DE2150318A1 - Verfahren zur Regelung der Heizleistung in einem elektrischen Heizungssystem sowie Schaltung zum Durchfuehren dieses Verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zur Regelung der Heizleistung in einem elektrischen Heizungsystem sowie Schaltung zum Durchführen dieses Verfahrens.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Heizleistung in einem elektrischen Heizungsystem mittels eines Thermostates. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Schaltung zum Durchführen dieses Verfahrens.
• Das erfindungsgemäße elektrische Heizungssystem ist dann zu verwenden, wenn die vom Verbraucher benutzte Heizleistung auf einige Zeit (für zwei, drei Stunden) während des Höhepunktes der Belastung im Elektrizitätswerk begrenzt werden soll, ohne daß der Verbraucher hierdurch benachteiligt wird.
• Mittels der bisher üblichen Anordnungnkönnte die Leistungsbegrenzung dadurch verwirklicht werden, daß a) der Strom während der blockierten Zeit im ganzen Gebäude unterbrochen wird, b) der Strom eines Teiles der Heizungen~unterbrochen wird, c) Heizungen verwendet werden, die eine Grundwärmeleistung aufweisen und deren geregelte Leisung während der blokkierten Zeit abgeschaltet wird, d) die Grundleistung abgeschaltet wird, sonst aber wie im Punkt c) verfahren wird.
• Wenn man nach der Alternative a) verfährt, besteht die Gefahr, daß die Zimmer während der blockierten Zeit nachteilig abgekühlt werden.
• Betreffs der Alternative b) kann Fensterzug bei den Heizungen entstehen, deren Strom unterbrochen ist.
• In den mit Grundwärmeleistung versehenen Heizungen (Punkte c) und d)) ist nur ein Teil der Leistung durch einen Raumthermostat geregelt, wogegen der Rest eine feste Grundleistung hat.
• Die Grundleistung wird meistens von Hand aus eingeschaltet.
• In den Fällen, wo der Bedarf an Wärme schnell wechselt, bereitet eine derartige Handregelung Schwierigkeiten. So z. B. kann es im Frühåahr wgen der kühlen Nächte notwendig sein, daß die Grundleistung eingeschaltet ist, aber nachdem die Sonne wieder ins Zimmer hereinscheint, steigt die Temperatur allzu hr, wenn die Grundleistung nicht abgeschaltet wird. Während der blockierten Zeit wird die Raumtemperatur überhaupt nicht durch einen Thermostat geregelt, wenn nach der Alternative a) verfahren wird. Nach der Alternative d) ist eine Thermostatregelung während der blockierten Zeit vorhanden, aber die Leistungsz begrenzung kann dabei zu klein sein im Hinblick auf das Elektrizitätswerk denn die geregelte Leistung muß größer sein re7n als die Grundleistung, damit die lemperatur auth sonst als nur während der blockierten Zeit wenigstens befriedigend funktionieren soll.
• Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat in normalem Betrieb (während der offenen Zeit) die ganze Heizleistung des Systems und während der blockierten Zeit den Rest der Heizleistung regelt.
• Eine erfindungsgemäße Schaltung ist wiederum dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebelastung auf zwei verschiedene Heiz-Körper verteilt ist, die beide aus einem ei-genen Leiter gespeist werden1 aber einen gemeinsamen Rückleiter haben, und ein Thermostat in den Wärme stromkreis eingeschaltet ist, um die beiden Heizkörper gleichzeitig zu steuern, und an den einen Speiseleiter ein Schaltgerät angeschlossen ist, das unabhängig vom Thermostat angeordnet ist, um den Stromfuhr des einen Heizkörpers während der blockierten Zeit zu unterbrechen.
• Andere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltung sind in den Ansprüchen 3 bis 12 unter Schutz gestellt.
• Mittels der Erfindung werden folgende Vorteile erreicht: Es wird möglich, einen an sich schon bekannten Thermostaten mit kurzer Schaltperiode zu verwenden, der während der blokkierten Zeit einen Teilleistung und sonst die ganze Leistung einer Heizung regelt und der sowohl mit einem Vorkehr - als auch einen Kompensationswiderstand versehen ist und dank welchem die Flächentermperatur der Heizung sowie die Raumtemperatur während der ganzen Heizungsperiode des Jahres automatisch gleichmäßig bleibt.
• Bei der Konstruktion der Heizung kann die Höhe der Leistungsbegrenzung frei gewählt werden, weil sie unter normalen Verhältnissen keine Einwirkung auf die Temperaturregelung hat.
• Das Verfahren und die Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung werden an Hand der zeichnungsgemäßenAusführungsbeispiele unten näher erläutert.
• Figur I zeigt die erfindungsgemäße Schaltung bei I-phasiger Speisung.
• Figur 2 zeigt die entsprechende Schaltung bei 2-phasiger Speis-ung.
• Figur 3 zeigt die entsprechende Schaltung bei 3-phasiger Speisung.
• Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Speisung 1-phasig ist und der Apperatthermostat an eine Leitung angekuppelt ist.
• Das Funktionsprinzip und die Konstruktion der erfindungsgemäßen Anordnungen sind ausführlich in Figur 1 dargestellt. Das Stromnetz, das das elektrische Heizungssystem speist, ist an Schaltstellen I und 2 angeschlossen. Von Punkt 1 erstreckt sich das Netz als Leiter 3 weiter und wird auf alle End- und Satellitenheizungen des Systems, das mehrere Heizungen umfaßt, verzweigt. Unter einer Hauptheizung wird in dieser Beschreibung eine Heizung verstanden, die einen ein- oder zweipoligen Thermostat umfaßt. Die Satellitenheizung umfaßt überhaupt keinen Thermostat selbst, sondern funktioniert dadurch, daß sie durch den Thermostat der Hauptheizung geregelt wird.
• Bei der Schaltung gemäß Figur 1 erfolgt die Verzweigung der Leitung 3 mittels einer Leitung 4, die zu einer Anschlußschraube 5 in der ersten Hauptheizung I führt, der mit einem Raumthermostat versehen ist, und mittels einer Leitung 6, die zu einer in der thermostatlosen Satellitenheizung II vorgesehenen Anschlußschraube 7 führt, sowie mittels einer Leitung 8, die zu einer in der zweiten, mit einem Thermostat versehenen Hauptheizung III vorgesehenen Anschlußschraube 9 führt usw. Der zweite Leiter 10 des Speisenetzes verläuft von Punkt 2 weiter in einen Empfangsschalter (ein Uhrwerk) 11 hinein, und zwar in die Anschlußschraube 12 desselben. Von hier aus verläuft er als Leiter 13 zu allen Hauptheizungen z. B. zum Heizgerät I als Weiter 14, wobei er in eine Anschlußschraube 15 mündet, und zu dem Heizgerät II als Leiter 16, wobei er in eine Anschlußschraube 17 mündet. Von der Anschlußschraube 18 des Empfangsschalters (Uhrwerk) 11 erstreckt sich das Netz als Leiter 19 zu allen Hauptheizungen der Schaltung, z. B. als Leiter 20 zu der Anschlußschraube 21 der Heizung I und als Leiter 22 zu der Anschlußschraube 23 der Heizung III.
• Von der Anschluß schraube 5 der Hauptheizung I erstreckt sich der Stromkreis weiter als Leiter 24 über den Heizkörper 25 und 26 bis zur ihrer gemeinsamen Schaltstelle 27. Die Anschlußschrauben 15 und 21 sind mit den Anschlußschrauben 29 und 30 des im Heizer I angeordneten Thermostat 28 verbunden. Von den Anschlußschrauben 31 und 32 des Thermostates 28 erstreckt sch der Stromkreis in die Anschlußschrauben 33 und 34 der Heizkörper 25 und 26.
• Falls man an die raumthermostatische Heizung I eine Satellitenheizung ankuppeln will, werden die Anschlußschrauben 31 und 32 des in der Heizung I angeordneten Thermostates durch Leiter 35 und 36 an die Anschlußschrauben 37 und 38 der Heizung II angekuppelt.
• Wenn das Stromnetz die Heizgeräte I, II und III des Heizungssystemes speisen, schalten die zweipoligen Raumthermostate 28 der thermostatischen Hauptheizungen I, III... durch ihre seperaten Schaltorgane die Teilleistungen 25 und 26 sowohl der Hauptheizungen I, III selbst als auch der Satellitenheizungen.
• Die Speisung des Teileffektes 26 der Heizungen erfolgt durch den Empfangsschalter mittels des Leiters 19. Hierdurch ist es möglich, bei Bedarf die Teilleistungen aller Heizungen dieses Systems durch das Gerät 1' abzuschalten. Dabei nüssen doch die Teilleistungen 25 jeder Heizung weiterhin durch die Apperatthermostate der Hauptheizungen des Heizungssystems geregelt werden. Die Effektbegrenzung wirkt somit nicht auf die Temperaturregelungsart des Heizungssystems ein.
• Eine andere Ausführungsform der oben beschriebenen Schalten? ist in Figur 2 dargestellt. Sie weicht von der Schaltung gemäß Figur 1 nur in der Hinsicht ab, daß der Leiter 13 nicht von der Anschlußschraube 12 des Schaltgerätes 11, sondern von Punkt 19 des Speisenetzes kommt. In dieser Schaltung wird das Heizungssystem (der Heizer) über zwei Phasen (R, T) gespeist.
• Eine dritte Ausführungsform der Schaltung (Fig. 1) ist in Figur 3 dargestellt. Sie unterscheidet sich von dr Schaltung gemäß Figur 1, weil der Leiter 22 der Hauptheizung III von der Anschlußschraube 40 des Schaltgerätes 11 kommt. In dieser Schaltung wird das Heizungssystem über drei Phasen (R, S, T) gespeist.
• Das Speisenetz ist über Punkt 42 mit der Anschlußschraube des Schaltgerätes angeschlossen.
• In Figur 4 ist eine Ausführungsform der Schaltung dargestellt, die von den oben vorgelegten Schaltungen etwas mehr abweicht, trotzdem aber ihnen ähnlich ist. Hierbei sind die Anschlußschrauben 15 und 21 direkt mit den Anschlußschrauben 33 und 34 der Heizkörper verbunden. Außerdem wird die Anschlußschraube 5 nicht mit den Heizkörpern, sondern mit der Anschlußschraube 44 des eirpoligen Apparatthermostates 43 verbunden. Der Leiter 24 verbindet die andere Anschlußschraube 45 des Thermostates mit der Schaltstelle 27 des Widerstandelementes. Bei Bedarf können Satellitenheizung auf der Hauptheizung derart angeordnet werden, daß die Anschlußstellen 35 und 37 direkt an die Leiter 19 und 13 angeschlossen werden, und der von Punkt 7 ankommende Leiter 6 mit dem Punkt 45 des in der Hauptheizung angeordneten Thermonstaten verbunden wird. Diese Ausführungsform, die einen 1-poligen, an eine 0-Leitung angeschlossenen Thermostat aufweist, kann entsprechend auch 2- oder 3-phasig sein wie die mit einem 2-poligen Thermostat versehenen Ausführungen gemäß den Figuren 2 und 3.
• Bei allen oben erwähnten Alternativen kann der Thermostat entweder als einem Apparatthermostat (wie in den Figuren) oder einem separaten Raumthermostat bestehen.
• Die Schaltanordnung 11 kann z. B. aus einer Netzbefehlanordnung oder einer Kupplungsuhr bestehen. Diese können entweder direkt (wie in den Figuren) oder z. B. mittels eines Kontaktors auf den Heizungsstromkreis einwirken.
• Das erfindungsgemäße Heizungssystem kann das elektrische Netz, das das Heizungssystem speist, sowohl in normalem Gebrauch als auch während der blockierten Zeit symmetrisch belasten. Das Heizungsnetz muß dabei in drei Zweige eingeteilt werden, die alle eine verschiedene Phase unter Spannung für die blockierte Zeit haben. Als Kontaktor oben genannter Art kann ein gebräuchlicher 3-Phasenkontaktor dienen, der auch symme-trisch belastet wird.
• Sämtliche in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung erläuterten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

Claims (12)

PATENT ANSPRUCHE

1. Verfahren zur Regelung der Heizleistung in einem elektrischen Heizungssystem mittels eines Thermostates, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß der Thermostat in normalem Betrieb (während der offenen Zeit) die Heizleistung des ganzen Systems und während der blockierten Zeit den Rest der Heizleistung regelt.

2. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Heizungsbelastung auf zwei verschiedene Heizkörper (25und 26) verteilt ist,die beide über einen genen Leiter (14 bzw. 20) gespeist werden, aber einen gemeinsamen Retourleiter (4, 24) haben, und ein Thermostat (28) in den Wärmestromkreis (20 und 14; 27, 24, 4) eingeschaltet ist, um die beiden Heizkörper (25 und 26) gleichzeitig zu steuern, und an den einen Speiseleiter (z. B. 2, 12, 18, 20, 21) ein Schaltgerät (11) angekuppelt ist, das unabhängig vom Thermostat (28) angeordnet ist, die Stromzufuhr des einen Heizkörpers (26) während der blockierten Zeit zu unterbrechen.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Thermostat (28) zweipolig ist und derart angeordnet ist, daß er gleichzeitig die Stromzufuhr der beiden Speiseleiter (20, 14) ein- bzw. abschaltet.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gek e n n z e i c h -n e t, daß die Stromzufuhr 'I-phasig ist, wobei die Speiseleiter aus zwei Zweigen (12, 8, 20 und 12, 19, 14) des gleichen Phasenleiters (R) bestehen, und das Schaltgerät (1l) an den einen Zweig (z. B. 12, 18, 20; Figur 1) angeschlossen ist.

5. Schaltung nach Anspruch , dadurch ge k e n n z e i c h -n e t, daß die Stromzufuhr 2-phasig ist, wobei die Speiseleiter aus zwei Phasenleitern (R und T) bestehen, und ein Schaltgerät (11) an den einen Phasenleiter (z. B. R; Fig. 2) angeschlossen ist.

6. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Stromzufuhr 3-phasig ist, wobei die Speiseleiter aus zwei Phasenleitern (R und T) bestehen, und ein zweipoliges Schaltgerät (11) an zwei Phasenleiter (z. B. R und S; Fig. 3) angeschlossen ist.

7. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z é i c h -n e t, daß der Thermostat (28) einpolig ist und an den Retourleiter (24, 4; Fig. 4) angeschlossen ist.

8. Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Speiseleitungen (35, 37 und 36, 38; Fig. 1, 2 und 3) eines sog. Satellitenheizers an die heizkörperseitigen Anschlußschrauben (31, 32) des Thermostates (28) (II) angeschlossen sind.

9. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Retourleiter (43, 7) eines sog. Satellitenheizers an die heizkörperseitige Anschlußschraube (45) des Thermostates (28) (II) angeschlossen ist.

10. Schaltung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß der Kompensationswiderstand (K) des Thermostates (28) zwischen einem Kontaktpaar (29, 31) (Fig. 1) des einen Speiseleiters (14) angeschlossen ist.

11. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Vorkehrwiderstand (E) des Thermostates (28) parallel mit dem einen Heizkörper (25) (Fig.

1 und 4) geschaltet ist.

12. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Kompensationswiderstand (K) des Thermostates (28) zwischen einem Kontaktpaar (44, 45) des Retourleiters 24, 4) angeschlossen'ist.

Leerseite