DE3404091A1

DE3404091A1 - Control device for a heating plant

Info

Publication number: DE3404091A1
Application number: DE19843404091
Authority: DE
Inventors: Robert 3451 Golmbach Albrecht
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1984-02-07
Filing date: 1984-02-07
Publication date: 1985-08-08
Also published as: DE3404091C2

Abstract

The firing takes place in dependence on the external temperature and the feed temperature or return temperature, according to a set heating curve which is specific to the plant. A correction value can be set at an adjusting member for a desired alteration of the room temperature. In order to make the alteration of the room temperature largely independent of the heating curve set and of the external temperature, a correction value of the adjusting member and a temperature signal dependent on the feed temperature are processed in an adaptive circuit. With a positive correction value and a low feed or return temperature, the heating curve is less raised (steep) than at a higher feed or return temperature. With a null correction value, the heating curve remains unaffected. <IMAGE>

Description

Steuereinrichtung für eine Heizungsanlage Control device for a heating system

Die Erfindung betrifft ein Steuereinrichtung für eine Heizungsanlage, bei der die Beheizung abhängig von der Außentemperatur und der Vorlauf- oder Rücklauftemperatur nach einer anlagenspezifisch eingestellten Heizkurve erfolgt, wobei für eine gewünschte Erhöhung bzw.The invention relates to a control device for a heating system, where the heating depends on the outside temperature and the flow or return temperature takes place according to a system-specific set heating curve, with a desired Increase or

Erniedrigung der Raum- bzw. Vorlauf- oder Rücklauftemperatur ein positiver bzw. negativer Korrekturwert an einem Stellglied manuell einstellbar ist, wobei ein aus dem elektrischen Korrekturwert abgeleitetes elektrisches Stellsignal die Heizkurve verschiebt.A positive decrease in the room or flow or return temperature or negative correction value can be set manually on an actuator, with an electrical control signal derived from the electrical correction value die Shifts the heating curve.

Eine derartige Steuereinrichtung ist in der Firmenschrift Stielbel Eltron, Wärmepumpenanlagen, Dezember 1979 beschrieben. Die Heiskurve legt f-st, bei welcher Außentemperatur welche Vorlauf- oder RUcklauftemperatur erreicht werden muß, us die notwendige Raumheizung zu erreichen. Bei einer Anlage mit kleineren wärmeabstrahlenden Flächen muß die Vorlauf- oder Rücklauftemperatur höher sein, als bei einer Anlage mit größeren wärmeabstrahlenden Flächen. Die jeweilige Heizkurve wird nach der Installation der Heizungsanlage einmal eingestellt.Such a control device is in the company publication Stielbel Eltron, Heat Pump Systems, December 1979. The Heiskurve lays f-st, at which outside temperature which flow or return temperature is reached must, us to achieve the necessary space heating. For a system with smaller heat radiating Surfaces must have the flow or return temperature higher than in a system with larger heat-radiating surfaces. The respective The heating curve is set once after the heating system has been installed.

Sie soll dann nicht mehr verstellt werden0 Gelegentlich hat der Benutzer den Wunsch die Raumtemperatur bzw. die Vorlauf- oder Rücklauftemperatur abweichend von der eingestellten Heizkurve manuell zu verstellen. Die Steuereinrichtung weist hierfür ein Stellglied auf, an dem sich ein Korrekturwert einstellen läßt. Dadurch wird die gewUnachte Heizkurve parallel verschoben. Dies bedeutet, daß die Vorlauf- bzw. die Rücklauftemperatur unabhängig von der Jeweiligen Außentemperatur und von dem Verlauf der eingestellten Heizkurve um einen bestimmten Betrag erhöht bzw. erniedrigt wird. Dies ist unbefriedigend, weil beispielsweise ein Höherstellen der Vorlauftemperatur um einen bestimmten Betrag bei höheren Vorlauftemperaturen eine geringere Erhöhung der Raumtemperatur zur Folge hat als bei niedrigeren Vorlauftemperaturen. Verändert man beispielsweise bei einer Fußbodenheizung die Vorlauftemperatur um einen bestimmten Betrag, so wird sich genügend genau die Raumtemperatur um den gleichen Betrag ändern. Bei Radiatorenheizungen dagegen mit entsprechend hohen Vorlauftemperaturen ist für eine Raumtemperaturänderung um 1 K eine Vorlauftemperaturänderung um etwa 2,5 K erforderlich. Der Benutzer kann eine gewünschte Raumtemperaturerhöhung somit kaum exakt einstellen und an einer Skala ablesen. Er mUßte hierfür die Heizkurve und die Außentemperatur ermitteln.It should then no longer be adjusted0 Occasionally the user has the room temperature or the flow or return temperature may differ if you wish to be adjusted manually from the set heating curve. The control device has for this purpose an actuator on which a correction value can be set. Through this the desired heating curve is shifted in parallel. This means that the preliminary or the return temperature independent of the respective outside temperature and of the course of the set heating curve is increased or decreased by a certain amount will. This is unsatisfactory because, for example, increasing the flow temperature a smaller increase by a certain amount at higher flow temperatures the room temperature than at lower flow temperatures. Changes for example, in the case of underfloor heating, the flow temperature by a certain value Amount, the room temperature will change with sufficient accuracy by the same amount. In the case of radiator heating systems with correspondingly high flow temperatures, however, is for a change in room temperature of 1 K a flow temperature change of around 2.5 K. necessary. The user can hardly achieve a desired increase in room temperature set exactly and read off on a scale. For this he had to use the heating curve and the Determine outside temperature.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die eine gewünschte Raumtemperaturänderung weitgehend unabhängig von der Jeweiligen Heizkurs und der Jeweiligen Außentemperatur einstellen und erreichen läßt.The object of the invention is to provide a control device of the initially mentioned to propose mentioned type that a desired room temperature change largely set independently of the respective heating course and the respective outside temperature and can be achieved.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Steuereinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Korrekturwert und ein der jeweiligen Vorlauf- oder Rücklauftemperatur entsprechendes elektrisches Temperatursignal in einer Anpassungsschaltung zu dem Stellsignal verarbeitet werden, das bei einem positiven Korrekturwert und niedererer Vorlauf- oder Rücklauftemperatur die Heizkurve weniger anhebt als bei einer höheren Vorlauf- oder Rücklauftemperatur, das bei einem negativen Korrekturwert und niedererer Vorlauf- oder RUcklaurtemperatur die Heizkurve weniger absenkt als bei einer höheren Vorlauf-oder Rücklauftemperatur und das bei einem Null-Korrekturwert die Heizkurve unbeeinflußt läßt. Solange keine Verstellung erfolgt (Null-Korrekturwert), arbeitet die Heizungsanlage nach der eingestellten Heizkurve. Wird das Stellglied um einen bestimmten Betrag verstellt, dann hat dies bei einer niedrigeren Vorlauf- oder RUcklauftemperatur auf diese eine geringeren Einfluß als bei einer höheren Vorlauf- oder Rücklauftemperatur, so daß die sich Jeweils ergebende Raumtemperaturänderung der Verstellung proportional ist. Dies hat den Vorteil, daß der Benutzer am Stellglied eine gewünschte Raumtemperaturänderung einstellen kann. Dementsprechend läßt sich das Stellglied auch mit einer Temperaturskala versehen, die sich auf die Raumtemperatur bezieht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Steuereinrichtung ohne besondere Anpassungen sowohl bei Hochtemperatur-Heizungsanlagen als auch bei Niedertemperatur-Heizengsanlagen verwendet werden kann.According to the invention, the above object in a control device is the initially mentioned type solved in that the correction value and one of the respective Flow or return temperature corresponding electrical temperature signal in a matching circuit to the control signal are processed, which in a positive Correction value and lower flow or return temperature reduce the heating curve increases than with a higher flow or return temperature, that with a negative Correction value and lower flow or return temperature reduce the heating curve lower than with a higher flow or return temperature and that with one The zero correction value leaves the heating curve unaffected. As long as there is no adjustment (Zero correction value), the heating system works according to the set heating curve. If the actuator is adjusted by a certain amount, then this has a lower flow or return temperature has a smaller influence on this than at a higher flow or return temperature, so that the resulting Room temperature change is proportional to the adjustment. This has the advantage that the user sets a desired change in room temperature on the actuator to adjust can. Accordingly, the actuator can also be provided with a temperature scale, which refers to the room temperature. Another advantage is that the control device without special adaptations both for high-temperature heating systems as well as with low-temperature heating systems.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Anpassungsschaltung von einem stromprogrammierbaren Operationsverst&rker gebildet. Der programmierende Strom ist proportional zur Vorlauftemperatur und die Eingänge des Operationsverstärkers liegen im Querzweig einer Schaltungebrücke, die das Stellglied enthält0 Ein derartiger Operationsverstärker ist in der Firmenschrift, VALVO, Technische Informationen, 820413, Zweifach-Operationsverstärker NE 5517 beschrieben. Mit diesem läßt sich die Anpassungsschaltung einfach aufbauen.In a preferred embodiment of the invention, the matching circuit formed by a current-programmable operational amplifier. The programming Current is proportional to the flow temperature and the inputs of the operational amplifier lie in the shunt of a circuit bridge that contains the actuator0 such a Operational amplifier is in the company pamphlet, VALVO, Technical Information, 820413, dual operational amplifier NE 5517 described. With this one can simply build the matching circuit.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.Further refinements of the invention emerge from the following Description of an embodiment.

In der Zeichnung zeigen Figur 1 eine Heizkurve und Figur 2 den Schaltplan einer Steuereinrichtung.In the drawing, FIG. 1 shows a heating curve and FIG. 2 shows the circuit diagram a control device.

An einen Heiskurvoneinsteller 1 ist ein Außentemperaturfühler 2 angeschlossen. Dem Heizkurveneinsteller 1 ist ein Verstärker 3 nachgeschaltet, welcher an einen Vergleicher 4 angeschlossen ist. Mit dem Vergleicher 4 ist eine Schaltsinrichtung 5 verbunden, welche die Wärmequelle der Heizungsanlage schaltet.An outside temperature sensor 2 is connected to a Heiskurvoneinsteller 1. The heating curve adjuster 1 is followed by an amplifier 3, which is connected to a Comparator 4 is connected. With the comparator 4 is a switching device 5 connected, which switches the heat source of the heating system.

An den Vergleicher 4 ist über einen weiteren Verstärker 6 ein Vorlauftemperaturfühler 7 angeschlossen. Dieser ist auch mit einem stromprogrammierbaren Zwei fach-Operationsverstärker OTA verbunden. Bei diesem handelt es sich im Prinzip um eine spannungsgesteuerte Stromquelle. Ein solcher Operationsverstärker ist unter der Typenbezeichnung NE 5517 (VALVO) und CA 3094 (RCA) bekannt.A flow temperature sensor is connected to the comparator 4 via a further amplifier 6 7 connected. This is also with a current-programmable two-way operational amplifier OTA connected. In principle, this is a voltage-controlled one Power source. Such an operational amplifier is available under the type designation NE 5517 (VALVO) and CA 3094 (RCA) known.

Es ist eine Schaltungsbrücke vorgesehen, in deren einen Brückenzweig Widerstände R1, R2 sowie ein als Potentiometer ausgebildetes Stellglied P geschaltet ist und in deren anderen Brückenzweig Widerstände R3 und R4 liegen.A circuit bridge is provided with one branch of the bridge Resistors R1, R2 and an actuator P designed as a potentiometer are connected and resistors R3 and R4 are in the other branch of the bridge.

Das Stellglied P braucht nicht in unmittelbarer Nähe der Schaltung angeordnet sein. Es kann in einem Temperaturführungsraum der Heizungsanlage angeordnet sein.The actuator P does not need to be in the immediate vicinity of the circuit be arranged. It can be arranged in a temperature control room of the heating system be.

Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers OTA liegt über einen Widerstand R5 zwischen den Widerständen R1 und R2, Der andere Eingang des Operationsverstärkers OTA liegt zwischen den Widerständen R3 und R4.The inverting input of the operational amplifier OTA is above a resistor R5 between resistors R1 and R2, the other input of the Operational amplifier OTA lies between resistors R3 and R4.

Zwischen beide Eingänge ist ein Widerstand R6 geschaltet.A resistor R6 is connected between the two inputs.

Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers OTA ist über einen Widerstand R7 mit dessen Ausgang verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers OTA ist an den Verstärker 3 angeschlossen.The non-inverting input of the operational amplifier OTA is over a resistor R7 with its output tied together. The outcome of the Operational amplifier OTA is connected to amplifier 3.

Zwischen den Widerständen R1 und R2 tritt die Spannung U1 und zwischen den Widerständen R3 und R4 tritt die Spannung U2 auf. Die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers OTA ist mit U3 bezeichnet. Die Spannung u4 liegt an seinem mit dem Vorlauftemperaturfühler 7 verbundenen Eingang. Es fließt der Strom Ii. In Nullstellung des Fernverstellers besteht Brückengleichge wicht. Es gilt U1 = U2 = U3. Diese Spannungsgleichheit ist unabhängig von dem Jeweiligen Wert der Spannung U4 bzw. des Stromes Ii. Die Heizungsanlage arbeitet also nach der in Figur 1 dargestellten Heizungskurve K.Between the resistors R1 and R2 the voltage U1 and occurs between voltage U2 occurs across resistors R3 and R4. The voltage at the output of the Operational amplifier OTA is labeled U3. The voltage u4 is on his input connected to flow temperature sensor 7. The current Ii flows. In Zero position of the remote control is bridge equilibrium. The following applies: U1 = U2 = U3. This equality of voltage is independent of the respective value of the voltage U4 or the current Ii. The heating system works according to that shown in FIG Heating curve K.

Wird das Stellglied P verstellt, dann tritt Brückenungleichgewicht auf. Die Steuerspannung U3 wird Jetzt nicht nur durch das Ausmaß der Verstellung des Stellgliedes P, sondern auch durch den jeweiligen Wert der Vorlauftemperaturspannung U4 bzw. des Stromes 11 beeinflußt. Bei niedrigeren Vorlauftemperaturen ist der Strom 11 kleiner als bei höheren Vorlauftemperaturen.If the actuator P is adjusted, then the bridge imbalance occurs on. The control voltage U3 is now not only determined by the extent of the adjustment of the actuator P, but also by the respective value of the flow temperature voltage U4 or the current 11 influenced. At lower flow temperatures, the current is 11 lower than at higher flow temperatures.

Die Spannung U3 ist also vorlauftemperaturabhängig geführt, solange das Stellglied P nicht in Nullstellung steht.The voltage U3 is therefore carried out as a function of the flow temperature as long as the actuator P is not in the zero position.

Durch die Spannung U3 wird über den Verstärker 3 im Endeffekt die Heizkurve K verstellt.Through the voltage U3 is the amplifier 3 in the end Heating curve K adjusted.

Die Heizkurve K der Figur 1 ist die Heizkurve einer Hoohtemperatur-Heizungsanlage. Sie verläuft so, daß sich bei Außentemperaturen zwischen -15°C und +200C eine Vorlauftemperatur zwischen 90°C und 200C einstellt. Will der Benutzer die Raumtemperatur um beispielsweise 5 K erhöhen, dann verstellt er das Stellglied P um einen positiven Korrekturwert, nämlich 5 K, die sich an einer Skala des Stellgliedes P ablesen lassen. Dadurch ergibt sich die angehobene Heiskurre H. Wie aus Figur 1 zu entnehmen, verläuft diese linear zwischen 1OSOC und 250C.The heating curve K of Figure 1 is the heating curve of a High temperature heating system. It runs in such a way that there is a flow temperature at outside temperatures between -15 ° C and + 200C between 90 ° C and 200C. Does the user want the room temperature to be around for example Increase 5 K, then it adjusts the actuator P by a positive correction value, namely 5 K, which can be read on a scale of the actuator P. Through this the raised Heiskurre H results. As can be seen from Figure 1, this runs linear between 1OSOC and 250C.

Sie verläuft nicht parallel zur Heizkurve K. In höheren Vorlauftemperaturbereichen ist sie stärker gegenüber der Heizkurve K angehoben, als in niedrigeren Vorlauftemperaturbereichen. Ist beispielsweise die Vorlauftemperatur nach der Heizkurve K auf 800C, entsprechend einer Außentemperatur von -100C eingestellt, dann beträgt bei einer Verstellung des Stellgliedes P um 5 K die Anhebung der Heizkurve R etwa 13 K. Damit ist dem Umstand Rechnung getragen, daß eine Erhöhung der Raumtemperatur um einen bestimmten Wert bei hohen Vorlauftemperaturen eine größere Vorlauftemperaturerhöhung nötig ist als bei niedrigen Vorlauftemperaturen.It does not run parallel to heating curve K. In higher flow temperature ranges it is higher than the heating curve K than in lower flow temperature ranges. If, for example, the flow temperature according to the heating curve K is 800C, accordingly is set to an outside temperature of -100C, then when there is an adjustment of the actuator P by 5 K increases the heating curve R about 13 K. This is the Factor taken into account that an increase in the room temperature by a certain Value at high flow temperatures a larger flow temperature increase is necessary than at low flow temperatures.

Dem Diagramm ist auch zu entnehmen, daß bei einer Vorlauftemperatur von 20°C eine Erhöhung der Vorlauftemperatur um 5 K genügt, wenn die Raumtemperatur von 20°C auf 25°C angehoben werden soll.The diagram also shows that at a flow temperature from 20 ° C an increase in the flow temperature by 5 K is sufficient if the room temperature should be increased from 20 ° C to 25 ° C.

Will der Benutzer die Raumtemperatur absenken, dann betätigt er das Stellglied P im Gegensinne. Bei einer gewünschten Erniedrigung der Raumtemperatur um 5 K ergibt sich die korrigierte Heizkurve N. Wird beispielsweise ausgehend von einer Vorlauftemperatur von 90°C die Raumtemperatur um 5 K erniedrigt, dann stellt sich eine Erniedrigung der Vorlauftemperatur auf 770C ein0 Aus den Werten der Figur 1 lassen sich auch die korrigierten Heizkurven H und N flacherer Heizkurven K gewinnen.If the user wants to lower the room temperature, he actuates it Actuator P in the opposite direction. At a desired lowering of the room temperature by 5 K the corrected heating curve N results. For example outgoing the room temperature is lowered by 5 K from a flow temperature of 90 ° C, then the flow temperature drops to 770C 0 From the values The corrected heating curves H and N of flatter heating curves can also be seen in FIG K win.

Anstelle der Vorlauftemperatur kann auch die RUcklauftemperatur der Heizungsanlage ausgewertet werden.Instead of the flow temperature, the return temperature of the Heating system are evaluated.

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Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Control device for a heating system, with dor the heating depends on the outside temperature and the flow or return temperature takes place according to a system-specific set heating curve, with a desired Increase or decrease the room or. Flow or return temperature a positive one or negative correction value can be set manually on an actuator, with an electrical control signal derived from the electrical correction value die Shifts heating curve, characterized in that the correction value (U1, U2) and an electrical temperature signal corresponding to the respective flow or return temperature (U4) are processed in an adaptation circuit (OTA) to form a control signal (U3), this with a positive correction value and a lower flow or return temperature the heating curve increases less than at a higher flow or return temperature, this with a negative correction value and a lower flow or return temperature the heating curve drops less than with a higher flow or return temperature and that leaves the heating curve (K) unaffected with a zero correction value.

2. Control device according to claim 1, characterized in that at a flow temperature between 800C and 900C, the heating curve is about 2.5 times higher the amount of the desired temperature increase is increased and that at a flow temperature of about 200C the heating curve by the amount of the desired temperature increase is raised and that the raised heating curve is linear between these points.

3. Control device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the matching circuit consists of a current-programmable operational amplifier (OTA) is formed so that the programming current is proportional to the flow temperature and that the inputs of the operational amplifier (OTA) in the shunt branch iener circuit bridge lie, which includes the actuator (P).