DE912859C - Selbsttaetige Regeleinrichtung fuer Heizungsanlagen - Google Patents

Description

• Selbsttätige Regeleinrichtung für Heizungsanlagen Bei der selbsttätigen Regelung der Raumtemperatur von Gebäuden usw. wird von einer Heizungsanlage verlangt, daß sie auch bei wechselnden Außentemperaturen eine bestimmte Raumtemperatur aufrechterhält. Sie soll also dem Raum so viel Wärme ersetzen, wie er nach außen verliert. Die Größe dieser Wärmeverluste ist somit entscheidend für die zuzuführende Wärmemenge und für die Höhe der Betriebskosten. Diese Überlegung führte dazu, die Wärmeverluste durch besondere Wärmeverlustmeßgeräte zu erfassen, um sie als Grundlage für die selbsttätige Temperaturregelung auszunutzen. Ein solches Wärmeverlustmeßgerät wird außerhalb des Gebäudes so angebracht, daß es möglichst ähnlichen Witterungseinflüssen wie dieses ausgesetzt ist.
• Es besteht aus einer dem zu beheizenden Gebäude entsprechenden, d. h. allen Witterungseinflüssen ausgesetzten Kammer, dem Vergleichsraum, mit einer elektrischen Hilfsheizung und einem Regler, der die Kammertemperatur auf einem bestimmten Wert halten soll.
• Je größer nun die Wärmeverluste der Kammer und damit des Gebäudes sind, um so länger muß die elektrische Hilfsheizung durch den zugehörigen Temperaturregler eingeschaltet bleiben: Durch Regelstöße, deren Dauer sich verhältnisgleich mit den Witterungseinflüssen ändert, wird nun der Heizregler der Heizungsanlage von dem Temperaturregler der Kammerheizung gesteuert. Ein solcher Heizungsregler hat aber den Nachteil, daß er infolge der stoßweisen Steuerung einen verwickelten Aufbau aufweist und demnach teuer ist.
• Erfindungsgemäß wird anstatt einer stoßweisen' eine stetige Steuerung des Heizungsreglers dadurch erzielt, daß in der Kammer zwei Wärmefühler vorgesehen sind, von denen der eine die elektrische Kammerheizvorrichtung in Abhängigkeit von der Außentemperatur steuert, während der zweite als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildete Wärmefühler nach Maßgabe des von der Kammerheizvorrichtung ausgehenden Wärmestromes den Heizungsregler stetig steuert.
• Soweit man bisher Wärmeverlustmeßkammern mit darin eingebauten Temperaturfühlern ausgerüstet hat, ist immer nur jeweils ein Temperaturfühler verwendet worden. Man hat entweder einen Temperaturfühler als Regelvorrichtung für die Kammerheizvorrichtung benutzt, oder man hat einen Temperaturfühler zur stoßweisen Betätigung des Regelgliedes der Heizungsanlage verwendet, wobei die Kammerheizv orrichtung nicht in Abhängigkeit von der Außentemperatur, sondern von der Vorlauftemperatur gesteuert wurde.
• Die Erfindung betrifft dagegen die gleichzeitige Verwendung von zwei Temperaturfühlern mit zwar verschiedenen, jedoch aufeinander abgestimmten Tätigkeiten.
• Die Zeichnungen veranschaulichen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung. _ Fig. z ist die schematische Darstellung einer Regeleinrichtung mit dem ersten Beispiel für die Ausführung der Wärmeverlustmeßkammer; Fig. 2 bis ,4 zeigen drei weitere Ausführungen für eine derartige Kammer.
• In der Fig.i bedeutet i eine dem zu beheizenden Gebäude entsprechende Kammer, in weicher ein Bimetall 2, ein durch dieses über ein Isolierstück 3 betätigter Kontakt 4, ein dem Bimetall zugeordneter Heizwiderstand 5 und ein Widerstandstemperaturfühler 6 untergebracht sind. Die Kammer ist allen Witterungseinflüssen ausgesetzt. Der Heizwiderstand 5 liegt mit dem Kontakt 4 iri Reihe an der Spannung eines 'Netzes 7. Zur Einstellung der Stromstärke im Stromkreis des Heizwiderstandes 5 dient ein außerhalb der Kammer i angeordneter Vorschaltwiderstand B. Der Widerstandstemperaturfühler 6 liegt in Reihe mit einem Brückenwider- j stand 9 in dem einen Zweig einer Meßbrücke, deren gegenüberliegender Zweig einen ebenfalls als Widerstandstemperaturfühler ausgebildeten und in Reihe mit einem Brückenwiderstand io liegenden Anlegethermostat i i aufweist. Dieser ist an einem Warmwasservorlaufrohr 12 einer nicht dargestellten Heizungsanlage angeordnet. Die Meßbrücke wird durch einander gegenüberliegende Brückenwiderstände 13 und 14 vervollständigt und liegt mit der einen Brückendiagonale an einer Brückenspannungsquelle und mit der anderen am Eingang eines Verstärkers 15, welcher einen Hubmagneten 16 für die Steuerung einer Zugluftklappe 17 eines nicht dargestellten Heizkessels steuert.
• Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Der Widerstandstemperaturfühler 6 steht sowohl unter der Wirkung der Witterungseinflüsse (Außentemperatur, Windstärke, Luftfeuchtigkeit, Sonnebestrahlung und Wärmeabstrahlung) als auch unter der zusätzlichen Heizwirkung des Heizwiderstandes 5. Das Bimetall 2 ist derart eingestellt, daß es bei der gewünschten Raumtemperatur, z. B. 2d° C, den Kontakt 4 derart betätigt, daß dieser beim Unterschreiten dieser Temperatur geschlossen und beim Überschreiten dieser Temperatur geöffnet wird. Dies hat die Ein- bzw. Ausschaltung des Heizwiderstandes 5 zur Folge, dessen mittlere Heizleistung dadurch von den Witterungseinflüssen abhängig wird. Es ist somit zugleich eine unmittelbar von den Witterungseinflüssen veränderliche Heizwirkung auf den Widerstandstemperaturfühler 6 vorhanden.
• Zu jedem Widerstandswert des Widerstandstemperaturfühlers 6 gehört ein bestimmter Wider= standswert des Anlegethermostaten i i, damit die Meßbrücke im Gleichgewicht, d. h. der Brückenausgangsstrom Null ist. jeder Temperatur des Widerstandstemperaturfühlers 6 entspricht also nur eine bestimmte Temperatur des Anlegethermostaten i i, und abnehmende Temperatur des Widerstandstemperaturfühlers 6 hat die gleiche Wirkung wie zunehmende Temperatur des Anlegethermostaten i i. Die richtige gradmäßige Zuordnung der zwei Temperaturen wird durch die Wahl der Brückenwiderstände 9, 10, 13 und 14 erzielt.
• Entspricht nun die Warmwasservorlauftemperatur nicht der Außentemperatur und den sonstigen Witterungsverhältnissen, so ist das Brückengleichgewicht gestört. Am Verstärkereingarig tritt eine Steuerspannung auf, welche über den Verstärker i .q den Hubmagneten 16 derart verstärkt steuert, daß dieser bei zu tiefer Vorlauftemperatur die Zugluftklappe 18 öffnet und umgekehrt, so daß der gewünschte Regelvorgang erzielt wird. An Stelle der Meßbrüeke kann der Heizregler auch mit einer Differentialschaltung ausgerüstet sein. Ferner kann der Verstärker 15 als elektronischer oder magnetischer Verstärker ausgebildet sein und die Regelanlage kann, außer zur Betätigung der Zugluftklappe, auch zur Steuerung von Schaltautomaten. Schützen, Elektrogebläsen, Relais für selbsttätige Ölfeuerungsanlagen, Motorschaltwerken, Mischventilen, Drosselklappen, Motorventilen usw. dienen.
• Die Beeinflussung des Widerstandstemperaturfühlers 6 durch eine mit den Witterungseinflüssen veränderliche Heizwirkung des Widerstandes 5 läßt sich nach den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 2 und 3 auch dadurch erzielen, daß in den Stromkreis des Heizwiderstandes 5 ein temperaturabhängiger Widerstand, insbesondere ein temperaturabhängiger Halbleiterwiderstand eingeschaltet wird. Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig.2 sind in der Kammer i nur der Widerstandstemperaturfühler 6, welcher den Heizregler steuert, und der Heizwiderstand 5, welcher die zusätzliche Heizwirkung auf den Widerstandstemperaturfühler 6 ausübt, untergebracht. Die Heizwirkung wird hier mittels eines Halbleiterwiderstandes 18, der außerhalb der Kammer i angeordnet ist, von der Außentemperatur abhängig gemacht, wobei der Widerstandswert des Halbleiterwiderstandes mit der Temperatur stark abnimmt. Mit sinkender Außentemperatur nimmt demzufolge der Strom durch den Heizwiderstand 5 stark-zu, so daß dieser die erforderliche Heizwirkung auf den Widerstandstemperaturfühler 6 ausübt.
• In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem der Halbleiterwiderstand 18. in der Kammer i angeordnet ist, und in der Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, nach dem der Halbleiterwiderstand 18 zugleich die Tätigkeit des Heizwiderstandes 5 übernimmt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Selbsttätige Regeleinrichtung für Heizungsanlagen unter Verwendung einer allen Witterungseinflüssen ausgesetzten, elektrisch beheizten Kammer mit Wärmefühler, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammer (i) zwei Wärmefühler zugeordnet sind, von denen der eine (2, 18) die Kammerheizvorrichtung (5) in Abhängigkeit von der Außentemperatur steuert, während der andere als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildete Wärmefühler (6) nach Maßgabe des von der Kammerheizvorrichtung (5) ausgehenden Wärmestromes stetig den Heizungsregler (Zugluftklappe, Gebläse, Ventile usw.) steuert.
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerheizvorrichtung (5) mit einem durch einen Bimetallfühler (2) gesteuerten Kontakt (4) an der Netzspannung (7) liegt (Fig. i).
3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerheizvorrichtung (5) mit einem außerhalb der Kammer (i) angeordneten, als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildeten Wärmefühler (18) an der Netzspannung (7) liegt (Fig.2).
4. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerheizvorrichtung (5) mit einem ebenfalls in der Kammer (i) untergebrachten, als temperaturabhängiger Widerstand (18) ausgebildeten Wärmefühler an der Netzspannung liegt (Fig. 3).
5. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerheizvorrichtung (5) als temperaturabhängiger Widerstand (5, 18) ausgebildet ist (Fig.4). Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 642 908, 704 929.