DE1454485C

DE1454485C - Control device for heating

Info

Publication number: DE1454485C
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6000 Frankfurt Klee
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Publication date: 1971-10-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für Heizungen mit einem Außentemperaturfühler und einem Vorlauftemperaturfühler, die mit einem Regelgerät verbunden sind, das ein Stellglied in der Vorlaufleitung der Heizung steuert.The invention relates to a control device for heating systems with an outside temperature sensor and a flow temperature sensor that is connected to a control device that has an actuator in the flow line controls the heating.

Die mit elektrischen Signalen, Steuerkreisen und Geräten arbeitenden Regelvorrichtungen dieser Art sind bekanntlich verhältnismäßig kompliziert und teuer. In manchen, z. B. chemischen Betrieben ist auch die Verwendung von elektrischen Signalleitungen und Schalt- bzw. Regel- und Stellgliedern wegen der dadurch bestehenden Explosionsgefahr nicht erwünscht. Bei Heizüngsreglern mit pneumatischen Signalgebern besteht diese.Gefahr nicht. Auch sind pneumatisch arbeitende. Regeleinrichtungen einfach, preiswert und betriebssicher, und die zur Übertragung der pneumatischen Signale dienenden Luftleitungen sind billig und können leicht verlegt werden!The control devices of this type that work with electrical signals, control circuits and devices are known to be relatively complicated and expensive. In some, e.g. B. chemical plants also the use of electrical signal lines and switching or regulating and actuating elements because of the risk of explosion that this creates is undesirable. For heating controllers with pneumatic There is no danger of signaling devices. They also work pneumatically. Control devices simple, inexpensive and reliable, and the air lines used to transmit the pneumatic signals are cheap and easy to lay!

Bei solchen Regelvorrichtungen liegt nun die Aufgabe vor, das auf die von den Temperaturfühlern gegebenen Steuersignale ansprechende Regelgerät so auszubilden, daß Veränderungen der Temperaturverhältnisse und damit des Sollzustandes der Regelung rasch eine entsprechende Verstellung des Stellgliedes herbeiführen und daß das Verhältnis der Außentemperaturänderung zur Vorlauftemperaturänderung jederzeit entsprechend den Heizungsverhältnissen geändert werden kann. Es wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe auf pneumatischem Wege besonders einfach lösen läßt.The task now lies with such control devices before, the control device responding to the control signals given by the temperature sensors so to train that changes in the temperature conditions and thus the target state of the control quickly bring about a corresponding adjustment of the actuator and that the ratio of Outside temperature change to the flow temperature change can be changed at any time according to the heating conditions. It was found, that this task can be solved particularly easily pneumatically.

Die Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß die Temperaturfühlexjnit an sich bekannten, in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur gesteuerten pneumatischen Signalgebern versehen sind. und das Regelgerät einen Waagebalken enthält, der zu beiden Seiten seines Lagers jeweils von einem durch die Temperaturfühler gesteuerten Luftdruck beaufschlagt wird und bei Störung des Gleichgewichtszustandes das Stellglied über einen pneumatischen Verstärker betätigt.According to the invention, the solution consists in the fact that the temperature-sensing complex is known per se, as a function are provided with pneumatic signal generators controlled by the measured temperature. and the control device contains a balance beam, which is supported by one on both sides of its bearing the temperature sensor-controlled air pressure is applied and in the event of a disruption of the equilibrium state the actuator is operated by a pneumatic amplifier.

Auf diese Weise werden die von den beiden Temperaturfühlern gegebenen., Steuersignale über den Waagebalken des Regelgerätes direkt miteinander ge-' koppelt. Dabei bildet der Signaldruck des Außentemperaturfühlers die Führungsgröße, während der Signaldruck des Vorlauftemperäturfühlers den Istwert der Regelgröße der Vorlauftemperatur darstellt. Diese beiden Größen werden an dem Waagebalken des Regelgerätes miteinander verglichen und ins Verhältnis gesetzt, so daß sie über den Verstärker eine der Abweichung zwischen der Führungsgröße und dem Istwert proportionale Stellungsänderung des Stellgliedes hervorrufen. Durch eine Verschiebung des Lagerpunktes des Waagebalkens kann das Verhältnis von Außenternperatüränderung zur Vorlaufe temperaturänderung je nach den vorliegenden Verhältnissen und Heizungsforderungen sehr leicht eingestellt werden. Die Verstellgeschwindigkeit des Stellgliedes kann durch den Einbau einer einstellbaren Drossel in mindestens eine der vom Verstärker zum Stellglied führenden Luftleitungen verändert werden.In this way, the control signals given by the two temperature sensors are transmitted via the The control unit's balance beam is coupled directly to one another. This forms the signal pressure of the outside temperature sensor the reference variable, while the signal pressure of the flow temperature sensor the actual value represents the controlled variable of the flow temperature. These two sizes are on the balance beam of the control device compared with each other and set in relation to each other, so that they have a the deviation between the reference variable and the actual value proportional change in position of the Cause actuator. By shifting the bearing point of the balance beam, the ratio from outside temperature change to advance temperature change set very easily depending on the prevailing conditions and heating requirements will. The adjustment speed of the actuator can be adjusted by installing an Throttle can be changed in at least one of the air lines leading from the amplifier to the actuator.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht und nachstehend beschrieben. In the drawing, an embodiment of the invention is illustrated and described below.

Die Regelvorrichtung umfaßt im wesentlichen einen Außentemperaturfühler 1, einen Vorlauftemperat urfühler 2, ein Regclgerät 3 mit einem pneumatischen Verstärker, Kraftschalter, 4 und ein Stellglied 5. Zur Erzeugung der erforderlichen Luftdrücke, Überdruck oder Unterdruck, ist ein elektrisch angetriebenes Gebläse oder eine Membranluftpumpe 6 vorgesehen. Der Wasserkreislauf der Zentralheizungsanlage ist in der Zeichnung lediglich durch einen Kessel 7, eine in die Vor- und Rücklaufleitungen eingeschaltete Mischklappe 8 und einen z. B. in einem Wohnraum angeordneten Heizkörper 9 angedeutet. Bei dieser Heizungsanlage soll die VorlauftemperaturThe control device essentially comprises an outside temperature sensor 1, a flow temperature primary sensor 2, a Regclgerät 3 with a pneumatic Amplifier, force switch, 4 and an actuator 5. To generate the necessary air pressures, Overpressure or underpressure is an electrically driven fan or a diaphragm air pump 6 intended. The water circuit of the central heating system is in the drawing only through one Boiler 7, one in the flow and return lines switched on mixing flap 8 and a z. B. in one Living room arranged radiator 9 indicated. In this heating system, the flow temperature should

ίο des Kessels 7 durch einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Thermostaten stets auf der gleichen Höhe gehalten werden. Die Vorlauftemperatur in der zu den Heizkörpern 9 führenden Leitung wird durch die Mischklappe 8 geregelt, welche von demίο the boiler 7 by one in the drawing not Thermostats shown in more detail are always kept at the same height. The flow temperature in the line leading to the radiators 9 is regulated by the mixing flap 8, which of the

X5 Stellglied 5 betätigt wird.X5 actuator 5 is operated.

Der Außentemperaturfühler 1 und der Heizungsvorlauftemperaturregler 2 sind mit pneumatischen Signalgebern 10 in Form von Überströmventilen versehen, die von Bimetallfedern gesteuert werden. Bei dem Überströmventil des Außentemperaturfühlers 1 arbeitet die Verschlußfläche der Bimetallfeder mit der inneren Mündung einer in die Außenluft führenden Öffnung zusammen, während bei dem Überströmventil des Vorlauftemperaturreglers 2 die Verschlußfläche der Bimetallfeder mit der Mündung einer Luftleitung 12 zusammenarbeitet. An das Gehäuse des Außentemperaturfühlers 1 ist eine Luftleitung 13 angeschlossen. Da die Vorspannung der Bimetallfedern von der Temperatur und der Überströmdruck wiederum von der Vorspannung.der Bimetallfedern abhängig ist, stellt der Luftdruck in den Luftleitungen 12 und 13 ein Maß für die jeweiligen Temperaturen an den Meßstellen dar. In den Dia-The outside temperature sensor 1 and the heating flow temperature controller 2 are provided with pneumatic signal transmitters 10 in the form of overflow valves, which are controlled by bimetal springs. With the overflow valve of the outside temperature sensor 1 the closing surface of the bimetallic spring works with the inner opening of one into the outside air leading opening together, while the overflow valve of the flow temperature controller 2 Closing surface of the bimetal spring with the mouth of an air line 12 cooperates. To the case an air line 13 is connected to the outside temperature sensor 1. Since the bias of the Bimetal springs on the temperature and the overflow pressure in turn on the preload of the bimetal springs is dependent, the air pressure in the air lines 12 and 13 is a measure for the respective Temperatures at the measuring points.

■ -:grammenl4 und 15 sind die Kennlinien des Außentemperaturfühler 1 bzw. des Vorlauftemperaturfühlers 2 beispielsweise aufgetragen. Wie aus diesen Diagrammen ersichtlich ist, arbeitet die Einrichtung mit verhältnismäßig geringen Über- und Unterdrücken, was als besonderer Vorteil angesehen werden kann.■ -: grammenl4 and 15 are the characteristics of the outside temperature sensor 1 or the flow temperature sensor 2 applied, for example. How from these Can be seen in the diagrams, the device works with relatively low positive and negative pressures, which can be seen as a particular advantage.

Die Luftleitungen 13 und 12 sind mit dem Regel-.. gerät 3 verbunden, das einen Waagebalken 16 enthält, welcher auf einem verschiebbaren Lager 17 kippbar gelagert ist. Durch Verschiebung des Lagers 17 kann der Verhältniswert von Außentemperaturänderung zu Vorlauftemperaturänderung entsprechend den jeweiligen Verhältnissen der Heizungsanlage und der zu beheizenden Räume eingestellt werden.The air lines 13 and 12 are connected to the control .. device 3 is connected, which contains a balance beam 16 which is supported on a displaceable bearing 17 is tiltable. By moving the bearing 17, the ratio of the outside temperature change to change in flow temperature according to the respective conditions of the heating system and the rooms to be heated can be set.

Die Luftleitung 13 ist an "eine Membrandose 18 od. dgl. angeschlossen, die an dem einen Hebelarm des Waagebalkens 16 angreift. In der Luftleitung 13 und damit auch in der Membrandose 18 herrscht ein Unterdruck, dessen Höhe durch den Außentemperaturfühler 1 bzw. dessen Signalgeber (Überströmventil) bestimmt wird. Das Arbeiten mit Unterdruck ist an dieser Meßstelle besonders zweckmäßig, weil hierbei Luft von außen durch das Überströmventil des Außentemperaturfühlers 1 angesaugt wird, wodurch bei kalter Witterung eine Vereisung des Gerätes vermieden wird. In der Luftleitung 12 und der an diese angeschlossenen Membrandose 19 des Regelgerätes 3, die an dem anderen Hebelarm des Waagebalkens 16 angreift, wird dagegen mit Überdruck gearbeitet. Die Höhe dieses Überdruckes hängt ab von der Temperatur des Heizungsvorlaufes, welche die Vorspannung der die Mündung der Luftleitung 12 abschließenden bzw. abdeckenden BimetallfcderThe air line 13 is od "a diaphragm box 18. The like. Connected to the one lever arm of the balance beam 16 attacks. A prevails in the air line 13 and thus also in the diaphragm box 18 Negative pressure, the level of which is determined by outside temperature sensor 1 or its signal transmitter (overflow valve) is determined. Working with negative pressure is particularly useful at this measuring point, because air is sucked in from the outside through the overflow valve of the outside temperature sensor 1, which prevents the device from icing up in cold weather. In the air line 12 and the connected to this membrane box 19 of the control device 3, which is attached to the other lever arm of the Attacking the balance beam 16, on the other hand, overpressure is used. The level of this overpressure depends from the temperature of the heating flow, which is the bias of the mouth of the air line 12 closing or covering bimetallic rings

im Vorlauftemperaturregler 2 bestimmt. Ferner greift an dem Waagebalken 16 eine einstellbare Feder 20 an, mit der das Temperaturniveau der Regelvorrichtung eingestellt werden kann.determined in flow temperature controller 2. Furthermore, an adjustable spring 20 engages the balance beam 16 with which the temperature level of the control device can be set.

Die von dem Außentemperaturfühler 1 zu der Druckdose 18 des Regelgerätes 3 führende Luftleitung 13 ist mit der Saugseite des Druckerzeugers 6 verbunden, wodurch der gewünschte Unterdruck in der Luftleitung 13 erzeugt wird. Die von dem Vorlauftemperaturfühler 2 zu der Druckdose 19 des Regelgerätes 3 führende Luftleitung 12 ist dagegen an die Druckseite des Druckerzeugers 6 angeschlossen, wodurch in der Luftleitung 12 der gewünschte Überdruck hervorgerufen wird.The air line leading from the outside temperature sensor 1 to the pressure cell 18 of the control device 3 13 is connected to the suction side of the pressure generator 6, whereby the desired negative pressure in the air line 13 is generated. The from the flow temperature sensor 2 to the pressure cell 19 of the control device 3 leading air line 12, however, is connected to the pressure side of the pressure generator 6, whereby in the Air line 12 the desired overpressure is created.

Das Stellglied 5 der Mischklappe 8 wird von dem Regelgerät 3 auf pneumatischem Wege betätigt. Zu ■ diesem Zweck werden die Ausschläge des Waagebalkens 16 auf die z. B. hebelartigen Steuerorgane des pneumatischen Verstärkers 4 übertragen. Der Verstärker 4 steuert seinerseits die Druckimpulse, welche auf die einander gegenüberliegenden Arbeitsmembranen 21 und 22 des Stellgliedes 5 wirken. The actuator 5 of the mixing flap 8 is actuated pneumatically by the control device 3. to ■ For this purpose, the deflections of the balance beam 16 on the z. B. lever-like controls of the pneumatic amplifier 4 transmitted. The amplifier 4 in turn controls the pressure pulses, which act on the opposing working diaphragms 21 and 22 of the actuator 5.

Der Verstärker 4 kann zweckmäßig von dem gleichen Druckerzeuger 6 gespeist werden, an den auch die Luftleitungen 12 und 13 angeschlossen sind. Zu diesem Zweck ist die eine Zuleitung 23 zum Verstärker 4 an die Druckseite des Druckerzeugers 6 angeschlossen, so daß in dieser Zuleitung ein Überdruck herrscht. Die andere Zuleitung 24 zum Verstärker 4 ist dagegen an die Saugseite des Druckerzeugers 6 angeschlossen, so daß in dieser Zuleitung ein Unterdruck herrscht. Infolgedessen werden die Arbeitsmembranen 21 und 22 des Stellgliedes 5 je nach der Einstellung des Verstärkers wechselweise mit Überdruck und mit Unterdruck beaufschlagt. Entsprechend wird der Betätigungshebel 25 des Stellgliedes 5 nach der einen oder nach der anderen Seite verschwenkt, wodurch das Klappenorgan der Misch- ^! klappe 8 im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt gedreht wird. Dadurch erfolgt eine entsprechende Mischung des Vor- und Rücklaufwassers im Sinne der gewünschten Regelung der Vorlauftemperatur in Abhängigkeit von der Außentemperatur.
Wenigstens in eine der vom Verstärker 4 zum Stellglied 5 führenden Luftleitungen ist eine einstellbare Drossel 26 eingebaut, mit deren Hilfe die Verstellgeschwindigkeit der Mischklappe 8 verändert werden kann. Ferner sind in die von dem Druckerzeuger 6 zu den Luftleitungen 12, 13 führenden Abzweigungen Drosseln 27 bzw. 28 eingebaut, und schließlich befindet sich auch in der zum Verstärker 4 führenden Unterdruckleitung eine Drossel 29. Diese Drosseln sorgen dafür, daß die Drücke in den Luftleitungen 12 und 13 nicht von der Betätigung des Stellgliedes 5 beeinflußt werden.The amplifier 4 can expediently be fed by the same pressure generator 6 to which the air lines 12 and 13 are also connected. For this purpose, one feed line 23 to the amplifier 4 is connected to the pressure side of the pressure generator 6, so that an overpressure prevails in this feed line. The other supply line 24 to the amplifier 4, on the other hand, is connected to the suction side of the pressure generator 6, so that a negative pressure prevails in this supply line. As a result, the working diaphragms 21 and 22 of the actuator 5 are acted upon alternately with positive pressure and negative pressure, depending on the setting of the booster. Accordingly, the actuating lever 25 of the actuator 5 is pivoted to one side or the other, whereby the flap member of the mixing ^! flap 8 is turned clockwise or in the opposite direction. This results in a corresponding mixture of the flow and return water in the sense of the desired regulation of the flow temperature depending on the outside temperature.
An adjustable throttle 26 is built into at least one of the air lines leading from the amplifier 4 to the actuator 5, with the aid of which the adjustment speed of the mixing flap 8 can be changed. Furthermore, throttles 27 and 28 are installed in the branches leading from the pressure generator 6 to the air lines 12, 13, and finally there is also a throttle 29 in the vacuum line leading to the booster 4. These throttles ensure that the pressures in the air lines 12 and 13 are not influenced by the actuation of the actuator 5.

Claims

Patent claims:

1. Control device for heating systems with an outside temperature sensor and a flow temperature sensor, which are connected to a control device that has an actuator in the flow line of the Heating controls, characterized that the temperature sensors (1, 2) are known per se, depending on the measured Temperature-controlled pneumatic signal transmitters (10) are provided and the control device (3) contains a balance beam (16), which on both sides of its bearing (17) each by one the temperature sensor (1 or 2) controlled air pressure is applied and if the In the state of equilibrium, the actuator (5) is actuated via a pneumatic amplifier (4).

2. Control device according to claim 1, characterized in that at least one of the from Amplifier (4) to the actuator (5) leading air lines an adjustable throttle (26) built is.

1 sheet of drawings