DE3629521A1

DE3629521A1 - Reglerschalter fuer heizungsanlagen

Info

Publication number: DE3629521A1
Application number: DE19863629521
Authority: DE
Inventors: Ernst Bemme
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1988-03-10

Description

Die Erfindung betrifft einen Reglerschalter für mit einem Außentemperaturfühler ausgestattete Heizungsanlagen mit einem ersten Schwellwertschalter für eine Abschaltung bei einer einstellbaren ersten Schalttemperatur und einem zwei ten, bei einer einstellbaren zweiten Schalttemperatur wirksamen Schwellwertschalter für eine Wiedereinschaltung, wobei die zweite Schalttemperatur niedriger liegt als die erste Schalttemperatur.

Heizungsanlagen mit einer Außentemperatursteuerung sind seit langer Zeit bekannt. In Abhängigkeit von der vom Außentemperaturfühler gemessenen Außentemperatur wird bei diesen Anlagen regelmäßig die Vorlauftemperatur der Hei zungsanlage gesteuert. Durch die bei einer entsprechenden Außentemperatur mögliche Absenkung der Vorlauftemperatur können zusätzliche Energieeinsparungen erzielt werden, auch wenn die Entnahme in den Wohnräumen gesteuert wird, beispielsweise durch Raumtemperaturfühler, die Heizkörper ventile steuern.

Es ist bekannt, den vom Außentemperaturfühler gemessenen Wert auch dazu zu benutzen, die Versorgung der Heizkörper mit Heizungswasser zu unterbrechen, wenn aufgrund einer hohen Außentemperatur keine Heizung benötigt wird.

Hierzu wird in einer bekannten Anlage die Umwälzpumpe der Heizungsanlage abgeschaltet. Hierdurch wird vermieden, daß dem noch im Betrieb befindlichen Kessel das warme Wasser entnommen wird, das sich beim Umpumpen durch die Leitungen abkühlen würde, wodurch unnötige Energieverluste entstünden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reglerschal ter der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß weitere Energieeinsparungen bei einem sinnvollen Betrieb der Hei zungsanlage möglich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zweite Schwellwertschalter eine Verzögerungsschaltung star tet, deren Verzögerungszeit einstellbar ist und die die Wiedereinschaltung bewirkt, wenn nicht während der Ver zögerungszeit die gemessene Temperatur eine vorgegebene Schalt temperatur, vorzugsweise die erste Schalttemperatur, wieder überschreitet und daß ein dritter Schwellwertschalter zum un mittelbaren Wiedereinschalten vorgesehen ist, dessen Schalt temperatur wesentlich unter der zweiten Schalttemperatur liegt.

Der erfindungsgemäße Reglerschalter ist insbesondere für ei ne vollständige Abschaltung der Heizungsanlage bei hohen Außentemperaturen geeignet. In diesem Fall wird auch der Heizkessel abgeschaltet, was insbesondere in Sommermonaten über eine lange Zeit möglich ist und bisher häufig manuell durchgeführt wurde, wenn die für die Heizungsanlage zustän dige Bedienperson daran gedacht hatte. Der erfindungsgemäße Reglerschalter führt jedoch auch in Übergangszeiten zu einer erheblichen Energieeinsparung. Durch die Steuerung einer Verzögerungsschaltung aufgrund des zweiten Schwellwertschal ters wird nämlich die Wiedereinschaltung der Heizungsanlage nicht unmittelbar, sondern erst nach einer einstellbaren Verzögerungszeit durchgeführt, wenn die gemessene Temperatur die zweite Schalttemperatur unterschritten hat. Steigt während der Verzögerungszeit die gemessene Temperatur wieder über die erste Schalttemperatur an, findet keine Wiederein schaltung der Heizungsanlage statt. Diese Steuerung ist sinnvoll, weil nach einer hohen Außentemperatur ein vorüber gehender Temperaturabfall nicht die Wiedereinschaltung der Heizung erzwingt, weil das Gebäude noch ausreichend Energie gespeichert hat. Die Verzögerungszeit kann beispielsweise so eingestellt sein, daß eine Nachtabkühlung erst dann zu einer Wiedereinschaltung der Heizungsanlage führt, wenn die Tagestemperatur nach einer gewissen Zeit die erste Schalt temperatur nicht wieder überschritten hat. Eine hierfür ge eignete Verzögerungszeit beträgt beispielsweise zwölf Stun den. Allerdings wird die geeignete Verzögerungszeit von der jeweiligen Bausubstanz und Bauweise des Gebäudes abhängen, in dem sich die Heizungsanlage befindet. Dicke Mauerwände haben naturgemäß ein höheres Wärmespeichervermögen als dün nere Wände auf Holzbasis, wie sie in Fertighausbauten Ver wendung finden.

Auch bei kürzeren Verzögerungszeiten werden unnötige Wieder einschaltungen der Heizungsanlage, beispielsweise durch kurzzeitige Gewitterabkühlungen an warmen Sommertagen, ver hindert.

Der erfindungsgemäße Reglerschalter weist einen zusätzlichen dritten Schwellwertschalter auf, dessen Schalttemperatur wesentlich unter der Schalttemperatur des zweiten Schwell wertschalters liegt. Der dritte Schwellwertschalter schaltet bei Unterschreiten seiner Schalttemperatur durch die gemes sene Außentemperatur die Heizungsanlage unverzögert ein. Er hat die Aufgabe, bei sehr starken Temperaturstürzen, die zu einer schnellen Abkühlung des Hauses führen können, die Heizungsanlage einzuschalten, ohne daß die Verzögerungszeit der durch den zweiten Schwellwertschalter gestarteten Ver zögerungsschaltung abgewartet werden muß.

Der erfindungsgemäße Reglerschalter erlaubt mit einem ge ringen Aufwand und einem einfachen Aufbau eine wesentliche Energieeinsparung, insbesondere in Übergangszeiten, wobei der Heizkomfort nicht eingeschränkt wird. Der Reglerschalter reagiert in sinnvoller Weise auf die möglichen Umwelteinflüs se und vermeidet in praktisch allen Fällen unnötige und energieintensive Wiedereinschaltungen der Heizungsanlage. Dadurch wird es möglich, die Heizungsanlage total abzuschal ten, um dadurch die sonst für den Betrieb des Brenners er forderliche Energie einzusparen.

Für manche Anwendungsfälle kann es vorteilhaft sein, wenn auch der erste Schwellwertschalter eine Verzögerungsschal tung steuert. Dies wird regelmäßig aber nur bei sehr niedrig einstellbaren ersten Schalttemperaturen der Fall sein. In den übrigen Fällen schadet die gegebenenfalls kurzfristige Abschaltung der Heizungsanlage nicht.

Die Verhinderung der Wiedereinschaltung der Heizungsanlage durch eine während der Verzögerungszeit über die erste Schalttemperatur angestiegene Außentemperatur wird zweck mäßigerweise dadurch erreicht, daß der erste Schwellwert schalter die Verzögerungsschaltung zurückstellt. Dieses Zu rückstellen wird regelmäßig schlagartig erfolgen. Es ist je doch auch denkbar, die Rückstellung mit einer langsamen Geschwindigkeit vorzunehmen, um bei einer nach kurzer Zeit wieder erfolgenden Temperaturabsenkung die noch verbleibende Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung kürzer zu gestal ten als nach einer vollständigen Rückstellung. Eine derar tige Anordnung kann in der Situation sinnvoll sein, in der nach einer Nachtabkühlung eine kurzzeitige Tageserwärmung über die erste Schalttemperatur hinaus erfolgt, dann aber eine Wetterverschlechterung einsetzt. Die Wände des Hauses werden möglicherweise durch die Nachtabkühlung so weit ab gekühlt sein, daß sie sich durch die kurzzeitige Tageser wärmung nicht wieder aufheizen und daher nicht in der Lage sind, die anschließende Abkühlung für die eingestellte volle Verzögerungszeit zu kompensieren.

Schaltungstechnisch können der erste und der zweite Schwell wertschalter in einfacher Weise durch einen einzigen Schwellwertschalter mit einer Schalthysterese gebildet sein, dessen Einschalttemperatur die zweite Schalttemperatur und dessen Ausschalttemperatur die erste Schalttemperatur ist. Dieser, die Funktionen des ersten und des zweiten Schwell wertschalters zusammenfassende Schwellwertschalter liegt funktionell parallel zum dritten Schwellwertschalter, der praktisch hysteresefrei oder aber auch mit einer Hysterese arbeiten kann, wobei die Ausschalttemperatur des dritten Schwellwertschalters gleich oder niedriger sein muß als die Ausschalttemperatur des gemeinsamen Schwellwertschal ters. Die Schalthysterese des den ersten und zweiten Schwellwertschalter zusammenfassenden Schwellwertschalter ist einstellbar, so daß die erste Schalttemperatur im Be zug auf die zweite Schalttemperatur einstellbar ist.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert wer den. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines an einen Außentempera turfühler angeschlossenen Reglerschalters,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der schaltungs mäßigen Verkopplung der die Heizungsanlage steuernden Schalter,

Fig. 3 ein Diagramm mit drei exemplarischen Temperatur verläufen.

In Fig. 1 ist an einen Außentemperaturfühler AT eine Meß schaltung MS angeschlossen, an deren Ausgängen ein der ge messenen Außentemperatur proportionales Signal ansteht. Mit dem Ausgang der Meßschaltung MS sind drei Schwellwert schalter S 1, S 2, S 3 verbunden, die bei entsprechenden Schalt temperaturen T 1, T 2, T 3 einen Schaltvorgang auslösen. Die erste Schalttemperatur T 1 kann beispielsweise bei 23° lie gen. Wird diese Schalttemperatur T 1 durch die Außentempera tur überschritten, öffnet der Schwellwertschalter einen Schalter S 11.

Unterschreitet die Außentemperatur eine Schalttemperatur T 2, die unterhalb der ersten Schalttemperatur T 1 liegt, schaltet der Schwellwertschalter S 2, wodurch eine Verzöge rungsschaltung VS gestartet wird. Nach Ablauf der einstell baren Verzögerungszeit VZ wird ein Schalter S 21 geschlossen, wenn nicht die Verzögerungsschaltung VS durch den Schwell wertschalter S 1 zurückgestellt worden ist.

Beim Unterschreiten einer dritten Schalttemperatur T 3 durch die gemessene Außentemperatur schließt der Schwellwert schalter S 3 einen Schalter S 31. Die dritte Schalttemperatur T 3 liegt wesentlich unter der zweiten Schalttemperatur T 2. Beispielsweise kann die zweite Schalttemperatur T 2 bei 19° und die dritte Schalttemperatur T 3 bei 12° Außentemperatur liegen.

Fig. 2 verdeutlicht, daß die Schalter S 21 und S 31 parallel zueinander und gemeinsam in Serie mit dem Schalter S 11 ge schaltet sind. Öffnet der Schwellwertschalter S 1 den Schal ter S 11, wird die Stromversorgung für die Spule eines Relais R unterbrochen. Wird die erste Schalttemperatur T 1 durch die Außentemperatur unterschritten, schließt der Schalter S 11. Eine Wiedereinschaltung der Heizungsanlage HA findet jedoch noch nicht statt, da die Schalter S 21 und S 31 noch geöffnet sind. Erst beim Unterschreiten der zweiten Schalttemperatur T 2 durch die Außentemperatur, die dann während der Verzöge rungszeit VZ der Verzögerungsschaltung VS die erste Schalt temperatur T 1 nicht wieder überschreitet, schließt der Schalter S 21, so daß über die nun geschlossenen Schalter S 11 und S 21 ein Strom aus der Spannungsquelle U durch die Spule des Relais R fließen kann, wodurch das Relais die Heizungs anlage HA einschaltet.

Wird innerhalb der Verzögerungszeit VZ der Verzögerungs schaltung VS die dritte Schalttemperatur T 3 durch die Außen temperatur unterschritten, schließt der Kontakt S 31, so daß bereits vor Ablauf der Verzögerungszeit der Strom über die Schalter S 11 und S 31 durch das Relais R fließen kann und die Heizungsanlage HA eingeschaltet wird.

In Fig. 3 ist auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordi nate die Temperatur dargestellt. Die drei Schalttemperaturen T 1, T 2 und T 3 sind mit waagerechten strichlierten Linien an gedeutet. Ein punktiert dargestellter Temperaturverlauf A verdeutlicht den Fall einer relativ kurzen Temperaturab senkung. Schneidet die Außentemperatur die Linie T 2 der zweiten Schalttemperatur, beginnt die Verzögerungszeit VZ zu laufen. In dem Temperaturverlauf A überschreitet die Außentemperatur innerhalb der Verzögerungszeit VZ die erste Schalttemperatur T 1, wodurch die Verzögerungsschaltung VS zurückgestellt wird, so daß kein Schaltvorgang vorgenommen wird. Die abgeschaltete Heizungsanlage bleibt ausgeschaltet, da für diesen Fall eine Wiedereinschaltung nicht erforderlich ist.

Ein Temperaturverlauf B ist strichpunktiert in Fig. 3 dar gestellt. Die Außentemperatur fällt unter die zweite Schalttemperatur T 2 ab, wodurch die Verzögerungszeit zu laufen beginnt. Da die Außentemperatur am Ende der Verzöge rungszeit nicht über die erste Schalttemperatur T 1 ange stiegen ist, findet am Ende der Verzögerungszeit VZ ein Schaltvorgang für den Schalter S 21 statt. Da der Schalter S 11 beim Unterschreiten der ersten Schalttemperatur T 1 bereits geschlossen worden ist, wird die Heizungsanlage HA beim Schließen des Schalters S 21 eingeschaltet.

Nach dem Einschalten der Heizungsanlage HA steigt der Tem peraturverlauf der Kurve B wieder an und überschreitet die erste Schalttemperatur T 1. Am Schnittpunkt der Außentempe raturkurve B mit der ersten Schalttemperatur öffnet der Schalter S 11, wodurch die Heizungsanlage HA wieder abge schaltet wird.

Ein mit einer durchgezogenen Linie dargestellter Temperatur verlauf C charakterisiert einen schnellen Temperatursturz. Nach dem Unterschreiten der zweiten Schalttemperatur T 2 wird innerhalb der Verzögerungszeit VZ auch die dritte Schalttemperatur T 3 durch die Außentemperatur unterschrit ten. Beim Zeitpunkt des Unterschreitens der dritten Schalt temperatur T 3 schließt der Schalter S 31 und sorgt zusammen mit dem geschlossenen Schalter S 11 für die Einschaltung der Heizungsanlage HA noch vor Ablauf der Verzögerungszeit.

Der erfindungsgemäße Reglerschalter ist einfach aufgebaut und bewirkt mit einem geringen Aufwand eine sinnvolle Steuerung der Heizungsanlage HA zum Zwecke der Energieein sparung, wobei die Heizungsanlage total ein- und ausge schaltet werden kann.

Claims

1. Reglerschalter für mit einem Außentemperaturfühler (AT) ausgestattete Heizungsanlagen (HA), mit einem ersten Schwellwertschalter (S 1) für eine Abschaltung bei einer einstellbaren ersten Schalttemperatur (T 1) und einem zweiten, bei einer einstellbaren zweiten Schalttempera tur (T 2) wirksamen Schwellwertschaltung (S 2) für eine Wiedereinschaltung, wobei die zweite Schalttemperatur (T 2) niedriger liegt als die erste Schalttemperatur (T 1), dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schwellwertschalter (S 2) eine Verzögerungs schaltung (VS) startet, deren Verzögerungszeit (VZ) ein stellbar ist und die die Wiedereinschaltung bewirkt, wenn nicht während der Verzögerungszeit (VZ) die ge messene Temperatur eine vorgegebene Schalttemperatur (T 1) wieder überschreitet, und daß ein dritter Schwellwert schalter (S 3) zum unmittelbaren Wiedereinschalten vor gesehen ist, dessen Schalttemperatur (T 3) wesentlich unter der zweiten Schalttemperatur (T 2) liegt.

2. Reglerschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Schalttemperatur die erste Schalt temperatur (T 1 ) ist.

3. Reglerschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (VS) durch den ersten Schwellwertschalter (S 1) rückstellbar ist.

4. Reglerschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er die Heizungsanlage (HA) total ab schaltet und wieder einschaltet.

5. Reglerschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch der erste Schwellwertschalter (S 1) eine Verzögerungsschaltung steuert.

6. Reglerschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Schwell wertschalter (T 1, T 2) durch einen einzigen Schwellwert schalter mit einer Schalthysterese gebildet sind, dessen Einschalttemperatur die zweite Schalttemperatur (T 2) und dessen Ausschalttemperatur die erste Schalttemperatur (T 1) ist.