REFERENCE VALUE SETTING FOR A TEMPERATURE CONTROLLER

Abstract: 1. A set point adjuster for a temperature controller for a heat source of a heating system for a building, comprising a bridge circuit, one branch of which includes a desired-value resistor (7, 8, 9) for selecting a desired room temperature whereas the other branch includes a series connection of a resistor (13) that is dependent on the outdoor temperature and of a fixed resistor (14), and the detector diagonal of the bridge comprises the slider (15) of the desired-value resistor and the junction (21) between the resistor that is dependent on the outdoor temperature and the fixed resistor and is coupled to an amplifier (18), the output of which is connected to the controller for the heat source, characterized in that the junction (21) between the resistor (13) that is dependent on the outdoor temperature and the fixed resistor (14) is connected to the amplifier (18) via a resistor (28 to 32) which is equivalent to a standard outdoor temperature, and a trimmer resistor (35) is connected in parallel to the amplifier (18) and is adjusted to a value which represents the temperature for which the heating system is designed.

Description: Sollwertgeber für einen Temperaturregler Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sollwertgeber für einen Temperaturregler gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Es sind Vorlauftemperaturregler für Wärmequellen zentral beheizter Sammelheizungen bekanntgeworden, bei denen der Sollwert in Abhängigkeit der Aussentemperatur gleitend vorgegeben wird, und zwar nach Art einer sogenannten Heizkurve. Hier erfolgt eine selbsttätige Sollwertvorgabe, wobei die Anderung der Vorlauftemperatur linear proportional zur Aussentemperatur vorgenommen wird. Derartige Heizkurven-Sollwertgeber besitzen Verstellmöglichkeiten für die Heizkurve, indem diese sowohl parallel zu sich verschoben werden kann als auch in ihrer Steilheit geändert, das heisst gedreht werden kann. Durch die Parallelverschiebung und die Drehung der Heizkurve kann der Sollwert-Geber des Reglers an die unterschiedlichsten Anwendungsfälle angepasst werden. Beispielsweise kann man hier Eigenheiten des Gebäudes, der Heizungsanlage sowie dem Klimagebiet des Aufstellungsortes Rechnung tragen. Diese bekannte Möglichkeit, vergleiche DE-OS 2004233, hat aber den Nachteil, dass eine empirische Entwicklung der Heizkurve für Jeden Anwendungsfall und Aufstellungsort notwendig ist. Das heisst in der Praxis, dass der Installateur der Heizungsanlage nach seinem Wissen eine ungefähre Einstellung der Heizkurve vornimmt, die dann mehr oder weniger häufig zu korrigieren ist. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Betreiber der Heizungsanlage beziehungsweise dem Installateur eine Sollwertgeber-Einstellmöglichkeit vorzugeben, wobei anhand normierter Grössen die Heizkurve exakt nach Massgabe der vorgenommenen Wärmebedarfsberechnung eingestellt werden kann, wobei also ein Experimentieren zum Finden der richtigen Lage der Heizkurve vermieden werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie der nach folgenden Beschreibung hervor, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren eins bis drei der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Figur eins ein Prinzipschaltbild nach der Erfindung, Figur zwei und drei Diagramme. In allen drei Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten. Eine Schaltung 1 gemäss Figur eins stellt einen Sollwertgeber für den Regler einer Heizungsanlage dar, der mit seinen Klemmen 2 und 3 an negative beziehungsweise positive Betriebsspannung angeschlossen ist. Vom Anschluss 3 führt eine Leitung 4 zu einem Verzweigungspunkt 5, von dem ein erster Brükkenast 6, der aus einer Reihenschaltung eines Festwertwiderstandes 7, eines Potentiometers 8 und eines weiteren Festwertwiderstandes 9 besteht, zu einem weiteren Verzweigungspunkt 10 führt, der über eine Verbindungsleitung 11 mit der Klemme 2 verbunden ist. Der zweite Brückenast 12 besteht aus der Serienschaltung eines Temperaturfühlerwiderstandes 13 und eines Festwertwiderstandes 14, der Ast wird an die Verzweigungspunkte 5 und 10 parallel zu dem Ast 6 angeschlossen. Der Fühlerwiderstand 13 ist ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten. Ein Schleifer 15 des Potentiometers 8 ist über eine Leitung 16 an den nicht invertierenden Pol 17 des Eingangs eines Verstärkers 18 angeschlossen, dessen Ausgang 19 über eine Leitung 20 an einen Eingang des nachgeschalteten Reglers angeschlossen ist. Von einer Verbindungsleitung 21 zwischen dem Fühlerwiderstand 13 und dem Festwertwiderstand 14 führt eine Leitung 22 zum nicht invertierenden Eingang 23 eines weiteren Verstärkers 24, dessen Ausgang 25 an eine Leitungsverzweigung 26 angeschlossen ist, an die eine Vielzahl von Festwertwiderständen parallel durch Einfügen je einer Kontaktbrücke 27 anschliessbar ist. Die einzelnen Widerstände 28, 29, 30, 31 und 32 stellen Festwertwiderstände unterschiedlicher Grössen dar, die mit ihren anderen Polen an einer Leitungsverzweigung 33 fest angeschlossen sind, wobei die Leitungsverzweigung 33 zum invertierenden Eingang 34 des Verstärkers 18 führt. Die Verstärkerstrecke vom invertierenden Eingang 34 zum Ausgang 19 überbrückt einen Trimmwiderstand 35, der einerseits an die Leitung 20, andererseits an die Leitung 33 angeschlossen ist. Sein Schleifer 36 ist gleichermassen an die Leitung 33 angeschlossen. Von der Leitung 11 führt eine Leitung 37 zur Leitungsverzweigung 26, in die Leitung 37 sind zwei Festwertwiderstände 38 und 39 eingefügt, der Verbindungspunkt 40 beider Widerstände ist über Leitung 41 mit dem invertierenden Eingang 42 des Verstärkers 24 verbunden. Zwischen den beiden Leitungsverzweigungen 26 und 33 ist regelmässig der Widerstand 28 angeschlossen. Bei Einfügen Je- weils einer der Kontaktbrücken 27 kann zusätzlich einer der Widerstände 29 bis 32 dem Widerstand'28 parallel geschaltet werden, so dass der Gesamtwiderstand zwischen dem Ausgang 25 des Verstärkers 24 und dem invertierenden Eingang 34 des Verstärkers 18 in Stufen variiert werden kann. Die gemäss Figur eins beschriebene Schaltung weist folgende Funktionen auf, die anhand der Diagramme gemäss Figuren zwei und drei dargestellt werden: In der Figur zwei ist auf der Abszisse die relative Belastung der Heizungsanlage von null bis eins dargestellt, wobei dieser relativen Belastung bestimmte Werte der Aussentemperatur zugeordnet sind. Im dargestellten Beispiel ist also davon ausgegangen worden, dass einer Aussentemperatur von -20 C die Maximalleistung der Heizungsanlage zugeordnet ist, während eine Leistung von 10 Prozent der Anlage bei einer Aussentemperatur von +160 erfolgt. Die Zusammenhänge zwischen Anlagenbelastung und Aussentemperatur können als linear proportional angesehen werden. Auf der Ordinate ist einmal die mittlere Heizkörperübertemperatur in C angegeben und zum zweiten die mittlere Heizkörpertemperatur gleichfalls in 00. Es wird weiterhin davon ausgegangen, dass durch die Heizkör per der Sammelheizungsanlage ein bestimmter Wasserdurchsatz erfolgt, der frei wählbar, aber dann vorgegeben ist. Eine Androsselung dieses Durchsatzes durch Thermostatventile entfällt bei diesen Überlegungen einstweilen. Somit ergibt sich bei Verwendung von Radiatoren als Heizkörper die Kurve 52, die, ausgehend von dem Punkt 625 bis zum Punkt 63 verläuft. Der Punkt 62 ergibt sich daraus, dass bei einer gewünschten Raumsolltemperatur von beispielsweise 200 die Vorlauftemperatur diesen Wert nicht überschreiten darf. Die mittlere Heizkörperübertemperatur muss gegenüber der Raumtemperatur null sein, die mittlere Heizkörpertemperatur darf folglich die Raumtemperatur nicht übersteigen. Der Punkt 63 ergibt sich dadurch, dass man einer nach DIN 4701 festgelegten tiefsten Aussentemperatur die maximale Belastung der Heizungsanlage zuordnet. Der Krümmungsverlauf der Kurve 52 zwischen beiden Punkten ergibt sich aus der Charakteristik der Heizkörper. Die Kurve 53 liegt gleichermassen zwischen den Punkten 62 und 63 und ergibt sich dann, wenn als Heizkörper Konvektoren gewählt werden. Zwischen den Kurven 50 und 51, die der sich bei Beheizung mit Radiatoren ergebenden Kurve 52 zugeordnet sind, liegt also regelmässig die Kurve 52. Die Punkte 64 und 65 ergeben sich hierbei dadurch, dass die maximal höchste Vorlauf- und Rücklauftemperatur bei voller Belastung der Heizzungsanlage vorgegeben wird, was zu den Auslegedaten der Anlage gehört. Der Abstand zwischen den Kurven 50 und 51 verringert sich mit fallender Vor- beziehungsweise Rücklauftemperatur, der Abstand wird im Punkt 62 schliesslich null. Der Einfachheit halber sind die Kurven 50 und 51 als stufenweise geknickte Gerade gezeichnet, ohne dass sie zum Punkt 62 hingeführt sind. Werden die einzelnen Heizkörper, wie in der Regel üblich, durch vorgeschaltete Thermostatventile angedrosselt, so wird eine Vorlauftemperatur nach Massgabe der Kurve 55 gewählt, um dieses Androsseln zu ermöglichen. Da die Kurve 55 eine höhere Vorlauftemperatur vorgibt, als es eigentlich nach der Kurve 51 vorgesehen ist, liegt auch die sich einstellende Rücklauftemperatur in einer Kurve unterhalb der Kurve 50, um nach oben und unten gleiche Spreizungen bezüglich der Kurve 52 vorzunehmen. Bei den Diagrammen nach Figur drei ist gleichfalls von einer Radiatorenanlage ausgegangen worden, die mit einer Vorlauftemperatur von 900, einer Rücklauftemperatur von 700 und einer Sollraumtemperatur von 200 arbeitet. Der Unterschied zur Figur zwei besteht darin, dass die maximale Anlagenleistung von 100 Prozent nicht einer Aussentemperatur von -200, sondern einer solchen von -100 zugeordnet ist. Ansonsten haben die Kurven dieselbe Bedeutung. Es soll noch in beiden Figuren auf die Kurven 54 und 60 hingewiesen werden, die den Verlauf einer unterschiedlichen Raumtemperatur charakterisieren. Die Kurven kommen jeweils durch Gleichheit gewählter Raumtemperatur, Heizkörperübertemperatur von null und mittlerer Heizkörpertemperatur in gleicher Grösse der gewählten Raumtemperatur zustande. Durch Einschaltung eines der Widerstände 29 bis 32 parallel zum stets eingeschalteten Widerstand 80 durch Einfügen einer der Brücken 27 wird die Aussentemperatur festgelegt, bei der die maximale Heizleistung von 100 Prozent erreicht wird. Sind alle Brücken 27 entfernt, also nur der Widerstand 28 eingeschaltet, so ist die maximale Heizleistung der tiefsten Au ssentemperatur von -20 zugeordnet. Bei Einschalten des Widerstandes 29 zusätzlich, findet eine Zuordnung von -180 zu 100 Prozent statt, bei Einschalten des Widerstandes 30 eine Au ssentemperatur von -160 zu den erwähnten 100 Prozent und so weiter. Durch Einschaltung der Brücken 27 werden somit jeweils die Punkte 63, 64 und 65 in ihrem Abszissenwert vorverlegt. Der zugehörige Ordinatenwert der Punkte ergibt sich durch eine Verstellung des Schleifers 36 am Trimmwiderstand 35. Der Widerstand 35 beziehungsweise der eingestellte Teilwiderstand wirkt als Gegenkopplung zum Verstärker 18. Je höher der mittels des Schleifers 36 eingestellte Widerstandswert ist, um so kleiner ist die Gegenkopplung, um so höher ist die Ausgangsspannung auf der Leitung 20. Eine Verstellung zu höheren Widerstandswerten bringt somit eine Anhebung des Ordinatenwertes. Eine Verstellung des Schleifers 15 des Potentiometers 8 bewirkt eine Änderung des Sollwertes der Raumtemperatur, im Ausführungbeispiel war sie für 200 gewählt. Wird eine Schleiferstellung entsprechend einer Raumtemperatur von 250 ein gestellt, so wird die für 200 gewählte VorlauStemperaturkur- ve 55 parallel zu sich selber entlang der Kurve 54 zu höheren Werten verschoben. Bei einer Absenkung der gewählten Raumtemperatur wird die Kurve 55 parallel zu sich selber zu tieferen Werten verschoben. Liegt demgemäss die gewählte Kurve der Vorlauftemperatur fest, was die vorgegebene Normaussentemperatur und die Auslegetemperatur aufgrund der gewählten Heizkörper angeht so findet eine Variation des Vorlauftemperaturwertes nur noch anhand des Messfühlerwiderstandes 13 statt. Mittels des Messfühlerwiderstandes 13 wird die Kurve 55 exakt abgefahren, Je nach dem Wert der gerade herrschenden Aussentemperatur, die auf der Abszisse aufgetragen ist. Ist demgemäss für ein zu beheizendes Gebäude aufgrund der Wär mebedarfsberechnung die Heizungsanlage bezüglich der Leistung der Wärmequelle und der Grösse der Heizkörper ausgewählt worden, so ist es dem Installateur möglich, anhand der tiefsten zu erwartenden Temperatur am Aufstellungsort die Zuordnung der Anlagenleistung zu dieser Aussentemperatur durch Einschalten einer der Brücken 27 vorzunehmen. Er kann weiterhin unabhängig davon durch Betätigen des Schleifers 36 die Auslegetemperatur der Anlage einstellen, also, womit er praktisch die Höhe der mittleren Heizkörperübertemperatur beziehungsweise der absoluten Heizkörpertemperatur gegenüber der Raumtemperatur vorgibt und diese der Anlagebelastung zuordnet. Der Benutzer kann dann durch Wahl der ihm genehmen Raumtem peratur durch Verstellen lediglich des Schleifers 15 seinen individuellen Wünschen Rechnung tragen. Beim Stand der Technik war es so, dass der Installateur nach der Montage der Heizung vorher in ihrem Verlauf festgelegte Heizkurven mit einem Schalter auswählen musste. Das hiess also, dass ausprobiert wurde, welche Heizkurve dem Benutzer am angenehmsten erschien. Durch die Erfindung ist es möglich, Normwerte einzustellen und die Komfortwahl dem Kunden zu über lassen. Hierbei ist es möglich, die Bewegung des Schleifers 15 in Graden der Raumtemperatur zu kalibrieren. Gleiches ist beim Schleifer 36 möglich, der in Graden der gewUnsch- ten Vorlauftemperatur kalibriert würde. Es muss allerdings darauf hingewiesen werden, dass die Einstellung des Schleifers 36 bezüglich der ihm zugehörigen Skala für eine Normraumtemperatur von 20 C gilt.

Claims: Ansprüche 1. Sollwertgeber für einen Temperaturregler einer Wär mequelle für eine Gebäudeheizung mit einer Brücken schaltung, deren einer Ast einen Sollwertwiderstand für eine gewünschte Raumtemperatur und deren ande rer Ast einen aussentemperaturabhängigen Widerstand und einen Festwertwiderstand in Serie liegend auf weist, und bei dem die Brückendiagonale aus dem Schleifer des Sollwertwiderstandes und der Verbin dung des aussentemperaturabhängigen Widerstandes mit dem Festwertwiderstand gebildet und auf einen Verstärker gegeben ist, in dessen Ausgang der Reg ler für die Wärmequelle liegt, dadurch gekennzeich net, dass der Verbindungspunkt (21) zwischen dem aussentemperaturabhängigen Widerstand (13) und dem Festwertwiderstand (14) unter Einschaltung eines einer Normaussentemperatur äquivalenten Widerstan des (28 - 32) mit dem Verstärker (18) verbunden ist und das parallel zum Verstärker (18) ein Trimm widerstand (35) liegt, dessen eingestellter Wert ein Bild der Auslegetemperatur der Heizungsanlage ist. 2. Sollwertgeber nach Anspruch eins, dadurch gekenn zeichnet, dass der Widerstand (35) als Potentiome ter ausgebildet ist, dessen Widerstandskörper vom Ausgang (19) des Verstärkers (18) zum invertieren den Eingang (34) gelegt ist. 3. Sollwertgeber nach Anspruch eins oder zwei, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung vom Verbindungs punkt (21) zu dem einer Normaussentemperatur äqui valenten Widerstand (28 - 32) ein zweiter Verstär ker (24) eingefügt ist. 4. Sollwertgeber nach einem der Ansprüche eins bis drei, dadurch gekennzeichnet, dass der invertieren de Eingang (42) des zweiten Verstärkers (24) über einen Festwertwiderstand (38) an den einen Pol der Betriebsspannung (2) mit einem weiteren Festwert widerstand (39) mit seinem Ausgang (25) verbunden ist. 5. Sollwertgeber nach einem der Ansprüche eins bis vier, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht inver tierende Eingang (17) des ersten Verstärkers (18) über eine Leitung mit dem Schleifer 15 des Wider standes 8 verbunden ist. 6. Sollwertgeber nach einem der Ansprüche eins bis fünf, dadurch gekennzeichnet 3 dass der Ausgang (25) des Verstärkers (24) an dem der Normaussentempera tur äquivalenten Widerstand (28) bis (32) angeschlos sen ist.

Inventors: SIEG REINHARD, SIEG, REINHARD
Applicants: COFRABEL N.V., JOH. VAILLANT GMBH U. CO., SCHONEWELLE B.V., VAILLANT GES.M.B.H, VAILLANT GMBH, VAILLANT LTD., VAILLANT S.A.R.L
Application year: 1983
Main classification: G05D23
IPC codes: G05D23