DE9414486U1

DE9414486U1 - Regelung für eine witterungsgeführte Heizungsanlage

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Publication number: DE9414486U1
Application number: DE9414486U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-06-01
Filing date: 1994-09-07
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2004-09-08

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Regelung für eine witterungsgeführte Heizungsanlage, die einen Außenteperaturfühler umfaßt.

Bisherige Heizungsregelungssysteme weisen meist nur einen Außentemperaturfühler auf. Dieser reagiert auf äußere Temperaturänderungen, indem der aus einem temp er a tür abhängigen Widerstand bestehende Außenfühler über eine Regelungselektronik indirekt einen Mischer bzw. direkt den Wärmeerzeuger steuert und bei Erreichen einer eingestellten Heizungsgrenze (z.B. Außentemperatur > 22⁰C) die Beheizung abstellt, bei Unterschreiten einschaltet.

Sollte während einer längeren Zeit eine höhere Außentemperatur herrschen, bleibt die Heizung abgeschaltet. Liegt die Außentemperatur _r beispielsweise morgens oder bei einem Temperatursturz unter dem Abschaltwert der Heizgrenze, so wird geheizt, obwohl je nach Isolation des Hauses die Wohnräume immer noch ausreichend warm sind. Der Bewohner muß deswegen von Hand die Temperatur der Heizkörper nachregeln.

Dieser Effekt verstärkt sich noch bei Einrohr-Heizungsanlagen, die bevorzugt mit Konvektorheizkörpern ausgerüstet sind und so eine sehr hohe Vorlauf temperatur benötigen. Obwohl ein Dreiwegeventil den Zulauf zu dem Heizkörper· sperrt, entsteht aufgrund der hohen Vorlauftemperatur eine überhöhte Wärmeübertragung auf die Heizkörper. Diese Wärme wird vom Heizkörper abgestrahlt und von einem Wärmemengenzähler erfasst. Dies bedeutet, daß Heizkosten bezahlt werden müssen, obwohl nicht geheizt werden möchte.

Eine allein von einem Raumtemperaturfühler abhängige Regelung ist problematisch, weil beispielsweise für ein Mehrfamilienhaus ein Raum als Referenzraum verwendet werden müsste. Die

Raumtemperatur wird jedoch von den Bewohnern individuell gestaltet .

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Regelung und eine Anordnung zu schaffen, die entweder auf den Außenfühler oder direkt auf den Wärmeerzeuger so einwirkt, daß nur geheizt wird, wenn es tatsächlich notwendig ist.

Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1, in Anspruch 8 oder Anspruch 9 aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Regelung wird zusätzlich zur Außentemperatur indirekt die Temperatur in den Wohnräumen, vorzugsweise die Temperatur des Mauerwerks mittels eines Temperatursensors gemessen.

Die Regelung kann bei einer ersten Ausführungsform direkt auf den Außenfühler einwirken _t indem ein höherer Wert der Außentemperatur simuliert wird, um die Schaltbereiche für das Unterbrechen bzw. Wiedereinschalten in den Heizungsbetrieb zu verschieben.

Bei einer zweiten Aus führungs form wirkt, die Regelung unmittelbar auf den Wärmeerzeuger und/oder auf die Umwälzpumpen ein, indem die Schaltbereiche für das Unterbrechen bzw. Wiedereinschalten in den Heizungsbetrieb verschoben werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist: der im Mauerwerk vorgesehene Temperatursensor unmittelbar mit dem Außentemperaturfühler zu verbinden. Eine zusätzliche Regelung ist nicht notwendig.

Ein Vorteil der Erfindung ist es, daß die Regelung mit dem Temperatursensor neben dem ohnehin vorhandenen Außentempera— turfühler leicht nachrüstbar bzw. bei einem Neueinbau leicht ohne weiteres Verlegen von Verbindungskabeln mit dem Außentemperaturfühler zu kombinieren ist.

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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß durch die zusätzliche Temperaturmessung im Mauerwerk Energie gespart werden kann, indem die im Mauerwerk gespeicherte Energie nun direkt gemessen wird und nur bei Unterschreiten eines definierten Temperaturwerte im Mauerwerk geheizt wird. Ein anderer Vorteil ergibt sich aus der Anordnung des Mauerwerkfühlers. Eine Möglichkeit der Anordnung besteht darin, daß der mit dem Außentemperaturfühler verbundene Temperatursensor unmittelbar auf den Wärmeer2euger bzw. dessen vorhandene Regelung einwirkt. Hierdurch wird der für die Heizung maßgebliche Temperaturwert aus der Kombination von Außentemperatur und Mauertemperatur ermittelt.

Die ünteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung an.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispial der Erfindung, das in den Zeichnungen dargestellt ist, nätier erläutert; in den Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung der Regelung und deren Anordnung,

Fig. 2 einen Stromlauf plan des Regelkreises, jedoch ohne dargestellte Stromversorgung.

Das in Fig. 1 und 2 wiedergegebene Auisführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist für eine bestimmte Anwendung, nämlich zur Steuerung der Freicjabe oder Unterbrechung des Heizbetriebes oder zur Simulation eines höheren Außentemperaturwertes vorgesehen.

Die Regelung 1 besteht im wesentlichen aus einer Stromversorgung 8, einer numerischen Anzeige 17, gekoppelt mit einer Ta-Statur 11, 12, 13, 14, 15 und einem Regelschaltkreis 9 und einem Anschluß für den Außentemperaturfühler 3 und einem weiteren Anschluß für den zusätzlichen Temperatursensor 2.

Der Temperatursensor 2 ist so gestaltet, daß dieser Mk einer Außenwand, vorzugsweise im Mauerwerk 16 plaziert werden kann.

Dieser Temperatursensor 2 mißt einen Wert, der zwischen der Innentemperatur des Raumes und der Außentemperatur liegt. Durch, die wärmspeichernde Eigenschaft des Mauerwerks 16 mißt der Temperatursensor nicht die tatsächliche Raumtemperatur und nicht die tatsächliche Außentemperatur, sonderen die momentan gespeicherte Energie im Mauerwerk 16 in Form von Temperatur. Von einem Bewohner eines Raumes wird die Raumtemperatur nur dann als angenehm empfunden, wenn die warme Luft gleichmäßig, d. h. sowohl oben im Raum als auch unten im Raum verteilt ist. Bei kaltem Mauerwerk steigt warme Luft nach oben, die bodennahe Luft bleibt kalt. Es entsteht daduirch keine Luftzirkulation.

Ist jedoch der Raum solange geheizt worden oder die Außentemperatur so hoch, daß das Mauerwerk 16 die Wärme aufgenommen und gespeichert hat, steigt die warme JLuft nach oben, und die bodennahe Luft wird durch die Wärme des Mauerwerkes 16 aufgewärmt. Aus diesem Grunde ist die Mauertemperatur eines Gebäudes für die Behaglichkeit des Wohnens ganz entscheidend.

Die Regelung 1 erfaßt daher indirekt die gespeicherte Wärme im Mauerwerk. Gegebenenfalls wird dadurch eine Beheizung (wenn eine außentemperaturabhängige Wärmeanforderung besteht) abgeschaltet .

Das Abschalten der Heizungsanlage erfolgt bei Überschreiten eines voreingestellten Mauertemperaturwertes durch Simulieren einer höheren Außentemperatur an dem mit der vorhandenen Regelung der witterungsgeführten Heizungsanlage verbundenen Außentemperatur fühl er, indem ein zu dem temperaturabhängigen Widerstand des Außentemperaturfühlers 3 ein Simulations-Widerstand in Reihe oder parallel geschaltet wird. Dieser Fall tritt dann ein, wenn die Außentemperatur niedrig ist, aber dennoch die Räume des zu beheizenden Gebäudes aufgrund ent-

- 5 sprechender Mauertemparatur noch ausreichend warm sind.

Das Wiedereinschalten der Heizungsanlage erfolgt bei Unterschreiten eines bestimmten Mauertempera/turwertes durch Trennen des Simulationswiderstandes vom Außentemperaturfühler 3, so daß nur der Äussentemperaturfühler 3 aktiv ist.

Sollte keine Regelung für die Heizungsanlage vorhanden sein, können z. B. auch/oder zusätzlich die Umwälzpumpe, ein Mischventil, ein Öl- oder Gasbrenner, etc. aus- bzw. eingeschaltet werden.

Sollte ein Fehler in dieser Steuerung vermutet werden, wird durch Abschalten der Betriebsspannung durch einen Wippschalter 7 der Normalzustand hergestellt _t d. h. die Regelung verhält sich so, als ob sie nicht vorhanden wäre.

Eine Speicher-Flip-Flop-Schaltung 4 (Fig. 2) ermöglicht ein Unterbrechen und Wiedereinschalten in den Heizungsbetrieb, die in Anhängikeit der frei wählbaren Schalthysterese wirksam wird. Ein Oberschreiten der maximalen Schalttemperatur setzt das Flip-Flop 4 und bewirkt die Heizungsabschaltung (über Relais Rl oder Relais R2 oder Relais Rl und Relais R2). Das Rücksetzen des Flip-Flop 4 erfolgt erst bei Unterschreiten der minimalen Schalttemperatur und nicht etwa schon beim Unterschreiten der maximalen Schalttemperatur.

Eine Akkupufferung 26 mit einem Akkumulator 25 dient bei Metzausfall zur Datensicherung der im Anzeigemodul gespeicherten Werte (max./min. Schalttemperatur, Freigabe der Schaltungsausgänge etc.)

Funktionsweise;

Die Abfrage der eingestellten "HI"-Schalttemperatur erfolgt durch Drücken einer Taste 13. Die Abfrage der eingestellten

"LO"-Schalttemperatur erfolgt durch Drücken einer Taste 14. Der Schaltbereich HI-LO ist als Bereich, definiert, in dem der Außentemperaturfühler 3 nicht aktiviert bzw. wirksam ist. Durch Parallelschalten eines weiteren Widerstands zu dem Aussentemperaturfühler 3 kann auch eine höhere Außentemperatur als die tatsächliche simuliert, so daß die Heizung abgeschaltet bleibt.

Die Schaltpunkte Heizungsunterbrechungen (= HI) bzw. zurück zum normalen Heizbetrieb (= LO) sind in Schritten von 1°C frei wählbar.

Die Heizungsausschalttemperatur (= HI) wird eingestellt durch Drücken und Halten der Taste 13, mit der Taste 12 tippt man dann die gewünschte Temperatur ein. Dauerdruck auf die Taste 12 bewirkt einen schnellen Temperaturvorlauf.

Die Heizungseinschalttemperatur (= LO) wird eingestellt durch Drücken und Halten einer Taste 14, mit der Taste 12 tippt man nun die gewünschte Temperatur ein. Dauerdruck auf die Taste 12 bewirkt einen schnellen Temperaturvorlauf.

Aktiviert wird der HI-Schaltausgang durch Drücken und Halten der Taste 13 sowie einmaligem Tippen einer Taste 11» Wiederholtes Betätigen der Taste 11 reaktiviert den Schaltausgang wieder. Analog dazu wird LO-Schaltausgang aktiviert/reaktiviert, nur daß dazu anstelle der Taste 13 die Taste 14 verwendet wird.

In der numerischen Anzeige wird die gemessene Wandtemperatur angezeigt. Sind "HI¹*- und "LO"-Schaltpunkte eingegeben und die Schaltausgänge aktiviert worden, wird das durch HI und LO im Display angezeigt. Einmaliges Drücken einer Taste 15 schaltet in den Minimum- und Maximumtemperaturspeicher um. Hier werden nach Auswahl von HI/LO also Drücken der Taste 13 oder der Taste 14 die gespeicherten Temperaturen angezeigt. Nochmaliger Druck der Taste 15 schaltet in Normalbetrieb zurück.

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Die gespeicherten Minimalwerte werden auf die momentane Wandtemperatur durch Drücken und Halten der Taste 14 sowie einmaligem Drücken der Taste 15 zurückgesetzt. Analog dazu wird zum Zurücksetzen der Maximalwerte die Taste 13 gedrückt.
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Eine Leuchtdiode 20 2eigt die Betriebiäbereitschaft der Regelung an. Eine weitere Leuchtdiode 21 zeigt an, daß der Heizbetrieb unterbrochen ist (die Wandtemperatur ist so hoch, daß keine Beheizung notwendig ist). Eine andere Leuchtdiode 22 zeigt an, daß normaler Heizbetrieb aktiv ist. Eine weitere Leuchtdiode 23 zeigt an, daß mindestens! eine der eingestellten Schaltpunkte überschritten wurde.

Da der Außentemperatürfühler 3 meist mit einem dreiadrigen Kabel versehen ist, wobei jedoch nur zwei Adern benötigt werden, kann hierzu der Temperatursensor 2 besonders bei Nachrüstung einfach parallel geschaltet werden, indem die dritte Ader und ein Massepotential des Außentemperaturfühlers 3 verwendet wird.
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Die dargestellte und beschriebende Regelungsvorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ist als reines Ausführungsbeispiel zu verstehen, auf das die Erfindung keineswegs begrenzt ist. Vielmehr wird ein auf die notwendigsten Merkmale sowie ein auf Abwandlungen und Ersatzlösungen von diesem Beispiel gerichteter Schutz beansprucht, wofür entsprechende Ansprüche nach— gereicht werden.

Claims

Ansprüche

1. Regelung für eine witterungsgeführte Heizungsanlage, die einen Außentemperaturfühler umfaßt, dadurch gekennzeich net, daß ein Regelschaltkreis (9) unter anderem mit einem Anschluß für einen - im Gebrauch - im Mauerwerk (16) angeordneten Temperatursensor (2) vorgesehen ist. 10

2. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelschaltkreis (9) mit dem Temperatursensor (2) so mit der Regelung der witterungsgeführten Heizungsanlage verbunden ist, daß der Regelschaltkreis (9) auf die Regelung einwirkt.

3. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelschaltkreis (9) mit dem Temperatursensor (2) so mit dem Außentemperatur fühl er (3) verbunden ist, daß der Regelschaltkreis (9) auf den Außentemperatur fühl er (3) einwirkt.

4. Regelung nach Anspruch l bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung entweder durch den Temperatursensor (2) oder durch den Außentemperaturfühler (3) erfolgt.

5. Regelung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand., der über die Regelung regelbar ist, in Reihe zu dem Außentemperaturfühler (3) geschaltet ist, um einen höheren Wert des Außentemperaturfühlers (3) zu simulieren.

6* Regelung nach einem der Anspruch« 1 bis S, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Einstellung der oberen und unteren Schalttemperatur des Temperatursensors (2) Tastaturen (11, 12, 13, 14, 15) vorgesehen sind, die mit einer numerischen Anzeige (17) und dem Regelkreis (9) gekoppelt

sind.

7. Regelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (2) ein NTC-Widerstand ist.

8. Anordnung für eine witterungsgefütirte Heizungsanlage, die einen Außentemperaturfühler umfaßt, dadurch gekennzeich net, daß ein unmittelbar an die Regelung (1) angeschlossener Temperatursensor (2) - im Gebrauch - im Mauerwerk

(16) angeordnet ist.

9. Anordnung für eine witterungsgefütirte Heizungsanlage, die einen Außentemperaturfühler umfaßt, dadurch gekennzeich net, daß ein unmittelbar an die Regelung der witterungsgeführten Heizungsanlage angeschlossener Temperatursensor (2) - im Gebrauch - im Mauerwerk (16) angeordnet ist.

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