DE2812902A1

DE2812902A1 - Tagesprogrammschaltwerk

Info

Publication number: DE2812902A1
Application number: DE19782812902
Authority: DE
Inventors: Roger Ghelfi; Didier Grandpierre
Original assignee: Radiotechnique Compelec RTC SA
Current assignee: Radiotechnique Compelec RTC SA
Priority date: 1977-03-25
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1978-09-28
Also published as: BE864991A; FR2385135B1; CH621677B; CH621677GA3; IT1093545B; FR2385135A1; BE864981A; IT7821582A0; BE864891A

Description

R.T.C. La Padiotechnique-Compelec, Pue Carnot 51, F - 92154 Suresnes (Frankreich)

" Tagesprogrammschaltwerk "

Priorität: 25. März 1977, No 77 Ο9ΟΟ8, Frankreich

Die Erfindung betrifft ein Tagesprogrammschaltwerk, insbesondere zur Energieeinsparung durch Regelung der Heizung, die aus einem elektrischen mit einem elektronischen Thermostat verbundenen Konvektor besteht, welches Programmschaltwerk unter anderem eine Mehrzahl von elektronischen, in Reihe geschalteten Impulsbinärzählern umfaßt.

Für die Installation von elektrischen Heizungen von der Art der sogenannten "Integrierten" Heizung wurden elektronische Thermostate mit Integrierten Schaltungen entwickelt, die sehr präzise arbeiten, sehr zuverlässig sind und gleichzeitig wenig Platz beanspruchen und relativ billig sind. Integrierte Schaltungen zur Herstellung derartiger Thermostate werden von der Anmelderin unter den Bezeichnungen TCA 2?0 A, TDA 1023 und TDA 1024 vertrieben.

Ein solcher Thermostat wird an jedem Konvektor installiert, der unabhängig von den anderen Konvektoren die Temperatur desjenigen Raumes regelt, in dem er angeordnet ist. Seine große Empfindlichkeit ermöglicht es, "GratIs"-Wärmemengen, die beispielsweise durcl Sonneneinstrahlung gewonnen werden oder beispielsweise durch

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j die Nähe eines anderen beheizten Raumes gewonnen werden, zu ' berücksichtigen, wodurch der Energieverbrauch auf das strikt ' Notwendige eingeschränkt wird.

' Gleichwohl kann eine zusätzliche Energieeinsparung dadurch ge- : wonnen werden, daß den Heizbedingungen im Laufe von 2k Stunden

■ Rechnung getragen wird. Es ist offensichtlich, daP» die Temperatur der Wohnung während der Abwesenheit oder während der Schlafzeit der Bewohner ohne Komfortverlust für diese gesenkt werden kann.

Ein solches Absenken der Temperatur kann prinzipiell in einfacher Weise dadurch erzielt werden, daß der Benutzer manuell den : Temperaturbezugspunkt des Thermostates eines jeden Konvektors ; verändert. Es ist jedoch bekannt, daß dies praktisch nicht reali '· sierbar ist, und daß aus diesem Grunde die Notwendigkeit für ein : automatisches Programmsystem besteht.

Aus der französischen Patentschrift Mr. 2 99*1 325 ist eine Heizeinrichtung bekannt, bei der jeder Konvektor individuell hinsich' ' lieh seiner Temperatur geregelt werden kann und nach Belieben zur Heizungsregelung vorprogrammiert werden kann.

: Dieses bekannte System arbeitet mit elektromechanischen und elek tromagnetischen Einrichtungen wie Synchronuhrenrelais usw.,

j deren Nachteile bekannt sind: Betriebslärm, Verwendung von Kontakten usw. Darüber hinaus wird die Programmierung von einem

; zentralen Schaltpult ausgeführt, wodurch die Verlegung von zahlreichen Kabeln notwendig ist, um die Steuerung eines jeden einzelnen Konvektors vorzunehmen.

[ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Programm

j schaltwerk zu entwickeln, das an dem elektronischen Thermostat

i eines jeden einzelnen Konvektors angeordnet werden kann. Das

■ Programmschaltwerk gemäß der Erfindung soll unter Ausschluß

■ jedes elektromechanischen oder elektromagnetisch arbeitenden

! Teiles aus rein elektronischen Mitteln hergestellt sein.

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Die Lösunp dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben.

Vorteilhafterweise wird die stabilisierte Spannunp· durch den elektronischen Thermestat geliefert.

Die Zeitbasis für das Programmschaltwerk p-emäP der Erfindunc· wird entsprechend verschiedenen Ausführungsformen durch Zählunr entweder von Puarzimpulsen oder durch Zählung von Impulsen des Stromnetzes gewonnen. Die Matrixschaltung der Ausgänge des letzten Zählers liefert eine Spannungsrampe oder vielmehr eine Polge 1 von Spannunpsanstlegen, ausgehend von einem Wert Null bis zu ι einer bestimmten Spannung während einer Periode von 24 Stunden. ' Diese Spannungsrampe wird permanent mit den Referenzspannungen verglichen, die von dem vorgenannten Spannunpsteiler peliefert werden. Wenn die logischen Zustände eines Paares von Vergleichsschaltungen ähnlich sind, wird der normalen Referenzspannung des elektronischen Thermostates eine Korrekturspannunp überlapert.

Pur drei Ausführungsvarianten des Programmschaltwerks pemäft der Erfindung erfolgt die tägliche Zeiteinstellunp· automatisch dadurch, daß die Spannunpsrampe auf Null gestellt wird, wenn die Zählung exakt einer Zeitdifferenz von 24 Stunden entspricht. Diese drei Ausführungsformen sind mit einer internen Spannungsnuelle ausgerüstet, die automatisch in Punktion tritt, wenn die Netzspannung ausfällt, um einen Stillstand und folglich ein Nachgehen des Programmschaltwerkes bei Wiedereintreten der Netzspannung zu vermeiden.

Gemäß einer vierten Ausführungsform des Programmschaltwerkes nach der Erfindung erfolgt die tägliche Zeitsynchronisierung durch ein von außen kommendesPiloteignal, das in der Pegel dazu dient, die StroFiverbrauchszähler auf Tagstromtarif oder Nachtstromtarif umzuschalten. Diese Ausführungsform ist nicht mit einer Sicherheitsspannungsquelle ausgerüstet, da durch einen Stromausfall das Programmschaltwerk nicht außer Takt kommen kann, es sei denn, dieser würde 24 Stunden dauern.

Entsprechend den einschlägigen Erfahrunpen auf dem Gebiet -4-

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; der Heizunpstechnik ist der optimale Tapesprogrammablauf einer Heizung wie folpt ermittelt worden:

von 5 Uhr bis 9 Uhr: 2O⁰C

von 9 Uhr bis 17Uhr: 17°C

von IJUhr bis 23Uhr: 2n°C

von 23Uhr bis 5 Uhr: 17°C.

Mit Hilfe eines Umschalters kann der Benutzer eine Solltemperatur von 20° während des Tapes,beispielsweise an einem Wochenende, aufrecht erhalten. In einer anderen Position des Umschalters kanr Jegliche programmbedingte Temperaturänderunp unterdrückt werden, wenn eine konstante Tempe
bei Nacht pewünscht wird.

wenn eine konstante Temperatur von 20⁰C sowohl bei Tag als auch

Die Tatsache, daß ,leder Konvektor ein eipenes Proprammschaltwerk aufweist, ermöglicht eine individuelle Temperatursteuerung in Jedem einzelnen Raum.

Auf der■Grundlage der klimatischen Daten, beispielsweise für Prankreich, die durch eine Zeitschrift der Heiz-, Belüftunps-, und klimatechnischen Industrie (COSTIC) veröffentlicht wurden, kann die. Enerp.ieeinsparung infolpe der Verwendung des Gerätes für eine Heizperiode, die sich vom 1. Oktober bis zum 20. Mai erstreckt, Je nachdem das Programmschaltwerk ganz oder nur teilweise eingesetzt wird, wie folpt anp-egeben werden:

1.) Nordfrankreich:

maximale Einsparung: 16,3 % minimale Einsparung: 12,5 %

2.) Gebiet um Paris:

maximale Einsparung: l6,P % Mindesteinsparung: 13 %

3.) Südfrankreich:

maximale Einsparung: 25 % minimale Einsparung: 19 %.

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Für den Fall einer in der Oep-end um Paris pelepenen Wohnung von 80 m* mit einer Heizleistung von 7 kV/, ist der Verbrauch während der obengenannten Periode ungefähr 14000 kWh, sofern kein Programmschartwerk verwendet wird. Dies führt zu KQSten bei Zugrundelegung des mittleren Preises für die Kilowattstunde gemäf dem sogenannten "Doppeltarif" von ungefähr 2500 F. T.T. C.

Wenn das Programmschaltwerk in vollem Umfange eingesetzt wird, beträgt die Ersparnis ca. *J20 "R¹., für einen teilweisen Einsatz ungefähr 325 F.

Unter diesen Bedingungen kennen die Mehrkosten, die durch Ausrüstung eines Konvektors mit einem ProgrammschaItwerk entstehen, sich leicht während einer einzigen Heizperiode amortisieren.

Der vollkommen elektronische Aufbau des Programmsehaltwerks verleiht diesem eine sehr proPe ZuverlMssipkeit, sichert einen vollkommen geräuschlosen Betrieb, einen perinren Eipenenerriebedarf j und eine Lebensdauer, die schätzunpsweise mindestens so proß wie die Lebensdauer des zupeho'ripen Konvektors ist.

Die Erfindunp wird im folgenden anhand der in den Fipuren schematisch dargestellten Ausführunpsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 ein Schaltbild eines Proprammschaltwerks

pemSPi der Erfindung,_smit einem elektronischen Thermostat zusammenwirkend, das mit einer autonomen Zeitbasis versehen ist,

Figuren 2a den Verlauf der Spannunp während einer ^s Zeit von 2h Stunden an verschiedenen Punkten der Schaltung der Figur 1,

Figur 3 den Verlauf der Temperatur des durch den

Konvektor beheizten Raumes im Zusammenhang mit den Figuren 2a bis 2f,

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Fipur Fipur 5

Fipur 6

Fipuren 7a und 7b

ein Schaltbild einer ziieiten Ausführunpsform des Proprammschaltwerks pema'Pi der Erfindung, das pleichermaßen mit einer autonomen Zeitbasis ausgerüstet ist,

ein Schaltbild einer dritten Ausführunpsform des Profrrammschaltwerks pema\P> der Erfindunp, bei der das Stromnetz die Zeitbasis liefert,

ein Schaltbild einer vierten Ausführunpsform des Proprammschaltwerks nach der Erfindunp, bei der das Stromnetz die Zeitbasis liefert und bei der eine u.U. erforderliche Zeitkorrektur durch ein Pilotsipnal vorpenommen wird,

Spannunpssipnale, die die Zeitkorrekturen bei einem Schaltbild entsprechend der Fipur 6 durchführen.

In Fipur 1 ist zu erkennen, daß ein Anschluß eines Heizunpskonvektors 1 an das Stromnetz 2 anpeschlossen ist. Der andere Anschluß ist über einen Triac 4 mit der zweiten Klemme des Stromnetzes verbunden. Ein Leiter 5, der an die Klemme 3 anpeschlossen ist, stellt das nepative Bezupspotential der Schaltunp dar.

Die Klemme 2 des Stromnetzes ist ebenfalls über einen Widerstand 6 und einen in Serie peschalteten Kondensator 7 an die Klemme 7 eines elektronischen Thermostates P anpeschlossen, wie er von der Anmelderin unter der Bezeichnunp TDA 1024 vertrieben wird« Über einen Widerstand 9 ist die Klemme 2 des Stromnetzes an den Synchronisationseinpanp 6 des Thermostates P anpeschlossen.

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Der Auspanp "1" der nep-ativen Oleichspannunp ist mit dem Femeinsamen Leiter 5 verbunden, während der positive Auspanpsanschluß
"P" an einem Leiter IO mit positivem Potential liept. ι

Zwischen die Leiter 5 und 10 ist eine erste Brücke peschaltet,
die aus einem Widerstand 11 und einem thermowiderstand 12 be- j steht, deren Verbindunpspunkt mit der Einpanecsklemme "5" für die
Bezupsspannunp des Thermo st at es B in Verhindunp· steht.

Desgleichen ist zwischen die Leiter 5 und 10 eine zweite Brücke

mit einem einstellbaren Widerstand 13 und zwei Festwiderständen ! 14 und 15 peschaltet, deren Verbindunpspunkt mit dem Einpanpsan-j schlug "4" für die Refererzspannunp des Thermostates P in Verbin-! dunp steht. Schließlich ist ein Elektrolytkondensator 16 zwischen* die Leiter 5 und 10 peschaltet. j

Der Steueranschluß des Triac 4 ist über einen Widerstand 17 an j die Auspanpsklemme "2" des Thermostates _P_ peschaltet. >

Der nepative Anschluß "12" und der positive Anschluß "3" einer | Analopverpleichschaltunp 1_P_ mit vier Teileinheiten.sind jeweils j an die Leiter 5 und 10 anpeschlossen. Der positive Anschluß "5" ! und nepative Anschluß "6" von zwei Teileinheiten des Analopverpleichers 1_P_ sind an eine erste Spannunpsteilerbrücke anpeschlos-i sen, die drei Widerstände 19, 20 und 21 aufweist, die zwischen

den Leitern 5 und 10 anpeordnet sind. !

Der positive Anschluß "9" und der nepative Anschluß "10" von zwei weiteren Teileinheiten des Analopverpleichers lP_ sind an eine
zweite Spannunpsteilerbrücke anpeschlossen, die drei Widerstände
22, 23 und 2k aufweist, die zwischen die Leiter 5 und 10 peschaltet sind.

Die Auspänpe "1" und "2" der ersten beiden Teileinheiten und die
Auspänpe "13" und "1*1" der zweiten Teileinheiten sind mit dem
Leiter 10 jeweils über zwei Widerstände 25 und 26 und mit den
Anoden zweier Dioden 27 una 2P verbunden. Die Kathoden dieser
Dioden stehen über einen einstellbaren Widerstand 29 mit dem -P-

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j EinpangsanschlaP- "4" für die Referenzspannung des Thermostates '' P_ in Verbindung.

• Der bewegliche Anschluß eines einpoligen Umschalters 30 mit drei

: Schaltstellungen ist mit dem Leiter 5 verbunden. Der feststehende, \ in der Zeichnung links eingezeichnete Kontakt steht mit den Ein-. gangen "¹I", "7", "P" und "11" des Vergleiches lP_ in Verbindung, '. während der in der Figur rechts eingezeichnete feste Anschluß des Umschalters 30 freigelassen ist.

Der Negativpol einer ersten Batterie 31 ist mit dem Leiter 5 ver-. bunden, während der positive Pol an der Anode einer Diode 32

• liegt, deren Kathode an einen zweiten Leiter 33 mit positivem Potential darstellt. Dieser Leiter ist mit der Kathode einer weiteren Diode 34 verbunden, deren Anode an den Leiter 10 angeschlossen ist. Des weiteren ist ein Elektrolytkondensator 35 zwischen die Leiter 5 und 33 geschaltet. Der positive Speiseanschluß "4" und der negative Speiseanschluß "B" eines Zeitbasisgenerators _3_6, wie er von der Anmelderin mit der Bezeichnung SAA 111¹I vertrieben wird, sind jeweils an den positiven Pol einer zweiten Batterie 37 und (der zweite) an den Leiter 5 anpeschlossen, der gleichermaßen mit dem negativen Pol der Batterie 37 in Verbindung steht.

An die Eingangsanschlüsse "1" und "2" der Schaltung _3_6 ist ein ■ Ouarzoszillator J3J8 mit der Frequenz 4,1943O¹I MHz angeschlossen.

Der Ausgangsanschluß "3" der Schaltung 36_ ist an die Eingangsklemme "(Jp" eines ersten zwölfstufigen Binärzählers ^3_£ angekoppelt, wie er von der Anmelderin mit der Bezeichnung HEF ¹IO¹IOP ^vertrieben wird. Der Stellenwertausgang "R" des Zählers ist an den Eingang "Cf" eines zweiten siebenstufigen Binärzählers £0 angeschlossen, wie er von der Anmelderin mit der Bezeichnung HEF'402¹IP vertrieben wird.

Der Eingang "CP" des Zählers 39 sowie die Binärstellenwertausgän ;■ ge "0", "2", "4", "6" und "B" sind an die Eingänge eines Binär- ; vergleichers £l angeschlossen, dessen Ausgang mit dem -9-

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Nullstelleingang "MR" des Zählers 39. in Verbindung steht.

An die Stellenwertausfränge "0", "1", "2", "3", "¹I", "5" und "6" des Zählers 40 sind sieben Widerstände 42, 43, 44, 45, 46, 47 und 4P angeschlossen, deren jeweils zweite Anschlüsse mit den verbundenen Eingängen "4", "7", "P" und "11" des Vergleichers IB. in Verbindung stehen. Ein achter Widerstand 49 ist zwischen die zusammengefaßten genannten Eingänge und den Leiter 5 geschaltet.

Zwei Druckschalter 50 und 51 mit Arbeitskontakt, die mechanisch gekoppelt sind, sind zwischen den Leiter 33 und die Eingänge "MF?" der Zähler 39. und j40 geschaltet. Die letzteren werden ebenso wie der Vergleicher 4_1_ durch die Leiter 5 und 33 gespeist.

Abgesehen von dem Programmschaltwerk ist die Funktion des elektro nischen Thermostates B_- wohIJdekannt.

Die variable Steuerspannung, deren Änderung aus der Änderung des Thermowiderstandes 12 in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur resultiert, wird mit einer festen Referenzspannung verglichen. Wenn die Steuerspannung, die an den Anschluß "5" gelangt, die Referenzspannung, die an dem Anschluß "4" angelegt ist, übertrifft, wird die Steuerelektrode des Triac 4 unter Spannung gesetzt und der Konvektor an das Stromnetz angeschlossen. Durch den daraus folgenden Temperaturanstieg wird der Widerstand des Thermo elementes 12 verringert. Wenn die Spannung an der Klemme "5" kleiner als die Referenzspannung wird, wird die Versorgung der Steuerelektrode des Triacs und folglich die Stromversorgung des Konvektors unterbrochen. Ein Nulldurchgangsdetektor, der auf die Netzspannung durch den Anschluß "6" synchronisiert ist, ermöglich das Umschalten des Triacs nur bei einem Nulldurchgang der Netzspannung, wodurch die Erzeugung von Punkstörungen vermieden wird.

Das Programmschaltwerk gemäß Figur 1 entsprechend der Erfindung, arbeitet wie folgt:

Der Zeitbasisgenerator 36_, der durch den Quarz 3jR gesteuert wird, liefert einen Impuls pro Sekunde an den Eingang "ÜP" des Zählers J59 , der alle 675 Sekunden durch den Binärvergleicher 4l auf -10

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j Null gestellt wird

Die sieben Ausgänge des Zählers _4£ sind durch Widerstände 42 bis 4P geschaltet, deren Vierte so bestimmt sind, daß eine linear ansteigende Spannung VR oder eine sogenannte Spannungsrampe

(Figur 2a) während einer Zeit von exakt 24 Stunden erhalten wird. ' In Wirklichkeit führt die Widerstandbeschaltung der Ausgänge

'■■ nicht zu einer kontinuierlichen Rampe,wie dies in Figur 2a gezeigt ist, sondern zu einer Folge von Spannungsstufen, die sich ; im Abstand von 11 Minuten und 15 Sekunden folgen.

Die Spannungsrampe VR, die durch die Widerst andsbeschaltuner der : Ausgänge des Zählers 40 erzielt wird, gelangt an die angekoppel- : ten Eingänge unterschiedlicher Polarität von je zwei Analogver- ! gleichereinheiten _l£, während die anderen Eingänge der Analogvergleichereinheiten mit vier Konstant spannungen VC., VC₂, VC-, und VCw (Figur 2a) beaufschlagt werden.

Wenn die Spannung der Rampe VR kleiner als die Spannung VC. ist, befindet sich der Ausgang "13" des Vergleichers _l8^ im logischen Zustand "0" und der Ausgang "i4" im logischen Zustand "1" (Figur 2b und 2c). Wenn die Pampe den Wert VC. erreicht,geht der Ausgang "13" gleichermaßen in den Zustand "1", wodurch die Diode , 28 (Figur 2f) leitend wird und eine Spannung an die Klemme "4" : des Thermostates jP über den einstellbaren Widerstand 29 angelegt ' wird.

Wenn die Spannung der Rampe VR den Wert VC₂ erhält, fällt der Ausgang "14" in den Zustand "0" (Fip-ur 2e), die Diode 2P sperrt (Figur 2f) und die an die Klemme "4" des Thermostates P_ angelegte Spannung fällt auf ihren ursprünglichen Wert zurück.

Während dieser Zeit, während der die Ausgänge "1" und "2" des Vergleichers _18_ sich in den logischen Komplementärzuständen befinden (Figuren 2d und 2e)_s ist die Diode 27 gesperrt»

Beim Rampenniveau VC, geht der Ausgang "1" in den Zustand "1" über (Figur 2d), wodurch die Diode 27 (Figur 2f) leitend -11-

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Die Schaltung gemäß Figur ^! enthalt einen Generator _5_2. Dieser schaltet gesteuert durch einen Puarz _5J5 drei in Reihe peschaltete Zähler, von denen zwei, nämlich die Zähler 5^ und 55_,zwölf Stufen und einer, nämlich der Zähler 5|_6, vierzehn Stufen aufweist. Die Frequenz des Puarzes ist bei 3,lPl45P MHz so gewählt, daß exakt nach Ablauf von 2k Stunden die Spannunp-sramDe auf den Wert Null zurückfällt.

Diese zweite Ausführungsform ist vorzuziehen, xirenn ein Analogvergleicher H gemäß Figur 1 eingespart werden soll.

Ebenso wie in Figur 1 ist das Programmschaltwerk der Figur k mit einer Sicherheitsbatterie ausgerüstet, die automatisch im Falle eines Stromausfalls den Betrieb fortsetzt.

In Figur 5 ist eine dritte Ausführungsform des Programmschaltwerks gemäß der Erfindung dargestellt. Bei dieser ist ein "NAND"-Glied 57, kombiniert mit einer Schmitt-Kinpschaltung, vorgesehen, von der Art eines integrierten Schaltkreises, wie sie von der Anmelderin unter der Bezeichnung HEF 4θ93Ρ vertrieben werden.

Ein Eingang des NAND-Gliedes ist mit der Klemme "7" des Thermost at es _8^ verbunden, während der Ausgang an die Eingangsklemme "ÜF" eines ersten programmierbaren Freauenzteilers 5Jl angeschlossen ist,(Vertriebszeichen HEF 4oiPP). Die Ausgänge "1" und "2" des Freauenzteilers 5$_ sind an den Eingang "D" durch ein ODER-Glied J59, zurückgekoppelt, während der Ausgang "4" mit dem Eingang "CP" eines zweiten programmierbaren Frequenzteilers _6O von der gleichen Art verbunden ist. Der Eingang "D" und der Ausgang "1|" des letzteren sind mit dem Eingang "ÜP" des zwölf stuf igen Zählers 39. verbunden.

Der zweite Eingang, der Torschaltung 5Ί_ ist mit dem Ausgang über einen Widerstand 6l verbunden, wobei ein Kondensator 62 zwischen den zweiten Eingang und den Leiter 5 presehaltet ist.

Die Torschaltungen _5_7 und J59_ und die Teiler 5ft und 60 werden -1

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wird, bis zum Rampenniveau VC^, wo der Ausgang "2" in den logischen Zustand "O" (Figur 2e) überp-eht. In diesem Foment sperrt die Diode 27 erneut, wodurch die Regelspannung des Thermostates _8 auf den ursprünglichen Wert zurückgeführt wird.

In den Momenten, in denen die eine oder die andere der Dioden 27 oder 2P leitend ist, wird durch die an der Klemme "V' anp-elegte Spannung der Sollwert des Thermostates P_ gesenkt, der beispielsweise von 20⁰C auf 17°C übergeht, wodurch entsprechend die Temperatur des zu beheizenden Raumes geändert wird (Fipur 3).

Wenn der Umschalter 30 in seine mittlere Stellung gebracht wird, ist die Programmierung zwischen den Spannungswerten VC. und VC^ wirkungslos, was in den Figuren 2b, 2c, 2f und 3 durch die gestrichelt eingezeichneten Kurven angedeutet ist.

Befindet sich der Umschalter in seiner linken Stellung, fällt die Spannung der Rampe VR auf Null und das Programms ehaltwerk ist vollständig außer Betrieb.

Der Widerstand 49 hat zur Aufgabe, zu verhindern, daß die Spannung der Rampe VP einen Wert erreicht, der zu nahe beim Wert der I Versorgungsspannung des Vergleichers 1?_ liegt, wodurch das ord- : nungsgemäße Arbeiten des letzteren bei Spannungen in der Gegend ] der Vergleichsspannung VCj, beeinträchtigt würde. j

Bei einem Stromausfall wird der Betrieb des Programmschaltwerks « nicht unterbrochen. Der Quarzzeitbasisgenerator wird durch eine Batterie 37 von langer Lebensdauer gespeist und eine Sicherheitsbatterie 31 speist die Zähler 39_ und £0 und den Binärzähler _4l_. Diese Batterie wird infolge der Gegenwart der selbstschaltenden Dioden 32 und 3^ automatisch zugeschaltet, wenn die durch den Thermostat _8_ gelieferte Versorgungsspannung verschwindet.

Die mechanisch gekoppelten Druckschalter 50 und 51 sind für die Zeiteinstellung des Programmschaltwerkes bei der Inbetriebnahme der Heizung vorgesehen.

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ebenso wie die Zähler J39» i!£ ^{und der} Bin£rzr"hler _4l_ über die Leiter 5 und 33 gespeist.

! Die Zeitbasis dieser zweiten Ausführunpsforra wird durch die Schwingungen der Netzspannung erhalten. Diese erfahren durch die Torschaltung 5J_ eine Impulsformung und werden zunächst durch fünf und sodann durch zehn dividiert. Hierdurch wird am Eingang "UP" des Zählers 3>9_ eine Frequenz von 1 Hz erreicht, was den Bedingungen des Schaltschemas der Figur 1 entspricht.

Beim Ausfallen der Netzspannung arbeitet die torschaltung 57 als Oszillator mit einer Frequenz;, die möglichst nahe bei 50 Hz liegt. Dies wird durch entsprechende Wahl der Werte für den Widerstand 61 und den Kondensator 62 erzielt.

In Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform des Proprrammsehaltwerks gemäß der Erfindung dargestellt. Der Anschluß 63 für das Pilotsignal ist über einen Widerstand 64 mit der Kathode einer Gleichrichterdiode 65 verbunden, deren Anode an die Anode einer Zenerdiode 66 angeschlossen ist, deren Kathode wiederum mit dem Leiter 5, der auf negativem Potential liegt, verbunden ist.

Die Anode der Diode 65 ist gleichermaßen mit einem Anschluß eines Widerstandes 67 verbunden, dessen anderer Anschluß mit einem Kondensator 68 in Verbindung steht. Ein Elektrolytkondensator 69 mit einem Shunt-Widerstand 70 ist zwischen den Anschluß des Kondensators 68 und den Leiter 5 geschaltet.

Der andere Anschluß des Kondensators 70 ist über einen Widerstand 71 mit dem Leiter 5 verbunden und gleichzeitig an die Nullstelleingänge "MR" der beiden zwölfstufigen Binärzähler 7_2_ und 7_3>, die in Reihe geschaltet sind, angeschlossen. Der Eingang "CP" des Zählers 7J? ist durch eine Impulsformerschaltung J_4_ an den Speiseanschluß "7" des Thermostates _P angekoppelt.

Die sieben Bewertungswiderstände 42 bis 48 sind an die Ausgänge für die Binärstellen "3" bis "9" des Zählers 7_3 angeschlossen. Ein achter Widerstand 75 ist an den Binärstellenausgang -14-

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"10" geschaltet.

Die Zähler _7_2_, _J_3 und der Impulsformer Vj_ werden direkt durch die durch den Thermostat P_ zwischen den Leitern 5 und 10 gelieferte Gleichspannung gespeist.

Diese vierte Ausführungsform arbeitet mit direkter Zählung der Schwingungen der Netzspannung, welche Zählung durch die beiden in Reihe geschalteten Zähler 7_2 und Tb_ durchgeführt wird. Die Zeitkorrektur wird Jedoch durch ein äußeres Signal, das an der Klemme $3 abgenommen und aus der Pilotsifnalleitung der elektrischen Leitung abgezweigt wird, durchgeführt.

Dieses Pilotsignal dient zur Umschaltung der Stromverbrauchszähler für Zweifachtarifabnehmer. Während einer Periode von 2k Stunden befindet sich der Anschluß 63 in Bezug auf den Nulleiter

auf
der Netzspannung (Klemme 3) /"einer Spannung Mull in der Zeit von 6 Uhr bis 22 Uhr und auf einer Spannung von 220 Volt von 22 Uhr I bis 6 Uhr.

Diese Spannung, gleichgerichtet durch die Diode 65 und stabil!- i siert durch die Zenerdiode 66, liefert an den Klemmen der letzteren eine negative Gleichspannung, die um 22 Uhr erscheint und um 6 Uhr (Figur 7a) verschwindet. Beim Verschwinden der Spannung ι wird an dem in der Figur rechts gezeichneten Anschluß des Kondensators 6P (Figur 7b) ein positiver Spannungsimpuls erhalten, durch den die Zähler 72. und Yb_ auf Null gestellt werden.

In Figur 7b ist die Grfiße des Impulses stark übertrieben dargestellt, da ein Zeitintervall von 24 Stunden aufgezeichnet ist.

Bei dieser Ausführungsform sind die Bewertungswiderstände so gewählt, daß die Spannungsrampe automatisch nach 23 Stunden und 33 Minutenjd.hi^eine halbe Stunde vor Auftreten des äußeren NullsteH· impulses, auf Null fällt. Für die betrachtete Programmierung bereitet dies keine Komplikationen, da die Rampe ausgehend von Null anwächst und nach 27 Minuten erneut auf Null zurückfällt. Während dieser Zeit verbleibt die Spannungsamplitude unterhalb ₁ (-

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der Spannung VC₁, wodurch das Schaltprogramm nicht beeinflußt j wird.

j Wenn es p-ewünscht wäre, eine Programmänderung während dieser 27

j Minuten vorzunehmen, genügt es, einen achten Bewertungsxvider-

J stand 75 an den Stellenausgang "10" des Zählers Γ3 zu schalten.

j Dadurch befindet sich die Snannungsrampe beim Eintreffen des

! äußeren Nullstellimpulses im Wachstumsbereich.

Entgegen den drei anderen Ausführungsvarianten enthält die letzte+ re keine Sicherheitsbatterie für den Fall eines Netzspannungsaus-« falls. Infolge der täglichen Nullstellung durch ein Pilotsignal wird der Programmablauf durch ein Ausfallen der Netzspannung nur wahrend eines Zeitraumes von höchstens 24 Stunden beeinflußt.:

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Claims

OHi^LR PSItTSCH
m"ö NCHEN 21
G0TTHA2DSTP.B«

23.Färz 197P R.Φ.C. La Padiotechnique-Compelec 10.235-V/Mi

Patentansprüche:

Tagesprogramms ehalt werk, Insbesondere zur Enerpieeinsparunp durch Regelung der Heizunp, die aus einem elektrischen,, mit einem elektronischen Thermostat ausgerüsteten Konvektor besteht, welches Prop-rammschaltwerk unter anderem eine Mehrzahl von elektronischen in Reihe p-eschalteten Impulsbiniirzählern umfaßt, dadurch pekennzeichnet ₃ daß die Ausrn'np-e für die
verschiedenen Biniirstellen des letzten Zahlers (40, 56_S 73) durch ein Widerstandsnetzwerk (42 bis 4P) beschaltet sind_s
daß der diesen Widerständen gemeinsame Punkt mit den ersten Einpc⁵npen einer geraden Anzahl von .Analopverp-leichern verbunden ist, daß die zweiten EinpHnpe der Analopverpleicher an
einen Punkt einer Widerstandskette (19 bis 24) anp-eschlossen sind, die zwischen die Klemmen einer stabilisierten Spannunpsquelle geschaltet ist, und daß die Ausp-änpe der Analopverpcleicher, paarweise miteinander verbunden, einerseits über einen Vliderstand (25, 26) an eine Klemme der stabilisierten Spannunpsquelle und andererseits an eine Klemme des Referenzspannunpseinpanps des elektronischen Thermostats (8) anpeschlossen sind.

2. Proprammschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch pekennzeichnet, daß die stabilisierte Spannung durch den elektronischen Thermostat (P) peliefert wird.

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3. Proerrammschaltwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch p-e- j kennzeichnet, daß es einen nuarzpesteuerten Zeitbasispenera- !

tor (3P, 3?)enthält, der Impulse mit einer Wiederholfreauenz ί von 1 Hz an den Eingang eines ersten Zählers (39) liefert, ;

i an den ein Binärverecleicher (²Il) angeschlossen ist. ·

²J. Programmschaltwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch pe- ; kennzeichnet, daß es einen quarzeesteuerten Zeitbasispenerator (53) enthält, der Impulse mit einer Wiederholfreauenz von. 3,1Ρ145Ρ MHz an den Einpanpr einer Zählkette (5¹*, 55, 56) ; liefert.

5. Programmschaltwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine aus einem NAND-Crlied und einer

Schmitt-Kippschaltung bestehende Schaltung (57) enthält,

unter deren Eingängen einer an das Stromnetz angeschlossen
ist und deren Ausgang über eine Kombination von Freauenzteilern (5?, 60) mit dem Teilverhältnis 50 an den Eingang eines
ersten Binärzählers (39) gelegt ist, dem ein Binärverpleicher
(4l) zugeordnet ist.

6. Programmschaltwerk nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine Batterie und zwei selbst-] umschaltende Dioden enthält, die die Spannungsversorgung des \ Zeitbasisgenerators und der Zählkette im Falle eines Stromausfalles sicherstellen.

7. Programmschaltwerk nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem NAND-Glied und der Schmitt-Kippschaltung bestehende Schaltung (57) bei Normalbetrieb
als Impulsformer für die Net zspannune-s impulse und bei Ausfall
der Netzspannung als Impulsgenerator zur Erzeugung von
Impulsen mit einer Wiederholfreauenz von 50 Hz arbeitet.

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Prop.rammschaltwerk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse für die Nullstellunp der Binärza'hler über einen Kondensator (6P) an eine Oleicbrichterschaltunp (65) für das Pilotsignal angeschlossen ist und daß der Einpanp.sanschluß des ersten Zahlers (72) über einen Impulsformer am Stromnetz anlieft.

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