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Temperaturregler: Funktion und Einsatz
Temperaturregler erfassen das Signal von Sensoren. Sie vergleichen den übertragenen Istwert mit einem voreingestellten Sollwert und liefern ein Stellsignal zum Stellglied. So ist es zum Beispiel möglich, eine Heizung einzuschalten, wenn die gemessene Temperatur zu niedrig ist. Temperaturregler sind damit Bestandteile einer Regelung. Sie übernehmen einfache sowie komplexe Aufgaben und sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich.
Die Themen im Überblick
Einfach erklärt: Funktionsweise der Temperaturregler
Als Bestandteil einer Regelung sorgen Temperaturregler dafür, dass Medien gewünschte Temperaturen erreichen und halten. Dazu arbeiten sie zusammen mit Messeinrichtungen wie dem Temperaturfühler und Stellgliedern.
Die Messeinrichtungen (zum Beispiel Thermoelement, PTC-Widerstand oder NTC-Widerstand) nehmen die Temperatur eines Mediums auf und übermittelt diese sogenannte Regelgröße an die Regler. Diese vergleichen den Eingangswert mit dem voreingestellten Sollwert. Sie ermitteln die Abweichung und geben den Stellgliedern eine Regelanweisung. Letztere sind zum Beispiel Kessel, die nun mehr leisten. Das wirkt sich auf die Regelstrecke (zum Beispiel die Heizwasser- oder die Raumtemperatur) aus.
Einfach ausgedrückt ist der Temperaturregler damit der Kopf einer Regelung, die für das Einhalten einer bestimmten Medientemperatur sorgt.
Bauweise beeinflusst das Verhalten der Temperaturregler
Regler reagieren ganz unterschiedlich auf verschiedene Eingangssignale. So kennen Zweipunkt- oder Dreipunkttemperaturregler nur zwei oder drei Zustände. 2-Punkt-Regler schalten zum Beispiel die integrierte Heizung einer Kaffeemaschine ein oder aus. Ein einfaches Klimagerät kann hingegen zwischen „Heizen“, „Kühlen“ und „Aus“ unterscheiden (Dreipunktregler).
Leistungsstärker sind die sogenannten Stetigregler, die ebenfalls in unterschiedlichen Arten erhältlich sind. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick.
| STETIGE TEMPERATURREGLER | VERHALTEN |
|---|---|
| Proportional- / P-Regler | Diese Regler verstärken die Regeldifferenz (Unterschied zwischen Soll- und Ist-Wert) gleichmäßig, um Soll-Werte schnell zu erreichen. Nachteilig ist eine hohe Regelabweichung. |
| Integral- / I-Regler | Diese Reglerart berücksichtigt den Zeitverlauf und liefert ein langsam steigendes Signal. Sie ist sehr genau, arbeitet dafür aber sehr langsam. |
| Differenzial- / D-Regler | Differenzialregler wirken sich nur auf die Veränderungsgeschwindigkeit einer Regelgröße aus. Die Höhe der Veränderung berücksichtigen sie hingegen nicht, wodurch die Bauteile nur in Kombination mit P- oder I-Reglern zum Einsatz kommen. |
Temperaturregler können einfache und komplexe Aufgaben übernehmen. Je nach Anforderung lassen sie sich dabei miteinander kombinieren. So gibt es zum Beispiel auch PI-, PD, oder PID-Regler, die die Eigenschaften der einzelnen Regler vereinen, um ein bestimmtes Verhalten zu zeigen.
Welche Werte sind am Regler einstellbar?
An den Bauteilen lässt sich der Sollwert einer Regelgröße einstellen. Das kann zum Beispiel die Lufttemperatur in einem Raum oder die Wassertemperatur im Heizkreis sein. Bei einer Heizungsregelung ist es außerdem möglich, Heizzeiten sowie eine Nachtabsenkung zu berücksichtigen. Dabei variiert der Sollwert abhängig von der Zeit.
Typische Einsatzbereiche der Temperaturregler
Die Regler kommen in unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz. Einfache Zweipunkt-Regler sitzen zum Beispiel in Kaffeemaschinen. Sie sorgen dafür, dass das Wasser zum Aufbrühen immer ausreichend warm ist. Auf die gleiche Weise arbeiten die Elemente auch in einem Warmwasserboiler.
Ein weiterer Einsatzbereich ist die raum- oder witterungsgeführte Heizungsregelung. Die folgende Übersicht zeigt, was beide Arten voneinander unterscheidet:
- Die witterungsgeführte Heizungsregelung überwacht die Temperaturen der Außenluft. Sie weist diesen über eine Heizkurve eine bestimmte Heizwassertemperatur zu und sorgt für deren Einhaltung.
- Die raumtemperaturgeführte Heizungsregelung überwacht die Temperaturen der Raumluft. Sinken diese unter den Sollwert, steigt die Heizwassertemperatur, um mehr Wärme einzubringen.
Weitere Einsatzbereiche sind Heizungsthermostate sowie Kesselthermostate. Während Erstere die Raumtemperatur regeln, beeinflussen Letztere die Temperatur des Heizungswassers im Kessel.
Praktische Vorteile der Temperaturregler
Geht es um den Einsatz in der Heizungstechnik, sind Temperaturregler mit zahlreichen Vorteilen verbunden. So schützen sie die Anlage vor zu hohen Temperaturen, indem sie die Wärmezufuhr beim Überschreiten eines Grenzwertes verringern oder abschalten. In Holzkesseln gewährleisten sie hingegen eine Mindesttemperatur, um eine saubere Verbrennung zu gewährleisten.
Ein großer Vorteil ist darüber hinaus der Komfort. Denn die Regler arbeiten automatisch und nehmen Nutzern viele Arbeiten ab. So müssen Letztere die Bauteile nur richtig einstellen, um für die gewünschten Temperaturen zu sorgen. Ständiges Nachjustieren ist dabei nicht erforderlich.
Temperaturregler sorgen darüber hinaus auch für Einsparungen. Sie stellen sicher, dass die Heizung nie mehr Wärme abgibt als nötig und senken so den Verbrauch der Anlage. Während Nutzer dabei von sinkenden Heizkosten profitieren, kommen geringere Schadstoffausstöße auch Umwelt und Klima zugute.
Fazit von Alexander Rosenkranz
Temperaturregler sind wichtige Bestandteile einer Regelung. Denn sie werte die Signale der Messglieder aus, ermitteln die Abweichung zum Sollwert und wirken sich darauf hin auf die Stellglieder aus. In der Heiztechnik sorgt das für Sicherheit, Komfort und Effizienz.
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