NL8200409A - Inrichting voor het regelen van temperatuur. - Google Patents

Description

f 1 " Λ 4» V.0. 2385 -1- ‘ Inrichting voor het regelen van temperatuur.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het regelen van temperatuur en meer in het"bijzonder voor het regelen van 'de temperatuur in een met behulp van een verwarmingsinstallatie verwarmde ruimte.

5 Bij verwarmingsinstallaties bestaan een tweetal vereistsimet betrekking tot het regelen van de temperatuur in de te verwarmen ruimte.

Op de eerste plaats is het gewenst dat de temperatuur in de ruimte op een tevoren bepaald tijdstip, b.v. 's-morgens, bij het in. gebruiknemen van de ruimte een tevoren ingesteld temperatuur-niveau heeft bereikt.

10 Hierdoor wordt vermeden dat men in een koude ruimte komt, waar de tem-» peratuur eerst enige tijd later, na b.v. het instellen van een thermo staat de gewenste waarde bereikt heeft. Eveneens is het in vepband. met energiebesparing gewenst dat de verwarmingsinrichting op een zodanig tijdstip uitschakelt, dat de temperatuur in de ruimte tengevolge van 15 de warmtecapaciteit van die ruimte en het nog in de verwarmingsinstallatie aanwezige warme water bij het verlaten van de ruimte met b.v. 1°C is gedaald. Een inrichting die de voomoemde regeling kan uitvoeren wordt een optimaliseringsinrichting genoemd.

Op de tweede plaats is het gewenst dat de temperatuur in de 20 ruimte bij het in gebruik zijn daarvan zo nauwkeurig mogelijk op de ingestelde waarde blijft gehandhaafd, zonder te grote afwijkingen naar boven of naar beneden.

Er zijn inrichtingen bekend voor het regelen van de temperatuur · in een te verwarmen ruimte en voor het optimaliseren van het inschakel-25 en afschakeltijdstip van een verwarmingsinstallatie. Tevens zijn inrichtingen bekend voor het handhaven van de temperatuur op een gewenste waarde.

De bekende optimaliseringsinrichtingen hebben als bezwaar dat tenminste twee temperatuuropnemers nodig zijn om enerzijds de' tem-30 peratuur in de te verwarmen ruimte en anderzijds de buitentemperatuur te meten. Bij een lage nachttemperatuur moet de verwarmingsinstallatie vanzelfsprekend op een eerder tijdstip inschakelen dan wanneer de nachttemperatuur relatief hoog is, voor het bepalen van deze buitentemperatuur is de tweede temperatuuropnemer noodzakelijk. Het aanbrengen van een 35 tweede temperatuuropnemer buitenshuis maakt echter extra bekabeling 8200409 -2- * .· i nodig en brengt extra werkzaamheden met zich mede, terwijl ook de kosten van de tweede opnemer, die in verband met de plaatsing buitenshuis robuust en weer bestendig moet zijn, relatief hoog zijn.

Een bezwaar van de bekende regelinrichtingen voor het handhaven 5 van de temperatuur op een gewenste waarde is, dat tengevolge van het tijdsverloop dat optreedt tussen het inschakelen van.de verwarmingsinstallatie en het merkbaar worden van een temperatuurverandering ter plaatse van.de temperatuuropnemer in de te verwarmen'ruimte vooral bij een relatief hoge buitentemperatuur, de temperatuur in de ruimte ver uitstijgt 10 boven de gewenste waarde. De in de verwarmingsinstallatie aanwezige warmte/voor dit te ver oplopen van de temperatuur na het uitschakeltijd-stip verantwoordelijk. Er bestaan weliswaar inrichtingen die de maximale watertemperatuur in de verwarmingsinstallatie afhankelijk van de buitentemperatuur zodanig regelen dat een te hoog oplopen van de..tempe-15 ratuur niet· op kan treden, maar voor deze inrichtingen is opnieuw een buitenshuis aangebrachte temperatuuropnemer nodig, met de voomoemde nadelen.

• De uitvinding beoogt de bezwaren van de bestaande regelinrichting op te heffen en te voorzien in een inrichting voor temperatuurregeling 20 die het mogelijk maakt om met behulp van slechts één temperatuuropnemer er voor te zorgen dat 1) de temperatuur in de ruimte op een tevoren bepaald tijdstip op een tevoren bepaalde gewenste waarde (de nominale waarde) gebracht kan worden, zonder dat deze nominale waarde te vroeg of te laat wordt bereikt; 25 2) de temperatuur in de ruimte gedurende een tevoren bepaalde tijdsduur op de nominale waarde gehouden kan worden met minimale afwijkingen van deze nominale temperatuur; 3) de temperatuur in de ruimte op een tevoren bepaald tijdstip op een waarde gebracht kan worden die b.v. 1°C lager is dan de nominale waarde 30 en 4) de temperatuur in de ruimte gedurende de periode dat de verwarmingsinstallatie in wezen is uitgeschakeld bewaakt kan worden om indien deze temperatuur beneden een tevoren bepaald niveau daalt de verwarmingsinstallatie in te schakelen, om zodoende deze installatie tegen bevrie- 35 zing te beschermen.

De stappen 1) t/m 4) in de temperatuurregeling zullen in het hierna volgende verder worden genoemd:het optimaal inschakelen; de 8200409 \ 1 i. * j-ί-:—; :------:----i % -3— Ί ‘ j , thermostaatregeling? het optimaal uitschakelen en de vorstbescherming.

De uitvinding voorziet hiertoe in een inrichting voor het regelen van de temperatuur omvattende tenminste een temperatuurgevoelig , element, middelen voor het gedurende opeenvolgende tijdsintervallen meten 5 ; en berekenen van de temperatuur, middelen voor het berekenen van het • temperatuurverschil over opeenvolgende tijdsperioden? een geheugen . voor het opslaan van het berekende temperatuurverschil, middelen voor het berekenen van de variatie in het temperatuurverschil over opeenvolgende ‘10 - perioden, een geheugen voor.het opslaan van de berekende variatie, ; ; middelen voor het vergelijken van de gemeten temperatuur, het gemeten temperatuurverschil en de gemeten variatie in het temperatuurverschil met in een geheugen opgeslagen tijd- en temperatuurwaarden en middelen om in reactie.op een uitgangssignaal van de vergelijkingsmiddelen een 15 besturingssignaal af te geven voor het .in- of uitschakelen van een : verwarmings- of koelingsinrichting.

De uitvinding zal in het hierna volgende nader worden besproken aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld onder verwijzing naar de tekening. Er wordt op gewezen dat het uitvoeringsvoorbeeld gericht is op 20 een temperatuurregeling voor een verwarmingsinstallatie in een woonhuis, maar dat de regeling met hetzelfde nut toepasbaar is bij om het even welke verwarmingsinstallatie voor welke ruimte dan ook en dat de regeling ook toepasbaar is bij airconditioning installaties.

In de tekening toont: 25 fig. 1 schematisch het temperatuurverloop gedurende een bepaalde tijdsperiode? fig. 2 een tabel A waarin gegevens· voor de gewenste inschakel-tijd zijn opgenomen? fig. 3 een tabel B met gegevens betreffende de variaties in 30‘ het temperatuurverloop (4 t) versus variaties in 4t(A t') voor een bepaald temperatuurgebied? fig. 4 een tabel C waarin gegevens zijn opgenomen voor het corrigeren van waarden uit tabel B voor andere temperatuurgebieden? fig. 5a schematisch het temperatuurverloop bij een conventionele 35 thermostaatregeling? fig. 5b het temperatuurverloop bij de regelinrichting volgens de uitvinding; en fig. 6 een blokschema van de inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 1 toont schematisch het gewenste temperatuurverloop ge-40l_. durende een tijdsperiode die gelegen is tussen een moment enige tijd 8200409 / \ V · -4- na het 's-avonds uitschakelen van de verwarmingsinstallatie en een moment waarop de gewenste temperatuur reeds enige tijd bereikt is.

Langs de horizontale as is de tijd uitgezet en langs de verticale as de temperatuur. Voor het beschrijven van de werking van de inrichting .5 volgens de uitvinding wordt uitgegaan van de situatie op een tijdstip dat gelegen is rond.twee uur 's-nachts terwijl er voorshands tevens er van wordt uitgegaan dat de temperatuur 's-nachts niet een tevoren instelbare onderste grenswaarde overschrijdt, welke grenswaarde wordt ingesteld om bevriezing tegen te gaan.

10 Gedurende de periode vanaf twee uur 's-nachts wordt de tempera tuur voortdurend gemeten met behulp van een temperatuurgevoelig orgaan ' dat in fig. 6 met verwijzingscijfer 1 is aangegeven, dit temperatuurge- voelige element kan bvv. een temperatuurgevoelige weerstand zijn.

De waarde van de temperatuur wordt, bepaald door met, behulp van het 15 temperatuurgevoelige orgaan een pulslengte te doen variëren, waarbij de lengte van. de puls een maat is voor de gemeten temperatuur, deze meting kan b.v. iedere 20 millisec. worden uitgevoerd. De meetwaarden worden opgeslagen in een geheugen 4 en met behulp van een rekeneenheid 3 (CPU) van de inrichting wordt voortdurend een waarde berekend voor 20 de gemiddelde daling van de temperatuur in procent over een voorafgaande periode van 30 min- Tevens wordt een waarde berekend voor At’, d.w.z. de waarde van At, die de mate van verandering in het verloop van Δ t aangeeft.

In het geheugen 5 van een inrichting zijn gegevens opgeslagen 25 voor het berekenen van het optimale inschakeltijdstip van de verwarmingsinstallatie en voor het berekenen van het optimale uitschakeltijdstip, welk laatste aspect nog nader zal worden beschreven. De in het geheugen .opgeslagen gegevens kunnen weergegeven worden in tabellen.

Fig. 3 toont tabel A waarin zijn aangegeven de temperatuur ten 30 tijde van het ontsteken van de verwarmingsinstallatie t en de waarde voor ieder temperatuurverschil tussen de voor overdag ingestelde nominale temperatuur t en t. (t -t.), waarbij zowel de waarden van t.

s x s x x als van ts~t^ in een aantal temperatuurgebieden zijn verdeeld.

Uit tabel A kan voor iedere combinatie van een t.-waarde en een(t -t.)- i si 35 waarde afgelezen worden een tijd en een tijd T£. is de tijd die bij een bepaalde begintemperatuur nodig is om de temperatuur in de ruimte te verhogen van t^tot (t^ + 0,5)°C en is de tijd die nodig is om vanaf 8200409 ---7---- -5- de temperatuur (t. + 0,5)°C de gewenste temperatuur t te bereiken.

De waarde van is in de tabel aangegeven in minuten en de waarde van in minuten/°C, hetgeen impliceert dat voor het bepalen van de uit de tabel afgelezen waarde moet worden vermenigvuldigd met de waarde van 5 t - (t. + 0,5) in °C. s i

Met behulp van de tabel is redelijk nauwkeurig het. optimale ont- stekingstijdstip voor de verwarmingsinstallatie te bepalen. Gebleken is echter dat wanneer gedurende de nacht externe-effekten de temperatuur in de ruimte beïnvloeden, d.w.z. wanneer de temperatuur sneller dan ge- 10 woonlijk daalt of stijgt of een verandering in de mate van dalen of stijgen optreedt, het met. behulp van de waarden uit tabel A berekende optimale ontstekingstijdstip aanzienlijk af kan wijken van het in feite -gewenste ontstekingstijdstip. Dit kan er in resulteren.dat de temperatuur te vroeg de waarde t bereikt, hetgeen energieverspilling betékent, s .

15 of dat de temperatuur t te laag wordt berekend, hetgeen het comfort s nadelig beïnvloedt.

Om met voornoemde afwijking rekening te houden zijn in het geheugen ook gegevens opgeslagen betreffende Λ t en At'. Deze waarden zijn eveneens weer te geven in een tabel, zoals tabel B- die in fig. 3 is 20 getoond. Deze tabel geeft voor iedere combinatie van waarden vanAt in procent en 4t' in procent een tweetal waarden, waarbij tevens rekening gehouden wordt met het teken, plusteken of minus teken, van At*.

De waarden uit tabel B vormen correctiefaktoren voor de waarden die zijn weergegeven in tabel A. Daarbij is de bovenste waarde in een 25 vakje in tabel B de correctiefaktor voor en de onderste waarde de correctiefaktor voor .

De in fig. 3 weergegeven tabel B behoort bij een specifiek tempe-ratuurgebied van t^ in tabel A. Om tabel B ook toe te kunnen passen bij andere temperatuurgebieden van t^ wordt gebruik gemaakt van een in fig. 4 30 getoonde tabel C. Deze tabel C geeft voor andere temperatuurbanden dan die waarbij tabel B behoort correctiefaktoren voor de in tabel B genoemde waarden. Het is echter vanzelfsprekend ook mogelijk om in plaats van tabel C gebruik te maken van een tabel B voor ieder-temperatuurgebied uit tabel A. In dat geval zal echter de benodigde geheugenruimte voor het 35 opslaan van de gegevens aanzienlijk groter zijn.

Aan de hand van een voorbeeld zal nu de berekening van het optimale inschakeltijdstip worden toegelicht. Stel dat op een dag X de volgen·- 8200409 “fi ctie

de waarcta/Öoor het temperatuurgevoelige element in samenwerking met de rekeneenheid zijn gemeten en/of zijn ingesteld door de gebruiker zijn: t. = 14°C

i t = 19°C s 5 A t= 1% Δ t’=+7% en dat voor een andere dag Y, die niet noodzakelijkerwijs op de dag X behoeft te volgen, de waarden gelden: t. 13°C .

10 t » 18',3?C

s A t. » 20% A t' =+io% . . Uit tabel A. is op ~ dag Y nu af te lezen dat voor dag X gold:

Tj = 39 min.

15 T0 = 23 min./°C x (t -t.) 2 si

Wanneer nu Δ t op dag Y kleiner zou zijn dan 2,5%, dan zouden de waarden uit tabel A zonder correctie worden toegepast voor dag Y, omdat dan de afwijking tussen de uit tabel A afgelezen waarde en de werkelijk benodigde waarde zeer gering zou-zijn. Wanneer echter At groter is 20 dan 2,5% zou een te grote afwijking in de berekening van het optimale inschakeltijdstip optreden wanneer alleen van de waarden uit tabel A gebruik zou worden, gemaakt. Om dit te vermijden wordt tevens gebruik gemaakt van tabel B. Uit tabel B zi.jn de correctiefaktoren af te lezen voor een Δ t van 20% en een At' van +10%, t.w. 1,45 en 1,60 in 25 een temperatuurband van die loopt van 12e-14°. Wanneer t^ op dag Y in een ander temperatuurgebied gelegen zou. zijn zou tevens gebruik gemaakt worden van. tabel C om correctiefaktoren te vinden voor de uit tabel B gevonden waarden.

Voor dag Y wordt nu gevonden = 39 x 1,6 min. =62,4 min.

30 en voor - 23 min./°C x 1,45 = 33,35 min./°C. Wanneer wordt verondersteld dat t - t. = 5,3°C, dan is de totale voorverwarmingstijd die S 1 nodig is om op het gewenste tijdstip, b.v. 7 uur 's-ochtends, een temperatuur t bereikt te hebben: 62,4 + (5,3 x 33,35) = 239.15 min., s zodat de installatie op dag Y om 3:01 uur ingeschakeld moet worden.

35 Gedurende de gehele tijd vanaf het uitschakelen van de verwarmings-installatie berekent de rekeneenheid vele malen per sec. de benodigde voorverwarmingstijd en berekent of het door de gebruiker ingestelde 8200409 -7- S' -« tijdstip minus de berekende, benodigde tijd gelijk.is aan.de werkelijke tijd. Indien dit het geval is wordt de installatie ingeschakeld en wanneer dit nog niet het geval is gaat de rekeneenheid over op een volgende o berekening.

5 Na; het .inschakelen wordt de tijd gemeten die benodigd is om van de temperatuur t^ op het inschakeltijdstip te komen tot de temperatuur t^ + 0,5°C. Wanneer deze tijd afwijkt van de met behulp van de tabellen bepaalde tijd wordt de verhouding van de werkelijke tijd en de gemeten • tijd berekend en als correctiefaktor gebruikt voor het aanpassen van de 10 tijd T2* Dit impliceert wanneer korter is dan verwacht, de installatie na het bereiken van t^ + 0,5°C gedurende enige tijd wordt uitgeschakeld om te vermijden dat de gewenste temperatuur t te vroeg wordt bereikt.

Wanneer T, langer is dan verwacht, is correctie vanzelfsprekend niet A » meer mogelijk en blijft de installatie voluit, branden.

.15 Wanneer de installatie gedurende de gehele periode vanaf het inschakeltijdstip tot het tijdstip dat de nominale temperatuur bereikt moet zijn ingeschakeld is geweest, worden de met behulp van de tabellen A, B en C berekende tijden vergeleken met de werkelijk'opgetreden tijden en T£ en de bereikte temperatuur op het tevoren bepaalde tijdstip.

20 Wanneer deze werkelijke waarde minder dan 5% afwijkt van de gebruikte waarden, wordt dit verschil buiten beschouwing gelaten, bij grotere verschillen wordt echter tabel A aangepast wanneer alleen deze tabel werd gebruikt en worden alleen de tabellen B en C (dus niet tabel A) aangepast wanneer ook de tabellen B en eventueel tabel C werd gebruikt.

25 De maximaal op de waarden van de tabellen aan te brengen correctie wordt echter beperkt tot b.v. maximaal 10% om te voorkomen dat een eenmalig optredende, zeer grote afwijking een groep waarden in de tabellen geheel zou ontregelen.

Op de voornoemde wijze zijn de tabellen dus zelf corrigerend 30 en worden de waarden in de tabellen automatisch gedurende het gebruik ingeschreven. Wanneer bij het gebruik van de tabellen gebieden in de tabellen gebruikt moeten worden waarvoor de tabellen geen waarden geven, dan worden deze waarden op gebruikelijke wijze met behulp van de rekeneenheid door extra polatie vastgesteld.

35 Bij het voor de eerste maal installeren van de temperatuurregel- inrichting volgens de uitvinding zijn in de tabellen een aantal op praktijkgegevens gebaseerde waarden opgenomen, welke op de bovenbeschre- 8200409 ’ * t Γ" " * « 5 · ί -8- ί i i ·

. I

ven wijze gedurende het gebruik worden vervangen door de feitelijke, voor de specifieke omgeving waar de inrichting.is geplaatst, benodigde ‘ gegevens. Alhoewel in het voorgaande steeds gesproken is over tabellen, zal het duidelijk zijn dat dit slechts ter vereenvoudiging van de i 5 :· beschrijving is gebeurd ën dat.de waarden uit de tabellen in feite : ingeschreven zijn in het geheugen 4.

Wanneer de temperatuur de gewenste nominale waarde bereikt heeft ! · | gaat.de temperatuurregeling.over op.de thermostaatregeling, waarbij de ' temperatuur de gehele dag zo-nauwkeurig mogelijk op de gewenste waarde.

10 wordt gehouden. Bij gebruikelijke thermostaatregelingen gebeurt dit • door de verwarmingsinstallatie in te schakelen wanneer de temperatuur een bepaalde waarde, bèV. 0,5°C, beneden de ingestelde waarde is gedaald • I en de installatie weer uit te schakelen bij het bereiken van de gewenste temperatuur. Een bezwaar van dit type regeling is, dat vooral in het 15 voor- en najaar, wanneer de buitentemperatuur relatief hoog is, de in de leidingen van de verwarmingsinstallatie aanwezige hoeveelheid warm water ten tijde van het uitschakelen door de thermostaat zo groot is, dat.de temperatuur nog ver doorloopt, tot boven de ingestelde waarde, na iedere keer dat de installatie ingeschakeld is geweest.

.20 Om dit probleem te ondervangen maakt de temperatuurregeling volgens de uitvinding gebruik van een regeling waarbij evenals bij de conventionele regeling de installatie wordt uitgeschakeld bij het bereiken van een bepaald temperatuumiveau. Wanneer de installatie echter door meting.vaststelt dat de temperatuur te ver boven de 25 gewenste waarde uitschiet, wordt gebruik gemaakt van een tweede type regeling waarbij de installatie na verloop van een,bepaalde tijd na het inschakelen wordt uitgeschakeld, onafhankelijk van de op dat tijdstip bereikte temperatuur.

Deze regeling berust op de gedachte dat het uitschakelen van 30 de verwarmingsinstallatie altijd plaats moet. vinden bij een temperatuur die hoger is dan de temperatuur waarbij de installatie is ingeschakeld. Het kan echter zijn dat zelfs bij kleine meetstappen ter grootte van ± 0.05°C na het uitschakelen de temperatuur toch nog te hoog oploopt. Om dit probleem te ondervangen wordt bij het te hoog 35 oplopen van de temperatuur de installatie niet meer uitgeschakeld bij het bereiken van een temperatuur die iets hoger is dan de uitschakel- 8200409

' * ' ' ; · I

λ.

—1 * -Γ^ ...... .......... i ! •! ; -9- ί , » * t ' τ temperatuur, maar wordt de installatie uitgeschakeld na het verloop van i : een bepaalde tijd na het inschakelen. De werking van deze regeling zal in het hierna volgende worden besproken onder verwijzing naar fig. 5a ï en fig. 5b.

]5. ! Fig. 5a toont het verloop van. de temperatuur in de tijd bij een conventionele thermostaatregeling, waarbij het uitschakelen van de j' ' verwarmingsinstallatie plaatsvindt, wanneer de temperatuur een bepaalde i ' \ l 1 ; waarde gestegen is boven de temperatuur waarop de thermostaat de. ver- \ i ’ ί : warmingsinstallatie inschakelt. In fig. 5a is de nominale temperatuur 10 t aangegeven alsmede de grenzen waarbinnen de. temperatuur., gedurende de thermostaatregeling diént te blijven. Bij wijze van voorbeeld is dit . gebied gekozen van t + 0,5°Ctott - 0,5°C. In fig. 5a daalt de tempe-i" > s s ; ’ ratuur aanvankelijk vanaf de waarde t tot een waarde t , bij welke ' S cl waarde de verwarmingsinstallatie wordt, ingeschakeld. Tengevolge van de * 15 traagheid in het systeem zal de temperatuur eerst voor enige tijd dalen en de temperatuur t is zodanig gekozen dat de onderste waarde van de

• cL

temperatuur niet beneden de grens t - 0,5°C daalt.. Vervolgens zal de s temperatuur stijgen en wordt de installatie uitgeschakeld wanneer de temperatuuropnemer een temperatuurwaarde detecteert die een weinig hoger 20 is dan de waarde t b.v. 0,05°C hoger. Vooral bij hogere buitentempera-

SL

turen kan het nu gebeuren dat de temperatuur uitstijgt boven de waarde t, +0,5 eC, hetgeen ongewenst is. Het is'niet mogelijk om het.uitschakel-s tijdstip van de installatie op een lagere temperatuurwaarde te kiezen dan t , omdat een dergelijke waarde tengevolge van het verloop van de dl 25 temperatuurkromme niet eenduidig te detecteren is. De inrichting volgens de uitvinding berekent op ieder inschakeltijdstip bij de temperatuur ta de tijd die nodig is om de uitschakeltemperatuur, d.w.z. t + 0,05°C. te bereiken, deze tijd wordt opgeslagen in geheugen 4. Wanneer in een 1 bepaalde periode in de thermostaatcyclus blijkt dat de temperatuur niet 30: door het verder verlagen van de uitschakeltemperatuur binnen het gewenste temperatuurgebied kan worden gehouden, schakelt de inrichting volgens de uitvinding de verwarmingsinstallatie uit na verloop van een bepaalde tijd na het inschakeltijdstip, onafhankelijk van de op dat moment bereikte 8200409 -·' ·· Ί—ί—:---:-:----------------------ί -10- i · - -.temperatuur. Deze situatie is getoond in fig. 5b. De waarde van de tijd wordt bepaald door de temperatuurstijging boven de gewenste waarde in fig. 5a te vergelijken met de tijdsperiode die in de situatie van fig. 5a nodig was om van t te komen tot t + 0,05°C en de tijd 3. cl 5 in evenredigheid met deze waarde te verkleinen. Wanneer in deze situa-. : tie blijkt dat nog steeds oververhitting optreedt, wordt de waarde van overeenkomstig de in werkelijkheid gemeten waarde verder verkort, ; terwijl Tj vanzelfsprekend langer wordt gekozen wanneer de gewenste tem- - I peratuur in het geheel niet bereikt wordt. Wanneer de thermostaat op de ' i £ . . ί 10 temperatuur-tijdwijze werkt wordt voortdurend de temperatuur bepaald waarbij uitschakelen van de installatie plaatsvindt, wanneer deze temperatuur gelegen is op een hoger niveau dan t wordt voor de volgende cyclus * ci overgegaan op de normale temperatuur-temperatuurregeling. Het is nl.

' ongewenst om· voor lange, tijden gebruik te maken van de temperatuur-15 tijdregeling, omdat variaties in de temperatuur gedurende, de periode dat de installatie is ingeschakeld, bij langere inschakeltijden. voor een ontregeling zouden zorgen.

Met behulp van de thermostaatregeling volgens de uitvinding is het mogelijk om het gehele jaar, onafhankelijk van de buitentemperatuur 20 en de warmtecapaciteit van de verwarmingsinstallatie, de temperatuur binnen het gewenste temperatuurgebied te houden waarbij bij hogere buitentemperaturen de installatie slechts zeer kort is. ingeschakeld en bij lagere buitentemperatuur gebruik wordt gemaakt van een normale temperatuur-temperatuurregeling. Daarbij heeft de inrichting volgens de 25 uitvinding het grote voordeel dat slechts één temperatuuropnemer nodig is voor het verkrijgen van een zeer nauwkeurige temperatuurregeling.

Vanzelfsprekend kan de in het voorgaande beschreven regeling ook worden toegepast op koelsystemen en bij systemen waarbij een ander verwarmingsmedium wordt toegepast dan water.

30 Wanneer gedurende de nacht de temperatuur daalt beneden een tevoren b.v. . .

bepaalde waarde dient, om/bevriezing van de verwarmingsinstallatie te voorkomen, de installatie te worden ingeschakeld. Gedurende deze periode wordt de temperatuur gehandhaafd in een gebied rond een bepaalde waarde b.v. 5°C, waarbij met voordeel gebruik kan worden gemaakt van de in het 35 voorgaande beschreven thermostaatregeling, waarbij echter de waarde t s wordt vervangen door de nieuwe temperatuurwaarde van b.v. 5°C. Met behulp van 8200409 . ,—.---:--: : i ! ' ; -li- i : - i I ; de thermostaatregeling wordt de temperatuur dan binnen een gebied van 4,5 - 5,5eC gehouden. Wanneer dë2e situatie optreedt, worden in deze t .

; periode steeds de waarden.van At enAt' bepaald gedurende de ' ! tijd dat de temperatuur daalt van een waarde rond 5,5eC naar een waarde |5 Γ rond 4,5°C. Deze nieuwe waardei van A t en A t*. worden gebruikt , voor het bepalen van het optimale inschakeltijdstip van de installatie ' , ' . en vervangen de waarden van At en A t1 welke bepaald werden in de j periode vooraf aan het tijdstip dat de laagste toelaatbare temperatuur., : in dit geval 5eC, bereikt, werd. Door het toepassen van deze correctie ' - ' ’ j.

10 is een optimaal berekenen van het inschakeltijdstip toch mogelijk, omdat rekèning wordt gehouden met het feit dat bij een lang ingeschakeld zijn van de verwarmingsinstallatie gedurende de nacht, bij b.v. een zeer j. ’ lage buitentemperatuur, de waarden van At en At' in de laatste ver- ! warmingsperiode vooraf aan het inschakelen van de installatie tenge- 15 volge van de optimaliseringsberekening, aanzienlijk af kunnen wijken van. de waarden van At en A t' die berekend werden vooraf aan de periode van vorstbescherming of de tevoren bepaalde nachttemperatuur.

Voor het berekenen van het optimale uitschakeltijdstip 's-avonds, meet de inrichting, gedurende iedere inschakelperiode tijdens de thermo- in- en 20 staatregeling overdag het tijdsverloop tussen opeenvolgende/uitschakel-tijdstippen, deze gemeten waarden worden opgeslagen in het geheugen 4.

De gemeten waarde wordt gedurende de thezmostaatregeling voortdurend door de meest recente waarde vervangen. Tevens wordt voortdurend het temperatuurverschil t^ - (t^ - l°c) gemeten en wordt de tijd bepaald 25 die nodig is om van de waarde t^ te dalen tot een waarde tg - 1ÖC.

Deze tijd kan bepaald worden doordat de helling van. de temperatuur, A t, voortdurend wordt bepaald.

Door de gebruiker van de installatie is een tijdstip in het geheugen ingevoerd waarop de temperatuur een waarde t — 1°C bereikt mag s 30 hebben, omdat de verwarmde ruimte op dat tijdstip verlaten zal worden.

De inrichting bepaalt,in het geval dat de temperatuur stijgt,of de tijd die nodig is om van het uitschakeltijdstip te komen tot het inschakeltijdstip plus de tijd die nodig is om van de temperatuur t^ te komen tot een temperatuur tg - 1°C groter is dan de gepro-35 grammeerde uitschakeltijd minus de momentele tijd. Indien dit het geval is wordt de verwarming op dat moment uitgeschakeld. Wanneer de tempera-tuur constant is of daalt wordt bepaald of de tijd die nodig 8200409' ί : I -12- i !

( · is om van de. momentele temperatuur te komen tot een temperatuur t - 1°C

groter is dan de tijd. die gelegen is tussen de momentele tijd en het uitschakeltijdstip. Indien dit het geval is wordt de verwarming uitgeschakeld.

Si ' Het zal duidelijk zijn dat de voorgaande cyclus voortdurend wordt doorlopen en voortdurend nieuwe tijden -worden berekend totdat de inrich-’ ting constateert dat. het gewenste uitschakeltijdstip bereikt is.

? De in fig. 6 getoonde inrichting toont naast de reeds beschreven S ; onderdelen een aanpassingsketen. 6'waarmee een aantal ingangsklemmen 10 7a t/m d. verbonden zijn, via welke ingangsklemmen signalen voor het programmeren van de inrichting kunnen worden toegevoerd. Tevens bezit deze keten 6 een aantal uitgangsleidingen 8a t/m d, waarbij b.v.. via j . » r * i leiding- 8a een stuursignaal voor een relais 9 kan worden afgegeven welk relais 9 een schakelcontact 9a voor het inschakelen van de pomp van de 15 verwarmingsinstallatie bedient. Via leiding 8d kan een relais 10 gestuurd worden, dat een schakelcontact 10a bestuurt voor het inschakelen van de verwarmingsinstallatie. Met de leidingen 8c en 8d kunnen b.v. indica- tiemiddelen. voor het. aangeven van de toestand van de regelinrichting 13 worden verbonden in de^vorm van lichtgevende diodes/of cijfer-of letter-20 weergeefinrichtingen/ De keten 6 ontvangt informatie via een adresrail 11 welke het gegevensgeheugen 4, het programmageheugen 5 en de keten 6 koppelt met de centrale rekeneenheid 3. De centrale rekeneenheid 3 ontvangt gegevens uit de keten 6, het gegevensgeheugen 4 en het programmageheugen 5 via een gegevensrail 12. De rails 11 en 12 verbinden 25 tevens de geheugens 4 en 5 en de keten 6 onderling voor het uitwisselen van gegevens en van· besturingssignalen.

In het voorgaande is een regelinrichting beschreven voor het gedurende 24 uur per dag optimaal regelen van een verwarmingsinstallatie, waarbij het mogelijk is om zonder enig .energieverlies op een bepaald ' 30 tijdstip de temperatuur in een te verwarmen ruimte op een tevoren bepaalde gewenste waarde te brengen; deze temperatuur gedurende de gehele dag in een smal gebied rond de gewenste waarde te houden J de verwarmingsinstallatie. op een zodanig tijdstip uit te schakelen dat bij het verlaten van de te verwarmen ruimte de temperatuur b.v.

35 1°C beneden de gewenste waarde gedaald is, hetgeen het comfort niet nadelig beïnvloedt; en om gedurende de nacht de verwarmingsinstallatie 82 0 0 4 0 9

V

ί : -i3- : j ί ; : in te schakelen wanneer de temperatuur een te lage waarde bereikt, . waarbij een gevaar van bevriezing ontstaat.

; De opbouw- en de werking van de inrichting volgens de uitvinding zijn in het voorafgaande slechts bij wijze van uitvoeringsvoorbeeld s 5 ; beschreven. Voor een deskundige zal het. duidelijk zijn dat vele modifies- ί ί ties mogelijk zijn. Deze modificaties worden echter geacht binnen het kader van.de uitvinding, zoals dat omschreven is in de bijgaande conclusies, te vallen.

I 9 e f ; ‘ ' . . t.

8200409

Claims (10)

1. Inrichting voor het regelen van temperatuur gekenmerkt door t j tenminste een temperatuurgevoelig element, middelen voor.het gedurende _ i‘ opeenvolgende tijdsintervallen meten en berekenen van de temperatuur, t middelen voor het berekenen van het temperatuurverschil over opeenvol-> 5 gende tijdsperioden; een geheugen .voor het opslaan van het berekende ; temperatuurverschil, middelen voor het berekenen van de variatie in | · · het temperatuurverschil oer. opeenvolgende perioden, een geheugen voor het opslaan van de berekende variatie, middelen voor het vergelijken van de gemeten temperatuur, het gemeten temperatuurverschil en de gemeld ten variatie in het temperatuurverschil met in een geheugen opgeslagen ί tijd- en temperatuurwaarden en middelen om in reactie op een uitgangs- t - j. ! signaal vait.de vergelijkingsmiddelen een.besturingssignaal af te geven i voor het in- of uitschakelen van een verwarmings- of koelingsinrichting.

2. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat voorzien 15 is in middelen om de temperatuur bij het bereiken van een tevoren bepaalde waarde binnen een tevoren bepaald gebied rond deze waarde te regelen, en in middelen om een inschakelsignaal voor de verwarmings-of koelingsinrichting. te verschaffen bij.het detecteren van een eerste . temperatuurwaarde en een· uitschakelsignaal te verschaffen bij een . 20 tweede temperatuurwaarde, die resp. hoger of lager is dan de eerste waarde en middelen om het tijdverloop tussen het inschakeltijdstip· en het uitschakeltijdstip te meten en de gemeten waarde op te slaan in. een geheugen en middelen om bij het bereiken van. een grenswaarde van de tweede temperatuur het uitschakelsignaal te verschaffen na ver-25 loop van een bepaalde tijdsduur na het verschaffen van het inschakelsignaal, waarbij deze tijdsduur korter is dan de gemeten tijd en afhankelijk, is van de mate waarin een grenswaarde van het temperatuurgebied is overschreden.

3. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat voorzien 30 is in middelen om bij het bereiken van de gewenste temperatuurwaarde de uit het geheugen afgelezen waarden, die het tijdstip voor het af-geven van een besturingssignaal bepalen, te vergelijken met de feitelijk verlopen tijd en bereikte temperatuur en om bij afwijkingen tussen de gebruikte en feitelijke waarden de gebruikte waardeite vervangen • '~35 door de feitelijke waarden. 82 0 0 4 0 9 I -15- ' * * t I , i

4. Inrichting volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de middelen voor het vervangen van waarden in het geheugen slechts bij afwijkingen , tussen gebruikte en feitelijke waarden in een tevoren bepaald gebied * geactiveerd zijn.

5 ! 5. Inrichting volgens tenminste een der voorgaande conclusies ' j met het kenmerk, dat in het geheugen een tijdsduur is -opgeslagen voor het tijdsverloop tussen het afgeven van het inschakelsignaal en het be-: reiken van een- eerste temperatuur die een bepaalde waarde hoger is dan de temperatuur, ten tijde van het afgeven van het inschakelsignaal en een ;10 waarde welke het aantal minuten bepaalt dat nodig is om de temperatuur met 1°C te doen stijgen na het bereiken van de eerste temperatuur.

. 6. Inrichting volgens conclusie 5 met het kenmerk, dat.de eerste temperatuurwaarde 0,5°C hoger is dan de temperatuur ten tijde van • het afgeven van het inschakelsignaal.

7. Inrichting volgens tenminste een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat bij een temperatuurverschil dat kleiner is dan een tevoren bepaald percentage slechts een eerste groep waarden uit het geheugen het tijdstip voor het. afgeven van een besturingssignaal bepaalt.

8. Inrichting volgens conclusie 6 met het kenmerk, dat bij een tem peratuurverschil dat groter is dan hettevoren bepaalde percentage een tweede groep waarden, welke bepaald is door £ t en A tr een correctiefaktor vormt voor de eerste groep waarden.

9. Inrichting volgens conclusie 7 of 8 met het kenmerk, dat 25 het tevoren bepaalde percentage 2,5°C is.

10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat voorzien, is in-middelen voor het weergeven van de in de geheugens opgeslagen waarden. 8200409 VEREENIGDE OCTROOIBUREAUX S-GRAVENHAGE (HOLLAND) O.A. Nr. 8200409 Ned. Beh. bij schrijven d.d. 22-4-1982 Dz/611 WIJZIGINGENBLAD blz. 6, regel 15 t^ wordt (t^ + 0,5); blz. 6, regel 31 t - t. = 5,3°C wordt / t -(t. + 0,5) / = 4,8°C; blz. 6, regel 33 (5,3 x 33,35) = 239.15 min.wordt (4,8 x 33,35) = 222.4( min."; 5 blz. 6, regel 34 3:01 uur wordt 3:17 uur. 8200409 545