DE8127833U1 - Bestueckte leiterplatte fuer die steuerung von raumheizungsanlagen - Google Patents

Description

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Anmelderin: Wip Meß- und Regelarmaturen Vertriebsgesellschaft mbH, Langenhorner Weg 35, 2000 Norderstedt

Bestückte Leiterplatte für die Steuerung von Raumheizungsanlagen

Die Neuerung betrifft eine bestückte Leiterplatte für die elektrische Steuerung von zeitweise temperaturabsenkbaren Raumheizungsanlagen, insbesondere Fußbodenheizungsanlagen, deren Heizkörpertemperatur mittels stromgeführter Thermostate und elektrisch gesteuerter Ventile geregelt wird, wobei auf der Plattenbestückungsseite eine Vielzahl von Klemmen für den Anschluß der Thermostate und Ventile in zu Reihen geordneten Gruppen vorgesehen ist und wobei einige der Klemmen untereinander und weitere Klemmen zusätzlich mit weiteren Bestückungsteilen der Leiterplatte durch feste Leiterbahnen auf der Plattenrückseite elektrisch verbunden sind.

Bei einer bekannten Leiterplatte dieser Art ist jede für den elektrischen Anschluß der Thermostate und Ventile bestimmte Klemmengruppe aus Klemmen unterschiedlicher Funktion zusammengesetzt, so daß je Klemmengruppe sechs Klemmen erforderlich sind, und zwar vier Klemmen für den Anschluß eines Thermostaten und zwei Klemmen für den Anschluß eines Ventiles, wobei jeder Klemmengruppe ein zu heizender Raum zugeordnet ist. Ferner ist die Leiterplatte so aufgebaut, daß mit ihrer Hilfe die Raumtemperatur zur Nachtzeit in mehreren Räumen abgesenkt werden kann. Hierzu wird die Leiter-

platte bereits herstellerseitig ausgebildet, und zwar dadurch, daß ausgewählte Klemmengruppen und damit die diesen Gruppen zugeordneten Räume hinsichtlich der Nachtabsenkung zu Einheiten zusammengefaßt sind, indem die betreffenden Klemmengruppen durch die üblichen Leiterbahnen auf der Rückseite der Leiterplatte unlösbar elektrisch miteinander verbunden sind. Es werden meistens drei Einheiten mit je variierender Klemmengruppenanzahl gebildet, wobei jeder Einheit eine wählbare Uhrzeit zugeordnet ist, so daß alle zu einer Einheit gehörenden Klemmengruppen bzw. Räume gemeinsam zu dieser Zeit angesteuert werden.

Diese bekannte Leiterplatte ist mit mehreren Nachteilen behaftet. Ein Nachteil besteht darin, daß alle Klemmengruppen hinsichtlich der Temperaturabsenkung- herstellerseitig vorverschaltet sind und daß nur innerhalb einer Gruppeneinheit gewählt werden kann, ob alle Gruppen der betreffenden Einheit und damit die den Gruppen zugeordneten Räume an Nachtabsenkung angeschlossen werden sollen. Wenn nach Installation der Leiterplatte die Temperatur eines Raumes der einen Gruppeneinheit zu einer anderen Zeit abgesenkt werden soll, so ist dies nur möglich, wenn eine Gruppe einer Einheit frei ist. Weiterhin ist nachteilig, daß je Leiterplatte nur acht Klemmengruppen (entsprechend acht Räumen) vorgesehen sind, was für viele Anwendungsfälle nicht ausreicht. Man verwendet dann eine zusätzliche Leiterplatte, die jedoch keine steuernden Bestückungsteile aufweist.

Es ist verständlich, daß, um den praktischen Bedürfnissen gerecht zu werden, eine relativ große Typenanzahl an Leiterplatten hergestellt und vorrätig gehalten werden muß und daß in dem einen oder anderen Fall sine Sonderanfertigung erforderlich ist, was sich insgesamt in relativ hohen Herstellungs- und Lagerungskosten auswirkt. Schließlich ist es für den Heizungsinstallateur erforderlich, einen Schaltplan des betreffenden Leiterplattentyps zu haben, um die richtige Temperaturabsenkungsverdrahtung der jeweiligen Gruppeneinheiten vornehmen zu können.

Die Aufgabe der Neuerung besteht in der Verbesserung einer bestückten Leiterplatte für die elektrische Steuerung von automatisch zeitweise temperatürabsenkbaren Raumheizungsanlagen, insbesondere Fußbodenheizungsanlagen, derart, daß am Einsatzort ohne Einschrän- ;kung in freier Wahl bestimmt werden kann, welche Räume an eine zeitweise Temperaturabsenkung angeschlossen werden sollen, und daß dies auf einfache sowie leicht nachprüfbare Weise durchführbar ist und hierzu nur äußerst wenige Leiterplattentypen erforderlich sind.

Die Lösung dieser Aufgabe geht von der einleitend angeführten Leiterplatte aus und kennzeichnet sich dadurch, daß jeweils alle

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mostate und Ventile bestimmt sind, zu je einer Klemmengruppe zusammengefaßt sind und daß die Klemmenanzahl der Klemmengruppen für den Temperatur-Absenkungsanschlußkontakt und für den Temperatur-Steueranschlußkontakt der Thermostate sowie der Klemmengruppe für den einen Anschlußkontakt der Ventile der Klemmenanzahl der vorgesehenen Ventile und zugehörigen Thermostate entspricht.

Mit einer derartigen Leiterplatte für den Einsatz bei elektrischen Steuerungen von Raumheizungsanlagen können im wesentlichen alle Anwendungsfälle insbesondere bei Privatwohnungen bedient werden. Bei Verwendung einer besonderen Ausführungsform einer solchen Leiterplatte ist nur ein einziger Leiterplattentyp erforderlich. Insonderheit kann der Heizungsinstallateur am jeweiligen Einsatzort je nach Wunsch die entsprechenden Räume einer Wohnung z.B. an Nachtabsenkung anschließen, und dies kann im Laufe der Zeit wunschgemäß ohne weiteres geändert werden. Ferner ist die Anklemmung der Thermostate und Ventile sowohl bei der Erstinstallation einer Heizungsanlage als auch bei einer evtl. späteren Änderung der anzuschließenden Räume einfach und sicher durchzuführen, da jede Klemmengruppe neben ihrer übersichtlichen und leicht zugänglichen Anordnung auf der Leiterplatte aufgrund der Gleichfunktionalität ihrer Anschlußklemmen nur für eine Aderfarbe zuständig ist, so daß Verdrahtungsfehler sofort augenscheinlich sind.

Ein weiterer. Vorteil ist darin zu sehen, daß diejenigen Klemmengruppen mit Klemmen gleicher Funktion, die über die Leiterbahnen

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auf der Rückseite der Leiterplatte mit den üblichen elektrischen und elektronischen Bestückungsteilen fest verschaltet sind, weniger Klemmen enthalten können als Thermostate und Ventile vorhanden sind, da gewisse Anschlußadern der Thermostate und Ventile gemeinsam an eine Klemme angeklemmt werden können. Damit ist Platz gewonnen für eine größere Anzahl der Klemmen für die anderen Klemmengruppen, so daß vergleichsweise mehr Thermostate und Ventile an eine Leiterplatte angeschlossen werden können. Dadurch erübrigt sich in einer beträchtlichen Anzahl der Anwendungsfälle die umständliche Zuschaltung einer weiteren Leiterplatte. Da diese weitere Leiterplatte keine steuernden Bestückungsteile, sondern ■■ . nur Klemmengruppen aufweist, wird sie aus Platzgründen oberhalb der ersten Leiterplatte montiert. Bei einem Auswechseln schadhafter Bestückungsteile muß daher zunächst die obere Leiterplatte demontiert werden, was zeitraubend und damit kostspielig ist. Diese Nachteile sind bei der neuerungsgemäßen Leiterplatte nicht gegeben.

Die Neuerung ist nachstehend anhand eines in der anliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Leiterplatte schematisch in Aufsicht, wobei auch die auf der Plattenrückseite befindlichen Leiterbahnen angedeutet sind,

Figur 2 die Leiterplatte nach Figur 1 in teilweiser Darstellung mit drei beliebig ausgewählten und an Nachtabsenkung angeschlossenen Räumen.

Auf einer aus Kunststoff bestehenden Platte 1 sind in üblicher Weise feste elektronische Leiterbahnen 2 vorgesehen, und zwar auf deren Rückseite, weshalb die Leiterbahnen schraffiert gezeichnet sind. Die dargestellte Vorderseite der Platte ist neben einer Vielzahl von Anschlußklemmen mit elektrischen und elektronischen Bauteilen bestückt, die nach bestimmten und bekannten Gesichtspunkten auf der Platte gruppiert angeordnet sind.

Der Bereich A der Platte umfaßt mehrere Anschlußklemmengruppen

für die Stromversorgung der auf der Platte selbst montierten Be- | stückungsteile und für von der Platte aus gesteuerte Geräte, wie z.B. die Heizungsumwälzpumpe und die Zeitschaltuhr (beides nicht gezeigt), sowie für weitere Klemmengruppen, die noch erläutert werden. Die Gruppe 3 ist für den Netzanschluß der Platte, die Gruppe 4 für den Antrieb der Zeitschaltuhr, die Gruppe 5 für einen Aus-Schalter mit angeschlossener Betriebsbereitschaftslampe 6 und die Gruppe 7 für den Umwälzpumpenanschluß bestimmt.

Der Bereich B weist Steuerungsteile auf, die im wesentlichen aus einer austauschbaren, für den Betrieb der Umwälspumpe bestimmten Einheit 8, die neben einem Relais elektronische Bauteile, Widerstände, Kondensatoren usw. enthält, Anschlußkontakten 9 und Sicherungen 9a für einen Transformator (nicht gezeigt) sowie aus Anschlußkontakten 10 für die Steuerseite der erwähnten Zeitschaltuhr bestehen. Weiterhin weist der Bereich B eine mit der Einheit

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8 zusammenarbeitende Anordnung 11 aus im wesentlichen Dioden auf. Die leiterbahnenmäßige Verschaltung der Bereiche A und B ist aus Figur 1 klar zu erkennen und ferner Stand der Technik_p so daß die Verschaltung dem Fachmann keine Verständnisschwierigkeiten bereitet.

Die erwähnte Zeitschaltuhr ist vorzugsweise eine sogenannte Mehrscheibenuhr, d.h. daß mehrere Zeitwählscheiben vorgesehen sind, die . je für gleiche und/oder unterschiedliche Zeitraumzyklen ausgebildet sind. Ferner sind die Scheiben auch so gestaltet, daß innerhalb jedes Zyklus zu beliebigen Zeitpunkten Schaltimpulse für die Absenkung und Anhebung der Heizkörpertemperatur abgegeben werden können. Für Privatwohnungen werden vorteilhaft wenigstens zwei Scheiben für je einen 24h-Zyklus vorgesehen sein, um verschiedene Räume zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines Tag-Nachtrhythmus bedienen zu können. Die hierfür vorgesehenen Anschlußkontakte 10 bestehen aus den Kontaktsätzen 10a und 10b, wobei noch ein weiterer Kontaktsatz 10c vorgesehen ist, so daß eine Dreischeiben-Zeitschaltuhr angeschlossen werden kann.

Der Bereich C in Figur 1 enthält diejenigen Klemmengruppen, an die die einzelnen Adern der von den stromgeführten Thermostaten und '■§ elektrisch gesteuerten Heizkörperventilen ankommenden elektrischen Leitungen in weiter unten erläuterter Weise anzuschließen sind.

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Es sind vier Klemmengruppen 12, 13, 14 und 15 für den elektrischen Anschluß der Thermostate T und zwei Klemmengruppen 16 und 17 für den elektrischen Anschluß der Ventile V auf der Platte 1 befestigt. Jede Klemmengruppe besteht aus schematisch dargestellten, in Reihenform angeordneten Klemmen bekannter Bauart.

Vorschlagsgemäß besteht jede Klemmengruppe aus Klemmen gleicher Funktion, d.h.mit den Klemmen der betreffenden Klemmengruppen werden nur- die Anschlußkontakte der Thermostate T und Ventile V mit der gleichen Funktion verbunden,wie eine Betrachtung der beiden Figuren 1 und 2 ergibt. Die Anschlußkontakte der Thermostate T sind mit T1, T2, T3 sowie T4 und diejenigen der Ventile V mit V1 und V2 bezeichnet. Diese Bezeichnung ist auch bei den entsprechenden Klemmengruppen auf der Platte 1 zu finden, wie aus Figur 2 klar zu erkennen ist.

Während die Klemmen der Klemmengruppen 14, 15 und 16 in der Anzahl der Anzahl der je Raum installierten Thermostate und Ventile entsprechen, also vollzählig sind (Bezifferung 1 bis 16), kann die Klemmenanzahl der übrigen Klemmengruppen 12, 13 und 17 geringer sein, weil an eine Klemme mehrere Adern angeschlossen werden dürfen. Ferner sind die Klemmen der Klemmengruppen 12, 13, 15, 16 und 17 durch die Leiterbahnen 2 auf der Plattenrückseite untereinander und mit den Plattenbereichen A und B vorverschaltet, wie aus Figur 1 ersichtlich ist. Die Klemmen der Klemmengruppe 14 sind

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beim Beispiel nach Figur 1 weder untereinander noch mit den Be<reichen A und B durch Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden.

Die vollzähligen Klemmengruppen 14, 15 und 16 sind auf der Bestückungs seite der Platte 1 einander parallel gegenüberliegend befestigt, wobei die Gruppe 14 aus Gründen der noch leichteren und sicheren Verdrahtung in Bezug auf diese drei Gruppen als äußere Gruppe vorgesehen ist. . .

Der Verdrahtungsvorgang zwecks Anschließens beliebiger Räume mit dem Ziel einer Temperaturabsenkung in diesen Räumen während der Nachtzeit (Nachtabsenkung) ist folgender. Hierzu sei angenommen, daß die Temperatur in den beliebig ausgewählten Räumen 1,5 und zu ein und demselben Zeitpunkt abgesenkt werden soll. Es ist natürlich klar, daß für diese Räume je ein Thermostat T und ein Ventil V für die betreffenden Heizkörper oder dergleichen vorhanden sind=, In Figur 2 sind der Einfachheit halber von beidem nur ein Exemplar schematisch angedeutet, die baulich auch zu einer Einheit zusammengefaßt sein können.

Vorausgesetzt sei ferner, daß die Verdrahtung für die Regelung der an den Thermostaten eingestellten, gewünschten Raumtemperatur erfolgt ist. Dies ist in Figur 2 für den Raum 1 durch die vollständig gezeichneten Adern 18, 19, 20, 21 und 22 und für die Räume 5 und 16 durch teilweise gezeichnete Adern dargestellt. Dabei

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verbindet die Ader 20 den Anschlußkontakt T4 des bzw. der Thermostate T mit der Klemmengruppe 15, die mit der Klemmengruppe 16 für das bzw. die Ventile V durch die erwähnten Leiterbahnen vorverschaltet ist. Über diesen Anschlußkontakt T4 wird somit das Ventil V bzw. werden die Ventile V zur Einhaltung der gewünschten Raumtemperatur gesteuert.

Um nun die vorstehend erwähnte, regelmäßig in den Räumen 1,5 und 16 herrschende Temperatur zu einem gemeinsamen Zeitpunkt abends abzusenken und morgens wieder auf den gewünschten Wert anzuheben, wird von dem zugehörigen Kontaktsatz 10a der Zeitschaltuhr eine Ader 23 z.B. zur Klemme 16 (= Raum 16} der Klemmengruppe 14 verlegt. Von dem Temperatur-Absenkungsanschlußkontakt T3 eines der Thermostaten T für die Räume 1, 5 und 16 wird eine Ader 24 z.B. zur Klemme 1 (= Raum 1) der Klemmengruppe 14 verlegt. Ferner werden zwei überbrückungsadern 25 und 26 von Klemme 1 zu Klemme 5 (= Raum 5) bzw. von Klemme 5 zur Klemme 16 der Gruppe 14 verlegt. Somit sind die Räume 1,5 und 16 zu einem gemeinsamen Zeitpunkt an die Nachtabsenkung angeschlossen, deren Zeitspanne an der den Kontaktsätzen 10a zugeordneten Zeitscheibe S1 der Zeitschaltuhr eingeschaltet ist.

Sollen andere, beliebig viele Räume zu einem anderen gemeinsamen Zeitpunkt an eine Nachtabsenkung angeschlossen werden, so werden die Kontaktsätze 10b der zweiten Zeitscheibe S2 der Zeitschaltuhr mit der Klemmengruppe 14 und einem ausgewählten Thermostaten T

- 13 wie zuvor beschrieben miteinander verdrahtet.

Bei Verwendung einer Zeitschaltuhr mit drei Zeitwählscheiben kann für einen oder mehrere weitere Räume zu einem noch anderen gemeinsamen Zeitpunkt eine zeitweise Temperaturabsenkung vorgesehen werden, wofür dann die Zeitwählscheibe S3 in Frage kommt.

Alle Klemmen jeder Klemmengruppe 14, 15 und 16 sind nebeneinander angeordnet und berühren einander. Jedoch sollen diese Gruppen auch dann je für sich als Klemmengruppen gelten, wenn diese Gruppen durch räumliche Abstände in Untergruppen aufgeteilt sind. Dies soll auch für die anderen Klemmengruppen 12, 13 und 17 gelten.

Es kann sich in der Praxis als vorteilhaft herausstellen, einen Plattentyp vorrätig zu haben, der nur für solche Anwendungsfälle in Frage kommt, bei denen eine Temperaturabsenkung und -erhöhung für die betreffenden Räume immer zu einem gemeinsamen Zeitpunkt vorgenommen werden soll. In diesem Fall kann so vorgegangen werden, daß die Klemmen der Klemmengruppe 14 bereits durch eine Leiterbahn (nicht gezeigt) auf der Rückseite der Platts 1 untereinander elektrisch verbunden sind. Dies hat eine Verdrahtungsvereinfachung für den Heizungsmonteur zur Folge, wobei die freie Wahl derjenigen Räume ,die gemeinsam an die Temperaturveränderung angeschlossen werden sollen, wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel uneingeschränkt und voll erhalten bleibt.

Es sei noch erwähnt, daß unter dem Begriff Heizkörper auch, die im Fußboden schlangenförmig verlegten Heizrohre einer Fußbodenheizung bzw. äquivalente Heizrohre einer Flächenheizung zu verstehen, sind.

Claims (4)

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1. Bestückte Leiterplatte für die elektrische Steuerung von zeitweise temperaturabsenkbaren Raumheizungsanlagen, insbesondere Fußbodenheizungsanlagen, deren Heizkörpertemperatur mittels stroingeführter Thermostate und elektrisch gesteuerter Ventile geregelt wird, wobei auf der Plattenbestückungsseite eine Vielzahl von Klemmen für den Anschluß der Thermostate und Ventile in zu Reihen geordneten Gruppen vorgesehen ist und wobei einige der Klemmen untereinander und weitere Klemmen zusätzlich mit weiteren Bestückungsteilen der Leiterplatte durch feste Leiterbahnen auf der Plattenrückseite elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

a) daß jeweils alle die Klemmen, die für gleichfunktionale Anschlußkontakte der Thermostate (T) und Ventile (V) bestimmt sind, zu je einer Klemmengruppe (12, 13, 14, 15, 16, 17) zusammengefaßt sind

b) und daß die Klemmenanzahl der Klemmengruppen (14, 15) für den Temperatur-Absenkungsanschluß-kontakt (T3) und für den Temperatur-Steueranschlußkontakt (T4) der Thermostate (T) sowie der Klemmengruppe (16) für den einen Anschlußkontakt (V1) der Ventile (V) der Klemmenanzahl der vorgesehenen Ventile (V) und zugehörigen Thermostate (T) entspricht. :

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2. Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Temperatur-Absenkungsanschlußkontakt (T3) der Thermostats bestimmte Klemmengruppe (14) leiterbahnenanschluSfrei vorgesehen ist. .

3. Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die vollzähligen Klemmengruppen (14, 15, 16) einander parallel gegenüberliegen.

4. Leiterplatte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der gleichfunktionalen Klemmen der übrigen Klemmengruppen (12, 13, 17) kleiner ist als die Anzahl der vollzähligen Klemmengruppen (14, 15, 16).