DE1579706C3 - Aufladesteuerung fur Wärmespeicher ofen - Google Patents

Description

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Ausschaltstellung zu halten. Dagegen reicht jedoch zeitabhängigen Widerstandes 11 öffnet der Selbsthalbei Wärmespeicheröfen mit Restwärme die Summe tekontakt 10. Der zeitabhängige Widerstand 11 ist in aus Zusatzbeheizung und der vom Wärmespeicher- eine Phasenschieberbrücke 12 eingeschaltet, die eine kern ausgestrahlten Wärme aus, um den Schalter in transistorisierte Impulsformerstufe "13 ansteuert. Die Ausschaltstellung zu belassen. Da sich jedoch ab die- 5 nadeiförmigen Impulse der Impulsformerstufe 13 sem Zeitpunkt die Steuerspannung für diese fremd- werden der Steuerelektrode vorzugsweise eines Thybeheizbaren Schalter im weiteren Zeitablauf zeitab- ristors 14 zugeführt, dessen Stromflußwinkel je nach hängig ändert, insbesondere sinkt, nimmt auch die Phasenlage zwischen den Impulsen und der zu steuvom Heizwiderstand durch die Steuerspannung er- ernden Netzspannung verändert wird. Die vom Thyzeugte Wärmemenge abi so daß im weiteren Verlauf io ristor 14 gesteuerte Spannung wird einem Heizwiderdie Summe der auf die Schalter einwirkenden War- stand 15 zugeführt, der ein schwenkbar gelagertes memenge nicht mehr ausreicht, so daß sie in Abhän- Bimetall 16 erwärmt. Durch das Bimetall 16 wird ein gigkeit von der Restwärme nacheinander einschalten. Schnappschalter 17 betätigt. Als Gegenlage für das Dazu ist nur eine einzige, von dem zentralen Steuer- schwenkbare Bimetall 16 ist ein Stellhebel 18 vorgegerät ausgehende und von Wärmespeicherofen zu 15 sehen, der auf das freie Ende des Bimetalls 16 einWärmespeicherofen weitergeführte Steuerleitung not- wirkt und der mit einem die Speicherkerntemperatur wendig, die den zeit- und außentemperaturabhängi- eines Wärmespeicherofens 19 erfassenden Stabausgen frühesten Einschaltzeitpunkt zu den Wärme- dehnungsregler 20 verbunden ist. In den Stromkreis speicherofen überträgt wobei sich' dann ab diesem der Spannungsquelle 4 ist vorzugsweise noch ein Zeitpunkt die über diese Steuerleitung übertragene 20 · Schutzwiderstand 21 eingeschaltet. Steuerspannung, die vorher konstant geblieben war, Die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1 ist,

zeitabhängig ändert und die Berücksichtigung der ausgehend vom dargestellten Schaltzustand kurz vor Restwärme erst am Thermostatschalter im jeweiligen Beginn der nächtlichen Niedertarifzeit, wie folgt: Wärmespeicherofen erfolgt. Das Relais 1 hat angezogen und seinen Kontakt 8

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Schal- 25 geöffnet. Die Phasenschieberbrücke 12 und der Thytungen von Ausführungsbeispielen näher beschrie- ristor 14 mit den nachgeschalteten Heizwiderständen ben. Es zeigt 15 liegen vorzugsweise bereits kurz vor Beginn der

F i g. 1 eine Aufladesteuerung mit einem in Serie Niedertarifzeit an Netzspannung. Die Phasenlage der zu einem temperaturabhängigen und einen zeitab- Steuerspannung für die Impulsformerstufe 13 ist bei hängigen veränderbaren Widerstand geschalteten 3° noch nicht verstelltem zeitabhängigen Widerstand 11 Relais, durch das eine Einrichtung zur zeitabhängi- so gewählt, daß die Impulse den Thyristor 14 bereits gen Änderung einer Spannung geschaltet wird und am Anfang jeder Halbwelle der Netzspannung auf-

Fig.2 eine idealisierte Kennlinie der Auflade- steuern. Dann liegt an den nachgeschalteten Heizsteuerung gemäß Fig. 1. widerständen 15 eine maximale Spannung an. Da-

Die Serienschaltung aus einem Relais 1, einem von 35 durch werden- die Bimetalle 16 in allen Wärmeder Außentemperatur und gegebenenfalls anderen speicherofen 19 so weit ausgelenkt, daß sie unabhän-Witterungseinflüssen beeinflußten temperaturabhän- gig von der Lage der Stellhebel 18 die Heizelemente gigen Widerstand 2 mit negativem Temperaturkoeffi- des Wärmespeicherofens über die Schnappschalter zienten und einem zeitabhängig veränderbaren 17 abschalten. Die Heizwiderstände 15 und die BiWiderstand 3 ist an eine vorzugsweise stabilisierte 40 metalle 16 sind dabei so bemessen, daß die anlie-Spannungsquelle 4 angeschaltet. Das Relais 1 wird gende Spannung bei vollkommen entladenem Wärhierbei als Ruhestromrelais betrieben, d. h., es ist im mespeicherofen gerade noch ausreicht, um den Ruhezustand eingeschaltet bzw. angezogen und wird Schnappschalter 17 zu halten.

erst im Zeitablauf bei Änderung "der Widerstände 2 Angenommen es herrscht nun die unterste für

und 3 zum Abfallen bzw. Ausschalten gebracht. Der 45 diese Schaltung gewählte Außentemperatur, dann hat zeitabhängig veränderbare Widerstand 3 ist Vorzugs- der temperaturabhängige Widerstand 2 infolge seines weise als Drehwiderstand ausgebildet und mit einem negativen Temperaturkoeffizienten einen hohen Synchronmotor 5 über ein Getriebe verbunden, das Widerstandswert, und der Haltestrom für das Relais beispielsweise innerhalb von acht Stunden, entspre- soll dann unter Berücksichtigung des Anfangswertes chend der üblichen Nachttarifzeit, eine Umdrehung 50 des zeitabhängig veränderbaren Widerstandes 3 und macht und den Widerstandswert von einem Minimal- des Schutzwiderstandes 21 gerade seinen niedrigsten wert auf einen Maximalwert verstellt. Im Stromkreis Wert erreicht haben. Wird nun durch die Schaltuhr des Synchronmotors 5 liegt die Parallelschaltung aus der Freigabekontakt 6 geschlossen, dann läuft der einem von einer Schaltuhr betätigten Freigabekon- Synchronmotor 5 an. Dadurch wird der Widerstand 3 takt 6 und einem Nockenkontakt 7, der nach dem 55 im Zeitablauf auf höhere Widerstandswerte zu verAnlauf des Synchronmotors schließt und erst nach stellt. Da der Haltestrom für das Relais 1 jedoch beeinem vollen Durchlauf des Widerstandes 3 öffnet. reits seinen niedrigsten Wert erreicht hatte, fällt Das Relais 1 besitzt einen Kontakt 8, mittels dem durch die Widerstandserhöhung des Widerstandes 3 eine Einrichtung zur zeitabhängigen Änderung einer das Relais sofort ab.

Spannung eingeschaltet wird. Der Kontakt 8 liegt da- 60 Bei Außentemperaturen oberhalb der unteren bei im Stromkreis eines motorisch angetriebenen Grenztemperatur verringert sich der Widerstandswert Zeitlaufwerkes 9, das nach dem Anlauf einen Selbst- des Widerstandes 2, und der Widerstand 3 muß dann schaltekontakt 10 schließt. Das Zeitlaufwerk 9 treibt so lange verändert, d. h. vergrößert werden, bis das einen zeitabhängigen Widerstand 11 an, der ebenfalls Relais 1 wieder wegen Unterschreitens des Haltestroals Drehwiderstand ausgebildet sein kann und inner- 65 mes abfällt. Bei einer oberen Grenztemperatur soll halb von acht Stunden eine Änderung des Wider- die maximale Änderung des Widerstandes 3 nicht standswertes von einem Minimalwert auf einen Ma- mehr ausreichen, um das Relais 1 zum Abfallen zu ximalwert erfährt. Nach einem vollen Umlauf des bringen.

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Demnach schaltet das Relais 1 seinen Kontakt 8 in Abhängigkeit von der Außentemperatur ein. Dieser Schaltzeitpunkt ist so auf die zu steuernden Wärmespeicheröfen abgestimmt, daß auch ein vollkommen entladener Wärmespeicherofen spätestens am Ende der Niedertanfzeit eine der jeweiligen Außentemperatur entsprechende Wärmemenge aufgenommen hat. Die übrigen noch Restwärme beinhaltenden Wärmespeicheröfen werden dann je nach Restwärme nacheinander eingeschaltet. Das geschieht dadurch, daß der Kontakte das Zeitlaufwerk9 in Gang setzt, das vorzugsweise ebenfalls als Synchronmotor mit Getriebe ausgebildet ist. Der angekoppelte zeitabhängige Widerstand 11 wird dadurch vergrößert, und die Phasenschieberbrücke 12 ändert die Phasenlage der Steuerspannung für die Impulsformerstufe 13 so, daß die Impulse den Thyristor 14 erst zu späteren Zeitpunkten innerhalb einer Halbwelle zünden. Damit wird der Stromflußwinkel kleiner und die Spannung an den Heizwiderständen 15 beginnt zu sinken. Ein vollkommen entladener Wärmespeicherofen wird somit unmittelbar nach dem Anlaufen des Zeitlaufwerkes 9 eingeschaltet. Bei Wärmespeicheröfen mit Restwärme ist dagegen der Stellhebe] 18 durch den Stabausdehnungsregler so verstellt, daß der Schnappschalter 17 erst nach einer entsprechenden Verringerung der Spannung am Heizwiderstand 15 und damit der Heizleistung für das Bimetall schaltet.

Somit ist der Einschaltzeitpunkt eines Wärmespeicherofens in Abhängigkeit von der. Außentemperatur und der Restwärme verzögert. Die Abschaltung erfolgt spätestens am Ende der Niedertarifzeit durch die Schaltuhr.

Soll die Abschaltung vor dem Ende der Niedertanfzeit erfolgen, dann braucht der Schaitzeitpunkt des Relais 1 nur vorverlegt und das Zeitlaufwerk 9 ins diese Zeitspanne vor dem Ende der Niedertarifzeit stillgesetzt werden. Dann bleibt die Spannung am Heizwiderstand 15 konstant, und der Schnappschalter 17 wird zurückgeschaltet, wenn der Stellhebel 18 infolge der steigenden Temperatur im Wärmespeicherofen das Bimetall 16 in die entsprechende Lage zurückdrückt. Am Ende der Niedertarifzeit wird dann

ίο das Zeitlaufwerk 9 für den Rücklauf in seine Ausgangsstellung freigegeben.

In F i g. 2 ist der prinzipielle Verlauf der Leistung am Heizwiderstand 15 und der Wärmespeicherofentemperatur über der Zeit aufgezeichnet, wobei als Parameter die Außentemperatur dient. Daraus ist abzulesen (stark ausgezogene Linie), daß bei einer Außentemperatur von 0° C das Relais 1 um zwei Uhr schaltet und das Zeitlaufwerk 9 in Gang setzt. Von da ab sinkt die Leistung P_Ä15 am Heizwiderstand 15 stetig ab. Beträgt die Speicherkernternperatur im Ofen z. B. 150° C, dann ergibt sich auf der Linie für 0° C Außentemperatur ein Schnittpunkt um 4 Uhr. Hier schaltet der Schnappschalter 17 die Heizelemente des Wärmespeicherofens 19 ein, und der Speicherkern erreicht bis zum Abschalten um 6 Uhr etwa 300° C, also eine halbe Speicherkapazität. Es, ist dabei angenommen, daß der Regelbereich von - 20° C bis +20° C Außentemperatur reicht

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Leistung am Heizwiderstand von einem minimalen Wert im Zeitablauf zu steigern, wenn das Bimetall 16 unter mechanischer Vorspannung am Stellhebel 18 anliegt und durch die steigende Erwärmung je nach Restwärme von diesem abhebt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 . 2 restwärmeabhängigen Verschiebung des Ladebe- Patentansprüche: ginns. Bei einem bekannten elektronischen Regelgerät

1. Aufladesteuerung für Wärmespeicheröfen (»Elektrizitätsverwertung« 1966, insbesondere S. 10, mit einem außentemperaturabhängigen Wider- 5 Fig. 16), ist nicht nur der außentemperaturabhänstand und einem elektrisch damit verbundenen gige Widerstand und der zeitabhängige Widerstand zeitabhängig veränderbaren Widerstand, die mit sondern auch der restwärmeabhängige Widerstand in einem Relais derart zusammengeschaltet sind, eine Brückenschaltung gelegt, mit der bei Brückendaß mit steigender Außentemperatur eine langer abgleich über einen Verstärker ein Relais geschaltet dauernde Änderung des zeitabhängigen Wider- io wird, das die Heizelemente eines einzigen Wärmestandes bis zum Schalten des Relais notwendig Speicherofens einschaltet. Sollen damit mehrere Wärist, sowie mit einer Einrichtung zur Erfassung der mespeicheröfen gesteuert werden, dann muß ein Zu-Speicherkerntemperatur zur außentemperatur- satzgerät verwendet werden, mit dem außer dem je- und restwärmeabhängigen Verschiebung des La- weiligen restwärmeabhängigen Widerstand auch das debeginns, dadurch gekennzeichnet, 15 Relais zur Einschaltung seiner Heizelemente in die daß das Relais (1) eine Schalteinrichtung ein- Brückenschaltung bzw. an den Verstärker angeschalschaltet, die eine Steuerspannung zeitabhängig tet werden muß. Das erfordert aber, daß von jedem ändert und daß die Steuerspännung an einen Heiz- möglicherweise räumlich weit entfernten Wärmewiderstand (15) zur Zusatzbeheizung eines die speicherofen wenigstens eine Leitung für das die Restwärme erfassenden Schalters angeschaltet ist. 20' Speicherheizelemente schaltende Relais und zwei für

2. Aufladesteuerung nach Anspruch 1, dadurch den Anschluß des restwärmeabhängigen Widerstangekennzeichnet, daß das Relais (1) als Ruhe- des an die Brückenschaltung notwendig sind. Abge- ( stromrelais arbeitet und mit einem Widerstand sehen von den Störungsmöglichkeiten durch die Viel-(2) mit negativem Temperaturkoeffizienten und zahl von Umschaltkontakten ist dabei auch der ereinem zeitabhängig veränderbaren Widerstand 25 hebliche Aufwand an elektrischen Leitungen und die (3), der im Zeitablauf auf höhere Widerstands- Montagezeit nicht zu vernachlässigen.

werte zu verstellbar ist, in Serie geschaltet ist. Es ist auch ein Aufladeregler für Wärmespeicher-

3. Aufladesteuerung nach Anspruch 1 oder 2, öfen bekannt, mittels dessen die Aufheizung des dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (1) mit Speicherkerns in Abhängigkeit von der Aüßentemeinem Kontakt (8) ein Zeitlaufwerk (9) einschal- 30 pe'ratur und der Restwärme gesteuert wird. Dabei ist tet, daß das Zeitlaufwerk (9) einen Widerstand im Wärmespeicherofen ein die Heizelemente schal-(11) verstellt, der in einem Brückenzweig einer tender Thermostat vorgesehen, der von der Phasenschieberbrücke (12) eingeschaltet ist und Speicherkerntemperatur beeinflußt ist. Dieser Therdaß die phasenverschiebbare Steuerspannung mostat ist auctt durch einen Heizwiderstand zusätzeine Impulsformstufe (13) zur veränderbaren An- 35 Hch beheizbar. Zur Erfassung der Außentemperatur schnittssteuerung eines Thyristors (14) steuert. wird dem Heizwiderstand eine impulsförmige Lei-

4. Aufladesteuerung nach Anspruch 1 oder stung zugeführt, die durch einen der Außentemperaeinem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, tür ausgesetzten Bimetallschalter mit Heizwicklung daß der Heizwiderstand (15) in Wärmekopplung gesteuert wird, derart, daß nach höheren Außentemmit einem Bimetall (16) steht, daß das Bimetall 40 peraturen zu auch die Impulse länger werden. Eine (16) bei noch unveränderter Spannung am Heiz- verzögerte Einschaltung des Wärmespeicherofens ist widerstand unter mechanischer Vorspannung damit jedoch nicht möglich, vielmehr werden zu Beunabhängig von der Speicherkerntemperatur des ginn der Niedertarifzeit alle angeschlossenen Wärme- / Wärmespeicherofens (19) an einem Stellhebel speicherofen zugleich angeschaltet, während es er- '■' (18) anliegt und den Schalter (17) in einer Schalt- 45 wünscht ist, den Ladebeginn möglichst zu verzögern, stellung hält und daß der Stellhebel (18) abhän- um einen Ausgleich der Netzbelastungskurve zu ergig von der Speicherkerntemperatur einstellbar reichen.

ist. Aufgabe der Erfindung ist "es, eine Aufladesteue-

5. Aufladesteuerung nach Anspruch 4, dadurch rung der eingangs genannten Art so aufzubauen, daß gekennzeichnet, daß der Stellhebel (18) durch 50 alle angeschlossenen Wärmespeicheröfen mittels einen von der Speicherkerntemperatur beauf- einer durch eine einzige Schalteinrichtung gesteuerschlagten Stabausdehnungsregler (20) einstellbar ten Spannung zu schalten sind.

ist. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Er

findung darin, daß das Relais eine Schalteinrichtung 55 einschaltet, die eine Steuerspannung zeitabhängig än-

— dert und daß die Steuerspannung an einen Heiz

widerstand zur Zusatzbeheizung eines die Restwärme erfassenden Schalters angeschaltet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufladesteue- Mit dem außentemperaturabhängigen und dem.

rung für Wärmespeicheröfen mit einem außentempe- 60 zeitabhängigen Widerstand wird im Zusammenwirraturabhängigen Widerstand und einem elektrisch ken mit dem Relais der Zeitpunkt bestimmt, zu dem damit verbundenen zeitabhängig veränderbaren ein vollkommen entladener Wärmespeicherofen abWiderstand, die mit einem Relais derart zusammen- hängig von der Außentemperatur eingeschaltet wergeschaltet sind, daß mit steigender Außentemperatur den muß, damit seine Aufladung bis zum Ende der eine länger dauernde Änderung des zeitabhängigen 65 Niedertarifzeit abgeschlossen ist. In diesem Falle Widerstandes bis zum Schalten des Relais notwendig reicht die durch die Steuerspannung und den Heizist, sowie mit einer Einrichtung zur Erfassung der widerstand erzeugte Wärme am Schalter zur Rest-Speicherkerntemperatur zur außentemperatur- und wärmeerfassung nicht aus, um diesen Schalter in