DE1690569C - Steuereinrichtung fur die Aufladung von Wärmespeicherofen - Google Patents

Description

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ΐ Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für peratur, der Tarifzeit and der Restw&me beeinfius-

dieseparate Aufladung von mehreren Wärmespeicher- sen hierbei also als Steuergroßen das Schaltwerk,

öfen in Abhängigkeit von der Außentemperatur, der WeU jeder Schalter der Steuersignale zwei Positionen Zeit und der Ute? Fühler gemessenen Restwärme. . besitz von denen er eines oder ein en^egengesetztes

V, Eine derartige Steuereinrichtung ist in der Zeit- 5 Steuersignal an das Relais weitergibt, wird neben

schrift »Elektrilitätswirtschaft«, 63, S. 644, beschrie- einer besonders einfachen Schaltung «me hohe An-

ben. Dabei wird für die Aufladung der Wärmespei- sprechempfindhchkeit erzielt.

cheröfen während der Niedertarifzeiten eine ständig Die Unteransprücbe beinhalten bevorzugte Ausgeumlaufende Abfrageeinrichtung verwendet Der dort staltungen des Gegenstandes der Erfindung,
benötigte Schaltaufwand ist also verhältnismäßig io Die erfindungsgemäße Steuereinrichtungweist gegroß, genüber bekannten Anordnungen verschiedene Vor-

Die deutsche Gebrauchsmusterschrift 1925 942 be- teile auf. Mit der Einrichtung ist es ohne weiteres

schreibt ferner ein Auflade-Steuergerät, das abhän- möglich, eine aus mehreren Öfen bestehende außen-

gig von der momentan herrschenden Witterung bzw. temperaturabhängig und tanfzeitabhangig zu steu-

der noch vorhandenen Restwärme einen Wärme- 15 ernde Anlage so zu gestalten, daß jeder einzelne Ofen

speicherofen schaltet. Diese mit einem temperatur- individuell abhängig von seiner in ihm noch vorhan-

abhängigen Fühlglied arbeitende Anordnung kann denen Resttemperatur eingeschaltet wird. Dabei

aber nicht tarifabhängig schalten und ist auch nur kommt man mit einer einzigen Steuereinrichtung aus.

zur Steuerung eines einzigen Ofens ausgelegt. Das zentrale Schaltgerät ist auf beliebige Ofenzahl

In der Zeitschrift »Internationale Zeitschrift für 20 auslegbar. Ebenso ist es möglich, entsprechend der Llckirowärme«., Bd. 22 (1%4), Nr. 2, S. 51 bis 54, Anordnung mehrerer öfen in einem Raum, Ofenwird eine Automatik für Nachtstrom-Speicherhei- gruppen zu bilden, wobei man dann mit der F rfaszungsunlagen beschrieben, die zwar tarifzeit-, außen- sung der Resttemperatur nur eines Ofens pro Gruppe temperatur- und resttemperaturabhängig eine aus auskommt. Ein einziger Motor kann das Schaltwerk mehreren Öfen bestehende Anlage steuern kann, je- 25 und die Tarifzeituhr antreiben,
doch weist die Automatik, ebenso wie das weiter Einem Ausführungsbeispiel nach den Ansprüchen oben genannte Steuergerät gegenüber der Erfindung wird an Hand von Zeichnungen erläutert. In den verschiedene Nachteile auf. Mit beiden Hinrichtungen Zeichnungen zeigt

kann entweder nur ein Ofen gesteuert werden oder es F i g. 1 einen Stromlauf einer Aufladesteuerung für

kann eine aus mehreren öfen bestehende Anlage 30 mehrere öfen,

lediglich gleichsinnig, unabhängig von der im einzel- Fig. 2 ein Schließungsschema für die einzelnen

nen Ofen noch vorhandenen Restwärme gesteuert Kontakte des Schaltwerkes bei verschiedenen Stellun-

werden. Will man abhängig von den Restwärmen gen.

jedes Ofens steuern, so müßte man eine der Ofenzahl F i g. 3 Spannungsverläufc an verschiedenen Punkgleiche Anzahl Steuergeräte einführen. Diese Lösung 35 ten der in Fig. 1 gezeigten elektrischen Schaltung, ist aber aus V* ntsehaftlichkeitsgründen nicht vertret- Fig. 4, 5, 6 die räumliche Gestalt des Schaltwerksbar, beispiels.

Ferner sind verschiedene Steuereinrichtungen für Mehrere Speicheröfen 45, 46, 47 liegen über Kon-Wärmespeicheröfen bekannt, die mit einer Abfra- takle 24. 25, 26 eines Schaltwerkes 22 an einem gung arbeiten. Hier sind die deutschen Auslegcschrif- ίο Stromversorgungsnetz 48. Dieses kann je nach Austen 1 1⁽)S948. 1 25(1027 und die deutsche Patent- legung der Speicheröfen 45, 46, 47 sowohl zweiphaschrift H¹M 633 zu nennen. Bei dieser /ulctzt genann- sige wie auch dreiphasige Wechselspannung liefern, ten Patentschrift wird bei einem Dauerkontaktregler Das Schaltwerk 22 wird mittels eines Motors 23 anein Kontaktgeber verwendet, welcher die Stellung des getrieben.

Dauerkontakies abfragt und die Umschaltung des 45 In jedem Speicherofen ist ein Rcsttemperaturfühler

Reglers \ornimnit. Die einzunehmenden Schaltstel- untergebracht, der aus einem temperaturabhängigen

lungen worden also voraiisbcstimmt. Widerstandsmaterial, beispielsweise .ius NiFe-Draht,

Ausgehend von einer Steuereinrichtung der ein- hergestellt -ist. Auch können NTC-Widerstände Ver-

gangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe Wendung finden. Im Stromlauf der Fig. 1 sind die

zugrunde, diese so weiterzubilden, daß die Warme- 50 Resitemncraturfühler 8, 10. 12 von den Speicheröfen

Speicheröfen nach Art einer Riickwärtswalil abge- 45,46,47 getrennt dargestellt. Die Restlcmperaturfüh-

fragt werden können. Dabei soll die Schaltung kon- ler bilden durch ihren temperaturabhängigen Wider-

struktiv einfach aufgebaut sein, so daß wenige Ein- standswert ein Kriterium für die Temperatur, die im

zelteile verwendet werden müssen. Inneren des betreffenden Speicherofens herrscht. Bei

Diese Aufgabe wird gemäß der Frfindung dadurch 55 vorliegendem Beispiel ist dem Speicherofen 45 der

gelöst, daß für sämtliche zu steuernde Wärmcspei- Resttcmperaturfühler 8, dem Ofen 46 der Fühler 10

cheröfen ein Relais vorgesehen ist. das in Abhängig- und dem Ofen 47 der Fühler 12 zugeordnet. Die

keit von der Tarif-Zeitsehaltuhr ein motorisch auge- Rcsttemperaturfühler 8, 10, 12 bilden zusammen mit

triebencs Schaltwerk steuert, das für η-Öfen min- Festwiderständen 7, 9, 11 und in Verbindung mit

destens 2"-Schaltstel!ungen besitzt, und daß das 60 einer Wicklung 60 eines Transformators 1 jeweils eine

Schaltwerk in Abhängigkeit von über Brückenschal- Brücke. An derselben Wicklung 60 des Transforma-

tungen dem Schaltmotor des Schaltwerks zugeführten tors liegen zwei weitere Brücken. Die eine wird von

Steuersignalen, die der Außentemperatur bzw. der einem Widerstand 4 und einem Regelwidcrstand 3

Restwärme -entsprechen, dem Relais jeweils eines von gebildet, der seinerseits durch einen Motor 2 langsam

zwei entgegengesetzten Steuersignalen angibt, wobei 65 durchgedreht wird. Die Ausgangsspannung dieser

die Schalter der Steuersignale und die Hauptschalter Brücke ist ein Maß für die Uhrzeit. Um möglichst

der Wärmespeicheröfen gemeinsam vom Sehaltniotor große Genauigkeit zu erreichen, verwendet man

angetrieben sind. Die drei Variablen der Außentcm- zweckmäßigerweise als Motor 2 einen Synchron-

motor. Die andere Brücke wird von einem Außen- Gang gesetzt. Parallel zum Relaiskontakt 40 liegt ein temperaturfühler 6 und einem Festwiderstand 5 ge- Schrittschaltkontakt 41, der auch zum Schaltwerk gebildet hört. Er bewirkt, daß das Schaltwerk auch bei kurz-

Die uhrzeitabhängige, die außentemperaturabhän- zeitiger Schließung von 40 ia. definierte Stellungen

gige und die resttemperaturabhängigen Spannungen 5 gebracht wird.

werden für jeden einzelnen Ofen über entsprechende Sind in der Tarifschaltuhr 43 dagegen die Kontakte

Widerstände 13, 14, 15 bzw. 16, 17,18 bzw. 19, 20, 44 und 44" überbrückt, was der Stellung sNormal-

21 über die ofenseitig verbundenen und so in z. B. tarif« entspricht, dann wird das Schaltwerk 22 mit

drei Gruppen zusammengefaßten Widerstände als Hilfe des Kontaktes 42 in eine Ausgangslage gebracht,

resultierende Wechselspannungen 52, 53, 54 am io In F i g. 2 sind für ein Ausführungsbeispiel mit ins-

Schaltwerk 22 zusammengeführt. Ic jeder Wider- gesamt drei Speicheröfen alle möglichen Schaltstel-

standsgruppe sind jeweils zwei beliebige Einzelwider- langen des Schaltwerkes 22 tabellarisch dargestellt,

stände als Einstellwiderstände ausgeführt, um eine In F i g. 1 ist das Schaltwerk so gezeichnet, daß alle

Anpassung der Steuereinrichtung an die Bauart des öfen ausgeschaltet sind.

Ofens und die wärmetechnischen Eigenschaften des »5 In F i g. 3 ist der Verlauf der in der Regelschaltung

zu beheizenden Raumes zu erreichen. . für das Ausführungsbeispiel mit drei öfen auftreten-

Die Wechselspannungen 52, 53, 54 werden Kon- den Wechselspannungen aufgetragen,

takten 27, 28, 29 des Schaltwerkes 22 zjgeführt, von Bei Beginn der Niedertarifzeit befindet sich das

dem aus die Wechselspannungen bei entsprechendem Schaltwerk 22 in Stellung »I« (Fig. 2). Die von den

Schaltzustand des Schaltwerkes an Dioden 30, 31, 32, ao Brückenschaltungen abgegebenen Spannungen 52,53,

33. 34, 35 weitergeleitet werden. Im motorgetriebe- 54 haben bei diesem Schaltzustand alle eine Phasen-

nen Schaltwerk 22 sind die Kontakte 24 und 27, die lage, die der in Fig. 3 gezeigten Spannung 53 ent

Kontakte 25 und 28 sowie die Kontakte 26 und 29 spricht.

fest miteinander gekoppelt. Das heißt, wenn z. B. der Es sei angenommen, daß zu einem späteren Zeit-Kontakt 24 geöffnet ist. so sind gleichzeitig die Kon- 25 punkt auf Grund von Uhrzeit sowie momentan herrtakte 27 und 27' miteinander verbunden; ist der Kon- sehender Außentemperatur und Resttemperatur eines takt 24 geschlossen, so sind gleichzeitig die Kontakte Ofens dieser eingeschaltet werden soll. Dies sei z. B. 27 und 27" miteinander verbunden. Diese Kontakt- der Ofen 45. Die Spannung 52 kehrt ihre Phase um gruppen können sich jedoch in voneinander a'.wei- und weist in diesem Moment den in F i g. 3 gezeigten chenden Stellungen befinden, wodurch jede mögliche 30 Verlauf auf. Über Diode 30 wird der Verstärker 37 Kombination möglich ist. Es können sich beispiels- eine solche Spannung zugeführt erhalten, die mit der weise zwei öfen in Heizstellung befinden, während positiven Halbwelle der Wechselspannung 38 gleichein Ofen ausgeschaltet ist; es können alle öfen aus- phasig ist. Als Folge davon wird die Wicklung des bzw. eingeschaltet sein usw. Es sind 2" Möglichkeiten Relais 39 erregt und das Relais zieht an. Vorausgedenkbar, wobei η für die Anzahl der innerhalb einer 35 setzt, daß im Schalter der Tarifschaltuhr die Kon-Anlage verwendeten öfen steht. Das Schaltwerk 22 takte 44 und 44' überbrüht sind, wird die Wicklung weist sovicle Stellungen auf, wie Schaltzustände mög- des Motors 23' erregt, und Jas Schaltwerk 22 wird in lieh sind. Bei Verwendung von beispielsweise drei Tätigkeit gesetzt. Die Drehbewegung des Schaltwer-Öfen ergibt sich demnach die notwendige Zahl der kes wird beendet, wenn das Relais 39 abfällt und der Schaltstellungen mit acht. 40 vom Schaltwerk selbst bewegte Schrittvollendungs-

Das aus den Dioden 31, 33, 35 bestehende Dioden- kontakt 41 öffnet. Dieser Zustand tritt dann ein, wenn

netzwerk ist an eine Phasenumkehrstufe 36 onge- das Schaltwerk die Stellung »2« der in Fig. 2 darge-

sclilosscn, die die Aufgabe hat, die Phasenlage einer stellten Tabelle einnimmt. Es liegen in diesem Fall

ankommenden Wechselspannung um 180° zu dre- die in Fig. 3 gezeigten Spannungsverläufe vor. Das

hen. Die Phasenumkehrstufe 36 ist mit ihrem Aus- 45 Schaltwerk befindet sich in der Stellung, in der der

gang an einen Verstärker 37 angeschlossen. Der Vcr- Ofen 45 geheizt, alle anderen aber ausgeschaltet sind,

stärker 37 enthält einen phasenabhängig vom Trans- Wäre z. B. auch der Ofen 46 eingeschaltet, so wären

formator 1 gesleucrten Gleichrichter. Dieser Gleich- auch die Kontakte 28 und 28" miteinander verbunden

richtcr arbeitet mit dem Verstärker derart zusammen, und der Verstärker 37 erhielte über die Phasenum-

daß immer dann im Ausgangskreis des Verstärkers 50 kchrs'.ufc 36 Spannung, so daß das Relais 39 anzie-

37, in dem ein Relais 39 liegt, Strom fließt, wenn eine hen würde. Der Motor 23 würde also wieder anlaufen

über eine Leitung 56 dem Verstärker zuaeführte und das Schaltwerk suchte sich die Stellung, bei der

Wechselspannung und die vom Transformator 1 dem die Spannungen52, 53, 54 die in Fig. 3 gezeigte

Verstärker 37 zugeleitete Wechselspannung 38 gleich- Kurvenform aufweisen.

phasig sind. Durch diesen Strom wird die Wicklung 55 Andern sich die Brückenspannungen zu einem spädes Relais 39 erregt und das Relais zieht an und tcren Zeitpunkt so stark, daß das Einschalten weiteschließt den Kontakt 40. rcr öfen notwendig wird, zieht 39 wieder an und der

Eine Tarifschaltuhr 43 enthält einen Schalter, der Reuelvorgang bepinnt erneut abzulaufen,

zwei Festkontakte, 44' und 44" sowie einen Schalt- Das gesamte Schaltwerk ist auf einer Leiterplatte

arm 44 enthält. Sind die Kontakte 44 und 44' mitein- 60 66 moniicrt (Fig. 4, 5 und 6). Auf der Leiterplatte

ander verbunden, so befindet sich der Schalter in 66 befindet sich ein Kontaktgehäuse 68, das die Pro-

Stcllung »Niedertarif«, sind die Kontakte 44 und 44" giammnocken 64, und von diesen Nocken betätigte

miteinander verbunden, so befindet sich der Schalter Kontakte enthält. Ein Schleifkontakt 61 überbrückt

in der Tarifschaltiihr in der Stellung »Normaltarif«. Leiterbahnen 62, die in Steuerstromkreisen liegen.

Sind also in der Tarifsehaltuhr 43 die Kontakte 44 65 Der Schleifkontakt 61 ist mittels einer Abdeckkappe

und 44' überbrückt, was der Stellung »Niedertarif« 65 gegen die Außenwelt geschützt. Auf der Leiter-

entspricht und schließt das Relais 39 den Relaiskon- platte sind außerdem elektronische Bauelemente 67

takt 40, so wird der Motor 23 des Schaltwerkes 22 in untergebracht, die Widerstände, Dioden und andere

Bauelemente aus dem in F i g. 1 gezeigten Stromlauf darstellen können. Die Leiterplatte 66 ihrerseits trägt Distanzgcwindebolzcn 63 zur Befestigung des Programmsleucrwerkes.

Mit der beschriebenen Aufladesteuerung ist es möglich, beliebig viele öfen zu steuern. Man kann zur Gruppenbildung übergehen, um mit mehreren öfen jeweils einen Raum zu beheizen. Innerhalb dieses Raumes kommt man dann mit einem Rcsttcmperaturfühlcr aus. to

Anstatt der Wcchsclstrombrücken können auch Glciclistrombrückcn verwendet werden. Ebenso kann man sich bei Verwendung von Wechselspannung auf andere Phasenbeziehungen innerhalb der Steuerschaltung stützen. Der Regelwiderstand 3 kann auch über den Motor 23 getrieben werden, der dann während der gesamten Niedertarifzeit laufen müßte, wobei die Kontakte 40, 41 und 42 dann z. B. eine magnetisch beeinflußbare Kupplung ein- und ausschalten müßten, die das Schaltwerk 22 an den Motor 23 kuppeln würde. Man könnte auch alle Öfen gleichzeitig einschalten und gesteuert ausschalten.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für die separate Aufladung von mehreren Wärmespeicheröfen in Abhängigkeit von der Außentemperatur, der Zeit und der über Fühler gemessenen Restwärme, dadurch gekennzeichnet, daß für sämtliche zu steuernde Wärmespeicheröfen (45, 46, 47) ein Relais (39) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der tarif-Zeitschaltuhr (43) ein motorisch angetriebenes Schaltwerk (22) steuert, das für

η öfen mindestens 2" Schaltstellungen besitzt, und daß das Schaltwerk (22) in Abhängigkeit von über Brückenschaltungen (3 bis 12) dem Schaltmotor (23) des Schaltwerks (22) zugeführten Steuersignalen, die der Außentemperatur bzw. der Restwärme entsprechen, dem Relais (39) jeweils eines von zwei entgegengesetzten Steuersignalen angibt, wobei die Schalter (27, 28, 29) der Steuersignale und die Hauptschalter (24_? 25, 26) der Wärmespeicheröfen gemeinsam vom Schaltmotor (23) angetrieben sind.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schaltwerk (22) antreibende Motor (23) über eine Kupplung mit dem Schaltwerk verbunden ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Resttcmpcraturfühler (8, 10, 12) und Festwiderstände (7, 9, 11) in Verbindung mit einer Wicklung (60) eines Transformators (1) Brückenschallungen bilden.

4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Festwiderstand (5) mit einem Außentemperaturfühler (6) sowie mit der Wicklung (60) des Transformators (1) eine Brücke bildet.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine der von der Resttemperatur beeinflußten Brücken.(9,10, 60) mit der uhrzeitabhängigen Brücke (3, 4, 60) sowie der außentemperaturabhängigcn Brücke (5, 6, 60) über entsprechende Vorwiderstände (13, 14, 15) an einem Schaltarm (27) des Schaltwerkes (22) angeschlossen ist.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der an einem Schleifer des Schaltwerks (22) liegenden Vorwiderstände (13, 14, 15) Einstellwiderstände sind.

7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang eines auf ein Relais (39) arbeitenden Verstärkers (37) über Gleichrichter (30, 32, 34) mit Kontakten (27', 28', 29') verbunden ist, die bei ausgeschalteten Öfen mit den Schleifern im Eingriff stehen, die ihrerseits mit den Vorwiderständen (13, 14, 15, 16, 17, 18 usw.) in Verbindung stehen.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Verstärkers (37) über eine Phasenumkehrstufe (36) sowie über Gleichrichter (31, 33, 35) mit Kontakten (27", 28", 29") verbunden ist, die bei eingeschalteten öfen Regelspannung über den entsprechenden Schleifer zugeführt bekommen.

9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (37) einen phasenabhängig gesteuerten Gleichrichter enthält, der über eine Leitung (38) an eine Wicklung (61) des Transformators (1) angeschlossen ist.

10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais mit einem Kontakt (40) versehen ist, der in Reihe mit einer Tarifschalluhr (43) über den Motor (23) des Schaltwerkes (22) am Netz liegt.

11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelwiderstand (3) vom gleichen Motor (23) angetrieben wird, der auch das Schaltwerk treibt.

12. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltwerk (64, 68) mit einem Motor (23) auf einer Leiterplatte (66), die außerdem noch elektronische Bauelemente trägt, untergebracht ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen