DE2004233A1 - Process and device for influencing the room temperature - Google Patents
Process and device for influencing the room temperatureInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Raumtemperatur mittels einer witterungsgeführten Regelung der Vorlauftemperatur des Heiz- oder Kühlmittels in Klima- oder Heizungsanlagen, bei dem die Raumtemperatur durch Parallelverschiebung einer Kennlinie verstellt wird, die die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der Außentemperatur bestimmt, und deren Steilheit durch Verschwenken um einen Schwenkpunkt verstellt werden kann und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for influencing the room temperature by means of a weather-compensated control of the flow temperature of the heating or coolant in air conditioning or heating systems, in which the room temperature is adjusted by parallel displacement of a characteristic curve that determines the flow temperature as a function of the outside temperature and its slope Pivoting about a pivot point can be adjusted and a device for carrying out the method.
Bei derartigen Einrichtungen dient die Verstellung der Steilheit der Kennlinie der Anpassung der Regelvorrichtung an unterschiedliche Gebäudekonstanten und Konstanten der Heizungsanlage bzw. Klimaanlage. Die Steilheit soll hierbei so eingestellt werden, dass die Raumtemperatur von Schwankungen der Außentemperatur möglichst wenig beeinflusst wird, d.h., dass mit sich ändernder Außentemperatur die Vorlauftemperatur selbsttätig stets so verstellt wird, dass sich die Raumtemperatur nicht wesentlich ändert.In such devices, the adjustment of the slope of the characteristic curve is used to adapt the control device to different building constants and constants of the heating system or air conditioning system. The slope should be set in such a way that the room temperature is influenced as little as possible by fluctuations in the outside temperature, i.e. that when the outside temperature changes, the flow temperature is automatically adjusted so that the room temperature does not change significantly.
Die Parallelverschiebung der Kennlinie dient dagegen der Verstellung des angesteuerten oder geregelten Raumtemperaturwertes.The parallel shift of the characteristic, on the other hand, serves to adjust the activated or regulated room temperature value.
Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art ging man dabei bisher so vor, dass bei der Parallelverschiebung der Kennlinie nur eine der beiden Koordinaten ihres Schwenkpunktes geändert wurde, nämlich die der Vorlauftemperatur entsprechende Koordinate des Schwenkpunktes, wogegen die andere Koordinate, nämlich die der Außentemperatur entsprechende Koordinate des Schwenkpunktes, konstant gehalten wurde. Dies hat u.a. den Nachteil, dass die Skala der der Verstellung der Raumtemperatur dienenden Stellvorrichtung nicht in Raumtemperaturgraden geteilt werden kann, da eine bestimmte Verstellung der Stellvorrichtung unterschiedlich große Raumtemperaturänderungen zur Folge hat, je nach der Einstellung der Steilheit der Kennlinie. Auch erschwert dies die Einstellung einer von der Steilheit der Kennlinie unabhängigen Nachtabsenkung und hat auch andere Nachteile.In the case of known devices of this type, the procedure so far was that when the characteristic curve was shifted in parallel, only one of the two coordinates of its pivot point was changed, namely the coordinate of the pivot point corresponding to the flow temperature, whereas the other coordinate, namely the coordinate of the pivot point corresponding to the outside temperature Pivot point, was kept constant. This has the disadvantage, among other things, that the scale of the adjusting device used to adjust the room temperature cannot be divided into room temperature degrees, since a certain adjustment of the adjusting device results in room temperature changes of different sizes, depending on the setting of the steepness of the characteristic curve. This also makes it more difficult to set a night-time reduction that is independent of the steepness of the characteristic curve and also has other disadvantages.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Einfluß der Kurvensteilheit der eingestellten Kennlinie bei einer der Raumtemperaturverstellung dienenden Parallelverschiebung der Kennlinie zu sich selbst zu vermindern, vorzugsweise ganz oder im wesentlichen zu vermeiden. Erfindungsgemäß gelingt dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch, dass die Verstellung der Raumtemperatur durch Parallelverschiebung der Kennlinie zu sich selbst so vorgenommen wird, dass beide Koordinaten (Vorlauftemperatur und Außentemperatur) des Schwenkpunktes der Kennlinie verstellt werden und dass diese Verstellung für beide Koordinaten gleichsinnig zu der Richtung der Verstellung der Raumtemperatur erfolgt.The invention is therefore based on the object of reducing, preferably completely or essentially avoiding, the influence of the steepness of the curve of the set characteristic curve in the case of a parallel displacement of the characteristic curve in relation to itself which is used to adjust the room temperature. According to the invention, this is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that the room temperature is adjusted by means of parallel displacement the characteristic curve to itself is made in such a way that both coordinates (flow temperature and outside temperature) of the pivot point of the characteristic curve are adjusted and that this adjustment takes place for both coordinates in the same direction as the direction of adjustment of the room temperature.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bei einer Einrichtung zur Beeinflussung der Raumtemperatur durch witterungsgeführte Regelung der Vorlauftemperatur eines Heiz- oder Kühlmittels einer Heizungs- oder Klimaanlage in Abhängigkeit der Außentemperatur gemäß einer Kennlinie, die mittels ersten Stellmitteln parallel zu sich selbst verschoben und deren Steilheit mittels zweiten Stellmitteln durch Schwenken um einen Schwenkpunkt verstellt werden kann, erfindungsgemäß vorgesehen, dass die ersten Stellmittel zur Verschiebung der Kennlinie unter Verstellung der beiden Koordinaten ihres Schwenkpunktes ausgebildet sind, wobei die beiden Koordinaten jeweils gleichsinnig zur Verstellrichtung der Raumtemperatur verstellbar sind.To carry out the method according to the invention, in a device for influencing the room temperature by weather-compensated control of the flow temperature of a heating or cooling medium of a heating or air conditioning system as a function of the outside temperature, according to a characteristic curve that is shifted parallel to itself by means of the first adjusting means and the slope of which is shifted by means of the second Adjusting means can be adjusted by pivoting around a pivot point, according to the invention it is provided that the first adjusting means are designed to shift the characteristic curve by adjusting the two coordinates of their pivot point, the two coordinates being adjustable in the same direction to the adjustment direction of the room temperature.
Die ersten Stellmittel können irgendeine geeignete Ausbildung aufweisen, wenn sie nur so ausgebildet sind, dass die Parallelverschiebung der Kennlinie so erfolgt, dass die Koordinaten ihres Schwenkpunktes in einer zu der Verstellung der Raumtemperatur gleichsinnigen Richtung verschoben werden. Vorzugsweise ist hierbei vorgesehen, dass die beiden Koordinaten des Schwenkpunktes jeweils um gleich große Beträge geändert werden.The first adjusting means can have any suitable design if they are only designed in such a way that the parallel shift of the characteristic takes place in such a way that the coordinates of their pivot point are shifted in a direction in the same direction as the adjustment of the room temperature. It is preferably provided here that the two coordinates of the pivot point can be changed by equal amounts in each case.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen beschrieben bzw. dargestellt, wobei es sich versteht, dass die Erfindung in zahlreichen weiteren Ausführungsformen verwirklicht werden kann.Further features of the invention are described or illustrated in the following description, the drawing and the subclaims, it being understood that the invention can be implemented in numerous other embodiments.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Darstellung des Standes der Technik und anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.The invention is explained in more detail below, illustrating the state of the art and using preferred exemplary embodiments.
In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:
Fig. 1 ein Diagramm mit Kennlinienscharen, deren Verschiebung gemäß dem Stande der Technik erfolgt,1 shows a diagram with families of characteristics, the displacement of which takes place according to the prior art,
Fig. 2 ein Diagramm mit Kennlinienscharen, deren Verschiebung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt,2 shows a diagram with families of characteristics, the displacement of which takes place in accordance with the method according to the invention,
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung,3 shows a block diagram of a preferred exemplary embodiment of a control device according to the invention,
Fig. 4 ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung,4 shows a circuit diagram of a preferred exemplary embodiment of a control device according to the invention,
Fig. 5 eine Variante der Regelvorrichtung nach Fig. 3 in Blockbilddarstellung.FIG. 5 shows a variant of the control device according to FIG. 3 in a block diagram.
Die in der nachfolgenden Beschreibung verwendeten Symbole haben folgende Bedeutung:The symbols used in the following description have the following meanings:
T[tief]v = Vorlauftemperatur des Heiz- bzw. Kühlmittels,T [low] v = flow temperature of the heating or cooling medium,
T[tief]r = Rücklauftemperatur des Heiz- bzw. Kühlmittels,T [low] r = return temperature of the heating or cooling medium,
T[tief]z = Raumtemperatur,T [low] z = room temperature,
T[tief]a = Außentemperatur,T [low] a = outside temperature,
b = Gebäudekonstante,b = building constant,
M = zeitliche Strömungsmenge des Heizmittel- bzw. Kühlmittelvorlaufes,M = temporal flow rate of the heating medium or coolant supply,
kleines Alpha = Temperaturspreizung, a = M (1-kleines Alpha),small alpha = temperature spread, a = M (1-small alpha),
Q[tief]1 = vom Wärmetauscher an den Raum abgegebene Heiz- oder Kühlleistung,Q [low] 1 = heating or cooling output delivered to the room by the heat exchanger,
Q[tief]2= zeitliche Wärmemenge des Wärmeflusses zwischen dem Raum und der Außenatmosphäre.Q [deep] 2 = temporal amount of heat of the heat flow between the room and the outside atmosphere.
In den Diagrammen nach den Figuren 1 und 2 sind rechtwinklige Koordinatensysteme dargestellt, deren Abszisse jeweils die Außentemperatur und deren Ordinate jeweils die Vorlauftemperatur des Heiz- bzw. Kühlmittels darstellt. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben. Die in diesen Diagrammen dargestellten Kennlinien sind nur ausschnittsweise dargestellt. Ferner sind die Kennlinien als Grade dargestellt, was besonders vorteilhaft ist. Jedoch ist die Erfindung nicht auf gerade Kennlinien beschränkt. Jede Kennlinie gibt einen bestimmten funktionellen Zusammenhang zwischen der Vorlauftemperatur und der Außentemperatur an. Die Kennlinie kann sowohl um einen in sie fallenden Schwenkpunkt verschwenkt als auch parallel zu sich selbst verschoben werden. Wenn eine Kennlinie um einen bestimmten Schwenkpunkt 49 (Fig. 1) verschwenkt wird, entsteht eine strahlenförmige Kennlinienschar. In Figur 1 sind einige Kennlinien von vier derartigen Kennlinienscharen A, B, C und D ausschnittsweise dargestellt. Bei den bekannten Verfahren dieser Art wird zur Verstellung derIn the diagrams according to FIGS. 1 and 2, right-angled coordinate systems are shown, the abscissa of which represents the outside temperature and the ordinate of which represents the flow temperature of the heating or coolant. The temperatures are given in degrees Celsius. The characteristics shown in these diagrams are only shown in part. Furthermore, the characteristics are shown as degrees, which is particularly advantageous. However, the invention is not limited to straight characteristics. Each characteristic curve indicates a specific functional relationship between the flow temperature and the outside temperature. The characteristic curve can be pivoted about a pivot point falling into it as well as shifted parallel to itself. If a characteristic curve is pivoted about a specific pivot point 49 (FIG. 1), a radial family of characteristic curves is created. In Figure 1, some characteristics of four such families of characteristics A, B, C and D are shown in detail. In the known method of this type is used to adjust the
Raumtemperatur eine in ihrer Steilheit eingestellte Kennlinie zu sich selbst parallel so verschoben, dass ihr Schwenkpunkt entlang der Vorlauftemperaturachse T[tief]v wandert, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Wenn beispielsweise die Kennlinie 50 eingestellt ist, so bestimmt sie, wie die Vorlauftemperatur in Abhängigkeit der Außentemperatur geregelt wird. Diese Regelung hat hierbei den Zweck, die Raumtemperatur auf einem möglichst konstanten Wert zu halten. Bei der Kurve 50 wäre dies eine Raumtemperatur von ca. 20 Grad Celsius. Wenn eine höhere oder tiefere Raumtemperatur gewünscht wird, wird dann bei dem Diagramm nach Fig. 1 die betreffende Kennlinie parallel zu sich selbst so verschoben, dass ihr Schwenkpunkt 49 auf der Achse T[tief]v verschoben wird, beispielsweise zu dem Punkt 51. Durch diese Verschiebung wird in diesem Fall die Raumtemperatur erhöht. Die Größe der Änderung der Raumtemperatur ist hierbei abhängig von der Steilheit der eingestellten Kennlinie. Je steiler die eingestellte Kennlinie ist, um so geringer ist die Raumtemperaturänderung bei einer bestimmten Verstellung des Schwenkpunktes der Kennlinie.Room temperature, a characteristic curve set in its steepness is shifted parallel to itself in such a way that its pivot point moves along the flow temperature axis T [low] v, as shown in FIG. 1. If, for example, the characteristic curve 50 is set, it determines how the flow temperature is regulated as a function of the outside temperature. The purpose of this regulation is to keep the room temperature as constant as possible. In the case of curve 50, this would be a room temperature of approx. 20 degrees Celsius. If a higher or lower room temperature is desired, then in the diagram according to FIG. 1, the relevant characteristic curve is shifted parallel to itself so that its pivot point 49 is shifted on the axis T [deep] v, for example to the point 51 this shift increases the room temperature in this case. The size of the change in room temperature depends on the steepness of the set characteristic. The steeper the set characteristic, the smaller the change in room temperature with a certain adjustment of the pivot point of the characteristic.
In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren an einem bevorzugten Beispiel in Diagrammform dargestellt. Es sind vier Kennlinienscharen A', B', C' und D' angedeutet, wobei jedoch im Unterschied zu Fig. 1 der Schwenkpunkt 49' der betreffenden Kennlinie nicht auf oder parallel zur Achse T[tief]v, sondern erfindungsgemäß geneigt zu ihr auf der mit T[tief]z bezeichneten Kurve oder Achse verschoben wird. Demzufolge werden die beiden Koordinaten T[tief]v und T[tief]a dieses Schwenkpunktes 49' bei jeder Parallelverschiebung der Kennlinie gleichzeitig geändert. Hierdurch gelingt es durch geeignete Wahl der Kurve T[tief]z, die Parallelverschiebung so vorzunehmen, dass jede Verschiebung des Schwenkpunktes 49' eine von der eingestellten Steilheit der Kennlinie praktisch unabhängige Änderung der Raumtemperatur verursacht, so dass das die Parallelverschiebung der Kennlinie bewirkende Stellmittel, welches der Einstellung der Raumtemperatur dient, in Temperaturgraden geteilt werden kann. Es hat auch noch sonstige Vorteile, z.B. bei Schaltungen mit selbsttätiger Nachtabsorbung der Raumtemperatur usw. Die Raumtemperatur ist in Fig. 2 auf der Kurve T[tief]z aufgetragen, da diese Kurve hier praktisch der Raumtemperaturachse entspricht. In der Praxis wird so vorgegangen, dass man die dem betreffenden Gebäude und der betreffenden Heizungsanlage angepasste Steilheit der Kennlinie einstellt und diese Einstellung dann in der Regel nicht mehr ändert. Zur Verstellung der Raumtemperatur wird das die Parallelverschiebung dieser Kennlinie bewirkende Stellmittel, z.B. ein Potentiometer, verstellt. Wenn z.B. die voll ausgezogene Kurve 50a eingestellt ist, so ergibt sie eine Raumtemperatur von ungefähr 16°C. Um die Raumtemperatur auf 20°C zu erhöhen, wird diese Kennlinie parallel zu sich selbst in die mit 50a' bezeichnete Stellung überführt. In der mit 50a'' bezeichneten Stellung dieser Kennlinie beträgt die Raumtemperatur ca. 27°C. Wenn an Stelle der Kennlinie 50a eine Kennlinie mit anderer Neigung eingestellt ist, beispielsweise die Kennlinie 50b, gilt entsprechendes. Wenn beispielsweise die Kennlinie 50b parallel zu sich selbst in die Stellungen 50b' bzw. 50b'' verschoben wird, wird die Raumtemperatur von 16°C auf ca. 20°C bzw. 27°C erhöht.In Fig. 2, the method according to the invention is shown in a preferred example in diagram form. Four families of characteristics A ', B', C 'and D' are indicated, but in contrast to FIG inclined to it on the curve or axis marked with T [deep] z. As a result, the two coordinates T [deep] v and T [deep] a of this pivot point 49 'are changed at the same time with each parallel shift of the characteristic curve. This makes it possible, through a suitable selection of the curve T [low] z, to carry out the parallel shift in such a way that each shift of the pivot point 49 'causes a change in the room temperature that is practically independent of the set slope of the characteristic curve, so that the adjusting means causing the parallel shift of the characteristic curve, which is used to set the room temperature, can be divided into temperature degrees. It also has other advantages, e.g. for switching with automatic night-time absorption of the room temperature, etc. The room temperature is plotted in Fig. 2 on the curve T [low] z, since this curve here practically corresponds to the room temperature axis. In practice, the procedure is to set the steepness of the characteristic curve that is adapted to the building in question and the heating system in question and then generally not change this setting. To adjust the room temperature, the adjusting means that cause the parallel shifting of this characteristic curve, e.g. a potentiometer, is adjusted. For example, when the solid curve 50a is set, it gives a room temperature of approximately 16 ° C. In order to increase the room temperature to 20 ° C., this characteristic curve is transferred parallel to itself into the position designated by 50a '. In the one with 50a '' In the position indicated on this curve, the room temperature is approx. 27 ° C. If a characteristic with a different inclination is set instead of characteristic 50a, for example characteristic 50b, the same applies. If, for example, the characteristic curve 50b is shifted parallel to itself into the positions 50b 'or 50b' ', the room temperature is increased from 16 ° C to approx. 20 ° C or 27 ° C.
Die von der Kurve T[tief]z aus nach rechts oben führenden Kennlinienäste entsprechen den Heizkurven, entlang denen bei Heizen geregelt wird, wogegen die von der Achse T[tief]z nach links unten führenden Kennlinienäste den funktionellen Zusammenhang zwischen der Vorlauftemperatur und der Außentemperatur bei Kühlen darstellen, sofern es sich um eine Klimaanlage handelt. Bei reinen Heizungsanlagen werden selbstverständlich nur die von der Achse T[tief]z nach rechts oben führenden Kennlinienäste benötigt.The branches leading from the curve T [low] z to the top right correspond to the heating curves along which heating is controlled, whereas the branches leading from the axis T [low] z to the bottom left show the functional relationship between the flow temperature and the outside temperature for cooling, provided that it is an air conditioning system. In the case of heating systems only, of course, only the branches of the characteristic curve leading from the T [deep] z axis to the top right are required.
Die Kurve T[tief]z ist in diesem bevorzugten Beispiel eine Gerade, was in der Praxis im allgemeinen vorteilhaft und ausreichend ist. Bevorzugt ist sie, wie in Fig. 2 dargestellt, ungefähr so gerichtet, dass sich die beiden Koordinaten T[tief]v und T[tief]a ihres Schwenkpunktes beim Verschieben um jeweils gleich große Beträge ändern, von denen jeder ungefähr dem Betrag der gewünschten Raumtemperaturänderung entspricht. Dies lässt sich mathematisch unter folgenden idealisierten Annahmen begründen:In this preferred example, the curve T [deep] z is a straight line, which is generally advantageous and sufficient in practice. As shown in FIG. 2, it is preferably directed approximately in such a way that the two coordinates T [deep] v and T [deep] a of their pivot point change by equal amounts when they are moved, each of which is approximately the same as the desired amount Room temperature change. Mathematically this can be broken down into the following justify idealized assumptions:
Es sei angenommen, dass 1. der Wärmeübergang zwischen außen und dem Raum durch Leitung stattfindet und der Wärmeübergang durch Einstrahlung bzw. Abstrahlung vernachlässigt wird;It is assumed that 1. the heat transfer between the outside and the room takes place by conduction and the heat transfer by irradiation or radiation is neglected;
2. die Wärmeleitung zwischen dem Raum und außen wird als lineare Funktion der Temperaturdifferenz zwischen der Raumtemperatur und der Außentemperatur angenommen;2. The heat conduction between the room and the outside is assumed to be a linear function of the temperature difference between the room temperature and the outside temperature;
3. der Wärmeaustausch zwischen dem Wärmeaustauscher und dem Raum wird als lineare Funktion der Differenz zwischen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur des Heiz- bzw. Kühlmittels angenommen.3. The heat exchange between the heat exchanger and the room is assumed to be a linear function of the difference between the flow temperature and the return temperature of the heating or cooling medium.
Es gilt dann (1) Q[tief]1 = M (T[tief]v - T[tief]r) (2) Q[tief]2 = b (T[tief]z - T[tief]a)Then (1) Q [deep] 1 = M (T [deep] v - T [deep] r) (2) Q [deep] 2 = b (T [deep] z - T [deep] a)
Wenn man ferner die Temperaturspreizung kleines Alpha zu (3)
Diese Gleichung (4) zeigt, dass unter den angenommenen Bedingungen eine gewünschte Raumtemperatur erreicht wird, wenn die Steilheit der Kennlinie - b/a ist und der jeweils eingestellte Schwenkpunkt der Kennlinie in dem Diagramm nach Figur 2 auf der eingezeichneten Geraden T[tief]z liegt und die Werte seiner Koordinaten T[tief]v und T[tief]a der gewünschten Raumtemperatur entsprechen.This equation (4) shows that, under the assumed conditions, a desired room temperature is reached when the slope of the characteristic curve is - b / a and the pivot point of the characteristic curve set in the diagram according to FIG and the values of its coordinates T [deep] v and T [deep] a correspond to the desired room temperature.
Auch wenn die der obigen mathematischen Ableitung zugrunde liegenden Bedingungen in praktischen Fällen nicht vollständig vorliegen, lässt sich mittels dieses neuartigen Verfahrens der gewünschte Effekt in einem für die Praxis ausreichenden Maße stets erzielen, wobei es je nach den Abweichungen von den idealisierten Bedingungen erforderlich sein kann, der Kurve, die der Schwenkpunkt der Kennlinie zur Verstellung der Raumtemperatur im rechtwinkligen T[tief]v-T[tief]a-Diagramm durchläuft, eine etwas andere Neigung als in Figur 2 oder eine von der Geraden abweichende Gestalt zu geben. Wesentlich ist jedoch, dass der Schwerpunkt der Kennlinie entlang einer Kurve bewegt wird, deren Kurvenkoordinaten im T[tief]v-T[tief]a-Diagramm abhängig von T[tief]v und T[tief]a sind.Even if the conditions on which the above mathematical derivation is based are not completely available in practical cases, this novel method can always be used to achieve the desired effect to an extent that is sufficient for practice, whereby it may be necessary, depending on the deviations from the idealized conditions, the curve that the pivot point of the characteristic for adjusting the room temperature runs through in the right-angled T [deep] vT [deep] a diagram, to give a slightly different slope than in Figure 2 or a shape deviating from the straight line. However, it is essential that the center of gravity of the characteristic is moved along a curve whose curve coordinates in the T [deep] v-T [deep] a diagram are dependent on T [deep] v and T [deep] a.
In den nachfolgenden Figuren sind sich entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in the following figures.
In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer bevorzugten Regelvorrichtung dargestellt, die zur Durchführung des anhand der Fig. 2 erläuterten Verfahrens geeignet ist. Mit 60 ist ein Außentemperaturfühler und mit 61 ein Vorlauftemperaturfühler bezeichnet, die hier temperaturabhängige Widerstände sind und deren Eingangspotentiale mittels eines an eine Spannungsquelle angeschlossenen Spannungsteilers 73 über die je ein Funktionsglied bildenden Vorwiderstände 67 und 68 in konstantem Verhältnis durch Verstellung des Abgriffes 74 des Spannungsteilers 73 so verstellt werden können, dass eine Parallelverschiebung der Kennlinie erfolgt. Die Kennlinie wird in dem mit den Ausgangsspannungen der Temperaturfühler beaufschlagten Funktionsregler 48, der ein Verhältnisregler sein kann, gebildet. Mittels des Spannungsteilers 73 und der Vorwiderstände 67, 68 werden folglich die Eingangsspannungen der Temperaturfühler 60 und 61 so verstellt, dass bei der Parallelverschiebung der Kennlinie die beiden Koordinaten T[tief]v und T[tief]a ihres Schwenkpunktes in gleichem Verhältnis verschoben werden.FIG. 3 shows a block diagram of a preferred control device which is suitable for carrying out the method explained with reference to FIG. 2. 60 is an outside temperature sensor and 61 is a flow temperature sensor, which are temperature-dependent resistors here and their input potentials by means of a voltage divider 73 connected to a voltage source via the series resistors 67 and 68, which each form a functional element, in a constant ratio by adjusting the tap 74 of the voltage divider 73 so can be adjusted so that a parallel shift of the characteristic takes place. The characteristic curve is formed in the function controller 48, which can be a ratio controller, to which the output voltages of the temperature sensors are applied. By means of the voltage divider 73 and the series resistors 67, 68, the input voltages of the temperature sensors 60 and 61 are adjusted so that the two coordinates T [deep] v and T [deep] a of their pivot point are shifted in the same ratio when the characteristic curve is shifted in parallel.
Der Ausgang des Funktionsreglers 48 steuert ein die Vorlauftemperatur beeinflussendes Stellglied 44 so, dass bei jeder Außentemperatur T[tief]a die durch die eingestellte Kennlinie bestimmte Vorlauftemperatur T[tief]v eingeregelt wird, wie es durch die Wirkungslinie 43 angedeutet ist.The output of the function controller 48 controls an actuator 44 influencing the flow temperature so that the flow temperature T [low] v determined by the set characteristic curve is regulated for each outside temperature T [low] a, as indicated by the action line 43.
Die Steilheit der Kennlinie kann mittels eines auf den Funktionsregler 48 einwirkenden Stellgliedes 69 verstellt werden.The steepness of the characteristic curve can be adjusted by means of an actuator 69 acting on the function controller 48.
Die in Fig. 3 dargestellte Regelvorrichtung, bei der die den beiden als elektrische Widerstände ausgebildeten Temperaturfühler aufgedrückten Potentiale in gleichem Verhältnis elektrisch verschoben werden, ist zwar besonders vorteilhaft, doch kann die neuartige Parallelverschiebung der Kennlinie in manchen Fällen auch auf irgend eine andere geeignete Weise erfolgen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die Verschiebung mittels einer thermischen Beeinflussung der beiden temperaturempfindlichen Widerstände 60, 61 vorzunehmen.The control device shown in Fig. 3, in which the potentials applied to the two temperature sensors designed as electrical resistors are electrically shifted in the same ratio, is particularly advantageous, but the novel parallel shift of the characteristic can in some cases also take place in some other suitable manner . For example, provision can be made for the displacement to be carried out by means of a thermal influence on the two temperature-sensitive resistors 60, 61.
In Fig. 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Brückenschaltung einer witterungsgeführten Regelvorrichtung zur außentemperaturabhängigen Regelung der Vorlauftemperatur entlang einer in ihrer Steilheit einstellbaren und parallel zu sich verschiebbaren Kennlinie dargestellt. In der nachfolgenden Beschreibung sind hierbei mit Eckpunkten stets Leitungsstellen verstanden, von denen Diagonalverbindungen abzweigen. Diese Brückenschaltung ist an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen und weist insgesamt vier mit der Speisespannung beaufschlagte, zueinander parallel geschaltete Längsverbindungen 52, 55, 56 und 57 auf, von denen die die Widerstände 53 und 54 aufweisende Längsverbindung 55 die eine Hälfte einer Wheatstone'schen-Brücke bildet, deren andere Brückenhälfte durch die beiden weiteren Längsverbindungen 56 und 57 gebildet ist, die die Widerstände 58, 59, 60 und 61 aufweisen. Die Widerstände 60 und 61 sind hierbei temperaturabhängige Widerstände mit negativen Temperaturkoeffizienten. Der Widerstand 60 fühlt die Außentemperatur und der Widerstand 61 die Vorlauftemperatur des Heiz- oder Kühlmittels. An den zwischen den Widerständen 58 und 60 bzw. 59 und 61 befindlichen Eckpunkten 62 und 63 sind zwei zueinander parallel geschaltete Diagonalverbindungen 64 und 65 angeschlossen, von denen in der Diagonalverbindung 64 ein als Potentiometer ausgebildeter einstellbarer Spannungsteiler 66 und in der Diagonalverbindung4 shows a preferred embodiment of an electrical bridge circuit of a weather-compensated control device for the outside temperature-dependent control of the flow temperature along a characteristic curve which is adjustable in its slope and which can be displaced parallel to itself. In the following description, corner points are always understood to mean line points from which diagonal connections branch off. This bridge circuit is connected to a DC voltage source and has a total of four parallel connections 52, 55, 56 and 57 which are connected to the supply voltage and of which the series connection 55 comprising the resistors 53 and 54 forms one half of a Wheatstone bridge , the other half of the bridge is formed by the two further longitudinal connections 56 and 57, which have the resistors 58, 59, 60 and 61. The resistors 60 and 61 are temperature-dependent resistors with negative temperature coefficients. Resistor 60 senses the outside temperature and resistor 61 senses the flow temperature of the heating or coolant. At the corner points 62 and 63 located between the resistors 58 and 60 or 59 and 61, two diagonal connections 64 and 65 connected in parallel are connected, of which in the diagonal connection 64 an adjustable voltage divider 66 designed as a potentiometer and in the diagonal connection
65 ein aus zwei festen Widerständen 67 und 68 gebildeter Spannungsteiler angeordnet ist. Der Abgriff 69 des Spannungsteilers 66 ist zu dem einen Eingang eines Differenzverstärkers 70 geführt, dessen anderer Eingang mit dem durch die Verbindungsleitung zwischen den beiden Widerständen 53 und 54 der Längsverbindung 55 gebildeten Eckpunkt 72 verbunden ist, so dass zwischen den Stellen 69 und 72 der Brückenschaltung eine weitere Diagonalverbindung mit dem Differenzverstärker 70 gebildet ist. In der vierten Längsverbindung 52 ist als Spannungsteiler ein Potentiometer 73 angeordnet, dessen Abgriff 74 an die Diagonalverbindung 65 zwischen ihren beiden Widerständen 67 und 68 angeschlossen ist.65 a voltage divider formed from two fixed resistors 67 and 68 is arranged. The tap 69 of the voltage divider 66 is led to one input of a differential amplifier 70, the other input of which is connected to the corner point 72 formed by the connecting line between the two resistors 53 and 54 of the longitudinal connection 55, so that between the points 69 and 72 of the bridge circuit a further diagonal connection with the differential amplifier 70 is formed. In the fourth longitudinal connection 52, a potentiometer 73 is arranged as a voltage divider, the tap 74 of which is connected to the diagonal connection 65 between its two resistors 67 and 68.
Die Wirkungsweise dieser Brückenschaltung ist wie folgt.The operation of this bridge circuit is as follows.
Die bei Temperaturänderungen der Widerstände 60 und 61 an den Eckpunkten 62 und 63 auftretenden Potentialverschiebungen werden vom Abgriff 69 des Potentiometers 66 in den seiner Stellung entsprechenden Anteilen erfasst. Das am Abgriff oder Eckpunkt 69 gefühlte Potential wird mit demjenigen am Eckpunkt 72 verglichen, indem die beiden Potentiale den beiden Eingängen des Differenzverstärkers 70 aufgedrückt werden. Bei Ungleichheit der Potentiale werden über weitere, nicht dargestellte Regelkreisglieder, die von irgend einer bekannten und geeignetenThe potential shifts that occur when the temperature of the resistors 60 and 61 changes at the corner points 62 and 63 are detected by the tap 69 of the potentiometer 66 in the proportions corresponding to its position. The potential sensed at the tap or corner point 69 is compared with that at the corner point 72, in that the two potentials are impressed on the two inputs of the differential amplifier 70. If the potentials are unequal, additional control loop elements, not shown, are controlled by any known and suitable
Bauart sein können, Schaltfunktionen derart ausgelöst, dass die Vorlauftempertur T[tief]v so geändert wird, dass die Potentialdifferenz zwischen den Punkten 69 und 72 verkleinert wird. Mittels des Potentiometers 66 lässt sich die Steilheit der Kennlinie einstellen. Wenn der Abgriff 69 bezogen auf Fig. 4 in seiner äußersten rechten Stellung steht, ist der Einfluss der Vorlauftemperatur am stärksten und entsprechend ist bei dem Diagramm nach Fig. 2 die flachste Kennlinie eingestellt. Durch Verschieben des Abgriffes 69 aus dieser äußersten rechten Stellung nach links wird die Steilheit der Kennlinie vergrößert.Can be designed, switching functions triggered in such a way that the flow temperature T [low] v is changed so that the potential difference between points 69 and 72 is reduced. The steepness of the characteristic curve can be adjusted by means of the potentiometer 66. When the tap 69 is in its extreme right-hand position in relation to FIG. 4, the influence of the flow temperature is greatest and accordingly the flattest characteristic curve is set in the diagram according to FIG. 2. By moving the tap 69 from this extreme right position to the left, the steepness of the characteristic curve is increased.
Mittels des Potentiometers 73 werden über die Widerstände 67 und 68 die Potentiale der Eckpunkte 62 und 63 verschoben, so dass mittels des Potentiometers 73 die in ihrer Steilheit mittels des Potentiometers 66 eingestellte Kennlinie parallel zu sich selbst verschoben werden kann, wobei die Koordinaten T[tief]v und T[tief]a des Schwenkpunktes der Kennlinie gleichzeitig geändert werden und die Änderung gleichsinnig zu der gewünschten Veränderung der Raumtemperatur erfolgt. Durch die von dem Potentiometer 73 über die Widerstände 67 und 68 den Eckpunkten 62 und 63 aufgedrückten Potentialänderungen wird diesen Eckpunkten je nach Verstellungsrichtung eine höhere oder tiefere Außentemperatur bzw. höhere oder tiefere Vorlauftemperatur vorgetäuscht. Durch geeignete Dimensionierung der Widerstände 67 und 68 kann hierbei erreicht werden, dass die Koordinaten des Schwenkpunktes der Kennlinie bei jeder Parallelverschiebung der Kennlinie um gleich große Beträge geändert werden, so dass dieser Schwenkpunkt auf der in Fig. 2 dargestellten Achse T[tief]z hin- und herverschoben werden kann. Die Verschiebung erfolgt ausschließlich mittels des Potentiometers 73, dessen zugeordnete Skala 45 bei diesem neuartigen Verfahren in Temperaturgraden geteilt sein kann.By means of the potentiometer 73, the potentials of the corner points 62 and 63 are shifted via the resistors 67 and 68, so that by means of the potentiometer 73 the characteristic curve set in its steepness by means of the potentiometer 66 can be shifted parallel to itself, the coordinates T [deep ] v and T [deep] a of the pivot point of the characteristic curve can be changed at the same time and the change takes place in the same direction as the desired change in room temperature. Due to the potential changes pressed by the potentiometer 73 via the resistors 67 and 68 to the corner points 62 and 63, a higher or lower outside temperature or higher or lower flow temperature is simulated for these corner points, depending on the direction of adjustment. By suitably dimensioning the resistors 67 and 68 it can be achieved that the coordinates of the pivot point of the characteristic curve can be changed by equal amounts for each parallel shift of the characteristic curve, so that this pivot point can be moved back and forth on the axis T [deep] z shown in FIG. 2. The shift takes place exclusively by means of the potentiometer 73, the assigned scale 45 of which can be divided into temperature degrees in this novel method.
Die in Fig. 4 dargestellte Schaltung dient der witterungsgeführten Regelung der Vorlauftemperatur. Die Raumtemperatur wird hierbei nicht geregelt, sondern nur gesteuert.The circuit shown in Fig. 4 is used for weather-compensated control of the flow temperature. The room temperature is not regulated here, only controlled.
Im allgemeinen ist eine Raumtemperatursteuerung für normale Bedürfnisse ausreichend. Für höhere Ansprüche ist es jedoch oft erwünscht, die witterungsgeführte Regelung der Vorlauftemperatur zu einer Raumtemperaturregelung zu erweitern.In general, room temperature control is sufficient for normal needs. For higher demands, however, it is often desirable to extend the weather-compensated control of the flow temperature to a room temperature control.
Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Differenz zwischen dem Istwert der Raumtemperatur und ihrem Sollwert gebildet und in Abhängigkeit dieser die Regelabweichung der Raumtemperatur bildenden Differenz die Kennlinie in einer die Regelabweichung verkleinernden Richtung selbsttätig verschoben wird.For this purpose, it is provided according to the invention that the difference between the actual value of the room temperature and its setpoint is formed and the characteristic curve is automatically shifted in a direction that reduces the control deviation as a function of this difference forming the control deviation of the room temperature.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer solchen Schaltung ist in Fig. 5 dargestellt. In dieser Schaltung ist die Schaltung nach Fig. 4 voll enthalten, so dass zur besseren Übersicht und Vereinfachung diejenigen Teile der Fig. 5, die Teilen derA preferred embodiment of such a circuit is shown in FIG. The circuit according to FIG. 4 is fully contained in this circuit, so that, for a better overview and simplification, those parts of FIG. 5, the parts of
Fig. 4 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.4 and are provided with the same reference numerals.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, unterscheidet sich diese Schaltung von der Schaltung nach Fig. 4 nur durch die Hinzufügung folgender zusätzlicher elektrischer Komponenten: eine mit der Speisespannung beaufschlagte Längsverbindung 80, die einen festen Widerstand 75 und einen die Raumtemperatur fühlenden temperaturabhängigen Widerstand 76 in Reihe aufweist, und parallel zu den anderen Längsverbindungen 52, 55, 56 und 57 geschaltet ist; eine Diagonalverbindung 78, die zwei Widerstände 77 und 79 in Reihe aufweist, die einen Spannungsteiler bilden, wobei die Diagonalverbindung 78 parallel zu den Diagonalverbindungen 64 und 65 geschaltet ist; eine Diagonalleitung 91 zwischen dem Punkt 90 der Längsverbindung 80 und einer zwischen den beiden Widerständen 77 und 79 befindlichen Anschlußstelle der Diagonalverbindung 78, wobei in die Diagonalleitung 91 ein Verstärker 92 mit vorzugsweise einstellbarem Verstärkungsgrad (zur Einstellung des Proportionalbandes der Raumtemperaturregelung) zwischengeschaltet ist; und eine einen Widerstand 94 aufweisende Verbindungsleitung 95 zwischen dem Eckpunkt 90 und dem Abgriff 74 des Potentiometers 73.As can be seen from FIG. 5, this circuit differs from the circuit according to FIG. 4 only by the addition of the following additional electrical components: a series connection 80 to which the supply voltage is applied, which has a fixed resistor 75 and a temperature-dependent resistor 76 that senses the room temperature Row, and is connected in parallel to the other longitudinal connections 52, 55, 56 and 57; a diagonal connection 78 comprising two resistors 77 and 79 in series forming a voltage divider, the diagonal connection 78 being connected in parallel with the diagonal connections 64 and 65; a diagonal line 91 between the point 90 of the longitudinal connection 80 and a connection point of the diagonal connection 78 located between the two resistors 77 and 79, an amplifier 92 with a preferably adjustable gain (for setting the proportional band of the room temperature control) being interposed in the diagonal line 91; and a connection line 95, which has a resistor 94, between the corner point 90 and the tap 74 of the potentiometer 73.
Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 5 ist wie folgt.The operation of the circuit of FIG. 5 is as follows.
Ihre elektrischen Komponenten, die der Schaltung nach Fig. 4 entsprechen, haben die gleiche Wirkungsweise wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben ist. Auf eine nochmalige Beschreibung ihrer Wirkung kann deshalb verzichtet werden. Zusätzlich zu der mittels des Abgriffes 74 des Potentiometers 73 manuell einstellbaren Parallelverschiebung der Kennlinie wird diese Kennlinie mittels des Raumtemperaturfühlers 76 selbsttätig zu sich selbst parallel verschoben, wobei diese selbsttätige Parallelverschiebung der Raumtemperaturregelung dient, d.h., jeweils in einer solchen Richtung erfolgt, dass der eingestellte Sollwert der Raumtemperatur möglichst eingehalten wird. Diese Raumtemperaturregelung ist hier eine Proportionalregelung. Die Breite des Proportionalbandes wird durch den Verstärkungsgrad des Verstärkers 92 bestimmt. Der Verstärkungsgrad ist deshalb vorzugsweise einstellbar. Bei passender Dimensionierung der Temperaturfühler kann auf den Verstärker 92 auch verzichtet werden. Das Potentiometer 73 dient nicht nur der Parallelverschiebung der Kennlinien von Hand, sondern gleichzeitig auch der Einstellung des Sollwertes der Raumtemperatur. Hierbei tritt am Punkt 90 die Regelabweichung der Raumtemperatur auf, das heißt, die Differenz zwischen dem durch das Potentiometer 73 eingestellten Raumtemperatur-Sollwert und dem durch den Widerstand 76 gefühlten Raumtemperatur-Istwert. Diese am Punkt 90 auftretende Regelabweichung wird über den Verstärker 92 und über die Widerstände 77 und 79 zur Verschiebung der Potentiale der Eckpunkte 62 und 63 und damit zur Parallelverschiebung der Kennlinie benutzt.Their electrical components, which correspond to the circuit according to FIG. 4, have the same mode of operation as is described in connection with FIG. A repeated description of their effect can therefore be dispensed with. In addition to the parallel displacement of the characteristic curve, which can be manually adjusted by means of the tap 74 of the potentiometer 73, this characteristic curve is automatically displaced parallel to itself by means of the room temperature sensor 76, this automatic parallel displacement being used for room temperature control, i.e. in each case in such a direction that the set target value is reached the room temperature is maintained as far as possible. This room temperature control is proportional control here. The width of the proportional band is determined by the gain of amplifier 92. The gain is therefore preferably adjustable. If the temperature sensors are suitably dimensioned, the amplifier 92 can also be dispensed with. The potentiometer 73 is not only used for the parallel shifting of the characteristic curves by hand, but at the same time also for setting the setpoint of the room temperature. In this case, the control deviation of the room temperature occurs at point 90, that is to say the difference between the room temperature setpoint value set by the potentiometer 73 and the actual room temperature value sensed by the resistor 76. This system deviation occurring at point 90 is used via amplifier 92 and resistors 77 and 79 to shift the potentials of corner points 62 and 63 and thus to shift the characteristic curve in parallel.
Diese selbsttätige Parallelverschiebung erfolgt hierbei selbstverständlich stets in einer die Regelabweichung der Raumtemperatur verkleinernden Richtung.This automatic parallel shift naturally always takes place in a direction that reduces the control deviation of the room temperature.
Die dargestellten Schaltungen sind besonders vorteilhaft, doch versteht es sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch mit zahlreichen anderen Schaltungen durchgeführt werden kann.The circuits shown are particularly advantageous, but it goes without saying that the method according to the invention can also be carried out with numerous other circuits.
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