NO178950B - System for styring av varmeovner - Google Patents

Description

Foreliggende søknad angår et helautomatisk reguleringssystem for styring av elektriske varmeovner, dvs. av romtemperatur, og nærmere bestemt et system som er slik at det er tilstedeværelse av minst én person som bestemmer om ovner/ varmekilder skal regulere romtemperatur normalt. Går en person ut av det aktuelle rommet, dvs. slik at rommet blir tomt, vil temperaturen deretter bli senket automatisk av kostnadshensyn, dersom dette er ønskelig.

Automatisk regulering av ovner er kjent fra før, eksempelvis i henhold til tid på døgnet, dvs. ved bruk av koblingsur for av- og påslag og programmerbare regulatorer for tidsstyrt senking/heving av effektnivå.

Persondetektorer er også velkjente apparater, som særlig benyttes i forbindelse med alarmanlegg. Slike detektorer reagerer på tilstedeværelse av levende vesener i en over-våkningssone, og kan være basert på deteksjonsprinsipper med avføling av bevegelse, varme, lyd, lufttrykksendringer etc. Hva slags type detektor som benyttes, er ikke av viktighet for foreliggende oppfinnelse, idet en hvilken som helst godt fungerende detektor skal kunne benyttes, dersom den kan avgi et egnet elektrisk signal til ovnens/ovnenes styrings-elektronikk. En ovn omfatter normalt en såkalt temperatursenkingsmotstand, som er montert like ved ovnens innebygde temperaturføler for i de perioder hvor lav temperatur er ønsket, å "lure" føleren til å tro at romtemperaturen er høyere enn det den egentlig er. Dette oppnås med svært lite effektforbruk i selv temperatursenkingsmotstanden.

Det er tidligere kjent en rekke utførelser av systemer for romoppvarming som tar hensyn til hvorvidt personer er til stede i rommet, og som altså omfatter en eller annen type detektor for person-nærvær, basert på infrarødstråle-deteksjon, lyddeteksjon, bevegelsesdeteksjon, eller deteksjon av annen type aktivitet tilknyttet personnærvær i rommet, f.eks. benyttelse av elektrisk utstyr. Eksempler på slike temperatur-styringssystemer med personnærvær-styring er å finne i GB 2,141,853, GB 2,205,973, WO 82/02608, WO 85/05753, EP 343,022 EP 409,736, US 4,223,831, US 4,485,864 og

US 5,088,645.

Foreliggende oppfinnelse retter seg imidlertid mot et slikt system som meget enkelt kan tilknyttes en eksisterende varmeovn, uten særlige kostnader i forbindelse med ombygging.

Således angår foreliggende oppfinnelse helt konkret et system for styring av elektriske varmeovner, hvilket system omfatter en personnærvær-detektor for overordnet styring av senking/heving av innstilt romtemperatur for en ovn, hvor detektoren er forbundet via et relé med en krets hvori inngår en forhåndsprogrammert eller klokkestyrt bryter for styring av temperatursenking for ovnen ved innkopling av en i ovnen innebygd temperatursenkingsmotstand koplet i serie med bryteren, hvilken temperatursenkingsmotstand påvirker en effektregulator tilknyttet ovnens varmeelement til å senke midlere avgitt varmeeffekt, og idet aktivisert detektor skal sikre opprettholdelse av en ønsket romtemperatur. Det spesielle og nye ved oppfinnelsen er at seriekoplingen av bryteren og temperatursenkningsmotstanden på sin ene side er tilkoplet en av de to inngående nettfaser til ovnen, at seriekoplingens andre side er tilkoplet den andre inngående nettfase via en kondensator, og at reléets bryterdel er innskutt i en gren som står parallelt med seriekoplingen, idet kondensatoren har en kåpasitans-verdi som både sikrer mot kortslutning mellom de to inngående nettfasene når reléets bryterdel er lukket, og sikrer normal strømgjennomgang i temperatursenkingsmotstanden når denne er aktiv, idet lukning av reléets bryterdel, dvs. aktivisering av detektoren, leder strømmen gjennom parallellgrenen og utenom temperatursenkingsmotstanden .

Oppfinnelsen skal nå beskrives i mer detalj med henvis-ning til de vedføyde figurene, hvor

fig. 1 viser de fysiske enheter som inngår i styrings-systemet ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser de elektriske forbindelsene mellom enhetene i systemet, og

fig. 3 viser de elektriske forbindelsene i et forenklet skj ema.

Slik det fremgår prinsippmessig av fig. 1, mer spesielt av fig. 2, og på forenklet, forklarende form i fig. 3, benyttes ifølge oppfinnelsen en persondetektor PD, en nøyaktig regulator RB og en spesielt anbrakt kondensator K tilknyttet en koplingsboks KB som ekstrautstyr tilkoplet en elektrisk ovn, for i visse tilfeller å styre påslag av effekt, i andre tilfeller for å senke temperaturen, og i visse tilfeller å kople effekt helt fra ovnen. Kondensatoren K, som er nevnt spesielt ovenfor, er nødvendig for å få temperatursenking til å fungere. For å forklare det hele nærmere, henvises særlig til fig. 3: De to inngangene fra 230V AC-nettet vises i fig. 3 med nummererte, samhørende ledere eller faser.

Selve personnærvær-detektoren PD vises ikke i fig. 3, bare en del av reléet RB.

Bare den ene polen 2 av venstre 230 V-inngang "deltar" i reléets funksjon. To ledninger 2a og 2b går således videre fra pol 2.

Temperatursenkingsmotstanden Rt virker standardmessig på følgende måte: Ovnen inneholder (dette er vanlig standard) en températurføler som innvirker på tidsstyringen av en triac Tr som igjen bestemmer i hvor stor del av tiden selve varmeelementet Re i ovnen får være innkoplet. Varmeavgivelse styres altså ved inn- og utkopling av varmeelementet Re med triac-en.

En måte å oppnå senkning av temperatur på, er å "lure" températurføleren ("Term.") til å tro at romtemperaturen er høyere enn i virkeligheten. Dette oppnås (dette er også vanlig standard) ved å montere en temperatursenkningsmotstand R^ like ved températurføleren, slik at man med lite effektforbruk i Rt får en temperaturøkning på f.eks. 5°C ved føleren. Styringselektronikken vil da sørge for å dempe varmeavgivelsen fra varmeelementet Re, og mindre varme avgitt betyr at romtemperaturen vil synke. Man er altså interessert i at "ingen person tilstede" skal gi aktiv Rt.

Når ingen person er til stede i det aktuelle rommet, virker personnærvær-detektoren PD slik at reléet er åpent. Ledning 2b er da "død", mens ledning 2a har potensial som pol 2. Vi antar at uret UR har lukket sin bryter (nattstilling, dvs. temperatursenking er generelt ønsket). Seriekoplingen av kondensatoren K og temperatursenkingsmotstanden Rt opplever da spenningsforskjellen 230 V mellom ledning 2a og pol 1 i høyre nett-inngang. Kondensatoren har en slik kapasitansverdi at den her virker som en kortslutning (verdi 0,15 /zF vil være tilstrekkelig, Rt typisk 220 kn).

Rt virker da etter hensikten og får sin normalt tiltenkte strømleveranse, og virkningen blir temperatursenkning.

Når en person entrer kontoret på natten, skjer en over-styring. Detektoren PD bevirker at reléet lukker seg. Nå ligger potensialet for pol 2 på både ledning 2a og 2b. UR er fortsatt lukket. Kondensatoren K opptar nå hele spenningen 230V mellom ledning 2b og høyre pol 1, og oppbyr i denne situasjonen tilstrekkelig impedans (omtrent 20 kn) til at nettet ikke kortsluttes (direkte fra 2b til pol 1). Som en ser, opptrer det i denne situasjonen ingen spenning over Rt, som altså blir inaktiv. Systemet går derfor ut av temperatur-senkingsmodus, som ønsket.

I denne sistnevnte situasjonen, hvor reléets bryterdel er lukket, ledes altså strøm bare gjennom kondensatoren K og reléets bryterdel. Strømmen går utenom temperatursenkingsmotstanden, dvs. en annen og lettere vei, litt upresist kan man si at temperatursenkingsmotstanden da "kortsluttes".

Oppfinnelsen dreier seg altså om kombinasjonen av relé-styring og benyttelsen av kondensatoren. Det synes klart at en motstand med tilpasset resistans kunne ha vært benyttet i stedet, men en ville da fått en varmeutvikling i denne motstanden som er uønsket.

For å oppnå temperatursenking, må man altså ha aktivisert temperatursenkingsmotstanden. Ledningene 2a eller 2b fra RB kan gå innom et ur og få innkoblet temperatursenkingen etter et bestemt program. Selvsagt kan man utelate uret eller en bryter som et ur egentlig er. Da vil man ha konstant temperatursenking når ikke personer er til stede. Man kan også sette en mottaker ved varmeproduktet for mottak av signal

via nettet for å få innkobling av temperatursenkingen.

Det foreligger gode grunner for å benytte kondensatoren istedenfor en kopling av temperatursenkingsmotstanden direkte til fase 1 (se fig. 2) gjennom en relébryter i reléet RB, som jo styrer inn- og utkopling av temperatursenkingsmotstanden. For det første vil en tilkopling av temperatursenkingsmotstanden direkte ved hjelp av et relé mellom fase 1 og 2 gi motsatt funksjon: Når reléet slår til, og altså person har gått inn i rommet, vil temperatursenkingsmotstanden få strøm, og temperatursenking vil finne sted helt feilaktig. Temperatursenking skal foregår når personen har forlatt rommet. For det andre er det også ønskelig å kunne benytte relé-funksjonen til å tenne lys når en person går inn i et rom. Dette betyr at reléet helst skal brukes i en modus hvor strømbaner lukkes, ikke i en "omvendt modus", som man ellers kunne ha tenkt seg. Det er ønskelig å benytte enkle koplinger/kretser, og dette betinger at reléfunksjonen foregår på normal måte. Et av hovedpoengene med oppfinnelsen er forøvrig at denne er svært enkel, kretsteknisk sett, og derfor billig å realisere.

Det kan bemerkes at persondetektoren eller bevegelses-detektoren som benyttes i foreliggende oppfinnelse, normalt ikke har innebygget RB (relé). Disse leveres vanligvis som en enhet.

Claims (1)

1. System for styring av elektriske varmeovner, hvilket system omfatter en personnærvær-detektor (PD) for overordnet styring av senking/heving av innstilt romtemperatur for en ovn, hvor detektoren (PD) er forbundet via et relé (RB) med en krets hvori inngår en forhåndsprogrammert eller klokkestyrt bryter (UR) for styring av temperatursenking for ovnen ved innkopling av en i ovnen innebygd temperatursenkingsmotstand (Rt) koplet i serie med bryteren (UR), hvilken temperatursenkingsmotstand påvirker en effektregulator (Tr) tilknyttet ovnens varmeelement (Re) til å senke midlere avgitt varmeeffekt, og idet aktivisert detektor (PD) skal sikre opprettholdelse av en ønsket romtemperatur, karakterisert ved at seriekoplingen av bryteren (UR) og temperatursenkingsmotstanden (R^) på sin ene side er tilkoplet en av de to inngående nettfaser (23OV, 2) til ovnen, at seriekoplingens andre side er tilkoplet den andre inngående nettfase (230V, 1) via en kondensator (K), og at reléets (RB) bryterdel er innskutt i en gren som står parallelt med seriekoplingen, idet kondensatoren (K) har en kapasitans-verdi som både sikrer mot kortslutning mellom de to inngående nettfasene (230V, 1, 2) når reléets (RB) bryterdel er lukket, og sikrer normal strømgjennomgang i temperatursenkingsmotstanden (Rt) når denne er aktiv, idet lukning av reléets (RB) bryterdel, dvs. aktivisering av detektoren (PD), leder strømmen gjennom parallellgrenen og utenom temperatursenkingsmotstanden (Rt) .