DE1091250B

DE1091250B - Process and device for the regulation of heat accumulators, especially of electric storage heaters for space heating

Info

Publication number: DE1091250B
Application number: DESCH26456A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Emil Schaefer
Original assignee: Emil Haefely et Cie SA
Current assignee: Trench Switzerland AG
Priority date: 1959-07-31
Filing date: 1959-07-31
Publication date: 1960-10-20

Description

Die Regelung von Wärmespeichern, deren Wärmeabgabe hauptsächlich vom Ladezustand, d. h. von der Temperatur der Speichermasse abhängig ist, sollte so erfolgen, daß die bei der Ladung jeweils zugeführte Wärmemenge dem Wärmebedarf des Verbrauches bis zum Beginn der nächsten Ladung entspricht. Eine solche Regelung ist exakt nicht durchführbar, weil sie die genaue Vorhersage eines künftigen Bedarfs voraussetzen würde.The regulation of heat accumulators, the heat output of which depends mainly on the state of charge, i. H. of the Temperature of the storage mass is dependent, should be done in such a way that the respectively supplied during the charge The amount of heat corresponds to the heat required by the consumption until the start of the next charge. One Such regulation is precisely not feasible because it accurately predicts a future demand would assume.

Die Erfindung geht von der Feststellung aus, daß die genaueste mögliche Regelung sich nur auf den Bedarf während der letzten vergangenen Speicherperiode stützen kann. Der dabei unvermeidliche Fehler wird durch die Speicherkapazität nicht nur des Speichers selbst, sondern des ganzen zu beheizenden Objekts mehr oder weniger weitgehend ausgeglichen. Die Regelgenauigkeit ist dabei jedenfalls weit größer als bei der meist üblichen Handregelung, und die Heizanlage wird von jeder Bedienung unabhängig.The invention is based on the finding that the most precise control possible is only based on the need during the last past storage period. The inevitable mistake will be due to the storage capacity not only of the storage tank itself, but of the entire object to be heated more or less largely balanced. The control accuracy is in any case far greater than with the most common manual control, and the heating system becomes independent of any operation.

Die Erfindung besteht demgemäß in einem Verfahren zum Regeln des Ladevorganges von Wärmespeichern, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Wärmebedarf fortlaufend durch eine Summierungsmessung erfaßt und als Maß für die dem Speicher bei der nächsten Ladung zuzuführende Wärmemenge benutzt wird.The invention accordingly consists in a method for regulating the charging process of heat accumulators, which is characterized in that the heat demand is continuously measured by means of a summation measurement detected and used as a measure of the amount of heat to be supplied to the store for the next charge will.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen. Es zeigtThe drawing illustrates the invention on the basis of two exemplary embodiments. It shows

Fig. 1 ein Schaltbild der einen mit kontinuierlich wirkender Wärmebedarfsmessung arbeitenden Ausführungsform der Erfindung und1 shows a circuit diagram of an embodiment which works with continuously acting heat demand measurement of the invention and

Fig. 2 ein Schaltbild ihrer mit intermittierend wirkender Wärmebedarfsmessung arbeitenden Ausführungsform. 2 shows a circuit diagram of its embodiment working with intermittently acting heat demand measurement.

Eine selbsttätige Regelung ist mit der in der Folge beschriebenen Einrichtung nach Fig. 1 möglich: Das Thermometer 1 mißt die tatsächliche oder eine durch Wind- und Sonneneinfluß berichtigte Außentemperatur und verstellt dabei das Potentiometer 2. Der Nullpunkt des Potentiometers wird auf die Solltemperatür, d. h. die gewünschte Innentemperatur eingestellt, so daß bei Übereinstimmung von Außen- und Innentemperatur der nachgeschaltete, den aus dem Netz 12 entnommenen, über das Potentiometer 2 fließenden Meßstrom aufnehmende Zähler 3 kurzgeschlossen ist. ⁴^ Dieser ist bei der kontinuierlichen Messung des Wärmebedarfs nach dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung als Kilowattstundenzähler in beliebiger bekannter Weise ausgebildet. Bei sinkender Außentemperatur fließt ein Strom, der der Temperaturdifferenz zwischen innen und außen, d. h. dem Heizungsbedarf proportional ist. Der Zähler 3 summiert demnach fortlaufend den Heizungsbedarf. Er treibt eine Eingangswelle des Differential-Automatic control is possible with the device according to FIG. 1 described below: The thermometer 1 measures the actual or an outside temperature corrected by the influence of wind and sun and adjusts the potentiometer 2. The zero point of the potentiometer is set to the target temperature, ie the desired internal temperature is set so that when the external and internal temperature match, the downstream counter 3, which receives the measurement current taken from the network 12 and flows through the potentiometer 2, is short-circuited. ⁴ ^ This is formed in the continuous measurement of the heat demand according to the embodiment of the invention shown in Fig. 1 as a kilowatt hour meter in any known manner. When the outside temperature drops, a current flows which is proportional to the temperature difference between inside and outside, ie the heating requirement. The counter 3 therefore continuously adds up the heating requirement. It drives an input shaft of the differential

zur Regelung von Wärmespeidiern,for regulating heat accumulators,

besonders von elektrischen Speicheröfenespecially of electric storage stoves

für Raumheizungfor space heating

Anmelder:Applicant:

Dipl.-Ing. Emil Schäfer,
Berlin-Spandau, Papenberger Weg 2Dipl.-Ing. Emil Schäfer,
Berlin-Spandau, Papenberger Weg 2

Dipl.-Ing. Emil Schäfer, Berlin-Spandau,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Emil Schäfer, Berlin-Spandau,
has been named as the inventor

getriebes 5 und damit die Schaltscheibe 6 in Drehrichtung des Pfeils 18 »Bedarf« an.gear 5 and thus the switching disk 6 in the direction of rotation of the arrow 18 "demand".

Das Differentialgetriebe kann in beliebiger bekannter Weise, z. B. als Umlaufrädergetriebe od. dgl., ausgebildet sein.The differential gear can be used in any known manner, e.g. B. as epicyclic gears or the like., be trained.

Während der Ladung, d. h. während der Stromzufuhr aus dem Netz 13 zu dem Speicher 14, läuft der Ladezähler 4. Er ist mit der anderen Eingangswelle des Differentialgetriebes 5 so verbunden, daß er die Schaltscheibe 6 in der entgegengesetzten, durch den Pfeil 19 veranschaulichten Richtung »Zufuhr« dreht. Die tatsächliche Bewegung der Scheibe ergibt sich als Differenz der beiden Zählerbewegungen. Sobald die Ladung so weit fortgeschritten ist, daß der vor und während des Ladevorgangs summierte Verbrauch gedeckt ist, wird die Ladung über den Schaltkontakt 7 und den Leistungsschalter 8 unterbrochen. Wenn der Bedarf weiterläuft, erfolgt nach einer einstellbaren Verzögerungszeit ein Wiedereinschalten der Ladung. Dieser Vorgang kann sich mehrmals wiederholen, so daß am Ende der Ladezeit (z. B. Nachttarif zeit) gerade so viel Energie zugeführt wurde, wie der Bedarf seit dem Ende der vorhergegangenen Ladezeit betrug.During the charge, i. H. while the power supply from the network 13 to the memory 14, the runs Charge counter 4. It is connected to the other input shaft of the differential gear 5 so that it has the Switching disk 6 rotates in the opposite direction illustrated by arrow 19 "supply". The actual movement of the disk results from the difference between the two counter movements. As soon as the Charging has progressed so far that the total consumption before and during the charging process is covered is, the charge via the switching contact 7 and the circuit breaker 8 is interrupted. If the If the demand continues, the charge is switched on again after an adjustable delay time. This process can be repeated several times, so that at the end of the charging time (e.g. night tariff time) just as much energy was supplied as the demand since the end of the previous charging time fraud.

Bei der praktischen Ausführung des Reglers kann an Stelle der zwei Zähler 3 und 4 und des mechanischen Differentialgetriebes 5 ein einziger Zähler mit zwei Meßwerken vorgesehen werden. Der Zähler 4 oder das entsprechende Meßwerk kann, wie erwähnt, Kilowattstunden zählen. Es kann unter Umständen aber auch zweckmäßig sein, die Ladezeit oder einen anderen geeigneten Meßwert zu zählen.In the practical version of the controller, instead of the two counters 3 and 4 and the mechanical differential gear 5, a single counter with two measuring mechanisms can be provided. The counter 4 or the corresponding measuring mechanism can, as mentioned, count kilowatt hours. Under certain circumstances, however, it can also be useful to count the charging time or another suitable measured value.

Als Geber für Zähler oder Meßwerk 3 kann an Stelle des Thermometers 1 und des Potentiometers 2 auch ein thermisches Modell 15 (Fig. 2) verwendetAs a transmitter for counter or measuring mechanism 3, instead of thermometer 1 and potentiometer 2 a thermal model 15 (Fig. 2) is also used

009 628/329009 628/329

werden. Dieses besteht aus einem kleinen Behälter aus wärmedämmendem Stoff, in dessen Innerem ein elektrischer Heizkörper mit Steuerung durch Thermostat die in den Wohnräumen gewünschte Temperatur aufrechterhält. Das Modell 15 ist hinsichtlich der darin auftretenden Wärmeübergangsverhältnisse so eingerichtet, daß bei seiner Aufstellung im Freien der Strombedarf proportional dem Wärmebedarf des Gebäudes und daher als Meßgröße für den Zähler 16 geeignet ist. ίοwill. This consists of a small container made of heat-insulating material, inside of which a electric radiator controlled by a thermostat to set the temperature required in the living room maintains. The model 15 is like this with regard to the heat transfer conditions occurring therein set up that when it is set up outdoors, the electricity demand is proportional to the heat demand of the building and is therefore suitable as a measured variable for the counter 16. ίο

Eine mit einem solchen thermischen Modell 15 arbeitende Anordnung ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. An arrangement working with such a thermal model 15 is shown schematically in FIG.

Der Zähler 16 kann, wenn die Leistungsaufnahme des Heizkörpers in dem Modell 15 als konstant angenommen wird, was von der Konstanz der Netzspannung abhängt, als Zeitzählwerk ausgeführt werden, das die Einschaltdauer erfaßt. Zu diesem Zweck können an Stelle der Kilowattstundenzähler 3, 9 gemäß Fig. 1 Synchronmotoren benutzt werden, die als Zeitzählwerk arbeiten. Bei stark schwankender Netzspannung wird allerdings ein Kilowattstundenzähler genauer arbeiten.The counter 16 can, if the power consumption of the radiator in the model 15 is assumed to be constant is, which depends on the constancy of the mains voltage, designed as a time counter that detects the duty cycle. For this purpose, the kilowatt hour meter can be used instead 3, 9 according to FIG. 1 synchronous motors are used, which work as a time counter. At strong However, a kilowatt hour meter will work more precisely with fluctuating mains voltage.

Die gleiche Erwägung gilt für das Zählwerk 17, das die Ladeleistung erfaßt. Dort hat das Zeitzählwerk gegenüber dem Kilowattstundenzähler den Vorteil, daß es automatisch eine Überladung einzelner Heizelemente verhütet, wenn andere absichtlich oder unabsichtlich abgeschaltet sind.The same consideration applies to the counter 17, which detects the charging power. There has the time counter compared to the kilowatt hour meter the advantage that it automatically overloads individual heating elements when others are intentionally or unintentionally switched off.

Zum Einstellen der Temperatur kann ein regelbarer Widerstand 9 in den Heizkreis des Modells 15 geschaltet werden. Er vergrößert die Anzeige des Zählers 16, bewirkt also stärkere Heizung.To set the temperature, a controllable resistor 9 can be inserted into the heating circuit of the model 15 be switched. It increases the display of the counter 16, so it causes more heating.

Mittels des Raumthermostaten 10 kann man den Widerstand 9 ganz oder teilweise überbrücken und so die Raumtemperatur als Korrekturimpuls auf schalten, falls dies nötig sein sollte.By means of the room thermostat 10, the resistor 9 can be bridged in whole or in part, and so on Switch on the room temperature as a correction impulse, if this should be necessary.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung arbeitet intermittierend und infolgedessen mit geringeren Betriebskosten. An den Klemmen 12, 13 ist das Netz angeschlossen. Bei 12 kann gewünschtenfallsThe embodiment of the invention shown in Fig. 2 works intermittently and consequently with lower operating costs. The network is connected to terminals 12, 13. At 12 can if desired

auch ein Transformator zwischengeschaltet sein, so daß der Wärmebedarfszähler 3 bzw. 16 mit Schwachstrom versorgt wird. Bei 14 ist der Speicher angeschlossen. a transformer can also be connected so that the heat demand meter 3 or 16 with low current is supplied. At 14 the memory is connected.

Claims

Patent claims:

1. A method for regulating the charging process of heat storage, characterized in that the Heat demand continuously recorded by a total measurement and as a measure for the dem The amount of heat to be added to the storage tank is used for the next charge.

2. Controller for the mode of operation according to claim 1, characterized in that for Measurement of the heat demand a totalizing device (3) is used, which is the product of time and temperature difference or measured variables that change accordingly.

3. Regulator according to claim 2, characterized in that the amount of heat supplied to the memory measured directly or indirectly and with the heat demand measured by the device (3) is compared by suitable means, so that the difference between the two amounts of heat gives an impulse to switch or control the charging process.

4. Controller according to claim 3, characterized in that the amount of heat supplied to the memory (14) acts on an actuating shaft (11 a) which, together with one of the amount of heat measured by the device (3) adjusted second actuating shaft (11) to a Switching disk (6) acts, the z. B. with a cam (A ) actuates a switching contact (7) which z. B. via a circuit breaker (8) controls the charging of the memory (14).

5. Regulator according to claim 2, characterized in that the measuring coil of the heat demand meter (3) and that of the storage charge counter (4) in opposite directions to a common Counter disc act.

1 sheet of drawings