DE2951219C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die z. B. aus der DE-OS 28 19 032 bekannt ist.

Diese Schaltungsanordnung ermöglicht es, eine Heizungs- oder Klimatisierungsanlage so zu steuern, daß sie im Laufe eines Tages einen bestimmten Temperaturzyklus durchläuft. Dieser kann für einen anderen Tag nur durch erneutes Eingeben anderer Zykluswerte geändert werden, denn es werden nur Zeitsignale für einen Tagesablauf, nicht aber auch Tagessignale erzeugt, durch die unterschiedliche Temperaturzyklen für verschiedene Tage wirksam geschaltet werden könnten.

Aus der DE-OS 26 11 467 ist es bekannt, bei einem Temperatursteuergerät für die Klimatisierung von Gebäuden nicht nur Tagesprogramme, sondern auch Wochenprogramme vorzusehen. Diese Wochenzyklen sehen ein automatisches Umschalten von einem thermostatisch geregelten in einen teilweise ungeregelten Betriebszustand vor, um z. B. an Wochenenden den Energiebedarf herabzusetzen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, in Abweichung von diesen vorbekannten unflexiblen Vorgaben eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der es möglich ist, mehrere verfügbare Temperaturzyklen wahlweise beliebigen Tagen einer Tagesfolge zu­ zuordnen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung erzeugt der Taktgenerator auch Tagessignale, die einer Tagesplanmatrix zugeführt werden, in der innerhalb einer Zuordnungstabelle jedem Tag einer Tagesfolge jeweils ein Tagesplan zugeordnet ist. Dieser muß dann nur abhängig vom Auftreten des jeweiligen Tagessignals abgerufen werden, so daß an diesem Tag ein entsprechender Temperaturzyklus durchlaufen wird. Dieser Temperaturzyklus kann ggf. auch noch einem anderen Tag der Tagesfolge zugeordnet sein, was von dem Inhalt der Zuordnungstabelle abhängt.

Bei einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist ein Oszillator vorgesehen, der ein elektronisches Bauelement enthält, dessen Eigenschaften sich abhängig von der Umgebungstemperatur ändern, so daß die Frequenz des Oszillators temperaturabhängig ist. Die Anordnung enthält ferner eine Schaltung, deren Ausgangssignal sich periodisch ändert und konstante Frequenz hat. Hierzu kann beispielsweise ein sehr stabiler Oszillator vorgesehen sein. Auch kann die elektrische Wechselstromversorgung zur Ableitung eines solchen Signals ausgenutzt werden.

Das frequenzkonstante Signal wird auf zwei Arten genutzt: Zunächst erzeugt es ein Zeitbezugssignal, das wiederum die Ableitung eines temperaturabhängigen Signals aus dem Ausgangssignal des temperaturabhängig arbeitenden Oszillators ermöglicht. Ferner dient es als Eingangssignal für mehrere digitale Teilerschaltungen, die Zeitsignale erzeugen. Die Zeitsignale können ein Jahressignal, ein Monatssignal, ein Tagessignal, ein Stundensignal, ein Minutensignal und ein Sekundensignal sein. Diese Zeitsignale dienen zur Abfrage eines digitalen, programmierbaren Speichers, der ein Zeit-Temperaturmuster speichert. Es handelt sich dabei um eine Speicherung der gewünschten Temperatur zu jedem Zeitpunkt innerhalb eines sich wiederholenden Zeitraums, beispielsweise eines Tages, einer Woche, eines Monats oder eines Jahres. Das von dem Speicher durch das Zeitsignal abgeleitete Temperaturvorgabesignal wird dann mit dem jeweils aktuellen Temperatursignal verglichen, und die daraus erhaltene Differenz dient zur Erzeugung eines Steuersignals für den Ofen, eine Klimaanlage oder ähnliche Einrichtung, wobei dieses Steuersignal entweder ein Proportionalsignal oder ein Ein-Aus-Signal sein kann.

Das Auftreten eines Ausgangssignals am Thermostaten kann so eingestellt werden, daß die Zeit ausgeglichen wird, die die zu steuernde Vorrichtung zur Beeinflussung der Temperatur am Thermostaten benötigt. Ist die Vorgabetemperatur beispielsweise 21°C und fällt die vom Thermostaten festgestellte Temperatur ab, so kann das Steuersignal für die zu steuernde Vorrichtung beispielsweise bei 21,5°C einsetzen. Dieses "Kompensationssignal" kann einstellbar sein und durch das System als eine Funktion der Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur oder abhängig von extern festgestellten Faktoren wie z. B. Außentemperatur eines Gebäudes abgeleitet werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung kann eine Dezimalanzeige vorgesehen sein, die die aktuelle Temperatur, die eingestellte Vorgabetemperatur und/oder die Zeit anzeigt. Diese Größen können kontinuierlich oder sequentiell angezeigt werden. Die Anzeige kann beispielsweise abwechselnd das Datum, die Zeit und die aktuelle Temperatur wiedergeben. Wird eine Angabe der Außentemperatur gewünscht, so ist deren Anzeige in ähnlicher Weise möglich.

Die Anzeige kann auch zur Programmierung des Zeit-Temperaturmusters im Speicher mittels manuell zu betätigender Einstell­ elemente verwendet werden. Die Eingabevorrichtung hat dann beispielsweise die Form mehrerer billiger Drucktasten, wie sie auch bei digitalen Uhren verwendet werden. Mit einer Drucktaste wird die Vorrichtung dann zwischen dem Normalbetrieb und dem Einstellzustand umgeschaltet. Eine weitere Drucktaste wählt das zu beeinflussende Register aus, mit dem beispielsweise das jeweilige Datum, die aktuelle Zeit, die Vorgabezeit, das Vorgabedatum oder die Temperatur gespeichert werden. Eine dritte Drucktaste kann zur Eingabe dieser Funktionen dienen, die dann während der Einstellung laufend angezeigt werden. Die Drucktasten oder andere manuell zu betätigende Einstell­ elemente ermöglichen die Eingabe einer bestimmten Startzeit und eines Startdatums in den Speicher sowie deren Anzeige. Auch ermöglichen sie die Eingabe und Anzeige einer Temperatur für einen Zeitraum, der mit dem zuvor eingegebenen Zeitpunkt beginnt. Dann kann die Endzeit einer bestimmten Periode und die Startzeit der nächsten Periode sowie die für diese Periode vorgegebene Temperatur eingegeben werden. Dieser Prozeß setzt sich fort, bis die gesamte durch die Steuerung zu erfassende Periode eingegeben ist. Beispielsweise kann der Zeitraum einer Woche eine geeignete Zyklusperiode sein. Eine relativ hohe Temperatur kann in den Speicher für solche Perioden während der Woche eingegeben werden, wenn das Haus bewohnt ist und die Nachtruhe der Hausbewohner normalerweise endet. Niedrigere Temperaturen können für Nachtzeiten und für solche Zeiten eingegeben werden, zu denen die Bewohner abwesend sind. Das Programm kann auch so aufgebaut werden, daß das Haus kurz vor dem Ende der Nachtruhe oder vor der Rückkehr der Hausbewohner bereits aufgeheizt wird.

Die Möglichkeit, einen vollständigen Zeitzyklus von Temperaturen über lange Perioden zu programmieren, führt zu beachtlichen Energieeinsparungen, da für solche Zeiten, in denen die Heizung oder die Kühlung ohne Beeinträchtigung der Hausbewohner reduziert werden können, ein verringerter Brennstoff- oder Leistungsverbrauch auftritt. Dieselben Gesichtspunkte gelten auch in ähnlicher Weise für kommerzielle oder industrielle Nutzung der Schaltungsanordnung.

Es ist auch möglich, ein Normalprogramm zu bestimmten Zeiten durch eine programmierte Temperatur zu ersetzen. Wollen die Hausbewohner das Haus beispielsweise für das Wochenende verlassen, so können sie eine niedrigere Temperatur für diesen Zeitraum einprogrammieren, wobei dann ein Aufheizzyklus kurz vor ihrer Rückkehr vorgesehen wird. Nach Ablauf dieses Sonderzeitraums wird die Steuerung dann ihren normalen Programmzyklus fortsetzen.

Die elektrische Speisung der Schaltungsanordnung erfolgt vorzugsweise mit einer Wechselstromquelle, beispielsweise über die Sekundärwicklung eines Transformators, der auch das Elektromagnetventil für den Kraftstoff eines Ofens speist. Der Schaltausgang des Thermostaten ist vorzugsweise mit der zu steuernden Vorrichtung in Reihe an die Speiseleitung angeschlossen. Wenn der Schaltausgang offen ist, so daß die zu steuernde Vorrichtung abgeschaltet ist, so wird die elektrische Leistung für die Steuerung an den Anschlüssen des Schalters verfügbar. Wenn der Schaltausgang geschlossen ist, so daß die zu steuernde Vorrichtung gespeist wird, so kann die Wechselspannung für die Steuerung an einem kleinen Widerstand abgenommen werden, der mit der zu steuernden Vorrichtung und der Speiseleitung in Reihe geschaltet ist.

Es ist zwar möglich, ein analoges elektrisches Signal mit einer temperaturabhängigen Amplitude aus dem Ausgangssignal variabler Frequenz des temperaturabhängig arbeitenden Oszillators ohne irgendeinen Zeitbezug abzuleiten. Die Verwendung einer Analogschaltung kompliziert jedoch den Aufbau und erhöht die Kosten der Schaltungsanordnung gegenüber einer insgesamt digitalen Technik. Die Ableitung eines digitalen Signals mit einem temperaturabhängigen Wert erfordert irgendeine Art eines Zeitbezugs für den Oszillator mit temperaturabhängiger Frequenz.

Ein vorzugsweises Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet mit integrierten Halbleiterschaltungen, mit denen alle digitalen Funktionen einschließlich derjenigen des Oszillators, der Zeitbezugsschaltung, des Speichers und der Vergleicher verwirklicht werden. Diese Schaltung kann aus einer oder mehreren integrierten Einzelschaltungen aufgebaut sein, die mit der Anzeige, dem Temperaturfühler, einer Programmeingabevorrichtung und dem Ausgangsschalter sowie untereinander verbunden sind. Der Ausgangsschalter kann ein Halbleiterschalter oder ein mechanischer Schalter sein. Wird ein Halbleiterschalter verwendet, so kann er ggf. auch Teil der integrierten Schaltung sein, was von verschiedenen ökonomischen und technischen Faktoren abhängt. Die Logikschaltungen der Schaltungsanordnung sind vorzugsweise in einem in geeigneter Weise programmierten Mikroprozessor vereinigt.

Die durch die Schaltungsanordnung verursachten Kosten sind mit denen eines Elektronenrechners oder einer Digitaluhr vergleichbar. Diese liegen niedriger als diejenigen von Bimetall­ thermostaten, die mit der Schaltungsanordnung ersetzt werden können, wobei zusätzlich noch zahlreiche weitere Funktionen verwirklicht werden können.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Schaltungsanordnung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung in Verbindung mit einer zu steuernden, elektrisch gespeisten Vorrichtung,

Fig. 2 eine Blockdarstellung bestimmter Funktionseinheiten der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung und

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer anderen Anordnungsmöglichkeit von Funktionseinheiten der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung dargestellt, die mit einer Schaltung 10 zur Erzeugung eines stabilen Ausgangssignals arbeitet. Diese Schaltung kann beispielsweise ein stabiler Oszillator sein, der möglicherweise quarzgesteuert ist, oder sie kann ein periodisch einzuschaltendes Ausgangssignal abgeben, wozu dann als Zeitbezug die Frequenz der Stromversorgung dient, wie noch beschrieben wird. Die wichtigste Eigenschaft der Schaltung 10 besteht darin, daß sie unempfindlich gegenüber der Umgebungstemperatur am Thermostaten ist, und zwar mindestens innerhalb des normalen Betriebsbereichs der Gesamtvorrichtung. Ihr Ausgangssignal ist ein bivalentes elektrisches Signal, das periodisch seinen Zustand ändert. Es kann auch als Taktsignal bezeichnet werden. Handelt es sich um ein analogvariables Signal, beispielsweise um ein sinusförmiges Signal, so kann eine geeignete Signalformungsschaltung, beispielsweise ein Nulldurchgangsdetektor, zur Umsetzung eines solchen Signals in ein bivalentes Signal vorgesehen sein.

Das Ausgangssignal der Schaltung 10 ist auf eine Teilerkette 12 geführt, die Zeitsignale erzeugt. Dies sind Ausgangssignale, die ihren Zustand in Abständen einer Sekunde, einer Minute, einer Stunde und eines Tages ändern. Bei anderen Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung kann die Teilerkette auch zusätzliche Signale abgeben, die ihren Zustand in Abständen eines Monats und eines Jahres ändern, jedoch wird vorzugsweise ein Zyklus von einer Woche vorgesehen, so daß kein Monats- oder Jahressignal erforderlich ist. Die Teilerkette 12 kann den Vorrichtungen entsprechen, die auch in Digitaluhren oder anderen elektronischen Uhren verwendet werden.

Die Taktschaltung 10 liefert ihr Ausgangssignal auch an einen Temperaturdetektor 14. Alternativ kann dieses dem Temperaturdetektor 14 zugeführte Signal auch aus einer Stufe der Teilerkette 12 abgeleitet sein, was durch eine gestrichelte Linie 16 angedeutet ist.

Ein zweites Eingangssignal erhält der Temperaturdetektor 14 von einem Oszillator 18 variabler Frequenz, der von einem wärmeabhängig arbeitenden Bauelement 20 gesteuert wird. Dieses ist physikalisch so auf dem Thermostaten angeordnet, daß es der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist. Es ändert seine elektrischen Eigenschaften abhängig von der Umgebungstemperatur mindestens in dem normalen Betriebsbereich des Thermostaten. Beispielsweise kann das temperaturabhängig arbeitende Element 20 ein Thermistor sein, der an eine Stromversorgung angeschlossen ist und eine Spannung an den Oszillator 18 abgibt, die eine Funktion der Umgebungstemperatur im Bereich des Thermostaten ist. Das Element 20 kann deshalb auch als Wärmefühler bezeichnet werden. Der Oszillator ist dann eine spannungsgesteuerte Schaltung und gibt ein periodisch variables Ausgangssignal ab, dessen Frequenz von der Umgebungstemperatur abhängt. Alternativ kann das Element 20 auch direkt im Oszillator 18 angeordnet sein, wobei es dann z. B. in den Tankkreis des Oszillators 18 eingeschaltet ist. Der Oszillator 18 und das temperaturabhängig arbeitende Element 20 bilden gemeinsam einen Generator für ein Signal, dessen Frequenz temperaturabhängig ist.

Der Temperaturdetektor 14 wird von dem Zeitbezugssignal gesteuert, das von dem Taktgenerator 10 abgeleistet ist, und erzeugt ein temperaturabhängiges digitales Signal aus den Ausgangssignalen des Oszillators 18. Der Temperaturdetektor 14 kann mit verschiedenen Schaltungen arbeiten, von denen einige im folgenden noch erläutert werden. Beispielsweise kann er mit den beiden Eingangssignalen gesteuerte Zähler enthalten, deren Zustände periodisch beispielsweise durch Subtraktion verglichen werden, wodurch sich dann ein temperaturabhängiges Signal ergibt. Alternativ kann ein Eingang der Schaltung auch zum Aufwärtszählen eines Zweirichtungszählers und der andere Eingang zu dessen Abwärtszählen dienen. Die Zählerstände dieses Zählers können in regelmäßigen Intervallen geprüft werden und liefern dann ein temperaturabhängiges Signal.

Die Ausgangssignale der Teilerkette 12 dienen zur Abfrage eines gemäß einer Zeit-Temperaturcharakteristik programmierten Speichers 22, der für einen vorbestimmten Zeitpunkt eine gewünschte Temperatur angibt, die jeweils in ihm gespeichert ist. Gemäß einem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet die Steuerung mit einem Wochenzyklus, und der Speicher 22 enthält für alle Zeitpunkte innerhalb dieses Wochenzyklus die jeweils gewünschten Temperaturwerte. Diese Werte werden einem Vergleicher 24 zugeführt, der auch das jeweils aktuelle Temperatursignal von dem Temperaturdetektor 14 erhält. Der Vergleicher 24 liefert ein Ausgangssignal, dessen Charakteristik von seinen beiden Eingangssignalen abhängt. Das Ausgangssignal kann ein bivalentes Signal werden, dessen einer Wert dann vorliegt, wenn die aktuelle Temperatur höher als die Vorgabetemperatur ist, und dessen anderer Wert dann vorliegt, wenn die aktuelle Temperatur kleiner als die Vorgabetemperatur ist. Alternativ kann der Vergleicher 24 auch ein proportionales Ausgangssignal erzeugen, das die Differenz zwischen der aktuellen und der Vorgabetemperatur angibt.

Das Ausgangssignal des Vergleichers 24 könnte auch so modifiziert sein, daß weitere Faktoren berücksichtigt sind, beispielsweise die Verzögerung zwischen der Zeit der Einschaltung und der Zeit, zu der eine Temperaturänderung tatsächlich den Thermostaten erreicht, d. h. das Ausgangssignal des Vergleichers 24 könnte so eingestellt sein, daß es ein Schaltkriterium enthält, wenn die aktuelle Temperatur sich in Richtung der Vorgabetemperatur ändert, sie jedoch noch nicht erreicht hat. Wenn die zu steuernde Vorrichtung 26 beispielsweise ein Ofen ist, so könnte ein Ausgangssignal von dem Vergleicher 24 abgegeben werden, wenn die aktuelle Temperatur abfällt und einen vorbestimmten Wert oberhalb der Vorgabetemperatur erreicht. Zu diesem Zweck kann der Vergleicher 24 ein Eingangssignal von einem externen Temperaturfühler 28 erhalten, so daß dann der Grad dieser Versetzung abhängig von dem Unterschied zwischen der aktuellen Temperatur und der Außentemperatur gemacht werden kann, denn die aktuelle Temperatur ändert sich mit einer Geschwindigkeit, die von dieser Differenz abhängt. In weiteren möglichen Ausführungsformen kann der Vergleicher auch eine Schaltung zur Berechnung der Ände­ rungsgeschwindigkeit der aktuellen Temperatur enthalten, um so den Voreilungsfaktor einstellen zu können.

Das Ausgangssignal des Vergleichers 24 steuert einen Ausgangs­ schalter 30. Dieser Schalter ist beispielsweise mit einer elektrischen Stromquelle 32 und der zu steuernden Last 26 in Reihe geschaltet, so daß die letztere eingeschaltet wird, wenn der Ausgangsschalter 30 geschlossen ist. Der Ausgangsschalter 30 kann Arbeitskontakte enthalten, die entweder mechanisch oder als Halbleiterschalter ausgebildet sind. Wenn der Vergleicher 24 ein proportionales Ausgangssignal abgibt, so kann das Ein-Ausschaltverhältnis des Ausgangsschalters 30 gemäß einer vorgegebenen Speisung der zu steuernden Vorrichtung 26 eingestellt werden.

Die Stromversorgung für die Schaltung wird vorzugsweise von der Stromquelle 32 abgeleitet, wozu eine Verbindung mit den geöffneten Schalterkonktakten oder ein Reihenwiderstand 31 im Ausgangsstromkreis bei geschlossenen Kontakten vorgesehen sein kann.

Das in dem Speicher 22 gespeicherte Programm wird durch eine geeignete Programmeingabevorrichtung 34 eingegeben und modifiziert. Bei einem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist hierzu ein Tastensatz vorgesehen, der Zahlen- und Befehlstasten aufweist. Alternativ können als Eingabevorrichtung auch Drucktasten der Art vorgesehen sein, wie sie in digitalen Uhren verwendet werden. Ferner können auch Einstellknöpfe oder ähnliche Einstellelemente verwendet werden.

Eine Anzeige 36, vorzugsweise eine Flüssigkristallanzeige, erhält Binärsignale von einer Treiberschaltung 38. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann als Anzeige auch ein Leuchtdiodenfeld, eine Plasmaanzeige o. ä. vorgesehen sein. Die Treiberschaltung empfängt ein aktuelles Temperatursignal von dem Temperaturdetektor 14, ein Zeitsignal von der Teilerkette 12, ein Vorgabetemperatursignal für den jeweiligen Zeitpunkt von dem Speicher 22 und ein allgemeines Ausgangssignal des Speichers 22 über die Leitung 40. Bei Normalbetrieb liefert die Treiberschaltung 38 Signale an die Anzeige 36, so daß diese sequentiell die Zeit, die aktuelle Temperatur und die Vorgabetemperatur anzeigt. Alternativ können auch andere Informationen, beispielsweise die mit dem Temperaturfühler 28 fest­ gestellte Außentemperatur, angezeigt werden.

Wenn die Eingabevorrichtung 34 zur Eingabe oder Modifizierung eines im Speicher 22 enthaltenen Programms dient, so wird die Treiberschaltung 38 durch das Signal der Eingabevorrichtung 34 angesteuert, welches eine Anzeige der Informationen bewirkt, die von der Eingabevorrichtung 34 an den Speicher 22 übergeben werden. Diese Steuerung erfolgt über die Leitung 40. Die von dem Programmierer in die Eingabe­ vorrichtung 34 jeweils eingegebene Information wird auf diese Weise gleichzeitig mit der Anzeige 36 dargestellt.

Einige Funktionseinheiten der in Fig. 1 gezeigten Schaltung sind deutlicher in Fig. 2 dargestellt und werden im folgenden erläutert.

Der Taktgenerator 10 hat vorzugsweise die Form eines 60 Hz- Generators 50, der einen Nulldurchgangsdetektor 52 ansteuert. Der Nulldurchgangsdetektor 52 liefert immer dann einen Ausgangsimpuls, wenn sein Eingangssignal den Wert Null durchläuft. Eine bistabile Schaltung 54 setzt das Ausgangssignal des Null­ durchgangsdetektors 52 in ein Rechtecksignal um.

Die Ausgangssignale des Nulldurchgangsdetektors 54 werden der Teilerkette 12 zugeführt, die Ausgänge für Minuten, Stunden, Vormittag/Nachmittag und Tag hat.

Das Ausgangssignal der bistabilen Schaltung 54 wird auch einem Zähler 56 zugeführt, der in dem Temperaturdetektor 14 enthalten ist. Ähnlich wird das Ausgangssignal des frequenzvariablen Oszillators 18 einem weiteren Zähler 58 zugeführt. Die Ausgangssignale dieser beiden Zähler 56 und 58 werden einer Subtraktionsschaltung 60 zugeführt, die in regelmäßigen Intervallen abhängig von einem Signal am Minutenausgang der Teilerkette 12 eine Subtraktion durchführt. Dieses Signal bewirkt auch eine Freigabe des Zählers 56 und 58. Somit wird in jeder Minute nach einer Subtraktion ein Signal abgegeben, das gleich dem Unterschied zwischen den Frequenzen des Taktsignals und des Temperatursignals ist.

Der programmierte Speicher 22 enthält einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, der aus vier Abschnitten besteht, und zwar einer Tagesplanmatrix 62 und drei weiteren Planabschnitten 64, 66 und 68. Die Planabschnitte enthalten jeweils einen vollständigen 24-Stunden-Zeit-Temperaturzyklus. Ein typischer Plan kann folgendermaßen ablaufen: 0.00 Uhr - 7 Uhr -18°; 7 Uhr - 9 Uhr - 21°; 9 Uhr - 17.30 Uhr - 13°; 17.30 Uhr - 23.30 Uhr - 21°; 23.30 Uhr - 0.00 Uhr - 18°. Ein typischer Tagesplan bei unbewohntem Haus kann beispielsweise 0.00 Uhr - 0.00 Uhr - 13° sein.

Drei derartige Pläne sind in die Speicherabschnitte 64, 66 und 68 eingegeben. Es können auch weitere Planabschnitte vorgesehen sein.

Die Tagesplanmatrix 62 enthält Informationen darüber, welcher Plan an einem bestimmten Tag zu benutzen ist. Beispielsweise kann für Montag bis Freitag der Plan A, für Samstag der Plan B und für Sonntag der Plan C dienen.

Ein bestimmter Plan aus der Tagesplanmatrix 62 wird mit dem Tagesausgangssignal der Teilerkette 12 ausgewählt. Dadurch steuert die Matrix 62 eine von drei Torschaltungen 70 a, b oder c an, wodurch einer der drei Planabschnitte 64, 66 oder 68 mit einem Vergleicher 72 verbunden wird. Der Vergleicher 72 erhält auch das Minuten-, Stunden- und Vormittag/Nachmittag- Ausgangssignal der Teilerkette 12. Er vergleicht dieses Zeitsignal mit einem Signal des ausgewählten Plans und gibt ein Ausgangssignal an den Vergleicher 24 ab, welches die zu dem jeweiligen Zeitpunkt vorgegebene Temperatur angibt.

Es können auch andere Programmgestaltungen vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Thermostat einfach nur auf Tagesbasis oder Monatsbasis programmiert sein.

In Fig. 3 sind weitere alternative Funktionseinheiten für die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 dargestellt. Diese Einheiten ermöglichen die Steuerung eines Temperatursystems für eine Klimaanlage 80 und einen Luftheizer 82, beispielsweise einen Ofen oder eine ähnliche Einrichtung. Diese Ausführungsform des Thermostaten enthält auch programmierbare Einheiten zur Einstellung der Temperaturerzeugung derart, daß Ungenauigkeiten des temperaturabhängig arbeitenden Oszillators hinsichtlich Grundfrequenz und Frequenzänderung abhängig von der Temperatur kompensiert werden.

Das System enthält einen wärmeabhängig arbeitenden Oszillator 84. Die Frequenz dieses Oszillators kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

f = kt + f _o wobei

f = Oszillatorfrequenz t = Temperatur f _o = Grundfrequenz des Oszillators bei einer vorgegebenen Temperatur k = konstant.

Wegen Herstellungstoleranzen kann es erforderlich sein, den Oszillator durch Einstellung der Grundfrequenz und der Konstanten zu kompensieren. Hierzu gibt die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 das Ausgangssignal des Oszillators 84 an einen Zähler 86 weiter, der wiederum periodisch durch ein Signal freigegeben wird, welches von einem Taktsignalgenerator 88 abgegeben wird. Der Inhalt des Zählers 86 wird jeweils bei einem Freigabevorgang einer Subtraktionsschaltung 90 zugeführt, die ferner ein digitales Signal von einer Schaltung 92 erhält, in der eine Grundtemperatureinstellung gespeichert ist. Der Inhalt dieses Registers 92 kann mit einer Programmquelle 94 entweder bei der Herstellung oder beim Betrieb eingestellt werden.

Das Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 90 wird über einen Teiler 96 geführt, der dieses Signal durch ein Signal teilt, welches von einem Register 98 abgegeben wird. Dieses Register 98 enthält eine Zahl, die die Änderungsgeschwindigkeit der Frequenz abhängig von der Temperatureinstellung bestimmt. Der Inhalt des Registers 98 wird gleichfalls mit der Programmquelle 94 einge­ stellt.

Das Ausgangssignal des Teilers 96 liefert einen genauen Meßwert der aktuellen Temperatur. Die Einstellung des Registers 92 bewirkt auch eine Einstellung der Grundfrequenz des Oszillators. Eine Einstellung des Registers 98 modifiziert die Änderungsge­ schwindigkeit des Ausgangssignals zum Teiler 96 abhängig von der Temperatur.

Das Ausgangssignal des Teilers 96 wird zwei Vergleichern 100 und 110 zugeführt. Der Vergleicher 100 erhält ferner das Ausgangssignal eines Addierers 104, der einen Voreilungsfaktor aus einem Register 106 zu dem Vorgabetemperatursignal aus dem Speicher 22 oder einer ähnlichen Quelle addiert. Dieser Voreilungsfaktor kann beispielsweise 2°C sein, so daß bei einer Vorgabetemperatur von 21°C das Ausgangssignal des Addierers 104 eine digitale Zahl ist, die einer Temperatur von 23°C entspricht. Ähnlich wird der im Register 106 gespeicherte Voreinstellungsfaktor von dem Vorgabetemperatursignal in einer Subtraktionsschaltung 108 subtrahiert, deren Ausgangssignal dem weiteren Vergleicher 110 zugeführt wird. Ist die aktuelle Temperatur 21°C und beträgt der Voreilungsfaktor 2°C, so gibt die Subtraktionsschaltung 108 ein digitales Ausgangssignal entsprechend 19°C ab.

Wenn die aktuelle Temperatur das Ausgangssignal des Addierers 104 überschreitet, so wird an einen Ausgangsschalter 112 ein Signal abgegeben, welches diesen schließt. Der Schalter 112 schaltet dann die Anlage 80 ein. Liegt das aktuelle Temperatursignal des Teilers 96 unter dem Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 110, so wird ein Signal an einen Ausgangs­ schalter 114 abgegeben, der die Heizung 82 einschaltet.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ergibt sich also eine Toleranzzone, die dem doppelten, im Register 106 eingestellten Wert entspricht. Wenn die Temperatur die obere Grenze dieser Toleranzzone überschreitet, so wird die Klimaanlage eingeschaltet, und wenn die Temperatur unter die untere Grenze fällt, so wird die Heizung eingeschaltet.

Es ist ferner möglich, separate Voreilungsfaktoren für die Klimaanlage und für die Heizung vorzusehen. Der jeweilige Faktor kann dann von der Programmquelle 94 her eingestellt bzw. programmiert werden.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Temperaturein­ stellvorrichtung, mit einem Temperatursensor zum Erzeugen eines elektrischen, die jeweilige Umgebungstemperatur angebenden Signals, mit einem Taktgenerator zur Erzeugung digitaler elektrischer Signale, die die Uhrzeit angeben, mit einer entsprechend einem nach Uhrzeiten für einen wiederholbaren Tageszyklus vorgegebenen Temperaturlauf programmierbaren digitalen Speicheranordnung, mit einer Abrufeinrichtung zum taktgesteuerten Abrufen des jeweiligen Temperaturverlaufs aus der Speicheranordnung und mit einer Steuereinheit, die mit der Temperatureinstellvorrichtung, dem Temperatursensor und der Speicheranordnung verbunden ist und ein Steuersignal zur Steuerung der Temperatureinstellvorrichtung abhängig von dem Unterschied zwischen dem elektrischen Signal und der jeweils abgerufenen Temperatur abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (10) auch Signale erzeugt, die den jeweiligen Tag angeben, daß die Speicheranordnung (22) mehrere Speicher (64, 66, 68) umfaßt, in denen mehrere unterschiedliche Tageszyklen speicherbar sind, daß eine Tagesplanmatrix (62) vorgesehen ist, in der den Tagen einer Tagesfolge jeweils ein Tagesplan mit einem Tageszyklus zugeordnet ist, und daß die Abrufeinrichtung (10, 12) das jeweilige Tagessignal des Taktgenerators (10) der Tagesplanmatrix (62) zuführt, um einen der Speicher (64, 66, 68) entsprechend dem jeweils aktuellen Tag auszuwählen, und das Zeitsignal des Taktgenerators (10) dem jeweils ausgewählten Speicher (64, 66, 68) zuführt, um einen diesem Tag zugeordneten Tageszyklus aus diesem Speicher (64, 66, 68) abzurufen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (10) digitale elektrische Signale entsprechend den Tagen einer Woche erzeugt, daß die Speicheranordnung (22), drei Speicher (64, 66, 68) umfaßt, und daß die Tagesplanmatrix (62) die Zuordnung des ersten Speichers (64) zu Montag bis Freitag, des zweiten Speichers (66) zu Samstag und des dritten Speichers (68) zu Sonntag an­ gibt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (10) einen temperaturunabhängigen Oszillator (50) mit einer stabilen, gegen Temperaturänderungen unempfindlichen Frequenz enthält und eine digitale Teilerkette (12) zum Teilen der Frequenz und zum Erzeugen der Tagessignale und Zeitsignale ansteuert, daß der Temperatursensor (20) einen temperaturempfindlichen Oszillator (18) mit einer entsprechend der Temperatur veränderlichen Frequenz ansteuert und daß eine mit dem temperaturempfindlichen Oszillator (18) verbundene Vorrichtung (14) zum Erzeugen eines digitalen, die Umgebungstemperatur angebenden Signals durch Vergleich der stabilen Frequenz mit der temperaturabhängigen Frequenz enthält.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturempfindliche Oszillator (18) in seinem Tankkreis ein temperaturabhängiges elektrisches Schaltelement (20) enthält.