DE2714895A1

DE2714895A1 - Temperaturabhaengige luftmengenregeleinrichtung fuer tierstaelle o.dgl.

Info

Publication number: DE2714895A1
Application number: DE19772714895
Authority: DE
Inventors: Eberhard Friebe; Philipp Rieth
Original assignee: RIMU LUEFTUNGSTECHNIK PHILIPP
Current assignee: RIMU LUEFTUNGSTECHNIK PHILIPP
Priority date: 1977-04-02
Filing date: 1977-04-02
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE2714895B2

Description

Die Erfindung betrifft eine temperaturabhängige Luftmengenregeleinrichtung
für Tierstdlle oder dergleichen unter Verwendung mindestens eines elektrisch angetriebenen Ventilators.
Bei der Massentierhaltung, bei denen die Tiere im allgemeinen auf engstem Raum gehalten werden, entsteht eine nicht unerhebliche Wärmeentwicklung. Die Tiere sollen jedoch in einer Umgebung von möglichst konstanter Temperatur gehalten werden. Dies bedeutet, daß Sommer und Winter sowie auch am Tage und in der lQacht eine sehr unterschiedliche Belüftung durchgeführt werden muß. Im Winter kann die Wärmeentwicklung zum Beheizen des Stalles verwendet werden, was zu einer Einsparung von Energiekosten führt. Im Sommer jedoch ist eine äußerst starke Belüftung erforderiich. Das Luftmengenverhöltnis zwischen Sommer- und Winterbelüftung ist etwa 10: 1 , d.h. im Sommer muß die lOfache Luftmenge abgeführt werden.
Die für die Belüftung verwendeten Ventilatoren sind Massenprodukte, die einerseits kostengünstig sein sollen,zum anderen, aufgrund der genannten Umgebung, auch'eine robuste Ausführung besitzen müssen.
Normalerweise werden deshalb für diese Venti latoren Asynchronmotoren verwendet. Diese lassen sich jedoch bekanntlich bezüglich der Drehzahl nur mit besonderen Maßnahmen und in engen Grenzen regeln. -Die Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftmengenregeleinrichtung in der eingangs genannten Art zu schaffen, die trotz Verwendung handelsüblicher Antriebsmotoren fUr die Ventilatoren einen breiten Regelbereich besitzt, wie er fUr die genannten Verhältnisse notwendig ist.
Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, daß der Ventilator mittels eines polumschaltbaren Motors angetrieben wird, daß ein Temperaturfühler vorgesehen ist, der mit einem Schaltnetzwerk verbunden ist, das bei bestimmten Temperaturen zur Drehzah Igrobrege lung die Polumschaltung des Motors vornimmt und das den Temperaturfühler mit einer regelbaren Spannungsquelle verbindet und abhängig von der vom Temperaturfühler festgestellten Temperatur und der Schaltung der Wicklungen des Motors zur Drehzahlfeinregelung eine entsprechende Spannung an den Motor anlegt.
Weitere Merkmale der Erfindung sowie deren Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen Fig. 1 a und 1 b zusammengesetzt ein elektrisches Schaltbild einer beispielsweisen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung.
Die beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäí3en Regeleinrichtung besteht im Prinzip aus einem Transformator (TR) mit mehreren Anzapfungen, der eingangsseitig an Netzspannung liegt. Über die Anzapfungen des Transformators(TR)wird die Wicklung eines polumschaltbaren Motors(MO)gespeist. Ein Temperaturfühler (TF)stellt die Raumtemperatur fest und bewirkt über die Schützkette C 1 - C 9und deren zugeordnete Kontakte abhängig von der gewünschten Temperatur eine Grob- und Feinregelung der Drehzahl des Motors (MO).Die Grobregelung erfolgt durch Polumschaltung, während die Drehzahlfeinregelung durch Anlegen unterschiedlicher Spannungen, die von den Anzapfungen abgegeben werden, erzielt wird.
Obwohl ein RegeLkreis zwischen Temperaturfühler und regelbarer Spannungsquelle - hier der Transformator (TR) ,der auch ein Drehtransformator sein könnte - möglich wöre, ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Temperaturfühler (TF) ein Mehrfachthermostat, dessen Kontakte bei jeweils unterschiedlichen Temperaturen umschalten.
Die Fig. 1 b zeigt einen Fünffach-Thermostat mit fUnf Kontakten, wobei der Abstand der einzelnen Schaltstufen beispielsweise 1 °C betragen könnte. An Stelle des Mehrfachthermostaten sind selbstverständlich auch mehrere Einfachthermostaten verwendbar.
Der polumschaltbare Motor (MO) ist bei der bevorzugten Ausführungsform ein Asynchronmotor, der mit Drehstrom betrieben wird. Die Polumschaltung kann dadurch erfolgen, daß die Wicklung des Motors (MO) beispielsweise in mehrere Polengruppen unterteilt ist, aus denen durch Umschaltung zwei beliebige Polzahlen gebildet werden können. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird jedoch die Wicklung des Motors in Dahlanderschaltung ausgeführt. Der Motor ist 4/8polig, d.h., daß eine Umschaltung der Drehzahl von 700 auf 1400 U/min. möglich ist. Dahlander schalung ist im einzelnen bekannt, so daß auf die Schaltung der Wicklungen nicht näher eingegangen werden muß.
Die regelbare Spannungsquelle, im Falle der Ausführungsform der Transformator (TR) besitzt vier Anzapfungen, an denen 85 V, 140 V, 230 V bzw. 380 V sekundärseitig abgegriffen werden können. Welche Spannung an den Motor angelegt wird, wird durch die Erregung eines der SchUtze C 1, C 2, C 3 oder C 4 bestimmt. Ist das SchUtz C 5 erregt, dann ist der Motor (MO) 8polig geschaltet (Dreieckschaltung), während bei erregten Schützen C 6 und C 7 die 4polige Schaltung der Wicklung vorliegt (Sternschaltung), bei der der Motor mit der höheren Drehzahl, nämlich 1400 U pro Minute läuft. Das SchUtz C 9 ist bei eingeschaltetem Hauptschalter (SE) normalerweise erregt, so daß auch die Kontakte c 9 geschlossen sind; der Haltestromkreis fUr C 9 fUhrt jedoch über einen Thermokontakt des Motors, so daß bei dessen Erhitzung dieser Stromkreis unterbrochen und C 9 abgeworfen wird, was auch eine Abtrennung des gesamten Motors zur Folge hat. Über den Tastenschalter (a 1) mit Wledereinschaltsperre, kann der Motor nach Abkühlung wieder angeworfen werden.
In den Stromkreisen fUr die einzelnen SchUtze sind zur gegenseitigen Verriegelung der SchUtze Kontakte jeweils anderer SchUtze vorgesehen. Beispielsweise liegen im Stromkreis des Schützes C 1 die Kontakte c 2, c 3, c 4. FUr jedes SchUtz C 1 bis C 6 sind Schaltverzögerer S 1 bis S 6 vorgesehen, um ein zu schnelles Schal ten der SchUtze zu verhindern. Dies ist notwendig, da bei zu schnellem Schalten die niedrige Spannung des Transformators (TR) auf die hohe Spannung geschaltet wird, wodurch die Kontakte der SchUtze verschweißen könnten.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ist wie folgt: Der Thermostat, der beispielsweise eine Schaltgenauigkeit von + oder - 1 °C besitzt, kann mittels Drehknopf auf die gewUnschte Stalltemperatur, beispielsweise 180 C eingestellt werden. Der Abstand der einzelnen Schaltstufen betrugt 1 ° C. Es sei angenommen, daß beim Schließen des HoupftchaltersS E) die Stalltemperatur unter 180 C liegt.
Beim Anlegen der Spannung zieht über den in Stellung 3 befindlichen Thermostatkontakt III das SchUtz C 5 Uber den Schaltverzögerer mit 0,5 sec.
Vertögerung an. Mit einer Schaltverzögerung von ebenfalls 0, 5 sec. folgt das SchUtz C 1, das über den Thermostatkontakt I ah Spannung gelegt wird.
Über den Tastenschalter a 1 wird ein Stromkreis fUr das Schütz C 9 geschlossen und somit eine Spannung von 3x 85 V an die Klemmen U a, V a und W a des Motors MO gelegt. Der Motor lauft somit mit der niedrigsten Drehzahl. Steigt die Stalltemperatur auf 19 C, dann schaltet der Thermosht Kontakt I in Stellung 1 um. Dies hat zur Folge, daß das SchUtz C 1 abfallt und das Schutz C 2 mit Schaltverzögerung anzieht. Der Motor erhält somit eine Spannung von 3 x 140 V; er wird nach wie vor in 4poliger Schaltung betrieben. Bei 20 °C Stalltemperatur schaltet der Thermostatkontakt II in die Stellung I um, so daß C 2 abfüllt und Uber den Thermostat Kontakt- ll das Schutz C 3 verzögert anziehen kann. Die Drehzahl des Motors steigt an, da die Spannung am Motor nun 3 x 230 V beträgt.
Bei einem weiteren Anstieg der Stalltemperatur auf 21 C, schaltet nun auch der Thermostatkontakt III in die Stellung 1 um. Gleichzeitig fällt C 3 und C 5 ab. Erst wenn C 5 abgefallen ist, kann Uber den Thermostatkontakt III das Schütz C 6 verzögert anziehen. Hat C 6 angezogen, so zieht auch C 7 an. Auch C 8 kann über die Stellung 3 des Thermostatkontakt IV anziehen. Di es ist wichtig, da sonst C 2 bei Polumschaltung des Motors auf hohe Drehzahl nicht anziehen kann, da C 5 bereits angefallen ist. C 8 muß auch bei Umschaltung des Thermostatkontaktes IV abfallen, da sonst C 2 über den Thermostatkontakt III in Stellung 1 immer angezogen bleibt und ein Anziehen der SchUtze C 3 und C 4 verhindert.
Durch Anziehen der SchUtze C S und C 7 ist nun die Polumschaltung des Motors (MO) erfolgt, so daß dieser zum Lauf mit hoher Drehzahl bereit ist. Nun zieht wiederum C 2 verzögert an, das die Spannung Uber den Thermostatkontakt III, der sich in Stellung 1 befindet, sowie Uber die Kontakte der angezogenen SchUtze C 7 und C 8 erhält. Der Motor (MO) wird jetzt wiederum mit der Spannung 3 x 140 V versorgt, diesmal jedoch an den Klemmen U b, V b, W b, also in 8poliger Schaltung der Wicklung.
Steigt die Stalltemperatur auf 22 °C, dann schaltet der Thermostatkontakt IV in Stellung 1 um. C 8 und C 2 fallen ab und C 3 zieht diesmal uber den Thermostatkontakt IV und den Kontakt des SchUtzes C 7 verzögert an.
Der Motot wird jetzt mit einer Spannung von 3 x 230 V mit noch höherer Drehzahl betrieben.
Wird die Stalltemperatur von 23 ° C Oberschritten, schaltet zuletzt auch Thermostatkontakt V um. C 3 fallt ab und C 4 zieht Uber den Thermostatkontakt V und den Kontakt des SchUtzes C 7 verzögert an. Der Ventilator laufs jetzt mit höchster Drehzahl bei einer an den Motor (MO) gelegten Spannung von 3 x 380 V.
Bei dem erfindungsgemaßen AusfUhrungsbeispiel ist nur ein Motor MO) fUr einen Ventilator gezeigt. Es ist verständlich, daß durch entsprechende parallele Schaltung mehrere Motoren von der erfindungsgemäßen Schaltung gespeist und ihrer Drehzahl geregelt werden können.
Den einzelnen Schützen können Kontroll-Lampen h 1 bis h 7 zugeordnet werden, so daß jederzeit erkennbar ist, welche Drehzahlstufe gerode wirksam ist. Die Kontroll-Lampe h 7 dient dazu, den Ausfall eines Ventilators, z.B. durch Überlastung anzuzeigen.
Die drei Phasen, sowie der Steuerstromkreis sind durch Neozed-Schmelzeinsätze e 1 bis e 4 abgesichert.
Nachstehend wird nochmals tabellarisch der Zustand der einzelnen SchUtze bei den verschiedensten Temperaturen angegeben: Temperatur SchaltschUtz angezogen Schaltschütz abgefollen Über 180 C 5 - C 1 C2 - C3 - C4 - C6 - C7 - C 8 niedrigste Drehzahl 190 C 5 - C 2 C1 - C3 - C4 - C6 - C7 - C8 200 C5-C3 C1 -C2-C4-C6-C7-C8 210 C 6 - C 7 - C 8 - C 2 C5 - C1 - C3 - C4 Polumschaltung 220 C 6-C 7-C 3 C5-C1 -C2-C4-C8 23° C 6 - C 7 - C 4 C5 - C1 - C2 - C3 - C8 höchste Drehzahl

Claims

TEMPERATURAbHANGIGE LUFTMENGENREGELEINRICHTUNG FÜR TIERSTALLL ODER D;ERGLEICHEN Patentansprüche: 1. Temperaturabhängige Luftmengenregeleinrichtuno für Tierställe oder dergleichen unter Verwendung mindestens eines elektrisch angetriebenen Ventilators, dadurch gekennzeicnnet, daß der Ventilator mittels eines polumschaltbaren Motors angetrieben wird, daß ein Temperaturfühler vorgesehen ist, der siit einem Schaltnetzwerk verbunden ist, das bei bestimmten Temperaturen die Polumschaltunq des Motors vornimmt und das den Temperaturfühler mit einer regelbaren Spannungsquelle verbindet und abhängig von der vom Temperaturfühler festgestellten Temperatur und der Schaltung der Wicklungen des Motors eine entsprechende Spannung an den Motor anlegt.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eolumschaltbare Motor ein Asynchronmotor mit einer Wicklung ist, bei der die Polumschaltung nach Dahlander (1:2) erfolgt.
3. Regeleinrichtunq nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Asynchronmotor ist, dessen Wicklung in mehrere Spulengruppen unterteilt ist, aus denen durch Umschaltung zwei beliebige Polzahlen gebildet werden.
4. Regeleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte Wicklungen vorgesehen sind, die jeweils entweder unterteilt sind oder nach Dahlander geschaltet sind.
5. Regeleinrichtung nach einem der vorheraehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Temperaturfühlers in mindestens zwei Unterbereiche geteilt ist, an deren übergangspunkt das Schaltnetzwerk derart beeinflußt wird, daß es die Polumschaltunq des Motors vornimmt und daß der Temperaturfühler für jeden Unterbereich die regelbare Spannungsquelle jeweils von einer niedrigen bis zu einer hohen Spannunq regelt.
b. Regeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler ein Mehrpunktethermostat mit entsprechend vielen Thermokontakten ist, die mit steigender Temperatur nacheinander ansprechen und die mit dem Schaltnetzwerk derart verbunden sind, daß sie die Polumschaltung auslösen und eine der Temperatur entsprechende Stufenspannung der regelbaren Spannungsquelle einschalten.
7. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Spannungsquelle aus einem Transformator mit mehreren Anzapfungen besteht, die jeweils für eine andere Spannung ausgelegt sind und daß die jeweils einer bestimmten Temperatur zugeordnete Spannung durch Anschließen der entsprechenden Anzapfung an die Motorwicklung durch das Schaltnetzwerk erfolgt.
8. Regeleinrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Spannungsquelle aus einem Widerstandsnetzwerk mit tiderständen unterschiedlicher Größe gebildet wird, das an die Netzspannung angeschlossen wird.
9. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Spannungsquelle aus einem Drehtransformator besteht, dessen Stellung abhängig von der Stellung des Temperaturfühlers bestimmt wird.
10. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltnetzwerk aus Schützen sowie deren Kontakten besteht.
11. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltnetzwerk eine Halbleiterschaltung ist.
12. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mit einem Thermokontakt versehen ist, der über eine Schaltvorrichtung die Spannungszuführung zum Motor bei Überlastunq oder dergleichen unterbricht, wobei ein Wiederanlaufen nur durch Drücken einer handbetätigbaren Taste erfolgt.