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Für die Regelung der Innentemperatur von Gebäuden bestimmter Regler
Für die Regelung der Innentemperatur eines von einer Heizanlage beheizten Gebäudes
in Abhängigkeit von der Außentemperatur wurden bereits auf Wärmeverluste ansprechende,
mit einer Hilfsheizung und einem thermisch gesteuerten Kontakt versehene Thermostaten
verwendet. So ist bei einem bekannten, mit derartigen Thermostaten ausgerüsteten
Regler die Anordnung so getroffen, daß ein Außenthermostat die Hilfsheizung eines
auf das Regelorgan der Heizanlage einwirkenden Anlegethermostaten intermittierend
ein- und ausschaltet.
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Bei derartigen Reglern besitzt jedoch der Anlegethermostat eine solche
Wärmeträgheit, daß er nicht äuf jeden Impuls des Außenthermostaten, sondern auf
einen Mittelwert der Impulse anspricht. Diese Trägheit des Anlegethermostaten bewirkt
aber wiederum, daß bei sehr raschen. Temperaturänderungen Regelschwankungen entstehen
und bei Progressivsteuerungen die Gefahr des Pendelns besteht. An sich könnte man
wohl den Anlegethermostaten als ganz kleinen Apparat mit geringer Masse ausführen.
Ein derart kleiner Anlegethermostat bedingt aber wiederum eine außerordentlich hohe
Schalthäufigkeit des Außenthermostaten. Abgesehen davon, daß ein solcher Außenthermostat
sehr kleiner Wärmeträgheit praktisch kaum ausgeführt werden kann, ist auch dessen
hohe Schalthäufigkeit sowohl in radiotechnischer Hinsicht als auch im Hinblick auf
die Lebensdauer der Kontakte äußerst ungünstig.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen. für die Regelung der Innentemperatur
von Gebänden
bestimmten Regler, bei .dem die Hilfsheizung eines
das Regelorgan der Heizanlage überwachenden Innenthermostaten von einem Außenthermostaten
gesteuert wird. Zur V errneidung des vorstehend erwähnten Nachteils wird gemäß der
Erfindung von der an sich für Regelzwecke bekannten Eigenschaft eines Induktionsreglers
dadurch Gebrauch gemacht, daß die Hilfsheizung des Innenthermostaten von einem im
Außenthermostaten angeordneten Induktionsregler gesteuert wird, dessen Induktivität
von einem temperaturempfindlichen -Mittel geändert wird. Für den Induktionsregler
kann entweder ein Regeltransformator oder eine Regeldrossel verwendet werden, wobei
das die Induktivität ändernde temperaturempfindliche Mittel beispielsweise eine
Binietallspirale oder eine Wärmelegierung sein kann.
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In der Zeichnung ist ein -,#£usfülrrungsbeispiel einer Regelanlage
dargestellt, bei der für den Induktionsregler ein Drehtransformator verwendet wird.
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Ein Drehtransformator i eines Außentlierniostaten 2 weist eine auf
dein Joch 3 des Ständers .I sitzende Primärwicklung 5 und zwei auf einem Drehanker
6 um 9o° versetzt zueinander angeordnete Sekundärwicklun--en ; , 8 auf. Die Sekundärwicklung
7 ist mit einer Heizwicklung 9 eines eine niedrige Wärmeträgheit besitzenden Anlegethermo
staten io und die Sekundärwicklung 8 mit einer Heizwicklung i i des Außenthermostaten
2 verbunden. Das eine Ende 12 einer himetallspirale 13 ist mit dem zwischen den
Anschlägen 1.1., 15 verstellbaren Drehanker 6 verbunden, wogegen das andere Ende'16
an einem zur Einstellung einer gewünschten Raumtemperatur von Hand verstellbaren
Teil 17 befestigt ist. Ein Bimetallkontakt 18 des Anlegethermostaten io liegt in
dem Stromkreis eines Regelorganes i9. Die Regelanordnung ist mit den 'N etzleitern
A, B verbunden.
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Nach der in der Zeichnung dargestellten Schaltung nimmt der Drehanker
6 eine Stellung ein, in der die Sekundärwicklung 7 in der Richtung des von der Primärwicklung
5 erzeugten Kraftflusses und die Sekundärwicklung 8 rechtwinklig zum Iiraftfluß
liegt. Demzufolge wird in der Sekundärwicklung 8 ein maximaler Strom induziert,
wogegen in der Sekundärwicklung 7 kein Strom auftritt. Die Bimetallspirale 13 des
Außenthermostaten 2 wird daher von der Heizwicklung i i am stärksten und der Biinetallkontakt
i8 des Innenthermostaten io von der Heizwicklung 9 überhaupt nicht beheizt.
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Der Drehanker 6 liegt in der aus der Zeichnung ersichtlichen Stellung
an dem Anschlag i@. was dann der Fall ist, wenn eine bestimmte tiefe Außentemperatur,
beispielsweise -2o°, vorhanden ist und die Temperatur nicht steigt. Die Bimetallspirale
13 wird dann aber von der jetzt einen maximalen Strom aufnehmenden Heizwicklung
i i nur so «seit erwärmt, daß der Drehanker 6 gerade '` noch an dem Anschlag 15
gehalten wird. In der Sekundärwicklung 7 fließt dann kein Strom.
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Eine noch niedrigere Außentemperatur als -2o° ändert dann in der Lage
des Drehankers 6 nichts, da dieser zufolge des Anschlages 15 nicht weiter iin Uhrzeigersinne
gedreht werden kann. Erst bei einem genügenden Steigen der Außentemperatur wird
die Bimetallspirale 13 den Drehanker 6 wieder im entgegengesetzten Drehsinn des
Uhrzeigers und damit von dem Anschlag 15 weghewegen, wobei schließlich durch die
kompensierende Wirkung der Heizwicklung i i einerseits und der Außentemperatur anderseits
der Drehanker 6 -eine dieser höheren Temperatur entsprechende Stellung einnehmen
wird.
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Ändert- sich die Außentemperatur weiterhin, so wird wiederum eine
entsprechende Verstellung des Drehankers 6 von der Bimetallspirale 13 bewirkt werden.
Bei einem Fallen der Außentemperatur wird dann der Drehanker 6 im Uhrzeigerdrehsinn
und bei einem Steigen der Außentemperatur im entgegengesetzten Drehsinn des Uhrzeigers
verstellt. Dementsprechend wird dann der in den Wicklungen ;, 8 fließende Strom
ändert_, und zwar wird er im ersterwäbrrten Falle größer bzw. kleiner und im zweiterwähnten
Falle kleiner bzw. größer werden.
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Bei einem sehr starken Ansteigen der Außentemperatur, beispielsweise
auf +2o#:. wird die Bin-retallspirale 13 den Drehanker 6 so weit verstellen, daß
er an dem Anschlag i-i zum Anliegen kommt. Da die Sekundärwicklung 8 dann keinen
Strom führt, kann die Bimetallspirale i3 von der Heizwicklung i i auch nicht erwärmt
werden. Die Außentemperatur von -I- 20° bewirkt ebenfalls eine Erwärmung der Bimetallspirale
13 auf + 20 ', wobei der Drehanker 6 gerade noch an dem Anschlag 14 gehalten wird.
Die lediglich von der Außentemperatur von +2o° erwärmte Bimetallspirale 13 und damit
der Drehanker () behalten also ihre Lage bei, solange die hohe Außentemperatur von
-[- 20° vorhanden ist. Die Sekundärwicklung 7 führt dann einen i maximalen Stroni,
wogegen durch die Sekundärwicklung 8 überhaupt kein Strom fließt.
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Steigt die Außentemperatur noch mehr. also über -I-- 20°, so wird
sich an der Stellung der Bimetallspirale 13 und des Drehankers t; i nichts ändern.
Bei einem Fallen der Temperatur unter -[- 2o' wird dagegen die Bimetallspiräle
13
den Drehanker 6 im Uhrzeigerdrehsinn verstellen, so daß durch die dabei auftretende
Änderung der induktiven Verhältnisse die Sekundärwicklung 7 weniger Strom und die
Sekundärwicklung 8 wieder Strom erhält.
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Der Drehanker 6 wird also von der Bimetallspirale 13 in der einen
oder andern Richtung verstellt, wobei diese Verstellungen nicht nur in Abhängigkeit
von der Außentemperatur, sondern zufolge der von. der Heizwicklung i i erzeugten
Wärme in Abhängigkeit von den Witterungsverhältnissen, wie Wind, Regen, Sonne, Schnee,
Wärmeabstrahlungen u. dgl., überhaupt stehen, da ja der Außenthermostat nicht nur
der Temperatur, sondern der Witterung überhaupt ausgesetzt ist, sä daß j e nach
den herrschenden Witterungsverhältnissen mehr oder weniger Wärme von den Thermostaten
abgegeben wird. So werden die Wärmeverluste im Innern des Außenthermostaten demnach
nicht nur bei sinkender Temperatur, sondern auch bei Windanfall und ähnlichen Erscheinungen
größer. In einem solchen Fall erfolgt dann die Verstellung des Drehankers 6 im Uhrzeigerdrehsinn
in einem stärkeren Maße, als es der augenblicklich herrschenden Temperatur entspricht.
Es sei noch erwähnt, daß, wenn beispielsweise bei einem geforderten Grenzregelwert
von -2O° ebenfalls noch Windanfall oder andere ähnlich wirkende Erscheinungen Berücksichtigung
finden sollen, dann natürlich der Induktionsregler so eingestellt sein muß, d.aß
der Drehanker 6 lediglieh bei Vorhandensein einer Außentemperatur von -2o° noch
nicht an dem Anschlag 15 zum Anliegen kommt, sondern daß vielmehr noch ein gewisser
Bewegungsbetrag für die Berücksichtigung des Windanfalles zur Verfügung steht. Der
Drehanker 6 wird dann erst bei -2o° und bei einem bestimmten Windanfall an dem Anschlag
15 anliegen.
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Der in der Sekundärwicklung 7 fließende und durch die temperaturabhängige
Verstellung des Drehankers 6 geänderte Strom wird der Heizwicklung g des Anlegethermostaten
fo zugeführt. Die Heizwicklung 9 wird dann jeweils, eine diesem Strom entsprechende
Wärme entwickeln. Diese Wärme, die, wie aus dem vorher Gesagten hervorgeht, um so
größer sein wird, j e höher die Außentemperatur ist, wirkt als zusätzliche Wärme
zu der vom Vorlaufrohr abgegebenen Wärme. Die Wärme der Heizwicklung 9 wird daher
mit der Vorlauftem2eratur das Öffnen und Schließen des Bimetallkontaktes 18 mitbestimmen.
Ist die Außentemperatur hoch, so wird auch die jetzt größere Wärme des Heiz-: widerstandes
9 ein entsprechendes früheres öffnen des geschlossenen Bimetallkontaktes 18 als
bei niedrigerer Außentemperatur bewirken. Der Vorgang in dem Anlegethermostaten
io ist also der, daß bei Erreichung eines bestimmten, von der Wärme der Heizwicklung
9 und des Vorlaufrohres herbeigeführten Wärmezustandes der auf das Regelorgan i9
einwirkende geschlossene Bimetallkontakt i8 geöffnet wird, und zwar wird dieser
um so früher geöffnet, je größer die sich direkt propo.rtional mit der Außentemperatur
ändernde Wärmewirkung des Heizwiderstandes 9 ist. Durch das Öffnen des Bimetallkontaktes
18 wird in bekannter Weise das Regelorgan i9 geschlossen. bzw. ausgeschaltet, wodurch
die Vorlauftemperatur nach einer gewissen Zeit wieder sinkt. Nach einem bestimmten
Sinken dieser Vorlauftemperatur wird schließlich der Anlegethermostat io so weit
abgekühlt sein, daß der Bimetallkontakt 18 wieder geschlossen wird. Das Regelorgan
i9 wird dann wieder geöffnet bzw. eingeschaltet, wodurch der bereits beschriebene
Vorgang wiederholt wird.
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Aus der geschilderten Wirkungsweise der Regelanordnung kann also erkannt
werden, daß derdasRegelorgan i9 steuernde Bimetallkontakt 18 jeweils in Abhängigkeit
von der Witterung und der Vorlauftemperatur geändert wird, was sich derart auswirkt,
daß die zu regelnde Raumtemperatur im wesentlichen konstant bleibt. Dabei erfolgt
die Einregelung der Raumtemperatur ohne Verwendung von dem Verschleiß unterworfenen
Kontakten im Außenthermostat.
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An Stelle des Drehtransformators kann natürlich auch ein anderer Induktionsregler
treten. So könnte für den. Induktionsregler ein Regeltransformator ohne drehbaren
Teil verwendet werden. Hierbei könnte beispielsweise im Kraftlinienweg des Regeltransformators
eine Wärmelegierung liegen, deren Permeabilität in Abhängigkeit von der Außentemperatur
geändert wird. Auch ist es denkbar, daß der Kern des Regeltransformators einen von
einer Bimetallfeder verstellbaren, die Stärke des Magnetflusses änderbaren Eisenteil
aufweist. Der Induktionsregler kann auch eine Regeldrossel sein, deren Selbstinduktionskoeffizient
von dem temperaturempfindlichen Mittel beeinflußt wird. Durch geeignete Bemessung
des Induktionsreglers kann dessen Verlustwärme auch für die Erwärmung des thermoempfindlichen
Mittels verwendet werden, so daß eine besondere Heizwicklung nicht mehr notwendig
ist. Der Außenthermostat wird zweckmässigerweise so ausgebildet, daß die Bimetallspirale
ohne Öffnung des Gehäuses, also von außen, verstellt werden kann. Ebenso kann man
auch die, Heizwicklung und die Bimetallspirale, um teeren Beeinflussung von der
Verlustwärme
des Induktionsreglers zu verhindern, in einem besonderen
Gehäuse anordnen. Selbstverständlich kann ,die Betätigung des Regelorganes von dem
Innenthermostaten auch auf mechanischem Wege bewerkstelligt werden.