Begelanordnang zum Regeln der Temperatur eines mit einer Wärmeaustausehanlage versehenen R'a'umes unter Verwendung eines Aussenthermostaten mit Hilfsheizung. Für die Regelung der Innentemperatur eines von einer Heizanlage beheizten Ge- bäudes oder dergleichen in Abhängigkeit von der Aussentemperatur sind verschiedene Anordnungen bekannt .geworden.
So wenden bei einer bekannten Regelanordnung von. der Aussentemperatur beeinflusste Kontaktthermo- meter verwendet. Diese nur als Temperatur fühler dienenden Kontaktthermometer haben unter anderem den Nachteil, dass sie die Wärmeverluste nicht berücksichtigen. Da aber das Gebäude nicht nur von der Tem peratur -der Aussenluft, sondern auch von deren Bewegung,
Wärmeleitfähigkeit und der .Sonnenstrahlung beeinflusst wird, .dem gemäss die Wärmeverluste bei einer ganz be stimmten Aussentemperatur verschieden gross sein können, erscheint es für eine einwand freie Temperaturregelung notwendig, @dass ,der Aussenfühler diesbezüglich. die @gl@eichen Eigenschaften wie das Gebäude besitzen sollte.
Um dieser Forderung nachzukommen, wurden daher bei in Abhängigkeit von der Aussentemperatur gesteuerten Regelanord nungen auch bereits auf Wärmeverluste statt auf Temperaturen ansprechende Aussen thermostaten vorgeschlagen. Hierbei geht man zur Erreichung des Zweckes derart vor"dass der Aussenthermostat künstlich beheizt wird und seine eigenen
Wärmeverluste in einem bestimmten Ver hältnis zu den Wärmeverlwsten.des Gebäudes stehen.
Eine derartige, mit solchen Aussenfühlern ausgerüstete Regelanlage würde den gestell- ten Wünschen an sich wohl ;
gerecht werden, wenn, sie nicht den Nachteil härte, -dass ihre Wärmeträgheit im Verhältnis zur Trägheit des Gebäudes sehr klein isst. Ein solcher Aussenfühler mit kleiner Wärmeträgheit be wirkt nämlich beim. Anheizen von dem Augenblick an, wo er thermisch stabil ist,
das heisst sein Wärmeverlust sich d en Aussen- bedingungen angepasst hat, eine Regulierung, die erst dann richtig wäre,
wenn das Ge- bäude ebenfalls den therinis ch stabilen Zu stand bei der gewünschten Innentemperatur erreieht hätte. Das Gebäude benö tibt aber bis zur Stabilisierung eine bedeutend längere, unter Umständen sich über mehrere Stunden erstreckende Zeit als der Aussenfühler, der vielleicht schon nach einer halben Stunde thermisch stabil ist.
Die Folge davon ist, dass die Innentemperatur nur langsam erreieht wird, was in vielen Fällen als unangenehm empfunden wird. Die Zeit. bis die ge- wünschte Innentemperatur des beheizten Raumes erreicht wird, ist dabei um so länger, je grösser der Unterschied der Wä.rmeträblieit zwischen Aussenfühler und Gebäude ist.
Zur Vermeidung des vorstehend genann- ten Nachteils sind daher auch Aussenthermo staten mit Hilfsheizung bekannt geworden, die durch Verwendung geeigneten Füllmate- riaIs so ausgebildet sind, da.ss sie annähernd die bleiche Wärmeträgheit besitzen, wie das zu überwachende Gebäude.
Hierbei ist dann der Vorgang der, dass die Heizung beim Auf heizen so lange mit voller Leistung arbeitet, bis der Aussenthermostat zufolge seiner eige nen, mit der Gebäudeheizung ein- und aus schaltbaren Hilfsheiziinb ebenfalls seine mit der gewünseliten Innentemperatur des Ge bäudes übereinstimmende Aussehaltt.empera- t.ur erreicht hast. Es wird daher, da die Wärmeträgheit des Aussenthermostaten mit.
der des CTebäudes übereinstimmt, :Tuch im Gebäude nach Ablauf dieser Zeit dieselbe mittlere Innentemperatur herr:sehen, wie im Aussenthermostat.
Bei diesem Regelsystem ist es aber not- wendib, dass die Heizleistung. das heisst die pro Zeiteinheit von der Heizung Belieferte Wärme konstant: sein muss, weil eben auch die elektrische Hilfsheizung des Aussen thermostaten konstant ist. Es wird also dem nach nur bei elektrischen Heizungen und eventuell bei Dampfheizungen richtig arbei ten.
Bei Warmwasserheizungen ist es aber nicht möglich, die Heizleistung konstant zu halten. Ausserdem ist es bei <B>Öl-</B> und Kohlen feuerung auch praldisch unmöglich, eine deichbleibende Heizleistung aufrecht zu er halten.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelanordnung zum Regeln. der Tempera tur eines Raumes. bei der unter Verwendung eine:, Aussenthermostaten mit Hilfsheizung die ge -üiiselite Innentemperatur in einer kurzen Zeit erreicht und aufrecht erhalten werden kann, ohne dass die Leistung der Wärmea.ustauschanlage konstant zu sein braucht.
Gein-iss der Erfindung wird das dadurch erreicht, dass die Hilfsheizung des das Regelorgan der Wärmeau,stausehanlage steuernden Aussenthermostaten in Abhängig- keit von der Temperatur dieser Anlage ge steuert wird.
Die Hilfsheizung des Aussen- therinostateni kann in Abhänbi-keit von der Vorlauftemperatur oder auch von der Diffe renz zwischen Vorlauf- und Rüeklauftempe- iatur beeinflusst werden. Hierbei kann die Anordnung so -betroffen werden,
.dass die Hilfsheizung des Aussenthermostaten von einem Vorlauf- bezw. von einem Vorlauf- und einem Rücklauftlrermostaten besteuert wird.
In der Zeichnung sind in den Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Bevor auf diese Ausführungsbei spiele näher eingeba.nben u-ird, seien vorerst einigo allgemeine Erläuterungen ,gemacht.
Ein. Thermostat, der ehre Heizung und einen thermisch gesteuerten Kontakt enthält, benötigt eine mittlere Heizenergie, die genau bleich seinem Wärmeverlust ist, wenn seine Temperatur ini Mittel konstant bleiben soll.
Der thermisch besteuerte Kontakt ;schaltet die Heizung stets bei der Bleiehen Tempera tur aus und bei einer etwas geringeren Tem peratur wieder ein;
die pro Zeiteinheit zu Be führten NÄI#ürniecinheiten .sind im Mittel den pro Zeiteinheit abfliessenden @Vä.rmeein- heiten gleich. \'Wird nun ein derartiger Ther- inostat mit irgend einem Körper wärrne- leiten.d verbunden,
so wird ein Teil der im Thermostaten befindlieheni Wärme in diesen Körper und der andere in die Umgebungs- luft abströmen, wenn. die Temperatur im Innern, des Thermostaten höher ist als -die der U mgebungsl,uft und .des Körpers. Be- festigt man den Thermostaten an einem Rohr einer Warmwasserheizung,
so wird die von der .Heizung des Reglers aufgenommene Energie, ein Mass für den Wärmeab.fluss aus dem Regler an,das Heizrohr und an,die Um- -ebungsluft sein.
Nachstehend wird nunmehr auf die bei den in :der Zeichnung dargestellten Ausfüh- rungsbeispiele näher eingegangen.
Die Regelanordnung nach Fig. 1, deren Schaltung ohne weiteres aus der Zeichnung hervorgeht, enthält einen Aussenthermosta ten 1, ein die Heizung steuerndes Regulier organ 2., einen als Maximalbegrenzer dienen den Kesselthermostaten 3., einen Vorlauf thermostaten 4 und einen Rüaklaufthermo- staten 5.
Der Aussenthermostat 1, dessen Wärme- trägheit vorzugsweise die Grössenordnung der Wärmeträgheit des beheizten -Gebäudes be sitzt, weist eine Heizwicklung 6 und einen thermisch gesteuerten Kontakt 7 auf. Der Vorlaufthermostat 4 enthält eine Heizwick lung '9 und einen thermisch gesteuerten Kon takt 10.
Der Rüaklaufthermostat besteht aus einer an die Heizwicklung 9 des Vor- laufthermostaten 4 angeschlossenen Heiz wicklung 12, einer mit der Heizwicklung 6 des Aussenthermostaten 1 in Reihe liegenden Heizwicklung 13 und einem thermisch .ge steuerten Kontakt 14.
Zum leichteren Verständnis der Wir kungsweise der Anordnung nach der Fig. 1 soll deren Erläuterung an Hand eines zahlen mässig belegten Beisspiels erfolgen.
Sind bei spielsweise die Anlegethermostaten 4 und 5 auf die Ausschalttemperatur von<B>90'</B> ein- gestellt und die Vorlauftemperatur augen- blicklich <B>60',</B> sowie ,die RücklauTtemperatur 40', so werden beim Aufheizvorgang die Kontakte 10, 14 der beiden Anlegethermo staten 4, 5 geschlossen sein.
,Somit wird erstens einmal der vom Transformator 16 gespeiste Heizstromkreis für die parallel geschalteten Heizwicklungen 9, 12 und zweitens der eben falls vom Transformator M gespeiste Heiz stromkreis für die hintereinander geschalte- ten Heizwicklungen 6, 13 :
geschlossen. Es wird, somit der Anlegethermostat 4 auf<B>90'</B> aufgeheizt und auf dieser Tempera tur durch. intermittierendes Schalten des Kontaktes 10 gehalten.
Die Heizwicklung 9 nimmt,dann, wenn man von den Wärmever- luGten an die Umgebungstemperatur absieht, eine der Temperaturdifferenz zwischen Ther mostat 4 und Vorlauf, in dem angenommenen Falle,also eine der Temperaturdifferenz von <B>3,0'</B> entsprechende Heizleistung auf.
Eine proportionale Leistung wird auch, da die beiden Heizwicklungen 9, 12 parallel zuein ander liegen, dem Thermostaten 5 zu- geführt. Da also die von -der Heizwicklung 12 aufgenommene Heizleistung einer Tempe raturdifferenz von 3,0' entspricht, wird natürlich, da die Ausschalttemperatur <B>90'</B> und die Rücklauftemperatur 40' beträg@-t,
die Ileizwiaklung 13 eine Heizleistung be- nötigen, die einer Temperaturdifferenz von 20' entspricht. Diese Temperaturdifferenz ist somit auch die Temperaturdifferenz zwi schen Vor- und Rücklauf. Da weiterhin die beiden Heizwicklungen 13 und 6 in Reihe miteinander liegen,
so wird auch von der Heizwicklung 6 des Aussentliermostaten 1. eine der Temperaturdifferenz von 20' ent sprechende Heizleistung aufgenommen. Bei Erreichung der mit der gewünschten Ge- bäu-de-Innentemperatum übereinstimmenden Temperatur von beispielsweise <B>19'</B> im Aussenthermostaten wird dann dessen Kon takt 7 ,
geöffnet. Damit wird auch das Regu- lierorgan 2,der Heizanlage ausgeschaltet und die Heizung unterbrochen. Durch intermittie- rendes Schalten des Kontaktes 7 wird dann praktisch die Temperatur von<B>19'</B> aufrecht erhalten.
Die vom Aussenthermostaten 1 aufgenom mene Heizleistung ist nun proportional ider Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf, unter Vernachlässigung des Ein flusses der Zirkulationsges-ahwindigkeit des Heizmediums somit ein Mass für die von der Heizung in das Gebäude abgegebene Heizleistung. Dabei ist der Kontakt 7 so lange geschlossen,
bis 1die im Auss'enthermo- staten eingestellte Temperatur erreicht ist, während das Regulierorgan 2 der Heizung dauernd auf Vollast reguliert. Somit kann auf diese Weise auch bei einer Warm wasserheizanlage erreicht werden, dass der Aussenthermostat 1 beim Anheizen seine Ausschalttemperatur erst dann erreicht, wenn die gewünschte Innentemperatur im CTe- bäude vorhanden ist.
Die Fig. ? zeigt eine vereinfachte Anord nung unter Verzicht auf höhere Genauigkeit, weil hier der Aussenthermostat: 1 nur in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur ge steuert wird.
Der die Heizung des Aussen thermostaten 1 steuernde, am Vorlaufrohr befestigte Anlegethermostat 4 enthält eine Heizwicklung 9 und einen thermisch ge steuerten Umschaltkontakt 101.
Weiterhin besitzt die Anordnung ebenfalls noch ein R e c ulieror 2n an ') und einen 2 Kesselthermosta- ten 3. Auf die Schaltung selbst braucht nicht näher eingegangen zu werden, da. diese ohne weiteres aus der Zeichnung ersichtlich ist.
Wird der Vorlaufthermostat 4 auf .die Ausschalttemperatur von<B>90'</B> eingestellt, so wird beim Anheizen dessen Umsehalt- konta.kt 10' den Stromkreis für die Heiz- wicklung 9 schliessen und auch geschlossen halten. Weiterhin ist auch noch der Kon takt 7 -des Aussenthermostaten 1 geschlossen, so da.ss das Regulierorgan 2 der Heizanlage eingeschaltet ist.
Erst wenn die Temperatur im Vorlaufthermostaten .l auf<B>90'</B> gekommen ist, wird der Umschaltkontakt 10' den Stromkreis der He.izwicl,:luiig 9 unterbrechen und den Stromkreis der Heizwicklung 6 des Aussenthermostaten 1 schliessen, wodurch nunmehr der Aussenthermostat 1 erwärmt wird.
Die Heizwiol##,lung 9 wird somit um @so mehr Heizleistung aufnehmen, je niedriger die Vorlauftemperatur ist, die Heizwick- lung 6 dagegen uni so mehr, je höher die Vorlauftemperatur ist, also je mehr Wärme von der Heizung an das Gebäude abgegeben wird.
Schliesslich wird der Aussenthermostat 1 riie der Innentemperatur des beheizten Cxe- bäudes entsprechende Ausschalttemperatur, beispielsweise <B>19',</B> besitzen, wodurch der Kontakt 7 unterbrochen und damit auch das bis dahin auf Vollast regelnde Regelorgan 2 ausgeschaltet wird. Durch intermittierendes Schalten des Kontaktes 7 wird dann prak tisch die Temperatur von<B>19'</B> aufrecht er halten.
Da der Anlegethermostat 4 in den bei den Ausführungsbeispielen nicht unmittelbar das Regelorgan ? der Heizung steuert, kann er auch nicht als Maximalbegrenzer dienen, so dass ein besonderer Begrenzer in Form eines Kessel- oder Anlegethermostaten nötig ist.
In den beiden Ausführungsbeispielen wirkt ein Kesselthermostat 3 auf einen Schalter 18 ein, der bei Erreichung der höchstzulässigen Wassertemperatur der Reiz- anlage den Stromkreis des elektrisch ge steuerten Regulierorganes 2 unterbricht.
Es ist selbstverständlich, dass die Regel anordnung nicht nur für Warinwasserheiz- anla,gen verwendet werden kann. Sie kann vielmehr auch für die Regelung von andern Heiz-, wie beispielsweise von Dampfanlagen dienen.
Die Heizanlage selbst kann wiederum mit Kohlen- oder Ölfeuerung versehen sein oder mit Elektrokessel. Die Regelanordnung ist weiterhin nicht nur für die Regelung,der Raumtemperatur von Gebäuden, sondern auch für andere temperaturgestetuerte Ein- richtungen, wie Wärme-, Kühlschränke und dergleichen, bestimmt.