NO844337L - Reguleringsmetode og utstyr for utfoerelse av metoden - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en reguleringsmetode for å styre elektrisk fyringsutstyr når det gjelder oppvarming av rom. Oppfinnelsen vedrører også utstyr for utførelse av me-toden .

Hensikten er at det elektriske fyringsutstyr i forbindelse med foreliggende oppfinnelse hovedsakelig består av elektrisk fyringsutstyr plassert i et rom i direkte forbindelse med luften i rommet, i det vesentlige vegg-monterte radiato-rer eller lignende utstyr.

Det er flere ulemper ved reguleringsmetodene for elektrisk fyringsutstyr og ved selve det elektriske fyringsutstyret som er i bruk i dag og dermed svekkes nytten ved bruk av elektrisk fyringsutstyr. Spesielt vil den konvensjonelle regulering med termostat, hvor full fyringseffekt avgis av fyringsanordningen inntil termostaten slår av strømforsyningen, forårsake en forholdsvis stor stigning i overflatetemperaturen under fyringsperioden. Hvis termostaten er tildekket, kan dette endog føre til brannfare. I tillegg fungerer termostaten, som er anordnet sammen med fyringsanordningen, vanligvis på basis av en bimetall-bryter og den temperatur som observeres i nærheten av fyringsanordningen, men ikke på grunnlag av den temperatur som rår i det rom som skal oppvar-mes. Videre lager de benyttede bimetall-brytere hørbare lyder når fyringsutstyret blir slått på og likeledes når det blir slått av, og dette skaper hørbare forstyrrelser og usikker-het for brukeren av utstyret. Dessuten skaper driften av den bimetalliske termostat forstyrrelser av driften av vis-se typer telekommunikasjons-utstyr, som radiomottagere, TV o.s.v. I tillegg vil bimetall-bryteren i termostaten i ti-dens løp ikke opprettholde sin innstilling, utkoplingstempe-raturen endres, og dette betyr uoverensstemmelse med måle-skalaen, slik at brukeren av slikt utstyr må ta hensyn til dette ved å gjennomføre målinger ved hjelp av romtemperatur-måling fra tid til tid.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å eliminere de ovennevnte ulemper og tilveiebringe en ny reguleringsmetode og nytt utstyr, i første rekke for styring av rom-orientert, elektrisk fyringsutstyr, slik at de ovennevnte uheldige effekter ikke vil forekomme.

De trekk som karakteriserer oppfinnelsen er angitt i kravene.

Reguleringsmetoden og utstyret ifølge foreliggende oppfinnelse baserer seg på regulering av fyringsutstyrets overflatetemperatur, slik at overflatetemperaturen blir holdt så lav som mulig i forhold til den fyringseffekt som er nødven-dig. Ifølge oppfinnelsen får fyringsutstyrets overflatetemperatur ikke stige over den tillatte og innstilte maksimal-verdi. Ifølge en anvendelse av oppfinnelsen blir overflatetemperaturen grunnleggende holdt konstant i en bestemt periode, når endringshastigheten av temperaturen i rommet overstiger en viss verdi, f.eks. som følge av plutselig lufting, og varmeeffekten av fyringsutstyret blir først regulert etter den endrede romtemperatur etter nevnte periode.

En fordel ved oppfinnelsen er at fyringsutstyrets overflatetemperatur alltid forblir lav nok og under alle omstendig-heter på et sikkert nivå. Overoppheting av fyringsutstyret kan ikke finne sted, og fyringsutstyret vil heller ikke medføre brannfare; det elektriske fyringsutstyrets overflatetemperatur ligger også på et behagelig nivå fra brukerens synspunkt. Ved at det elektroniske mikroprosessor-måle og reguleringssystem benyttes i fyringsutstyret, blir reguleringen videre nøyaktig og permanent fordi reguleringen er basert på den faktiske temperatur som rår i rommet.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives mer detal-jert på bakgrunn av noen utførelseseksempler og under hen-visning til tegningen, hvor

fig. 1 og 2 i skjematisk form viser forskjellige regulerings-metoder og utstyr ifølge oppfinnelsen og

fig. 3 og 4 viser reguleringsforholdene og reguleringens ut-

slag ved forskjellige temperaturforhold i overensstemmelse med rom-temperaturen og temperatur-innstillingen.

I fig. 1 ses reguleringsmetoden og utstyret ifølge foreliggende oppfinnelse for en elektrisk fyringsanordning 1, f. eks. for en elektrisk radiator som er montert på en vegg i et rom. Ifølge oppfinnelsen er fyringsanordningen 1 forsynt med en styre -anordning 4 for regulering av fyringsanordningens fyringseffekt. Reguleringsutstyret omfatter overflatetemperatur-føleren 2 som er anordnet på overflaten av fyringsanordningen 1, temperaturføleren 3, som er anordnet for å måle temperaturen i rommet og styreanordningen 4, f.eks. en mikroprosessor med sin innstillingsanordning 5 for romtemperaturen. Føleren 3 måler romtemperaturen og er med fordel anordnet på et annet sted i rommet enn fyringsanordningen 1, slik at den måler dan faktiske romtemperatur.

I fig. 3 er utførelsen av reguleringsmetoden ifølge oppfinnelsen skjematisk illustrert; den vertikale akse representerer temperaturen og den horisontale aksen representerer tiden. Den rette linje TClrepresenterer den ønskede innstillingsverdi for romtemperaturen, likeverdig med temperatur-innstillingsverdien, f.eks. 21°C, på innstillingsanordningen 5 på utstyret som vist i fig. 1. Kurven Tjavbilder den faktiske verdi av romtemperaturen, målt av romtemperaturføleren 3 ifølge fig. 1. Kurven T pgjengir den faktiske overflatetemperatur av fyringsanordningen 1, som måles med overflate-temperaturføleren 2 på utstyret ifølge fig. 1. Den avtrap-pede linje T as gjengir innstillingsverdien av utsty~~rets overflatetemperatur og fyringseffekten P.

Ifølge oppfinnelsen reguleres fyringseffekten P av fyringsanordningen 1 etter romtemperaturen T, og tiden t, slik at når T, ii faller under romtemperatur-innstillingsverdien Ta (syklus 0 - t^.) ,økes overflatetemperaturen T i en kjent grad AT^under en kjent tidsperiode At. Det vil si at det tilføres en tilsvarende ekstra fyringseffekt til fyringsanordningen. Når romtemperaturen T, overstiger innstillings verdien T cl for romtemperaturen, blir overflatetemperaturen T ir av fyringsanordningen tilsvarende redusert i en kjent grad AT^ under en kjent tidsperiode At, i fig. 3 f. eks. i en tidssyklus t^- t-^. Dermed blir den ønskede innstilte verdi T&oppnådd med en så lav overflatetemperatur som mulig og med små endringer i overflatetemperaturen.

Med reguleringsmetoden ifølge oppfinnelsen som vist i fig.3, blir styringen av fyringsanordningens effekt således utført på grunnlag av overflatetemperaturen T P, som reguleres iføl-ge reguleringsanordningen 4, dvs ifølge den innvendige tem-

peraturinnstilling T . bereanet av en datamaskin. Når over-cLS ^

flatetemperaturen T overstiger innstillingen Tag, blir strømmen slått av (de nedadgående flanker av trinnene i figuren) ; når den faller under innstillingen, blir strømmen koplet til igjen (stigende flanker). Deretter følger T P og dermed også T, n innstillingen Tas_ (nedre del av figuren). Når reguleringen utføres på tids-basis, begynner endringer fra en kjent overflatetemperatur T , f.eks. 4 0°C. Fyringsanordningens overflatetemperatur blir innstilt på denne verdi med PÅ-AV-styringen. Hvis romtemperaturen T,^ etter en viss tidsperiode At er lavere enn den innstilte romtemperatur T a, blir overflatetem^ peratur-innstillingen T økt AT p', men til enhver tid slik at maksimalinnstillingen T , , f.eks. 80°C,

p maks

ikke blir overskredet. Hvis romtemperaturen T^etter den an-gitte tid At er høyere enn romtemperatur-innstillingen T a, blir overflatetemperatur-innstillingen T asredusert, men ikke lavere enn romtemperatur-innstillingen T . Tidsperioden At kan reguleres tilsvarende for det aktuelle rom ved måling av tiden mellom t^- t-^av overflatetemperaturens Tagaksimal-og minimal-verdier, når det er en faktor av At hvis At er kort nok. En målt tid blir innstilt for syklus At for det aktuelle rom eller en del av hele verdien.

En rask endring av romtemperaturen er et unormalt fenomen og blir ifølge oppfinnelsen eliminert ved måling av endringshastigheten ATh/t. Hvis den er større enn den kjente begrensningsverdi ATh/t blir overflatetemperatur-innstillingen Tas holdt i det vesentlige konstant i en kjent periode At^, og en eventuelt nødvendig regulering av overflatetemperatur-innstillingen begynner ikke før denne periode er gått. Dette er grafisk illustrert i fig. 4.

Romtemperatur-endringshastigheten AT^/t, målt som tidssyklus At^er større enn den kjente begrensningsverdi AT^/tmaks-Deretter blir overflatetemperatur-innstillingen T a sunder en tilsvarende tid holdt konstant og etter at rom-temperaturen har vendt tilbake til et normalt nivå etter tidsperioden At^blir den tilbakestilt til normal innstilling.

Hvis forskjellen mellom temperaturen T, og innstillingsverdien T cl overstiger en kjent verdi ATmaks og den nevnte endring ikke er for rask, er AT^/t lavere enn ATh/tmaks, blir den normale regulering opphevet og omgjort til maksimal regulering, det vil si overflatetemperaturen blir innstilt på maksimum, fig. 4, syklus At,,, eller minimum, romtemperatur-innstilling. Når romtemperaturen T, nderetter skifter til en kjent temperatur AT-,, f.eks.l°C over den innstilte verdi T a, gjenopprettes en normal regulering ved at overflatetemperatur-innstillingen f.eks. gis en utgangsverdi som 40°C. Anord-ningen observerer deretter en mer langvarig endring av rom-temperaturen, f.eks. når et luftevindu blir stående åpent,

og tilpasser fyringsanordningens effektivitet til de nye forhold.

Fyringsutstyrets fyringseffekt blir regulert ved regulering av antallet vekselstrøm-halvbølger 6 som mates til fyringsutstyret ved hjelp av regulatoren 4. De ovennevnte halvbølger slippes inn i utstyret i kjente tidsperioder, f.eks. fra deler av et sekund til flere sekunder, og halvbølgene koples ut i kjente perioder, f.eks. deler av et sekund til flere sekunder. Reguleringen av overflatetemperaturen blir deretter utført ved hjelp av PÅ/AV-regulering og innstillingen av den interne overflatetemperatur T^g svarer grunnleggende til fyringseffekten P ifølge fig. 4.

I fig. 2 omfatter utstyret også en andre fyringsanordning 7 med dennes overflatetemperatur-føler 8. Reguleringsanordningen 4 med sin innstillingsanordning 5 for det omtalte fyringsutstyr 1 er innrettet slik at den styrer det andre fyringsutstyrets 7 overflatetemperatur T på den måten som er omtalt ovenfor.

I fig. 1 og 2 overvåker temperaturfølerne 3 romtemperaturen og er prinsipielt beliggende atskilt fra fyringsutstyret 1, slik at de måler den faktiske romtemperatur uten noen form for forstyrrelse. Temperaturfølerne 3 kan selvsagt også være anordnet i forbindelse med fyringsutstyret eller i umiddelbar nærhet av det på konvensjonell måte, så lenge det sikres at fyringsutstyret ikke forstyrrer målingen av romtemperaturen eller at forstyrrelse av denne art forårsaket av fyringsutstyret blir kompensert.

Utførelseseksemplene er ment som illustrasjon av oppfinnelsen uten å begrense denne på noen måte. Oppfinnelsen kan således modifiseres innenfor rammen av de etterfølgende krav.

Claims (9)

1. Reguleringsmetode for regulering av fyringseffekten av en elektrisk fyringsanordning (1) i relasjon til oppvarming av et rom, karakterisert ved at fyringseffekten (P) av fyringsanordningen (1) reguleres i overensstemmelse med romtemperaturen (Th ) og tiden (t), slik at et fall i romtemperaturen under den tilsvarende opprett-holdte temperatur-innstillingsverdi (T cl) fører til at overflatetemperaturen (T ) av fyringsanordningen økes med et beregnet, kjent nivå (AT^ i en kjent tidsperiode (At), hvorpå reguleringssyklusen gjentas.

2. Reguleringsmetode som angitt i krav 1, karakterisert ved at overflatetemperaturen (T p) ikke blir regulert over en kjent, maksimal overflatetemperatur (T^ maks)

3. Reguleringsmetode som angitt i krav 1 og 2, karakterisert ved at endringshastigheten (T^/ t) av romtemperaturen (T^ ) blir målt og hvis endringshastigheten overstiger den kjente verdi (T^/ tmaks) blir overflatetemperaturen (T a. s „) i det vesentlic" re holdt konstant i en kjent tid (a^) og varmeef fekten av f yringsanordningen (1) blir ikke regulert i overensstemmelse med romtemperaturen før ovennevnte tidsperiode.

4. Reguleringsmetode som angitt i krav 2 og 3, karakterisert ved at når endringshastigheten (T,u/ t) av romtemperaturen (IV) faller under den kjente il il verdi (T^/ t maks) og både romtemperaturen og romtemperatur-innstillinqsverdien (T Cl) overstiger den kjente verdi (ATm.aks. ) blir overflatetemperaturen (T ) av fyringsanordningen innstilt på maksimal eller tilsvarende minimale verdi (T Pmaks tilsv. Tp min.), inntil forskjellen mellom romtemperaturen og innstillingsverdien av romtemperaturen når en kjent verdi (AT1) .

5. Reguleringsmetode som angitt i et av kravene 1 - 5, karakterisert ved at overflatetemperaturen (T ) av fyringsanordningen (1) og tilsvarende romtemperaturen (T,^) blir målt ved fyringsanordningens overflate og tilsvarende ved hjelp av temperaturfølere (2,3) beliggende i rommet, atskilt fra fyringsanordningen og at fyringseffekten av fyringsanordningen reguleres ved hjelp av den elektriske anordning (4).

6. Reguleringsmetode som angitt i et av kravene 1-5, karakterisert ved at fyringseffekten av fyringsanordningen (1) reguleres ved regulering av antallet halvbølger av strømmen (6) som blir tilført pr. tidsenhet, hvilket skjer ved hjelp av reguleringsanordningen (4).

7. Utstyr for utførelse av reguleringsmetoden som angitt i et av kravene 1-6, karakterisert ved at utstyret omfatter overflatetemperaturføleren (2) som er anordnet ved overflaten av fyringsanordningen (1), en romtem-peraturføler (3) som. grunnleggende er anordnet atskilt fra fyringsanordningen og reguleringsanordningen (4) med dennes romtemperatur-innstillingsanordning (5), hvor følerne er utformet for å danne elektriske signaler som svarer til tempe-raturene (Tp/ -j-j ) og reguleringsanordningen er utformet for å styre den elektriske strømforsyning (6) til fyringsanordningen (1) i overensstemmelse med de ovennevnte temperaturer oq den ønskede romtemperatur (T a) som er innstilt på innstillingsanordningen.

8. Utstyr som angitt i krav 7, karakterisert ved at det også omfatter ytterligere en fyringsanordning (7) med dennes overflatetemperaturføler (8) og at reguleringsanordningen (4) er utformet for å styre overflatetemperaturen (Tp) av den andre fyringsanordning som nevnt.

9. Utstyr som angitt i krav 7 eller 8, karakterisert ved at reguleringsanordningen er utformet for å styre fyringseffekten av fyringsanordningen (1) ved å regulere antallet strømhalvbølger som tilføres fyringsanordningen .