs. Wird auch hier wieder im Zeitpunkt t O aufgeladen gemäß dem Kurvenstück 70, so wird diese Aufladung bei 71 wieder unterbrochen. Der Speichertemperatur-Istwert fällt gemäß der Kurve 72, und zwar zunächst bis zu einem Zeitpunkt t 2. Das ist der Zeitpunkt, der am Einsteller 52 am Startgeber eingestellt wird. Ab Zeitpunkt t 2 beginnt der Überwachungszeitraum vor dem Sollwertumschaltpunkt t 1. Erreicht die Kurve 72 nunmehr die Kurve T 3 im Punkt 80 zum Zeitpunkt t 3, so wird mit der Steuer- und Regeleinrichtung die Änderungsgeschwindigkeit der Kurve 72 abgefragt. Die Änderungsgeschwindigkeit wird unter Zuhilfenahme des Zfitgebers 54 im Rechenwerk 40 ermittelt, nachdem die Jewe ls ersten Werte im Speicher 57 gespeichert wurden. Werden zu einstellbaren Zeitpunkten Temperaturwerte gemessen, so kann der Rechner daraus die Steigung der Kurve 72 im Zeitpunkt t 3 errechnen.The invention, on the other hand, works according to the diagrams in FIGS until six. Here, too, it is charged again at time t O according to the curve segment 70, this charging is interrupted again at 71. The actual storage temperature value falls according to curve 72, namely initially up to a point in time t 2. That is the time that is set on adjuster 52 on Start encoder is set. From time t 2, the monitoring period begins before the setpoint switchover point t 1. If curve 72 now reaches curve T 3 at point 80 at time t 3, the rate of change of the curve is thus determined with the control and regulation device 72 queried. The rate of change is determined with the help of the Zfitgebers 54 determined in arithmetic unit 40 after the first values have been stored in memory 57 became. If temperature values are measured at adjustable times, the The computer uses this to calculate the slope of curve 72 at time t 3.
Der laufende Zeitwert ist von der Uhr 30 bekannt, der Zeitpunkt t 1 ist am Zeitprogrammgeber eingestellt. Der istwert der Speichertemperatur liegt über der Leitung 19 am 2-Punkt-Regler 38 an.The current time value is known from clock 30, time t 1 is set on the time programmer. The actual value of the storage tank temperature is via line 19 on 2-point controller 38.
Bis zum Zeitpunkt t 2 arbeitet der 2-Punkt-Regler 38 normal, das heißt, er gibt einen Stellbefehl über die Leitung 63 auf das Undglied 62, dessen anderer Eingang immer spannungsführend ist. Da der Istwert über die Leitung 47 am Komparator 46 anliegt und in seinem Wert größer ist als der Wert T 3, von dem über den Differenzwerterzeuger 43 ein bestimmter Wert abgezogen wird, so daß ein Temperaturwert T 5 entsteht, gibt der Komparator 46 an das Oderglied 59 kein Signal ab. Der Ausgang 60 des Rechenwerks 40 ist dann spannungslos, wenn ein Nachladen nicht erforderlich ist. Das ist in diesem Falle dann der Fall, wenn die Steigung der Kurve 72 zum Zeitpunkt t 3 so gerichtet ist, daß die Verlängerung der Kurve 72 über den Punkt 80 hinaus einen Schnittpunkt 81 zum Zeitpunkt t 1 ergeben würde, der in seinem Ordinatenwert über dem Wert T 5 liegt. Da im Zeitpunkt t 1 der Sollwert umgeschaltet wird, fällt die Kurve kontinuierlich weiter, so daß zum Zeitpunkt t 4 dann geladen wird, wenn die Kurve 72 die Kurve T 4 schneidet.Up to time t 2, the 2-point controller 38 operates normally, that is, he gives a control command over the line 63 to the AND member 62, the other Input is always live. Since the actual value via line 47 at the comparator 46 is applied and its value is greater than the value T 3, from which the difference value generator 43 a certain value is subtracted, so that a temperature value T 5 is obtained the comparator 46 sends no signal to the OR element 59. The output 60 of the arithmetic unit 40 is de-energized when reloading is not required. Is in in this case the case when the slope of the curve 72 at the time t 3 is directed so that the extension of the curve 72 beyond the point 80 also one Point of intersection 81 at time t 1 would result, which in its ordinate value is about the value T 5. Since the setpoint is switched over at time t 1, the Curve continues continuously, so that loading takes place at time t 4 when the Curve 72 intersects curve T 4.
Ermittelt hingegen das Rechenwerk eine Steigung der Kurve 72 im Zeitpunkt t 3 einer solchen Größe, daß der Schnittpunkt 81 im Zeitpunkt t 1 tiefer liegen würde als der Wert T 5, dann wird die Nachladung eingeleitet. Dieser Zustand ist in der Figur fünf dargestellt. Im Zeitpunkt 80 ist aufgrund einer kurz vorher liegenden Zapfwasseranforderung die Kurve stärker gefallen, so daß der weitere Kurvenverlauf der Kurve 72 zu einem Schnittpunkt 82 führt, der im Zeitpunkt t 1 unterhalb des Wertes T 5 liegt. Damit wird im Zeitpunkt 80 die Nachladung gemäß der Kurve 83 eingeleitet. Die Nachladung wird im Punkt t 1 unterbrochen, weil der Sollwert auf tiefere Werte umgeschaltet wird. Somit ergibt sich ein Punkt 84, von dem der Speicher-Istwert gemäß der Kurve 85 absinkt, bis im Zeitpunkt t 4 eine erneute Nachladung gemäß einer Kurve 86 stattfindet.If, on the other hand, the arithmetic unit determines a slope of curve 72 at the point in time t 3 of such a size that the point of intersection 81 at time t 1 is lower If the value would be T 5, then the recharging is initiated. This state is shown in the figure five. At the point in time 80 is due to a situation shortly before Tap water requirement the curve fell more sharply, so that the further course of the curve of curve 72 leads to an intersection point 82 which, at time t 1, is below the Value T 5 lies. The recharging according to curve 83 is thus initiated at time 80. The reloading is interrupted at point t 1 because the setpoint has reached lower values is switched. This results in a point 84 from which the actual memory value decreases according to the curve 85 until at time t 4 a renewed reloading according to a Curve 86 takes place.
Aus der Figur sechs geht hervor, daß die Steuer- und Regelvorrichtung 20 auch dann eine Nachladung des Speicher veranlaßt, wenn innerhalb des Zeitraums zwischen t 2 und t 1 die Entladekennlinie 72 des Speichers nach Durchfahren des Punktes 80, zu dem eigentlich eine Nachladung nicht erforderlich wäre, weil die Verlängerung der Kurve 82 zu dem Punkt 81 führen würde, der zum Zeitpunkt t 1 oberhalb des Temperaturwertes T 5 liegt, die Kurve 72 durch plötzliche Zapfwasseranforderung gemäß der Kurve 87 stark sinkend verläuft.From the figure six it can be seen that the control and regulating device 20 also causes a reloading of the memory if within the period between t 2 and t 1, the discharge characteristic 72 of the store after passing through the Point 80, for which a reloading would not actually be necessary because the extension of curve 82 would lead to point 81, which at time t 1 is above the temperature value T 5, the curve 72 is due to a sudden tap water request according to the curve 87 falls sharply.
Im Punkt 88 schneidet die Kurve 87 die Kurve T 5, so daß anschließend eine Speichernachladung gemäß der Kurve 89 resultiert.At point 88, curve 87 intersects curve T 5, so that subsequently a storage reload according to curve 89 results.
Obwohl die Änderungsgeschwindigkeit der Kurve 72 im Punkt 80 die Nachladung nicht erforderlich machte, bewirkt ein Erreichen des Temperaturwertes T 5 dennoch eine Nachladung.Although the rate of change of curve 72 at point 80 reloads made not necessary, causes the temperature value T 5 to be reached anyway a reload.
Dies wird durch den Komparator 46 veranlaßt, der über die Leitung 58 auf das Oderglied 59 dann Spannung gibt; wenn der Istwert, der über die Leitung 47 zugeführt wird, kleiner wird als der Sollwert, der im Differenzgeber erzeugt wird.This is caused by the comparator 46, which is on the line 58 then gives voltage to the OR element 59; if the actual value coming through the line 47 is supplied, is smaller than the setpoint that is generated in the differential encoder will.
In der Figur sieben ist 101 ein Raum eines Einfamilienhauses oder einer größeren Etagenwohnung mit einem Heizkörper dargestellt. Der Raum wird von einer Wärmequelle 102 aufgeheizt, die aus einem Wärmetauscher 103 besteht, der von einem Brenner 104 beheizt wird, der über eine Brennstoffzuleitung 105, in der ein Magnetventil 106 angeordnet ist, mit Brennstoff versorgt wird. An die Wärmequelle 102 ist eine Vorlaufleitung 107 angeschlossen, die zu einer Vielzahl parallel und/oder in Serie geschalteter Heizkörper 115, von denen eine Heizkörperrücklaufleitung 116 über eine Umwälzpumpe 113 zurück zum Wärmetauscher 103 führt.In the figure seven, 101 is a room of a single-family house or a larger apartment with a radiator shown. The room is from a heat source 102 is heated, which consists of a heat exchanger 103, which is from a burner 104 is heated via a fuel supply line 105 in which a Solenoid valve 106 is arranged, is supplied with fuel. To the heat source 102 is a flow line 107 connected to a plurality of parallel and / or Series-connected radiators 115, one of which is a radiator return line 116 leads back to the heat exchanger 103 via a circulation pump 113.
Die Raumtemperatur wird von einem Temperaturfühler 118 als Istwertgeber abgefühlt und über eine Meßleitung 119 einer Regel- und Steuereinrichtung 120 aufgegeben. Die Regel- und Steuereinrichtung 120 weist als Stellglieder das Magnetventil 106 und den Antriebsmotor der Pumpe 113 auf, die über eine Stelleitung 121 angesteuert werden. An der Steuer- und Regeleinrichtung sind mehrere Sollwertgeber 122 und 123 vorgesehen, nit denen die Höhe des Sollwertes im Tag- und Nachtbereich, ie Größe der noch zulässigen Regelabweichung im Umschaltzeitpunkt und der wählbare Zeitpunkt vor dem Umschaltzeitpunkt in Richtung auf tiefere Sollwerte vorgegeben werden können.The room temperature is measured by a temperature sensor 118 as an actual value transmitter is sensed and given to a regulating and control device 120 via a measuring line 119. The regulating and control device 120 has the solenoid valve 106 as actuators and the drive motor of the pump 113, which is controlled via a control line 121 will. There are several setpoint generators 122 and 123 on the control and regulating device provided, with which the height of the setpoint in the day and night range, ie size the still permissible control deviation at the time of switchover and the time that can be selected can be specified before the switchover point in the direction of lower setpoints.
In der Figur acht ist die Regel- und Steuereinrichtung 120 als Blockechaltbild dargestellt. In der Steue- und Regeleinrichtung ist eine Uhr 130 angeordnet, der laufende Zeitwert wird als elektrische Spannung über eine Leitung 131 auf einen Zeitprogrammgeber 132 gegeben. An dem Zeitprogrammgeber sind neben den Sollwertgebern 122 und 123 weitere Einsteller 133 und 134 vorgesehen. An dem Einsteller 122 wird der Zeitpunkt eingestellt, bei dem der Sollwert auf tiefere Sollwerte heruntergeführt wird, also der Beginn der Nachtabsenkung. Am Einsteller 123 wird der Zeitpunkt eingestellt, bei dem die Nachtabsenkung zu Ende ist, der Raum also wieder auf einen höheren Sollwert gefahren wird. Am Einsteller 133 wird die Höhe des Sollwertes eingestellt, und zwar die Höhe des Tagsollwertes, am Einsteller 134 wird die Höhe des Nachtsollwertes eingestellt.In FIG. Eight, the regulating and control device 120 is shown as a block diagram shown. A clock 130 is arranged in the control and regulation device Current time value is shown as an electrical voltage via a line 131 to a Time programmer 132 given. In addition to the setpoint generators, there are also setpoint generators on the time programmer 122 and 123 further adjusters 133 and 134 are provided. At the adjuster 122 is the time is set at which the setpoint is reduced to lower setpoints becomes, i.e. the beginning of the night reduction. The point in time is set on adjuster 123 at which the night setback is over, i.e. the room back to a higher setpoint is driven. The height of the setpoint is set on the adjuster 133, namely the level of the daytime setpoint, the adjuster 134 sets the level of the nighttime setpoint set.
Ein Ausgang 135 des Zeitprogrammgebers ist auf eine Leitung 136 gegeben, von der eine Leitung 137 abzweigt, die zu einem 2-Punkt-Regler 138 führt. Auf den zweiten Eingang des 2-Punkt-Reglers ist die Leitung 119 des Istwertgebers 118 geschaltet.An output 135 of the time programmer is given on a line 136, from which a line 137 branches off, which leads to a 2-point controller 138. On the Line 119 of actual value transmitter 118 is connected to the second input of the 2-point controller.
Von der Leitung 136 zweigt eine weitere Leitung 139 ab, die zu einem Rechenwerk 140 führt. Die Leitung 136 ist auf einen Differenzgeber 141 geführt, an dem eine von einem Einsteller 142 vorgebbare Differenz von einem Differenzwerterzeuger 143 erzeugt und über eine Leitung 14 auf den Differenzgeber gegeben wird. Auf der Leitung 145 steht der Wert der Leitung 136 an einem Komparator 146 an, von dem die eingestellte Differenz abgezogen ist. Den zweiten Eingang des Komparators bildet eine Leitung 147, die an die Leitung 119 angeschlossen ist. Von der Leitung 147 zweigt eine Leitung 148 ab, die einen zweiten Eingang des Rechenwerks 140 bildet. Das Rechenwerk ist über eine weitere Leitung 149 mit der Uhr 130 verbunden. Ein weiterer Ausgang des Zeitprogrammgebers ist mittels einer Leitung 150 an einen Startgeber 151 angeschlossen, der mit einem Einsteller 152 versehen ist, an dem der Zeitpunkt eingestellt werden kann, der bis zum Umschaltzeitpunkt den Zeitraum liefert, in dem das Steuerverfahren nach der Erfindung arbeitet. Der Startgeber 151 ist über eine Leitung 153 mit einem Zeitgeber 154 verbunden, der über eine Leitung 155 auf das Rechenwerk 140 geschaltet ist. Mit dem Rechenwerk ist weiterhin über eine Leitung 156 ein Speicher 157 verbunden, der als Meßwertspeicher dient.From the line 136 branches off a further line 139, which leads to a Arithmetic unit 140 leads. The line 136 is led to a difference sensor 141, on which a presettable by an adjuster 142 difference from a difference value generator 143 is generated and given via a line 14 to the differential encoder. On the Line 145 is the value of line 136 to a comparator 146, from which the set difference has been deducted. Forms the second input of the comparator a line 147 connected to line 119. From line 147 A line 148 branches off, which forms a second input of the arithmetic unit 140. The arithmetic unit is connected to the clock 130 via a further line 149. A Another output of the time programmer is via a line 150 to a starter 151 connected, which is provided with an adjuster 152, at which the time can be set that supplies the period up to the switchover time in which the control method according to the invention works. The starter 151 is over a line 153 is connected to a timer 154, which via a line 155 the arithmetic unit 140 is connected. With the arithmetic unit is still over a line 156 is connected to a memory 157 which serves as a measured value memory.
Ein Ausgang des Komparators 146 ist über eine Leitung 158 mit einem Oderglied 159 verbunden, dessen anderer Eingang von einer Leitung 160 gebildet ist, die den Ausgang des Rechenwerks erreicht.An output of the comparator 146 is via a line 158 with a Or element 159 connected, the other input of which is formed by a line 160, which reaches the output of the arithmetic unit.
Ein Ausgang des Odergliedes bildet mit einer Leitung 161 einen Eingang eines Undgliedes 162, dessen anderer Eingang von einer Leitung 163 gebildet ist, die mit dem Ausgang des 2-Punkt-Reglers 138 verbunden ist. Ein Ausgang des Undgliedes ist von der Stelleitung 121 gebildet, die das Magnetventil 106 beziehungsweise den Antriebsmotor der Pumpe an Betriebsspannung legen kann.An output of the OR element forms an input with a line 161 an AND element 162, the other input of which is formed by a line 163, which is connected to the output of the 2-point controller 138. An exit of the and link is formed by the control line 121, which the solenoid valve 106 or the Can connect the drive motor of the pump to operating voltage.
Zur Funktion des eben beschriebenen Blockschaltbildes wird auf die Diagramme gemäß den Figuren neun bis zwölf verwiesen.For the function of the block diagram just described, refer to the Referred to diagrams according to Figures nine to twelve.
Das Diagramm nach Figur neun beschreibt den Stand der Technik, wie er ohne Einsatz der Erfindung bei einer Heizungsanlage gemäß Figur sieben entstehen würde.The diagram of Figure nine describes the prior art, such as he arise without using the invention in a heating system according to Figure seven would.
In der Abszisse ist die Zeit aufgetragen, in der Ordinate die Temperatur. Bis zu einem Zeitpunkt t 1 herrscht ein - relativ hoher - Sollwert T 1, der zum Zeitpunkt t 1 auf einen niedrigeren Nachtsollwert T 2 umgeschaltet wird. Die Sollwerte T 1 und T 2 stellen zugleich die Ausschaltwerte oder die obere Proportionalbereichsgrenze der Regelvorrichtung 120 dar. Darunter liegen Einschaltsollwerte T 3 und T 4 oder die unter Proportionalbereichsgrenze.The time is plotted on the abscissa and the temperature on the ordinate. Up to a point in time t 1 there is a - relatively high - target value T 1, which is used for Time t 1 is switched to a lower night setpoint T 2. The setpoints T 1 and T 2 simultaneously represent the switch-off values or the upper limit of the proportional range the control device 120. Below this are the switch-on setpoints T 3 and T 4 or those below the proportional range limit.
Obwohl als Ausführungsbeispiel ein 2-Punkt-Regler gewählt ist, arbeitet die Erfindung bei einem stetigen Regler analog.Although a 2-point controller has been selected as the exemplary embodiment, it works the invention is analogous to a continuous controller.
Es wird nun davon ausgegangen, daß zum Zeitpunkt t 0 der Raum gemäß einer Kurve 170 aufgeheizt wird. Die Heizung ist beendet im Punkt 171, wenn nämlich der Istwert der Kurve 170 die Kurve T 1 schneidet. Anschließend kühlt der Raum gemäß einem Kurvenzug 172 ab. Erreicht im Punkt 173 die Kurve 172 die Kurve T 3, so findet eine erneute Aufheizung gemäß einem Kurvenstück 174 statt, und zwar unabhängig davon, wie dicht der Punkt 173 vor dem Abszissenwert t 1 liegt. Das kann im Extremfall bedeuten, daß der Raum ganz kurz vor dem Umschaltzeitpunkt t 1 aufgeheizt wird, obwohl das vom Wärmebedarf her gar nicht notwendig wäre. Im Umschaltzeitpunkt t 1 wechselt beim Punkt 175 der Sollwert, so daß die weitere Heizung unterbrochen wird und die Raumtemperaturkennlinie gemäß dem anschließenden Kurvenstück 176 wieder abfällt. Der Raumtemperatur-Istwert fällt so lange, bis im Punkt 177 die Kurve T 4 geschnitten wird, anschließend beginnt wieder eine erneute Beheizung gemäß einem Kurvenstück 178.It is now assumed that at time t 0 the space according to a curve 170 is heated. The heating is ended at point 171, namely when the actual value of curve 170 intersects curve T 1. The room then cools down accordingly a curve 172. If curve 172 reaches curve T 3 at point 173, then renewed heating according to a curve piece 174 takes place, regardless of whether how close the point 173 lies in front of the abscissa value t 1. In extreme cases, this can be mean that the room is heated up just before the switchover time t 1, although this would not be necessary in terms of heat demand. At the switchover time t 1 the setpoint changes at point 175, so that further heating is interrupted and the room temperature curve according to the subsequent curve segment 176 again falls off. The actual room temperature falls until curve T at point 177 4 is cut, then renewed heating begins again according to a Curve piece 178.
Die Erfindung hingegen arbeitet nach den Diagrammen der Figuren zehn bis zwölf. Wird auch hier wieder im Zeitpunkt t O aufgeheizt gemäß dem Kurvenstück 170, so wird diese Aufheizung bei 171 wieder unterbrochen. Der Raumtemperatur-Istwert fällt gemäß der Kurve 172, und zwar zunächst bis zu einem Zeitpunkt t 2. Das ist der Zeitpunkt, dfr am Einsteller 152 am Startgeber eingestellt wird. Ab Zeitpunkt t 2 beginnt der überwachungszeitraum vor dem Sollwertumschaltpunkt t 1. Erreicht die Kurve 172 nunmehr die Kurve T 3 im Punkt 180 zum Zeitpunkt t 3, so wird mit der Steuer- und Regeleinrichtung die Änderungsgeschwindigkeit der Kurve 172 abgefragt. Die Anderungsgeschwindigkeit wird unter Zuhilfenahme des Zeitgebers 154 im Rechenwerk 140 ermittelt, nachdem die Jeweils ersten Werte im Speicher 157 gespeichert wurden. Werden zu einstellbaren Zeitpunkten Temperaturwerte gemessen, so kann der Rechner daraus die Steigung der Kurve 172 im Zeitpunkt t 3 errechnen.The invention, however, works according to the diagrams of Figures ten until twelve. Here, too, it is heated up again at time t O according to the curve segment 170, this heating is interrupted again at 171. The actual room temperature falls according to curve 172, initially up to a point in time t 2. That is the point in time dfr is set on adjuster 152 on the starter. From time t 2 the begins Monitoring period before the setpoint switchover point t 1. reaches curve 172 now curve T 3 at point 180 at time t 3, the control and regulating device the rate of change of curve 172 is queried. The rate of change is determined with the aid of the timer 154 in the arithmetic unit 140 after the respective first values were stored in the memory 157. Become adjustable too Measured times temperature values, the computer can use them to calculate the slope of the Calculate curve 172 at time t 3.
I Der laufende Zeitwert ist von der Uhr 130 bekannt, der Zeitpunkt t 1 ist am Zeitprogrammgeber eingestellt. Der Istwert der Raumtemperatur liegt über die Leitung 119 am 2-Punkt-Regler 138 ar. I The current time value is known from clock 130, the point in time t 1 is set on the time programmer. The actual value of the room temperature is above the line 119 on the 2-point controller 138 ar.
Bis zum Zeitpunkt t 2 arbeitet der 2-Punkt-Regler 138 normal, das heißt, er gibt einen Stellbefehl über die Leitung 163 auf das Undglied 162, dessen anderer Eingang immer spannungsführend ist. Da der Istwert über die Leitung 147 am Komparator 146 anliegt und in seinem Wert größer ist als der Wert T 3, von dem über den Differenzwerterzeuger 143 ein bestimmter Wert abgezogen wird, so daß ein Temperaturwert T 5 entsteht, gibt der Komparator 146 an das Oderglied 159 kein Signal ab. Der Ausgang 160 des Rechenwerks 140 ist dann spannungslos, wenn ein Aufheizen nicht erforderlich ist. Das ist in diesem Falle dann der Fall, wenn die Steigung der Kurve 172 zum Zeitpunkt t 3 so gerichtet ist, daß die Verlängerung der Kurve 172 über den Punkt 180 hinaus einen Schnittpunkt 181 zum Zeitpunkt t 1 ergeben würde, der in seinem Ordinatenwert über dem Wert T 5 liegt. Da im Zeitpunkt t 1 der Sollwert umgeschaltet wird, fällt die Kurve kontinuierlich weiter, so daß zum Zeitpunkt t 4 dann geladen wird, wenn die Kurve 172 die Kurve T 4 schneidet.The 2-point controller 138 operates normally up to time t 2, that is that is, he gives a control command over the line 163 to the AND member 162, whose the other input is always live. Since the actual value is transmitted via line 147 is applied to the comparator 146 and its value is greater than the value T 3, of which A certain value is deducted via the difference value generator 143, so that a Temperature value T 5 arises, the comparator 146 sends no signal to the OR element 159 away. The output 160 of the arithmetic unit 140 is then de-energized, if heating is not required. This is the case in this case, if the slope of curve 172 at time t 3 is directed so that the extension of curve 172 beyond point 180 an intersection point 181 at time t 1 would result, which is in its ordinate value above the value T 5. Since at the time t 1 the setpoint is switched over, the curve continues to fall so that is then loaded at time t 4, when curve 172 intersects curve T 4.
Ermittelt hingegen das Rechenwerk eine Steigung der Kurve 172 im Zeitpunkt t 3 einer solchen Größe, daß der Schnittpunkt 181 im Zeitpunkt t 1 tiefer liegen würde als der Wert T 5, dann wird der Wärmeerzeuger eingeschaltet. Dieser Zustand ist in der Figur elf dargestellt. Im Zeitpunkt 180 ist aufgrund eines kurzfristig erhöhten Wärmebedarfs die Kurve stärker gefallen, so daß der weitere Kurvenverlauf der Kurve 172 zu einem Schnittpunkt 182 führt, der im Zeitpunkt t 1 unterhalb des Wertes T 5 liegt. Damit wird im Zeitpunkt 180 die Einschaltung des Wärmeerzeugers gemäß der Kurve 183 eingeleitet. Der Wärmeerzeuger wird im Punkt t 1 abgeschaltet, weil der Sollwert auf tiefere Werte umgeschaltet wird. Somit ergibt sich ein Punkt 184, von dem der Raum-Istwert gemäß der Kurve 185 absinkt, bis im Zeitpunkt t 4 eine erneute Aufheizung gemäß einer Kurve 186 stattfindet.If, on the other hand, the arithmetic unit determines a slope of curve 172 at the point in time t 3 of such a size that the point of intersection 181 at time t 1 is lower if the value T would be 5, then the heat generator is switched on. This condition is shown in Figure eleven. In time 180 is due to a short term increased heat demand, the curve fell more sharply, so that the further course of the curve the curve 172 leads to an intersection 182 which, at time t 1, is below the Value T 5 lies. This means that the heat generator is switched on at time 180 initiated according to curve 183. The heat generator is switched off at point t 1, because the setpoint is switched to lower values. This results in a point 184, from which the actual room value falls according to curve 185, until time t 4 renewed heating according to a curve 186 takes place.
Aus der Figur zwölf geht hervor, daß die Steuer- und Regelvorrichtung 120 auch dann ein Einschalten des Wärmeerzeugers veranlaßt, wenn innerhalb des Zeitraums zwischen t 2 und t 1 die Abkühlkennlinie 172 des Raums nach Durchfahren des Punktes 180, zu dem eigentlich eine Wärmeerzeuger-Einschaltung nicht erforderlich wäre, weil die Verlängerung der Kurve 182 zu dem Punkts81 führen würde, der zum Zeitpunkt t 1 oberhalb des Temperaturwertes T 5 liegt, die Kurve 172 durch plötzlichen Wärmeanforderung gemäß der Kurve 187 stark sinkend verläuft. Im Punkt 188 schneidet die Kurve 187 die Kurve T 5, so daß anschließend eine Aufheizung gemäß der Kurve 189 resultiert.From the figure twelve it can be seen that the control and regulating device 120 a switching on of the heat generator prompted when within the period between t 2 and t 1, the cooling characteristic curve 172 of the room after Passing through point 180, at which actually a heat generator switch-on is not possible would be required because the extension of curve 182 would lead to point 81 which is above the temperature value T 5 at the time t 1 passes through the curve 172 sudden heat demand according to the curve 187 runs sharply decreasing. In the point 188, the curve 187 intersects the curve T 5, so that subsequent heating according to FIG the curve 189 results.
Obwohl die Änderungsgeschwindigkeit der Kurve 172 im Punkt 180 die Aufheizung nicht erforderlich machte, bewirkt ein Erreichen des Temperaturwertes T 5 dennoch eine Einschaltung.Although the rate of change of curve 172 at point 180 the Heating up is not required, causes the temperature value to be reached T 5 is still switched on.
Dies wird durch den Komparator 146 veranlaßt, der über die Leitung 158 auf das Oderglied 159 dann Spannung gibt, wenn der Istwert, der über die Leitung 147 zugeführt wird, kleiner wird als der Sollwert, der im Differenzgeber erzeugt wird.This is caused by the comparator 146, which is on the line 158 then gives voltage to the OR element 159 when the actual value that is transmitted via the line 147 is supplied, is smaller than the setpoint that is generated in the differential encoder will.
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Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833328191 DE3328191A1 (en) | 1982-08-27 | 1983-08-01 | Control method for charging a hot water tank or for heating at least one room |
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ID=25804032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19833328191 Withdrawn DE3328191A1 (en) | 1982-08-27 | 1983-08-01 | Control method for charging a hot water tank or for heating at least one room |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3328191A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3538934A1 (en) * | 1984-11-16 | 1986-05-28 | Joh. Vaillant Gmbh U. Co, 5630 Remscheid | Method for reducing a temperature level |
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1983
- 1983-08-01 DE DE19833328191 patent/DE3328191A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3538934A1 (en) * | 1984-11-16 | 1986-05-28 | Joh. Vaillant Gmbh U. Co, 5630 Remscheid | Method for reducing a temperature level |
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |