DE2538333C3 - Elektrische Heizeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinrichtung mit wenigstens einem statischen Speicherheizgerät mit nichtregelbarer Wärmeabgabe und mit wenigstens einem Direktheizgerät, die zur Einstellung von verschiedenen Tag- und Nachtraumtemperaturen über ein Uhrwerk und einen Raumthermostaten aus dem Netz gespeist werden.

Blei gemischten Heizeinrichtungen dieser Art, deren Prinzip beispielsweise aus der OE-PS 2 97 870 und aus dem »Handbuch der elektrischen Raumheizung«, P. Biorstelmann, 4. Auflage, 1970, S. 163 bis 166, bekannt ist, wird wenigstens ein statisches Speicherheizgerät für eine gewisse Zeitdauer an ein elektrisches Versorgungsnetz angeschaltet und gibt dann bis zum nächsten Anschalten die gespeicherte Wärme ab. Meist erfolgt die Speicherung bei Nacht, etwa von 22 bis Uhr, um den billigeren Nachtstrom auszunutzen. ^(l°

Statische Speicherheizgeräte können kaum für alle möglichen, insbesondere nicht für extreme klimatische Bedingungen ausgelegt werden. Aus diesem Grund ist werigstcns ein Direktheizgerät vorgesehen, das zwei Aufgaben hat, nämlich bei Tag und bei Nacht eine ^hs Mindestraumtemperatur aufrechtzuerhalten bzw. tagsiibe:' eine bestimmte Raumtemperatur einzustellen, wenn das statische Speicherheizgerät dafür nicht

ausreichen sollte.

Die Steuerung von solchen gemischten Heizeinrichtungen erfolgt beispielsweise in einer bekannten Standarüschaltung(Electricite de France) folgendermaßen:

Im Nachtbetrieb, d. h. während der Speicherung liegt das statische Speicherheizgerät über den Raumthermostaten so lange am Netz, bis eine gewünschte maximale Raumtemperatur erreicht ist. Solange eine gewünschte minimale Raumtemperatur nicht erreicht ist, kann zusätzlich das Direktheizgerät über einen Nachtraumtemperaturkontakt des Thermostaten am Netz liegen. Im Tagesbetrieb ist das statische Speicherheizgerät aufgrund des Uhrwerks nie eingeschaltet und das Direktheizgerät wird über das Uhrwerk und den Thermostaten ans Netz gelegt.

in der Praxis kann der Raumthermostat seine Tagesraumtemperaturkontakte, über die das statische Speicherheizgerät bzw. das Direktheizgerät am Netz liegen, oei Erreichen einer Raumtemperatur von 20° C öffnen, während er seinen Nachtraumtemperaturkontakt bei einer Temperatur von mehr als i8° Cöffnet.

Diese Art der Temperaturregelung wird meist bei Heizeinrichtungen verwendet, in denen der billige Nachtstrom den Hauptanteil der Wärme liefern soll und in denen die Naehttemperatur etwas niedriger sein kann als die bei Tag. Sie hat aber folgende Nachteile:

Sie liefert zwar unter allen Klimabedingungen Tag und Nacht eine gewisse Temperatur, sie erlaubt jedoch unter gewissen Umständen nicht, daß die Tagestemperatur schon zu Beginn des Tagesbetriebes vorhanden ist. In diesem Fall reicht dann das statische Speicherheizgerät allein nicht aus, die gewünschte Raumtemperatur herzustellen, die das öffnen der Tagesraumtemperaturkontakte des Thermostaten bewirken würde. Das hat zur Folge, daß nach dem Umschalten auf Tagesbetrieb durch das Uhrwerk automatisch das Direktheizgerät so lange eingeschaltet wird, bis durch die Raumtemperatur der Tagesraumtemperaturkontakt des Thermostaten, über den das Direktheizgerät am Netz liegt, geöffnet wird.

Demzufolge kann der Übergang vom Nacht- zum Tagesbetrieb nur unter zwei ungünstigen Bedingungen erfolgen:

Der Verbraucher muß bei dem Übergang von der einen zur anderen Betriebsart Strom verbrauchen, den er /um Tagestarif zu bezahlen hai, und das Energieversorgungsunternehmen, das nach dem Abschalten der Nachtbelastung den Tagesbedarf zu decken hat, muß noch einen nicht erwarteten zusätzlichen Bedarf decken.

Ein Umschalten des Uhrwerkes vor dem Ende des Nachtbetriebes würde nur teilweise Abhilfe schaffen, da das Speicherheizgerät dann nicht in der Lage wäre, die volle Wärmemenge zu speichern, was aber für ein solches Gerät aus wirtschaftlichen Gründen unabdingbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es. eine elektrische Heizeinrichtung der eingang¹- genannten Art so auszubilden, daß bis zum Beginn des Tagesbetriebes stets die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Heizeinrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßvorrichtung vorgesehen ist, die bei Erreichen der Speicherung einer vorgegebenen Wärmemenge in dem statischen Speicherheizgerät und bei auf Nachtbetrieb geschaltetem Uhrwerk ein Umschaltrelais betätigt (Nachtende-Betrieb) unj das Direktheizgerät anstatt

iber einen Nachtraumtemperaturkontakt über einen ragesraumtemperaturkontakt des Raunnhermostaten ans Netz legt.

Mit der Heizeinrichtung nach der Erfindung ist es somit möglich, in jedem Fall die gewünschte Tagestem- > peratur vor dem »Nachtende« mit Hilfe beider Heizgeräte zum Nachttarif einzustellen, was bei keiner der bekannten Heizeinrichtungen möglich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hält das Umschaltrelais in betätigtem Zustand das statische Speicherheizgerät über einen Kontakt des Uhrwerkes auch bei öffnung des Tagesraumtemperaturkontaktes des Raumthermostaten ans Netz gelegt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Feststellung der Speicherung der vorgegebenen Warmemenge in dem statischen Speicherheizgerät, die die Einschaltung des Nachtende-Betriebes bewirkt, aufgrund der Temperatur von dessen Speicherkern. In Weiterbildung der Erfindung beträgt dabei die die Einschaltung des Nachtende-Betriebes bestimmende Speicherkerntemperaiur zwischen 85 und 90 % der im vollen Speicherzustand vorhandenen Temperatur des Speicherkerns.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine bekannte Standardschaltung der Ele'nricite de France Für elektrische Heizeinrichtungen,

F i g. 2 eine Schaltung der beanspruchten elektrischen Heizeinrichtung,

F i g. 3 bis 5 die Schaltung von F i g. 2 in den beiden bekannten Betriebsphasen »Tag« bzw. »Nacht« bzw. in der bei der ausgebildeten Heizeinrichtung erzielten Betriebsphase »Nachtende«, und

Fig. b eine weitere Ausführungsfomi der Schaltung der Heizeinrichtung.

In F i g. 1 werden ein statisches Speicherheizgerät AN und ein Direktheizgerät RJ über einen durch ein Uhrwerk H gesteuerten Umschalter /ans Netz gelegt. Ein Raumthermostat TA steuert die Speisung beider Heizgeräte.

Im Nachtbetrieb, d. h. während der Speicherung liegt das statische Speicherheizgerät AN über einen Umschaltkontakt /1 am Netz. Die Netzspeisung erfolgt, solange ein Kontakt M 1 des Thermostaten geschlossen ist, d. h. bis zum Erreichen einer gewünschten maximalen Raumtemperatur. Außerdem kann das Direktheizgerät RJ über einen Naehtraumtemperaturkontakt m des Thermostaten TA aus dem Netz gespeist werden, solange eine gewünschte minimale Raumtemperatur so nicht erreicht ist.

Im Tagesbetrieb ist das Speicherheizgerät AN nie eingeschaltet, denn der Kontakt 11 des Umschalters / ist offen. Das Direktheizgerät RJ wird über einen Kontakt /2 des Umschalters / und — je nach der herrschenden Raumtemperatur — einender Kontakte M2oder mdes Thermostaten TA aus dem Neu. gespeist. In der Praxis kann der Raumthermostat seine Tagesraumtemperaturkontakle A/ 1 und Λ/2. über die das suitische Speicherheizgerät bzw. das Direklheizgerät am Net/ '-" liegen, bei Erreichen einer Raumtemperatur von 20 C öffnen, wahrend er seinen Nachtraumtemperaturkontaki m bei einer Temperatur von mehr als 18 ('öffnet.

(iemäß F i g. 2 werden das statische Speicherheizgerät AN und das Direktheizgerät W/ über den < >5 Umschalter / und die Kontakte des Raumthermostaten TA ans Netz gelegt. Außerdem sind noch Hilfsverbin dnnecn zwischen der Ausgangsseitc des Kontakte

und dem Speicherheizgerät AN und /.wischen der Ausgangsseite des Kontaktes /2 und dem Direktheizgerät KJ vorhanden. In diese Verbindungen sini Unierbrechungskontakte s'2 und s'2 eines Umschaltre lais RS eingefügt, welches durch eine in das Speicherheizgerät AN eingebaute Meßvorrichtung SNgesteuert wird, bei der es sich in vorliegendem Fall als Beispiel um einen Thermostaten handelt. Diese Schaltung arbeitet folgendermaßen:

Im Tagesbelrieb (Fig. 3) verhindert der offene Kontakt ;'1 des Umschalters / die Speisung des Speicherheizgerätes AN. Das Direklheizgerät R/ wird bei zu geringer Raumtemperatur über den Kontakt m des Thermostaten TA, den Kontakt /2 des Umschalters und den unterhalb der Maximaltempci .Mur geschlossenen Kontakt M2 des Thermosta' :\ IA aus dem Netz gespeist.

Im Nachtbetrieb (Fig. 4) kann das Direkthei/geriii RJ über den Kontakt m des Thermostaten TA (bei zu geringer Temperatur) gespeist werden. Das Speicherheizgerät AN wird über den Kontakt /1 und den Kontakt M1 des Thermostaten TA (bei noch nicht erreichter Höchsttemperatur) gespeist. Bei beiden Betriebsarten sind die Kontakte s 1 und s 2 geöffnet.

Beim Schließen der Kontakte s 1 und ν2 wird der Naehtendehetriebe unter folgenden Bedingungen eingeleitet:

a) die Raumtemperatur hat noch nicht den Wert der gewünschten maximalen Tagesraumtemperatur erreicht und

b) das Speicherheizgerät /\A/hat noch nicht die volle Wärmemenge gespeichert.

Das Schließen der Kontakte si und 5 2 erlaubt die gleichzeitige Speisung des Speicherheizgerätes AN zur Vollendung seiner Speicherung und des Direktheizgerätes RJ, um die Raumtemperatur auf den gewünschten Wert zu bringen.

Gemäß F i g. 5 wird das Speicherheizgerät AN über den Kontakt /1 des Umschalters /und den Kontakt si unmittelbar ans Netz gelegt; das Direktheizgerät Rj wird über den Kontakt .y 2 und den Kontakt M 2 des Raumthermostaten TA ans Netz gelegt, sofern die gewünschte Minimaltemperatur erreicht ist, wodurch der Kontakt m geöffnet wird. Es ist zu erkennen, daß, selbst wenn infolge der Speisung des Direktheizgerätes Rj die gewünschte maximale Raumtemperatur erreicht ist, was zum öffnen der Kontakte M 1 und M 2 führt, das Speicherheizgerät AN weiterhin über den den Kontakt M 1 überbrückenden Kontakt s t gespeist wird.

Ein Vergleich der Fig 1 und 5 zeigt, daß die Kontakte 51 und s 2 die Aufgabe haben, die gleichzeitige Speisung der beiden Heizgeräte AN und Rjbei Nacht zu ermöglichen, und /war in Abhängigkeit von den Regelbedingungen des Tagesbetriebes vor dessen Einschalten durch das Uhrwerk //.

Das Ziel, die volle Speicherung des statischen Speicherhei/gerätes AN zu erreichen, ist nur durch zeitgerechte Mitwirkung tirs mit diesem Gerät verbundenen Thermostaten .SW erreichbar. Um ein richtiges Arbeilen sicherzustellen, dart der Thermostat SN eis! bei vollständiger Speicherung das Relais RS betätigen. Er muß daher die Große der gespeicherten Wärmemenge im Speicherkern des statischen Speicherheizgerätes AN feststellen. Das Relais K.S' schließt die Kontakte λ 1 und s 2. wenn die Speicherung des Speichcrheizgcrates AN nahe seiner höchsten Speieherfähigkeit ist. /. B. wenn die Temperatur des Speicherkerns in der Größenordnung von 81 his 90 ¹Vn der während eines

vollständigen Speicherzyklus erreichten Temperatur ist.

Im Nachtbetrieb wird die Raumtemperatur durch die Wärmeabgabe des statischen Spcicherheizgcrälcs AN eingestellt, das so lange eingeschaltet bleibt, wie der Kontakt M 1 des Raumthermostaten TA geschlossen ist, s d. h. solange die gewünschte Temperatur noch nicht erreicht ist. Der Kontakt /2 des Umschalters / muß offen bleiben, weil sonst auch das Üirektheizgerät Rj gespeist würde. Dessen Wärmeabgabe würde nämlich zum öffnen der Kontakte Ml und M 2 führen und damit das statische Speicherheizgerät ANabschalten.

Im Nachtende-Betrieb und immer dann, wenn die Raumtemperatur nicht den gewünschten Maximalwert erreicht hat, stellt der Thermostat SN fest, daß im statischen Speicherheizgerät AN keine volle Speicherung erreichbar ist, dessen Kern unterdessen 85 bis 90 % seiner Temperatur bei voller Speicherung erreicht hat. Das deshalb erfolgende Schließen der Kontakte s 1 und s 2 führt nun zur Speisung des IVektheizgerätes Ri his zum öffnen des Kontaktes AY 2 des Raumthcrmostalen TA, wobei das gleich/eilige öffnen des Kontaktes ΛΠ dieses Thermostaten keinen F.inf'uß auf die Speisung des statischen Spcicherhcizgerätes AN ausübt. Die in I i g. b dargestellte Schaltung einer arideren Ausfülirungsform der I leizeinriehtung unterscheidet sich von dem beschriebenen durch zwei Kontakte (cinei für die Maximaltempcratur) des Raumthermostaten TA und durch einen zweifachen Umschalter anstelle dei beiden Kontakte s 1, 5 2 für den Nachtendc-Betricb. Ir Fig.6 sind die dieser Betriebsart entsprechenden Kontaktstellungcn gezeigt. Das Speicherheizgerät AS wird über den Kontakt r 1 des durch das Relais RS gesteuerten Umschalters und das Direktheizgerät Rj über den Kontakt M des Raumthermostaten TA unc den anderen Kontakt r2 des durch das Relais Ri gesteuerten Umschalters ans Netz gelegt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrische Heizeinrichtung mit wenigstens einem statischen Speicherheizgerät mit nichtregelbarer Wärmeabgabe und mit wenigstens einem Direktheizgerät, die zur Einstellung von verschiedenen Tag- und Nachtraumtemperaturen über ein Uhrwerk und einen Raumthermostaten aus dem Netz gespeist werden, dadurch ge kenn- κ> zeichnet, daß eine Meßvorrichtung (SN) vorgesehen ist, die bei Erreichen der Speicherung einer vorgegebenen Wärmemenge in dem statischen Speicherheizgerät (AN) und bei auf Nachtbetrieb geschaltetem Uhrwerk (H) ein Umschaltrelais (RS) betätigt (Nachtende-Betrieb) und das Direktheizgerät (Rj) anstatt über einen Nachtraumtemperaturkontakt (m) über einen Tagesraumtemperaturkontakt (M, A/2) des Raumthermostaten (TA) ans Netz legt.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltrciais (RS) in betätigtem Zustand das statische Speicherheizgerät (AN)über einen Kontakt (l)des Uhrwerkes (H)auch bei öffnung des Tagesraumtemperaturkontaktes (A-/. A/2) des Raumthermostaten (TA) ans Netz gelegt hält.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellung der Speicherung der vorgegebenen Wärmemenge in dem statischen Speicherheizgerät (AN), die die Einschaltung des Nachtende-Betriebes bewirkt, aufgrund der Temperatur von dessen Speicherkern erfolgt.

4. Heizeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Einschaltung des Nachtende-Betriebes bestimmende Speicherkerntemperatur zwischen 85 und 90 % der im vollen Speicherzustand vorhandenen Temperatur des Speicherkerns beträgt.