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Schaltungseinrichtung für einen elektrischen Heißwasserberei-
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ter mit Schwach- und Starkheizbetrieb sowie mit Nullspannungsautomat
ik Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungseinrichtung für einen elektrischen
Heißwasserbereiter mit Schwach- und Starkheizbetrieb mit Schützsteuerung, sowie
mit einer Nullspannungsautomatik für die Wieder einschaltung der gewählten Betriebsart,
insesondere des Starkheizbetriebes,nach kurzzeitigem Spannungsab- oder -ausfall.
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Bei Haushaitgeräten mit großer Heizleistung, insbesondere bei elektrischen
Heißwasserbereitern mit Stark- und Schwachheizung, soll nach kurzzeitiger Stromunterbrechung
von weniger als z.B.
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3 Sekunden die große Heizleistung, also z.B. die Starkileizung, selbsttätig
wieder eingeschaltet werden können, während bei länger andauernder Spannungsunterbrechung
von den Energieversorgungsunternehmen gefordert wird, daß eine Wiedereinschaltung
lediglich mit einer geringeren Heizleistung, also z.B.
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mit der Schwachheizung des Heißwasserbereiters, erfolgt. Der letztgenannten
Forderung wird in bekannter Weise dadurch Rechnung getragen, daß im Steuerkreis
der Starkheizung ein Schaltschütz vorgesehen ist, welches bei Stromunterbrechung
abfällt, sodaß nach Beendigung der Stromunterbrechung lediglich die
Scwachheizung
wieder in Betrieb gesetzt wird, wälirend die Starkheizung wieder von IIand eingeschaltet
werden muß. Bei einem älteren Vorschlag wird erreicht, daß bei schr kurzzeitiger
Stromunt erbrechung die große Heizleistung während eines bestimmten Zeitraumes einschaltbereit
bleibt, dadurch, daß ein Zeitglied vorgesehen ist, in Form eines eigenbeheizten
Bimetallschalters, dessen Heizelement an den Spulenstromkreis des Schaltschützes
angeschlossen ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scllaltung
seinrichtung der vorgenannten Art in bezug auf schaltungstechnische Einfachheit
und Funkt ions sicherheit zu verbessern.
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Dicse Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen durch eine Glcichspannungs-quelle
gespeisten Kondensator sowie durch einen vom Kondensator kurzzeitig betätigbaren
Schütz, der mittelbar oder unmittelbar zur Betätigung der, der Starkheizung zugeordneten
Schaltmittel dient und der in Abhangigkeit von einem temperaturabhängigen Regelschalter
an den Kondensator anschaltbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einschaltberei tseliaft
der Starkheizung vom Ladezustand des Kondensators abhängig. Dabei ist es vorteilhaft,
wenn zusätzlich zu dem temperaturabhängigen Regelschalter ein bei Betätigung eines
von Hand bedienbaren Einschalt- und Einstellorganes zeitlich voreilender Sciialtkontakt,
vorzugsweise eines zweiten temperaturabhängigen Regelschalters vorgesehen ist für
die Anschaltung der Gleichspannungsquelle sowie des Kondensators an das Versorgungsnetz
derart, daß der Ladezustand des Kondensators und somit die Einschaltung bzw. Einschaltbereitschaft
der Starkheizung abhängig ist von der Geschwindigkeit, mit der das Einschalt- und
Einstellorgan in eine vorgegebene Regelstellung verstellt wird. Auf diese leise
erübrigt sich ein besonders Einschaltorgang für die Starkheizung. Ferner ist hierbei
für
die Ansteuerung der Nullspannungsautomatik im wesentlichen ein
einziger temperaturabhängiger Schalter erforderlich, der in Zus ammenwirkung mit
dem durch den Kondensator kurzzeitig betätigbaren Schütz für eine Wiedereinschalt-Bereitschaft
der Starkheizung bzw. umgekehrt für eine Anschaltung lediglich der Schwachheizung
nach Beendigung des Spannungsausfalles verantwortlich ist.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den
in der Zeichnung dargestellten und nachstehend bescriebenen Ausführungsbeispielen.
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In den Figuren i und 2 sind zwei geringfügig unterschiedliche Schaltungseinrichtungen
für Durchaufspeicher mit Nullspannungsautomatik dargestellt, die jeweils deri elektrische
Heizkörper R1, R2 und R3 mit einer Leitungsaufnahme von je 7 kW besitzen, von denen
eines Schützes C3 getrennt an die Ri und It3 über den Kontakt P2 - 2 eines Temperaturreglers
S2 in Reihe an die Stromnetzphasen R und S anschaltbar sind, während im Starkheizbetrieb
sätmliche Heizkörper durch Schliessen der Schützkontakte c3 eines Schützes C3 getrennt
an die Phasen R, 5, T anschaltbar sind. . Bei den Ausführungsbeispielensind die
Heizkörper im Schawchheizbetrieb mit 3,5kW und im Starheizbetrieb mit 21 kW betriebbar.
Der Einfachheit halber sind in dem Figuren finktionsmäßig gleiche Schaltungsteile
mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei den Ausführungsbeispielen sind zusätzlich
zu dem genannten Temperaturregler S1 weitere Temperaturregler S2 un(l S3 Vorgesehen,
wobei S:L auL' eine Abschalttemperatur von 65°C, S2 und S3 auf eine Abschalttemperatur
von 80°C eingestellt sind. Mit A ist ein durch strichpunktierte Linienzüge angedeutetes
Elektronikbauteil bezeichnet, das im wesentlichen eine Gleichspannungsquelle H,
gebildet durch eine Gleichrichterschaltung mit Vorwiderstand V sowie mit Überstromsicherung
U enthält und das Anschlußelemente
a, b für den Anschlöuß an das
Wechselstromnetz sowie Anschlüsse K1, K2, K3 für den elektrischen Anschluß eines
Gleichstromschützes C1 an die Gleichspannungsquelle A bzw. aii einen der Gleichstromquelle
innerhalb des Bauteiles A nachgeschalteten Kondensator E, z.B. einen Elektrolytkondensator,
aufweist. Die Gleichspannungsquelle H ist über S3 bze. S1 (Fig. 2) an die Wechselstromphasen
R und S anschließbar, während ein für die Anschaltung des Gleichstromschützes C1
an den Kondensator E verantwortliches Schütz C2 über S1 an die Phasen R und S anschließbar
ist.
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Parallel zu C2 liegt ein weiteres Schlitz C3 mit einer Signallampe
L.
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Weitere Einzelheiten der Schaltungseinrichtungen werden in der folgenden
Funktionsbeschreibung erläutert.
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Beim Einschalten eines nicht weiter dargestellten Einschalt-und Einstellorganes
von Hand im katten Zustand des Heißwasserbereiters schließt zuerst S3, wobei vorausgesetzt
wird, daß bei der erwähnten Handbedienung S2 den Kontakten der Regler bzw. Reglerbahnen
S2 und S3 zeitlich nacheilt.
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Damit wird die Gleichspannungsquelle II an die Phasen R, S und damit
an Spannung gelegt. Über den Ruhekontakt c2 (41, 42) und K1 und K2 liegt der Kondensator
E an der Gleichspannungsquelle II und wird aufgeladen, sofern das Einschalt-und
Einstellorgan langsam hochgedrucht wird. Dabei hat auch S2 geschlossen und der Heißwasserbereiter
wird mit Schwachheizung aufgeheizt. Erfolgt nun ein Spannungsausfall, so arbeitet
das Gerät danach, also nach Wiedereinschaltung der Versorgungsspannung weiter im
Schwachheizbetrieb. Bei weiterem Hochderhen des Einschalt- und Einstellorganes schließt
min auch S1. Damit w wird das Schütz C2 erregt und schließt einen Arbeitskontakt
c2 (33, 34) und öffnet seinen Ruhekontakt c2 (41, 42), so das Gleichstromschutz
C1 an Gleichspannung gelegt und erregt wird. Ci ist nun kurzzeitig an den Kondensator
E angeschaltet, bis cr über eine: Selbsthalteschaltung, gebildet durch seine Schützkontakte
c1
(33, 34), an die Gleichspannungsquelle II angeschlossen ist und
im Schließzustand gehalten wird. Der Kondensator E liegt nun wieder an der Gleichspannungsquelle
H und wird weiter aufgeladen. Über den Schützkontakt cl (13, ill) des Schützes Cl
wird das Schütz C3 an die Phasen R, S gelegt, womit dessen Schützkontakte c3 die
Starkheizung einschalten. Die Nullspannungsautomatik ist nun für den Fall eines
kurzzeitigen Spannungsausfalles von beispielsweise weniger als 3 Sekunden in Wiedereinschaltbereitschaft,
wobei diese Einschaltbereitschaft vom Ladezustand des Kondensators E abhängig ist.
Bei einem längeren Spannungsausfall fällt Ci wieder ab und das Gerät arbeitet danach
mit Schwachheizbetrieb. Im vorliegenden Fall hält der aufgeladene Kondensator E
das Gleichstromschütz über die kurze Stromunterbrechung im Erregungszustand, so
daß beio Spannungswiederkehr der Starkheizbetrieb fortgesetzt wird. Die geschilderte
Funktionsweise gilt für eine Wassertemperatur im IIeißwasserbereiter von im Ausführungsbeispiel
weniger als 65°C. Bei einer Temperatur von mehr als 650c ist Si offen und das Gerät
arbeitet nach Beendigung des Spamlungsausfalles mit Schwachheizung weiter, es sei
denn, daß eine gestrichelt angedeutete Leitungsbrücke zwischen S3 und cl vorgesehen
ist. Bei großer Zapimenge schließt Sl, sodaß wieder Einscllalttereitschaft für die
Starkheizung besteht.
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Beim schnellen Hochdrehen des Einschalt- und Einstellorganes hat der
Kondensator E nicht ausreichend Zeit, um von der Gleichspannungsquelle H aufgeladen
zu werden, so daß Schütz Cl und C3 nicht erregt werden können. Damit wird die Starkheizung
nicht eingeschaltet. Für den Fall eines Spannungsausfalles bei ungeladenem Kondensator
E schließt C2 nach Spannungswiederkehr wid trennt durch c2 (41, 42) den Kondensator
E von der Gleichspannungsquelle II. Tdenn später S1 bei einer Temperatur von z.B.
über 65°C öffnet, fällt C2 ab und der Kondensator E liegt über c2 (41,42) wieder
an der Gleichspannungsquelle H und lädt wie der auf
Beim Ausführungsbeispiel
gemeß Figur 2 ist das Elektronikbauteil A einerseits unmittelbar an Phase R und
andererseits an den Strompfad zwischen S und T hinter dem Schützkontakt c3 angeschlossen,
wobei c3 durch einen den Regler S2 enthaltenden gestrichelten Leitungszweig überbrückbar
und über Si an C2 anschließbar ist bzw. wobei alternativ eine geschlossene, ebenfalls
gestrichtelt angedeutete Brücke zwischer c3 (2) und S3 (P3) vorgesehen ist.
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7 pantenansprüche 2 Figuren
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