DE4226383C2 - Meß- und Regelverfahren für ein elektronisches Zwei-Punkt- oder Proportional-Regelgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Meß- und Regelverfahren für ein elektronisches Zwei-Punkt- oder Proportional-Regelgerät zur Regelung von Temperatur, Feuchte, Druck und dergleichen, dessen Meßfühler während einer geräte­ seitig vorgegebenen Auszeit durch äußere Einflüsse keinen Zugriff auf die aktuelle Regelgröße hat. Während einer Regelzeit regelte das Gerät unter Erfassung des Ist-Wertes der Regelgröße durch den Meßfühler auf den Soll- Wert der Regelgröße.

Als Beispiel für den Einsatz eines solchen Meß- und Regelverfahrens wird die Raumtemperaturregelung bei elektrischen Heizgeräten, insbesondere bei Speicherheizgeräten genannt, jedoch ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf diesen Einsatz beschränkt. Zur besseren Verständlichkeit wird jedoch bei der nachfolgenden Beschreibung auf dieses Beispiel zurückge­ griffen.

Der Erfindung liegt folgende Problematik zugrunde:

Aus Kosten- und Montagegründen werden für die Raumtemperaturregelung bei elektrischen Heizgeräten keine externen Raumtemperaturfühler verwen­ det, sondern diese sind in das Heizgerät integriert. Dies erschwert die Erfassung der wirklichen Raumtemperatur, die für eine exakte Raumtempe­ raturregelung erforderlich ist, da die Abwärme des Heizgerätes, also ins­ besondere die Abwärme des Speicherkerns eines elektrischen Speicherheiz­ ofens den Meßfühler über die wirkliche Raumtemperatur hinaus erwärmt und somit die Raumtemperaturerfassung an sich unmöglich macht.

Um hier eine Raumtemperaturerfassung trotzdem zu ermöglichen, ist es üb­ lich, den Raumtemperaturmeßfühler im Ansaug-Luftstrom eines Gebläses des Heizgerätes anzuordnen, so daß beim Gebläselauf der Meßfühler mit Raum­ luft versorgt wird und nach dem Einschalten des Gebläses der Fühler nach einer bestimmten Nachführzeit, während der er sich von seinem un­ definiert erwärmten Zustand auf die Temperatur der zugeführten Raumluft abkühlt, die wirkliche Raumtemperatur erfaßt.

Die gesamte Ausschaltzeit des Gebläses und die Nachführzeit entspricht beispielhaft der im Anspruch 1 angegebenen Auszeit, während der Meß­ fühler keinen Zugriff auf den Ist-Wert der Regelgröße hat.

Nach Ablauf der Auszeit kann das Regelgerät während einer Regelzeit -im Beispielfall also während eingeschaltetem Gebläse - unter Erfassung des Ist-Wertes der Regelgröße mittels einer Zweipunkt- oder Proportionalregelung auf den Sollwert der Regelgröße regeln, bei deren Erreichen die Regelung abgeschaltet wird. Es schließt sich damit die Auszeit des nächsten Regelzyklus an, in der wiederum eine Erfassung des Ist-Wertes der Regelgröße aufgrund der undefi­ nierbaren Zustände am Meßfühler nicht möglich ist.

Im Zusammenhang mit der vorstehend beispielhaft angegebenen Raumtempe­ raturregelung ist auf die DE 34 27 523 C3 zu verweisen, die ein Verfah­ ren zur Raumtemperaturregelung und einer damit verbundenen Entlade­ steuerung eines mit einem Gebläse versehenen Elektrospeicherofens betrifft. Dabei wird die Raumtemperatur über einen im oder am Ofengehäuse befe­ stigten, mit einer den Gebläselauf steuernden Regelelektronikschaltung zu­ sammenwirkenden Temperaturmeßfühler erfaßt, der im dynamischen Entla­ dungszustand, also bei eingeschaltetem Gebläse, mit angesaugter Raum­ luft, im statischen Zustand - also bei ausgeschaltetem Gebläse - durch die Abwärme des Speicherkerns beaufschlagt wird. Zur Verbesserung des Regelverhaltens wird die dem Temperaturmeßwert entsprechende Regelgröße beim Übergang vom dynamischen zum statischen Zustand bzw. umgekehrt zur Kompensation elektronisch aktiv abgesenkt bzw. angehoben, um die unterschiedlichen thermischen Einflüsse auf den in den beiden Betriebs­ zuständen unterschiedlich angeströmten Temperaturmeßfühler zu kompensieren.

Dieses Kompensationsverfahren ist relativ aufwendig, da die Regelgröße, die dem vom Temperaturmeßfühler erfaßten Temperaturmeßwert entspricht, elektronisch aktiv beeinflußt werden muß.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Meß- und Regelverfahren anzugeben, das der erörteren Problematik ge­ recht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 an­ gegebenen Verfahrensmerkmale gelöst. Demnach wird in allgemeinster Aus­ legung des Verfahrens in einem Zyklus des zyklischen Regelverfahrens nach Ablauf der geräteseitig vorgegebenen Auszeit die Ist-Abweichung des Ist- Wertes der Regelgröße in diesem Zeitpunkt vom Ist-Wert Regelgröße nach Ab­ lauf der Regelzeit des vorherigen Zyklus bestimmt. Angewendet auf den eingangs erwähnten Beispielsfall bedeutet dies, daß nach Ablauf der durch die Summe von Ausschaltzeit des Gebläses und Nachführzeit des Meßfühlers bei eingeschaltetem Gebläse gebildeten Auszeit die am Meß­ fühler ermittelte Ist-Raumtemperatur von der Ist-Raumtemperatur nach Ab­ lauf der Regelzeit des vorherigen Zyklus - also zum Abschaltzeitpunkt des Gebläses - abgezogen und damit die Istwert-Abweichung bestimmt wird.

Anschließend wird das Verhältnis der der Schaltdiffe­ renz der Zwei-Punkt-Regelung oder des Proportionalbereiches der Propor­ tionalregelung zu der vorher ermittelten Istwert-Abweichung in einem Re­ chenprozeß geräteseitig ermittelt. In einem weiteren Verfahrensschritt wird anschließend die Auszeit für den nächsten Zyklus in einem Rechenprozeß geräteseitig entsprechend dem vorgenannten Verhältnis variiert.

Ganz allgemein wird also bei einer gegenüber der Schaltdifferenz oder dem Proportionalbereich niedrigeren Istwert-Abweichung die Auszeit für den nächsten Zyklus erhöht, da das Re­ gelgerät aufgrund des erfindungsgemäßen Meß- und Regelverfahrens ermit­ telt hat, daß die Ist-Temperatur in einem geringeren Maße gegenüber der Schaltdifferenz oder dem Proportionalbereich variiert, so daß der nächste Regelzyklus ohne weiteres später einsetzen kann.

Falls die Istwert-Abweichung größer als die Schaltdifferenz oder der Proportionalbereich ist, wird die Auszeit für den nächsten Zyklus entsprechend geräteseitig verkürzt, da auf­ grund des Meß- und Regelverfahrens geräteseitig festgestellt wurde, daß die Auszeit zu lange gewählt wurde. Näheres dazu ist dem Ausführungs­ beispiel entnehmbar.

Durch die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Meß- und Regelverfahrens gemäß Anspruch 2 wird verhindert, daß geräteseitig eine zu lange Auszeit gewählt wird.

Anspruch 3 betrifft ein Meß- und Regelverfahren basierend auf dem allge­ meinen Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. 2, das zur Raumtemperaturrege­ lung bei elektrischen Heizgeräten geeignet ist. Nähere Einzelheiten und Vorteile dieses Verfahrens sind dem Ausführungsbeispiel entnehmbar.

Die Ansprüche 4 und 5 kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen des er­ findungsgemäßen Meß- und Regelverfahrens, insbesondere in seiner Anwen­ dung zur Raumtemperaturregelung bei elektrischen Heizgeräten.

Eine weitere Problematik im Zusammenhang mit der Ist-Raumtemperaturer­ fassung mit Hilfe des am Heizgerät angeordneten Meßfühlers liegt darin, daß trotz der Beaufschlagung des Meßfühlers durch Raumluft dieser durch den Speicherkern eine Wärmezufuhr erfährt, die am Meßfühler zur einer Meßwertverfälschung führt. Zur Kompensation dieser Meßwertverfälschung wird gemäß Anspruch 6 vorgeschlagen, den vom Meßfühler während eines Regelzyklus erfaßten Ist-Raumtemperaturwert mit einem Korrekturwert zu korrigieren. Die Höhe dieses Korrekturwertes ist abhängig von der Tempe­ ratur des Speicherkerns. Diese beeinflußt wiederum direkt die Einschalt­ zeit während eines Regelzyklus, da bei einem heißen Speicherkern eine schnelle Erwärmung der Raumluft mit entsprechend kurzer Einschaltzeit und bei einem relativ kühlen Speicherkern eine langsame Raumlufterwär­ mung mit entsprechend langer Einschaltzeit erfolgt. Insofern wird der Korrekturwert entsprechend Anspruch 6 im wesentlichen umgekehrt propor­ tional zur Einschaltzeit im vorhergehenden Regelzyklus gewählt, so daß bei einer langen Einschaltzeit nur geringfügig und bei einer kurzen Ein­ schaltzeit mit einem höheren Korrekturwert kompensiert wird. Es wird also mittelbar über die Einschaltzeit auf die Speicherkerntemperatur rück­ geschlossen.

Für eine noch genauere Kompensation der Meßwertverfälschung ist gemäß den Ansprüchen 7 und 8 vorgesehen, den vom Meßfühler erfaßten Ist- Raumtemperaturwert mit einem Korrekturwert zu korrigieren, der direkt von der über einen Kerntemperaturfühler erfaßten Speicherkerntemperatur abhängig ist. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß diese Art von Kompensation mit Vorteil im Zusammenhang mit dem erfindungsge­ mäßen Verfahren gemäß den Ansprüchen 3 bis 5 anwendbar ist. Jedoch ist auch denkbar, diese Kompensation bei jedem beliebigen Regelverfahren zu verwenden, das im Rahmen der Entladesteuerung des Speicherkerns eines Speicherheizgerätes verwendet wird. Die Kerntemperatur kann dabei auch mittelbar über einen Temperaturfühler erfaßt werden, der in der Dämm­ schicht des Speicherheizgerätes angeordnet ist.

Bei der Kompensation ist besonders vorteilhaft, wenn zur Ermittlung der Speicherkerntemperatur im Rahmen der Meßwertkorrektur der ohnehin in einem Speicherheizgerät für die Aufladesteuerung des Speicherkerns vor­ handene Kerntemperaturfühler verwendet wird (Anspruch 8).

Zusammenfassend basiert die Erfindung auf dem Grundgedanken, daß zur Regelung einer Regelgröße auf einen Soll-Wert nur die Zeiten eines Re­ gelzyklus herangezogen werden, in dem eine Erfassung des Ist-Wertes der Regelgröße mit Hilfe eines Meßfühlers möglich ist. Dazwischen liegende Auszeiten werden durch eine entsprechende geräteinterne Berechnung bestimmt, auf­ grund derer das Regelsystem definiert in Zustände versetzt wird, in de­ nen eine korrekte Erfassung des Ist-Wertes der Regelgröße möglich bzw. unmöglich ist. Es versteht sich dabei, daß sämtliche Berechnungen bzw. Ansteuerbe­ fehle innerhalb des Regelgerätes durch einen Mikroprozessor, der auf ein entsprechendes Regel- und Steuerprogramm zurückgreift, durchgeführt bzw. generiert werden.

Das erfindungsgemäße Meß- und Regelverfahren wird in zwei Ausführungs­ beispielen anhand der beiliegenden Regeldiagramme näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Regeldiagramm zur beispielshaften Darstellung des erfindungs­ gemäßen Meß- und Regelverfahrens bei einer Zwei-Punkt-Regelung für die Raumtemperatur bei elektrischen Speicherheizgeräten und

Fig. 2 ein Regeldiagramm analog Fig. 1 für eine entsprechende Propor­ tionalregelung.

Ein anhand von Fig. 1 darstellbares Meß- und Regelverfahren gemäß der Erfindung wird zur Raumtemperaturregelung bei einem Speicherheizgerät eingesetzt. Zur zumindest zeitweisen Erfassung der Raumtemperatur RT_Ist dient ein Meßfühler, der die Raumtemperatur in eine entsprechende elek­ trische Größe umwandelt. Dieser Meßfühler liegt im Ansaug-Luftstrom eines im Speicherheizgerät angeordneten Gebläses, dessen zeitlicher Verlauf von Ein- bzw. Ausschaltzustand im unteren Teil der Fig. 1 dargestellt ist. Im oberen Teil der Fig. 1 ist der zeitliche Verlauf der vom Meßfühler er­ faßten Temperatur, die nur in später zu erörterten Teilbereichen der tat­ sächlichen Raumtemperatur entspricht, dargestellt.

Bei der dargestellten Raumtemperatur RT_Ist kann es sich um die tatsäch­ lich am Meßfühler erfaßte Ist-Raumtemperatur oder um eine gemäß einem der Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 8 korrigierte Raumtemperatur handeln.

Wie in Fig. 1 weiterhin angedeutet ist, arbeitet das Regelgerät, das das erfindungsgemäße Meß- und Regelverfahren benutzt, auf der Basis einer Zwei-Punkt-Regelung mit einer Soll-Raumtemperatur RT_Soll und einer Schaltdifferenz ΔRT_Soll.

Das Regelverfahren gemäß der Erfindung stellt sich nun anhand Fig. 1 wie folgt dar:

Nach einer längeren Ausschaltzeit des Gebläses - etwa nach einer nächtli­ chen Speicherperiode - wird zu einem vom Zeitschaltgerät des Heizgerätes bestimmten Zeitpunkt t₀ das Gebläse eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt erfaßt der Meßfühler bedingt durch die Stau- und Strahlungswärme des Speicherkerns des Speicherheizgerätes eine gegenüber der wirklichen Raumtemperatur erhöhte Temperatur. Durch den anschließenden Gebläselauf wird dem Meßfühler jedoch Raumluft mit Raumtemperatur zugeführt, so daß dieser nach einer geräteseitig vorgegebenen, konstanten oder variirbaren Nachführzeit t_N im Zeitpunkt t₁ die wirkliche Raumtemperatur RT_Ist0 er­ faßt. Diese liegt noch oberhalb der Soll-Raumtemperatur RT_Soll, so daß das Gebläse wieder ausgeschaltet und damit der Regelzyklus Nr. 0 beendet wird.

Nach einer weiteren Ausschaltzeit t_A1, die einer geräteseitig vorbestimmten maximalen Ausschaltzeit t_max entspricht, wird das Gebläse wieder einge­ schaltet (Zeitpunkt t₂), so daß wiederum nach Abwarten der konstanten Nachführzeit t_N die aktuelle Raumtemperatur RT_Ist1 bestimmt werden kann. Diese liegt wieder oberhalb der Soll-Raumtemperatur, wodurch das Regel­ gerät Regelzyklus Nr. 1 beendet und das Gebläse wieder ausschaltet (Zeit­ punkt t₃).

In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß insbesondere die erste Aus­ schaltzeit t_A1 nach einer langen Betriebspause des Gerätes - also bei­ spielsweise nach einer Nachtabsenkung der Raumtemperatur, während der das Heizgerät in der Regel ausgeschaltet ist und nur die Aufladung des Spei­ cherkerns erfolgt - um einen geräteseitig vorgebbaren Faktor verkürzt werden kann. Statt t_max beträgt also die erste Ausschaltzeit t_max/a, wo­ bei a ein Reduktionsfaktor ist, der in der Größenordnung von 1 bis 10 liegt. Damit wird vermieden, daß bei außergewöhnlichen Zuständen nach der Nachtabsenkung, beispielsweise nach einem unerwarteten Raumtempera­ turabfall zu lange gewartet wird, bis die nächste Regelphase eintritt.

Nach einer weiteren, der Maximalausschaltzeit entsprechenden Ausschalt­ zeit t_A2 wird zum Zeitpunkt t₄ das Gebläse wieder eingeschaltet, so daß nach der Nachführzeit t_N zum Zeitpunkt t₅ die Ist-Raumtemperatur RT_Ist2 bestimmt wird. Diese liegt unterhalb der Soll-Raumtemperatur RT_Soll, so daß das Gebläse während der Einschaltzeit t_E2 bis zum Zeitpunkt t₆ ein­ geschaltet bleibt, zu dem die wirkliche Raumtemperatur die Soll-Raumtem­ peratur RT_Soll erreicht und damit das Gebläse ausgeschaltet wird (Ende von Regelzyklus Nr. 2).

Mit der Ermittlung der Ist-Raumtemperatur RT_Ist2 wird gleichzeitig durch einen Rechenprozeß der Recheneinheit des Regelgerätes die Ausschaltzeit für den folgenden Regelzyklus nach folgender Beziehung bestimmt:

t_A" = C × t_A' × (ΔRT_Soll/ΔRT_Ist)

mit C: geräteseitig festgelegte, gegebenenfalls variierbare Konstante,
t_A': Ausschaltzeit im aktuellen Regelzyklus,
t_A": Ausschaltzeit im folgenden Regelzyklus,
ΔRT_Soll: Schaltdifferenz der Zwei-Punkt-Regelung und
ΔRT_Ist: Temperaturdifferenz zwischen der Ist-Temperatur am Ende der Einschaltzeit im vorhergehenden Regelzyklus und der Ist-Temperatur im aktuellen Regelzyklus.

Es erfolgt also eine Differenzbildung zwischen der in einem Speicher ab­ gespeicherten Ist-Raumtemperatur RT_Ist1 am Ende des vorhergehenden Re­ gelzyklus Nr. 1 und der Ist-Raumtemperatur RT_Ist2 zur Bestimmung der Ist-Raumtemperaturdifferenz ΔRT_Ist2 = RT_Ist1 - RT_Ist2. Dieser Wert wird durch einen geräteinternen Rechenprozeß in Verhältnis zur Schalt­ differenz ΔRT_Soll gesetzt und die Ausschaltzeit t_A2 mit dem Quotienten (ΔRT_Soll/ΔRT_Ist2) multipliziert. Da ΔRT_Ist2 kleiner als ΔRT_Soll ist, ist der Quotient größer 1. Damit ist die daraus für den nächsten Regelzyklus Nr. 3 berechnete Ausschaltzeit t_A3 nach wie vor größer als die geräteseits vorgegebene Maximalausschaltzeit t_max. Dies bedeutet, daß die Ausschaltzeit t_A3 wiederum der Maximalausschaltzeit t_max entspricht. Folglich wird zum Zeitpunkt t₇ das Gebläse wieder ein­ geschaltet und wiederum nach der Nachführzeit t_N die Ist-Raumtemperatur RT_Ist3 vom Meßfühler erfaßt. Diese liegt unterhalb der Soll-Raumtempera­ tur RT_Soll, das Gebläse bleibt daher eingeschaltet, wodurch die Ist-Raum­ temperatur während der Einschaltzeit t_E3 bis zum Erreichen der Soll- Raumtemperatur RT_Soll zum Zeitpunkt t₉ steigt.

Wie bereits beschrieben wird wiederum das Verhältnis zwischen der Ist- Raumtemperatur nach Ablauf der Regelzeit t_E2 im vorhergehenden Regel­ zyklus Nr. 2 zum Zeitpunkt t₆ (also Soll-Raumtemperatur RT_Soll) zur Ist- Raumtemperatur RT_Ist3 im Zeitpunkt t₈ gebildet und der entsprechende Quotient mit der Ausschaltzeit t_A3 zur Bestimmung der neuen Ausschaltzeit t_A4 multipliziert. Da dieser Quotient wiederum größer 1 ist und die Aus­ schaltzeit t_A3 der Maximalausschaltzeit t_max entspricht, wird die Aus­ schaltzeit t_A4 im folgenden Regelzyklus wiederum auf die Maximalaus­ schaltzeit t_max gesetzt.

Abweichend von den vorherigen Regelzyklen Nr. 2 und 3 wird jedoch am Meßfühler aufgrund äußerer Umstände - wie beispielsweise einer starken plötzlichen Abkühlung des Raumes - ein gegenüber den Ausschaltzeiten t_A1, t_A2 und t_A3 abweichender Verlauf mit einem wesentlich flacheren Temperaturanstieg während der Ausschaltzeit t_A4 registriert. Dieses Ereignis hat zur Folge, daß durch eine geräteseitige Einflußnahme über das Regelprogramm die Ausschaltzeit t_A4, wie im Diagramm dargestellt ist, wesentlich - z. B etwa auf 50% - verkürzt und zum Zeitpunkt t₁₀ das Ge­ bläse wieder eingeschaltet wird. Nach Ablauf der Nachführzeit t_N wird wiederum die Ist-Raumtemperatur RT_Ist4 im Zeitpunkt t₁₁ erfaßt. Diese liegt deutlich unterhalb der Soll-Raumtemperatur RT_Soll, das Gebläse bleibt also wiederum während der Einschaltzeit t_E4 eingeschaltet, bis der Meßfühler zum Zeitpunkt t₁₂, zu dem die Ist-Raumtemperatur die Soll- Raumtemperatur erreicht, das Gebläse wieder abschaltet.

Mit der Ermittlung der Ist-Raumtemperatur RT_Ist4 zum Zeitpunkt t₁₁ wird wiederum die Differenz zwischen der Ist-Raumtemperatur am Ende des vor­ herigen Regelzyklus Nr. 3, also zwischen RT_Soll und RT_Ist4 gebildet und der Quotient zwischen der Schaltdifferenz ΔRT_Soll und dieser Differenz er­ mittelt. Mit diesem Quotienten wird die letzte, von äußeren Umständen un­ beeinflußte Ausschaltzeit t_A3 zur Ermittlung der Ausschaltzeit t_A5 im nächsten Regelzyklus Nr. 5 multipliziert, die damit geringer als die ma­ ximale Ausschaltzeit t_max ist. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß die stark verkürzte Ausschaltzeit t_A4 aufgrund des abweichenden Temperaturverlaufes während dieser Zeit nicht zur Ermittlung der Aus­ schaltzeit t_A5 herangezogen wird.

Nach Ablauf der Ausschaltzeit t_A5 zwischen den Zeitpunkten t₁₂ und t₁₃ wird das Gebläse wieder eingeschaltet, nach Ablauf der Nachführzeit t_N die Ist-Raumtemperatur RT_Ist5 ermittelt und wiederum zur Differenzbildung mit der Soll-Raumtemperatur RT_Soll herangezogen. Diese Differenz wird wiederum ins Verhältnis zur Schaltdifferenz ΔRT_Soll gesetzt, wodurch sich die durch diesen Rechenprozeß ermittelte Ausschaltzeit t_A6 für den näch­ sten Regelzyklus Nr. 6 nochmals verkürzt.

Wird die vorstehende Differenz und Quotientenbildung zur Ermittlung der Ausschaltzeit t_A7 des nächsten Regelzyklus Nr. 7 entsprechend durchge­ führt, so ergibt sich, daß dieser im wesentlichen der Ausschaltzeit t_A6 im vorherigen Regelzyklus Nr. 6 entspricht, da die Differenz zwischen der Ist-Raumtemperatur im Zeitpunkt t₁₄ am Ende der Einschalt- bzw. Regel­ zeit t_E5 und der Ist-Raumtemperatur RT_Ist6 im Zeitpunkt t₁₅ der Schalt­ differenz ΔRT_Soll entspricht und sich somit bei der Quotientenbildung die Ausschaltzeit nicht ändert. Bei relativ gleichbleibenden Umgebungsverhält­ nissen wird somit eine zeitlich optimal an die Schaltbreite angepaßte Ein- und Ausschaltung des Gebläses erzielt.

Fig. 2 zeigt ein entsprechendes Regeldiagramm, wie es sich bei der Ver­ wendung des erfindungsgemäßen Meß- und Regelverfahrens bei einem Pro­ portional-Regelgerät in einer Raumtemperatursteuerung eines Speicherheiz­ gerätes ergibt. Dabei ist wiederum der zeitliche Verlauf des vom Meßfüh­ ler erfaßten Ist-Raumtemperaturwertes RT_Ist im oberen Teil des Diagramms sowie die zeitlich abhängige Gebläsedrehzahl in relativen Einheiten bezo­ gen auf die Maximaldrehzahl aufgetragen.

Im oberen Teil des Diagramms ist dabei mit RT_Soll die Soll-Raumtempera­ tur und mit X_P der Proportionalbereich der Proportionalregelung eingetra­ gen.

Wie aus dem Diagramm deutlich wird, wird im Unterschied zur Regelung nach Fig. 1 das Gebläse während der Nachführzeiten t_N zum Beispiel mit der minimalen Einschaltdrehzahl n_ein betrieben. Gegebenenfalls kann während der Nachführzeiten t_N das Gebläse auch mit einer gegenüber der minimalen Einschaltdrehzahl n_ein erhöhten Drehzahl betrieben werden, falls dies für eine schnelle und zeitgerechte Abkühlung des Meßfühlers notwendig sein soll. Während der Einschaltzeiten t_E1, t_E2, t_E3, t_E4 und wird entsprechend der Abweichung der Ist-Raumtemperatur RT_Ist von der Soll-Raumtemperatur RT_Soll Proportional geregelt. Bei Erreichen der Soll-Raumtemperatur RT_Soll wird das Gebläse während der Ausschaltzeiten t_A abgeschaltet.

Analog dem in Fig. 1 gezeigten Regeldiagramm werden die Ausschaltzeiten t_A in einem folgenden Regelzyklus wiederum über die Beziehung

t_A" = C × t_A' × (X_P/ΔRT_Ist)

mit t_A": Ausschaltzeit in einem folgenden Regelzyklus,
t_A': Ausschaltzeit im aktuellen Regelzyklus,
C: feste oder einstellbare Konstante,
X_P: Proportionalbereich der Proportionalregelung und
ΔRT_Ist: Differenz zwischen der Ist-Raumtemperatur RT_Ist am Ende der Einschaltzeit des vorhergehenden Regelzyklus und der Ist-Raumtemperatur RT_Ist am Ende der Nachführzeit t_N im aktuellen Regelzyklus.

Bei der Ist-Raumtemperatur am Ende der Einschaltzeit (Regelzeit) handelt es sich in der Regel um die Soll-Raumtemperatur RT_Ist.

Unter Anwendung der vorstehenden Beziehung und deren Verarbeitung in einem geräteinternen Rechenprozeß ergibt sich das in Fig. 2 gezeigte Re­ gelverhalten, aufgrund dessen nach beispielsweise fünf Regelzyklen sich die Ausschaltzeit t_A5 so einstellt, daß die Ist-Raumtemperatur RT_Ist5 nach der Nachführzeit t_N etwa um den Proportionalbereich X_P entfernt von der Soll-Raumtemperatur RT_Soll liegt. Bei annähernd statischen Verhält­ nissen ist damit die Ausschaltzeit in den folgenden Regelzyklen so be­ messen, daß nach dem Wiedereinschalten und dem Abwarten der Nachführ­ zeit t_N der Proportionalbereich jeweils optimal zur Regelung ausgenützt wird.

Wie im weiteren Verlauf des Regelzyklus Nr. 5 in Fig. 2 gezeigt ist, kann aufgrund besonderer statischer Verhältnisse im beheizt n Raum die Ist- Raumtemperatur RT_Ist innerhalb des Proportionalbereiches X_P verbleiben, so daß das Regelgerät die ganze Zeit eingeschaltet bleibt und in üblicher Weise proportional regelt.

Claims (8)

1. Meß- und Regelverfahren für ein elektronisches Zwei-Punkt- oder Pro­ portional-Regelgerät, dessen Meßfühler während einer geräteseitig vorge­ gebenen Auszeit durch äußere Einflüsse keinen Zugriff auf die Re­ gelgröße hat und das während einer Regelzeit unter Ermittlung des Ist-Wertes der Regelgröße durch den Meßfühler auf den Soll-Wert der Regelgröße regelt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• 1. in einem Regelzyklus des zyklischen Regelverfahrens wird nach Ablauf der geräteseitig vorgegebenen Auszeit die Ist-Abweichung (ΔRT_Ist) des Ist-Wertes der Regelgröße zu diesem Zeitpunkt vom Ist-Wert der Regelgröße nach Ab­ lauf der Regelzeit des vorhergehenden Zyklus bestimmt,
• 2. das Verhältnis der Schaltdifferenz (ΔRT_Soll) der Zwei- Punkt-Regelung oder des Proportionalbereiches (X_p) der Proportionalrege­ lung und dieser Istwert-Abweichung (ΔRT_Ist) wird in einem Rechenprozeß geräteseitig bestimmt und
• 3. die Auszeit für den nächsten Regelzyklus wird in einem Rechenprozeß geräteseitig entsprechend dem vorgenannten Verhältnis variiert.

2. Meß- und Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auszeit für den nächsten Regelzyklus auf ein geräteseitig vor­ gegebenes Auszeit-Maximum gesetzt wird, falls die geräteseitig ermittelte Auszeit dieses Auszeit-Maximum überschreitet.

3. Meß- und Regelverfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Raumtemperatur­ regelung bei elektrischen Heizgeräten, insbesondere bei Speicherheizge­ räten, wobei die Raumtemperatur über einen am Heizgerät im Ansaug-Luft­ strom eines Gebläses angeordneten Temperaturmeßfühler erfaßt wird der im Meßzustand mit vom Gebläse angesaugter Raumluft und während der Auszeit mit Störwärme insbesondere vom Speicherkern des Heizgerätes beaufschlagt wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• 1. in einem Regelzyklus wird nach Ablauf der Auszeit, die sich aus einer Ausschaltzeit (t_A), während der das Gebläse ausgeschaltet ist, und einer geräteintern vorgewählten Nachführzeit (t_N) zusammensetzt, während der das Gebläse zum Nachführen der am Meßfühler gemessenen Temperatur an die tatsächliche Raumtemperatur eingeschaltet ist, die Temperaturistwertdifferenz ΔRT_Ist zwischen der Ist-Raumtemperatur RT_Ist nach Ablauf der Regelzeit in vorhergehenden Regelzyklus und der aktuellen Ist-Raumtemperatur RT_Ist nach Ablauf der Nachführzeit (t_N) im aktuellen Regelzyklus berechnet und
• 2. die Ausschaltzeit t_A im nächsten Regelzyklus wird durch die Beziehung
  t_A" = C × t_A' × (ΔRT_Soll/ΔRT_Ist)
  mit
  C: geräteintern festgelegte, gegebenenfalls variierbare Konstante,
  t_A': Ausschaltzeit im aktuellen Regelzyklus,
  t_A": Ausschaltzeit in einem folgenden Regelzyklus,
  ΔRT_Soll: Schaltdifferenz der Zwei-Punkt-Regelung oder Proportionalbereich X_P der Proportionalregelung,

durch einen Rechenprozeß geräteintern ermittelt,

• 1. während der der Nachführzeit (t_N) folgenden Einschaltzeit (t_E) des Ge­ bläses wird im aktuellen Regelzyklus die Raumtemperatur auf den Soll­ wert (RT_Soll) unter Aktivierung der Regelung geregelt, und
• 2. das Gebläse wird bei Erreichen der Soll-Raumtemperatur (RT_Soll) ausge­ schaltet, wobei dieser Ausschaltzeitpunkt den Startzeitpunkt für die ge­ räteintern ermittelte Ausschaltzeit des darauffolgenden Schaltzyklus de­ finiert.

4. Meß- und Regelverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltzeit (t_A) für den darauffolgenden Regelzyklus auf eine geräteintern vorwählbare Maximal-Ausschaltzeit (t_max) gesetzt wird, falls der nach Ablauf der Auszeit im aktuellen Regelzyklus ermittelte Ist- Raumtemperaturwert (RT_Ist) über der Soll-Raumtemperatur (RT_Soll) liegt.

5. Meß- und Regelverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ist-Wert-Verlauf der Regelgröße während der Auszeit in einem Re­ gelzyklus mit dem Ist-Wert-Verlauf während der Auszeit in einem oder mehreren der vorhergehenden Zyklen verglichen und bei Überschreiten ei­ ner geräteseitig vorgegebenen Abweichung des aktuellen Ist-Wert-Verlaufs von dem oder den vorherigen Verläufen gegebenenfalls nach Abwarten der Nachführzeit (t_N) die Regelung aktiviert wird.

6. Meß- und Regelverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation der vom Speicherkern des Speicher-Heizgerätes herrührenden Meßwertverfälschung am Meßfühler der Wert der vom Meßfühler während eines Regelzyklus erfaßten Ist-Raumtemperatur (RT_Ist) mit einem Korrekturwert (ΔRT_Korr) korrigiert wird, der umgekehrt proportional zur Einschaltzeit im vorhergehenden Regelzyklus ist.

7. Meß- und Regelverfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation der vom Speicherkern des Heizge­ rätes herrührenden Meßwertverfälschung am Meßfühler der vom Meßfühler erfaßte Wert der Ist-Raumtemperatur (RT_Ist) mit einem Korrekturwert (ΔRT_KORR) korrigiert wird, der von der mittels eines Temperaturfühlers erfaßten Speicher­ kerntemperatur abhängig ist.

8. Meß- und Regelverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermitt­ lung der Speicherkerntemperatur im Rahmen der Meßwertkorrektur der für die Aufladesteuerung des Speicherkerns im Gerät vorhandene Tempera­ turfühler verwendet wird.