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Schaltung zur Verminderung des Anschluß-Die Erfindung betrifft eine
Schaltung zur Vermin- wertes nachtstrombeheizter Heißwasserspeicher derung des Anschlußwertes
nachtstrombeheizter Heißwasserspeicher mit einem Thermoschalter, welcher bei einer
vorbestimmbaren Höchsttemperatur den Heizkreis ausschaltet.
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Bei bekannten nachtstrombeheizten Heißwasserspeichern wird ein Thermoschalter
im Heizkreis verwendet, welcher auf die -gewünschte Höchsttemperatur geschaltet
wird. In dem Moment, in dem der Nachtstrom eingeschaltet wird, wird die gesamte
Heizlast an das Stromnetz angelegt. Eine derartige Schaltweise ist sehr nachteilig,
weil insbesondere in Netzen mit nachtstrombeheizten Heißwasserspeichern als überwiegende
Stromverbraucher beim Einschalten der gesamten Speicherlast eine Belastungsspitze
entsteht, die für die Bemessung der versorgenden Trafo-Stationen und Kabeln maßgebend
ist und damit beträchtliche Investitionskosten verursacht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung
zu schaffen, um die durch die Heißwasserspeicherbelastung verursachte Spitze im
Verteilernetz auf einfache Art und Weise soweit als möglich zu senken, und durch
welche gleichzeitig dafür Sorge getragen wird, daß die erforderliche bzw. gewünschte
Höchsttemperatur während der Nachtstromperiode erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird bei der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einer
Schaltung zur Verminderung des Anschlußwertes nachtstrombeheizter Heißwasserspeicher
mit einem Hauptthermoschalter, welcher bei einer- vorbestimmbaren Höchsttemperatur
den Heizkreis ausschaltet, wobei wenigstens zwei getrennte Heizwicklungen im Heizkreis
vorgesehen sind, erfindungsgemäß außerdem in bekannter Weise die Heizwicklung bei
Erreichung der Höchsttemperatur ausschaltenden Hauptthermoschalter zur Herabsetzung
des Anschlußwertes zu Beginn der Nachtstromperiode wenigstens ein oberhalb einer
vorbestimmbaren Resttemperatur nicht einschaltender, unterhalb dieser Resttemperatur
jedoch geschlossener zweiter Thermoschalter vorgesehen ist, der im geschlossenen
Zustand sowohl eine zweite Heizwicklung als auch zugleich die Erregerspule eines
Selbsthalterelais einschaltet, dessen Kontakte parallel zu den Kontakten des zweiten
Thermostaten liegen und desesn Selbsthaltestromkreis erst nach Beendigung des Speichervorgangs
wieder ausgeschaltet wird.
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Dadurch kommt die zweite Heizwicklung beim Einschalten des Nachtstromes
nur dann in Tätigkeit, wenn der Speicher ein gewisses Maß an Entladung aufweist;
ist dies der Fall. dann sorgt das Selbsthalterelais dafür, daß, wenn der Speicher
über die Grenze der Resttemperatur aufgeheizt wird, die eingeschaltete zweite Heizwicklung
auch weiterhin bei der Aufheizung mitwirkt.
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Es kann zweckmäßig sein, daß die eine Heizwicklung über den Thermohauptschalter
an eine für Tagstrom gesperrte Leitung angeschlossen ist und daß parallel zu dieser
-Heizwicklung eine weitere Heizwicklung geschaltet ist, in deren Zuleitung der zweite
Thermoschalter liegt. Bei dieser Anordnung ist also der zweite Thermoschalter auf
eine Resttemperatur im Speicherwasser einstellbar. Wenn das Speicherwasser eine
Resttemperatur aufweist, die oberhalb einer vorbestimmbaren Temperatur liegt, wird
lediglich mit einer einzigen Heizwicklung aufgeheizt. Auf diese Weise kann der Anschlußwert
des Heißwasserspeichers herabgesetzt werden. Dabei ist diese Resttemperatur und
sind die Anschlußwerte der parallel geschalteten Heizwicklungen derart aufeinander
abgestimmt, daß bei einer bestimmten Resttemperatur die Aufheizung des Speicherwassers
auf eine vorbestimmte Höchsttemperatur während der Nachtstromperiode in sicherer
Weise gewährleistet ist. Falls die Resttemperatur des Speicherwassers unterhalb
einer vorbestimmten Temperatur liegt, wird über den zweiten Thermoschalter ein Selbsthalterelais
betätigt, welches die Kontakte zur Verbindung des Heizstromes zur zweiten Heizwicklung
schließt. Bei diesem Selbsthalterelaisist seine Erregerspule an den Relaiskontakt
angeschlossen, der mit der zweiten Heizwicklung direkt verbunden ist. Auf diese
Weise bleibt das Relais auch dann erregt, wenn die Wassertemperatur im Speicher
über die Schalttemperatur des zweiten Thermoschalterrs ansteigt, und zwar so lange,
bis der Speicher voll aufgeheizt ist und der Hauptthermoschalter :die Zuleitungen.xzu
.den Heizwicklungen unterbricht.
Eine weitere Ausgestaltung der
Erfindung besteht darin, daß die eine Heizwicklung über den Hauptthermoschalter
mit einer für Tagstrom gesperrten Leitung verbunden ist, und daß parallel zu dieser
Heizwicklung über Kontakte eines Relais eine zweite Heizwicklung geschaltet ist
-und die Erregerspule des Relais über den zweiten Thermoschalter an eine Leitung
für einen bezüglich der Einschaltung des Nachtstromes um ein bestimmbares Zeitintervall
verzögerten Steuerstrom ingeschlossen wird.
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Bei letzterem Ausführungsbeispiel wird über den zweiten Thermoschalter
bei Nichterreichen einer vorbestimmten Resttemperatur des Speicherwassers zum Zeitpunkt
der Einschaltung des Steuerstromes eine zweite Heizwicklung eingeschaltet. Diese
Einschaltung muß derart sein, daß die Zuschaltung aufrechterhalten bleibt; auch
wenn der zweite Temperaturschalter durch das Aufheizen des Speicherwassers und die
dadurch bedingte Steigerung der Speicherwassertemperatur die Verbindung zur Erregerspule
des Schaltrelais unterbricht, um die volle Aufheizung auch der Speicher ohne restlichem
Warmwasser von der vorhergehenden Aufheizperiode zu gewährleisten. Zur Aufrechterhaltung
der Zuschaltung wird das Relais- mit einem Hilfsschalter als Selbsthalterelais ausgebildet,
dessen Selbsthaltekontakte in der angezogenen Stellung den zweiten Thermoschalter
überbrücken.
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Es ist zweckmäßig, beide Thermoschalter mit einem gemeinsamen Temperaturfühler
zu verbinden. Es kann aber auch für jeden Schalter ein eigener Temperaturfühler
vorgesehen sein. Der gemeinsame Temperaturfühler ist in ein vorgesehenes Futterrohr
des Heißwasserspeichers einzuführen. Die gesamte Schaltanordnung kann in der Heißwasserspeicheranschluß--kappe
untergebracht sein.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Schaltung mit einer Zuführungsleitung, die für
Tagstrom gesperrt ist, und F i g. 2 eine Schaltung mit einer Zuführungsleitung,
die für Tagstrom gesperrt ist, und mit einer zusätzlichen Steuerleitung.
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Bei der in F i g. 1 dargestellten Schaltung sind die Heizwicklungen
3 und 4 parallel geschaltet, und beide Heizwicklungen liegen an der Zuführungsleitung
0R. In dieser Zuführungsleitung ist eine nicht dargestellte Sperre eingebaut, die
während der Tagstromlieferung die Leitung abschaltet. Derartige Sperren sind an
sich bekannt. Diese Sperre schaltet während des Nachtstromes, beispielsweise zwischen
22 und 6 Uhr, Strom auf die Leitung 0R. Die Heizwicklung 3 ist in einen Kreis geschaltet,
in welchem sich der Hauptthermoschalter 1 befindet. Der Hauptthermoschalter 1 kann
auf die gewünschte Höchstwassertemperatur eingestellt werden. Zur Erklärung des
Ausführungsbeispiels sei angenommen, daß der Hauptthermoschalter 1 bei einer Wassertemperatur
von 85° C den Heizkreis ausschaltet.
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Parallel zur Heizwicklung 3 ist die Heizwicklung 4 geschaltet. Beide
Heizwicklungen können für die gleiche Leistung, falls aber gewünscht, für unterschiedliche
Leistungen in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Temperatur ausgelegt sein. Die
parallele Zuschaltung der Heizwicklung 4 erfolgt über den zweiten Thermoschalter
2. Dieser zweite Thermoschalter spricht auf eine vorbestimmte Resttemperatur im
Speicherwasser an. Parallel zu dem Thermo-Schalter 2 ist ein Überbrückungsschalter
5 gelegt, der durch ein Selbsthalterelais 5a betätigt wird und zugleich den
Selbsthaltekontakt bildet. Die Erregerspule 6 des Relais 5 a liegt mit einem
Ende am Relaiskontakt 7, der mit der Heizwicklung 4 ditekt verbunden ist: , Es wird
die Schaltung für einen 100-1-Speicher mit einer 8stündigen Aufheizzeit beschrieben.
Die Heizwicklungen 3 und 4 können beispielsweise für je 625 Watt ausgelegt sein.
Dann ist der Thermoschalter 2 auf 48° C einzustellen (Kaltwassertemperatur 10° C).
Wenn um 22 Uhr auf der Leitung 0R der Nachtstrom freigegeben wird, so wird auf alle
Fälle über den Schalter 1, der bei 85° C erst ausschaltet, die Heizwicklung 3 eingeschaltet.
Liegt nun die Resttemperatur des Speicherwassers unterhalb des Schaltwertes des
Thermoschalters 2, so wird bei der Einschaltung des Nachtstromes über den Thermoschalter
2 die Spule 6 erregt, wodurch das Relais 5 a angezogen wird. Dadurch wird auch die
Heizwicklung 4 mit Heizstrom beschickt. Bei dieser Betriebsweise schalten beide
Heizwicklungen beispielsweise um 22 Uhr ein. Das Selbsthalterelais 5a bleibt
auch eingeschaltet, wenn der Thermoschalter 2 abfällt, da die Spule 6 mit einem
Ende am Kontakt 7 liegt und somit weiter mit Strom beschickt wird. Wenn das Speicherwasser
die gewünschte Höchsttemperatur, beispielsweise 85° C, erreicht hat, schaltet der.Hauptthermoschalter
1 beide Heizwicklungen ab.
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Wenn die Resttemperatur des Speicherwassers über der Schalttemperatur
des Schalters 2 liegt, also beispielsweise über 45° C, so wird bei Einschalten des
Nachtstromes lediglich die Heizwicklung 3 mit Strom beschickt. Die Schaltresttemperatur
für den Schalter 2 und die Auslegung der Heizwicklung 3 sind dabei derart bemessen,
daß mit der Leistung der Heizwicklung 3 während der Nachtstromperiode das Speicherwasser
auf die gewünschte Höchsttemperatur gebracht wird.
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Beide Thermoschalter 1 und 2 können mit einem gemeinsamen Thermofühler
12 verbunden sein, welcher die Schalter betätigt. Durch diese Schaltung wird lediglich
die Speicherlast an das Netz angelegt, die unbedingt erforderlich ist, um die Speicherwassertemperatur
auf die gewünschte Höchsttemperatur zu bringen. Es wird also auf alle Fälle die
vorhandene Resttemperatur im Speicherwasser berücksichtigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist keine besondere Steuerleitung erforderlich.
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Bei der in F i g. 2 dargestellten Schaltung sind ebenfalls zwei Heizwicklungen
3 und 4 parallel geschaltet und liegen an einer für Tagstrom gesperrten Zuleitung
0R. Die Heizwicklung 3 liegt an dieser Leitung über dem Hauptschalter 1. Der Hauptschalter
1 kann so eingestellt sein, daß er beispielsweise bei einer Wassertemperatur von
85° C ausschaltet. Parallel zur Heizwicklung 3 ist die Heizwicklung
4
geschaltet. In der Anschlußleitung der Heizwicklung 4 liegen die Kontakte
8 des Relais 8 a die den Speisekreis für die Heizwicklung 4 bei Erregung
des Relais 8a schließen. Die Erregungsspule 9 des Relais 8a ist über einen zweiten
Thermoschalter 2 an eine Steuerleitung A angelegt. Ist dieser Thermoschalter 2 beispielsweise
auf eine vorbestimmte Temperatur von 72° C eingestellt, sind die Heizwicklungen
3 und 4 unterschiedlich zu dimensionieren, bei einem 100-1-Speicher z. B. für eine
8stündige Aufheizzeit die Heizwicklung 3 für eine Leistung von 900 Watt und
die
Heizwicklung 4 für eine Leistung von 1400 Watt bei einer Einschaltung der Steuerleitung
A in der Zeit von 4 bis 6 Uhr früh. 12' ist eine Sicherung oder ein Sicherungsschalter
in der Speiseleitung für den Heißwasserspeicher.
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Am Relais 8 a befinden sich noch Zusatzkontakte 10, 11, welche im
erregten Zustand des Relais den Thermoschalter 2 kurzschließen und welche zugleich
als Selbsthaltekontakte des Selbsthalterelais 8 a wirken.
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Bei Einschaltung des Nachtstromes wird über den Hauptschalter 1 zunächst
die Heizwicklung 3 mit geringerer Leistung angeschlossen, und mit dieser Heizwicklung
wird jetzt das Speicherwasser aufgeheizt. Wenn das Speicherwasser bis zu einer bestimmten
Zeit eine bestimmte Temperatur nicht erreicht hat, wird die zweite Heizwicklung
4 zugeschaltet. Es sei angenommen, daß der Nachtstrom für einen 100-1-Speicher um
22 bis 6 Uhr eingeschaltet wird. Es sei ferner angenommen, daß bis 4 Uhr früh das
Speicherwasser die mittlere Temperatur von 72° C noch nicht erreicht hat. Um 4 Uhr
früh wird dann in der Leitung A ein Steuerstrom eingeschaltet, der über den Schalter
2 die Erregungsspule 9 des Relais 8 a erregt. Das Relais 8 schließt die Kontakte
in der Speiseleitung der Heizwicklung 4. Gleichzeitig schließen die Selbsthaltekontakte
10, 11 den Thermoschalter 2 kurz, so daß bis zur Erreichung der Höchsttemperatur
beide Heizwicklungen 3 und 4 im Betrieb sind. Sobald diese Höchsttemperatur erreicht
wird, schaltet der Thermohauptschalter 1 beide Heizwicklungen ab. Der Zeitpunkt
der Zuschaltung des Steuerstromes über die Leitung A und die Leistung der zweiten
Heizwicklung 4 müssen derart aufeinander abgestimmt sein, daß bei Zuschaltung der
Heizwicklung 4 noch innerhalb der Nachtstromperiode die gewünschte Höchsttemperatur
erreicht wird.