DE3404091C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Heizungsanlage, bei der die Vorlauf- oder Rücklauftemperatur abhängig von der Außentemperatur nach einer anlagenspezifisch eingestellten Heizkurve geregelt wird, wobei für eine gewünschte Erhöhung bzw. Erniedrigung der Raum- bzw. Vorlauf- oder Rücklauf­ temperatur ein positiver bzw. negativer Korrekturwert an einem Stellglied manuell einstellbar ist, wobei ein aus dem elektrischen Korrekturwert abgeleitetes elektrisches Stellsignal die Heizkurve verschiebt.

Eine derartige Steuereinrichtung ist in der Firmen­ schrift Stiebel Eltron, Wärmepumpenanlagen, Dezember 1979 beschrieben. Die Heizkurve legt fest, bei welcher Außen­ temperatur welche Vorlauf- oder Rücklauftemperatur erreicht werden muß, um die notwendige Raumheizung zu erreichen. Bei einer Anlage mit kleineren wärmeabstrah­ lenden Flächen muß die Vorlauf- oder Rücklauftemperatur höher sein, als bei einer Anlage mit größeren wärmeab­ strahlenden Flächen. Die jeweilige Heizkurve wird nach der Installation der Heizungsanlage einmal eingestellt. Sie soll dann nicht mehr verstellt werden.

Gelegentlich hat der Benutzer den Wunsch die Raumtem­ peratur bzw. die Vorlauf- oder Rücklauftemperatur abweichend von der eingestellten Heizkurve manuell zu verstellen. Die Steuereinrichtung weist hierfür ein Stellglied auf, an dem sich ein Korrekturwert einstellen läßt. Dadurch wird die gewünschte Heizkurve parallel verschoben. Dies bedeutet, daß die Vorlauf- bzw. die Rücklauftemperatur unabhängig von der jeweiligen Außen­ temperatur und von dem Verlauf der eingestellten Heiz­ kurve um einen bestimmten Betrag erhöht bzw. erniedrigt wird. Dies ist unbefriedigend, weil beispielsweise ein Höherstellen der Vorlauftemperatur um einen bestimmten Betrag bei höheren Vorlauftemperaturen eine geringere Erhöhung der Raumtemperatur zur Folge hat als bei nied­ rigeren Vorlauftemperaturen. Verändert man beispiels­ weise bei einer Fußbodenheizung die Vorlauftemperatur um einen bestimmten Betrag, so wird sich genügend genau die Raumtemperatur um den gleichen Betrag ändern. Bei Radiatorenheizungen dagegen mit entsprechend hohen Vor­ lauftemperaturen ist für eine Raumtemperaturänderung um 1 K eine Vorlauftemperaturänderung um etwa 2,5 K erforderlich. Der Benutzer kann eine gewünschte Raum­ temperaturerhöhung somit kaum exakt einstellen und an einer Skala ablesen. Er müßte hierfür die Heizkurve und die Außentemperatur ermitteln.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die eine gewünschte Raumtemperaturänderung weitgehend unabhängig von der jeweiligen Heizkurve und der jeweiligen Außen­ temperatur einstellen und erreichen läßt.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Steuerein­ richtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Korrekturwert und ein der jeweiligen Vorlauf- oder Rücklauftemperatur entsprechendes elektrisches Tempera­ tursignal in einer Anpassungsschaltung zu dem Stellsignal verarbeitet werden, das bei einem positiven Korrekturwert und niederer Vorlauf- oder Rücklauftemperatur die Heiz­ kurve weniger anhebt als bei einer höheren Vorlauf- oder Rücklauftemperatur, das bei einem negativen Korrektur­ wert und niedererer Vorlauf- oder Rücklauftemperatur die Heizkurve weniger absenkt als bei einer höheren Vorlauf- oder Rücklauftemperatur und das bei einem Null-Korrektur­ wert die Heizkurve unbeeinflußt läßt. Solange keine Verstellung erfolgt (Null-Korrekturwert), arbeitet die Heizungsanlage nach der eingestellten Heizkurve. Wird das Stellglied um einen bestimmten Betrag verstellt, dann hat dies bei einer niedrigeren Vorlauf- oder Rück­ lauftemperatur auf diese eine geringeren Einfluß als bei einer höheren Vorlauf- oder Rücklauftemperatur, so daß die sich jeweils ergebende Raumtemperaturänderung der Verstellung proportional ist. Dies hat den Vorteil, daß der Benutzer am Stellglied eine gewünschte Raum­ temperaturänderung einstellen kann. Dementsprechend läßt sich das Stellglied auch mit einer Temperaturskala ver­ sehen, die sich auf die Raumtemperatur bezieht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Steuereinrichtung ohne besondere Anpassungen sowohl bei Hochtemperatur- Heizungsanlagen als auch bei Niedertemperatur-Heizungsan­ lagen verwendet werden kann.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Anpas­ sungsschaltung von einem stromgesteuerten Operationsver­ stärker gebildet. Der Steuerstrom ist proportional zur Vorlauftemperatur, und die Eingänge des Operationsver­ stärkers liegen im Querzweig einer Schaltungsbrücke, die das Stellglied enthält. Ein derartiger Operationsverstär­ ker ist in der Firmenschrift 'VALVO, Technische Informa­ tionen, 820413, Zweifach-Operationsverstärker NE 5517' beschrieben. Mit diesem läßt sich die Anpassungsschaltung einfach aufbauen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Heizkurve und

Fig. 2 den Schaltplan einer Steuereinrichtung.

An einen Heizkurveneinsteller 1 ist ein Außentemperatur­ fühler 2 angeschlossen. Dem Heizkurveneinsteller 1 ist ein Verstärker 3 nachgeschaltet, welcher an einen Ver­ gleicher 4 angeschlossen ist. Mit dem Vergleicher 4 ist eine Schalteinrichtung 5 verbunden, welche die Wärme­ quelle der Heizungsanlage schaltet.

An den Vergleicher 4 ist über einen weiteren Verstärker 6 ein Vorlauftemperaturfühler 7 angeschlossen. Dieser ist auch mit einem Zweifach-Operations­ verstärker OTA verbunden.

Es ist eine Schaltungsbrücke vorgesehen, in deren einen Brückenzweig Widerstände R 1, R 2 sowie ein als Potentio­ meter ausgebildetes Stellglied P geschaltet ist und in deren anderen Brückenzweig Widerstände R 3 und R 4 liegen. Das Stellglied P braucht nicht in unmittelbarer Nähe der Schaltung angeordnet sein. Es kann in einem Tempera­ turführungsraum der Heizungsanlage angeordnet sein.

Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers OTA liegt über einen Widerstand R 5 zwischen den Widerständen R 1 und R 2. Der andere Eingang des Operationsverstär­ kers OTA liegt zwischen den Widerständen R 3 und R 4. Zwischen beide Eingänge ist ein Widerstand R 6 geschaltet. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstär­ kers OTA ist über einen Widerstand R 7 mit dessen Ausgang verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers OTA ist an den Verstärker 3 angeschlossen.

Zwischen den Widerständen R 1 und R 2 tritt die Span­ nung U 1 und zwischen den Widerständen R 3 und R 4 tritt die Spannung U 2 auf. Die Spannung am Ausgang des Opera­ tionsverstärkers OTA ist mit U 3 bezeichnet. Die Spannung U 4 liegt an seinem mit dem Vorlauftemperaturfühler 7 verbundenen Eingang. Es fließt der Strom I 1. In Null­ stellung des Fernverstellers besteht Brückengleichge­ wicht. Es gilt U 1 = U 2 = U 3. Diese Spannungsgleichheit ist unabhängig von dem jeweiligen Wert der Spannung U 4 bzw. des Stromes I 1. Die Heizungsanlage arbeitet also nach der in Fig. 1 dargestellten Heizungskurve K.

Wird das Stellglied P verstellt, dann tritt Brückenun­ gleichgewicht auf. Die Steuerspannung U 3 wird jetzt nicht nur durch das Ausmaß der Verstellung des Stell­ gliedes P, sondern auch durch den jeweiligen Wert der Vorlauftemperaturspannung U 4 bzw. des Stromes I 1 beein­ flußt. Bei niedrigeren Vorlauftemperaturen ist der Strom I 1 kleiner als bei höheren Vorlauftemperaturen. Die Spannung U 3 ist also vorlauftemperaturabhängig geführt, solange das Stellglied P nicht in Nullstellung steht.

Durch die Spannung U 3 wird über den Verstärker 3 im End­ effekt die Heizkurve K verstellt.

Die Heizkurve K der Fig. 1 ist die Heizkurve einer Hochtemperatur-Heizungsanlage. Sie verläuft so, daß sich bei Außentemperaturen zwischen -15°C und +20°C eine Vor­ lauftemperatur zwischen 90°C und 20°C einstellt. Will der Benutzer die Raumtemperatur um beispielsweise 5 K erhöhen, dann verstellt er das Stellglied P um einen positiven Korrekturwert, nämlich 5 K, die sich an einer Skala des Stellgliedes P ablesen lassen. Dadurch ergibt sich die angehobene Heizkurve H. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen, verläuft diese linear zwischen 105°C und 25°C. Sie verläuft nicht parallel zur Heizkurve K. In höheren Vorlauftemperaturbereichen ist sie stärker gegenüber der Heizkurve K angehoben, als in niedrigeren Vorlauftem­ peraturbereichen. Ist beispielsweise die Vorlauftempera­ tur nach der Heizkurve K auf 80°C, entsprechend einer Außentemperatur von -10°C eingestellt, dann beträgt bei einer Verstellung des Stellgliedes P um 5 K die Anhebung der Heizkurve H etwa 13 K. Damit ist dem Umstand Rechnung getragen, daß eine Erhöhung der Raumtemperatur um einen bestimmten Wert bei hohen Vorlauftwemperaturen eine größere Vorlauftemperaturerhöhung nötig ist als bei niedri­ gen Vorlauftemperaturen.

Dem Diagramm ist auch zu entnehmen, daß bei einer Vor­ lauftemperatur von 20°C eine Erhöhung der Vorlauftem­ peratur um 5 K genügt, wenn die Raumtemperatur von 20°C auf 25°C angehoben werden soll.

Will der Benutzer die Raumtemperatur absenken, dann betätigt er das Stellglied P im Gegensinne. Bei einer gewünschten Erniedrigung der Raumtemperatur um 5 K ergibt sich die korrigierte Heizkurve N. Wird beispiels­ weise ausgehend von einer Vorlauftemperatur von 90°C die Raumtemperatur um 5 K erniedrigt, dann stellt sich eine Erniedrigung der Vorlauftemperatur auf 77°C ein.

Aus den Werten der Fig. 1 lassen sich auch die korrigierten Heizkurven H und N flacherer Heizkurven K gewinnen.

Anstelle der Vorlauftemperatur kann auch die Rücklauf­ temperatur der Heizungsanlage ausgewertet werden.

Claims (3)

1. Steuereinrichtung für eine Heizungsanlage, bei der die Vorlauf- oder Rücklauftemperatur abhängig von der Außentemperatur nach einer anlagenspezifisch eingestellten Heizkurve geregelt wird, wobei für eine gewünschte Erhö­ hung bzw. Erniedrigung der Raum- bzw. Vorlauf- oder Rück­ lauftemperatur ein positiver bzw. negativer Korrekturwert an einem Stellglied manuell einstellbar ist, wobei ein aus dem elektrischen Korrekturwert abgeleitetes elektrisches Stellsignal die Heizkurve verschiebt, dadurch gekennzeich­ net, daß der Korrekturwert (U 1, U 2) und ein der jeweiligen Vorlauf- oder Rücklauftemperatur entsprechendes elektri­ sches Temperatursignal (U 4) in einer Anpassungsschaltung (OTA) zu einem Stellsignal (U 3) verarbeitet werden, das bei einem positiven Korrekturwert und niedererer Vorlauf- oder Rücklauftemperatur die Heizkurve weniger abhebt als bei einer höheren Vorlauf- oder Rücklauftemperatur, das bei einem negativen Korrekturwert und niedererer Vorlauf- oder Rücklauftemperatur die Heizkurve weniger absenkt als bei einer höheren Vorlauf- oder Rücklauftemperatur, und das bei einem Null-Korrekturwert die Heizkurve (K) un­ beeinflußt läßt.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einer Vorlauftemperatur zwischen 80°C und 90°C die Heizkurve um etwa das 2,5fache des Betrags der gewünschten Temperaturerhöhung angehoben ist, und daß bei einer Vorlauftemperatur von etwa 20°C die Heizkurve um den Betrag der gewünschten Temperaturerhöhung angehoben ist, und daß die angehobene Heizkurve zwischen diesen Punkten linear verläuft.

3. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungsschal­ tung von einem stromgesteuerten Operationsverstärker (OTA) gebildet ist, daß der Steuerstrom proportional der Vor­ lauftemperatur ist, und daß die Eingänge des Operations­ verstärkers (OTA) im Querzweig einer Schaltungsbrücke liegen, die das Stellglied (P) umfaßt.