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Thermostat Bei Thermostaten erfordert die Tempert. turreglung besondere
Maßnahmen, um die eingeregelt. e Temperatur unabhängig von Schwankungen der Außentemperatur
zu halten.
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Ein Idealzustand wäre in dieser Hinsicht dadurch zu erreichen, daß
die Heizquelle, der Temperaturregler und der auf konstanter Temperatur zu haltende
Körper in innige Berührung miteinander gebracht würden, so daß zwischen ihnen kein
störendes Temperaturgefälle auftreten kann. Eine Temperaturveränderung des Körpers
würde dann sofort dem Regler übertragen werden, so daß die Wärmequelle in sehr kurzen
Abschnitten eine und ausgeschaltet werden würde, wobei sich die außerordentlich
geringen Temperaturschwankungen sehr schnell um den Mittelt wert bewegen würden.
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Eine derartige Anordnung ist jedoch in der Praxis nur selten möglich.
Eine bekannte und übliche andere Lösung ist die, den auf konstanter Temperatur zu
haltenden Körper in einem Behälter unterzubringen, dessen Wände eine gute Wärmeleitfähigkeit
besitzen.
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Hierbei ist es notwendig, den Körper thermisch von den Wänden isoliert
anzuordnen, da die Temperatur der Wände, obgleich sie bei einem konstanten Mittelwert
gehalten wird, von Augenblick zu Augenblick schwankt.
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Die Temperatur des Körpers ist allerdings bei einer solchen Anordnung
nicht ganz unabhängig von der umgebenden Temperatur, d. h. von der Temperatur der
Umgebung des Behälters, so daPJ die Regelung unvollkommen ist. Diese Veränderungen
sind auf zwei verschiedene Ursachen zurückzuführen. Zunächst findet eine Temperaturänderung
innerhalb des Behälters statt, und die Steilheit dieser Veränderung ändert sich
mit der Schwankung der umgebenden Temperatur und steigt beispielsweise, wenn die
umgebende Temperatur fällt. Ferner ist eine Ansprechverzögerung in den Steuerorganen
vorhanden.
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An Hand der beiliegenden Fig. I bis 3 sei die Arbeitsweise eines
derartigen Gerätes näher beschrieben.
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Ein Körper 1, dessen Temperatur konstant zu halten ist, liegt, wie
die Fig. I zeigt, auf einem Isolierblock 5, der in einem Behälter 4 mit guter Wärmeleitfähigkeit
untergebracht ist. Eine Wärmequelle3, die eine elektrisch geheizte Wicklung sein
kann, und ein Regler 2, beispielsweise ein Quecksilberthermometer, dienen zur Steuerung
des Stromes fiir die Heizquelle 3.
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Es sei angenommen, daß der Körper 1 blei einer Temperatur von 60°
gehalten werden soll. Die voll ausgezogenen Linien in der Fig. 2 zeigen die Temperaturänderungen
des Bellälters 4, während die gestrichelten Linien die Temperaturänderungen des
Thermometers 2 zeigen, wenn die umgebende Temperatur sehr niedrig ist. Die Kurve
beginnt in einer Heizperiode bei Punkt a. Die Temperatur steigt dann, wie die Kurve
a, bl, c zeigt, steigt aber nicht merkbar über 600 C, auf die das Thermometer eingestellt
ist. Bei der Abkühlung jedoch fällt infolge des Temperaturgefälles innerhalb der
Wandungen die Temperatur der Wandung 4, wie die Kurve c, d, e zeigt, während die
Thermometertemp eratur einen Verlauf wie die gestrichelte Kurve nimmt. Die Mitteltemperatur
der Wandung 4 liegt unter 600 C.
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Die Fig. 3 zeigt den Verlauf der Temperaturänderung, wenn die umgebende
Temperatur wesentlich höher ist als im vorhergehenden Falle. Die Heizperiode ist
hier kurz, während die Abkühlung lange dauert. Die Kurve, b, c zeigt die Temperatur
der Wandung 4 während der Heizdauer, und die Kurve c d, e stellt die Abkühlungszeit
dar.
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Die Temperatur des Thermometers verläuft wie die gestrichelte Kurve
zeigt. Die mittlere Temperatur der Wandung 4 ist höher als diejenige, auf die die
Steuervorrichtung eingestellt ist.
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Um diese Unstimmigkeiten zu beseitigen, sind bereits verschiedene
Wege bekannt. So ist vorgeschlagen worden, den Temperaturfühler des Reglers verstellbar
in dem Behälter anzuordnen, so daß dieser zur Ånderung der Wirkung, die die Temperatur
der Umgebung auf die Temperatur des Behälters ausübt, mehr oder weniger in dem Behälter
enthalten ist. Diese Verstellung kann mit der Hand vorgenommen werden.
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Es sind weiterhin auch Thermostaten bekannt, bei welchen ein Tiemperaturregler,
dessen W, ärmlefühler in unmittelbarer Nähe der Wandung des Behälters angebracht
ist, einen Hauptheizkörp'er und einen im Verhältnis zu diesem kleineren Zusatzheizkörper
steuert.
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Die Erfindung geht von dieser bekannten Anordnung mit Zusatzheizkörper
aus. Sie besteht darin, daß bei der oben beschriebenen Anordnung mit Zusatzheizkörper
der zusätzliche Heizkörper in der unmittelbaren Nähe des zu beheizenden Körpers
derart angeordnet ist, daß er mehr auf den zu beheizenden Körper als auf den Wärmefühler
des Temperaturreglers einwirkt.
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Bei den bekannten Ausführungen mit Zusatzheizkörper ist dieser so
angeordnet, daß er unmittelbar auf den Regler einwirkt. Hierdurch wird erreicht,
daß die Abweichungen der geregelten Temperatur von der Solltemperatur kleiner werden.
Der Zusatzheizkörper ist aber auch schon bei einer derartigen Anordnung zum Ausgleich
der Schwankungen der Außentemperatur benutzt worden.
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Hierzu wird der Zusatzheizktörper verstellbar angeordnet.
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Bei einer Anordnung nach der Erfindung dient der Zusatzheizkörper
ebenfalls zum Ausgleich der Schwankungen der Außentemperatur Eine besonders günstige
Wirkung und demnach eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erreicht,
daß bei der Verwendung von elektrischen Widerständen als Heizkörper die Heizleistungen
der beiden Widerstände so zueinander bemessen sind, daß die Heizwirkung des zusätzlichen
Widerstandes gerade die Änderungen der Temperatur kompensiert, die andernfalls unter
der Einwirkung der Umgebungstemp eratur auftreten würden.
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Die Wirkungsweise einer Anordnung nach der Erfindung istin folgendem
an dem in Fig. 4 gegebenen Ausführungsbeispiel erläutert. Ein kleiner Teil des Heizkörpers
3 ist unterhalb des auf konstanter Temperatur zu haltenden Körpers I angeordnet.
Die Heizleistung dieses kleinen Heizelementes 6 kann beispielsweise t/20 des Elements
3 sein. Sind die Heizelemente 3 und 6 Widerstände, durch die ein Strom fließt, so
kann der Widerstand 6 so eingestellt sein, daß jeder gewünschte Ausgleich für Veränderungen
der umgebenden Temperatur erreicht wird.
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Die Wirkung der Heizquelle 6 beim Ausgleich der Temperaturänderung
des Körpers l auf Grund der Temperaturänderung der Umgebung ist darauf zurückzuführen,
daß ihre Wirkung auf den Körper I vielmehr ausgeprägt ist als auf den Regler 2.
Wenn die gesamte Erwärmung von der Quelle 6 geliefert werden würde, ist es leicht
einzusehen, daß die mittlere Temperatur des Körpers höher sein würde als die Temperatur,
auf die die Steuervorrichtung eingestellt ist, und je niedriger die umgebende Temperatur
ist, desto höher würde die mittlere Temperatur des Körpers 1 sein. Da die. mittlere
Temperatur des Körpers I in der Anordnung nach Fig. I bei einer niedrigeren Umtgebungstemperatur
tiefer liegt als die Temperatur, auf die der Apparat 2 eingestellt ist, ist es
leicht
ersichtlich, daß bei einer geeigneten Einstellung der von den Heizquellen 3 und
6 abgegebenen Wärme ein solcher-Ausgleich erreicht werden kann, daß die mittlere
Temperatur des Körpers I in bestimmten Grenzen unabhängig von der umgebenden Temperatur
ist.