DE4327523C2 - Magnetventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil mit einem Hubmagneten zur stetigen Modulation eines Brenngasdurchsatzes für einen gasbeheizten Warmwasserbereiter.

Aus der US 43 45 737 ist ein Magnetventil mit einem Hubmagneten zur stetigen Modulation eines Gasdurchsatzes bekannt, wobei dieser von einem Reglersignal abhängt und das Ansteuersignal für den Hubmagneten als Überlagerung dieses Reglersignals und eines von einer Korrekturschaltung zur Kompensation der Hysterese des Hubmagneten erzeugten Korrektursignals gebildet wird.

Hierbei soll der Hysteresefehler durch Addition eines Festwertes zum unteren Hystereseast eliminiert werden. Diese Methode ist jedoch nur im linearen Bereich der Hysteresekennlinie exakt.

Darüber hinaus ist aus der EP 379 759 A1 ein Magnetventil mit einem Hubmagneten zur stetigen Modulation eines Brenngasdurchsatzes für einen gasbeheizten Warmwasserbereiter bekanntgeworden, wobei der Brenngasdurchsatz von einem die Soll-/Ist-Wert-Differenz der Temperatur des aufzuheizenden Wassers repräsentierenden Temperaturreglersignal abhängt.

Stetigregelventile für gasbeheizte Warmwasserbereiter verdrängen aufgrund ihrer exakt bedarfsorientierten Arbeitsweise allmählich die Zwei-Punkt-Schaltventile. Unter gasbeheiztem Warmwasserbereitern sind hier sowohl brauchwasser- als auch heizwassererwärmende Systeme zu verstehen. Die Verwendung eines Hubmagneten als ventilkörperbeaufschlagendes oder den Ventilkörper direkt bildendes Bauteil eines Stetigregelventils ermöglicht zwar einen einfachen Aufbau, ist aber mit Schwierigkeiten hinsichtlich der Reproduzierbarkeit des Ventilöffnungsgrades verbunden. Ursächlich dafür sind Hystereseerscheinungen, die in der Natur eines mit einem sich stetig ändernden elektrischen Ansteuersignal beaufschlagen Hubmagneten liegen. Je nachdem, ob die Ansteuerung durch einen sinkenden oder steigenden Signalpegel erfolgt, wird ein Ar­ beitspunkt auf dem oberen oder dem unteren Hystereseast angefahren. Die zugeordneten Ventilöffnungsgrade können erheblich auseinanderklaffen und die Regelgenauigkeit negativ beeinflussen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil der oben angegebenen Gattung hinsichtlich des Hystereseeinflusses seines Hubmagneten für die gesamte Hysteresekennlinie zu verbessern.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den Merkmalen des Patentanspruchs. Dazu kann das Temperaturreglersignal sowohl einem Addierglied als auch dem Differenzierglied zugeführt werden, wobei das Ausgangssignal des Differenziergliedes, das heißt das Korrektursignal, den zweiten Eingang des Addiergliedes bildet. Dessen Ausgang wiederum stellt das präzisierte Ansteuersignal des Hubmagneten dar. Auf diese Weise ergibt sich ein eindeutiger reproduzierbarer und für die gesamte Hysteresekennlinie geltender Zusammenhang zwischen der zu überbrückenden Soll-Ist-Wert- Temperaturdifferenz des aufzuheizenden Wassers und dem Öff­ nungsgrad des Magnetventils für die Brenngaszufuhr.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild und

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1.

Ein Regler 1, der den Soll-Wert 2 und den Ist-Wert 3 der Tempera­ tur des Wassers eines nicht weiter dargestellten gasbeheizten Warmwasserbereiters verarbeitet, erzeugt ein Temperaturregler­ signal 4. Dieses wird über eine Verzweigungsstelle 5 einem Diffe­ renzierglied 6 und einem Addierglied 7 zugeführt. Das Differen­ zierglied 6 bildet aus der Anstiegs- beziehungsweise Abfallge­ schwindigkeit des Temperaturreglersignals 4 ein Korrektursignal 8, welches ebenfalls dem Addierglied 7 zugeführt wird. Das Ausgangs­ signal des Addiergliedes 7 bildet das Ansteuersignal 9 für den Hubmagneten 10 eines Magnetventils 11.

Das zugehörige, in Fig. 2 dargestellte Diagramm zeigt die Abhän­ gigkeit der Geräteleistung Q respektive des Ventilöffnungsgrades respektive der Last (Teillast, Vollast) von der zu überbrückenden Soll-Ist-Wert-Temperaturdifferenz Δν respektive dem zugeordneten Strom respektive dem Temperaturreglersignal 4. Die dargestellte Hysterese mit dem unteren Hystereseast 12 und dem oberen Hystere­ seast 13 entspricht der Regelkennlinie ohne Korrekturschaltung, das heißt ohne Differenzierglied 6. Je nachdem, ob die Temperatur­ differenz Δν zunimmt oder abnimmt, wird ein Arbeitspunkt, zum Beispiel 14 oder 15, auf dem unteren oder oberen Hystereseast 12 oder 13 angefahren. Diese Arbeitspunkte unterscheiden sich trotz gleicher Randbedingungen, das heißt trotz gleicher Temperaturdif­ ferenz Δν, ganz erheblich voneinander. Zum Ausgleich dieses Fehlers dient das Differenzierglied 6. Dieses Differenzierglied 6 erzeugt ein vom jeweiligen Hystereseast 12 oder 13, das heißt von der Zunahme oder Abnahme der Temperaturdifferenz Δν, abhängiges Korrektursignal 8. Es ergibt sich eine Regelkennlinie 16. Jeder Punkt dieser Kurve ist reproduzierbar von den höheren und von den niedrigeren Werten aus anfahrbar. Bei flacher werdendem Hystere­ seast 12 beziehungsweise 13, das heißt näher der minimalen oder maximalen Geräteleistung Q_min. oder Q_max., sinkt das Korrektur­ signal, so daß auch in diesem Bereich eine exakte Kompensation stattfindet.

Claims (1)

1. Magnetventil mit einem Hubmagneten zur steti­ gen Modulation eines Brenngasdurchsatzes für einen gasbeheizten Warmwasserbereiter, wobei der Brenngasdurchsatz von einem die Soll-Ist- Wert-Differenz der Temperatur des aufzu­ heizenden Wassers repräsentierenden Tempera­ turreglersignal abhängt und wobei das Ansteu­ ersignal für den Hubmagneten als Überlagerung des Temperaturreglersignals und eines zur Kompensation der Hysterese des Hubmagneten erzeugten Korrektursignals von einer Korrek­ turschaltung gebildet wird, die ein Differen­ zierglied (6) aufweist, welches aus der An­ stiegs- beziehungsweise Abfallgeschwindigkeit des Temperaturreglersignals (4) das Korrektursignal (8) bildet.