DE1942185U - Speicherheizgeraet mit verstellbarem aufladetemperaturregler. - Google Patents

Description

P.A.236 371-5.5.

Elektrisches Speicherheizgerät mit Aufladetemperaturregler, dessen Sollwert ferngesteuert verstellt werden kann

In der Nachtzeit stellen die Elektrizitätsversorgungsunternehmen elektrische Energie .zu besonders günstigen Tarifen zur Verfügung. Die nächtliche Billigstromperiode dauert in der Regel von 21 Uhr "bis 6 Uhr. Der in dieser Zeit zu den besonderen, nur in der nächtlichen Zeit geltenden Tarifbedingungen bezogene Strom wird üblicherweise als Nachtstrom bezeichnet. Es liegt nahe, diesen verbilligten Strom für Raumheizzwecke zu nutzen. Bekannt ist ein elektrisches Speicherheizgerät, das die Wärme, die durch Heizwiderstände 3 in der Billigstromperiode erzeugt wird, in einem Speicherkern 1 speichert, wobei eine Wärmedämmschicht 2 das vorzeitige Entweichen der gespeicherten Wärme verhindert. Ein einstellbarer Temperaturregler 4 mit Temperaturfühler 5 dient dazu, die Temperatur, auf die der Speicherkern aufgeheizt wird, und damit die gespeicherte Wärmemenge entsprechend dem herrschenden Bedürfnis, z.B. dem Wärmebedarf des Raumes, einzustellen.

In der Regel wird der Aufladetemperaturregler von Hand mit einem an der Außenseite des Gerätes angebrachten Stellgriff verstellt. Besteht eine elektrische Speicherheizungsanlage aus mehreren Heizgeräten, was in der Regel der Pail ist, dann besteht die Notwendigkeit, an allen Geräten bis zu Beginn der Billigstromperiode die erforderliche Einstellung für den nächsten Tag vornehmen zu müssen. Dies erfordert nicht nur Aufmerksamkeit und Arbeitsaufwand, sondern führt leider mitunter zu Einstellungsfehlern, die den zufriedenstellenden oder wirtschaftlichen Betrieb der Anlage gefährden. Bekannt ist eine Steuereinrichtung, entsprechend dem deutschen Pa tent Nr. 1128105, die diese Schwierigkeiten beseitigen will. Hierbei verstellt eine Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der nächtlichen Außentemperatur die Zeitdauer, während der dem Speicherkern Energie zugeführt wird und damit die Aufladestärke der angeschlossenen Speicherheizgeräte. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß allen Speicherheizgeräten einer Anlage die gleiche Aufladezeit und damit prozentual die gleiche Wärmemenge zudiktiert wird. Nun sind aber die vorhandenen Speicherheizgeräte einer Anlage bis zu

Beginn einer neuen Billigstromperiode nicht gleichmäßig entladen. Das Entladegebläse 13, das durch einen Raumthermostaten gesteuert wird, hat u.U. in den nach Süden gelegenen Räumen, in denen Wärmegewinne durch Sonneneinstrahlung eintraten, nur wenig Wärme dem Speicherkern entzogen, während in den nach Horden gelegenen Räumen, in denen keine Wärmegewinne auftraten, dem Speicher fast alle Wärme entnommen wurde. Ferner kann in Räumen, die nicht benutzt werden, die Entladung durch EntladegeToläse <IÜ zeitweilig abgestellt sein, so daß nur wenig Wärme dem Speicherkern der in diesen Räumen aufgestellten Speicherheizgeräte entnommen wurde. In der nachfolgenden Billigstromperiode werden nur die nur teilweise entladenen Speicherheizgeräte überladen bzw. bis auf ihren maximal zulässigen Wert aufgeladen und geben dann mehr Wärme über ihre Oberfläche ab, als der Raum benötigt.

Bekannt ist ferner eine Steuervorrichtung, nach dem deutschen Gebrauchsmuster 1923705, bei dem die Wärmeabgabe des Speicherheizgerätes eines Testraumes überwacht und danach die Aufladestärke der Speicherheizgeräte aller Räume eines Bauwerkes eingestellt wird. Dieses Verfahren gestattet zwar die Ermittlung der Restwärme in dem oder den Speicherheizgeräten des Testraumes, jedoch fallen die Wärmegewinne in den einzelnen Raumes eines Gebäudes, wie oben schon dargelegt wurde, unterschiedlich an, so daß es in der Mehrzahl der Fälle praktisch unmöglich ist, in einem Bauwerk einen Testraum, der repräsentativ für alle Räume eines Bauwerkes ist, zu finden.

Ein anderes Verfahren bzw. Gerät nach dem deutschen Gebrauchsmuster 1924056 sieht vor, daß in jedem Speicherheizgerät zusätzlich zum Aufladetemperaturregler 4 ein Restwärmefühler, bestehend aus einem Heißleiter und in die Zuleitung des oder der Speicherheizgeräte eines Raumes ein Schaltschütz eingebaut wird. Ein zentrales Steuergerät fragt zu Beginn der Billigstromperiode den Yifiderstandswert und damit die verbliebene Restwärmemenge eines jeden Speicherheizgerätes automatisch ab; gleichzeitig wird durch einen Temperaturfühler die Außentemperatur erfaßt. Den Speicherheizgeräten jedes Raumes werden nur die mit Rücksicht auf die herrschende Außentemperatur und noch vorhandene Restwärme in den Speicherheizgeräten erforderlichen Aufladezeiten gesondert zugeteilt. Dieses Verfahren

arbeitet zwar zufriedenstellend, jedoch ist ein kostspieliger apparativer Aufwand für das zentrale Steuergerät erforderlich, damit jedem Raum seine besondere Aufladezeit zugeteilt werden kann. Außerdem benötigt man für jeden Raum ein besonderes Schaltschütz. Die hohe Zahl der in einem größeren Gebäude erforderlichen Schaltschütze erhöht nicht nur die Anschaffungskosten der Anlage, sondern auch deren Störanf-älligkeit.

Bekannt ist ferner ein elektrisches Speicherheizgerät entsprechend dem deutschen Gebrauchsmuster 1883092 und 1883095, bei dem an dem Temperaturfühler des Aufladetemperaturreglers 4 ein Steuerwiderstand angebracht ist, der - gesteuert durch eine zentrale Stellvorrichtung mit Wetterfühler - den Temperaturfühler wetterabhängig so stark vorheizt, daß Aufladetemperaturregler 4 die Aufladung unterbricht, sobald die vom Steuerwiderstand erzeugte und die vom Speicherkern dem Temperaturfühler zufließende Wärmemenge zusammen am Temperaturfühler die Abschalttemperatur, die an Aufladetemperaturregler 4 als Sollwert eingestellt ist, hervorrufen. Je stärker der Steuerwiderstand vorgeheizt ist, bei um so niedrigeren Speicherkerntemperaturen schaltet Aufladetemperaturregler 4 ab. Die Restwärme im Speicherkern wird dabei berücksichtigt. Nachteilig bei diesem Speicherheizgerät ist, daß sich ein nachträglicher Einbau des Steuerwiderstandes in ein beliebiges Speicherheizgerät meist schwierig gestaltet, da der Temperaturfühler 5 in der Regel zwischen Speicherkern 1 und der Außenhaut des Gerätes in der Wärmedämmschicht angeordnet ist, wobei die Temperatur an dieser Stelle zwar niedriger als die Speicherkerntemperatur aber dieser proportional ist. Die nachstehend beschriebene Erfindung will die oben geschilderten Nachteile beheben. Die Schnittzeichnung, Figur 1, beschreibt das Speicherheizgerät nach der Erfindung, dessen Aufbau von den eingangs beschriebenen Ausführungen dadurch abweicht, daß die drehbare Yifelle 6 mit der der Sollwert des Aufladetemperaturreglers 4 eingestellt wird, mit einem schraubenlinienförmig gewundenen Bimetallband 7 ausgestattet ist, dessen eines Ende 9 über ein elektrisch isolierendes Zwischenstück 21 (Pig. 2) dauerhaft mit dem Gehäuse oder eines seiner Bauteile des Speicherheizgerätes verbunden ist, während das zweite Ende 8 des Bimetallbandes an der drehbaren Welle 6 befestigt ist. Ein Bimetallband, das bekanntlich aus zwei Metallbändern mit unter-

schiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten zusammengewalzt bzw. -geschweißt ist, hat die Eigenschaft, daß - wenn es schraubenlinienförmig gewunden ist und eines seiner Enden festgehalten wird - sich das andere Ende bei Erwärmung des Bandes um die Achse der Schraubenlinie dreht. Diese Eigenschaft wird hier nutzbar gemacht; indem die beiden Enden 8 und 9 des Bimetallbandes über die feste Leitung 10 und die flexible leitung 11 mit einem Kleinspannungstransformator 12 verbunden werden, dessen Oberspannungsseite über die Leitung 15 an die Anschlußklemmen 14 angeschlossen ist, wobei je nach der an die Klemme 14 angelegten Spannung eine mehr oder weniger starke Erwärmung des um die Welle 6 gewundenen Bimetallbandes 7 eintritt«, Das Bimetallband 7 ist derart gewendelt, daß es bei Erwärmung die Welle 6 aus der Nullstellung (d.h. die Stromzufuhr zu den Heizkörpern 3 ist abgeschaltet) herausdreht. Je stärker der gewendelte Bimetallstreifen 7 erwärmt wird, desto mehr wird er die Welle 6 aus der Nullstellung heraus auf eine höhere Abschalttemperatur des Aufladetemperaturreglers 4 drehen. Bei Anlegen der Netzspannung an die Klemmen 14 erwärmt sich der Bimetallstreifen 7 derart, daß er die ¹VVeIIe 6 auf die höchste Temperatureinstellung dreht. Die Abschalttemperatur des Aufladetemperaturreglers 4 kann somit durch Verändern der Spannung, die an den Klemmen 13 anliegt, herstellt und die Aufladestärke des Speicherheizgerätes von einem entfernten Punkt eingestellt werden. Die Wirkungsweise des gewendelten Bimetallstreifens 7 kann auch derart gestaltet werden, daß er bei Erwärmung die Welle 6 in die Nullstellung dreht, wobei mit absinkender Spannung an den Klemmen 14 die Welle 6 auf immer höhere Abschalttemperaturen des Aufladetemperaturreglers gedreht wird. Dies hat den Vorteil, daß sich bei Ausfall der Steuerspannung der Aufladetemperaturregler 4 auf seine höchste Abschalttemperatur einstellt. Hierdurch ergibt sich eine positive Störfolge. Der, verglichen mit elektromagnetischen Stellvorrichtungen, höhere Stromverbrauch des gewendelten Bimetallsireifens 7 ist bei dem Speicherheizgerät nach der Erfindung bedeutungslos, da ja aus elektrischer Arbeit Wärme erzeugt werden soll und die an dem gewendelten Bimetallstreifen 7 freiwerdende Wärme ebenso Nutzwärme ist, wie die von den Heizwiderständen 3 freigesetzte Wärme. Die gleiche Wirkung, die von dem schraubenlinienförmiggewendelten Bimetallstreifen 7 in Figur 1 erzeugt wird, kann auch von einem

spiralförmig gewickelten Bimetallstreifen 7a erzeugt werden wie die Figuren 2 und 3 zeigen.

Figur 4 zeigt eine weitere Variante der Erfindung. Das Bimetallloand 7 wird hierbei nicht unmittelbar durch Kleinspannung - wie in Figur 1 gezeigt - erwärmt, sondern ist von einer Haube 16 umhüllt, in der sich in einer Einbettmasse 17 die Heizwiderstände 18 befinden. Die Heizwiderstände 18 sind über die Leitungen 15 mit den Klemmen 14 verbunden. Das eine Ende des Bimetallbandes 7 ist mittels der Schraube 19 an der Haube 16 derart befestigt, daß die Vorspannung des Bimetallbandes nach dem lösen der Schraube 19 und deren Verschieben in dem Spalt 20 (Fig, 5) verstellt werden kann, wodurch es möglich ist, die Anordnung genauer einzujustieren. Das zweite Ende des Bimetallstreifens ist an der Stelle 8 dauerhaft mit der Welle 6 verbunden.

Claims (4)

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1. Speicherheizgerät mit verstellbarem Auf lade temperaturregler dadurch gekennzeichnet, daß die Welle 6 des Aufladetemperaturreglers, die zur Einstellung des Sollwertes dient, mit einem schraubenlienienförmig gewundenen, elektrisch unmittelbar beheizten Bimetallband derart verbunden ist, daß das eine Ende des Bimetallbandes elektrisch isolierend an einem festen Punkt des Gehäuses des Speicherheizgerätes oder eines seiner Bauteile und das andere Ende an der Welle 6 des Temperaturreglers befestigt ist, wobei jedes Ende des Bimetallbandes eine elektrische Zuleitung besitzt.

2. Speicherheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallband spiralförmig gewunden ist.

3. Speicherheizgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallband selbst keine elektrischen Anschlüsse be sitzt, jedoch von einem Gehäuse 16 umgeben, ist, in dem sich außer dem Bimetallband 7 elektrische Heizwiderstände 18 und deren Einbettmasse 17 befinden.

4. Speicherheizgerät nach Anspruch 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Vorspannung des Bimetallbandes verstellt werden kann.