DE2531739C3 - Elektronische Abschalteinrichtung für die Umwälzpumpe einer geregelten Heizungsanlage mit Mischventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Abschalteinrichtung für die Umwälzpumpe einer geregelten Heizungsanlage mit Mischventil, das durch Stellimpulse entsprechend der Soll/Ist-Differenz der Temperatur motorisch auf- bzw. zugestellt wird.

Bei solchen Heizungsanlagen wird die Vorlauftemperatur des Heizkessels entweder von Hand eingestellt oder, bei witterungsgeführten Anlagen entsprechend der Außentemperatur, bzw. bei raumproportionalen Reglern entsprechend der Raumtemperatur als Führungsgröße selbsttätig nachgestellt Sodann teilt der Regler durch Verstellen des Mischventils dem Heizkreis eine mehr oder weniger große Teilmenge des dem Heizkessel entnommenen Wassers zu; während der Rest durch das Mischventil über einen Nebenschluß direkt in den Heizkessel zurückgeführt wird. Die im Heizkreis enthaltene Umwälzpumpe wird selbstverständlich nur dann benötigt, wenn das Mischventil dem HsiZaCreis Heißwasser zuführt nicht ds^CTe^CTen Hann wenn sich das Mischventil in derjenigen Endlage befindet in der dem Heizkreis kein Wasser zugeführt wird, weil dort keine Wärme benötigt wird, also beispielsweise in der warmen Jahreszeit

Während ältere Heizungsanlagen mit einem Handschalter für die Pumpe versehen sind, arbeiten neuere Heizungsanlagen bzw. die dazugehörigen Regler mit einer automatischen Pumpenabschaltung. Bei den bekannten Heizungsanlagen bzw. zugehörigen Reglern erfolgte diese selbsttätige Pumpenabschaltung in der Zu-Lage des Mischventils durch einen zusätzlichen Endlagenschalter, der kurz vor Erreichen dieser Endlage von der Steuerwelle für das Mischventil betätigt wird und die Pumpe abschaltet

>5 Diese bekannte Pumpenabschaltung hat zwei Nachteile:

In Zeiten sehr geringen Wärmebedarfs befindet sich das Mischventil kurz vor seiner Zu-Lage und pendelt, entsprechend den vom Regler gegebenen Stellimpulsen, zwischen dieser Lage und der Zu-Lage ständig hin und her. Dabei wird gleichzeitig der Endlagenschalter für die Pumpe ständig ein- und ausgeschaltet. Dadurch werden entfernt liegende Heizkörper nur schwach oder nicht mehr erv/ärmt Außerdem ist es heizungstechnisch und

*5 regelungstechnisch nicht richtig, in einer solchen Grenzsituation, in der nur geringer Wärmebedarf besteht, die Umwälzpumpe periodisch abzuschalten. Richtiger wäre es vielmehr, in dieser Zeit die Pumpe ständig laufen zu lassen. Das läßt sich aber mit Hilfe eines mechanischen Endlagenschalters nicht erreichen, wenn andererseits die Forderung bestehen bleibt bei langdauernder Zustellung des Mischventils die Pumpe sicher abzuschalten.

Der zweite Nachteil der bekannten Pumpenabschal-

tung mit Hilfe eines Endlagenschalters ergibt sich daraus, daß die Mischventile in einigen Heizungsanlagen rechts vom Heizkessel, in anderen dagegen links von diesem eingebaut werden, wobei das Mischventil in bekannter Weise beim Wechsel der Heizkesselseite verdreht und mit vertauschten Anschlüssen sowie umgelegter Skale eingebaut wird. Die Zu-Stellung bei dem Einbau rechts vom Heizkessel wird dann bei Einbau links vom Heizkessel die Auf-Stellung; in gleicher Weise wird aus der Auf-Stellung rechts die

Zu-Stellung links.

Da man für beide Montagearten des Mischventils denselben Regler verwenden möchte, wobei lediglich elektrisch im Regler die Zu-Stellung mit der Auf-Stellung vertauscht wird, ergibt sich nun die Notwendigkeit, auch den Endlagenschalter für die Umwälzpumpe zu versetzen. Diese Versetzung erfolgt bei einigen der bekannten Regler dieser Art dadurch, daß eine Nockenscheibe umgesetzt und erneut genau justiert werden muß. Diese Umstell- und Justierarbeiten können erst bei der Montage, unter den dann erheblich erschwerten Bedingungen, vorgenommen werden, da bei der Lieferung der Regler noch nicht bekannt ist ob das Mischventil rechts oder links vom Heizkessel angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten beiden Nachteile zu beseitigen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verhältnis der Pausenzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zu-Impulsen zur Dauer dieser Zu-Impulse gebildet und mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird, bei dessen Unterschreitung die Pumpe abgeschaltet wird, bis der erste Auf-Impuls die Pumpe wieder einschaltet. Sofern also Zu-Imnulse konstanter, verhältnismäßig

kurzer Dauer und gleichartiger Auf-Impulse verwendet werden, wird je nach der zeitlichen Steilheit der Änderung des Wärmebedarfs im Heizkreis eine längere oder kürzere Pausenzeit zwischen den Impulsen liegen, während im eingeregelten Zustand und bei konstant bleibendem Wärmebedarf im Heizkrois in größeren Abständen ein einzelner Zu-Impuls mit einem einzelnen Auf-Impuls abwechselt.

Da es bei der Erfindung darum geht, die Pumpe erst bei schneller, eindeutiger Annäherung an die Zulage des Mischers abzuschalten, interessiert hier nur der zeitliche Verlauf zwischen aufeinanderfolgenden Zu-Impulsen. Sofern der Regler, beispielsweise durch plötzliches Herabsetzen der Soll-Temeratur für die Nachtzeit oder für das Wochenende, oder durch plötzliches Ansteigen der Außentemperatur eine schnelle Folge von Zu-Impulsen gibt, verringert sich die Pausenzeit zwischen den einzelnen Zu-Impulsen und es verkleinert sich demgemäß das genannte Verhältnis zwischen der ?ausenzeit und der Impulsdauer.

Sofern der Regler jedoch so eingerichtet ist, daß er eine konstante Impulsfolgefrequenz besitzt, wird sich bei plötzlicher Verringerung des Wärmebedarfs im Heizkreis sowohl die Dauer der Zu-Impulse vergrößern als auch gleichzeitig die Dauer der Pausen zwischen den Impulsen verringern. Λ uch in diesem Falle nimmt also das Verhältnis zwischen der Pausenzeit um.' der Impulsdauer entsprechend ab.

Es wäre auch noch der Fall denkbar, daß die Pausenzeit konstant gehalten und die Impulsdauer vom Regler verändert wird.

In allen drei Fällen ändert sich das Verhältnis zwischen der Pausenzeit und der Impulsdauer.

Es läßt sich nun, je nach dem gewünschten Verhalten des Reglers hinsichtlich der selbsttätigen Pumpenabschaltung, ein bestimmtes Verhältnis der Pausenzeit zur Impulsdauer als Grenzwert festlegen, bei dessen Unterschreitung die Pumpe abgeschaltet werden soll. Wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Regler, daß die Pumpe so lange abgeschaltet gehalten wird, bis der erste Auf-Impuls die Pumpe wieder einschaltet.

Diese Ausbildung des elektronischen Ein-Aus-Reglers für das Mischventil einer Heizungsanlage hat den gewünschten Erfolg, ein ständiges Ein- und Ausschalten der Pumpe in der Nähe der Zustellung des Mischventils zu verhindern und die Pumpe zunächst eingeschaltet zu lassen, dann aber, wenn ein bestimmtes Impulszeitverhältnis unterschritten wird, die Pumpe dauernd auszuschalten und so lange ausgeschaltet zu lassen, bis ein erhöhter Wärmebedarf den ersten Auf-Impuls veranlaßt und der Regler daraufhin die Pumpe wieder voll einschaltet.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, den Vergleich des Impulszeitverhältnisses mit dem vorbestimmten Grenzwert durch die Aufladung eines Kondensators vornehmen zu lassen, der während der Dauer der Zu-Impulse über einen Ladewiderstand an eine konstante Ladegleichspannung angeschlossen und mit s^er'ⁿg^erer Zeitkonstante aufgeladen wird, während er ständig über einen Entladewiderstand mit größerer Zeitkonstante entladen wird. Anstelle der Zeiten werden hier also die Ladungen verglichen, die dem Kondensator einmal über den Ladewiderstand während der Impulszeit zufließen bzw. andererseits über den Entladewiderstand während der Pausenzeit abfließen. Sofern dabei die zugeführte Ladung überwiegt, wird insgesamt nach einem vollständigen Zyklus, also einer Pausen£eit und einer darauffol genden Impulszeit, die Ladung und damit auch die Spannung am Kondensator gestiegen sein und in den darauffolgenden Zyklen weiter ansteigen.

Sofern also, bei konstanter Impulsdauer, die Pause

sehr groß ist und Ladewiderstand und Entladewiderstand zweckmäßig gewählt sind, wird die Spannung am Kondensator zwar abwechselnd steigen und fallen, insgesamt aber doch über einen gewissen Höchstwert nicht hinauskommen.

Wenn aber die Pausenzeit zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen mehr und mehr abnimmt, die Impulse also schneller aufeinanderfolgen, wird die jeweils abgeführte Ladungsmenge immer geringer sein und die Spannung am Kondensator sich von Zyklus zu Zyklus erhöhen und der Ladegleichspannung zustreben. Deshalb ist bei dieser Weiterbildung außerdem vorgesehen, daß beim Ansteigen der Kondensatorspannung über einen vorbestimmten, unterhalb der Ladegleichspannung liegenden Schwellwert hinaus ein schwellwertabhängiges Schaltglied die Pumpe abschaltet und gleichzeitig den Kondensator über den Ladewiderstand nachlädt. Dadurch wird die ständige Entladung über den Entladewiderstand kompensiert, und der Kondensator behält seine Spannung oberhalb des besagten Schwellwertes, so daß die Pumpe abgeschaltet bleibt.

Gleichzeitig ist aber vorgesehen, daß jeder Auf-Impuls des Reglers eine schnelle Entladung des Kondensators über einen zweiten Entladewiderstand bewirkt. Sobald also nach einer längeren Abschaltzeit der Pumpe wieder ein gewisser Wärmebedarf auftritt und der Regler den ersten Auf-Impuls gibt, wird der Kondensator durch den entsprechend klein gehaltenen zweiten Entladewiderstand schnell entladen. Die Kondensatorspannung unterschreitet dadurch den vorgenannten Schwellwert, und die Pumpe wird wieder eingeschaltet.

Über den Schaltzustand der Pumpe entscheiden dann wieder die Zeitverhältnisse bei den nachfolgenden Stellimpulsen des Reglers.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß das schwellwertabhängige Schaltglied ein Schmitt-Trigger mit zwei Transistoren ist, wobei im Kollektorkreis des einen Transistors ein Relais zum Schalten der Pumpe liegt. Sobald also die Kondensatorspannung den Schwellwert überschreitet, wird der Schmitt-Trigger umgesteuert und das im Stromkreis des einen Transistors liegende Relais betätigt, so daß die Pumpe abgeschaltet wird.

Die Aufladung des Kondensators erfolgt vorzugsweise über eine Oder-Schaltung, entweder vom Geber der Zu-Impulse oder vom Schmitt-Trigger aus.
Die Oder-Schaltung wird dabei vorzugsweise durch zwei Dioden realisiert.

Es versteht sich, daß das Impulszeitverhältnis auch auf andere Weise direkt oder indirekt bestimmt und mit dem vorbestimmten Grenzwert verglichen werden kann. So kann bei Verwendung konstanter Impulszeiten und demgemäß variabler Pausenzeiten eine Schaltung verwendet werden, die die Pausenzeiten mißt und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für diese Pausenzeit sofort die Pumpe ausschaltet und ausgeschaltet läßt, bis der erste Auf-Impuls kommt

Es kann auch eine Schaltung verwendet werden, die bei konstanter Impulsdauer die sich bei veränderter Pausenzeit ändernde Impulsfolgefrequenz mißt und mit einem Schwellwert dieser Frequenz vergleicht

Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausfüh-

^ rungsbeispiel, das sich auf einen Regler mit konstanten Impulszeiten und variabler Pausenzeit bezieht, anhand der Zeichnung näher erläutert Dabei zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Heizungs-

anlage, die von einem erfindungsgemäßen elektronischen Regler geregelt werden soll,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines elektronischen Ein-Aus-Reglers mit automatischer Pumpenabschaltung, s

Fig. 3 ein Schaltbild des in Fig. 2 strichpunktiert eingerahmten Teiles des Reglers, der sowohl die Erzeugung der Stellimpulse für die motorische Bewegung des Mischerventils als auch für das Ein- bzw.. Ausschalten der Umwälzpumpe bewirkt, und ι ο

Fig. 4 einen Zeitplan eines typischen Schaltvorganges der Schaltung nach F i g. 3.

Die in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Heizanlage enthält einen Heizkessel 1, der bei 2 das durch den Brenner erhitzte Wasser abgibt und das abgekühlte Wasser bei 3 wieder empfängt, ein Mischerventil 4, eine Umwälzpumpe 5 und einen Heizkörper 6, der in dieser vereinfachten Darstellung an die Stelle aller insgesamt in der Heizanlage vorhandenen Heizkörper tritt.

Das Wasser wird im Heizkessel auf eine konstante Temperatur, beispielsweise 80°C, erhitzt und gelangt von dem Auslauf 2 zum Mischventil 4. Dort wird es je nach Stellung des Mischventils zu einem Teil über die Pumpe und den Heizkörper 6, zum anderen Teil direkt in die Rückleitung und von da in den Einlaß 3 des 2s Heizkessels 1 geleitet.

Das Mischventil läßt sich zwischen zwei Grenzstellungen in bekannter Weise stufenlos oder in mehreren Stufen verstellen. In der einen Grenzlage wird alles Heißwasser vom Mischventil direkt zum Rücklaufeinlaß 3 zurückgeleitet, während das Mischventil in der anderen Grenzlage alles bei 2 austretende Heißwasser der Umwälzpumpe 5 und dem Heizkörper 6 zuleitet. Die Regelung der Wärmeabgabe vom Heizkörper 6 in den Raum und damit der Raumtemperatur erfolgt also durch Zu- oder Aufstellen des Mischventils, insbesondere durch zwei in entgegengesetzten Richtungen laufende Motoren, denen von dem Regler elektrische Stellimpulse zugeführt werden. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Vierwegeventil. Dreiwegeventile arbeiten in ähnlicher Weise.

Das nachstehend anhand der Fig. 2 bis 4 beschriebene Ausführungsbeispiel eines elektronischen Ein-Aus-Reglers bezieht sich auf eine solche Reglerschaltung, bei der die den Stellmotoren für das 4 s Mischventil zugeführten Stromimpulse eine konstante zeitliche Länge haben, während die Aufeinanderfolge solcher Stellimpulse bzw. die Pausenzeit zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen variabel sind.

Der in F i g. 2 schematisch dargestellte Regler umfaßt 5" eine Meßbrücke 7 zur Messung der Ist-Temperatur des vom Heizkörper 6 zu beheizenden Raumes, wobei ein Temperaturfühler bekannter Funktionsweise verwendet wird. Auf die Art der Temperaturmessung und die Schaltung der Meßbrücke kommt es aber bei der Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Erfindung nicht an. Bei 8 wird der Sollwert, also die gewünschte Raumtemperatur, eingestellt Der Istwert und der Sollwert werden dem Bauteil 9 des Reglers zugeführt der diese beiden Werte miteinander vergleicht und aus der Soll/Ist-Differenz Stellimpulse bildet An den Regelverstärker 9 schließen sich die beiden Schaltstufen 11 und 12 an, von denen die Schaltstufe 11 Auf-Impulse und die Schaltstufe 12 Zu-Impulse liefert Die von diesen Teilstufen gelieferten Impulse werden durch die <·?; Rückführung 10 in den Regelverstärker zurückgegeben, um diesem das gewünschte Regelverhalten zu verleihen. Es ist auch bei raumproportionalen sowie bei witterungsgesteuerten Reglern üblich, von der Raum- bzw. Außentemperatur die Vorlauftemperatur des Heizsystems zu steuern.

An die Ausgänge der Schaltstufen ti und 12 ist ein Ausgangsteil 13 angeschlossen, der die Relais für die beiden Stellmotoren des Mischventils und eine Schaltung zur selbsttätigen Abschaltung der Umwälzpumpe entsprechend dem Impulszeitverhältnis enthält. An diesen Ausgangsteil 13 sind die vorgenannten beiden Stellmotoren 14 und 16 und der Pumpenmotor 15, letzterer gegebenenfalls noch unter Zwischenschaltung eines Schaltschutzes, angeschlossen.

Der in F i g. 2 strichpunktiert dargestellte Teil, der den Ausgang der beiden Schaltstufen 11 und 12 sowie den Ausgangsteil 13 umfaßt, ist in Fig. 3 in einem detaillierten Schaltbild dargestellt.

Der Ausgangstransistor Γ3 der Schaltstufe 12 erhält die positive Gleichspannung U₊ am Emitter und die Steuerimpulse an der Basis, während in den Kollektorkreis das Relais Rel2 eingeschaltet ist, das den Arbeitskontakt d2 jeweils bei Eintreffen eines Zu-Impulses schließt und damit den Stellmotor 14 für das Mischventil während der Dauer des Zu-Impulses einschaltet.

Der in der Schaltstufe 11 liegende Ausgangstransistor Γ5 erhält ebenfalls die Steuerimpulse an seiner Basis und ist mit seinem Emitter an die gemeinsame Nulleitung, d. h. also an den negativen Pol der Gleichspannungsquelle, angeschlossen, während in der Rückleitung zum positiven Pol der Spannungsquelle das Relais Reit liegt. Auch dieses Relais besitzt einen Arbeitskontakt dl, der jeweils beim Eintreffen eines Zu-Impulses am Transistor 75 geschlossen wird und den Stellmotor 16 für das Mischventil, jetzt in entgegengesetzter Drehrich lung, einschaltet.

Der Motor 15 für die Umwälzpumpe ist an den Arbeitskontakt d3 des Relais Rel3 angeschlossen und ist folglich bei stromlosem Relais geschlossen und läßt die Umwälzpumpe antreiben.

Das Relais ReI 3 liegt im Kollektorstromkreis eines Transistors 7"9, der, zusammen mit einem Transistor 7*8, einen Schmitt-Trigger bildet. Die Steuerung des Schmitt-Triggers erfolgt von der nachstehend zu beschreibenden Kondensator-Widerstands-Schaltung aus.

Beim Fehlen von Impulsen seitens der Ausgangstransistoren 7"3 und T5 ist der Kondensator K A entladen. Eine vorher eventuell auf dem Kondensatoi verbliebene Ladung fließt über den Widerstand Λ 63 mil einer Zeitkonstante KA · /?63 ab, die so groß gewähli wird, daß eine auf dem Kondensator befindliche Ladung während der verhältnismäßig großen Abstände zwi sehen aufeinanderfolgenden Impulsen weitgehend übei den Widerstand R 63 abgeflossen ist

Eine Aufladung des Kondensators kann über der Widerstand Λ 62 mit einer Zeitkonstante K 4 - Ä62 erfolgen, die wesentlich kleiner gewählt wird als di« Zeitkonstante K 4 - R 63 der Entladung.

Durch Vorschaltung der Diode N 21 ist ferner dafüi gesorgt, daß über den Widerstand Ä62 nur eine Aufladung des Kondensators K 4, nicht jedoch ein« Entladung erfolgen kann.

Während jedes Zu-Impulses des Reglers wird de Transistor Γ3 leitend und bewirkt daß die Ladegleich spannung L/+, von geringfügigen Verlusten im Transi stör und in einer weiteren vorgeschalteten Diode NV abgesehen, als Spannung U 2 am Relais ReI 2 anlieg und damit gleichzeitig an der Reihenschaltung dei

Diode Λ/21, des Widerstandes R62 und des Kondensators K 4 bzw. des diesem parallelgeschalteten Widerstandes Ä63. Da Ä63 groß gegenüber Λ 62 gewählt wird, lädt sich der Kondensator K 4 mit der Zeitkonstante K 4 · R 62 nach genügend langer Zeit fast auf die Spannung t/2 und damit fast auf die Ladespannung U₊ auf. Die Zeitkonstante K 4 · Λ 62 ist aber so bemessen, daß während der Dauer eines Zu-Impulses nur ein Teil der Ladespannung U₊ am Kondensator K 4 anliegt. Sobald der Zu-Impuls beendet ist und demgemäß keine weitere Aufladung des Kondensators mehr erfolgt, fließt seine Ladung über den Widerstand Λ 63 ab. Die Spannung am Kondensator nimmt dann einen Verlauf, wie er in dem Diagramm in F i g. 4 unten während des ersten Zu-Impulses /1 dargestellt ist.

Bevor die Funktion des Schaltbildes in F i g. 3 weiter erläutert wird, wird zu den Zeitdiagrammen in F i g. 4 folgendes ausgeführt:

Das Zeitdiagramm zeigt übereinander in Abhängigkeit von der Zeit / die Schaltzustände bzw. Spannungen, die für das Verhalten einer Schaltung nach Fig.3 charakteristisch sind. Oben im Zeitdiagramm ist der Schaltzustand der Pumpe dargestellt. In den beiden darunter liegenden Teildiagrammen ist der zeitliche Verlauf der Spannungen t/l und t/2, die an den entsprechend bezeichneten Punkten der Schaltung in F i g. 3 anliegen, dargestellt. Dabei ist die Spannung t/2, die auch am Relais ReI 2 anliegt, maßgebend für die Zustellung des Mischventils, während die an der Schaltstrecke des Transistors Γ5 liegende Spannung t/l für die Aufstellung des Mischventils maßgebend ist. Im unteren Teil des Diagramms ist der Verlauf der Kondensatorspannung angegeben, und es ist außer der Ladespannung U₊ auch die Schwellspannung U₅ des Schmitt-Triggers eingezeichnet.

Ein einzelner Zu-lmpuls /1 hat, wie dem Diagramm in F i g. 4 unten zu entnehmen ist, einen relativ steilen Anstieg der Kondensatorspannung zur Folge, die dann während einer längeren Pausenzeit über den Entladewiderstand R 63 abgebaut wird.

Die Zeitkonstanten K 4 · R 63 und K 4 · Λ 62 sind für die in Frage stehenden Impulszeiten und die festgelegten Spannungswerte U₊ und U_s so bemessen, daß bei größeren Pausenzeiten, wie sie in F i g. 4 zwischen dem Impuls /1 und /2 liegen, stets wieder ein Abfall der aufgebauten Spannung erfolgt und auch durch nachfolgende Impulse kein Aufschaukeln dieser Spannung stattfindet

Sofern jedoch, wie in der Mitte des Zeitdiagramms in F i g. 4 dargestellt, mehrere Impulse 12,13, /4 und /5 in kürzeren Abständen aufeinanderfolgen, genügt die Pausenzeit nicht mehr, um die während der Impulsdauer aufgebaute Kondensatorspannung wieder abzubauen, sondern es findet ein etwa stufenartiger Anstieg der Spannung statt Es läßt sich leicht zeigen, daß das Kriterium dafür, ob die Kondensatorspannung sich aufschaukelt oder nicht, das Verhältnis von Pausenzeit zu Impulsdauer ist Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat dieses Verhältnis bei der Impulsgruppe /2 bis /5 den kritischen Grenzwert, bei dem ein Aufschaukeln der Spannung einsetzt, überschritten. Die Kondensatorspannung steigt schließlich während oder am Ende eines Impulses, in dem in Fig.4 dargestellten Beispiel am Ende des Impulses /5,über die Schwellspannung Lf₁ an.

In diesem Augenblick schaltet der Schmitt-Trigger in seine andere stabile Lage, indem jetzt der Transistor TB stromlos und der Transistor 79 leitend wird und folglich das Relais Äe/3 anzieht Damit wird der Ruhekontakt d3 geöffnet und die Pumpe ausgeschaltet, wie auch im Zeitdiagramm in F i g. 4 dargestellt ist

Gleichzeitig gelangt vom Kollektor des Transistors 9 die Ladespannung U₊ über die Diode N 24 an die Diode /V 21 und übernimmt, auch nach dem Ende des Impulses /5, die weitere Aufladung des Kondensators K 4 über den Widerstand R 62. Die Kondensatorspannung steigt deshalb über die Schwellspannung U, hinaus an, um sich schließlich asymptotisch der Ladespannung U₊ anzunähern.

Die beiden Dioden ΛΊ1 und Λ/24 stellen also eine Oder-Schaltung dar, indem sie gestatten, daß der Kondensator K 4 über seinen Ladewiderstand R 62 entweder vom Transistor 7*3, beim Auftreten eines Zu-Impulses, oder aber vom Transistor Γ9, beim umschalten des Schmitt-Triggers und Ausschalten der Pumpe, geladen wird.

Da die Kondensatorspannung folglich oberhalb der Schwellspannung bleibt, bleibt auch der Schmitt-Trigger stabil in seiner jetzigen Lage, und das Relais ReI3 hält die Pumpe weiterhin ausgeschaltet

Dieser Zustand wird erst dann unterbrochen, wenn vom Transistor T5 der erste Auf-Impuls, im Diagramm mit /6 bezeichnet, eintrifft. Im Spannungs-Zeit-Diagramm in F i g. 4 ist die Spannung U1 zunächst für die Gesamtdauer bis zum Einsetzen des ersten Auf-Impulses /6 vorhanden und entspricht praktisch der Ladespannung U₊. Es sei bemerkt, daß die Spannungen t/l und t/2 in einem wesentlich verkürzten Maßstab, verglichen mit der Kondensatorspannung K 4, aufgetragen sind.

Sobald der erste Auf-Impuls /6 eintrifft, also die Spannung Ui während der Dauer dieses Impulses verschwindet, kann sich der Kondensator K 4 über den verhältnismäßig kleinen Entladewiderstand Ä61 und die Diode Λ/20 entladen. Der Widerstand Ä21 ist so bemessen, daß die Entladung des Kondensators durch ihn wesentlich schneller erfolgt, als die Aufladung des Kondensators vom Schmitt-Trigger über die Diode N 24, die Diode N 21 und den Ladewiderstand R 62.

Wie im Zeitdiagramm dargestellt, fällt die Kondensatorspannung UK 4 jetzt steil ab und unterschreitet dabei sehr schnell die Schwellspannung U₅. Sobald die Schwelispannung unterschritten ist schaltet der Schmitt-Trigger zurück, d. h. der Transistor TS wird leitend und der Transistor 7*9 stromlos. Damit fällt das Pumpenrelais Rel3 ab, und sein Ruhekontakt T3 schließt, so daß die Pumpe wieder eingeschaltet wird. In der Zeichnung ist die Wiedereinschaltung der Pumpe zeitlich praktisch gleichzeitig mit dem Anfang des Impulses 6 eingezeichnet Bei genauer Betrachung wird die Pumpe selbstverständlich erst kurze Zeit nach dem Einsetzen des Impulses 6 wieder eingeschaltet nämlich dann, wenn die Kondensatorspannung die Schwetlspan-

SS nung !/^unterschreitet

Gleichzeitig mit dem Umschalten des Schmitt-Triggers endet die ständige Nachladung des Kondensators über die Diode Λ/24 und die Entladung des Kondensators aber den Widerstand R 61, die Diode N 20 und die Schaltstrecke des Transistors TS schreitet fort Nach dem Ende des Auf-Impulses /6 fließt dann die Kondensatorladung nicht mehr über /?61 und N 20, sondern nur noch über R 63 ab und wird schließlich nach einiger Zeit zu nulL

6s Es versteht sich, daß die in Fig.3 nicht näher bezeichneten Widerstände nicht nur so bemessen sein müssen, daß der Schmitt-Trigger zuverlässig arbeitet, sondern auch so. daß über diese Widerstände keine

Störung der Lade- und Entladeverhältnisse des Kondensators auftreten kann.

Zusammengefaßt ist also über die Wirkung der Schaltung folgendes zu sagen:

Solange nur Zu-Impulse in größeren Abständen auftreten, bleibt die Pumpe eingeschaltet. Das ist erst recht dann der Fall, wenn in größeren Abständen auf einen oder mehrere Zu-Impulse ein oder mehrere Auf-Impulse folgen, da ein Auf-Impuls stets eine schnelle Entladung des Kondensators K 4 zur Folge hat. Dieser Fall ist also im Zeitdiagramm nicht dargestellt.

Sobald, bei plötzlich abnehmendem Wärmebedarf, die Zu-Impulse in kürzeren zeitlichen Abständen aufeinanderfolgen und das Impulszeitverhältnis, d. h. das Verhältnis zwischen Pausenzeit und Impulsdauer, einen bestimmten vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, steigt die Spannung am Kondensator K 4 stufenartig an und erreicht nach einer bestimmten Zeit bzw. einer bestimmten Anzahl von Zu-Impulsen schließlich eine Schwellspannung. Dann wird die Pumpe abgeschaltet und bleibt so lange abgeschaltet, bis der erste Auf-Impuls wieder anzeigt, daß Wärmebedarf vorhanden ist.

Eine weitere vorteilhafte Wirkung der Schaltung besteht darin, daß bei Überschreiten der Schwellspannung die am Relais Rel2 liegende Spannung 1)2 nicht mehr nach dem Ende des letzten Zu-Impulses abfällt, sondern bestehen bleibt, so daß der von diesem Relais

ίο geschaltete Stellmotor das Mischventil nicht nur während kurzer Impulszeiten, sondern ständig einschaltet und damit das Mischventil schnell in seine Endlage führt.
Selbstverständlich sind, wie bei solchen Steilmotoren üblich, Endlagenschalter in den beiden Endstellungen vorgesehen, die bei bzw. kurz vor Erreichen der mechanischen Endlage des Ventils den Motorstrom abschalten, während das entsprechende Relais ReI 2 bzw. ReI 1 eingeschaltet bleibt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektronische Abschalteinrichtung für die Umwälzpumpe einer geregelten Heizungsanlage mit Mischventil, das durch Stellimpulse entsprechend der Soll/Ist-Differenz der Temperatur motorisch auf- bzw. zugestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Pausenzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zu-Impulsen zur Dauer dieser Zu-Impulse gebildet und mit einem vorbestimmten Grenzwert verglichen wird, bei dessen Unterschreitung die Pumpe so lange abgeschaltet wird, bis der erste Auf-Impuls die Pumpe wieder einschaltet

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich des !mpulszeitverhältnisses durch einen Kondensator (K 4) erfolgt, der während der Dauer der Zu-Impulse über einen Ladewiderstand (R 62) an eine konstante Lade-Gleichspannung (U₊) angeschlossen und mit geringerer Zeitkonstante geladen wird, während er ständig über einen Entladewiderstand (R 63) mit größerer Zeitkonstante entladen wird, daß beim Ansteigen der Kondensatorspannung über einen vorbestimmten, unterhalb der Ladegleichspannung liegenden Schwellwert (U₅) hinaus ein schwellwertabhängiges Schaltglied die Pumpe abschaltet und gleichzeitig den Kondensator über den Ladewiderstand nachlädt und daß schließlich jeder Auf-Impuls eine schnelle Entladung des Kondensators über einen zweiten Entladewiderstand (R 61) bewirkt.

3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schwellwertabhängige Schaltglied ein Schmitt-Trigger mit zwei Transistoren (TS, T9) ist, wobei im Kollektorkreis des einen Transistors (T9) ein Relais (ReI 3) zum Schalten der Pumpe liegt.

4. Regler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung des Kondensators über eine Oder-Schaltung, entweder vom Geber (T3) der Zu-Impulse oder vom Schmitt-Trigger, erfolgt.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oder-Schaltung durch zwei Dioden (Nw, N24) gebildet wird.