DE3213222A1 - Heating regulator - Google Patents
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- G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
- G05D23/1931—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space
Abstract
Description
Patentanmeldung Patent application
Heizungsregler Die Erfindung betrifft einen Heizungsregler für Warm wasser-Raumheizungen. Heating controller The invention relates to a heating controller for warm water space heaters.
Die konventionellen Regeleinrichtungen regeln die Hei= zungsanlage nicht im eigentlichen Sinne, sondern sie begrenzen lediglich die Raumtemperatur, 'indem sie den Wärmetransport vom Wärmeerzeuger zu den Heizkorpern bei Unterschreitung der Raumsolltemperatur einschalten und bei Erreichen oder Überschreitung der Solltemperatur abschalten. Da der Kessel bei Ülheizung mit einer Min= desttemperatur betrieben werden muß, wird ein Misch= ventil im Kesselvorlauf angebracht, mit dem jede Vorlauftemperatur einstellbar ist, und eine Umwälzpumpe vorgesehen, die vom Raumthermostaten ein- und abgeschal= tet wird.The conventional control devices regulate the heating system not in the actual sense, but they only limit the room temperature, '' by reducing the heat transfer from the heat generator to the radiators when the temperature falls below the limit switch on the target room temperature and when the target temperature is reached or exceeded switch off. Because the boiler is operated with a minimum temperature when oil heating is in operation must be, a mixing valve is installed in the boiler flow, with which each flow temperature is adjustable, and a circulation pump is provided, which is activated by the room thermostat and is switched off.
Die Einstellung der Vorlauftemperatur am Mischwentil auf einen Wert, der das Erreichen'der gewünschten'Raum= temperatur gewährleistet ist eine empirische Angelegen= heit. Ist dit Einstellung zu niedrig, dann läuft die Um= wälzpumpe dauernd; das besagt indessen nicht, daß der Wärmebedarf gedeckt. ist; dazu müßte das Raumthermometer überprüft werden. Schaltet die Umwälzpumpe in mehr oder weniger langen Intervallen aus und wieder ein, dann ist das ein Indiz dafür, daß die vorgegebene Raumtemperatur erreicht wird.The setting of the flow temperature on the mixer valve to a value which ensures that the 'desired' room temperature is reached is an empirical one Matter = matter. If the setting is too low, the circulation pump runs continuously; this does not mean, however, that the heat demand is covered. is; the room thermometer would have to do this to be checked. Switches the circulation pump in more or less long intervals off and on again, then this is an indication that the specified room temperature is achieved.
Die Steuerung der Mischventileinstellung durch einen Außentemperaturfühler ist nur bedingt wirksam, weil die Wärmebedarfsänderungen den Außentemperaturänderungen nur mit erheblicher Verzögerung folgen, und schnelle Änderungen, wie'starker Windanfall oder -Sonneneinstrah= lung von der Außentemperaturmessung nicht erfaßt werden.The control of the mixing valve setting by an outside temperature sensor is only effective to a limited extent because the changes in heat demand correspond to changes in the outside temperature follow only with a considerable delay, and fast Changes, such as strong wind or sunlight from the outside temperature measurement cannot be detected.
Bei besonders trägen Sytemen, etwa bei Fußboden- oder Deckenheizungen ist die zimmerthermostat-gesteuerte Umwälzpunpe ebenfalls nicht anwendbar;'hier muß die Umwälzpumpe im Dauerbetrieb laufen.With particularly sluggish systems, such as underfloor or ceiling heating the room thermostat-controlled circulation pump is also not applicable; 'here the circulation pump must run continuously.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen universell anwendbaren Heizungsregler zu schaffen, welcher die Wärme= zufuhr zu den Heizkörpern ständig und selbsttätig dem tatsächlichen Augenblicks-Wärmebedarf zu Erzielung und Erhaltung einer vorgegebenen Raumtemperatur anpaßt, undzu diesem Zweck fortlaufend den gesamten augenblicklichen Wärmeverlust unabhängig von der Außentemperatur erfaßt.The invention is based on the object of providing a universally applicable To create a heating controller that constantly supplies heat to the radiators and automatically the actual instantaneous heat demand to achieve and maintain adapts to a given room temperature, and for this purpose continuously the entire Instantaneous heat loss is recorded regardless of the outside temperature.
Damit soll erreicht werden, daß die Heizungsanlage mit bestem Wirkungsgrad und kontinuierlich betrieben wer= den kann, ohne daß es irgend welcher manueller Ein- oder Nachstellmaßnahmen bedarf.This is to ensure that the heating system is as efficient as possible and can be operated continuously without any manual operation Adjustment or readjustment measures are required.
Erfindungsgemäß ist ein von der Temperaturdifferenz zwischen einem Raumtemperaturfühler und einem Temperatursollwert= steller gesteuerter Integrationsregler mit veränderbarer In tegrationszeit für eine Rücklaufsolltempetatur, ein Rück= lauftemperaturfühler, und ein von der Differenz beider Rücklauftemperaturen gesteuerter Heizungsregler vorgesehen.According to the invention is one of the temperature difference between one Room temperature sensor and a temperature setpoint = controller-controlled integration controller with variable integration time for a set return temperature, a return temperature sensor, and a heating controller controlled by the difference between the two return temperatures intended.
Es werden also nur zwei Temperaturen dauernd.überwacht und in einem dauerrdgeschlossenen'Regelkreis verarbeitet.So only two temperatures are continuously monitored and in one permanently earthed 'control loop processed.
Zufolge der Rückkopplung der Rücklauftemperatur mit der Wohnraumtemperatur werden eintretende echte Wärmebedarfs= änderungen erkannt und sofort'ausgeregelt, wobei gleich= zeitig die optimale Rücklaufsolltemperatur eingeregelt wird. Die Umwälzpumpe wird im Dauerlauf betrieben; die durch Ein- und Abschalten der Umwälzpumpe entstehenden Temperaturschwankungen entfallen daher und brauchten nicht zusätzlich ausgeregelt zu werden.As a result of the feedback of the return temperature with the living space temperature real changes in heat demand are recognized and corrected immediately, at the same time the optimal return temperature is adjusted. The circulation pump is operated continuously; caused by switching the circulation pump on and off Temperature fluctuations therefore do not apply and do not need additional adjustment to become.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Komparatoren zum Vergleichen der von einem A/D-Wandler abgegebenen digitalen Werte des Raumtemperaturftihlers mit den Digitalwerten der Raum-Solltemperatur-Codierschalter vorgesehen die für jede Dezimalstelle ein "+"=, "=" -oder "#"- und ein "-"- signal abgeben können. Ein Oszil= -lator mit verschiedenen Taktfrequenzen ist durch eine Logik mit den '=", "#" Ausgängen der Komparatoren derge= stalt verbunden, daß die Taktsignale mit der den einzelnen Komparatoren zugeordneten unterschiedlichen Takt= frequenz abgegeben werden, während eine weitere Logik, die mit den "+"- und "-"-Ausgängen der Komparatoren verbunden ist, das Vorzeichen der als Zählimpuläe an einen B-bit-Auf- und Abwärtszähler weitergeleiteten Taktsignale b-estimmt. Der Stand des Zählwerks.ist die digitale Rücklauf-Solltemperatur, die durch einen D/8-Wandler in Analogwerte des Rücklauf-Tempe.raturfühlers umgewandelt werden kann, worauf aus der Differenz beider Temperaturen der Regel impuls für den eigentlichen Heizungs= regler, etwa das Mischventil, abgeleitet wird.In a further embodiment of the invention, comparators are used for comparison the output from an A / D converter digital values of the room temperature sensor with the digital values of the room setpoint temperature coding switch provided for each decimal place a "+" =, "=" - or "#" - and a "-" - signal. An oscilator with different clock frequencies is connected to the logic by a '= "," # "Outputs of the comparators are connected in such a way that the clock signals with the different clock = frequency assigned to the individual comparators output while another logic, with the "+" and "-" outputs of the comparators is connected, the sign of the counting pulses to a B-bit and down counter forwarded clock signals. The reading of the counter. Is the digital return target temperature, which is converted into analog values by a D / 8 converter of the return temperature sensor can be converted, whereupon the difference of both temperatures the rule impulse for the actual heating controller, for example the mixing valve, is derived.
Das kann in der' Weise geschehen, daß ein Subtrahierer, welcher die Temperaturdifferenz ermittelt und einen posi= tiven ader negativen Impuls erzeugt, einen monostabilen Multivibrator triggert, dessen positive oder negative Ausgangssignaldauer so eingestellt ist, daß der motorische Dreiwege-Mischerantrieb für einen bestimmten Bruchteil.This can be done in such a way that a subtracter, which the Temperature difference is determined and a positive or negative pulse is generated, triggers a monostable multivibrator whose positive or negative output signal duration is set so that the motorized three-way mixer drive for a specific Fraction.
seines gesamten Verstellbereichs eingeschaltet wird.its entire adjustment range is switched on.
Auf den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen in vereinfachten Blockschalthildern dargestellt. im Einzel= nen zeigt Fig. 1 eine Heizungsregelung konventioneller Art, Fig. 2 die Abwandlung dieser Regelung gemäß,Erfindung, Fig. 3 den vollständigen Raumtemperaturfühler mit der' Zählimpulsbildung, und Fig. 4 den vollständigen Rücklauf-Temperaturfühler mit Zählwerk und der Steuerung des Mischers.In the drawings, several embodiments are in simplified form Block diagrams shown. 1 shows a heating control system in detail conventional type, Fig. 2 the modification of this scheme according to the invention, Fig. 3 the complete room temperature sensor with the 'counting pulse generation, and Fig. 4 the complete return temperature sensor with counter and control of the mixer.
Bei der gebräuchlichen einfachen Heizungsre.gelung gemäß Fig. 1 ist in den Kreislauf Kessel 1, Vorlauf 2, Heiz= körper 3, Rücklauf 4 eine Umwälzpumpe 5 eingesetzt,die über einen Raumthermostaten 6 ein- und ausgeschaltet wird. Die Kesseltemperatur wird durch einen Thermosta= ten B , feuerungstechnisch bedingt, auf einem Mindestwert konstant gehalten. Wenn die Kesselleistung nicht voll benötigt wird, schaltet die Umwälzpumpe 5 in größeren oder kleineren Intervallen aus und ein. Um die dadurch verursacht'en ständigen Temperaturschwankungen zu vermei= den, wurde ein Dauerbetrieb der Umwälzpumpe dadurch å'nge= strebt, daß die Vorlauftemperatur dem Wärmebedarf ange= paßt wurde; dazu wurde in die Heizleitung 2 ein Mischven= til 9 eingebaut und durch eine Kurzschlußleitung 10 mit mit dem Rücklauf 4 verbunden. Sowohl die manuelle Verstel lung des Mischventils 9, als auch die von einem Außentem= peratur-Fühler 11 und einem Regler 12 gesteuerte Motor=.With the usual simple heating control according to Fig. 1 is a circulation pump in the boiler 1, flow 2, heater 3, return 4 circuit 5 is used, which is switched on and off via a room thermostat 6. the The boiler temperature is determined by a thermostat B, depending on the fire kept constant at a minimum value. When the boiler output is not required to the full is, the circulation pump 5 switches off and in larger or smaller intervals a. In order to avoid the constant temperature fluctuations caused by this, continuous operation of the circulating pump was strived for by the fact that the flow temperature has been adapted to the heat demand; for this purpose, a mixing valve was installed in heating line 2 til 9 installed and connected to the return 4 by a short-circuit line 10. Both the manual Verstel development of the mixing valve 9, as well as that of an external device = temperature sensor 11 and a controller 12 controlled motor =.
verstellung 13 erfolgten rein empirisch.adjustment 13 was purely empirical.
Bei dem erfindungsgemäßen Regler wird eine solche Empirie vermieden. Gemäß Fig. 2 ist der Raumthermostat 6 durch einen Temperaturfühler -14 ersetzt, und eine weiterer Tem= peraturfühler 15 ist in den Rücklauf 4 eingefügt. Der Ra,umtemperatur-Sollwert wird mittels ,eines.CQdierschal= ters 16 eingegeben; dieser kann im beheizten Raum'selbst angebracht sein oder beispielsweise in 'den Regler in Kesselnähe integriert sein Die elektronischen Tempera= turfühler mit integriertem Sensorliefern Ausgangsspannun= gen von 10 mV/k. Die Spannungen des Raumtemperaturfühlers 14 werden durch den A/D-Wandler 17 in binäre Zahlen umgesetzt.Such empirical evidence is avoided in the controller according to the invention. According to Fig. 2, the room thermostat 6 is replaced by a temperature sensor -14, and another Tem = temperature sensor 15 is inserted in the return 4. The room temperature setpoint is entered by means of a.CQdierschal = age 16; this can itself in the heated room be attached or, for example, be integrated in 'the controller near the boiler The electronic temperature sensors with integrated sensors provide output voltage genes of 10 mV / k. The voltages of the room temperature sensor 14 are through the A / D converter 17 converted into binary numbers.
Der Meßbereich liegt zwischen 100C und 25°C, umfaßt also 150/100 und läßt sich durch eine B-stellige Binärzahl darstellen. Die Raumtemperatur wird durch den Codier= schalter 16 ebenfalls durch eine 8-stellige Binärzahl ausgedrückt. Beide Binärzahlen werden vom Comparator 15 verglichen; ausgewiesen wird lediglich die Richtung einer Abweichung. Die Logik 19 in Verbindung mit dem Oszillator 20 erzeugt Zählimpulse für den Auf-/Abw'ärtszähler 21 .mit einer hestimmten Frequenz und mit dem durch den Comparator 18 festgelegten Vorzeichen. Bei Temperatur= gleichheit zwischen dem Sollwert-Schalter 16 und dem Temoeraturfühler 14 wird die Impulsfolge unter= brechen.The measuring range is between 100C and 25 ° C, so it includes 150/100 and can be represented by a B-digit binary number. The room temperature is through the coding switch 16 is also expressed by an 8-digit binary number. Both Binary numbers are compared by the comparator 15; only the Direction of a deviation. The logic 19 in connection with the oscillator 20 generated Counting pulses for the up / down counter 21 .with a certain frequency and with the sign determined by the comparator 18. At temperature = equality between the setpoint switch 16 and the temperature sensor 14 is the pulse train under = break.
Der digitale Stand des Zählers 21 repräsentiert die Rüsklauf-Solltemperatur. Er w-ird -durch den D/A-Wandler 22 in analoge Spannungswerte umgesetzt, die unmittelbarmit den Ausgangsspannungen des elektronischen Temperatur fühlers 15 dadurch den Comparator 23 verglichen werden.The digital status of the counter 21 represents the return setpoint temperature. It is converted by the D / A converter 22 into analog voltage values that are directly linked to the output voltages of the electronic temperature sensor 15 thereby the comparator 23 can be compared.
Stellt der Comparator 23 Abweichungen fest, dann werden, die Zählimpulse des Oszillators 20 zugleich auch in' Schaltschrittimpulse für den Stellmotor.13 des Mischers 9 umgesetzt und dadurch die Vorlauftemperatur schrittweise geändert, Diese;r Regelvorgang kommt zum Stillstand, wenn die Raumtemperatur ihren Sollwert erreicht hat. Er setzt erst und nur dann wieder ein, wenn der Wärmebedarf sich ändert. das heißt, Raum- und Rücklauftemperaturen von ihren Sollwerten abweichen.If the comparator detects 23 deviations, the counting pulses of the oscillator 20 at the same time also in 'switching step pulses for the servomotor.13 of the mixer 9 implemented and thereby the flow temperature changed step by step, This control process comes to a standstill when the room temperature reaches its setpoint has reached. It only starts again when the heat demand changes. that is, room and return temperatures deviate from their setpoints.
Die Integrationszeit des Reglers muß der Trägheit des Heizsystems angepaßt sein, damit eine Angleichung der Rücklauftemperatur an ihren-Sollwert ohne dauerndes Pendeln der Mischerverstellung erreicht wird. Liegt die Impulsfrequenz bei 12 Sekunden, so beträgt die Integrati= onszeit für den vollen Bereich von 150. Zehntelgrad 30 Minuten.The integration time of the controller must take into account the inertia of the heating system be adapted so that the return temperature can be adjusted to its setpoint without constant oscillation of the mixer adjustment is achieved. Is the pulse frequency at 12 seconds, the integration time for the full range is 150. Tenth of a degree 30 minutes.
Der Dreiwegemischer 9 ermöglicht auf besonders einfache Weise die Einstellung jeder Vorlauftemperatur zwischen der Rücklauftempertur und der Kesseltemperatur, also zwischen etwa 300C und BOOT. Die Erfindung kann natürlich mit jeder anderen Vorlauftemperaturverstellung in Ver= bindung gebracht werden, die jedoch zumeist nur einen kleineren Verstellbereich haben.The three-way mixer 9 enables the Setting of each flow temperature between the return temperature and the boiler temperature, so between about 300C and BOOT. The invention can of course with any other Flow temperature adjustment are brought into connection, but mostly only have a smaller adjustment range.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird die vom Raumtempera= turfühler 24 gemessene Temperatur durch den A/D-Wandler 25 im'Aiken-Code in drei digitale Dekaden ( Zehner, Einer und Zehntel °C)zerlegt und drei Comparatoren 26, 27, 28 zugeleitet, die ihrerseits mit drei Codierdekaden 29,30, 31 im gleichen Code verbunden sind. Die', Ist- und Soll-Wer= te jeder Dekade werden slao, miteinander verglichen, und zwar sowohl auf Übereinstimmung und Wichtübereinstimmung, als .auch auf Abweichung nach unten oder oben. Das Gleich=/ Ungleich-Signal an jedem der Ausgänge a, b, c wird der Logik 32 zugeführt undilöst bei Ungleichheit die Abgase einer Impulsfolge durch den Oszillator 33 aus Die Impuls= frequenz ist für jeden Ausgang a, b, c verschieden. Dem Comparator 26 ist beispielsweise die Folge 12 s, dem ,Comparator 27 die Folge 24 s und dem Comparator 28 die Folge 48 s zugeordnet. Die Voreichen der Ungleich= signale stehen auf den Leitungen d,e,f bzw. g,h,i; sie werden von der Logic 34 invertiert und öffnen eines der beiden Stromtore 35, 36 ( And-Gates ) für die om Oszilla= tor 33 kommenden Impulse. Diese Impulse gelangen als Auf-oder Abwärts-Zählimpulse in den 8-bit-Zähler 37 ( Fig. 4 ).In the arrangement according to FIG. 3, the room temperature = temperature sensor 24 measured temperature by the A / D converter 25 in the Aiken code into three digital Decades (tens, ones and tenths of a ° C) broken down and three comparators 26, 27, 28 which in turn are connected to three coding decades 29, 30, 31 in the same code are. The ', actual and target values of each decade are slao compared with each other, both on agreement and importance agreement, as well as on deviation down or up. The equal = / unequal signal at each of the outputs a, b, c is fed to the logic 32 and resolves the exhaust gases of a pulse train in the event of an inequality by the oscillator 33 from The pulse = frequency is different for each output a, b, c. The comparator 26 is, for example, the sequence 12 s, the comparator 27 the sequence 24 s and the comparator 28 is assigned the sequence 48 s. The advance of the unequal = signals are on lines d, e, f or g, h, i; they are inverted by the Logic 34 and open one of the two power gates 35, 36 (and gates) for the om Oszilla = gate 33 impulses to come. These pulses come in as up or down counting pulses the 8-bit counter 37 (Fig. 4).
Der Zählerstand wird durch den D/A-Wandler3B in eine analoge Spannung umgewandelt, die im Subtrahierer 39 mit der Analogspannung des Temperäturfühlers 40 des Rü.ck= laufs verglichen wird; damit wird bezweckt, daS positive Impulse nicht durchgelassen werden,, wenn die Rücklauftem= peratur über der Solltemperatur liegt, und umgekehrt.The counter reading is converted into an analog voltage by the D / A converter 3B converted in the subtracter 39 with the analog voltage of the temperature sensor 40 of the return run is compared; the purpose of this is to prevent positive impulses let through, if the return temperature is above the target temperature, and vice versa.
Die Impulse gelangen als Triggerimpulse zu'einem monostabilen Multivribrator 41, welcher bei jeder Trigge= rung durch einen Impuls definierter Dauer den Antrieb des Mischers 42 um einen, Schritt vorwärts- odsr,'zurückschal= tet, je nach dem Vorzeichen des Triggerimpu'lses.The impulses reach a monostable multivibrator as trigger impulses 41, which activates the drive with each triggering by a pulse of a defined duration of the mixer 42 by one 'step forwards or backwards', depending on the Sign of the trigger pulse.
Bei dieser Ausführung ergibt sich eine schnellere Integra= tion; ferner wird ein Überlaufen und Pendeln vermieden und es ergibt sich die Möglichkeit, mit geringem Aufwand die Raumtemperatur im Kesselraum digital anzuzeigen.This version results in faster integration; further overflowing and commuting is avoided and there is the possibility of using digitally display the room temperature in the boiler room with little effort.
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Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823213222 DE3213222A1 (en) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | Heating regulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19823213222 DE3213222A1 (en) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | Heating regulator |
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Publication Number | Publication Date |
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DE3213222A1 true DE3213222A1 (en) | 1983-10-13 |
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ID=6160605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19823213222 Withdrawn DE3213222A1 (en) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | Heating regulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3213222A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7678118B2 (en) | 1997-10-01 | 2010-03-16 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Releasable basket |
CZ306284B6 (en) * | 2015-01-06 | 2016-11-16 | Pavel Kocián | Heating control method in dependence on heat loss and heat gains |
-
1982
- 1982-04-08 DE DE19823213222 patent/DE3213222A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7678118B2 (en) | 1997-10-01 | 2010-03-16 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Releasable basket |
CZ306284B6 (en) * | 2015-01-06 | 2016-11-16 | Pavel Kocián | Heating control method in dependence on heat loss and heat gains |
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |