DK148457B - Udstyr til energibesparelse ved opvarmning eller koeling af rum - Google Patents

Description

148457

Den foreliggende opfindelse angår et udstyr til energibesparelse ved opvarmning eller køling af rum, hvilket udstyr indeholder i det mindste én rumtermostat, i det mindste én vindueskontakt, der overvåger et vindues lukketilstand, samt en styreindretning, 05 såsom en opvarmningsmodstand og/eller et Peltier-element, der forskyder rumtermostatens reaktionsværdi i forhold til rumtemperaturen, og hvor styreindretningen er sluttet til en lavspændingskilde igennem vindueskontakten.

Fra østrigsk patentskrift nr. 341156 kendes et udstyr af denne 10 type, hvori hver kontakt, som er knyttet til en dør eller et vindue i et lokale, påvirker en styreenhed, hvori der indgår et varmeelement, såsnart en dør eller et vindue åbnes. Den varme, som frembringes af det således aktiverede varmeelement, udløser rumtermostaten, hvis temperaturføler opfatter den udviklede varme som en 15 forhøjet rumtemperatur. Termostaten afbryder dermed energitilførs len til lokalets varmeanlæg, og denne afbrydelse opretholdes, sålænge døren eller vinduet står åbent.

De energibesparelser, som opnås på denne måde, kan ganske vist være af betydning i visse tilfælde, eksempelvis hvis en dør 20 eller et vindue utilsigtet eller på grund af en forglemmelse står åbent igennem længere tid. Under normale forhold, dvs. når vinduer åbnes for at udlufte et lokale, eller når en dør åbnes for at få adgang til eller fra lokalet, er den reelt opnåede energibesparelse imidlertid ret lav, idet sådanne åbninger af døre eller vinduer er af 25 kort varighed.

En energibesparelse af væsentlig større betydning opnås derimod ved at ændre rumtemperaturen, når et lokale henstår ubenyttet gennem længere tid, eksempelvis natten over eller gennem endnu længere tid.

30 Fra østrigsk patentskrift nr. 297.869 kendes et udstyr, der tager sigte på en sådan energibesparelse, og hvormed der fremkaldes en afbrydelse af energitilførslen til en varmeovn i et lokale, såsnart en dør til lokalet aflåses udefra.

Det er imidlertid uheldigt, at der foretages en afbrydelse af 35 energitilførslen, idet der derved opstår en meget uensartet opvarmning af de forskellige rum eller lokaler, eksempelvis i ubenyttede og benyttede lejligheder i en ejendom. Hvis normalt opvarmede rum 2 U8A57 grænser op til rum, der kun benyttes med mellemrum, opstår der således store temperaturforskelle over skillevæggene, og dette kan for det første give anledning til kondensation af fugt og heraf følgende skader, såsom svampe- og skimmelangreb. Desuden bliver 05 virkningsgraden for opvarmningen i huset eller ejendommen som helhed væsentligt forringet på grund af de store temperaturforskelle indvendigt i huset eller ejendommen.

I det først omtalte kendte reguleringsudstyr vil de samme ulemper, dvs. risiko for fugtskader samt lav total virkningsgrad, ”*0 også kunne optræde, idet der også i dette kendte udstyr sker en afbrydelse af længere varighed, når et vindue eller en dør efterlades åben gennem længere tid.

Udstyret ifølge opfindelsen, der er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne, afhjælper disse ulemper og 15 giver samtidig anledning til væsentlige energibesparelser. Udstyret er således baseret på en differentieret styring, idet en åbning af et vindue fremkalder en kraftigere indvirkning på termostaten end en aflåsning af en dør, men i intet af tilfældene sker der en fuldstændig afbrydelse af energitilførslen. Dette er en følge af dørlåskontak-20 tens specielle indkobling i udstyret ifølge opfindelsen. Med andre ord tages der hensyn til åbninger af vinduer på i og for sig kendt mide, idet der dog ikke sker en fuldstændig afbrydelse af energitilførslen, og i tillæg hertil fremkaldes der en mindre kraftig ændring, når en dør aflåses, og et rum henstår ubenyttet gennem 25 længere tid.

I forbindelse med de med udstyret ifølge opfindelsen opnåede energibesparelser skal det erindres, at energiforbruget ikke afhænger lineært af rumtemperaturen. I et varmeanlæg, som er forsynet med et udstyr ifølge opfindelsen, kan der således opnås væsentlige 30 energibesparelser, selv hvis aflåsning af døren til det pågældende lokale kun fremkalder en sænkning af rumtemperaturen på nogle få grader, eksempelvis fra 22°C til 18°C. Samtidigt giver en sådan temperatursænkning ikke anledning til en væsentlig temperaturforskel i forhold til tilstødende rum, og risikoen for fugtskader på 35 skillevægge er dermed ubetydelig.

Med et udstyr ifølge opfindelsen kan rumtemperaturen i løbet af hele den tid, hvorunder døren er låst, og rummmet derfor ikke 3 148ΛΒ7 benyttes, sænkes ! en bestemt udstrækning, eller ved køling kan en højere rumtemperatur tillades, og i begge tilfælde kan der opnås betragtelige energibesparelser, især når rummet ikke benyttes gennem længere tid. Omfanget af afvigelsen fra den på termostaten 05 indstillede temperatur vælges hensigtsmæssigt således, at den indstillede temperatur pi ny kan opnås i løbet af forholdsvis kort tid, eller således at der også ved sænket eller forhøjet temperatur hersker nogenlunde antagelige betingelser for en i rummet indtrædende person. I forbindelse med opvarmning har eksempelvis en sænkning 10 på ca. 6 K med udefra låste døre vist sig at være hensigtsmæssig, hvorimod en temperaturforhøjelse ved køling på ca. 3-6 K kan være hensigtsmæssig alt efter rumtermostatens indstilling. Når der er tale om køling, opnås ud over dette den fordel, at temperaturspringet imellem den eventuelt meget høje ydertemperatur og det klimatisere-15 de rum bliver formindsket.

Hvis et vindue åbnes, bliver rumtermostatens indkoblingspunkt forskudt forholdsvis langt, eksempelvis 10 K eller mere, hvorved energitilførslen til rummets opvarmning eller køling bliver meget stærkt formindsket.

20 I det følgende skal opfindelsen beskrives nærmere under hen visning til tegningen, hvor figurerne 1 og 2 viser koblingsdiagrammer over to forskellige udførelsesformer for opfindelsen.

En indretning 2 indkobler eller muliggør energitilførsel til opvarmning og/eller afkøling og styres af en rumtermostat 1 eller 1*.

25 Indretningen 2 kan eksempelvis være en elektrisk betjenelig ventil for en varmtvands- eller dampopvarmning, blæsemotoren for en elektrisk ovn, en varmepumpe eller et køleaggregat, hhv. et klimaaggregat, eller indretningen kan være et relæ, som styrer udstyr af denne type.

30 Rumtermostaten 1 eller 1' omfatter en termisk udløselig kontakt lås 3, som åbner eller lukker en afbryder 4 svarende til den indstil-, lede temperaturværdi ved overskridelser eller underskridelser af denne indstillede værdi. Kontaktlåsen kan naturligvis erstattes af en tilsvarende elektronisk kobling, der reagerer pi indstillelige 35 temperaturer, og i så fald er afbryderen 4 hensigtsmæssigt opbygget som en elektronisk afbryder.

I udførelsesformen ifølge figur 1 er der anbragt to opvarm- 148457 4 ningsmodstande 5, 5' 1 rumtermostaten, og et Peltier-element 6 er anbragt tæt ved kontaktlisen 3, og dermed er det muligt at forandre temperaturen i den umiddelbare nærhed af kontaktlisen og dermed at forandre indkoblingspunktet i forhold til den faktisk 05 herskende rumtemperatur, sisnart en hjælpejævnspænding U1 er tilsluttet.

Opvarmningsmodstanden 5 er forbundet med en kontakt 8 igennem en dobbeltpolet omskifter 7 eller dennes ene kontaktlinie, og kontakten 8, der overvåger en dørs låste tilstand, er lukket, når 10 døren er låst. En til dette formål velegnet låsekontaktanordning er eksempelvis beskrevet i østrigsk patentskrift 297869, hvori afbryderen betjenes af en udløselig del af døriåsen, eksempelvis en rigel eller en udløselig falle. I princippet er det ikke nødvendigt at indrette en afbryderbetjening ved hjælp af en udløselig del af dørlås-15 en. Der kendes således låse, som ved hjælp af tilsvarende dele og eventuelt ved fiksering af låsedele .samt efterfølgende betjening af fallen, Kan låses blot ved lukning af døren, og som derefter kun kan låses op på ny ved hjælp af en nøgle. I sådanne tilfælde kan eksempelvis fallens stillingsændring i forhold til de i låsestilling væ-20 rende låsdele udnyttes til betjening af en i låsen indbygget afbryder.

Hvis afbryderen 8 eller en parallel koblet gruppe af afbrydere, som overvåger døre, er lukket, er opvarmningsmodstanden 5 koblet til hjælpespændingen U1 og opvarmer derved kontaktlåsens 3 omgi-25 velser, hvorved dennes indkoblingspunkt bliver forskudt nedad i forhold til den faktiske rumtemperatur.

Den anden opvarmningsmodstand 5', som har en mindre modstandsværdi end modstanden 5 og derfor afgiver mere varmeeffekt end modstanden 5, er forbundet med en afbryder 9 eller en gruppe 30 af paralleltkobléde afbrydere 9 igennem omskifterens 7 anden kontaktlinie, og afbryderne 9 er lukket, når det tilhørende vindue ikke er lukket. Hvis et vindue derfor åbnes, bliver opvarmningsmodstanden 5' sluttet til hjælpespændingen U‘ og opvarmer derved kontaktlåsens omgivelser stærkere, end det var tilfældet ved hjælp af 35 opvarmningsmodstanden 5. Kontaktlåsens 3 indkoblingspunkt bliver derfor sænket yderligere i forhold til rumtemperaturen, end det var tilfældet ved dørlåsningen.

5 148457 .Opfindelsen er imidlertid også anvendelig i forbindelse med klimaanlæg, nlr disse udfører køling. I så fald bliver omskifteren 7 eller 7' blot omstillet. I det i figur 1 viste tilfælde bliver hjælpejævnspændingen U1 dermed lagt direkte på Peltier-elementet 6, 61, 05 når en af afbryderne 9 bliver lukket på grund af, at det tilhørende vindue bliver åbnet. Loddestedet 6 er anbragt tæt ved kontaktlåsen 3, hvorimod det andet loddested 61 holdes på en fast temperatur eller på en temperatur, som kun ændrer sig langsomt, eksempelvis på rumtemperaturen, og dette kan eksempelvis ske ved, at lodde-10 stedet 61 er anbragt i en blok af godt varmeledende materiale, som udsættes for rumtemperaturen. Polariteten for hjælpespændingen U' er valgt således, at loddestedet 6 og dermed også omgivelserne for kontaktlåsen 3 bliver afkølet, således at kontaktlåsens indkoblingspunkt bliver forskudt opad i forhold til den faktiske rumtemperatur.

15 Hvis afbryderen 8 derimod bliver lukket, bliver Pettier-elemen- tet 6, 61 sat under den over modstanden 11 i spændingsdeleren 10, 11 faldende spænding, og endvidere er der indsat en. diode 12, som ved lukket afbryder 9 og tilsvarende indstillet omskifter 7 spærrer for en strøm over modstanden 11. Kølevirkningen for loddestedet 6 20 er derfor nedsat på grund af den formindskede spænding, og indkoblingspunktet for kontaktlåsen 3 bliver derfor sat mindre stærkt op end ved lukket afbryder 9 eller åbnet vindue.

Udførelsesformen ifølge figur 2 adskiller sig i det væsentlige kun fra udførelsesformen i figur 1 ved, at afbryderen 8 eller flere 25 paralleltkoblede afbrydere, som overvåger en dørs lukkede tilstand, er sluttet til en pol for hjælpespændingen U' igennem en formodstand 51 og kun er forsynet med en fælles ledning, som fører fra termostaten 1' og til afbryderne 8 og 9. Opvarmningsmodstanden S1 kan kobles til hjælpespændingen ved hjælp af hver af afbryderne 8 30 eller 9, men den forskellige påvirkning af indkoblingspunktet for kontaktlåsen 3 i forhold til rumtemperaturen er givet af den foran afbryderen 8 indkoblede modstand 51.

Når omskifteren 7', der kan være udformet enpolet, er indstillet til køledrift, opstår der med lukket afbryder 8 en spændings-35 deler dannet af modstanden 51 sammen med modstanden 11, hvorved Peltier-elementet 6, 61 i dette tilfælde bliver drevet med den over modstanden 11 faldende spænding. Kølevirkningen for loddestedet 6 148457 6 er derfor mindre, end det er tilfældet, når en af afbryderne 9 er lukket, og den fulde hjælpespænding U‘ ligger over modstanden 11.

Forskellige ændringer er naturligvis mulige. Eksempelvis kan Peltier-elementerne udelades, når der er tale om anlæg, som udeluk-05 kende arbej'der med opvarmning. På lignende måde kan opvarmningsmodstandene udelades, når der er tale om anlæg, som udelukkende arbej'der med køling. Endvidere vil det også være muligt at forsyne rumtermostaterne med to Peltier-elementer med forskellig kølevirkning, eksempelvis på grund af forskellige materialekombinationer, 10 samt at holde de af afbryderne 8 styrede kredse adskilt fra de af afbryderne 9 styrede kredse. I dette tilfælde vil det også være muligt at føde opvarmningsmodstandene med vekselspænding, eksempelvis med netspænding, og kun benytte j'ævnspænding til Peltier-elementerne.