DE19530775A1 - Elektrisches Speicherheizgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Speicherheizgerät mit einem Speicherkern, der über einem Luftleitraum mit Lüfter angeordnet ist, wobei zwischen dem Luftleitraum und dem Speicherkern auf einem Zwischenboden eine Wärmedämmschicht angeordnet ist, und mit einem Speichertemperaturfühler eines Aufladereglers, wobei ein Aufladen des Speicherkerns erst möglich ist, wenn der Aufladeregler einer EVU- Freigabe durch den Speichertemperaturfühler einen Ladegrad erkennt, der kleiner ist als der z. B. durch eine zentrale Aufladesteuerung vorgegebene Soll-Ladegrad.

Bei elektrischen Speicherheizgeräten ist der Speichertemperaturfühler im Außenbereich des Speicherkerns angeordnet. Bei der Entladung erfolgt dort die Temperaturabsenkung nur langsam, so daß der Aufladeregler erst nach einer vergleichsweise langen Zeit für eine Nachladung bereit ist. Die Forderung (DIN 44572), entsprechend der bei Speicherheizgeräten mit Nachladedauern nach dem Erreichen der maximalen Aufladung innerhalb einer anschließenden zweistündigen Entladung ein Nachladen möglich sein muß, ist beim Stand der Technik zwar erfüllt. Verschiedene EVUs stellen jedoch Freigabezeiten zur Verfügung, die mehrfach, flexibel über den Tag verteilt sind und mehr oder weniger lang sind. Dies dient dazu, um die am Tag bei den EVUs auftretenden Lasttäler auszufüllen.

Um solche Freigabezeiten für die Ladung nutzen zu können, muß die Rückschaltzeit des Speicherheizgeräts, nach der der Aufladeregler zur Nachladung bereit ist, sehr kurz sein, beispielsweise 1/2 Stunde betragen. Bei den üblichen, der Raumheizung dienenden Elektrospeicherheizgeräten ist dies nicht der Fall.

Eine ideale Lösung zur Ausnutzung der genannten Freigabezeiten würde ein Temperatursensor in der Speicherkernmitte als Kerntemperaturfühler für einen elektronischen Aufladeregler darstellen. Bei Speicherheizgeräten kleiner Leistung, beispielsweise 1 kW bis 7 kW, wie sie für die Zimmerbeheizung eingesetzt werden, ist dieser Lösungsweg in der Praxis nicht geeignet, weil diese Geräte vom Installateur vor Ort möglichst einfach und funktionssicher zusammengebaut werden können müssen, was einer Anordnung des Temperatursensors in der Speicherkernmitte entgegensteht. Außerdem wäre die Langzeitstabilität und die Lebensdauer des Temperatursensors bei den im Speicherkern herrschenden Temperaturen (700°C bis 800°C) stark begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Speicherheizgerät der genannten Art so zu gestalten, daß die Rückschaltzeit des Aufladereglers, nach der das Speicherheizgerät nachgeladen werden kann, kurz ist, und die richtige Anbringung des Speichertemperaturfühlers für den Installateur einfach und sicher ist.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß der Speichertemperaturfühler in der Wärmedämmschicht vom Speicherkern beabstandet angeordnet ist, wobei er zum einen gegenüber dem Speicherkern teilweise thermisch isoliert und zum anderen von dem Lüfter kühlbar ist.

Der Speichertemperaturfühler erfaßt wegen seiner teilweisen Isolation gegenüber dem Speicherkern die Speicherkerntemperatur "untersetzt". Bei einer Vollaufladetemperatur in der Speicherkernmitte von 700°C bis 800°C liegt der Speichertemperaturfühler beispielsweise auf 220°C bis 250°C. Die vom Speichertemperaturfühler erfaßte Kerntemperatur ist also gegenüber der Speicherkernmittentemperatur etwa um den Faktor 3 herabgesetzt. Dies verlängert auch seine Lebensdauer bzw. gestattet den Einsatz von Temperaturfühlern, die für die Kernmittentemperatur ungeeignet sind.

Da der Speichertemperaturfühler auch im Einflußbereich des Lüfters angeordnet ist, wird er dann, wenn der Lüfter zur Entladung des Speicherkerns eingeschaltet ist, durch den von diesem geförderten Kaltluftstrom abgekühlt. Diese Abkühlung erfolgt vergleichsweise schnell, so daß der Aufladeregler entsprechend schnell so zurückgeschaltet wird, daß er bei einem EVU-Freigabesignal, das bald nach eine vorherige Freigabezeit folgt, die Nachladung des Speicherkerns aktiviert. Die mögliche Rückschaltzeit beträgt beispielsweise 1/2 Stunde bis 1 Stunde. Sie ist wesentlich kürzer als beim Stand der Technik, so daß auch mehrfache und flexible EVU- Freigabezeiten für die Nachladung des Speicherkerns genutzt werden können.

Das Anordnen des Speichertemperaturfühlers unten in der Wärmedämmschicht ist für den Installateur einfach, weil er diesen nicht in den Speicherkern einsetzen muß.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Speichertemperaturfühler über dem Bypaß-Luftkanal des Luftleitraums so angeordnet, daß er vom Luftstrom im Bypaß-Luftkanal kühlbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist in die Wärmedämmschicht oder zwischen die Wärmedämmschicht und den Zwischenboden ein Rohr eingesetzt, in das der Speichertemperaturfühler eingeschoben ist. Durch die vorbestimmte Lage des Rohres läßt sich dann gewährleisten, daß der Installateur den Speichertemperaturfühler an der richtigen Stelle montiert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich durch Verwendung eines elektronischen Aufladereglers. Dieser kann einerseits das Signal des Speichertemperaturfühlers ohne Zeitverzögerung verarbeiten, andererseits kann er, falls notwendig, durch eine geeignete interne Korrektur den Einfluß der Kühlung des Speichertemperaturfühlers so weit kompensieren, daß auch während des Lüfterbetriebs der Ladegrad des Speichers korrekt erfaßt wird.

Der Lüfter schaltet im Regelfall dann ein, wenn ein Raumtemperaturregler einen Wärmebedarf signalisiert. Solange kein Wärmebedarf besteht, oder der Wärmebedarf durch die statische Entladung des Speicherheizgeräts gedeckt ist, schaltet der Lüfter nicht ein, so daß er auch den Speichertemperaturfühler nicht abkühlt. Um eine kurze Rückschaltzeit auch dann zu erreichen, wenn der Lüfter vom Raumtemperaturfühler nicht eingeschaltet ist, ist in Weiterbildung der Erfindung eine Schaltung vorgesehen, die den Lüfter beim Auftreten eines EVU- Freigabesignals zwangsweise für eine begrenzte Zeit einschaltet. Dadurch ist erreicht, daß auch dann, wenn der Speicherkern nur statisch, also ohne vom Raumtemperaturregler erzwungenen Lüfterlauf, entladen wurde, beim Auftreten eines EVU- Freigabesignals durch zwangsweises Abkühlen des Speichertemperaturfühlers der Aufladeregler zurückgestellt wird, so daß auch in dieser Freigabezeit ein Nachladen des Speicherkerns erfolgt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt ein elektrisches Speicherheizgerät im Schnitt.

Ein Speicherheizgerät weist einen aus einer Vielzahl von Speichersteinen zusammengesetzten Speicherkern (1) auf. Zwischen den Speichersteinen sind elektrische Heizkörper (2) angeordnet. In dem Speicherkern (1) verläuft ein Luftkanal (3). Der Speicherkern (1) ist von Wärmedämmatten bzw. Wärmedämmplatten (4) umschlossen.

Unter dem Speicherkern (1) weist das Speicherheizgerät einen Luftleitraum (5) mit einem Luftansauggitter (6) und einem Luftausblasgitter (7) auf. In dem Luftleitraum (5) sind ein Lüfter (8) und ein Bypaß-Luftkanal (9) mit einer Mischluftklappe (10) angeordnet. Zwischen dem Luftleitraum (5) und dem Speicherkern (1) ist ein metallischer Zwischenboden (11) angeordnet, der eine Wärmedämmschicht (12), die aus Wärmedämmplatten besteht, trägt. An die Wärmedämmschicht (12) grenzt oben der Speicherkern (1) an.

In dem Zwischenboden (11) und der Wärmedämmschicht (12) ist nahe beim Lüfter (8) eine in den Luftkanal (3) mündende Kaltluftdurchführung (13) vorgesehen. Entsprechend ist im Zwischenboden (11) und der Wärmedämmschicht (12) nahe beim Luftausblasgitter (7) eine Warmluftdurchführung (14) gestaltet. Der Bypaß-Luftkanal (9) besteht zwischen der Kaltluftdurchführung (13) und der Warmluftdurchführung (14).

Im Bereich der Kaltluftdurchführung (13) ist, speziell über dem Bypass- Luftkanal (9), ein Rohr (15) vorgesehen. Dieses ist in der Wärmedämmschicht (12) von der Unterseite des Speicherkerns (1) beabstandet und damit von diesem teilweise thermisch entkoppelt. Das Rohr (15) verläuft nahe bei dem Zwischenboden (11) oder in direktem thermischen Kontakt mit diesem.

In das Rohr (15) ist ein Speichertemperaturfühler (16) eingeschoben, der an einen nicht näher dargestellten elektronischen Aufladeregler für die Steuerung der Heizkörper (2) angeschlossen ist. Der Speichertemperaturfühler (16) steht in direktem thermischen Kontakt zum Rohr (15), das insbesondere ein metallisch wärmeleitendes Rohr ist. Der Speichertemperaturfühler (16) ist damit einerseits der Temperatur des Speicherkerns (1) und andererseits der Temperatur der Kaltluftdurchführung (13) bzw. des Bypaß- Luftkanals (9) ausgesetzt. Durch entsprechende Anordnung des Rohres (15) bzw. des Speichertemperaturfühlers (16) läßt sich die nötige doppelte Beeinflussung des Speichertemperaturfühlers (16) wählen.

Die Funktionsweise der beschriebenen Anordnung ist etwa folgende:
Der Aufladeregler steuert in Abhängigkeit von der vom Speichertemperaturfühler (16) untersetzt erfaßten Speichertemperatur - in Abhängigkeit von einem Aufladetemperatursollwert - während einer EVU-Freigabezeit die Einschaltdauer der Heizkörper (2).

Nach einer EVU-Freigabezeit erfolgt bei einem Wärmebedarf das Entladen des Speicherkerns (1) durch Einschalten des Lüfters (8). Es wird dabei durch die Kaltluftdurchführung (13) und bei gegebenenfalls geöffneter Mischluftklappe (10) durch den Bypass-Luftkanal (9) Kaltluft gefördert. Diese wirkt indirekt auf den Speichertemperaturfühler (16), so daß dieser den Aufladeregler vergleichsweise schnell zurückschaltet, wodurch dieser bei einer schnell folgenden nächsten EVU-Freigabezeit das Einschalten der Heizkörper (2) vergleichsweise schnell aktivieren kann. Mit dem Speicherheizgerät lassen sich also auch vom jeweiligen EVU flexibel und täglich mehrfach gesteuerte Freigabezeiten zur Nachladung ausnutzen.

Um zu vermeiden, daß es bei einem Ausfall der unteren, dem Speichertemperaturfühler (16) nächsten Heizkörper (2) zu einer Überhitzung des Speicherkerns (1) im oberen Bereich kommt, weil nur noch die oberen Heizkörper arbeiten, kann zusätzlich oben beim Speicherkern (1) ein Temperaturregler vorgesehen sein. Es genügt hierfür ein einpoliger Regler, der den Speichertemperaturfühler (16) wirkungslos schaltet. Mit diesem zusätzlichen Regler kann auch verhindert werden, daß sich die Speichertemperatur hochschaukelt, was bei einem mehrfachen Rückschalten mit anschließendem Lüfterstillstand auftreten kann.

Claims (8)

1. Elektrisches Speicherheizgerät mit einem Speicherkern, der über einem Luftleitraum mit Lüfter angeordnet ist, wobei zwischen dem Luftleitraum und dem Speicherkern auf einem Zwischenboden eine Wärmedämmschicht angeordnet ist, und mit einem Speichertemperaturfühler eines Aufladereglers, wobei ein Aufladen des Speicherkerns erst möglich ist, wenn der Aufladeregler vom Speichertemperaturfühler für die Erfassung eines EVU-Freigabesignals bereitgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichertemperaturfühler (16) in der Wärmedämmschicht (12) vom Speicherkern (1) beabstandet angeordnet ist, wobei er zum einen gegenüber dem Speicherkern (1) teilweise thermisch isoliert und zum anderen von dem Lüfter (8) kühlbar ist.

2. Speicherheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichertemperaturfühler (16) nahe bei einer Kaltluftdurchführung (13) der Wärmedämmschicht (12) angeordnet ist.

3. Speicherheizgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Luftleitraum (5) ein Bypass-Luftkanal (9) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichertemperaturfühler (16) über dem Bypass- Luftkanal (9) angeordnet ist, so daß er vom Luftstrom im Bypass-Luftkanal (9) kühlbar ist.

4. Speicherheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wärmedämmschicht (12) oder zwischen die Wärmedämmschicht (12) und den Zwischenboden (11) ein Rohr (15) eingesetzt ist, in das der Speichertemperaturfühler (16) eingeschoben ist.

5. Speicherheizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (15) ein wärmeleitfähiges Metallrohr ist.

6. Speicherheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Zwischenboden (11) aus wärmeleitendem Material besteht und mit dem Speichertemperaturfühler (16) bzw. dem Rohr (15) in wärmeleitendem Kontakt steht.

7. Speicherheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuerung ein elektronischer Aufladeregler mit optionaler Kompensation des Steuersignals verwendet wird.

8. Speicherheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung vorgesehen ist, die den Lüfter (8) beim Auftreten eines EVU-Freigabesignals für eine begrenzte Zeit zwangsweise einschaltet.