Vorrichtung zur Regelung der Heisswassertemperatur von Zentralheizungsanlagen.\ In Zentralheizungsanlagen soll nach Mög- liehkeit die Heisswassertemperatur im Kessel der Aussentemperatur automatisch angepasst werden. Zur Erreichung einer gewünschten Raumtemperatur der beheizten Gebäulichkei- ten muss die Heisswassertemperatur um so höher oewählt werden,<B>je</B> tiefer die Aussen temperatur ist. Zu diesem Z-weck wurden schon bisher Temperaturfühler für die Aussentemperatur zur Regelung der Heiss wassertemperatur beigezogen.
Es wurde aber bisher ausser acht gelassen, dass infolge der beträchtlichen Wärmekapazität und der Iso lierwirkung der Gebäudemauern kleinere und kurz dauernde Schwankungen der Aussentem peratur ohne Einwirkung auf die Raumtem peraturen bleiben. So werden z. B. periodisch verlaufende Schwankungen der Aussentem peratur sieh innerhalb des beheizten Gebäu des ebenfalls als gleiehperiodige Temperatur- sehwankungen auswirken, wobei aber die Schwankungen der Raumtemperatur gegen- Über den Schwankungen der Aussentempe ratur beträchtlich phasenverzögert sind und wesentlich kleinere Amplituden aufweisen.
Einmalig in Erscheinung tretende Ver änderungen der Aussentemperatur wirken sieh in theoretisch unendlich langer Zeit in ,rollem Mass auch auf die Raumtemperatur des beheizten Gebäudes aus. Diese Wärme speicher- und Isolationseigenschaften des Ge bäudes hängen natürlich sehr stark von dessen Bauart ab. So wirken sich z. B. bei einem modernen Betonbau mit verhältnis- mässig grossen Fensterfläehen Schwankungen--, der Aussentemperatur bedeutend rascher auf die Raumtemperaturen aus als bei einem Alt bau mit dicken Steinmauern und kleinen Fen sterflächen, und es ist schwierig, diese Eigen schaften zahlenmässig eindeutig zu definieren.
Es scheint, dass diejenige Zeit th, in Wel cher sich ein plötzlicher Temperatursprung, der Aussentemperatur mit dem Wert dT", im Raum mit dem Wert AT012 bemerkbar macht, eine Grösse darstellt, welche die entsprechen den Isolations- und Speichereigenschaften in ihrer -Gesamtwirkung am besten definiert. Diese Halbwertzeiten können aber nur an unbeheizten Gebäuden gemessen werden, und es liegen noch zu wenig eindeutige Messungen vor, um sichere Normwerte, angeben zu kön nen.
Die vorliegende Erfindung kennzeichnet sich nun dadurch, dass bei einer Vorrichtung zur Regelung der Heisswassertemperatur von Zentralheizungsanlagen mit einem Fühlorgan für die Aussentemperatur und einem Fühl- organ für die Heisswassertemperafur, das Fühlorgan für die Aussentemperatur in einem nach aussen wärmeisolierten Wärmespeielier eingebettet ist, das Ganze derart,
dass Verän derungen der Aussentemperatur die Tempe ratur des Fühlorgans in annähernd derselben Weise beeinflussen wie die Raumtemperatur eines gewählten zu beheizenden Raumes des Gebäudes, so dass das Zeit-Temperaturände- rungs-Diagramm dieser zwei Teile annähernd das gleiche ist. Wohl sind auch jetzt schon Vorriehtun- gen bekannt, bei denen das Fühlorgan in einem Aussenkasten untergebracht ist, der natürlich ebenfalls eine gewisse Isolations fähigkeit und eine gewisse Wärmespeieher- fähigkeit aufweist.
Diese Werte sind aber bis her nicht durch besondere Massnahmen so vergrössert worden, dass sie mit den entspre- ehenden Werten eines Gebäudes vergleichbar sind.
Die Erfindung strebt aber eine derartige Ausbildung des Wärmespeiehers, in welchem der Temperaturfühler für die Aussentempe ratur untergebracht ist, an, dass das Fühl- organ durch die Aussentemperatur in annä hernd derselben Weise beeinflusst wird, wie wenn es im entsprechenden Raum eines gleich artigen, aber unbeheizten Gebäudes angeord net wäre.
Dies wird dannder Fall sein, wenn die Halbwertzeit des Behälters für den Aussentemperaturfühler mindestens angenä- heit derjenigen des zu beheizenden Gebäude raumes ist.
Um die Einflüsse der Windverhältnisse mitberücksichtigen zu können, kann es vor teilhaft sein, den Wärmespeieher mit einem dauernd feucht gehaltenen Aussenteil zu ver sehen, der bei starkem Wind mehr und bei Windstille fast gar nicht gekühlt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindun'- M ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei angenommen ist, dass es sich um eine ölfeuerung handle, bei welcher der Gebläse- Ölpumpenmotor durch eine, Sehalteinrich- tung beeinflusst wird.
In den Zentralheizungskessel, dessen Aussenwand mit<B>1</B> und dessen Heisswasser- raum mit 2 bezeichnet ist, ist ein Gehäuse<B>3</B> eingesehraubt, dessen Teil 4 voiii Fleisswasser umspült wird und also dessen Temperatur annimmt.
In diesem Gehäuse<B>3</B> befinden sich zwei elastisch verformbare Temperaturfühlgefässe <B>5</B> und<B>6,</B> die untereinander durch die Leitung <B>7</B> und beide zusammen durch die Leitumy <B>8</B> mit einem ausserhalb der Aussenmauer<B>9</B> an geordneten Temperaturfühlgefäss <B>10,</B> dessen Volumen konstant ist, verbunden sind.
Das Gefäss<B>10</B> ist in einem Wärmespeieher <B>11,</B> der beispielsweise aus einem Eisenbloek bestehen kann, eingebettet, während der Wärmespeieher <B>11</B> gegen aussen durch die Isolierschieht 12 wärmeteehniseh derart iso liert ist, dass Änderungen der Aussentempe ratur die Temperatur des Fühlorgans <B>10</B> an nähernd so verändern (absolut) wie die Tem peratur eines gewählten Raumes eines unbe- heizten Gebäudes derselben Bauart wie das beheizte Gebäude.
Die Gefässe<B>5, 6</B> und<B>10</B> sind vollständig mit einer Flüssigkeit aLisgefüllt. Das Total volumen, das diese Flüssigkeitsmenge beaii- sprucht, hängt von den Temperaturverhält nissen im Gehäuse 4 und des Gefässes<B>10</B> ab.
Das Volumen des Gefässes<B>6</B> kann durch Verdrehen der Stellsehraube <B>13</B> auf einen vorbestimmten festen Wert, der durch Ver suche ermittelt werden kann, eingestellt wer den.
Veränderungen des Totalvolumens, der in den drei Gefässen<B>5, 6</B> und<B>10</B> einge- sehlossenen Flüssigkeit wirken sieh als Ver- sehiebebewegungen der Regelstange 14 aus, die vom Gefäss<B>5</B> bewegt wird.
Im auf das Gehäuse<B>3</B> aufgeschraubten Gehäuse<B>3'</B> ist eine elektrische Sehalteinrieh- tung eingebaut. Die bei<B>15</B> am Gehäuse<B>3</B> fest genietete Blattfeder<B>16</B> trägt an ihrem freien Ende einen beweglichen Kontakt<B>17,</B> der züi- sammen mit dem feststehenden Kontakt<B>18</B> die Sehaltstelle eines Steuerkreises bildet.
In an sieh bekannter Weise sind beidseitig der Blattfeder<B>16</B> seitliche Federstreifen<B>19</B> an geordnet, die am freien Ende der Kontakt- f eder <B>16,</B> also beim Kontakt<B>17,</B> fest mit dieser verbunden sind, während sieh ihre Enden 20 unter Spannung an Nasen 21 des Stützorgans '12 abstützen. Dieses Stützor-an ist in seiner Längsriehtung im Gehäuse<B>3'</B> verschiebbar, aber nicht um seine Achse drehbar. Durch Verdrehen der Schraubenmutter<B>23</B> kann die Einstellung des Organs 22 und damit die Spannung der seitlichen Federstreifen<B>19</B> auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
Die vom Gefäss<B>5</B> beeinflusste Stange 14 wirkt nun über die Schraubenfeder 24 und den Druckstift<B>25</B> auf die Blattfeder<B>16</B> ein, wobei die ausgeübte Kraftwirkung linear mit der Verschiebung der Stange 14 zunimmt. Je nach der Spannung der Federstreif en<B>19,</B> das heisst<B>je</B> nach der Stellung der Schrauben mutter<B>23,</B> muss diese Kraft einen vorbe stimmten Wert erreichen, bis der Kontakt<B>17</B> aus der gezeichneten Schliessstellung zum Widerlager <B>26</B> überspringt.
Ein Absinken der auf die Blattfeder wirkenden Auslenk- kraft auf einen vorbestimmten tieferen Wert bewirkt dann, dass der Kontakt<B>17</B> wieder in die "ezeichnete Schliessstellung zurüekspringt. t' Die Differenz zwischen den beiden Kraftwer ten kann durch Verstellung der Schrauben mutter<B>23</B> wahlweise eingestellt werden.
Die Wirkungsweise der dargestellten Ein- riehtung ist folgende.
Es sei angenommen, dass die Aussentempe ratur z. B.<B>-100</B> betrage und dass dabei eine Kesseltemperatur von 7011 genüge, um eine gewünschte Raumtemperatur zu erzielen. Der Gebläse- und Pumpenmotor<B>27</B> einer Öl- feuerungsanlage werde über den Stromkreis N'etz-Leitung 28-Kontakt 18-Kontakt 17- Leitung 29-Motor 27-Netz angetrieben.
Das Volumen der in den Gefässen<B>5</B> und<B>6</B> einge- sehlossenen Flüssigkeit wird mit steigender Heisswassertemperatur im Raum 2 grösser, so dass die Stange 14 nach oben verstellt wird. Bei einer Heisswassertemperatur von z. B. <B>720 C</B> wird die Kontaktstelle<B>17-18</B> geöffnet, .so dass keine weitere Beheizung des Kessels stattfindet.
Wenn die, Heisswassertemperatur auf <B>680 C</B> gesunken ist, wobei die Stange 14 entsprechend zurückverstellt wird, schliesst die Kontaktstelle<B>17-18</B> wieder usw., so dass eine mittlere Kesselteinperatur von<B>700 C</B> er zielt wird.
Wenn nun die Stellschraube<B>13</B> einge- #ehraubt wird, so dass der Balg (Gefäss)<B>6</B> verkleinert wird, muss die aus dem Gefäss<B>6</B> verdrängte Flüssigkeit in das Gefäss<B>5</B> aus weichen, so dass die Stange 14 entsprechend gehoben wird. Die Kontaktstelle<B>17-18</B> wird also beispielsweise erst wieder geschlossen, wenn die Heisswassertemperatur auf<B>630 C</B> abgesunken ist, und schon bei<B>670</B> C wieder öffnen, so dass sich nun eine mittlere Kessel temperatur von<B>650 C</B> ergibt.
Wenn nun die Aussentemperatur sinkt, z. B. auf -1211 <B>C,</B> und diese Veränderung ge nügend lang andauert, vermindert sich das Volumen der im Gefäss<B>10</B> eingeschlossenen Messflüssigkeit. Es strömt Flüssigkeit aus dem Gefäss<B>5</B> nach und die Stange 14 sinkt. Nun wird z. B. erst bei<B>760 C</B> die Kontaktstelle <B>17-18</B> geöffnet und sie schliesst sich bei einem Wert von<B>720 C,</B> so dass sich eine mitt lere Heisswassertemperatur von 740 ergibt. Wenn die Schraubenmutter<B>23</B> etwas ange zogen wird, vergrössert sich die Spannung der Federteile<B>19,</B> so dass die Differenz zwi schen Einschaltwert und Ausschaltwert, der Heisswassertemperatur vergrössert wird.
Es ist bei der ganzen Vorrichtung wich tig, dass die Stange 14 ohne Zwischensehal- tung weiterer temperaturempfindlicher Ele mente auf die Schalteinrichtung einwirkt, weil ein temperaturempfindliehes Zwischen glied, beispielsweise in Form eines weiteren Flüssigkeitsbehälters, als störende Tempera- turmessstelle wirken würde. Die Schaltein richtung selbst kann natürlich auch in ande rer Weise ausgebildet werden.
Eine Veränderung der sich ergebenden Illitteltemperatur, das heisst eine Parallelver schiebung der Regelkurve, kann bei entspre chender Ausbildung wahlweise durch fol gende Massnahmen erreicht werden: a) Verdrehung der Stellschraube<B>13;</B> <B>b)</B> Höhenverstellung der gesamten Kon- takteiiirii2#ntung; <B>c)</B> Spannen oder Entspannen der Feder,24. Der nach aussen wärmeisolierte Wärme speicher kann auch aus einer Vakuumflasehe bestehen (Vakuumraum an Stelle der Isolier- schieht 12), die um den Temperaturfühler <B>10</B> herum mit einem Füllstoff, z. B. Paraffin, als Speichermaterial gefüllt ist.
Durch die Regeleinriehtung, das heisst durch die in Funktion der Aussentemperatur verzögert ge steuerte Schalteharakteristik, kann nach Wahl der Gebläsemotor, die Luftzufuhr oder die Rücklaufbeimischtemperatur beeinflusst und gesteuert werden. Es kann -unter Umständen vorteilhaft sein, wenn der Behälter für den Aussentemperaturfühler <B>10</B> einen dauernd feucht gehaltenen Aussenteil aufweist, da dann der Kühleinfluss der Windverhältnisse mitberücksiehtigt werden kann.
Da bei einer Kohlenfeuerungsanlage keine elektrisch zu steuernden Organe, wie z. B. der Gebläsemotor, sondern nur eine mechanisch zu verstellende Luftregulierklappe vorhanden ist, kann natürlich auch vorgesehen werden dass die Verstellbewegungen der Stange li über einen an sich bekannten Übersetzungs mechanismus an die Luftregulierklappe über tragen werden.
Es ist auch nicht notwendig, die Heiss- wassertemperaturfühlorgane innerhalb der Bauumrisse des Heizkessels anzuordnen, son dern es ist auch möglich, diese Heisswasser- temperaturfühlorgane als Anlegeorgane aus zubilden, 'welche an -die Heisswasserleitung angesehraubt werden können.
Als Füllstoffe für die Vakuumflasche eignen sich Paraffin, rein oder gemischt mit andern Materialien, wie z. B. Kupfer- oder Stahlspäne oder Quarzsand. Auch Glyzerin lässt sieh rein oder z. B. mit den genannten Materialien vermischt mit Vorteil verwenden.