DE712120C

DE712120C - For regulating the internal temperature of buildings certain controllers

Info

Publication number: DE712120C
Application number: DEL99849D
Authority: DE
Inventors: Robert Amsler
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1939-12-07
Filing date: 1940-01-06
Publication date: 1941-10-13

Description

Für die Regelung der Innentemperatur von Gebäuden bestimmter Regler Für die Regelung der Innentemperatur eines von einer Heizanlage beheizten Gebäudes in Abhängigkeit von der Außentemperatur wurden bereits auf Wärmeverluste ansprechende, mit einer Hilfsheizung und einem thermisch gesteuerten Kontakt versehene Thermostaten verwendet. So ist bei einem bekannten, mit derartigen Thermostaten ausgerüsteten Regler die Anordnung so getroffen, daß ein Außenthermostat die Hilfsheizung eines auf das Regelorgan der Heizanlage einwirkenden Anlegethermostaten intermittierend ein- und ausschaltet.Controllers designed for regulating the internal temperature of buildings For regulating the internal temperature of a building heated by a heating system Depending on the outside temperature, responsive, Thermostats provided with auxiliary heating and a thermally controlled contact used. This is the case with a known one equipped with such a thermostat Controller made the arrangement so that an external thermostat the auxiliary heating of a strap-on thermostats acting on the control element of the heating system intermittently turns on and off.

Bei derartigen Reglern besitzt jedoch der Anlegethermostat eine solche Wärmeträgheit, daß er nicht äuf jeden Impuls des Außenthermostaten, sondern auf einen Mittelwert der Impulse anspricht. Diese Trägheit des Anlegethermostaten bewirkt aber wiederum, daß bei sehr raschen. Temperaturänderungen Regelschwankungen entstehen und bei Progressivsteuerungen die Gefahr des Pendelns besteht. An sich könnte man wohl den Anlegethermostaten als ganz kleinen Apparat mit geringer Masse ausführen. Ein derart kleiner Anlegethermostat bedingt aber wiederum eine außerordentlich hohe Schalthäufigkeit des Außenthermostaten. Abgesehen davon, daß ein solcher Außenthermostat sehr kleiner Wärmeträgheit praktisch kaum ausgeführt werden kann, ist auch dessen hohe Schalthäufigkeit sowohl in radiotechnischer Hinsicht als auch im Hinblick auf die Lebensdauer der Kontakte äußerst ungünstig.In such controllers, however, the contact thermostat has one Thermal inertia, so that it is not on every impulse from the external thermostat, but on an average value of the pulses responds. This causes inertia of the strap-on thermostat but again that at very rapid. Temperature changes Control fluctuations arise and with progressive controls there is a risk of oscillation. In itself you could probably design the contact thermostat as a very small device with a low mass. Such a small contact thermostat, however, in turn requires an extremely high one Switching frequency of the external thermostat. Apart from the fact that such an external thermostat very small thermal inertia can hardly be carried out in practice, is also its high switching frequency both in terms of radio technology and in terms of the service life of the contacts is extremely unfavorable.

Die Erfindung bezieht sich auf einen. für die Regelung der Innentemperatur von Gebänden bestimmten Regler, bei .dem die Hilfsheizung eines das Regelorgan der Heizanlage überwachenden Innenthermostaten von einem Außenthermostaten gesteuert wird. Zur V errneidung des vorstehend erwähnten Nachteils wird gemäß der Erfindung von der an sich für Regelzwecke bekannten Eigenschaft eines Induktionsreglers dadurch Gebrauch gemacht, daß die Hilfsheizung des Innenthermostaten von einem im Außenthermostaten angeordneten Induktionsregler gesteuert wird, dessen Induktivität von einem temperaturempfindlichen -Mittel geändert wird. Für den Induktionsregler kann entweder ein Regeltransformator oder eine Regeldrossel verwendet werden, wobei das die Induktivität ändernde temperaturempfindliche Mittel beispielsweise eine Binietallspirale oder eine Wärmelegierung sein kann.The invention relates to a. for regulating the internal temperature of volumes certain controller, with .dem the auxiliary heating of a the control element of the heating system monitoring the internal thermostat from an external thermostat is controlled. In order to avoid the above-mentioned disadvantage, according to FIG Invention of the property of an induction regulator known per se for regulating purposes made use of the fact that the auxiliary heating of the internal thermostat from an im Outside thermostat arranged induction regulator is controlled, its inductance is changed by a temperature-sensitive agent. For the induction regulator Either a regulating transformer or a regulating reactor can be used, whereby the temperature-sensitive means changing the inductance, for example Binietallspirale or a heat alloy can be.

In der Zeichnung ist ein -,#£usfülrrungsbeispiel einer Regelanlage dargestellt, bei der für den Induktionsregler ein Drehtransformator verwendet wird.The drawing shows an example of a control system in which a rotary transformer is used for the induction regulator.

Ein Drehtransformator i eines Außentlierniostaten 2 weist eine auf dein Joch 3 des Ständers .I sitzende Primärwicklung 5 und zwei auf einem Drehanker 6 um 9o° versetzt zueinander angeordnete Sekundärwicklun--en ; , 8 auf. Die Sekundärwicklung 7 ist mit einer Heizwicklung 9 eines eine niedrige Wärmeträgheit besitzenden Anlegethermo staten io und die Sekundärwicklung 8 mit einer Heizwicklung i i des Außenthermostaten 2 verbunden. Das eine Ende 12 einer himetallspirale 13 ist mit dem zwischen den Anschlägen 1.1., 15 verstellbaren Drehanker 6 verbunden, wogegen das andere Ende'16 an einem zur Einstellung einer gewünschten Raumtemperatur von Hand verstellbaren Teil 17 befestigt ist. Ein Bimetallkontakt 18 des Anlegethermostaten io liegt in dem Stromkreis eines Regelorganes i9. Die Regelanordnung ist mit den 'N etzleitern A, B verbunden.A rotary transformer i of an external bleeder 2 has one your yoke 3 of the stator .I sitting primary winding 5 and two on a rotating armature 6 secondary windings offset from one another by 90 °; , 8 on. The secondary winding 7 is with a heating coil 9 of a low thermal inertia possessing contact thermo staten io and the secondary winding 8 with a heating winding i i of the external thermostat 2 connected. One end 12 of a himetallspirale 13 is with the between Attacks 1.1., 15 adjustable rotating armature 6 connected, while the other end'16 on a manually adjustable to set a desired room temperature Part 17 is attached. A bimetal contact 18 of the contact thermostat io is located in the circuit of a control element i9. The control arrangement is with the mains conductors A, B connected.

Nach der in der Zeichnung dargestellten Schaltung nimmt der Drehanker 6 eine Stellung ein, in der die Sekundärwicklung 7 in der Richtung des von der Primärwicklung 5 erzeugten Kraftflusses und die Sekundärwicklung 8 rechtwinklig zum Iiraftfluß liegt. Demzufolge wird in der Sekundärwicklung 8 ein maximaler Strom induziert, wogegen in der Sekundärwicklung 7 kein Strom auftritt. Die Bimetallspirale 13 des Außenthermostaten 2 wird daher von der Heizwicklung i i am stärksten und der Biinetallkontakt i8 des Innenthermostaten io von der Heizwicklung 9 überhaupt nicht beheizt.According to the circuit shown in the drawing, the rotating armature takes 6 a position in which the secondary winding 7 in the direction of the primary winding 5 generated power flow and the secondary winding 8 at right angles to the Iiraftfluss lies. As a result, a maximum current is induced in the secondary winding 8, whereas in the secondary winding 7 no current occurs. The bimetallic spiral 13 des External thermostat 2 is therefore strongest from the heating winding i i and the bi-metal contact i8 of the internal thermostat io not heated at all by the heating winding 9.

Der Drehanker 6 liegt in der aus der Zeichnung ersichtlichen Stellung an dem Anschlag i@. was dann der Fall ist, wenn eine bestimmte tiefe Außentemperatur, beispielsweise -2o°, vorhanden ist und die Temperatur nicht steigt. Die Bimetallspirale 13 wird dann aber von der jetzt einen maximalen Strom aufnehmenden Heizwicklung i i nur so «seit erwärmt, daß der Drehanker 6 gerade '` noch an dem Anschlag 15 gehalten wird. In der Sekundärwicklung 7 fließt dann kein Strom.The rotating armature 6 is in the position shown in the drawing at the stop i @. which is the case when a certain low outside temperature, for example -2o °, is present and the temperature does not rise. The bimetal spiral 13 is then however from the heating coil, which now consumes a maximum current i i have only been heated to such an extent that the rotating armature 6 is still at the stop 15 is held. No current then flows in the secondary winding 7.

Eine noch niedrigere Außentemperatur als -2o° ändert dann in der Lage des Drehankers 6 nichts, da dieser zufolge des Anschlages 15 nicht weiter iin Uhrzeigersinne gedreht werden kann. Erst bei einem genügenden Steigen der Außentemperatur wird die Bimetallspirale 13 den Drehanker 6 wieder im entgegengesetzten Drehsinn des Uhrzeigers und damit von dem Anschlag 15 weghewegen, wobei schließlich durch die kompensierende Wirkung der Heizwicklung i i einerseits und der Außentemperatur anderseits der Drehanker 6 -eine dieser höheren Temperatur entsprechende Stellung einnehmen wird.An outside temperature even lower than -2o ° then changes the situation of the rotating armature 6 nothing, since this is no longer clockwise as a result of the stop 15 can be rotated. Only when the outside temperature rises sufficiently is the bimetallic spiral 13 the rotating armature 6 again in the opposite direction of rotation of the Clockwise and thus weghewegen from the stop 15, and finally through the compensating effect of the heating winding i i on the one hand and the outside temperature on the other the swivel armature 6 - take a position corresponding to this higher temperature will.

Ändert- sich die Außentemperatur weiterhin, so wird wiederum eine entsprechende Verstellung des Drehankers 6 von der Bimetallspirale 13 bewirkt werden. Bei einem Fallen der Außentemperatur wird dann der Drehanker 6 im Uhrzeigerdrehsinn und bei einem Steigen der Außentemperatur im entgegengesetzten Drehsinn des Uhrzeigers verstellt. Dementsprechend wird dann der in den Wicklungen ;, 8 fließende Strom ändert_, und zwar wird er im ersterwäbrrten Falle größer bzw. kleiner und im zweiterwähnten Falle kleiner bzw. größer werden.If the outside temperature continues to change, a corresponding adjustment of the swivel armature 6 can be effected by the bimetallic spiral 13. When the outside temperature falls, the rotating armature 6 then rotates in a clockwise direction and when the outside temperature rises in the opposite direction of rotation of the clockwise adjusted. The current flowing in the windings;, 8 then becomes accordingly changes_, namely it becomes larger or smaller in the first mentioned case and in the second mentioned case Fall smaller or larger.

Bei einem sehr starken Ansteigen der Außentemperatur, beispielsweise auf +2o#:. wird die Bin-retallspirale 13 den Drehanker 6 so weit verstellen, daß er an dem Anschlag i-i zum Anliegen kommt. Da die Sekundärwicklung 8 dann keinen Strom führt, kann die Bimetallspirale i3 von der Heizwicklung i i auch nicht erwärmt werden. Die Außentemperatur von -I- 20° bewirkt ebenfalls eine Erwärmung der Bimetallspirale 13 auf + 20 ', wobei der Drehanker 6 gerade noch an dem Anschlag 14 gehalten wird. Die lediglich von der Außentemperatur von +2o° erwärmte Bimetallspirale 13 und damit der Drehanker () behalten also ihre Lage bei, solange die hohe Außentemperatur von -[- 20° vorhanden ist. Die Sekundärwicklung 7 führt dann einen i maximalen Stroni, wogegen durch die Sekundärwicklung 8 überhaupt kein Strom fließt.If the outside temperature rises very sharply, for example on + 2o # :. the Bin-retallspirale 13 will adjust the rotating armature 6 so far that he comes to rest on the stop i-i. Since the secondary winding 8 then no If there is current, the bimetallic spiral i3 cannot be heated by the heating winding i i will. The outside temperature of -I- 20 ° also causes the bimetal spiral to heat up 13 to + 20 ', the rotating armature 6 still being held on the stop 14. The bimetallic spiral 13, which is only heated by the outside temperature of + 2o °, and thus the rotating armature () therefore retain their position as long as the high outside temperature of - [- 20 ° is available. The secondary winding 7 then carries an i maximum Stroni, whereas through the secondary winding 8 no current flows at all.

Steigt die Außentemperatur noch mehr. also über -I-- 20°, so wird sich an der Stellung der Bimetallspirale 13 und des Drehankers t; i nichts ändern. Bei einem Fallen der Temperatur unter -[- 2o' wird dagegen die Bimetallspiräle 13 den Drehanker 6 im Uhrzeigerdrehsinn verstellen, so daß durch die dabei auftretende Änderung der induktiven Verhältnisse die Sekundärwicklung 7 weniger Strom und die Sekundärwicklung 8 wieder Strom erhält.If the outside temperature rises even more. So over -I-- 20 °, so becomes at the position of the bimetallic spiral 13 and the rotating armature t; i don't change anything. If the temperature falls below - [- 2o ', however, the bimetallic spirals will 13th adjust the pivot armature 6 in a clockwise direction, so that by the occurring Change in the inductive conditions, the secondary winding 7 less power and the Secondary winding 8 receives power again.

Der Drehanker 6 wird also von der Bimetallspirale 13 in der einen oder andern Richtung verstellt, wobei diese Verstellungen nicht nur in Abhängigkeit von der Außentemperatur, sondern zufolge der von. der Heizwicklung i i erzeugten Wärme in Abhängigkeit von den Witterungsverhältnissen, wie Wind, Regen, Sonne, Schnee, Wärmeabstrahlungen u. dgl., überhaupt stehen, da ja der Außenthermostat nicht nur der Temperatur, sondern der Witterung überhaupt ausgesetzt ist, sä daß j e nach den herrschenden Witterungsverhältnissen mehr oder weniger Wärme von den Thermostaten abgegeben wird. So werden die Wärmeverluste im Innern des Außenthermostaten demnach nicht nur bei sinkender Temperatur, sondern auch bei Windanfall und ähnlichen Erscheinungen größer. In einem solchen Fall erfolgt dann die Verstellung des Drehankers 6 im Uhrzeigerdrehsinn in einem stärkeren Maße, als es der augenblicklich herrschenden Temperatur entspricht. Es sei noch erwähnt, daß, wenn beispielsweise bei einem geforderten Grenzregelwert von -2O° ebenfalls noch Windanfall oder andere ähnlich wirkende Erscheinungen Berücksichtigung finden sollen, dann natürlich der Induktionsregler so eingestellt sein muß, d.aß der Drehanker 6 lediglieh bei Vorhandensein einer Außentemperatur von -2o° noch nicht an dem Anschlag 15 zum Anliegen kommt, sondern daß vielmehr noch ein gewisser Bewegungsbetrag für die Berücksichtigung des Windanfalles zur Verfügung steht. Der Drehanker 6 wird dann erst bei -2o° und bei einem bestimmten Windanfall an dem Anschlag 15 anliegen.The pivot armature 6 is so of the bimetallic spiral 13 in one or adjusted in another direction, these adjustments not only as a function on the outside temperature, but rather on that of. the heating coil i i generated Heat depending on the weather conditions, such as wind, rain, sun, snow, Heat radiation and the like, are at all, since the external thermostat is not only the temperature, but the weather in general, see that j e after the prevailing weather conditions more or less heat from the thermostats is delivered. This is how the heat losses inside the external thermostat are accordingly not only when the temperature drops, but also when there is wind and similar phenomena greater. In such a case, the rotary armature 6 is then adjusted in a clockwise direction to a greater extent than corresponds to the current temperature. It should also be mentioned that if, for example, at a required limit control value of -2O °, wind or other similar phenomena are also taken into account should find, then of course the induction regulator must be set so that the swivel armature 6 only in the presence of an outside temperature of -2o ° does not come to rest on the stop 15, but rather that a certain one Movement amount for the consideration of the wind is available. Of the Rotary anchor 6 is then only at -2o ° and with a certain amount of wind at the stop 15 are present.

Der in der Sekundärwicklung 7 fließende und durch die temperaturabhängige Verstellung des Drehankers 6 geänderte Strom wird der Heizwicklung g des Anlegethermostaten fo zugeführt. Die Heizwicklung 9 wird dann jeweils, eine diesem Strom entsprechende Wärme entwickeln. Diese Wärme, die, wie aus dem vorher Gesagten hervorgeht, um so größer sein wird, j e höher die Außentemperatur ist, wirkt als zusätzliche Wärme zu der vom Vorlaufrohr abgegebenen Wärme. Die Wärme der Heizwicklung 9 wird daher mit der Vorlauftem2eratur das Öffnen und Schließen des Bimetallkontaktes 18 mitbestimmen. Ist die Außentemperatur hoch, so wird auch die jetzt größere Wärme des Heiz-: widerstandes 9 ein entsprechendes früheres öffnen des geschlossenen Bimetallkontaktes 18 als bei niedrigerer Außentemperatur bewirken. Der Vorgang in dem Anlegethermostaten io ist also der, daß bei Erreichung eines bestimmten, von der Wärme der Heizwicklung 9 und des Vorlaufrohres herbeigeführten Wärmezustandes der auf das Regelorgan i9 einwirkende geschlossene Bimetallkontakt i8 geöffnet wird, und zwar wird dieser um so früher geöffnet, je größer die sich direkt propo.rtional mit der Außentemperatur ändernde Wärmewirkung des Heizwiderstandes 9 ist. Durch das Öffnen des Bimetallkontaktes 18 wird in bekannter Weise das Regelorgan i9 geschlossen. bzw. ausgeschaltet, wodurch die Vorlauftemperatur nach einer gewissen Zeit wieder sinkt. Nach einem bestimmten Sinken dieser Vorlauftemperatur wird schließlich der Anlegethermostat io so weit abgekühlt sein, daß der Bimetallkontakt 18 wieder geschlossen wird. Das Regelorgan i9 wird dann wieder geöffnet bzw. eingeschaltet, wodurch der bereits beschriebene Vorgang wiederholt wird.The flowing in the secondary winding 7 and due to the temperature dependent Adjustment of the rotating armature 6 changed the current of the heating winding g of the contact thermostat fed fo. The heating coil 9 is then in each case a corresponding to this current Develop warmth. This warmth, which, as is evident from the foregoing, is all the more so will be larger, the higher the outside temperature is, acts as additional heat to the heat given off by the flow pipe. The heat of the heating coil 9 is therefore with the flow temperature co-determine the opening and closing of the bimetal contact 18. If the outside temperature is high, the now greater heat from the heating resistor will also be 9 a corresponding earlier opening of the closed bimetal contact 18 than effect at lower outside temperature. The process in the strap-on thermostat io is the fact that when a certain level is reached, the heat of the heating coil 9 and the flow pipe brought about the heat state of the control element i9 acting closed bimetal contact i8 is opened, namely this one the earlier opened, the greater the directly proportional to the outside temperature changing thermal effect of the heating resistor 9 is. By opening the bimetal contact 18 the control element i9 is closed in a known manner. or switched off, whereby the flow temperature drops again after a certain time. After a certain If this flow temperature drops, the contact thermostat will eventually go so far be cooled that the bimetal contact 18 is closed again. The regulating body i9 is then opened or switched on again, whereby the already described Process is repeated.

Aus der geschilderten Wirkungsweise der Regelanordnung kann also erkannt werden, daß derdasRegelorgan i9 steuernde Bimetallkontakt 18 jeweils in Abhängigkeit von der Witterung und der Vorlauftemperatur geändert wird, was sich derart auswirkt, daß die zu regelnde Raumtemperatur im wesentlichen konstant bleibt. Dabei erfolgt die Einregelung der Raumtemperatur ohne Verwendung von dem Verschleiß unterworfenen Kontakten im Außenthermostat.From the described mode of operation of the control arrangement can therefore be recognized that the regulating element i9 controlling bimetal contact 18 in each case as a function is changed by the weather and the flow temperature, which has such an effect that the room temperature to be controlled remains essentially constant. This takes place the regulation of the room temperature without using the subject to wear and tear Contacts in the external thermostat.

An Stelle des Drehtransformators kann natürlich auch ein anderer Induktionsregler treten. So könnte für den. Induktionsregler ein Regeltransformator ohne drehbaren Teil verwendet werden. Hierbei könnte beispielsweise im Kraftlinienweg des Regeltransformators eine Wärmelegierung liegen, deren Permeabilität in Abhängigkeit von der Außentemperatur geändert wird. Auch ist es denkbar, daß der Kern des Regeltransformators einen von einer Bimetallfeder verstellbaren, die Stärke des Magnetflusses änderbaren Eisenteil aufweist. Der Induktionsregler kann auch eine Regeldrossel sein, deren Selbstinduktionskoeffizient von dem temperaturempfindlichen Mittel beeinflußt wird. Durch geeignete Bemessung des Induktionsreglers kann dessen Verlustwärme auch für die Erwärmung des thermoempfindlichen Mittels verwendet werden, so daß eine besondere Heizwicklung nicht mehr notwendig ist. Der Außenthermostat wird zweckmässigerweise so ausgebildet, daß die Bimetallspirale ohne Öffnung des Gehäuses, also von außen, verstellt werden kann. Ebenso kann man auch die, Heizwicklung und die Bimetallspirale, um teeren Beeinflussung von der Verlustwärme des Induktionsreglers zu verhindern, in einem besonderen Gehäuse anordnen. Selbstverständlich kann ,die Betätigung des Regelorganes von dem Innenthermostaten auch auf mechanischem Wege bewerkstelligt werden.Instead of the rotary transformer, another induction regulator can of course also be used step. So could for the. Induction regulator a regulating transformer without a rotatable Part to be used. For example, this could be in the path of the force lines of the regulating transformer a thermal alloy whose permeability depends on the outside temperature will be changed. It is also conceivable that the core of the regulating transformer is one of a bimetal spring adjustable, the strength of the magnetic flux changeable iron part having. The induction regulator can also be a regulating throttle whose self-induction coefficient is influenced by the temperature sensitive agent. By appropriate dimensioning of the induction regulator can use its heat loss also for the heating of the thermosensitive Means are used, so that a special heating coil is no longer necessary is. The external thermostat is expediently designed so that the bimetallic spiral can be adjusted without opening the housing, i.e. from the outside. Likewise you can also the, heating coil and the bimetallic spiral to prevent tarry influence from the Heat loss to prevent the induction regulator in a special Arrange the housing. Of course, the actuation of the control organ of the Indoor thermostats can also be done mechanically.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Regulator intended for regulating the internal temperature of buildings, in which the auxiliary heating of an internal thermostat monitoring the control element of the heating system is controlled by an external thermostat, characterized in that the auxiliary heating of the internal thermostat is controlled by an induction regulator of the external thermostat, the inductance of which is changed by a temperature-sensitive means will.

2. Regulator according to claim i, characterized in that the Induction regulator is a regulating transformer.

3. Regulator according to claim. 2, thereby characterized in that the rotating armature of a rotary transformer is separated from the temperature-sensitive Means is adjusted and one connected to the auxiliary heating of the internal thermostat Winding wears.

4 .. Regulator according to claim 3, characterized in that the rotating armature a second winding offset by 90 ° with respect to the other winding, with auxiliary heating the winding connected to the external thermostat.

5. Regulator according to claim i, characterized characterized in that the induction regulator is a control throttle.

6. Regulator according to claim i, characterized in that the temperature sensitive means is a bimetal spiral which adjusts an organ that changes the inductance of the induction regulator.

7. Regulator according to claim i, characterized in that the temperature-sensitive Means an arranged in the magnetic circuit of the induction regulator, the inductance is a heat alloy that changes depending on the outside temperature. B. controller after Claim i, characterized in that the internal thermostat is a contact thermostat is trained.