DE1554743A1 - Arrangement for heating electrical heat storage ovens - Google Patents

Arrangement for heating electrical heat storage ovens

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DE1554743A1 DE19651554743 DE1554743A DE1554743A1 DE 1554743 A1 DE1554743 A1 DE 1554743A1 DE 19651554743 DE19651554743 DE 19651554743 DE 1554743 A DE1554743 A DE 1554743A DE 1554743 A1 DE1554743 A1 DE 1554743A1
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Saiko Dipl-Ing Hugo
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Heliowatt Werke Elektrizitaet GmbH
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    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
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    • G—PHYSICS
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    • G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
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Description

Anordnung zur`Aufheizung von elektrischen Wärnespeicheröfen.Arrangement for the heating of electric heat storage stoves.

--------------------------------- Es ist üblich, für die elektrische Raumheizung Speicheröfen zu verwenden, die z.B. in der Nachtzeit, also während der Zeit billigen Stronea,.geladen werden und ihre Wärme tagsüber an den zu beheizenden Raum abgeben. Dabei ist es,-wie z.B.dem "Handbuch der elektrischen Raumheizung" von Borstelmann ira Abschnitt 7.4.2 über autonatisches@Heixen von Speicheröfen zu entnehmen ist, bekannt, die dem Speicherofen zuzuführende Energiemenge in Abhängigkeit von dem zu erwartenden, mittels eines Außenthermometers oder anderer Einrichtungen festgestellten Wärmebedarf zu regeln. Es ist jedoch schwierig, besonders in Hinblick auf die unterschiedlichen Lebensgewohnheiten der Benutzer der beheizten Räume, die meist bei der Planung der Anlage nicht vorhergesehen vrerden können, diese Regelung so einzurichten,daß die dem Speicherofen zugeführte Energie immer genau mit dem Wärmebedarf der nachfolgenden Heizperiode übereinstimt. Der Ofen trird daher häufig zwischen zwei Aufladeperioden nicht restlos entladen, sondern noch eine Restwärmemenge enthalten. Dadurch besteht die Gefahr, daß der Ofen in jedem Aufladespiel mehr als erforderlich aufgeladen und durch Addition der von jeder Aufladung , zurückbleibenden Restwärme mit der Zeit die Regelung überhaupt illusorisch wird. --------------------------------- It is common to use storage stoves for electric space heating, for example at night , i.e. cheap Stronea during the time, are charged and their heat is transferred to the room to be heated during the day. It is known, as for example the "manual of electrical space heating" by Borstelmann ira Section 7.4.2 about automatic heating of storage stoves, the amount of energy to be supplied to the storage stove depending on the amount of energy to be expected, by means of an outdoor thermometer or other devices to regulate the determined heat demand. However, it is difficult, especially in view of the different living habits of the users of the heated rooms, which can usually not be foreseen when planning the system, to set up this control so that the energy supplied to the storage heater always exactly matches the heat demand of the subsequent heating period . The furnace is therefore often not completely discharged between two charging periods, but still contains a residual amount of heat. As a result, there is a risk that the furnace will be charged more than necessary in each charging cycle and that the regulation will become illusory over time due to the addition of the residual heat remaining from each charging.

Hei einer Anordnung zur Aufheizung von elektrischen Wärmespeicheröfen innerhalb begrenzter, gleichbleibender Zeiträume, insbesondere in der Zeit verbilligten Stromtarifesy in Abhängigkeit von dem vorgegebenen wechselnden Energiebedarf bzw. der zu dessen Deckung erforderlichen Zeit mit einen die Energiezufuhr bzw. deren Dauer mit der Vorgabe vergleichenden Steuergerät wird deshalb gemäß der Erfindung ein den Füllstand bzw. die Temperatur des Ofens laufend erfassendes Organ vorgesehen. Anhand dieses Organs kann dänn bei der folgenden Iadeperiode die im Ofen noch vorhande Restwärme berücksichtigt werden.Hei an arrangement for heating electrical heat storage stoves within limited, constant periods of time, especially cheaper during the period Electricity tariffs depending on the given changing energy demand or the time required to cover it with one the energy supply or its Duration with the default comparing control device is therefore according to the invention an organ that continuously detects the fill level or the temperature of the furnace is provided. On the basis of this organ, during the following loading period, the one that is still present in the furnace can be determined Residual heat must be taken into account.

Vorzugsweise erfolgt diese Berücksichtigung selbsttätig dadurch, daß durch das den Füllstand des Ofens erfassende Organ die Aufheizungsdauer des Ofens entsprechend der vor Beginn der Wiederaufheizung im Ofen vorhandenen Restwärme verkürzt wird. Dabei kann diese Verkürzung durch entsprechende Verzögerung des Einschaltzeitpunktes oder durch Vorverlegung des`Ausschaltzeitpunktes der Energiezufuhr erfolgen.This consideration is preferably carried out automatically in that the heating-up time is measured by the element that detects the level of the furnace of Furnace according to the residual heat present in the furnace before the start of reheating is shortened. This shortening can be achieved by a corresponding delay in the switch-on time or by bringing forward the switch-off time of the energy supply.

Vorzugsweise-wird für die Zwecke der Erfindung ein in Abhängigkeit von der Ofentemperatur verstelltes Kontaktelement, das den Stromkreis des Ofenschützes unterbricht, sowie ein bei Freigabe der Energiezufuhr durch das Steuergerät in lauf gesetztes Zeitlaufwerk vorgesehen, das in Zusammenarbeit mit dem temperaturabhängigen Element den Ofenstromkreis nach einer der Ofentemperatur entsprechenden Zeit wieder schließt.Preferably, for the purposes of the invention, a dependency is used Contact element adjusted by the furnace temperature, which controls the electrical circuit of the furnace contactor interrupts, as well as on when the energy supply is released by the control unit A set timer is provided, which works in conjunction with the temperature-dependent Element restores the furnace circuit after a time corresponding to the furnace temperature closes.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele von Organen zur Erfassung und Berücksichtigung der Festwärme bei der Regelung der Aufheizung von Wärmespeicheröfen gezeigt.To explain the invention, two exemplary embodiments are shown in the drawing of organs for recording and taking into account the fixed heat in the regulation of the Heating of heat storage stoves shown.

In diesen Beispielen ist jeweils der Wärmespeicherofen mit 1, das zugehörige Ofenschütz mit 2 und der die Einschaltung der Stromzufuhr bewirkende Kontakt des in seinen Einzelheiten nicht dargestellten Steuergerätes mit 3 bezeichnet. Dieser Schalter wird durch das Steuergerät in bekannter Weise immer dann geschlossen, wenn in Abhängigkeit von dem vorbestimmten Energiebedarf ein als leer vorausgesetzter Speicherofen geladen werden soll. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird zugleich nit-dem Schließen des Schalters 3, z.B. durch einen Hilfskontakt 3', ein-Zeitlaufvrerk-4, 5 in Tätigkeit gesetzt, das eine Kurvenscheibe 6 in der angedeuteten Drehrichtung in Umdrehung versetzt. Durch diese Kurvenscheibe mit kontinuierlich anst.eigendem H..albnesser wird über den Stößel 7 eine Kontaktfeder 8 mit dem Kontakt 9 angehoben, die mit einem auf einer Bimetallfeder 10 angeordneten Kontakt 11 zusammenwirkt. Die Kontakte 9/11 können auch durch einen Kleinschalter ersetzt werden, der auf einer der Federn 2 oder 10 angeordnet ist und über einen Stößel von der anderen betätigt wird.In these examples, the heat storage heater is marked with 1, the Associated furnace contactor with 2 and which causes the power supply to be switched on Contact of the control device, not shown in its details, is designated by 3. This switch is always closed by the control unit in a known manner, if, depending on the predetermined energy requirement, one is assumed to be empty Storage heater is to be loaded. In the embodiment shown in FIG is at the same time not closing the switch 3, e.g. by an auxiliary contact 3 ', a-Zeitlaufvrerk-4, 5 put into action, which a cam 6 in the indicated Direction of rotation offset in rotation. Through this cam with continuously anst. Eigenendem H..albnesser is a contact spring 8 with the contact via the plunger 7 9 raised, which cooperates with a contact 11 arranged on a bimetal spring 10. The contacts 9/11 can also be replaced by a small switch that switches to one of the springs 2 or 10 is arranged and via a plunger from the other is operated.

Die Bimetallfeder 10 wird - entweder direkt oder durch einen der Ofentemperatur entsprechenden Strom IF durch die Heizwicklung 12 - von der Kernwärme des Speicherofens-geheizt. Diese Feder wird dadurch um einen Winkel d.*F ausgelenkt, der den Füllstand des-Ofens bzw. seiner Temperatur in jeden Zeitpunkt entspricht., Bei leerem, kalten Ofen ist dieser Winkel oL F = Null,' so daß der Kontakt 9/11 geschlossen ist bzw. beim Anlaufen des Zeitlaufwerkes unmittelbar geschlossen wird. Ist jedoch eine Testwärme im Ofen vorhanden, so ist der Kontakt offen und wird durch das Zeitlaufwerk, durch dessen Nockenscheibe 6 die Kontaktfeder 7 stetig angehoben Wird, mit entsprechender Verzögerung geschlossen, so daß das Ofenschütz 2 erst um eine entsprechende Zeit nach dem Schließen des Schalters 3 des Steuergerätes anspricht. . Die Laufdauer des Zeitlaufwerkes 4, während der die Kurven- scheibe 6 eine Umdrehun&` macht, muC. entsprechend der größtmögli- chen Einschaltdauer des Schalters 3 bemessen werden. Um nun sicherzustellen, daß das Zeitlaufvrerk nach einem infolge geringeren Wärmebedarfes verspäteten Schließen des Schalters 3 stets in seine Ausgangslage zurückkehrt, ist ein Selbsthaltekontakt 13 -vorgesehen, der beiri Anlauf des Zeitlaufwerkes durch Anheben des Stößels 7 geschlossen wird und das Zeitlaufwerk auch nach Öffnen des Schalters-3 in Tätigkeit.hält. Durch Einfallen des Stößels 7 in die Nut 14 der Nockenscheibe 6 wird der Kontakt 9/11 bei Erreichen der Endstellung des Zeitlaufiterkes geöffnet und das Zeitlaufvrcrk stillgesetzt.The bimetallic spring 10 is - either directly or by a current IF corresponding to the furnace temperature through the heating coil 12 - heated by the core heat of the storage furnace. This spring is thereby deflected by an angle d. * F, which corresponds to the level of the furnace or its temperature at any point in time. 'When the furnace is empty, this angle is oL F = zero,' so that the contact 9/11 is closed or is closed immediately when the timer starts up. If, however, a test heat is present in the furnace, the contact is open and is closed with a corresponding delay by the timer, through the cam 6 of which the contact spring 7 is continuously raised, so that the furnace contactor 2 only takes a corresponding time after the switch has been closed 3 of the control unit responds. . The duration of the timer 4, during which the curve disc 6 makes one turn, muC. according to the greatest possible Chen duty cycle of switch 3 can be measured. In order to ensure that the Zeitlaufvrerk always returns to its starting position after a delayed closing of the switch 3 due to lower heat demand, a self-holding contact 13 is provided, which is closed when the timer starts up by lifting the plunger 7 and the timer also after opening the switch -3 in action. When the plunger 7 falls into the groove 14 of the cam disk 6, the contact 9/11 is opened when the end position of the timer is reached and the timer is stopped.

Durch einen Mit der Bimetallf eder 10 verbundenen Zeiger 15 kann die Temperatur des Ofens - also dessen Füllstand - anhand einer entsprechenden Skala laufend angezeigt werden.By a pointer 15 connected to the bimetallic spring 10, the Temperature of the furnace - i.e. its filling level - on the basis of a corresponding scale continuously displayed.

Bei der.. in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur Erfassung der Ofentemperatur eine Nockenacheibe 21 vorgesehen, die durch eine von der Ofentemperatur direkt oder durch den dieser entsprechenden Strom I, beheizte Birietallspirale 22 so verstellt wird, daß ihre Stellung in jedem beliebigen Zeitpunkt dem Füllstand des Ofens entspricht. Diese Nockenscheibe steuert eine Reihe von Schaltern f1 bis f5 derart, daß sie mit steigendem Füllstand des Ofens nacheinander geschlossen und bei sinkender Ofentemperatur in der umgekehrten Reihenfolge wieder geöffnet werden. Auch bei dieser Ausführung kann. =die Nockenseheibe 21 reit einem Zeiger 29 . versehen sein, der an - fIner =-Bntsprechende-2 -Skala die Temperatur des Ofens - also seinen Fülfstand - laufend anzeigt. In Abweichung von dem dargestellten Beispiel können jedoch die Schalter f1 bis f5 unmittelbar von auf steigende Temperaturen ansprechenden Wärmefühlern in den Ofen, beispielsweise in Gestalt von auf unterschiedliche Temperaturen eingestellten Bimetallschaltern, betätigt Z-rerden, wodurch die Lockenscheibe 21 eingespart vrerden kann.In the embodiment shown in FIG. 2, a cam disk 21 is provided to detect the furnace temperature, which is adjusted by a birietal spiral 22 heated directly by the furnace temperature or by the current I corresponding to it so that its position corresponds to the filling level at any point in time of the furnace. This cam disc controls a number of switches f1 to f5 in such a way that they are closed one after the other as the furnace level rises and are opened again in the reverse order when the furnace temperature drops. This version can also. = the cam disk 21 rides a pointer 29. be provided, the an - fIner = - corresponding-2 -scale the temperature of the oven - i.e. its fill level - continuously. In a departure from the example shown, however, the switches f1 to f5 can be actuated Z-rerden directly by heat sensors responsive to rising temperatures in the furnace, for example in the form of bimetal switches set to different temperatures, whereby the curling disk 21 can be saved.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist auch hier sein Zeitlaufwerk 24, 25 vorgesehen, das mit Schließen des Schalters 3 des Regelgerätes in Lauf gesetzt wird und eine Nockenscheibe 26 in Umdrehung versetzt. Die Schaltung des Zeitlaufwerkes erfolgt bei diesem Beispiel entereder wie bei Beispiel 1 durch einen Hilfskontakt des Schalters 3 oder wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt, über ein Hilfsrelais 20. Die Nockenscheibe 26 wirkt auf eine Reihe von Schaltern t1 bis t4, die mit den Schaltern f2 bis f5 in Reihe geschaltet sind und in Zusammenwirken mit diesen die Einschaltung des Ofenschützes 2 steuern. ..According to the embodiment of Figure 1 is also here Timing mechanism 24, 25 is provided, which closes switch 3 of the control device is set in motion and a cam disk 26 is set in rotation. The circuit of the timer is carried out in this example as in example 1 an auxiliary contact of switch 3 or as shown for example in Fig. 2, via an auxiliary relay 20. The cam 26 acts on a number of switches t1 to t4, which are connected in series with switches f2 to f5 and work together use these to control the activation of the furnace contactor 2. ..

Diese Einrichtung wirkt folgendermaßen: Bei leerer.. Ofen sind die Schalter f1 bis f5 sämtlich geschlossen. Bei Schließen des Schalters 3 des Regelgerätes wird scr=it über den Schalter f1 das Ofenschütz 2 sofort erregt und die Aufheizung des Ofens beginnt ohne Verzögerung. Ist dagegen eine gewisse Restwärme in dem Ofen vorhanden, so ist die Nockenscheibe 21 in eine entsprechende Stellung geschwenkt und dadurch eine Anzahl der Schalter f1 bis f5, be-.. denk dargestellten Ausführungsbeispiel die Schalter f1 und f2, geöffnet. Das Ofenschütz 2 kann daher erst über den Schalter f3 cind den mit diesem in Reihe liegenden Schalter t2 eingeschaltet werden, wenn durch die Nockenscheibe 26 des Zeitlaufiterkes 25, 24 auch dieser Schalter t2 geschlossen wurde .This device works as follows: When the furnace is empty, switches f1 to f5 are all closed. When switch 3 of the control device is closed, scr = it, furnace contactor 2 is immediately energized via switch f1 and heating of the furnace begins without delay. If, on the other hand, there is a certain residual heat in the furnace, the cam disk 21 is in a pivoted corresponding position and thereby a number of Switches f1 to f5, be .. conceivably illustrated embodiment the switches f1 and f2, open. The furnace contactor 2 can therefore only via switch f3 cind the one in series with it Switch t2 are switched on when this switch t2 has also been closed by the cam disk 26 of the timer 25, 24.

Bei diesen Ausführungsbeispiel ist ebenfalls ein über eine Hokkenscheibe 27 des Zeitlaufwerkes gesteuerter Selbsthaltekontakt 28 vorgesehen, der dafür sogt, daß das Zeitlaufvterk unabhängig von der Öffnung des Schalters 3 des Regelgerätes bzw. Abfall des Relais 20 stets seine Ruhelage erreicht.In this embodiment, there is also a hooked disc 27 of the timing mechanism controlled self-holding contact 28 is provided, which sogt for this purpose, that the Zeitlaufverk independent of the opening of the switch 3 of the control device or fall of the relay 20 always reaches its rest position.

Claims (4)

P a t e n t a n s p r ü c'h Q ---------------------------- Anordnung zur Aufheizung von elektrischen Wärmespeicheröfen innerhalb begrenzter, gleichbleibender Zeiträume, insbesondere in der Zeit verbilligten Stromtarifes, in Abhängigkeit von dem vorgegebenen, wechselnden Energiebedarf bzw. der zu dessen Dekkung erforderlichen Zeit mit einen die Energiezufuhr bzw. deren Dauer mit der Vorgabe vergleichenden Steuergerät, gekennzeichnet durch ein den Füllstand bzw. die Temperatur des Ofens laufend erfassendes Organ. P atent claims Q ---------------------------- Arrangement for heating electrical heat storage stoves within limited, constant periods of time, especially in the Time reduced electricity tariffs, depending on the given, changing energy requirement or the time required to cover it with a control device comparing the energy supply or its duration with the specification, characterized by an organ that continuously detects the fill level or the temperature of the furnace. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das den Füllstand des Ofens erfassende Organ die Aufheizungsdauer des Ofens entsprechend der vor Beginn der Wiederaufheizung im Ofen vorhandenen Restwärme verkürzt wird. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that by the level of the furnace detecting the heating time of the Furnace according to the residual heat present in the furnace before the start of reheating is shortened. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Restwärme erfassende Organ den Einschaltzeitpunkt des Ofens verzögert. 3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the the Organ that collects residual heat delays the time at which the furnace is switched on. 4. Anordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein in Abhängigkeit von der Ofenteriperatur verstelltes Kontaktelement, das den Stromkreis des Ofe:ischützes unterbricht, sowie ein bei Freigabe der Energiezufuhr durch das Steuergerät in lauf gesetztes Zeitlaufwerk, das in Zusammenarbeit mit dem temperaturabhängigen Element den Ofenstromkreis nach einer der Ofentemperatur entspre- chenden Zeit wiedo'r schli,..eßt&N
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitlaufwerk eine Kurvenscheibe trägt, die eine Kontaktfeder anhebt, die mit einem auf einer in Abhängigkeit von der Ofentemperatur beheizten Bimetallfeder angeordneten Kontakt zusammenw@rkt. 6. Anordnung nach Anspruch y4,gekennzeichnet durch eine leihe von mit steigendem Füllstand des Ofens nacheinander eingeschalteten Schaltern, die in Reihe mit weiteren Schalternliegen, die von einer von dem Zeitlaufwerk betätigten Nockenscheibe gesteuert werden. 7. Anordnung. nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine in Abhängigkeit von der Oferitempteratur verstellte Nockenseheiäe zum Betätigen von den Püllstand des Ofens erfassenden Schal-. tern. B. Anordnung ngch Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in-Abhängigkeit-von der Ofentemperatur verstellte-Kontaktelement mit einem Zeiger zur laufenden-Anzeige des Püxlatanden versehen ist.4. Arrangement according to claim 3, characterized by a contact element adjusted as a function of the furnace temperature, which interrupts the circuit of the furnace: ischützes, and a timer, which is set in operation when the power supply is released by the control device, which, in cooperation with the temperature-dependent element, controls the furnace circuit according to one of the oven temperature close again at the appropriate time, .. eat & N
Arrangement according to claim 4, characterized in that the timing mechanism carries a cam which lifts a contact spring which interacts with a contact arranged on a bimetallic spring which is heated as a function of the furnace temperature. 6. Arrangement according to claim y4, characterized by a loan of switches which are switched on one after the other as the filling level of the furnace rises and which are in series with further switches which are controlled by a cam disk actuated by the timer. 7. Arrangement. according to claim 6, characterized by a cam mechanism which is adjusted as a function of the furnace temperature for actuating the switching device which detects the filling level of the furnace. tern. B. Arrangement according to claim 4, characterized in that the contact element, which is adjusted depending on the furnace temperature, is provided with a pointer for the ongoing display of the Püxlatanden.
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