SE464376B - Foerfarande foer automatisk bestaemning av varaktigheten av en foere slutet av en temperatursaenkningsperiod utloest snabbuppvaermning och anordning foer genomfoerande av foerfarandet - Google Patents

Description

464 376 2 Samma hänvisningssiffror avser samma delar i alla ritningens figurer.

Den i fig. l visade och i sig kända uppvärmningsanordningen be- står av en värmepanna 1, en brännare 2, en framledning 3, en återledning 4, en förbiledning 5, en cirkulationspump 6, en blandningsventil 7 lned tillhörande inställningselement 8, en utomhusavkännare 9 för mätning av en yttertemperatur TA, en rumsavkännare 10 för mätning av en rumstemperatur TR, en bör- värdesgivare ll, en framledningsavkännare 12 för mätning av en framlednings-ärvärdestemperatur TVII, en reglerapparat 13, en pumpstyrapparat 14, en brännarstyrapparat 15 samt flera exem- pelvis med varandra parallellkopplade värmeelement eller värme- strängar H1 till Hx- Det i värmepannan 1 med hjälp av brännaren 2 alstrade varma uppvärmningsvattnet genomströmmar i den angivna följden bland- sningsventilen 7, cirkulatíonspumpen 6, framledningen 3, värme- elementen respektive värmesträngarna H1 till Hx och återlednin- gen 4, för att därefter delvis återgå till värmepannan l för att där åter uppvärmas.'Vid en yttertemperaturstyrd uppvärm- ningsanordning är utomhusavkännaren 9 förbunden med en ingång av börvärdesgivaren ll, vilken, i det fall att den automatiskt anpassas till en uppvärmningskarakteristik, dessutom över exem- pelvis vardera en separat tillkommande ingång tillföres den av rumsavkännaren 10 uppmätta rumstemperaturen TR- Värdera en rums-börvärdestemperatur TR,1 och TRIO för en nytte- respekti- ve sänkningsperiod samt ett nyttoprogran1Pr(t) från uppvärm- ningsanordningen. Börvärdesgivaren ll alstrar åtminstone en uppvärmningskarakteristik Tvis = f (TA), vilken som bekant be- skriver framlednings-börvärdestemperaturens TVIS beroende av yttertemperaturen TA- Den utgång av börvärdesgivaren 11, på vilken framlednings-börvärdestemperaturen TVIS uppträder, är förbunden med en börvärdesingâng och framledningsavkännaren 12 med en ärvärdesingång av reglerapparaten 13, vars utgång å sin sida är kopplad till en styringång av inställningselementet 8, exempelvis en inställningsmotor. Reglerapparaten 13 alstrar i beroende av börvärdes/ärvärdesavvikeIsen TVIS - TVII för fram- 464 376 a 3 ledningstemperaturen TV exempelvis en pulsbreddsmodulerad styr- puls, vilken över inställningselementet 8 öppnar blandningsven- tilen 7 mer eller mindre, så att i motsvarande grad mer eller mindre kallare återledningsvatten över förbiledningen 5 till- blandas det varma framledningsvattnet och sålunda framlednings- ärvärdestemperaturen TVII påverkas i rätt riktning på sådant sätt, att börvärdes/ärvärdes-avvikelsen TVIS - TV,I för fram- ledningstemperaturen TV reduceras och blir försumbart liten under regleringsförloppet.

Börvärdesgivaren ll innefattar en tillkommande utgång, på vil- ken en styrspänning UH uppträder och som är förbunden med var- dera en ingång av pumpstyrapparaten 14 och brännarstyrapparaten 15. Styrspänningen UH kopplar med hjälp av de båda styrappara- terna 14 och 15 om uppvärmningsanordningen från sommar- till vinterdrift eller omvänt från vinter- till sommardrift.

Den i fig. 2 visade börvärdesgivaren ll består av en värmekurv- inställare 16, en apparat 17 för styrning av snabbuppvärmningen (nedan kort benämnd styrapparat), en adderare 18, en frigiv- ningskoppling 19 för ett under en sänkningsperiod gällande bör- väräe TVIO av framledningstemperaturen Tv, en frigivningskopp- ling 20 för ett under en nyttoperiod gällande börvärde TV 1 av, I framledningstemperaturen TV, en frigivningskoppling 21 för ett under en snabbuppvärmning gällande förhöjt börvärde T'V 1 av I framledningstemperaturen TV Och en ELLER-koppling 22. Över vardera en entrådig förbindning når de analoga mätvärdena av yttertemperaturen TA och rumstemperaturen TR vardera en ingång av värmekurvinställaren 16. Nyttoprogrammet Pr(t) upp- visar ett logiskt värde "l" under nyttoperioderna och ett logiskt värde “O"under sänkningsperioderna.Detta värde leds över en entrådig förbindning till vardera en ingång av värme- kurvinställaren 16, frigivningskopplingen 20 och styrapparaten 17 samt vardera en inverterande ingång av frigivningskopplin- garna 19 och 21. Här gäller antagandet att värdena för rums- börvärdestemperaturen TR,1 och TRIO är digitala värden, vilka båda över vardera en databuss når en tillkommande ingång av 464 376 4 värmekurvinställaren 16. Rums-börvärdestemperaturen TRII till- föres vidare över en databuss en tillkommande ingång av styr- apparaten l7. En första utgång av värmekurvinställaren 16 är samtidigt utgången för börvärdesgivaren ll för styrspänníngen tkr I värmekurvinställaren 16 härleds automatiskt börvärdena Tvll och TVIO av framledningstemperaturen Tv i beroende av yttertemperaturen TA, rumstemperaturen TR, nyttoprogrammet Pr(t) och rums-börvärdestemperaturerna TRII och TRIO och till- föres dessa såsom digitala värden vardera en utgång av värme- kurvinställaren 16. Den utgång på vilken TVI0 anligger är över en databuss förbunden med en tillkommande ingång av frigiv- ningskopplingen 19, medan den utgång på vilken TVII anligger över en databuss leds till en tillkommande ingång av frigiv- ningskopplingen 20 och en första ingång av adderaren 18. På den andra ingången av adderaren 18 anligger det digitala värdet av en börvärdesförhöjning AIVIS av framledningstemperaturen.

Adderarens 18 utgång är över en databuss förbunden med en till- kommande ingång av frigivningskopplingen 21. Utgångarna från de tre frigivningskopplingarna 19, 20 och 21 är över vardera en databuss förbundna med vardera en ingång av ELLER-grinden 22, vars utgång över en databuss är förbunden med TVIS-utgången av börvärdesgivaren ll. I värmekurvinställaren 16 alstras bl.a. även en högfrekvent, rektangulär klocksignal CL, vilken över en tillkommande utgång av värmekurvinställaren l6 och en entrådig förbindning leds till en klockingång av styrapparaten 17.

Värmekurvinställaren 16 omvandlar det analoga mätvärdet av rumstemperaturen TR i ett digitalt värde, vilket över en sista utgång av värmekurvinställaren 16 och en databuss når en tempe- raturingång av styrapparaten 17.

Styrapparaten 17 innefattar tre utgångar A, B och C, vilka var- dera över en entrådig förbindning är förbundna med en tredje ingång av frigivningskopplingarna 19, 20 respektive 21. Frigiv- ningskopplingarna 19, 20 och 21 och ELLER-kopplingen 22 består .exempelvis av så många OCH-grindar med tre ingångar respektive ELLER-grindar med tre ingångar som upptages av de digitala vär- dena och sålunda även motsvaras av antalet bitar i databussför- bindningarna. 464 376 i 5 Värmekurvinställaren 16 är i sig känd och ej föremål för ett patentkrav. Denna beskrivs därför ej närmare nedan. Adderaren 18 adderar de båda digitala värdena TVII och ATVIS i och för bildande av börvärdet T'V'1 = TVII + ATVIS för framledningstem- peraturen TV under snabbuppvärmningen.

Den i fig. 3 visade styrapparaten 17 består av en tidräknare 23, en tidkomparator 24, en frigivningsvippa 25, en NAND-grind 26, en uppgångsräknare 27, en avkodare 28, ett korrektionsvär- desminne 29, en differensgivare 30, en temperaturkomparator 31, en ELLER-grind 32, en omkopplingsvippa 33, ett temperaturminne 34, ett hjälpminne 35a, ett tidminne 35b och en räknare 36.

Styrapparatens 17 klockingång är över en entrådig förbindning förbunden med tidräknarens 23 klockingång och en första ingång av NAND-grinden 26, vars utgång entrådigt är förd till upp- gångsräknarens 27 klockingång. Den ingång av styrapparaten 17, på vilken nyttoprogrammet Pr(t) anligger, är över en entrådig förbindning förbunden med tidräknarens 23 laddningsingång L och med omkopplingsvíppans 33 återställningsingång. Tidräknarens 23 utgång är över en databuss förd till en första ingång av tid- komparatorn 24, vars utgång entrådigt är förbunden med frigiv- ningsvippans 25 klockingång. Tidräknarens 35b utgång är över en~ databuss förd till en andra ingång av tidkomparatorn 24 och till uppgångsräknarens 27 parallellingång.Frigivningsvippans 25 Q-utgång bildar styrapparatens 17 C-utgång och är samtidigt entrådigt förbunden med en andra ingång av NAND-grinden 26.

Frigivningsvippans 25 Ö-utgång bildar styrapparatens 17 A-ut- gång och är samtidigt entrådigt förd till laddningsingången L av uppgångsräknaren 27, vars utgång å sin sida över en databuss är förbunden med ingången till avkodaren 28 och dataingången till korrektionsvärdesminnet 29. Avkodarens 28 utgång är entrå- digt förd till klockingången av temperaturminnet 34 och en första ingång av ELLER-grinden 32, medan korrektionsvärdesmin- nets 29 utgång över en databuss är förbunden med en första in- gång av räknaren 36. Den ingång av styrapparaten 17, på vilken rums-börvärdestemperaturen TR,1 anligger, är över en databuss förd till en andra ingång av räknaren 36 och till plus-ingången 464 376 6 av differensgivaren 30, på vars minus-ingång det digitala värdet T'av börvärdestoleransen anligger. Differensgivarens 30 utgång är över en databuss förbunden med en första ingång av temperaturkomparatorn 31, vars utgång entrådigt är förd till en andra ingång av ELLER-grinden 32. Styrapparatens 17 temperatur- ingång är över en databuss förbunden med en andra ingång av temperaturkomparatorn 31 och med dataingången av temperaturmin- net 34, vars utgång över en databuss är förd till en tredje in- gång av räknaren 36. ELLER-grindens 32 utgång är entrådigt för- bunden med klockingången av omkopplingsvippan 33, vars Ö-utgång entrådigt är förd till läsingången R av uppgångsräknaren 27 och till återställningsingången av frigivningsvippan 25. Q-utgången av omkopplingsvíppan 33 bildar styrapparatens 17 B-utgång och är samtidigt entrådigt förbunden med korrektionsvärdesminnets 29 klockingång. Räknarens 36 utgång är över en databuss för- bunden med tidminnets 35b dataingång. På D-ingångarna av de båda vipporna 25 och 33 anligger ett logiskt värde "l". På parallellingången av tidräknaren 36 anligger det digitala värdet av varaktigheten tA av en sänkningsperiod. En tillkom- mande anslutning till räknaren 36 är över en databuss förbunden med dataingången/utgången av hjälpmínnet 35a.

Räknaren eller beräkningsenheten 36 är exempelvis en mikroda- tor. I detta fall kan alla byggelement av de i fig. 2 till 3 visade kopplingarna utgöra delar av denna mikrodator och sålun- da vara integrerade i denna.

Enligt nyttoprogrammet Prft) kan ett dygn på 24 timmar innehål- la en eller flera nyttoperioder, vilka i tiden är separerade från varandra genom en sänkningsperiod. Som regel föreligger exempelvis alltid åtminstone en nattsänknings- och en dags- nyttoperiod. I fig. 4 visas grafiskt tidsförloppet av en över- gång från slutet av en sänkningsperiod till början av en efter- följande nyttoperiod såsom rumstemperaturens TR beroende av _tiden t. Nedan förstås med omkoppling alltid endast övergången från en sänkningsperiod till efterföljande nytto- eller använd- ningsperiod. 464 376, Följande antaganden gäller: - Referenspunkten för tiden t, dvs. ögonblicket t = 0 utgöres för enkelhets skull av exempelvis den tidpunkt vid vilken en användningsperiod eller nyttoperiod börjar.

- Omkopplingen erfordrar alltid en från noll skild omkopplings- tid, vilken betecknas med tn, där n = 1, 2, 3, -~-- OWKOPP' lingstiden tn är exempelvis uttryckt i antalet perioder för klocksignalen CL. - Övergången från en sänkningsperiod till efterföljande använd- ningsperiod är linjär för alla omkopplingar, dans. den gra- fiska representationen av rumstemperaturen TR Såsom funktion av tiden t är under omkopplingstiden tn alltid en med ökande tid t stigande rät linje, vilken börjar vid t = -tn Och slu- tar vid t = O.

- Under sänkningsperioden kort före omkopplingens början, ==T <2), TR R., i varvid TR i utgör ärvärdet av rumstemperaturen TR i detta I ögonblick.

- Uppvärmningsregleringen befinner sig under en användningspe- riod, dvs. när t > 0, i ett insvängningstillstånd, så att: TV=TV,1 (3) och TR=TRII (4) gäller, varvid TVII och TR'1 representerar börvärdet av framlednings- temperaturen TV och rumstemperaturen TR under en användnings- eller nyttoperiod. 4e4is7s 8 - Förekommande yttre värme, som alstras exempelvis genom män- niskor, apparater eller instrålande solljus, kan i en första approximation försummas under den relativt korta snabbupp- värmningen, vilken dessutom mestadels sker tidigt på morgonen och kort därefter.

Omkopplingen skall ske så snabbt som möjligt och betecknas där- för även snabbuppvärmning. Omkopplingstiden tn utgör då snabb- uppvärmningens varaktighet.

Rumstemperaturens TR uppgång såsom funktion av tiden t förlö- per under snabbuppvärmningen enligt fig. 4 exempelvis i enlig- het med den räta linjen ED. Koordinaterna för punkterna E och D är då Tkli; -tn respektive TRII: 0. För t 1 -tn gäller approxi- mativt T = och för t>0approximativt T = T - Under R - R R,1 T .

R,1 tiden -tn till 0 sker snabbuppvärmningen med ett börvärde på framledningstemperaturen TV Som är lika med T'V 1 = Tv 1 + I I A T . Börvärdet T' för framledningstemperaturen T svarar V,S V,l V mot en rumstemperatur TR 1 + A TR S- Om snabbuppvärmningen ej avslutats vid punkten D genom omkoppling av börvärdet för fram- ledningstempgraturen TV från 'Ißvll till Tv'l| Så Skulle rums- temperaturen TR med tiden t siga ytterligare approximativt fram till punkten F, vars ordinata är lika med TR'l + ATR'S- Om I snabbuppvärmníngen startar alltför tidigt i tidpunkten t = -t n < -tn, dvs. i punkten G, så sker uppgången av rumstemperaturen TR enligt en rät linje GH, vilken förlöper genom punkten G parallellt med den räta linjen ED. Koordinaterna för punkten G är TR'i; -t nI Om snabbuppvärmningen startas alltför sent vid tid- I punkten H uppnår den räta linjen GH värdet TR = TR,1' punkten t = -t"n > -in, dms.i.punkten J, så sker uppgången av rumstemperaturen TR enligt en rät linje JK, vilken denna gång förlöper genom punkten J parallellt med den räta linjen ED.

Koordinaterna för punkten J är TRhí: -t"n- I punkten K når den räta linjen JK tidsvärdet t = 0, vilket svarar mot ett värde på? rumstemperaturen TR = TR,M- Koordinaterna för punkten K är så- lunda TR'M; O. 464 376. 9 I fig. 4 antogs karakteristiken för rumstemperaturen TR Såsom funktion av tiden t under användningsperioden vara horisontell såsom i det ideala fallet och med en ordinata TR= TR'l- I verkligheten svänger ärvärdet för rumstemperaturen TR 1 detta område kring sitt börvärde TRII med ett toleransvärde i'É Värdet T'R'1 = TRII - T'gäller såsom förutbestämt referens- värde, vid vars uppnående rumstemperaturen TR Senast avslutar snabbuppvärmningen. Detta svarar vid en alltför tidig start av snabbuppvärmningen, med uppgång enligt GH, mot punkten M, vars ordinata är lika med T' .

R,l För att under en snabbuppvärmningsperiod tn höja rumstempera- turen TR från dess begynnelsevärde TR,i till dess slutvärde TRII måste byggnadens rum under snabbuppvärmningsperioden tn tillföras en värmemängd _ óv).tn = k (TR'1 " TRIí) varvid det genom uppvärmningen alstrade värmeflödet ÖH och värmeförlusterna ÖV i byggnaden är givna av ekvationerna QH = _ TRii) rêSp- o, = mm - TA) m TA utgör, såsom redan nämnts, en yttertemperatur vid byggnaden. q, ß ock k är konstanter. Värmeförlusterna ÖV uppkommer exem- pelvis genom utstrålning, värmeledning eller ventilation.

Det är känt att vid snabbuppvärmningar välja värmeledningens framledningstemperatur TV lika med det tillåtna maximala värdet Tv'max för framledningstemperaturen TV för att erhålla en så kort snabbuppvärmningsperiod tn som möjligt. Detta leder dock, framför allt vid övergångsperioder mellan årstiderna, till mycket varma värmeelement, vilket kan ha mycket oangenäma följ- der när exempelvis småbarn berör elementen. Det är sålunda av fördel att under snabbuppvärmningsperioden tn ej låta 464 376 lO TV = TV,max' utan 'rv=fr'vll =TVI1 +ATV,S (s).

Ekvationerna (5), (6), (7) och (8) ger tillsammans: [°* (Tv,1 +ATv,s “ Tmi) " ß (Tlmi ' TAÄ] ' tn = k(TR,l - TR'i) (9).

Om yttre värme försummas, måste efter snabbuppvärmningen det för erhållande av en konstant rumstemperatur TR av värmeanlägg- ningen alstrade värmeflödet ÖH vara lika med värmeförlusterna ÖV. Ekvationerna ÖH = ÖV, (3), (6) och (7) ger då: q(TV'1 - TRIi) = /3('1*R|i - TA) (10).

Genom eliminering av termen [ß(TR i - TAÜ i ae båda ekvatio- nerna (9) och (10) erhålles: q__ Amvls . tn = k(TR'l - TR'i) = kW (ll) eller tn = Kn . T' (12), med Kn = k/Q I (13a) och T' = (TR,1 ' TR,i)/A'ï'v,s (147- Kn är en snabbuppvärmningskonstant, vilken har dimensionen tid.

Eftersom börvärdet TRII för rumstemperaturen efter snabbupp- värmningens slut, dans. under användningsperioden, och börvär- desförhöjningen AÉVIS för framledningstemperaturen Tv i förhål- lande till TV'l är förutbestämda under snabbuppvärmningstiden tn, så kan T' beräknas enligt ekvation (14) och dess värde lagras så snart TR'i är känd.

'Lämpligen väljes börvärdesförhöjningen A$V,S = S - To: där exempelvis To = l2°C till l6°C, varvid Ta representerar förhöj- ningen vid en branthet S = 1. Det gäller alltid att S 1 l.

V: 464 376. ll Detta medger val av variabla värden för börvärdesförhöjningen Aïvls, vilka särskiljer sig från varandra genom olika värden på brantheten S.

För den första snabbuppvärmningen laddas och lagras i hjälpmin- net 35a (se fig. 3) ett uppskattat eller beräknat värde Kl på snabbuppvärmningskonstanten, uttryckt i antalet perioder för den högfrekventa klocksignalen CL, under idrifttagningen av uppvärmningsanläggningen. I sänkningsperioden före den första snabbuppvärmningen gäller, såsom redan nämnts, ekvation (ZL Under varje sänkningsperiod mäts fortlöpande ärvärdet TA,i för rumstemperaturen TR och därefter beräknas enligt ekvationerna (12) och (14) den tillhörande snabbuppvärmningsperioden tn av räknaren eller beräkningsenheten 36 och lagras denna i_ tidminnet 35b. Vid tidpunkten t = tl börjar den första snabb- uppvärmningen genom att börvärdet för framledningstemperaturen TV omkopplas från TVIO till T'V,1 = Tvll + ATVIS- Rumstempera- turen TR stiger då med ökande tid t linjärt exempelvis enligt den räta linjen ED (se fig. 4). I rumstemperatur/tidsdiagrammet i fig.4-uppvisar punkten E vid den första snabbuppvärmningen koordinaterna TR'i7 -tl. Om det uppskattade respektive beräkna- de värdet överensstämmer med det verkliga värdet på snabbupp- värmningsperioden, så intar den räta linjen ED, såsom visas i fig. 4, vid tidpunkten t = 0 approximativt värdet TR = TRII (se punkt D i fig. 4).

Den i fig. 3 visade kopplingen arbetar enligt följande: De negativt gående flankerna av nytto- eller användningspro- grammet Pr(t) laddar i tidräknaren 23 över dess parallellin- gångar värdet för varaktigheten tA av den just påbörjade sänk- ningsperioden. Detta betyder ingenting annat än att det momen- tant gällande värdet för tiden t lagras i tidräknaren 23 under det antagandet att referenspunkten för tiden t är det ögonblick vid vilket nästföljande användningsperiod börjar, dvs. den tid- punkt vid vilken den pågående sänkningsperioden slutar. Tidräk- naren 23 är exempelvis en binär räknare och räknar med början vid t = tA de rektangulära pulserna från klocksignalen CL bakåt och därmed tiden t under det antagandet, att alla tider 464 376 12 uttrycks i antal perioder av klocksignalen CL. Tidkomparatorn 24 jämför det av tidräknaren 23 avgivna värdet för tiden t med värdet för snabbuppvärmningsperioden tn. vilket avgivits av tidminnet 35b. Så snart t = tn uppkommer ett logiskt värde "l" på utgången av tidkomparatorn 24 och inställs frigivningsvippan 25. Därmed börjar snabbuppvärmningen genom att frigivningsvip- pan 25 över styrapparatens 17 A- och C-utgång med hjälp av fri- givningskopplingarna 19 och 21 (se fig. 2) kopplar om börvärdet av framledningstemperatnren TV från TVIO till T'V,1 = Tvll + AIV,S. Samtidigt laddar Q-utgången av frigivningsvippan 25 det för snabbuppvärmning gällande värdet av snabbuppvärmningsperio- den tn från tidminnet 35b i uppgångsräknaren 27, vilken därefter med hjälp av NAND-grinden 26 startas genom nästa negativt gående flank av klocksignalen CL och sålunda börjar sin nedräkning.

Under varje snabbuppvärmning jämförs den uppmätta rumstempera- turen TR med ett referensvärde med hjälp av temperaturkompara- torn 3l. Detta referensvärde väljes exempelvis, såsom redan om- nämnts, lika med det med toleransvärdet T'reducerade, under en nyttoperiod gällande börvärdet TR,1 av rumstemperaturen TR. d.v.s. T'R'l = TRII -¶1 Differensen TRII _ T'beräknas gengm differensgivaren 30. Så snart TR = T'R'1 uppkommer ett logiskt värde "l" på temperaturkomparatorns 31 utgång, vilket över ELLER-grinden 32 inställer omkopplingsvippan 33, vilken bla» återställer frigivningsvippan 25. Därigenom omkopplas börvärdet för framledningstemperaturen fiv med hjälp av frigivningskopp- lingarna 20 och 21 (se fig. 2) från T'V'l till Tvil och avslutas därigenom senast snabbuppvärmningen. Samtidigt stoppas räkningsförloppet för uppgångsräknaren 27 genom återställningen av frigivningsvippan 25 och läses räknarens innehåll Z med hjälp av omkopplingsvippan 33 samt lagras detta i korrektions- värdesminnet 29.

Om snabbuppvärmningsperioden tn som ursprungligen lagrats i ^uppgångsräknaren 27 uppskattats respektive beräknats riktigt, så är det i uppgångsräknaren 27 i ögonblicket för dess blocke- ring lagrade räknetalet Z lika med noll och svarar sålunda på -464 376 n 13 korrekt sätt mot t = O. Uppvärmningen befinner sig nu i använd- nings- eller nyttoperioden och reglerar framledningstemperatu- ren TV approximativt mot dess börvärde Tvil. vilket svarar mot en rumstemperatur TRII.

Om det uppskattade respektive beräknade värdet av snabbuppvärm- ningsperioden ej svarar mot det verkliga värdet, så skedde starten av snabbuppvärmningen antingen för tidigt, exempelvis i Ö90nb1iCket -t'n < -tn, eller för sent, exempelvis i ögonblick- et -t"n > -tn (se fig. 4). Båda fallen är icke önskvärda, eftersom i det första fallet energi förslösas och i det andra fallet rumstemperaturen TR vid början av användningsperioden ännu ej nått sitt börvärde TR,l och sålunda rumstemperaturen TR ännu är otillräcklig. I båda fallen måste värdet Kn för snabb- uppvärmningskonstanten för nästa snabbuppvärmning korrigeras i motsvarande grad.

I det första fallet borde rumstemperaturen TR under SnabbUPP“ värmningen egentligen stiga utmed den räta linjen GD såsom funktion av tiden t (se fig. 4). I verkligheten stiger den utmed den räta linjen GH. Även här stannas uppgångsräknaren 27 när TR = TR,1- qi men denna gång är det i räknaren lagrade räknetalet Z ej noll utan svarar mot den tid som återstår till- tidpunkten t = O. Denna är vid små värden på T'approximativt lika med den tidsdifferens med vilken snabbuppvärmningen allt- för tidigt startat.

Snabbuppvärmningsperioden t' = K' . T' (15) II n och därmed även snabbuppvärmningskonstanten K'n valdes i detta fall alltför stor.lHed det riktiga värdet Kn på snabbuppvärm- ningskonstanten skulle snabbuppvärmningsperioden vara: t'n + At = Kn . T' (16), varvid At representerar värdet av tidskorrektionen för snabbuppvärm- 464 376 14 ningsperioden.

Genom eliminering av T' ger de båda ekvationerna (15) och (16) nedanstående rätta värde Kn för snabbuppvärmningsperioden: I tn+At Kn = ----- . K' (17) t! n I praktiken används dock ej hela det härledda värdet på At för korrektion, utan endast en bråkdel g.At, där g konstanten g väljes vid en digital räknare företrädesvis lika med 2_t, där t exempelvis är lika med 2. Användande av dämp- ningskonstanten g förhindrar uppträdande av översvängningar.

Ekvation (17) antar då följande form: t'n + g _ At Kn = K'n tu (18), där n At = -z. (19).

I det andra fallet borde, när snabbuppvärmningen börjar alltför sent, rumstemperaturen TR under snabbuppvärmningen enligt fig. 4 egentligen stiga utmed den räta linjen-JD såsom funktion av tiden t. I verkligheten stiger den utmed den räta linjen JK.

Här är ekvationen TR = TRII - T'aldrig uppfylld, så att upp- gångsräknaren 27 sålunda alltid vid tidpunkten t = O uppnår räknetalet nol1J.Avkodaren 28 (se fig.3), som exempelvis be- står av en NOR-grind, alstrar på sin utgång ett logiskt värde "l" när uppgångsräknarens 27 innehåll är noll och laddar därigenom det vid denna tidpunkt aktuella värdet TRIM på rums- temperaturen TR i temperaturminnet 34. Samtidigt inställs över ELLER-grinden 32 omkopplingsvippan 33, vilket avslutar snabb- .uppvärmningen på det redan beskrivna sättet trots att rumstem- peraturen TR eventuellt ännu ligger mycket långt från sitt bör- värde TRII. Detta är nödvändigt om en självanpassning av den av värmekurvinställaren 16 (se fig. 2) härledda värmekurvan före- s; 0 464 376m 15 ligger. För att fungera korrekt är denna självanpassningen näm- ligen som regel anvisad till att ej de genom ett förhöjt bör- värde simulerade värdena på rumstemperaturen TR Utan de korrek- ta, till börvärdesgivaren Tvll hörande värdena föreligger under användningsperíoden.

-Skillnaden mellan det börvärde TR'1 som skall beräknas och den i ögonblicket t = 0 uppnådda rumstemperaturen TR M skulle enligt ekvationerna (12) och (14) leda till en tillkommande uppvärmningsperiod TR,1 " TR,M At = K ' (20): n T A v,s varvid dock den riktiga uppvärmningskonstanten Kn ej är känd.

I den beräknade snabbuppvärmningsperioden = K" ' (21) ÅTv,s uppnåddes i verkligheten, dfls. med den riktiga snabbuppvärm- ningskonstanten Kn. ej värdet TR,l utan endast TR'M. så att T T R,M ' R,i til = K c n n Ajvrs Genom att de båda ekvationerna (21) och (22) sättes lika erhål- les: (23) 464 376 16 Även här genomföres i praktiken för undvikande av översvängning ej hela, utan endast en bråkdel av korrektionen. Detta har som vidare fördel att i ekvation (20) det icke kända värdet Kn kan ersättas med det kända värdet K"n på snabbuppvärmningskonstan- ten, så att: TR,1 ' TR,M At = K"n ' gäller, ÅTv,s För att erhålla det nya, korrigerade värdet på Kn måste detta värde på Åt sättas in i ekvation (18), varvid naturligtvis för detta andra fall först K'n måste ersättas med K"n och t'n med tlln.

I det andra fallet gäller sålunda: t“n + g . At (25). t" n varvid värdet At_på tidskorrektionen är givet av ekvation (24).

I båda fallen måste sålunda styrapparaten 17 efter avslutad snabbuppvärmning beräkna det nya värdet på snabbuppvärmnings- konstanten enligt ekvationerna (18) och (19) respektive (25) och (24) med hjälp av räknaren 36 och lagra detta i hjälpminnet 35a. I den efterföljande sänkningsperioden mäts TR'i fortlöpan- de och lagras detta värde i temperaturminnet 34. Räknaren eller beräkningsenheten 36 beräknar sedan fortlöpande med hjälp av detta värde:på TR'i, med det nya värdet på snabbuppvärmnings- konstanten Kn och med hjälp av ekvationerna (14) och (12) det momentant gällande värdet på snabbuppvärmningsperioden tn Odh lagrardetta värde i tidminnet 35b, varifrån det därefter laddas _och sålunda lagras i uppgângsräknaren 27 (fig. 3) via dess parallellingångar.

I fig. 5 är blocken 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 och 46 11 464 376: kopplade i kaskad i den angivna följden; detsamma gäller blocken 47 och 48. Blocken 38, 41 och 42 är beslutsblock och har vardera en Ja-utgång Y (Y = “Yes") och en Nej-utgång N. Ja- utgångarna Y av blocken 38 och 42 samt Nej-utgången N av blocket 41 tjänar till bildande av delkaskadkopplingen 38; 39; 40; 4l;42; 43.Kaskadkopplingen 47; 48 ligger parallellt med delkaskadkopplingen 41; 42; 43, varvid Ja-utgången Y av blocket 41 är förbunden med ingången av blocket 47 och utgången av blocket 48 precis som utgången av blocket 43 är förd till ingången av blocket 44. Både utgången av blocket 46 och Nej- utgången N av blocket 38 är återkopplad till ingången av blocket 37. Vidare är Nej-utgången N av blocket 42 återförd till den enda ingången till blocket 41.

I fig. 5 betyder bokstäverna: W' i blocket 37: “Mät och lagra TR i i temperaturminnet 34, be- 'Û räkna och lagra'T = (TR'l ~ TR,i)/ATV¿S, be- räkna och lagra tn = K - T' i tidminnet n 35b", I i blocket 40: "ladda uppgångsräknaren 27 med värdet tn 0Ch starta därefter dess nedräkning“, X i blocket 43: "stanna uppgångsräknarens 27 nedräkning, läs dess innehåll Z under samtidig lagring av innehållet Z i korrektionsvärdesminnet 29 och välj A+. = -z", och S i blocket 47: "stoppa uppgångsräknarens 27 nedräkning och mät rumstemperaturen TR unaer samtidig lag- ring av mätvärdet TRIM i temperaturminnet 34".

I blocket 38 ställs frågan "t = tn?“,i blocket 41 frågan "Z = 0?" och i blocket 42 frågan "TR==T'R'1?W I blocket 39 sätts TVIS = TÜVII, i blocket 45 TVIS = TV,1 och i blocket 46 TVIS = TV'U-I blocket 44 beräknas det nya värdet Kn (tn + g. At)/tn på snabbuppvärmningskonstanten och i blocket 48 beräknas värdet 464 376 18 At = Kn - (TRll - TRIMHATWS och lagras dessa värden i hjälp- minnet 35a.

Det i fig.5 visade flödesschemat är endast ett utdrag ur det totala flödesschemat för uppvärmningsanordningen och avser ute- slutande snabbuppvärmningen. Det antages att värmeanläggningen befinner sig i en sänkningsperiod vid början av det i fig. 5 visade flödesschemat.

Dessförinnan utföres följande förfarandesteg, vilka sålunda ej visas i fig. 5: 1.

Till att börja med, dans. vid idrifttagningen, lagras av- läsbart i ett minne av räknaren 36 de förutbestämda värdena på A$V'S respektive S och To, 9, TR,l, T och Kl.

Omedelbart därefter beräknar räknaren eller beräkningsenhe- ten 36 värdena av : ApV,S S . To om AIVIS ej är givet i förväg, och T R,1 = TR,1 '_ 'f Värmekurvinställaren 16 (se fig. 2) ger fortlöpande värdena av Tv'o OCh TVII och lagrar dessa läsbart i sitt minne, och adderaren 18 beräknar därefter fortlöpande värdet av T v.1 = Tv,1 * ATv,s~ Tiden t fastställs fortlöpande. Detta kan vid användande av framåträknare ske genom att räknaren en gång startas vid tidpunkten t = O och därefter fortlöpande räknar klocksigna- lens CL pulser eller genom att räknaren periodiskt, exempel- vis vid början av varje sänkningsperiod, återställes till noll och direkt därefter åter startas. Den sistnämnda meto- den svarar vid användande av bakåträknare mot periodisk laddning av räknaren vid början av varje sänkningsperiod med värdet tA på varaktigheten av den just påbörjade sänk- 464 376. 19 ningsperioden.

För varje snabbuppvärmning mäts och lagras vid början av det i fig.5 visade flödesschemat i blocket 37 i enlighet med betydelsen av bokstaven W' rumstemperaturen TR'i fortlöpande under sänkningsperioden och beräknas därefter efter varandra T' = (Tan ' snabbuppvärmningsperioden och lagras dessa värden. Därvid väljes såsom det första värdet på Kn efter iårifttagfliflgefi det lagrade värdet Kl.

TRIi)/ATV,S och det nya värdet tn = Kn - T' av I det efterföljande blocket 38 fastställs sedan huruvida t = tn. Om detta ej är fallet genomföres delkaskadkopplingen 37; 38 med hjälp av återföringen av Nej-utgången N av blocket 38 ända tills t = in gäller. Om detta är fallet sätts först i de nästkommande, genom blocken 39 och 40 visade förfarande- stegen, först TV,S betydelsen av bokstaven I, laddas uppgångsräknaren 27 (se fig. 3) med det momentant gällande värdet på tn och startas = T'V,1 och därefter, i enlighet med räknaren därefter. Snabbuppvärmningen har därmed påbörjats.

I blocket 41 kontrolleras därefter fortlöpande om tiden t, d.v.s. innehållet Z i uppgångsräknaren 27 är lika med det i förväg givna referensvärdet noll. Om detta ej är fallet kontrolleras i blocket 42 om rumstemperaturen TR är lika med det förutbestämda referensvärdet T'R'1. Om ej heller detta är fallet genomföres delkaskadkopplingen 41; 42 med hjälp av återföringen av Nej-utgången N från blocket 42 till ingången av blocket 41 ända tills ett av de båda kontrollvärdena upp- nåtts.

Om först TR = T'R'l uppnås stannas i nästa, genom blocket 43 illustrerade förfarandesteg först, i enlighet med betydelsen av bokstaven X, uppgångsräknaren 27, läses dess innehåll Z och lagras detta i korrektionsvärdesminnet 29 (se fig. 3) samt väljes därefter värdet på tidskorrektionen At = -Z och lagras denna i hjälpminnet 35a. Värdet Z utgör i detta fall sluttiden för snabbuppvärmningen. 90 10. 11. 12. 464 376 20 Om däremot först Z = 0 uppfylls stannas i nästa, genom blocken 47 till 48 visade förfarandesteg, först, i enlighet med betydelsen av bokstaven S, uppgångsräknaren 27 och mäts det för tillfället gällande mätvärdet TRIM av rumstemperatu- ren'rR samt lagras detta i temperaturminnet 34 (se fig.3).

Därefter beräknas genom beräkningsenheten eller räknaren 36 värdet At = lagras denna i hjälpminnet 35a, varvid Kn är det hitintills Kn . (TR,l - TRIM)/AÉVIS på tidskorrektionen och gällande värdet på snabbuppvärmningskonstanten.

I nästkommande förfarandesteg, vilka visas av blocket 44, beräknar beräkningsenheten 36 i båda fallen det nya värdet Kn . (tn + g . At)/tn av snabbuppvärmningskonstanten och lagrar denna i hjälpminnet 35a, varvid tn är det hitintills gällande värdet på snabbuppvärmningsperioden.

Därefter väljes TVIS i enlighet med blocket 45.

T Vpl Därmed är snabbuppvärmningen avslutad och börjar den efter- följande användningsperioden.

Så snart användningsperioden avslutats börjar en ny sänk- ningsperiod genom att, i enlighet med det genom blocket 46 illustrerade förfarandesteget, TV'S = TVIO väljes. Program- met återgår därefter till början av det i fig. 5 visade flö- desschemat, dans. till punkten 5, för att påbörja en ny cykel. I den under punkt 5 angivna ekvationen tn = Kn -T" för den nya snabbuppvärmningsperioden skall då Kn ersättas med sitt nya värde. f:

Claims (5)

464 376. .z/ PATENTKRAV

1. l. Förfarande för automatisk bestämning av varaktigheten av en före slutet av en temperatursänkningsperiod utlöst snabbupp- värmning, varvid vid varje snabbuppvärmning ett nytt värde på en snabbuppvärmningskonstant K beräknas såsom ersättning för ett hitintills gällande värde Kn på konstanten, varvid under varje sänkningsperiod som följer på en användningsperiod fortlöpande ärvärdet Tu av en rumstemperatur TR mäts, varvid därefter den därur härledda snabbuppvärmningsvaraktigheten tu beräknas, samt varvid uppnåendet av tidpunkten för början av snabbuppvärmningen prövas i och för efterföljande utlösning av snabbuppvärmningen, kännetecknat avatt a) snabbuppvärmningen utlöses genom en sådan börvärdesomkopp- ling av framledningstemperaturen TV av en värmeanläggning, att ett börvärdesöverskott ATWS av framledningstemperaturen gäller under snabbuppvärmningen, b) vid varje snabbuppvärmning detekteras huruvida rumstempera- turen TR eller tiden t först uppnår ett förutbestämt referensvärde 'PM respektive 0, cl) snabbuppvärmningen genom fastställande av värdet Z på sluttiden för snabbuppvärmningen och genom val av värdet At av en tidskorrektion lika med -Z avslutas när rumstemperatu- ren TR som den första parametern når sitt referensvärde TQH., eller c2) snabbuppvärmningen genom fastställande av det för tillfället gällande mätvärdet TM, på rumstemperaturen TR och beräkning av värdet At för tidskorrektionen lika med Kn ~ (TM - TRJJ/ATWS, med TM såsom börvärde för rumstempe- raturen (TR) under en på snabbuppvärmningen följ ande användningsperiod, avslutas när tiden t såsom den första parametern når sitt referensvärde O, 464 376 22 d) därefter i båda fallen det nya värdet Kn - (tn + g - At)/tn pá snabbuppvärmningskonstanten, med th såsom hitintills gällande snabbuppvärmningsvaraktighet och g såsom dämpningskonstant, beräknas, e) det nya värdet Kn - T' på snabbuppvärmningsvaraktigheten, med T' = (TM TMUATVÅ, Kn såsom det nya värdet på snabbuppvärmningskonstanten och TM såsom under sänknings- perioden fortlöpande uppmätt ärvärde på rumstemperaturen, beräknas, och f) uppnàendet av detta nya värde på snabbuppvärmningsvaraktig- heten fastställs i och för utlösning av snabbuppvärmningen.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att det förutbestämda referensvärdet (TM) på rumstemperaturen (TR) väljes lika med ett med ett toleransvärde (t) reducerat, under användningsperioden gällande börvärde (Tai) av rumstemperaturen (TR).

3. Anordning för genomförande av förfarandet enligt krav l, att en beräkningsenhet (36) är anordnad för härledning och/eller lagring av bl.a. värdena av T' kännetecknad av och värdena av tidskorrektionen At, dämpningskonstanterna g, snabbuppvärmningskonstanterna Kn, snabbuppvärmningens varaktighet t och Ig-T' , börvärdesöverskottet ATM: börvärdet TM och referensvärdet (T',_1) av rumstemperaturen (TR), att vidare en tidsräknare (23) för tillhandahållande av tiden (t), en tids- komparator (24) för fastställande av om tiden (t) är lika med det nya värdet av snabbuppvärmningens varaktighet, en frigivnings- ll vippa (25) för start och avslutande av snabbuppvärmningen, en uppgàngsräknare (27) för tillhandahållande av tiden (t), en avkodare (28) för indikering av de tidpunkter vid vilka tiden (t) .uppnår sitt referensvärde (0), en temperaturkomparator (31) för indikering av de tidpunkter, vid vilka rumstemperaturen (TR) uppnår sitt referensvärde (TM) , ett korrektionsvärdesminne (29) f: 464 376 :ß för tillhandahållande och lagring av värdena Z av sluttiden för snabbuppvärmningen, en anordning (32; 33) för avslutande av snabbuppvärmningen när rumstemperaturen (TR) eller tiden (t) såsom första storhet når sitt givna referensvärde (T'm1 resp. O) och ett temperaturminne (34) för tillhandahållande och lagring av värdena av Tmn och Tml är anordnade, varvid en utgång från tidsräknaren (23) är förd till en ingång av tidskomparatorn (24), vars utgång är förbunden med en ingång till frigivningsvippan (25), en utgång från uppgàngsräknaren (27) är förd till vardera en ingång av avkodaren (28) och korrektionsvärdesminnet (29), ingångarna till anordningen (32; 33) är förbundna med en utgång från temperaturkomparatorn (31) och avkodaren (28) och en utgång från korrektionsvärdesminnet (29) samt temperaturminnet (34) är förbundna med vardera en ingång av beräkningsenheten (36).

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att de nämnda byggelementen alla utgör en del av en gemensam, digital beräkningsenhet.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den digitala beräkningsenheten är en mikrodator.