DE2320531B2 - Verfahren und vorrichtung zum regeln der temperatur von innenraeumen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum regeln der temperatur von innenraeumenInfo
- Publication number
- DE2320531B2 DE2320531B2 DE19732320531 DE2320531A DE2320531B2 DE 2320531 B2 DE2320531 B2 DE 2320531B2 DE 19732320531 DE19732320531 DE 19732320531 DE 2320531 A DE2320531 A DE 2320531A DE 2320531 B2 DE2320531 B2 DE 2320531B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensor
- temperature
- switch
- control
- time constant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
- G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1906—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device
- G05D23/1913—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device delivering a series of pulses
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
- G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
- G05D23/1931—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Description
fsch
Θ
~W
erfolgt, wobei τ = Zeitkonstante bei der entsprechenden Drehzahl, Θ = Trägheitsmoment der Motor-Lüfterradanordnung
und W= Widerstandsmoment des Lüfterrades bei der entsprechenden Drehzahl ist.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Schalter für die Lüftermotoren kontaktlose Halbleiterschalter (wie z. B. Kombination von Thyristoren,
Triacs oder Transistoren) mit den notwendigen Ansteuerschaltungen Verwendung finden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßglied in einer Summenschaltung
mehrere Meßfühler mit verschiedenen thermischen Zeitkonstanten verwendet werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler in zwei Meßfühler
aufgespalten ist, wobei der erste Meßfühler eine kleine thermische Zeitkonstante (P-Anteil) und der
zweite eine große thermische Zeitkonstante sowie eine große Verstärkung (F2) besitzt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler in zwei Meßfühler mit
entgegengerichteten Wirkungen aufgespalten ist, wobei der erste Meßfühler eine kleine thermische
Zeitkonstante (Fi) und der zweite Meßfühler entgegengesetztes Stellverhalten mit einer größeren
thermischen Zeitkonstante, aber einer kleineren Verstärkung als der des ersten Fühlers (F3) besitzt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler in drei Meßfühler
aufgespalten ist, wobei der erste Fühler eine kleine thermische Zeitkonstante (Fi), der zweite Fühler
eine große thermische Zeitkonstante und eine große Verstärkung (F2) und der dritte Fühler entgegengesetztes
Stellverhalten und eine thermische Zeitkonstante, die zwischen der des ersten und zweiten
Fühlers liegt (F3), besitzt (F i g. 1).
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Temperatur von Innenräumen unter Verwendung von
Lüftern, deren Drehzahl in Abhängigkeit von einem Temperaturfühler durch Ein- und Ausschalten gesteuert
wird, wobei die Luft an Kühl- bzw. Heizflächen vorbeiströmt.
Durch eine derartige Regelung soll der Luftdurchsatz dem Kühl- bzw. Heizleistungsbedarf angepaßt werden,
wobei die Störgrößen, wie z. B. das Öffnen der Türen und Fenster oder die Sonneneinstrahlung schnell
ausgeregelt werden sollen. Auch sollen Temperaturänderungen der Konvektorfläche innerhalb des Stellbereiches
keinen merklichen Einfluß auf die Temperatur haben.
Es ist bekannt, daß bei Klima- und Heizungsanlagen Raumtemperaturregler eingesetzt werden, die die
Lüftermotoren bei Über- oder Unterschreiten von Grenzwerten einschalten und ausschalten (Zweipunktregler)
oder auch auf mehrere Geschwindigkeitsstufen mit Vorwiderständen umschalten.
Die heute übliche Regelung erfüllt die an sie gestellten Forderungen nur ungenügend, ihre Nachteile
bestehen im einzelnen darin: (,0
Die unstetige Regelung bedingt erhebliche Temperaturschwankungen der Raumluft.
Als noch störender wird aber die entstehende Zugluft angesehen. Die Zugluft entsteht dadurch, daß in der
Lüfterpause sich eine labile Temperaturverteilung im Raum aufbaut, die dann durch das Einschalten des
Lüfters angestoßen wird und zu einer intensiven Luftbewegung führt.
Weiterhin wrd vor allem in ruhigen Aufenthaltsräumen das Geräusch durch das Einschalten des Lüfters als
Belästigung empfunden. Das Lüftergeräusch an sich wird nach einiger Zeit nicht mehr bewußt wahrgenommen
(wie z. B. das Ticken einer Uhr). Das plötzliche Einschalten des Lüfters wird jedoch durchaus als
störendes Geräusch wahrgenommen. Zur Verminderung dieser Nachteile wurden die oben erwähnten
mehrstufigen Regler eingesetzt. Sie bringen jedoch keine Abhilfe, da die hierbei einstellbare kleinste
Drehzahl der Lüftermotoren noch immer viel zu groß ist, um die oben aufgezeigten Nachteile zu beseitigen.
Das Einschalten von Vorwiderständen (gestufte oder kontinuierlich verstellbare) zeigt nur dann einen
befriedigenden Erfolg, wenn die Widerstände in den Ankerkreis von Kollektormotoren geschaltet werden,
weil bei diesen Motoren wegen der besseren Drehmomentenverläufe noch ausreichende Anlaufmomente
verwirklicht werden können. Da diese Kollektormotoren im allgemeinen einen hohen Geräuschpegel
abstrahlen, sind sie für ruhige Wohnräume mit hohem Aufenthaltskomfort nicht geeignet. Andererseits bedingen
die Verluste in dem Vorschaltwiderstand einen schlechten elektrischen Wirkungsgrad, der vor allem bei
schwachen elektrischen Netzen (z. B. in Fahrzeugen) ein Nachteil ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Reglerverfahren der eingangs genannten Art zeitlich
kontinuierlich durchzuführen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ein- und
Ausschalten des Lüftermotors periodisch erfolgt, wobei
sich Anlauf und Auslauf in schneller Folge aneinanderreihen und die Umschaltung jeweils vor Erreichen des
Endzustandes erfolgt.
Eine zweckmäßige Ausbildung ist, daß die Taktfrequenz vorzugsweise so gewählt wird, daß bei gegebenem
Trägheitsmoment und Widerstandsmoment der Lüfterrad-Motorläufer-Anordnung sich eine nahezu
gleichmäßige Drehzahl einstellt. Dies ist gegeben, wenn die zeitliche Folgefrequenz fschder Einschalt-Ausschaltlmpulse
gemäß der Beziehung
J Sch
erfolgt, wobei τ die Zeitkonstante bei der entsprechenden
Drehzahl, θ das Trägheitsmoment der Motor-Lüfterradanordnung und W das Widerstandsmoment des
Lüfterrades bei der entsprechenden Drehzahl ist.
Wesentlich für die Funktion des Reglers ist, daß durch Verändern des Einschalt-Ausschalt-Zeitverhältnisses
die Drehzahl im weiten Bereich eingestellt werden kann. Dies sollte von einer astabilen Kippstufe gesteuert
werden, deren Taktverhältnis von einem Meßfühler und Sollwertsteller beeinfluß wird.
Als Schalter für die Lüftermotoren werden Vorzugsweise kontaktlose Halbleiterschalter (wie z. B. Kombination
von Thyristoren, Triacs oder Transistoren) mit den notwendigen Ansteuerschaltungen verwendet.
Zweckmäßig erfolgt die Steuerung der Ansteuerstufen für den Halbleiterschalter durch eine astabile
Kippstufe, deren Taktverhältnis durch das Meßglied und den Sollwertsteller eingestellt wird.
Soll auch bei großer Regelgeschwindigkeit der Regelverlauf stabil erfolgen, so müssen gemäß der
weiteren Ausgestaltung des Reglers geeignete, einstellbare Regelparameter realisierbar sein. Die Erfindung
wird deshalb dadurch ergänzt, daß als Meßglied in einer Summenschaltung mehrerer Meßfühler mit verschiedenen
thermischen Zeitkonstanten verwendet werden. Diese Lösung des Problems bedeutet bei den großen
benötigten Zeitkonstanten einen außergewöhnlichen Vorteil gegenüber einer rein elektrischen Realisierung
der benötigten Regelcharakteristik in einer gesonderten Reglerschaltung. Mit sehr geringem technischen Aufwand
können hohe Reglerqualitäten durch die erfindungsgemäße Integrierung des Meßgliedes mit dem
Regelglied zu einer Baueinheit erzeugt werden.
Neben dem Proportional-Verhalten des Reglers (P-Verhalten mit Verzögerung 1. Ordnung), erzeugt
durch einen Meßfühler mit kleiner thermischer Zeitkonstante, können die weiteren Regelcharakteristiken
ausgebildet werden:
1. Proportional-Integralähnliches Regelverhalten (PI-Verhalten) wird durch Aufspalten des Meßfühlers
in 2 Meßfühler erreicht: Der erste Meßfühler mit kleiner thermischer Zeitkonstante (P-Anteil, der
zweite mit großer thermischer Zeitkonstante und großer Verstärkung,
2. Proportional-Differentialähnliches Regelverhalten (PD-Verhalten) wird durch Aufspalten des Meßfühlers
in 2 Meßfühler mit entgegengerichteten Wirkungen erreicht. Der erste Meßfühler mit
kleiner thermischer Zeitkonstante und der zweite Meßfühler mit entgegengesetztem Stellverhalten
mit einer größeren thermischen Zeitkonstante aber kleinerer Verstärkung als der des ersten Fühlers,
3. Proportional-Integral-Differentialähnliches Regelverhalten (PID-Verhalten) wird durch Aufspaltung
15
25
40
45
50 des Meßfühlers in 3 Meßfühler als Kombination
von 1 und 2 erreicht. Der erste Fühler mit kleiner Zeitkonstante, der zweite Fühler mit großer
thermischer Zeitkonstante und großer Verstärkung und der dritte Fühler mit entgegengesetztem
Stellverhalten und einer thermischen Zeitkonstante, die zwischen der des ersten und zweiten Fühlers
liegt.
Wie leicht zu erkennen ist, gehen mit der Erfindung beträchtliche Vorteile einher. Der Regler läßt sich
kostengünstig herstellen, da er noch elektronische Bauelemente beinhaltet.
Wegen des Fehlens von mechanischen Bauteilen kann mit einer hohen Lebensdauer gerechnet werden.
Als wesentlicher Vorteil kann die Tatsache gelten, daß die Raumtemperatur bis auf wenige Bruchteile von
Grad konstant gehalten werden kann.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die unangenehme »Zugluft« durch stetiges Stören der sich ausbildenden
labilen Temperaturverteilung verhindert wird.
Wegen der Drehzahlverminderung des Lüfters wird der Lüftergeräuschpegel herabgesetzt. Bei der Bewertung
dieses Vorzuges muß zusätzlich noch berücksichtigt werden, daß der Geräuschpegel weitgehend
konstant gehalten wird und dadurch von Personen als monotones Hintergrundgeräusch kaum noch wahrgenommen
wird.
Die Staubaufwirbelung wird wegen der kleineren Luftgeschwindigkeiten verringert.
Als vorteilhaft hat sich gezeigt, daß bei Ausnutzung des gesamten Regelbereiches bei der Raumheizung weit
niedrigere Konvektorfiächentemperaturen ausreichen, um den Sollwert einzuhalten gegenüber unstetigen
Reglern mit »Thermischer Rückführung«. Bei Speicherheizungen bedeutet dies z. B. eine bessere Ausnutzung
der Speicherkapazität.
Der neu entwickelte stetige Regler kann anstelle des heute üblichen Zwei- oder Dreipunktreglers mit oder
ohne thermische Rückführung ohne Installationsänderung eingesetzt werden.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei stellt
F i g. 1 ein Blockschaltbild und
F i g. 2 einen vereinfachten Schaltplan der Regelung
dar.
Die Baugruppe des Halbleiterschalters S für die Lüftermotoren ist hier nur ein Triac, dessen Ansteuerstrom
von einem als Schalter arbeitenden Transistor Tl geliefert wird. Die Steuerspannung für diesen Schalttransistor
wird am Kollektorwiderstand des astabilen Multivibrators K abgegriffen. Die Multivibratorgrundschaltung
mit den Transistoren Tl und Γ3 wird insoweit abgewandelt, als die üblicherweise benutzten
zwei Basisstromableitwiderstände durch jeweils einen Ast eines Differenzverstärkers mit den Transistoren Γ 4
und 75 ersetzt werden. Die beiden Eingänge des Differenzverstärkers werden in den Nullzweig der
Widerstandsbrücke B geschaltet. Die Widerstandsbrükke wird aus den temperaturabhängigen Widerständen
(Thermistoren) Fl, F2 und F3 und dem Tandempotentiometer
Ri und R 2 als Sollwertsteller gebildet. Die Thermistoren werden so mit zusätzlichen Wärmekapazitäten
und wärmedämmenden Isolierungen umgeben, daß die benötigte Regelcharakteristik sich ergibt. Die
Stromversorgung der Reglerschaltung erfolgt aus der Netzspannung in der Baugruppe G durch Vorwiderstand,
Gleichrichterdiode, Zenerdiodenstabilisierung und Glättungskondensator.
Hierzu 1 Bhitt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum Regeln der Temperatur von Innenräumen unter Verwendung von Lüftern, deren
Drehzahl in Abhängigkeit von einem Temperaturfühler durch Ein- und Ausschalten gesteuert wird,
wobei die Luft an Kühl- bzw. Heizflächen vorbeiströmt, dadurch geke in η zeichnet, daß das
Ein- und Ausschalten des Lüftermotors periodisch erfolgt, wobei sich Anlauf und Auslauf in schneller
Folge aneinanderreihen und die Umschaltung jeweils vor Erreichen des Endzustandes erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausschaltzeit von einer
astabilen Kippstufe gesteuert wird, deren Taktverhältnis von einem Meßfühler und Sollwertsteller
beeinflußt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Folgefrequenz /sw,
der Einschalt-Ausschalt-Impulse gemäß der Beziehung
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732320531 DE2320531B2 (de) | 1973-04-21 | 1973-04-21 | Verfahren und vorrichtung zum regeln der temperatur von innenraeumen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732320531 DE2320531B2 (de) | 1973-04-21 | 1973-04-21 | Verfahren und vorrichtung zum regeln der temperatur von innenraeumen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2320531A1 DE2320531A1 (de) | 1974-11-07 |
DE2320531B2 true DE2320531B2 (de) | 1977-08-04 |
Family
ID=5878975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732320531 Ceased DE2320531B2 (de) | 1973-04-21 | 1973-04-21 | Verfahren und vorrichtung zum regeln der temperatur von innenraeumen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2320531B2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2849275A1 (de) * | 1978-11-14 | 1980-06-04 | Bosch Gmbh Robert | Regeleinrichtung zum klimatisieren des innenraums von fahrzeugen, insbesondere kraftfahrzeugen |
DE3612140A1 (de) * | 1986-04-10 | 1987-10-15 | Hella Kg Hueck & Co | Verfahren zum belueften eines raums |
DE3611987A1 (de) * | 1986-04-09 | 1987-10-15 | Hella Kg Hueck & Co | Verfahren zur steuerung der temperatur eines raumes |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2531015C2 (de) * | 1975-07-11 | 1991-11-14 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Einrichtung zur Regulierung der Beheizung eines Kraftfahrzeuges |
DE2635901C2 (de) * | 1976-08-10 | 1983-06-01 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Einrichtung zum Regeln der Temperatur eines Raumes |
DE3546891C2 (de) * | 1985-10-21 | 2000-06-08 | Papst Licensing Gmbh & Co Kg | Treiberschaltung zum Betrieb eines kollektorlosen Gleichstrommotors in einem Lüfter oder zum Antrieb eines Lüfters |
DE102007040594A1 (de) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Brahms, Martin, Dipl.-Ing. | Verfahren zur Temperierung eines Multifunktionsgehäuses |
-
1973
- 1973-04-21 DE DE19732320531 patent/DE2320531B2/de not_active Ceased
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2849275A1 (de) * | 1978-11-14 | 1980-06-04 | Bosch Gmbh Robert | Regeleinrichtung zum klimatisieren des innenraums von fahrzeugen, insbesondere kraftfahrzeugen |
DE3611987A1 (de) * | 1986-04-09 | 1987-10-15 | Hella Kg Hueck & Co | Verfahren zur steuerung der temperatur eines raumes |
DE3612140A1 (de) * | 1986-04-10 | 1987-10-15 | Hella Kg Hueck & Co | Verfahren zum belueften eines raums |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2320531A1 (de) | 1974-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69825085T2 (de) | Mit einem gebläse betriebenes endgerät mit vorgegebenem gebläsedurchfluss für eine heizungs-, lüftungs- und klimaanlage | |
DE2307255A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur periodischen erhitzung von feuchtigkeitshaltigem gut | |
DE2739795A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur energiesparenden raumtemperaturregelung | |
DE2334508B2 (de) | Regeleinrichtung für eine Klimatisierungsanlage | |
DE1956856A1 (de) | Temperatur-Regelanordnung | |
DE2635901A1 (de) | Einrichtung zum regeln der temperatur eines raumes | |
EP0729086B1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Regelung eines Niedertemperatur Heizsystems | |
DE2320531B2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum regeln der temperatur von innenraeumen | |
DE2262039B2 (de) | Vorrichtung zur automatischen Steuerung des Abtauens des Verdampfers eines Kühlgerätes | |
DE3425445C2 (de) | ||
EP0752065B1 (de) | Verfahren zur steuerung der betriebsspannung eines lüfters in elektrischen geräten | |
DE4006186C2 (de) | Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer von einem drehzahlgeregelten Elektromotor angetriebenen Pumpe | |
DE2014444A1 (de) | Regelschaltung für eine flexible Heizvorrichtung | |
DE2817225C2 (de) | Regelschaltung für ein elektrisches Heizgerät | |
DE2331022C3 (de) | Elektronischer Thermostat | |
DE2046122A1 (de) | Anordnung zur Raumtemperaturregelung von mit Speicherofen beheizten Räumen | |
EP0703416A1 (de) | Zentralheizungsanlage | |
DE2323141A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum regeln der temperatur mittels eines stromes untertemperierter luft | |
DE1957702A1 (de) | Temperaturregelschaltung | |
DE3150838C2 (de) | Raumgerät mit einem Raumtemperaturfühler für einen Regler zur Regelung der Temperatur in einem Gebäude | |
DE2334156A1 (de) | Speicherofen mit ventilator | |
DE2064720C3 (de) | Anordnung zur temperaturabhängigen Steuerung der Ein- und Ausschaltdauer von Klimaanlagen, insbes. zur Verwendung bei Stallbelüftungen | |
DE1673575A1 (de) | Einrichtung zum Regeln einer Energiegesamtleistung,abhaengig von einem Zustandsfuehler,unter Verwendung mindestens zweier steuerbarer Energiequellen | |
DE2443783C3 (de) | Steuersystem für eine Klimaanlage | |
DE2331022A1 (de) | Elektronischer thermostat |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BHV | Refusal |