DE1023209B

DE1023209B - Selbsttaetige Temperaturregeleinrichtung fuer Heizungsanlagen, Waermetauscher od. dgl.

Info

Publication number: DE1023209B
Application number: DEB28949A
Authority: DE
Original assignee: Baelz & Sohn K G W
Current assignee: Baelz & Sohn K G W
Priority date: 1953-12-21
Filing date: 1953-12-21
Publication date: 1958-01-23

Description

DEUTSCHES

Auf dem Gebiet der Regelung von Temperaturen ist es bereits bekannt, den das Stellglied der Heizanlage steuernden Regler nicht nur von einer Regelgröße, sondern von mehreren Temperaturgrößen der Heizanlage zu beeinflussen, wodurch eine wesentliche höhere Regelgenauigkeit bei geringeren Schwankungen erreicht und den neuzeitlichen Forderungen in weitgehender Weise Rechnung getragen wird. Besonders zweckmäßig ist die Temperaturregelung in Abhängigkeit von mehreren Temperaturgrößen in Sammel, Block- und Fernheizanlagen, da bekanntlich der Wärmebedarf einer Heizungsanlage für mehrere Räume nicht nur von der Temperatur des Wärmeträgers, sondern auch von der Außentemperatur abhängt.

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Temperaturregeleinrichtung mit zwei von je einem Wärmefühler beeinflußten Verstellgliedern, die über eine mechanische Übertragungsanlage auf ein eine Heizungsanlage, Wärmetauscher od. dgl. überwachendes Regelglied mit dem Unterschied der Meßwerte der Wärmefühler einwirken. Die mechanische Übertragungsanlage solcher Regeleinrichtungen weist meist ein kompliziert aufgebautes Hebelgestänge auf, so daß der Aufwand an Mitteln verhältnismäßig groß ist und der Einbau der Regeleinrichtung viel Zeit beansprucht. Die Herstellung der Regeleinrichtung ist daher mit hohen Kosten verbunden. Auch können durch die vielen miteinander gekuppelten Hebel und Verstellglieder der mechanischen Übertragungsanlage leicht Fehlerquellen auftreten, wodurch die Betriebssicherheit der Einrichtung herabgesetzt wird.

Die Erfindung macht sich zur Aufgabe, eine selbsttätige Temperaturregeleinrichtung der vorgenannten Gattung durch einen einfachen Aufbau der mechanischen Übertragungsanlage wirtschaftlicher herzustellen und ihr größere Betriebssicherheit und höhere Regelgenauigkeit als bei den bekannten Regeleinrichtungen ähnlicher Art zu geben. Gemäß der Erfindung \vird das dadurch erreicht, daß die beiden Verstellglieder über je ein Hebelgestänge und über je ein Zahnradgetriebe mit je zwei Zeigern gekuppelt sind., wobei jeweils zwei Zeiger, von denen der eine von dem einen Verstellglied und der andere von dem anderen Verstellglied verstellt wird, konzentrisch zueinander angeordnet sind und dem als Kontaktvorrichtung oder mit pneumatisch arbeitenden Düsen ausgebildeten Regelglied angehören und die beiden weiteren Zeiger nebeneinander angeordnet sind und daß eines der Hebelgestänge mit einer Einstellvorrichtung zur Änderung seines Übersetzungsverhältnisses versehen ist.

Der Regler kann mit einem von der Übertragungsanlage beeinflußten und von außen einstellbaren, an Selbsttätige Temperaturregeleinrichtung

für Heizungsanlagen,

Wärmetauscher od. dgl.

Anmelder:

W. Balz & Sohn K. G.,
Heilbronn/Neckar, Koepffstr. 5

sich bekannten Minimal- und Maximalkontakt ausgerüstet sein. Die Übertragungsanlage des Reglers kann ferner in bekannter Weise durch Flüssigkeits-, pneumatische oder elektrische Fühler verstellt werden. Der Regler kann von einem Außen- und wenigstens einem Vorlauf-, Rücklauf-, Kondensat- oder Raumtemperaturfühler beeinflußt werden und ein in der Dampfleitung eines Wärmetauschers liegendes Verstellglied steuern. Als Verstellglieder können Ventile, Zug-, Kaminklappen od. dgl. dienen, die, je nachdem, ob die Regelung elektrisch oder pneumatisch erfolgt, entsprechend ausgebildet sind. Bei einer elektrischen Regelung kann dann mit stromlos geschlossenen oder stromlos offenen Steuerleitungen gearbeitet werden.

In ähnlicher Weise sind auch die Steuerluftleitungen bei pneumatischen Regeleinrichtungen ausgebildet. Es ist auch denkbar, die erfindungsgemäße Regelanordnung auch noch auf die sogenannte Programmregelung zu erweitern, wobei dann noch mit Zeituhren auf das Hebelwerk eingegriffen wird.

In der Zeichnung sind in den Abb. 1 bis 4 Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Die

Abb. 1 zeigt die Bauart der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung, während aus den

Abb. 2 bis 4 Schaltanordnungen in solchen Regeleinrichtungen in Wärmetauschanlagen hervorgehen. Der in Abb. 1 dargestellte Regler 1 wird von einem Außentemperaturfühler 2 und einem weiteren Wärmefühler 3, der ein Vorlauffühler sein kann, beeinflußt.

Für diese Fühler 2, 3 werden beispielsweise Flüssigkeitsausdehnungsfühler verwendet, deren Leitungen 4, 5 mit je einer Rohrspirale 6, 7 verbunden sind. An jeder dieser Spiralen 6, 7 ist ein Hebel 8, 9 befestigt, der einerseits an einem Hebel 10, 11 und andererseits

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an einem Hebel 12, 13 angelenkt ist. Die Hebel 10 bis 13 betätigen ferner Zahnradgetriebe 14, 15, 16,17, die mit Zeigern 18, 19, 20, 21 gekuppelt sind. Die beiden Zeiger 18, 19 weisen je einen Federkontakt 22 bzw. 23 auf. Diese Kontakte 22, 23 sind mit Anschlußklemmen 24, 25 leitend verbunden, an die auch die zu einem elektrischen Stellglied eines Wärmeaustauschers führenden Leitungen angeschlossen sind. Der Zeiger 18 ist einer Skala 28 und der Zeiger 19

baren Teil 30, durch dessen Verstellung der Gelenkpunkt 31 des Hebels 11 an dem Hebel 9 verschoben wird, wodurch eine stufenlose Änderung des Übersetzungsverhältnisses möglich ist.

Bei der Regelanordnung nach Abb. 2 wird der eriindungsgemäße Regler 1 von einem Außentemperaturfühler 2 und einem in der Vorlaufleitung 33 eines Wärmetauschers 34 Hegenden Fühler 3 gesteuert. Die Erregerleitung 35 für das in der Dampfzuführungs

einer Skala 29 zugeordnet. Die Zeiger 20 und 21 io leitung 36 des Wärmetauschers 34 liegende Magnet

dienen zur übersichtlichen Anzeige der ihnen zugeordneten Temperatur, also zur Anzeige der Außenoder der Vorlauftemperatur.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise dieses in Abb. 1 dargestellten Reglers wird vorerst angenommen, daß die Außentemperatur steigt. Die Ausdehnungsfiüssigkeit des Außentemperaturfühlers 2 bewirkt dann, daß sich die Rohrspirale 6 so ausdehnt, daß der Hebel 8 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne

ventil 37 ist hierbei mit einer Stromquelle 38 verbunden. Ein Eingehen auf die Wirkungsweise dieser Anordnung erübrigt sich, da sie schon durch die vorstehend genannten Darlegungen klar ist.

Die Regelanordnung nach Abb. 3 unterscheidet sich von der nach Abb. 2 nur dadurch, daß an Stelle des Vorlauffühlers 3 ein in der Rücklaufleitung 39 des Wärmetauschers 34 liegender Fühler 40 tritt. Als Ventil 41 wird nach dieser Abbildung ein hilfs- und

gedreht wird. Der Zeiger 18 wird dann von diesem 20 eigengesteuertes Magnetmembranventil verwendet. Hebel 8 über das Hebelgestänge 10, 26 und das Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 enthält die

Zahnsegment 14 in der Richtung des Uhrzeigers ver- Regelanlage einen in der Vorlaufleitung 33 der stellt. Er nähert sich demzufolge dem Zeiger 19. Warmwasserheizung liegenden Fühler 3 und einen in

Während des Aufheizvorganges der Heizungs- der Kondensatleitung 42 der dampfbeheizten Anlage anlage wird auch über das Hebelgestänge 9, 11, 27 25 liegenden Fühler 43. Diese beiden Fühler 3, 43 wirken und das Zahnsegment 15 der Zeiger 19 verstellt, und neben dem Außentemperaturfühler 2 auf den Regler 1 zwar im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers. Die ein, der seinerseits das in der Kondensatleitung 42 beiden Zeiger 18, 19 nähern sich bei von beiden befindliche Magnetventil 44 steuert. Bei dieser Regel-Wärmefühlern 2, 3 erfaßten Temperaturerhöhungen. anlage wird die Heizungsanlage in Abhängigkeit von Besitzen die vom Wärmefühler 3 und die vom Außen- 30 der Temperatur der Außenluft, in der Vorlauf- und temperaturfühler 2 gemessenen Temperaturen einen der Kondensatleitung geregelt.

Es ist denkbar, daß der Steuerstrom außer über den Kondensatfühler noch über einen Raumtemperaturfühler beeinflußt wird. In diesem Falle wird, wenn die Raumtemperatur überschritten ist, die Regelung aussetzen. Erst wenn der Strom vom Raumtemperaturfühler wieder freigegeben wird und das Kondensat eine entsprechende Temperatur aufweist, kann das Regelmembranventil wieder arbeiten.

Um die Vorlauftemperatur nach unten und oben zu begrenzen, kann der Regler noch mit einem Maximal- und Minimalkontakt ausgerüstet sein. Diese beiden Kontakte, die von außen einstellbar sind, werden von dem Übertragungsgestänge des Reglers derart beein-

tritt auch auf, d. h. eine Trennung ^der beiden Kon- 45 flußt, daß Temperaturen nur innerhalb eines Tempetakte 22, 23 wird auch dann erfolgen, wenn die raturbereiches der Heizanlage auftreten können, der Außentemperatur unter den vorherigen Wert fällt, da durch die beiden Begrenzungskontakte bestimmt wird, in diesem Falle der Außentemperaturzeiger 22 im Soll beispielsweise die maximale Vorlauftempera-

entgegengesetzten Uhrzeigersinne verstellt wird. tür auf 90° C und die minimale Vorlauftemperatur

Durch den Regler nach Abb. 1 wird über das elek- 50 ^{auf 4}O⁰ C festgelegt werden, dann kann mittels der trische Verstellglied eine Regelung der Wärmezufuhr Begrenzungskontakte bei einer Außentemperatur

solchen Wert, daß sich die beiden Kontakte 22, 23 der Zeiger 18, 19 berühren, dann wird der Erregerstromkreis beispielsweise des einen Magnetventils geschlossen.

Durch die Erregung des Magnetventils wird die Wärmezufuhr zu dem Wärmetauscher gesperrt, da in diesem Falle der Wärmebedarf der Heizungsanlage gedeckt ist. Erst wenn nach einiger Zeit die Temperatur des Vorlaufwassers der Warmwasseranlage gefallen ist, werden die Kontakte 22, 23 der Zeiger 18, 19 voneinander getrennt, wodurch das¹ Magnetventil wieder entregt wird und eine Zufuhr von Wärme in den Wärmetauscher erfolgt. Der gleiche Vorgang

mit einfachen Mitteln in Abhängigkeit von der Außentemperatur und einer der Temperaturen in der Vorlauf-, Rücklauf- oder Kondensatleitung oder des Raumes erreicht.

Der Regler 1 muß weiterhin mit einer Einrichtung versehen sein, durch die eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses Außentemperatur zur Vorlauftemperatur z. B. von 1 : 1 stufenlos bis zu 1 : 3 vorunter + 1O⁰C nur mit einer Vorlauf temperatur von maximal 40° C und bei einer Außentemperatur unter —15° C nur mit einer Vorlauf temperatur von maximal 90° C gefahren werden.

Es ist ferner in Raumheizungsanlagen üblich, daß bei Nacht nicht mit Volltemperatur gefahren wird, was bekanntlich durch eine die Regelanlage beeinflußende Zeituhr erreichbar ist. Auch bei der erfin-

genommen werden kann. Bei einer Außentemperatur 60 dungsgemäßen Anordnung kann eine Tag- und Nacht-

von —15° C und +10° C ist beispielsweise eine Tem- steuerung dadurch bewirkt werden, indem das Über-

peraturspanne von zusammen 25° vorhanden. Soll nun tragungsgestänge des Reglers von einer Zeituhr über-

die Vorlauftemperatur von 90° C auf 65° C verstellt wacht wird. Eine derartige Beeinflussung des Reglers

werden, beispielsweise bei —15° C = 90° C und bei ist beispielsweise dadurch möglich, daß das Zeitwerk

+ 10° C = 65° C, so ergibt sich ein Verhältnis von 65 auf die Vorrichtung zur Änderung des Übersetzungs-

1:1. Wenn aber bei —15° C = 90° C und bei Verhältnisses des vom Innenfühler beeinflußten Über-

+ 10⁰C = 40° C gefahren werden soll, dann wäre ein tragungsgestänges einwirkt.

Verhältnis von 1 : 2 notwendig. Für die Regelung einer kohlenbeheizten Kessel-

Um dies zu erreichen, ist der Hebel 11 nicht fest anlage durch eine Einrichtung nach der Erfindung

an den Hebel 9 angelenkt, sondern an einen einstell- 70 kann beispielsweise an Stelle des Ventils ein kleiner

elektrischer Heizkörper von einigen Watt Leistung treten, der entweder an einem Ausdehnungsstab oder in einer flüssigkeitsgefüllten Patrone angeordnet sein kann. Durch die elektrische Beheizung dehnt sich die Flüssigkeit in der Patrone aus, wodurch in bekannter Weise z. B. eine Zugklappe für die Zu- oder Abluft am Kessel beeinflußt werden kann.

Der erfindungsgemäße Regler läßt sich auch bei Kühlanlagen verwenden, in denen die Temperatur zwischen ein- und auslaufendem Kühlwasser nicht überschritten werden soll, d. h., die Regeleinrichtung arbeitet in Abhängigkeit von diesem Temperaturunterschied.

Es ist bereits dargelegt, daß sowohl der den Regler steuernde Teil als auch der vom Regler gesteuerte Teil der Regelanordnung nach einem elektrischen, pneumatischen oder Ausdehnungsverfahren arbeiten kann. Es ist ferner bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung eine Vereinigung dieser Regelverfahren denkbar, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.

Die in Anspruch 1 gekennzeichneten einzelnen Merkmale sollen keinen selbständigen Patentschutz genießen; die Erfindung besteht vielmehr nur in der Vereinigung dieser Merkmale.

In den Ansprüchen 2 bis 5 sind zweckmäßige Weiterbildungen gekennzeichnet, die nicht für sich allein, sondern nur in Verbindung mit der Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 1 geschützt sein sollen.

Claims

PatentANSPKücHE:

1. Selbsttätige Temperaturregeleinrichtung mit zwei von je einem Wärmefühler beeinflußten Ver-Stellgliedern, die über eine mechanische Übertragungsanlage auf ein eine Heizungsanlage, Wärmetauscher od. dgl. überwachendes Regelglied mit dem Unterschied der Meßwerte der Wärmefühler einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstellglieder (8, 9) über je ein Hebelgestänge (10 bis 13) und über je ein Zahnradgetriebe (14 bis 17) mit je zwei Zeigern (18 bis 21) gekuppelt sind, wobei jeweils zwei Zeiger (18^ 19), von denen der eine von dem einen Verstellglied und der andere von dem anderen Verstellglied verstellt wird, konzentrisch zueinander angeordnet sind und dem als Kontaktvorrichtung (22, 23) oder mit pneumatisch arbeitenden Düsen ausgebildeten Regelglied angehören und die beiden weiteren Zeiger (20, 21) nebeneinander angeordnet sind, und daß eines der Hebelgestänge (9, 11) mit einer Einstellvorrichtung (30) zur Änderung seines Übersetzungsverhältnisses versehen ist.

2. Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler mit einem von der Übertragungsanlage beeinflußten und von außen einstellbaren, an sich bekannten Minimal- und Maximalkontakt ausgerüstet ist.

3. Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler für die Tag- und Nachtsteuerung in bekannter Weise zusätzlich von einer Zeituhr gesteuert wird.

4. Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsanlage des Reglers in bekannter Weise durch Flüssigkeits-, pneumatische- und elektrische Fühler verstellt wird.

5. Temperaturregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler von einem Außen- und wenigstens einem Vorlauf-, Rücklauf-, Kondensat- oder Raumtemperaturfühler beeinflußt wird und ein in der Dampfleitung eines Wärmetauschers liegendes Ventil steuert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche~Patentschriften Nr. 508 414, 639 641,
074.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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