DE2308578A1

DE2308578A1 - Zentralheizungs- und -kuehlanlage

Info

Publication number: DE2308578A1
Application number: DE19732308578
Authority: DE
Inventors: Masahiro Indo; Keijiro Mori; Taro Yamamoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1973-02-14
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1974-09-12
Also published as: FR2217641A1; US3865181A; DE2308578C3; FR2217641B1; DE2308578B2; JPS49106137A

Description

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ELECTRIC INDUSTRIAL CO., LTD. Osaka, Japan

-kühl anlage

Die Erfindung bezieht sich auf Zentralheizungs- und -kühlanlagen zum Heizen "bzw. Kühlen einer Vielzahl von Räumen mit Hilfe der aus einer zentralen Warm- oder Kaltluftquelle durch einen darin vorgesehenen Ge blase πιο tor ausgestoßenen und den einzelnen Räumen durch die betreffenden Zweigleitungen zugeführten V/arm- oder Kaltluft.

Nach dem Stand der Technik bekannt sind einerseits

Zentralheizungs- und -kühlanlagen, bei denen zum Beheizen oder Kühlen einer Vielzahl von Säumen durch Wärmeaustausch ein jeder dieser Räume mit warmem oder kaltem Wasser versorgt wird, und anderseits die allgemein als Luftleitungssysteme bezeichneten Anlagen, bei denen die von einer V/arm- oder Kaltluftquelle erzeugte Warmluft bzw. Kaltluft den einzelnen Ri'umen durch die betreffenden Leitungskanäle zugeführt wird.

_.oi AnIa₁^e dor erstgenannten Art, die also auf der Zuführung

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rung von warmem oder kaltem V/asser beruhen, kann die Temperaturregelung in den einzelnen Räumen unabhängig voneinander vorgenommen . .werden. Doch sind diese Anlagen mit dem Mangel behaftet, daß die für die Warm- oder Kaltwasserversorgung der einzelnen Räume erforderlichen Installationsarbeiten etwas umständlich und die EIinbau_r kosten dementsprechend hoch sind. Auch ist die Instandhaltung der Anlagen insofern problematisch, als Undichtigkeiten auftreten können. Bei Anlagen der zwei tge nannte η Art ist der Installationsaufwand demgegenüber gering und die Instandhaltung wirft keine Probleme auf. Sehr nachteilig fällt bei diesen Anlagen jedoch ins Gewicht, daß es bislang nicht möglich war, die Temperaturregelung in den einzelnen Bäumen unabhängig voneinander vorzunehmen.

Dieses Problem ergab sich bei den Anlagen der letztgenannten Art, nämlich bei den Zentralheizunge- und -kühlanlagen mit Luftleitungssystemen, aus dem Umstand, daß die den einzelnen Käumen zugeführte Luft, beispielsweise also im Fall des Heizbetriebs die Warmluft, aus ein und derselben Quelle herrührt» z.B. aus einer Heizanlage, von der sie den einzelnen Räumen durch die betreffenden Zweigleitungen zuströmt. Sofern die Warnluftzuführung nur in dieser Wsise erfolgt, wird nämlich bei einer Verringerung oder Drosselung der Warmluftzufuhr zu einem der Räume, in dem die Temperatur gesenkt werden soll, auch der Warmluftdurchsatz zu den anderen Räumen mitbeeinflußt, so daß in den übrigen Räumen dann eine Temperaturabweichung von' dem bisherigen Wert eintritt. LIi t anderen Y7orten, das bekannte Luftleitungssystem ist zwar für eine einheitliche Temperaturregelung in den einzelnen Räumen gut geeignet, gestattet aber nicht die Vornahme einer Temperaturänderung in einem bestimmten Raum, ohne daß gleichzeitig auch der jeweilige Tempera tür zu stand in den übrigen Räumen verändert würde. Dies wirkt sich unvermeidlich in einer erhöhung der Betriebskosten aus, während die betriebliche Vielseitigkeit hierdurch beeinträchtigt wird.

Im Rahmen der Erfindung wird das obige Problem, das bei den nach dem Stand der Technik bekannten Luftleitungssystemen auftaucht, dadurch gelöst, daß die Druck- und Temperaturregelung der von einer Warm- oder Kaltluftquelle zugeführten Luft im Ansprechen

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auf eine Änderung des Warm- oder Kaltluftdurchsatzes in einem Raum in der Weise vorgenommen wird, daß der jeweilige Beheizungs- oder Kühlzustand in den übrigen Räumen beibehalten bleibt.

Die Erfindung hat zur Aufgabe , die Möglichkeit einer Temperatureinstellung in einem Raum oder in mehreren Räumen zu schaffen, ohne daß hierdurch der jeweilige Beheizungs- oder Kühl zu stand in den übrigen Räumen beeinflußt wird, indem zu diesem Zweck Vorkehrungen getroffen werden, um im Ansprechen auf festgestellte Druck- und Temperaturänderungen der Luft auf der Seite der Warm- oder Kaltluftquelle, die auf die Temperature in stellung in den einzelnen Räumen zurückzuführen sind, eine entsprechende V/ärineführung zu erzielen, die beispielsweise auf der Drehzahlregelung eine s Gebläseantrieb Brno tors und auf dem Brennstoffdurchsatz eines Brenners beruhen kann.

Werden beim Betrieb der üblichen Heiz- oder Kühlanlage beispielsweise vier Räume beheizt und wird die Warmluftzufuhr zu dem einen Raum gedrosselt, so erhöht sich theoretisch die Luftzufuhr zu den übrigen drei Räumen um die Luftmenge, die bisher jenem einen Raum zugeführt wurde. Praktisch verhält es sich jedoch so, daß die Leitungen, die zu jedem der gleichbleibend weiterbeheizten Räume führen, dem erhöhten Warmluftdurchsatz auch einen höheren Widerstand entgegensetzen, so daß sich die Gesamtwarmluftzufuhr von der Warmluf tquelle verringert. De sungeachte t erhöht sich aber nun die Temperatur der den gleichbleibend zu beheizenden Räumen zugeführten Warmluft, sofern die Wärmeleistung der Wärmequelle, also beispielsweise eines Brenners, unverändert bleibt. In den gleichbleibend zu beheizenden Räumen wird es daher jetzt übermäßig warm, da einerseits der Warmluftdurchsatz erhöht und zum andern auch die Temperatur der zugeführten Luft gesteigert wird.

Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, den Ge samtwarmluftdurchsatz im Fall der Beendigung der Beheizung des einen von mehreren Räumen um jenen Anteil zu verringern, der dem Warmluftdurchsatz des nicht mehr beheizten Raumes entspricht. Gleichzeitig wird auch entsprechend dem Grad der Drosselung des Gesamtwarmluftdurchsatzes die von der Wärmequelle erzeugte Wärmemenge verringert.

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In dieser Weise wird also die Temperatur in den gleichbleibend zu beheizenden Räumen konstantgehalten.

Weiterhin hat die Erfindung zur Aufgabe, die mit einer starken Warm- oder Kaltluftzufuhr verbundene Geräuschentwicklung zu verhindern und eine geräuschfreie Raumbeheizung oder -kühlung zu ermöglichen.

Des weiteren hat die Erfindung zur Aufgabe, eine exakte Regelung der Drehzahl eines Gebläseantriebsmotors und damit eine exakte Regelung des Luftdurchsatzes zu ermöglichen, indem zu diesem Zweck das Ergebnis der Messung des Drucks der zugeführten Luft der Verstärkung durch eine elektronische Schaltung unterworfen wird.

Des weiteren hat die Erfindung zur Aufgabe, die Exaktheit der erwähnten Luftdurchsatzregelung noch weiter dadurch zu erhöhen, daß zur Ermittlung des Luftdrucks ein Halbleiterfühler vorgesehen wird, der sohon auf sehr geringfügige Luftdruokänderungen anspricht.

Darüber hinaus hat die Erfindung auch zur Aufgabe , eine einfache und zuverlässige Regelung durch eine elektronisch« Schaltung zu ermöglichen, die zwei belastungeempfindliohe, widerstandebehaftete Elemente einbegreift, die zur Feststellung dee Luftdruck· dienen und in einer Brücke in Reihe geschaltet sind.

Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindungeeinzelheiten in Verbindung mit den beigegebenen Zeichnungen hervor. Darin zeigern

RLg. 1 eine perspektivische Ansicht der Ge samtanordnung der erfindungsgemäßen Zentralheizunge- und/oder -kühlanlage!

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaft gezeigten bekannten Warmluftquelle, wobei in der Darstellung Teile weggebrochen sind}

Hg. 3 eine perspektivische Ansicht eines in einem Raum vorgesehenen bekannten Warmluft- oder Kaltluf tauslasse β, wobei in der Darstellung Teile weggebrochen sind$

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Fig, 4 eine perspektivische Teilansieht einer in der Warmluftquelle vorgesehenen Anordnung zur Feststellung der Temperatur und des Drucks der Warmluft)

Fig« 5 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Bauteile der auf Temperatur und Druck ansprechenden Anordnung der Kg₁ 4 unter Wegbrechung von Teileni

Fig, 6 eine Sennit tan sieht eines Druckfühlers»

Fig, 7 und θ Schnittansichten der in dem Druckfühler der Rg, 6 vorgesehenen belastungsempfindlichen, widerstandsbeha.fteten Elemente ι

FLg, 9 die Kennlinie der belastungsempfindlichen, widerstandsbehafteten elemente , deren Anordnung die in Figo 6 gezeigte

Jfrg, 10 eine sehe ma ti sehe Darstellung des Grundaufbaus des erfindungsgemäßen Temperaturreglers für die unabhängige Begelung der iiinzelraumtemperatureni

Pig, 11 ein Schema einer elektrischen Schaltung für die Regelung des Luftdurchsatzes und der Lufttemperatur und

Fig, 12 ein Schema einer anderen Ausführungsform der elektronischen Schaltung für die Regelung der Luftzufuhr und der Lufttemperatur.

In FIg, 1 ist eine Zentralheizungsanlage dargestellt. In dieser Figur bezeichnet die Bezugszahl 1 eine Warmluftquelle. Von der Qberseite der Warmluftquelle 1 erstreckt sich eine Hauptleitung

2 fort, die an ihrem Auelaßende in einen Verteiler 3 überleitet. Von dem, Verteiler 3 erstrecken si oh mehrere Zwei gleitungen fort, an deren Auslaßenden Luftauslässe 5a, ^b, 5o bzw, 5d für den jeweils ζμ beheizenden Raum A, B_% Q und D vorgesehen sind,

Jn Fig, 2 ist ein üblicher Aufbau der Waralwftquelle 1 gezeigt, ?U dieser gehört ein Gehäuse 6, von dessen Oberseite sich die Hauptleitung 2 forterstreoKt, Das Innere des Qeh.äuaes 6 i st durch eia mit einem Luftdurofctrittssohlitz ? versehenes Trennglied θ in zwei Abschnitte 9 und 10 unterteilt. In dem Abschnitt 9 sind

ein Brenner 11 und ein mit diesem verbundener 7/ärme au stau scher 12 angeordnet, Sie Verbrennungsgase des Brenners 11 steigen auf und erhitzen hierbei den Wärme au stau scher 12, um dann über ein Leitblech 13 in ein Austrittsrohr 14 zu gelangen, durch das sie naoh ■ außen abströmen, Mit der Bezugszahl 15 ißt ein Brennergebläsemotor " bezeichnet und Pit der Bezugszahl 17 eine Vorrichtung zur Brennerregulierungi zu der ein Brennstoff-Elektromagnetventil 16 zur Regelung der Brennstoffversorgung des Brenners 11 gehört. In dem Absohnitt IQ ist ein Gebl äse antriebsmittel wie beispielsweise ein Gebläsemotor 18 vorgesehen. Mit Hilfe dieses Gebläseantriebsmittels wird die itüokluft aus den beheizten Räumen angesaugt und durch den Luftdurchtrittsschlitz 7 in d^en Abschnitt 9 zurückgeleitet. Die in den Abschnitt 9 eingespeiste Luft steigt an dem Wärmeaustauscher 12 entlang auf, um hierauf durch die Hauptleitung 2 auszuströmen. Die durch die Hauptleitung 2 fortströmende Warmluft gelangt so in den Verteiler 3 und strömt dann durch die Zweigleitungen 4a, 4b, 4c und 4d weiter, worauf sie durch die Warmluftauslässe 5a, 5b, 5c und 5d ζμχ« Raumbeheizung in die Räume Ai B₁ C bzw. D austritt.

In ffig, 3 ist beispielartig ein solcher Warmluftauslaß dargestellt. Bei diesem ist ein Schlitzblech 18 an der Vorderseite eines Gehäuses 19 montiert, an dessen Rückseite die betreffende Zweigleitung einmünde-^. In der Zweigleitung ist nahe dem Auslaßende eine drosselklappe 20 vorgesehen, ^ie Drosselklappe kann zur Einstellung der Öffnungsweite der Zweigleitung mit Hilfe von Hebeln 21 und 22 gedreht werden. Der eine dieser Hebel, nämlich der Hebel 21, erstreekt sich durch einen waagerechten Kanal oder Schlitz, der im Rahaen des Sohlitzbleohs 18 ausgebildet ist, wobei dieser Hebel an seinem freien Jjjnde einen Knauf oder Griff 24 trägt. Dieser Aufbau ermöglicht ein Ändern der öffnungsweite der Leitung 4a mit Hilfe der Drosselklappe 2Qι fi^4 die Öffnungsweite verringert, so sinkt die Temperatur in dem RaiM» A< ist die Leitung gänzlich verschlossen, so ist die Heizung im Saum A. abgestellt. Die Warmluftauslässe in den übrigen löumen 4, B, g und £ können natürlich die gleiche Konstruktion

Jn fig, 4 und 5 ißt ein Fühler 25 dargestellt, der auf den Druck und die ^temperatur der zugeführten Luft anspricht. Bei der

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hier dargestellten Ausführungsform ist dieser Fühler am oberen Teil des Gehäuses 6 der Warmluft quelle 1 vorgesehen, doch könnte er auch an einer beliebigen Stelle der Strömungsbahn der Warmluft vor den Zweigleitungen 4a, 4b, 40 und 4d angebracht sein. Zu dem Fühler gehört ein Druckfühlerrohr 26, das in einen Rahmenaufbau 29 einmontiert ist und sich in den oberen Teil des Abschnitts 9 hineinerstreckt. Zu dem Fühler gehört ferner ein Thermistor 27 mit negativem Koeffizienten, der von einer Stütze 28 getragen wird, die ebenfalls an dem Rahmenaufbau 29 befestigt ist. Die Bezugszahl 50 bezeichnet eine an dem Rahmenaufbau 29 befestigte Kappe oder Verkleidung, mit den Bezugszahlen 31 und 32 sind Anschlußleitungen bezeichnet, die sich von dem Thermistor 27 forteretreoicen, mit der Bezugszahl 33 eine in der Wandung de β Luftdruck-Fühlerrohrs 26 vorgesehene Druck -ausgleiohöffnung und mit der Bezugezahl 34 ei*¹ für die Druckfortleitung vorgesehenes Rohr, das an das Luftdruok-Fühlerrohr 26 angeschlossen ist und das in eine nooh zu beschreibende Bahn für die Druckfortleitung einmündet.

Fig. 6 zeigt einen allgemein mit der Bezugszahl 35 bezeichneten Luftdruckfühler. Dieser weist zwei Teile 36 und 37 auf, die durch einen Bolzen 3Ö miteinander verbunden sind und einen geschlossenen Innenraum umgrenzen, der durch eine aus einem elastischen Material wie beispielsweise Gummi bestehende Membran 39 in zwei Kammern oder Absohnitte 40 und 41 unterteilt ist. Der Abschnitt 40 steht «it der bereite erwähnten Bahn 42 für die Druckfortleitung in Verbindung, die ihrerseits mit dem für die Druckfortleitung vorgesehenen Rohr 34 verbunden ist. In der den anderen Abschnitt 4I abgrenzenden Wand ist ein Luftkanal 43 vorgesehen. Auf der den Abschnitt 41 begrenzenden Seite der Membran 39 ist an dieser ein Plättchen 44 befestigt, von dem sioh senkrechte Vorspränge 45 und 46 forter st recken, die mit ihren freien Enden jeweils gegen eine belastungsempfindliche, widerstandsbehaftete Anordnung 47 bzw. 48 anliegen. Diese Anordnungen 47 und 48 sind mit dem einen Ende unter Zwiechenfügung von Isolierteilen 49 bzw. 50 aus Gummi oder einem ähnlichen Material an der Bodenwand der Kammer 4I befestigt, während an dem oberen Teil ihre β freien Endes der betreffende der Vprsprünge 45 und 46 angreift. Wie aus Fig. 7 und 8 hervorgeht, bestehen diese

Anordnungen

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Anordnungen jeweils aus einem Isolierkörper 53 bzw. 54 aus einem Kunstharz, der eine Einkerbung 51 bzw. 52 aufweist, einer leitenden Schicht 55 bzw. 56 aus einem Metall wie beispielsweise Kupfer, die auf die obere und die untere Fläche sowie auf die freie Endfläche des betreffenden der Körper 53 und 54 aufgebracht ist, und aue einem belaetungsempfindlichen, widerstandsbehafteten Element 57 bzw. 58, dae unter Zwischenfügung der Metallschicht 55 bzw. 56 an dem betreffenden der Isolierkörper 53 und 54 befestigt ist und die Einkerbung 51 bzw. 52 überbrückt. Der elektrische Widerstand der Elemente 57 und 58 ändert sich beim Anlegen einer Belastungskraft. Die Anbringung der belastungsempfindlichen, widerstandsbehafteten Anordnungen 47 und 48 ist wirkungsmäßig gegensinnig. Wird nämlich von dem Vorsprung 45 eine Druckkraft auf die belastungsempfindliche, widerstandsbehaftete Anordnung 47 ausgeübt, so wird diese in der Weise verformt, daß ihr Material an der Einkerbung 51 einer Zugspannung ausgesetzt wird, so daß die Einkerbung breiter wird und auf das Element 57 eine Dehnungskraft einwirkt. Die andere belastungsempfindliche, widerstandsbehaftete Anordnung, also die Anordnung 48, verformt sich hierbei dagegen so, daß die Breite der Einkerbung 52 kleiner wird und daß auf das Element 58 eine zusammendrückende Kraft einwirkt. Bei einer Bewegung der Membran 39 werden also durch die Vorsprünge 45 und 46 auf die belastungsempfindlichen, widerstandsbehafteten Anordnungen 47 und 48 gleich große Kräfte übertragen, doch werden die Elemente 57 ^u&d 58 hierbei gegensinnig belastet. Betrachtet man die an das Element 57 angelegte Belastungskraft als positiv und die an das Element 58 angelegte als negativ, so ändert sich der Widerstand dieser Elemente in der in Fig. 9 gezeigten Waise.

Wie aus Fig. 9 hervorgeht, hat der Widerstand der beiden Elemente 57 und 58 bei einer Belastung Null den gleichen Wert c. Wird nun eine Belastungskraft W, angelegt, so erhöht sich der Widerstand des Elements 57 auf einen Wert a, während sich der des Elements 58 auf einen Wert a¹ verringert. Die Widerstandsänderungen der belastungsempfindlichen, widerstandsbehafteten Anordnungen 47 und 48 sind somit stets entgegengesetzt.

Sind bei der beschriebenen Anlage der Brenner 11 und der

Gebläsemotor

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Gebläsemotor 18 in Betrieb, so erwärmt sich also die von dem Gebläsemotor 18 geförderte Luft im ilntl angstreiche η an dem von dem Brenner 11 erhitzten Wärmeaustauscher 12. Die in dieser Weise in dem Gehäuse 6 erzeugte Warmluft strömt durch die Hauptleitung 2 dem Verteiler 3 zu und durchströmt von dort aus die Zweigleitungen 4a, 4b, 4c und 4d, um durch die Warmluft au si äs se 5a, 5b, 5c und 5<3 auszutreten, wodurch die Bäume A, B, C und D beheizt werden. An jedem der Warmluftauslässe kann durch Verschieben des Griffes 24 (Fig. 3) die Drosselklappe 20 gedreht werden, um so die Öffnungsweite der Zweigleitung zu verändern. Soll beispielsweise die Beheizung des Raums A eingestellt werden oder soll die Temperatur in diesem Raum gesenkt werden, so wird die Drosselklappe 20 in die Stellung "Aus" oder in eine zur Verringerung der Öffnungsweite der Zweigleitung 4a geeignete Stellung gedreht. Die bisher dem Raum A zugeführte Warmluft würde in diesem Fall in die anderen Zweigleitungen 4b, 4c und 4<1 strömen. Die Strömungsgeschwindigkeit der Warmluft in den Zweigleitungen 4b» 4c und 4d erhöht sich infolgedessen, wodurch sich jedoch auch der dem Luftstrom entgegengesetzte Widerstand erhöht. Dank dieser Erhöhung steigt nun auch der Druck in der Strömungsbahn der Warmluft vor den Zweigleitungen. Die Druckerhöhung überträgt sich durch die in dem Druckfühlerrohr 26 vorgesehene Druckausgleichöffnung 33 durch das für die Druckfortleitung vorgesehene Rohr 34 und den Druckfortleitungskanal 42 in dem Druckfühler 35 bis in dessen Kammer 40, so daß sich die in Fig. 6 gezeigte Membran nach unten bewegt. Da das Plättchen 44 die Bewegung der Membran 39 mitvollzieht, erfährt die belastungsempfindliche, widerstandsbehaftete Anordnung 47 eine positive Belastung durch den Vorsprung 45 > während an die belastungsempfindliche, widerstandsbehaftete Anordnung 48 durch den Vorsprung 46 eine negative Belastungskraft angelegt wird, so daß sich deren Widerstandswerte in der in Fig. 9 gezeigten Weise Lndern. Im Ansprechen auf diese Widerstandsänderung wird eine in Fig. 10 dargestellte Druckregel schal tung 59 im Sinne einer Drehzahlverringerung des Gebläsemotors 18 betätigt. Der Gesamtwarmluftdurchsatz wird hierdurch um einen Betrag vermindert, der dem bisherigen Warmluftdurchsatz der Zweiglüi tung 4a entspricht. Die Strömungsgeschwindigkeit der Warmluft oder der '.Varmluf tdurchsatz in den Zweig-

leitungen

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leitungen 4b, 4c und 4d kann folglich also konstantgehalten werden. Da sich die Menge der in einer bestimmten Zeitspanne an dem Wärmeaustauscher 12 entlangstreichenden Luft wegen der Orehzahlminderung des Gebläsemotors 18 verringert, würde jetzt jedoch die Temperatur der Warmluft ansteigen. Diese Temperatursteigerung wird von dem in Hg. 10 gezeigten Thermistor 27 festgestellt, und im Ansprechen hierauf wird nun eine Temperaturregelschaltung 60 im Sinne einer Drosselung der Brennstoffzufuhr aus dem Brennstoffventil l6 in den Brenner 11 betätigt, so daß weniger Wärme erzeugt wird. Auch bei einer Senkung des Luftdurchsatzes durch den Gebläsemotor IS kann also die Temperatur der Warmluft bei einem praktisch unveränderten Wert gehalten werden.

Aus dem Gesagten geht hervor, daß der Warmluftdurchsatz des Baumes A verändert werden kann, während gleichzeitig¹ die Warmluftzufuhr zu den übrigen Räumen B, C und D bei konstanter Temperatur unverändert bleibt. Mit anderen Worten, der Beheizungszustand des Raumes A kann verändert werden, ohne daß hierdurch die Beheizung der Räume B, C und D beeinflußt wird.

Die obenbeschriebene Anlage ermöglicht mithin eine individuelle Regelung der Raumheizung. ·

Die obige Ausführungsform betraf die Warmlufterzeugung mit Hilfe der Verbrennungswärme eines in dem Brenner 11 abbrennenden Brennstoffs wie beispielsweise Heizöl oder eines gasförmigen Brennstoffe, doch lassen sich die gleichen Wirkungen auch im Fall der Verwendung einer elektrischen Heizvorrichtung als Wärmequelle hervorbringen. Ist statt des Wärmeaustauschers ein Kühlaggregat vorgesehen, so läßt sich auch eine Raumkühlung mit Kaltluft durchführen. In diesem Fall kann die Regelung der Kaltlufttemperatur dadurch erfolgen, daß man den Kühlmitteldurchsatz entsprechend reguliert.

Der Luftdruck- und Lufttemperaturfühler 2 5 ist bei der obigen Ausführungsform am oberen Teil des Gehäuses 6 vorgesehen, kann jedoch stattdessen auch in der Hauptleitung 2 oder im Verteiler 3 angeordnet sein. Allgemein läßt sich sagen, daß er überall dort angeordnet sein kann, wo Druck- und Temperaturänderungen festgestellt werden körnen, die aus einer Verstellung der Öffnungsweite einer be -

liebigen

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- 11 liebigen Zweigleitung resultieren.

In Pig. 11 ist eine kombinierte Ausführungsform der Druckregelschaltung 59 und der Temperaturregelschaltung 60 der Fig. 10 dargestellt.

Es soll zunächst die Druckregel schaltung 59 beschrieben werden. LLLt der Bezugszahl 18 ist der Gebläsemotor bezeichnet, der in Reihenschaltung mit einer Diodenbrücke 62 zwischen die Anschlüsse einer Wechselstromquelle 61 gelegt ist. Zwischen zwei Gleichstrom-Diagonalanschlüsse der Diodenbrücke 62 ist eine aus einem Widerstand 63 und einem Kondensator 64 bestehende Reihenschaltung gelegt. Zwischen die anderen beiden Gleichstrom-Diagonalanschlüsse a und b der Diodenbrücke 62 ist eine Reihenschaltung einer Induktivität 65 und einer Tierschichttriode 66 gelegt. Der Anschluß a der Diodenbrücke 62 ist außerdem auch mit einem Widerstand 67 verbunden, der seinerseits mit dem positiven Anschluß einer Zenerdiode 68 verbunden ist, deren negativer Anschluß an den Anschluß b der Diodenbrücke 62 gelegt ist. Eine Reihenschaltung, bestehend aus einer Diode 69» den belastungsempfindlichen, widerstandsbehafteten Elementen 47 und 48 sowie einem Regelwiderstand 70, die in der genannten Reihenfolge hintereinanderge schaltet sind, und eine weitere Reihenschaltung, bestehend aus Widerständen 71 und 72, sind der Zenerdiode 68 parallelge schaltet. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 7I und 72 und der Verbindungspunkt zwischen den belastungsempfindlichen, widerstandebehafteten Elementen 47 und 48 dienen jeweils als Anschluß für die Abnahme eines Drucksignals. Der Wi der stand 72 ist einer Reihenschaltung parallelge schalte t, welche die Emitter-Kollektor-Bahn eines Transistors 73 und einen Kondensator 74 einbegreift. Die Basis des Transistors 73 ist an den Verbindungspunkt zwischen den belastuhgsempfindlichen, wider standsbehafteten Elementen 47 und 48 angeschaltet. Der Zenerdiode 68 ist ferner eine Reihenschaltung parallelge schaltet, in der ein Widerstand 75, die Bahn zwischen der Basis B, und der Basis B„ eines Doppelbasistransi store 76 und ein Widerstand 77 in dieser Folge hintere inander geschaltet sind. Die Basis B„ des Doppelbasistransistors 76 ist mit dem Starter der Vierschichttriode 66 verbunden, während sein Emitter an den Verbindungspunkt zwischen dem Emitter des Transistors 73 und

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- 12 dem Kondensator 74 gelegt ist.

Die belastungsempfindlichen, widerstandsbehafteten Elemente 47 und 48 sind in dem Druckfühler 35 enthalten, wie dies bereits in Verbindung mit Fig. 6 erwähnt wurde. Der Widerstand des Elements 47 kann sich erhöhen, während sich der des Elements 48 verringern kann, wenn der Druckfühler 35 eine Druckerhöhung feststellt. Die Spannung der Stromquelle 6l wird dem Gebläsemotor 18 zugeführt, wenn die Vierschichttriode 66 in den Einschaltzustand gesteuert ist, nicht aber wenn sich die Vierschichttriode 66 im Aus schalt zu stand befindet. Der Effektivwert der dem Gebläsemotor 18 zugeführten Spannung kann zur Regelung seiner Drehzahl über den Zündwinkel der Vierschichttriode 66 beeinflußt werden. Eine Einstellung des Luftdrucks auf einen Sollwert kann durch ein entsprechendes Verstellen des Hegelwiderstandes 70 vorgenommen werden. Der Transistor 73 wird durch ein Drucksignal getriggert, das zwischen den zur Signalfeststellung vorgesehenen Anschlüssen erscheint, worauf ein dem Drucksignal entsprechender Strom fließt, so daß der Kondensator 74 aufgeladen wird. Die Klemmenspannung über dem Kondensator 74 und somit das Emitterpotential des Doppelbasistransistors 76 erhöhen sich, bis seine Zündspannung erreicht wird, worauf sich der Widerstand zwischen dem Emitter und der Basis B_? des Doppelbasistransistors 76 abrupt verringert, so daß der Kondensator über die parallelen Entladestromkreise des Starter-Katoden-Weges der Vierschichttriode 66 einerseits und des Widerstandes 77 anderseits entladen und die Vierschichttriode 66 gezündet wird. Tritt dieser Fall ein, so wird dem Gebläsemotor 18 die Spannung der Stromquelle zugeführt. Steigt also der festgestellte Druck bei einer Druckerhöhung der zugeführten Luft über den vorgegebenen Druckwert an, so nimmt der Widerstand des belastungsempfindlichen, widerstandsbehafteten Elements 47 zu, während der Widerstand des Elements 48 abnimmt, so daß sich der Stromdurchgang durch den Transistor 73 und mit diesem der dem Kondensator 74 zufließende Ladestrom verringert. Infolgedessen verlängert sich nun die Zeitspanne bis zum Erreichen der Zündspannung des Doppelbasistransistore 76. Dies bedeutet eine Zunahme des Zündwinkels der Vierschichttriode 66, so daß sich die dem Gebläsemotor 18 zugeführte Effektivspannung verringert, was eine Dre h zahl mi nde rung zur Folge

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hat. In dieser Weise kann einer Erhöhung des Drucks der zugeführten Luft entgegengewirkt werden. Falls der Druck der zugeführten Luft abnimmt, wirkt die elektronische Schaltung anderseits auch im Sinne der Wiedereinstellung des vorgegebenen Druckwerts. Der Druck der zugeführten Luft kann folglich "bei jeder Änderung des Luftdurchsatzes konstantgehalten werden. Die Diode 69 dient zur Temperaturkompensation, die Induktivität 65 und der Kondensator 64 sind zur Störspannungsbeseitigung vorgesehen und der Widerstand 63 soll dem Auftreten eines Stoßstroms vorbeugen.

Es soll nun die Temperaturregelschaltung 60 erläutert werden. Die Bezugszahl 70 bezeichnet einen Transformator, dessen primärspule zwischen die Anschlüsse der Stromquelle 6l gelegt ist und dessen Sekundärspule zwischenzwei Wechselstrom-Diagonalanschlüsse einer Diodenbrücke 79 gelegt ist. Ein Kondensator 80, eine aus einem Widerstand 81, der Emitter-Kollektor-Bahn eines Transistors 82 und der Elektromagnetspule 83 des Brennstoff-Elektromagnetventils l6 bestehende Reihenschaltung, eine weitere, aus Widerständen 84 und 85 bestehende Reihenschaltung und noch eine weitere, aus einem Widerstand 86, einem Thermistor 27 und einem Re gel wider stand 87 bestehende Reihenschaltung sind jeweils in Parallelschaltung zwischen die Gleichstrom-Diagonalanschlüsse a¹ und b' der Diodenbrücke 79 gelegt. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 84 und 85 sowie der Yerbindungspunkt zwischen dem Widerstand 86 und dem Thermistor 27 dienen als Anschlüsse für die Abnahme eines Temperatur signals und sind mit dem Emitter bzw. mit der Basis eines Transistors 88 verbunden, dessen Kollektor an die Basis des Transistors 82 gelegt ist. Ein weiterer Widerstand 89 ist zwischen den Anschluß a' der Diodenbrücke 79 und die Basis des Transistors 82 gelegt. Bei der Elektromagnetspule 83 handelt es sich um die Treiberspule des in Fig. 2 gezeigten Brennstoff-EIe ktromagne tventil s.

Der Transformator 78 wandelt die 100-Volt-Wechselspannung der Stromquelle in eine 24-VoIt-Wechselspannung um, die hierauf durch die Diodenbrücke 79 und den Kondensator 80 in eine Gleichspannung umgewandelt wird. Der Regelwiderstand 87, die aus dem Thermistor 27 und dem Widerstand 86 bestehende Reihenschaltung, der Widerstand 84

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und der Widerstand 85 stellen die vier Seiten einer zur Feststellung der Temperatur der zugeführten Luft dienenden Brücke dar. Der Hier- ■ mistor 27 hat eine Charakteristik mit negativem Koeffizienten; sein Widerstand erhöht sich mit steigender Temperatur. Bei einer Temperatursteigerung der zugeführten Luft erhöht sich also der Widerstand des Thermistors 27 entsprechend dem Temperaturanstieg. Infolgedessen erhöht sich das Basispotential des Transistors 88, so daß auch der Kbllektorstrom zunimmt. Da dieser Strom der Basis des Transistors 82 zufließt, nimmt auch dessen Kbllektorstrom zu. Sie Elektromagnetspule 8J des Brennstoffventils 16 (Fig. 2) wird durch den Kbllektorstrom des Transistors 82 erregt, und das Brennstoffventil 16 wird daher bei steigender Temperatur der zugeführten Luft geschaltet. Infolge dieser Schaltbetätigung des Brennstoffventils 16 wird nun die Zuführung des als Brennstoff dienenden Heizöls oder des gasförmigen Brennstoffs zu dem Brenner 11 gedrosselt, so daß die Verbrennungsge schwindigkeit in dem Brenner 11 abnimmt. Die Verringerung der Verbrennungsgeschwindigkeit ist mit einem Temperaturrückgang der abgeführten Luft verbunden, was eine Verringerung des Widerstandes des Thermistors 27 nach sich zieht, so daß das Basispotential des Transistors 88 abnimmt, bis sich dieser dem Sperrzustand nähert. Infolgedessen verringert sich der Kbllektorstrom in dem Transistor 82, also der Stromdurchgang durch die Spule 83· Das Brennstoffventil 16 arbeitet mit Hysterese} Der Strompegel für die Wiedereinstellung des Anfangs zu stände β liegt unter dem Strompegel für die Betätigungsauslösung. Die Temperatur, bei der sich der Brennstoffdurchsatz zu erhöhen be ginnt, liegt daher niedriger als die Temperatur, bei der eine Verringerung des Brennstoff durchsetze s beginnt.

In Fig. 12 ist eine andere Ausführungsform der Begel schaltung für die Druck- und Temperatureinstellung gezeigt, deren man sich bedienen kann, falls als Wärmequelle statt eines Brenners eine elektrische Heizvorrichtung 90 vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Druckregel schaltung genau der Be gel schaltung 59 bei der voraufgegangenen Ausführungsform und für die Temperaturregelschaltung kommen entsprechende Steuermittel in Anwendung wie für die Regelung des Qebläsemotorstro«·. Genauer gesagt, der Aufbau der Tem-

peratnrregelschaltung

pe raturre gel schaltung ist hier ein solcher, daß statt der aus der Diode 69, den belastungsempfindlichen, widerstandsbehafteten Elementen 47 und 48 und dem Be gel wider stand 70 bestehenden Reihenschaltung der Schaltungsanordnung 59 eine fieihenschaltung, bestehend aus einer Diode 91, einem Thermistor 27 und einem Re gel wider stand 92 vorgesehen ist, wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Thermistor 27 und dem Regelwiderstand 92 mit der Basis des Transistors 73 verbunden ist. Erhöht sich bei dieser Ausführungsform der Widerstand des Thermistors 27 mit steigender Temperatur der zugeführten Luft, so verringert sich der Strom, der der elektrischen Heizvorrichtung 90 zufließt, so daß die Wärmeerzeugung gedrosselt wird.

Sie obigen Ausführungsbeispiele betrafen die Raumbeheizung, und im Fall der Raumkühlung kann die Spule 83 der Ausführungsform der Pig. 11 als Treiberspule für ein Eihlmittelregulierventil fungieren.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird durch die Erfindung eine Zentralheizungs- und/oder -kühlanlage mit einem Luftlei tungs system geschaffen, die «ine unabhängige Temperatureinstellung für jeden einzelnen Baum gestattet, indem zu diesem Zweck die Drehzahl des Gebläse antriebsmittel β und die Wärmeerzeugung der Wärmequelle nach Maßgabe der ermittelten Druck- und Temperaturwerte der Luft in der Lufthauptleitung geregelt werden.

Patentansp rüche

A09837/00U

Claims

- 16 Pate ntansprüche

1. Zentral hei zunge- und -kühlanlage, gekennzeichnet durch ein Gebläse, einen Wärmeaustauscher (12) zur Umwandlung der von dem Gebläse geförderten Luft in Warmluft oder Kaltluft, eine Vielzahl von Zweigleitungen (4a-4d) zur Fortleitung der Warmluft oder Kaltluft in die betreffenden Räume (A-D), einen Druckregler (35> 59) zur Regelung des Drucks der von dem Gebläse zugeführten Luft entsprechend dem Druok der Warmluft oder Kaltluft in einem gemeinsamen Strömungskanal (2) vor den Zweigleitungen (4a-4d) und einen Temperaturregler (l6, 27, 60) zur Regelung der Heiz- oder Kühl be tätigung des Wärmeaustauschers (l2) entsprechend der Temperatur der Warmluft oder der Kaltluft in dem gemeinsamen Strömungskanal (2).

2. Zentralheizungs- und -kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse einen Ventilatorflügel und einen Gebläseantrieb smo tor (l8) einbegreift.

3. Zentralheizungs- und -kühlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (35» 59) einen zum Ansprechen auf den Druck der Warmluft oder der Kaltluft in dem gemeinsamen Strömungskanal (2) betätigbaren Druckfühler (35) und eine elektronische Schaltung (59) einbegreift, die einen Verstärker (73, 76) zum Verstärken des Ansprechsignals des Druckfühlers (35) und Mittel (62, 66) zur Regelung der Drehzahl des Gebläseantriebsmotors (18) im Sinne einer dem verstärkten Ansprechsignal entsprechenden Änderung des Luftdurchsatzes aufweist.

4. Zentralheizungs- und -kühlanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler (35) auf Druckänderungen ansprechende Halbleiteranordnungen (57, 58) einbegreift.

5· Zentralheizungs- und -kühlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (35> 59) eine elektronische Schaltung zur Regelung der Drehzahl des Gebläseantriebsmotors (l8) einbegreift, wobei die elektronische Schaltung (59) eine Brücke (62) mit zwei Serienseiten, bestehend aus den betreffenden belastungsempfindlichen, widerstandsbehafteten Elementen (47, 48) aufweist und wobei die belastungsempfindlichen, widerstandsbehafteten Elemente

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mente (47, 48) entgegengesetzte Belastungs-Widerstands-Charakteristiken haben und im Sinne eines Ansprechens auf den Druck der Warmluft oder der Kaltluft in dem gemeinsamen Strömungskanal (2) betätigbar sind.

6. Zentralheizungs- und -kühlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (35, 59) einen zum Ansprechen auf den Druck der Warmluft oder der Kaltluft in dem gemeinsamen Strömungskanal (2) betätigbaren Druckfühler (35) und Mittel zur phasenregelung der dem Gebläse antrieb smo tor (l8) zugeführten Spannung zur Regelung der Drehzahl des Gebläseantriebsmotors (l8) im Sinne einer dem Ansp rech signal des Druckfühlers (35) entsprechenden Änderung des Luftdurchsatzes einbegreift.

7. Zentralheizungs- und -kühlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturregler (l6, 27, 60) ein zum Anspreohen auf die Temperatur der Warmluft oder der Kaltluft in dem gemeinsamen Strömungskanal (2) betätigbares wärme empfindliche s, widerstandsbehaftetes Element (27) > einen zum Verstärken des Ansprechsignals des wärmeempfindlichen, widerstandsbehafteten Elements (27) betätigbaren Halbleiterverstärker (88) und Mittel (82, 83) zur Regelung der Lufterhitzung oder Luftkühlung durch den Wärmeaustauscher (12) entsprechend dem verstärkten Ansp rech signal einbegreift.

8. Zentralheizungs- und -kühlanlage nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler (35) eine für den Druck der Warmluft oder der Kaltluft in dem gemeinsamen Strömungskanal (2) empfindliche Membran (39) > zwei zum Mitvollziehen der Membranbewegung betätigbare Teile (45, 46) und zwei jeweils durch das betreffende dieser Teile (45, 46) in entgegengesetzten Richtungen "kelas-rtar· , belastungsempfindliche, widerstandsbehaftete Organe (47» 48) einbegreift.

USI31/MU