DE2406264A1 - Anordnung zur aufladung von waermespeicheroefen - Google Patents

Anordnung zur aufladung von waermespeicheroefen

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DE2406264A1
DE2406264A1 DE19742406264 DE2406264A DE2406264A1 DE 2406264 A1 DE2406264 A1 DE 2406264A1 DE 19742406264 DE19742406264 DE 19742406264 DE 2406264 A DE2406264 A DE 2406264A DE 2406264 A1 DE2406264 A1 DE 2406264A1
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DE
Germany
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core temperature
control
temperature
dependent
current
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Pending
Application number
DE19742406264
Other languages
English (en)
Inventor
Friedrich Busse
Helmut Heindorf
Karl Dr Ing Roth
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/275Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing element expanding, contracting, or fusing in response to changes of temperature
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
    • G05D23/1923Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller using thermal energy, the cost of which varies in function of time

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Description

  • "Anordnung zur Aufladung von Wärmespeicheröfen" Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Aufladung von Wärmespeicheröfen mit Mitteln zur Berücksichtigung der Ofenrestwärme und mit einer von der Außentemperatur abhängigen Steuerung, deren Steuerleistung bei hoher Außentemperatur (200C) Null ist und mit absinkender Außentemperatur ansteigt (negatives Störverhalten).
  • Bei den bekannten Anordnungen zur Aufladesteuerung von Wärmespeicheröfen wird die von einem Außentemperaturfühler in einer Brückenschaltung erzeugte Brückenspannung einem Verstärker zugeführt, dessen Ausgang auf elektromechanischem Wege mit einer sich in Abhängigkeit von der Speicherkerntemperatur ändernden Größe verglichen wird.
  • Die Steueranordnung soll dafür sorgen, daß das Speicherheizgerät in der zur Verfügung stehenden Zeit nur soviel Energie aufnimmt als bis zur nächsten AuflademöglicEreit verbraucht wird. Da bei bekannten Geräten die vom Außenfühler erzeugte Steuerspannung bei - 200 Außentemperatur Null ist und mit steigender Außentemperatur zunimmt, so daß sie bei + 200 ihren Höchstwert erreicht, muß der den Ladestrom schaltende Kontakt bei Ladebeginn geschlossen sein. Restwärmefühler im Speicherofen und Außentemperaturfühler wirken auf diesen Kontakt in gleicher Richtung ein, so daß sowohl bei steigender Ofentemperatur als auch bei steigender Außentemperatur dieser Kontakt in Öffnungsrichtung beeinflußt wird. Eine derartige Steuerung hat zwar den Vorteil, daß bei Ausfall des Steuergerätes der den Ladestrom schaltende Kontakt geschlossen ist und somit auf jeden Fall eine Aufladung der Speicheröfen stattfindet, jedoch ist unbefriedigend, daß auch bei Verwendung der Steueranordnung mit Zeitglied, das eine Verschiebung der Aufladung zum Ende der Niedertarifzeit bewirken soll, bei Freigabe der Aufladezeit viele Speicheröfen wegen der thermischen Trägheit der Regler zunächst kurzzeitig eingeschaltet werden. Neuerdings wird von den Elektrizitätsversorgungsunternehinen auch gefordert, daß die Steueranordnungen ein negatives Störverhalten zeigen sollen, d. h.
  • daß die Aufladung bei Störung im Steuergerät unterbleibt, damit der Verbraucher gezwungen ist, einen Fehler, den er beim positiven Störverhalten unter Umständen nicht bemerken würde, zu melden.
  • Eine Steueranlage für elektrisch beheizte Speichergeräte mit Aufladung in Niedertarifzeiten, die mit negativem Störverhalten arbeitet, ist in der deutschen Offenlegungsschrift 1 615 444 beschrieben. Hierbei liefert das Steuergerät an seinem Ausgang eine Steuerleistung, deren zeitlicher Mittelwert proportional mit der Differenz zwischen etwa 200C und der darunter liegenden Außentemperatur zunimmt. Als Differenzbildner dienen zwei Druckdosen oder eine mit einem Bimetall gekoppelte Druckdose. Nachteilig hierbei ist, daß die Temperatur der Speicherkerne nur an außerhalb liegenden Stellen und nicht direkt in Kernnähe gemessen werden kann, da der Kapillarfühler für höhere Temperaturen nicht geeignet ist. Außerdem sind Spezialkonstruktionen beim Zusammenbau von zwei Druckdosen oder einer Druckdose und einem Bimetall erforderlich.
  • Die Erfindung bezweckt, die eingangs erwähnte Anordnung besonders einfach auszugestalten und so auszubilden, daß der Re stwärme fühler an Stellen höherer Temperatur im Ofen untergebracht werden kann, wobei mit Rilfe geeigneter Maßnahmen eine einfache Verarbeitung der von der Außentemperatur und der Kerntemperatur abgeleiteten Steuerleistungen möglich sein soll. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß das Steuerelement eines zur Ein- und Ausschaltung des Ladestromes für die Speicheröfen dienenden Reglers sowohl mit der außentemperaturabhängigen Steuerleistung als auch mit einer von der Kerntemperatur abhängigen Steuerleistung beaufschlagt ist und die von der Kerntemperatur' abhängige Steuerleistung linear von einem Höchstwert bei niedriger Kerntemperatur (200C bis auf Null bei höchster Kerntemperatur abfällt. Ein die Kerntemperatur erfassender Restwärmefühler ist zweckmäßigerweise als Bimetall oder Hitzdraht ausgebildet, der einen die kerntemperaturabhängige Steuerleistung liefernden Strom schaltenden Kontakt betätigt, der durch zusätzliche Beheizung des Bimetalls durch diesen Strom getaktet wird.
  • Nach einem Weiterbildungsgedanken der Erfindung dient der Kontakt zur Steuerung des Gate-Stromes eines Thyristors oder Triacs, der seinerseits den die kerntemperaturabhängige Steuerleistung liefernden Strom schaltet. Als Steuerelement ist ein Druckbalg vorgesehen, der mit einem von zwei Heizwicklungen umgebenen Kapillarrohrfühler in Verbindung steht, und die eine Heizwicklung in Reihe mit einer Bimetallheizwicklung bzw. dem Hitzdraht an eine Wechselspannung angeschlossen ist, während die andere Heizwicklung an einer - außentemperaturabhängigen Spannung liegt.
  • An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Bei der dargestellten Anordnung ist ein Wärmespeicherofen 1 angedeutet, der Heizelemente 2 enthält. Die Heizelemente liegen über Kontakte 3a und 3b eines Schützes 3 an einer Versorgungsspannung UH. Der Schützstromkreis wird durch einen Kontakt 4 geschaltet, dessen eines Kontaktstück 4a ortsfest angeordnet ist, während das andere Kontaktstück 4b auf einer Feder 5 sitzt, die gegen einen Druckbalg 6 vorgespannt ist.
  • Der Druckbalg 6 steht über ein Kapillarrohr 7 mit einem Kapillarrohrfühler 8 in Verbindung. Der Eapillarrohrfühler ist von zwei Heizwicklungen 9 und 10 umgeben, von denen die Heizwicklung 10 an eine nicht dargestellte eine Spannung UA liefernde Außentemperatursteuerung angeschlossen ist. Die andere Wicklung 9 liegt in Reihe mit einer Heizwicklung 13a eines Bimetallstreifens 13 und dem Anoden-Kathodenkreis eines Triacs 11 an einer Wechselspannung UK.
  • Das Bimetall 13, das an einem Ende fest eingespannt ist, wirkt mit seinem freien Ende auf einen ortsfesten Kontakt 12 ein, der mit dem Gate des Triacs 11 in Verbindung steht. Der die Heizwicklung 13a des Bimetalls 13 durchfließende Strom ist so eingestellt, daß bei gleichzeitiger Einwirkung der Kerntemperatur eine Taktung des Kontaktes 11 bewirkt wird, wobei die Einschaltdauer bei kaltem Ofen 100 % beträgt, während sie bei maximal aufgeladenem Ofen Null ist.
  • Es sei angenommen, daß der Ofen 1 nicht aufgeladen ist.
  • Der Kontakt 4 des Ladestromkreises ist geöffnet, da die Reizwicklungen 9 und 10 außerhalb der zur Aufladung freigegebenen Zeit abgeschaltet sind. Bei Freigabe der Ladung vom Elektrizitätsversorgungsunternehmen stellt sich an den Klemmen der Wicklung 10 eine Spannung UA ein, die von der Außentemperatur abhängig ist. Die Wicklung 10 beginnt somit den Kapillarrohrfühler 8 aufzuheizen. Wegen der niedrigen Kerntemperatur ist auch der Kontakt 12 geschlossen, so daß wegen der dadurch bedingten Ansteuerung des Gate des Triacs 11 der Stromkreis für die Heizwicklung 9 hergestellt ist. Die Heizwicklung 9 beheizt ebenfalls den Kapillarrohrfühler 8. Der Kontakt 4 schließt bei Freigabe der Entladung wegen des bei Aufheizung des Ausdehnungsmediums auftretenden Verzögerungseffektes nicht sofort.
  • Die Verzögerung kann einige Minuten betragen, sie kann aber auch durch geeignete, hier nicht näher beschriebene Mittel ausgedehnt werden. Die Heizwicklung 9 bzw. der sie durchfließende Strom muß so ausgelegt sein, daß der gontakt 4 gerade nicht mehr geschlossen wird, wenn bei hoher Außentemperatur die Heizwicklung 10 den Kapillarrohrfühler 8 nicht erwärmt. Bei geschlossenem Kontakt 4 wird das Schütz 3 erregt und die Kontakte 3a und 3b schließen, so daß die Heizer 2 stromdurchflossen sind und den Kern des Ofens 1 aufheizen. Bei zunehmender Kerntemperatur wird das Bimetall 13 nicht nur von der Heizwicklung 13a sondern auch von dem Kern beheizt, so daß es den Kontakt 12 öffnet und den Stromkreis für die Heizwicklung 9 dadurch unterbricht, daß das Gate des Triacs 11 keine Steuerspannung mehr erhält. Die Unterbrechung der Strombeheizung des Bimetalls 13 bewirkt ein Wiederschließen des Kontaktes 12, so daß die Heizwicklung 9 wieder eingeschaltet ist. Das Bimetall 13 taktet bei zunehmender Kerntemperatur so, daß die Öffnungszeiten des Kontaktes 12 immer größer werden. Durch die nachlassende Beheizung des Kapillarrohrfühlers 8 über die Heizwicklung 9 bewirkt schließlich die Druckdose 6 eine Öffnung des Kontaktes 4, wenn die für die herrschende Außentemperatur notwendige Kerntemperatur erreicht ist. Am Ende der Freigabe zeit für die Aufladung werden die Spannungen UK, UA und UH abgeschaltet, so daß der Kontakt 4b nach Abkühlung des Ausdehnungsmediums in die ursprüngliche Lage zurückgeht.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung ist sehr vorteilhaft, weil ein preisgünstiger Kapillarrohrregler mit nur einem Fuhler und einer Dose verwendet werden kann und die Restwärme durch ein Bimetall oder einen Hitzdraht zu erfassen ist.
  • Damit lassen sich höhere Temperaturwerte messen als mit einem flüssigkeitsgefüllten Fühler. Zwecks Handeinstellung kann der Regler an einer günstigen Stelle angebracht werden. Der Regler-kann auch so ausgebildet sein, daß er dreipolig die Last selbst schaltet und kein Schütz notwendig ist. Außerdem werden Lastspitzen bei Beginn der Frèigabezeit vermieden, da die Einschaltverzögerung des Ladekontaktes bei den einzelnen Geräten unterschiedlich ist.
  • Ein weiterer Vorteil ist auch darin zu sehen, daß der Bimetall- bzw. Hitzdrahtkontakt verschleißarm ist, da nur der Gate-Strom des Triacs geschaltet werden muR.
  • 7 Seiten Beschreibung 4 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung mit 1 Fig.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Anordnung zur Aufladung von Wärmespeicheröfen mit Mitteln zur Berücksichtigung der Ofenrestwärme und mit einer von der Außentemperatur abhängigen Steuerung, deren Steuerleistung bei hoher Außentemperatur (2O0C) Null ist und mit absinkender Außentemperatur ansteigt (negatives Störverhalten), dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (6, 7, 8) eines zur Ein- und Ausschaltung des Ladestromes für die Speicheröfen (1) dienenden Reglers sowohl mit der außentemperaturabhängigen Steuerleistung als auch mit einer von der Kerntemperatur abhängigen Steuerleistung beaufschlagt ist, und die von der Kerntemperatur abhängige Steuerleistung linear von einem Höchstwert bei niedriger Kerntemperatur (2O0C) bis auf Null bei höchster Kerntemperatur abfällt=
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Kerntemperatur erfassender Restwärmefühler als Bimetall (10) oder Hitzdraht einen die kerntemperaturabhängige Steuerleistung liefernden Strom schaltenden Kontakt (12) betätigt, der durch zusätzliche Beheizung des Bimetalls bzw. des Hitzdrahtes durch diesen Strom getaktet wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (12) zur Steuerung des Gate-Stromes eines Thyristors oder Triacs (11) dient und der die kerntemperaturabhängige Steuerleistung liefernde Strom durch den Thyristor bzw. Triac geschaltet wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerelement ein Druckbalg (6) dient, der mit einem von zwei Heizwicklungen (9, 10) umgebenen Kapillarrohrfühler (8) in Verbindung steht und die eine Heizwicklung (9) in Reihe mit Bimetallheizwicklung bzw. Hitzdraht an eine Wechselspannung angeschlossen ist, während die andere Heizwicklung (10) an einer außentemperaturabhängigen Spannung liegt.
L e e r s e i t e
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DE (1) DE2406264A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2343286A1 (fr) * 1976-03-05 1977-09-30 Landis & Gyr Ag Disposition de regulateur de temperature dans un radiateur direct
DE19847503A1 (de) * 1998-10-15 2000-04-20 Ego Elektro Geraetebau Gmbh Elektrische Schalteinrichtung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2343286A1 (fr) * 1976-03-05 1977-09-30 Landis & Gyr Ag Disposition de regulateur de temperature dans un radiateur direct
DE19847503A1 (de) * 1998-10-15 2000-04-20 Ego Elektro Geraetebau Gmbh Elektrische Schalteinrichtung

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