DE29821841U1

DE29821841U1 - Notstrom-Versorgungsanlage für Heizungen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik mittels Hochleistungs-Kondensator-Startsystem

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Publication number: DE29821841U1
Application number: DE29821841U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2008-12-09

Description

Gebrauchsmuster

Anmelder: Johannes Hanusch Holbeinstr. 38 01307 Dresden

Erfi nder: ist d er Anmelder

Titel:^ Notstromversorgungsanlage für Heizungen und Anlagen der

Sicherheits- und Kühltechnik mit Hochleistungs-Kondensator-Startsystem

Dresden, den 03.12.1998

Notstrom-Versorgungsanlage für Heizungsanlagen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik mit Kondensator-Startsystem

Öl- und Gas-Heizungsanlagen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik arbeiten meist netzspannungsabhängig. Bei Ausfall der Netzspannung durch Havarien, strafbaren Manipulationen oder Abschaltungen, sind die Systeme ohne Wirkung mit erheblichen nachteiligen Folgen für die Betreiber, da Heiz- und Kühlsysteme, aber auch spezielle Alarm-, Telefon- und Sicherungsanlagen usw. nicht mehr arbeiten.
Bei handelsüblichen Verbrennungsmotor-Generatorsystemen (Notstromaggregate) müssen diese erst durch Personal in die Anlage geschaltet werden und sie müssen meist manuell gestartet werden. Sie machen somit die Anwesenheit von Wartungspersonal erforderlich. Automatisch arbeitende Notstrom-Versorgungsanlagen (Verbrennungsmotor mit angekoppeltem Generator) werden allgemein über einen Elektrostarter mit erforderlicher Speicherbatterie (Bleiakkumulator) gestartet.

Um diese Anlagen jedoch betriebsbereit zu halten, ist ein ständiger aufwendiger Lade- und Wartungsprozeß der Speicherbatterien erforderlich, damit die verhältnismäßig teueren Batterien nicht vorzeitig unbrauchbar werden und sich dadurch ein Versagen der Anlage bei Netzspannungsausfall ergibt. Für kleinere Anlagen (Haushalte, Einfamilienhäuser, Geschäfte, Praxen usw.) haben sich derartig wartungsaufwendige und verhältnismäßig teuere Anlagen nicht durchsetzen können.

Mit dem Kondensator-Generator-Startsystem wird der Wartungsaufwand erheblich verringert, da diese Anlagen vollautomatisch, ohne hohen Installationsaufwand und ohne besondere Wartung betrieben werden können, da die Startenergie durch wartungsfreie Hochleistungs-Kondensatoren bereitgestellt wird.

Beschreibung des Systems

Die Notstromanlage besteht aus der bekannten Kombination Verbrennungsmotor-Generator (1 u. 2), wobei der Generator bei Ausfall der Netzstromversorgung die Spannungs-versorgung der am System angeschlossenen Verbraucher übernimmt. Das Besondere am System ist die Bereitstellung der Startenergie. Sie wird nicht aus angeschlossenen Batterien oder Akkumulatoren entnommen, sondern von speziellen Kondensatoren geliefert. Und die Anlage kann ohne gesonderten Anlasser direkt über den Generator oder in besonderen Fällen auch über einen normalen Anlasser gestartet werden.

In Patent- und Gebrauchsmusterschriften SU 1265388, DE 4135025 A1, DE 29723175 U1, DE 19631384 C1, DE 19616504 A1, DE 4406481 A1, DE 19532136 A1 und DE 19532135 A1 sind Systeme speziell für Kraftfahrzeuge aufgeführt, deren Ausführungen weit über den Ansprüchen von Notstromanlagen liegen, wobei durch die Bedingungen der Bordnetzspannung des Kraftfahrzeuges meist mit sog. Hochsetzstellern zur Ladung von Kondensatoren gearbeitet werden muß und daß die sogenannten Startgeneratoren im Niederspannungsbereich arbeiten und als komplizierte Start-Stopsysteme, die meist noch schwingungsdämpfende Wirkung haben, ausgelegt sind. Es liegen bei den Systemen im Kraftfahrzeug erheblich andere Bedlingungen vor als bei Notstromanlagen.

Bei dem dargestellten System der Notstromversorgung werden zur Speicherung der
Startenergie sogenannte Molekular- oder Doppelschichtkondensatoren eingesetzt, wobei

die Ladung dieses Kondensatorsystems (3) bei vorhandener Netzspannung direkt von
der Hochspannung des Netz-Hausanschlusses erfolgt, bzw. bei arbeitendem Notstromaggregat über die vom Generator erzeugte Wechselspannung (Figur 1). Abgegriffen wird diese Spannung am Umschalt- u. Startrelais (6) und gleichgerichtet an der Diode (7). Bei vorhandener Netzspannung (Figur 2) zieht das Umschalt- und Startrelais (6) an und legt die Netzspannung (8) direkt an den Verbraucheranschluß (9). Über den Abgriff im Relais (6) wird über die Diode (7) der Kondensator (3) geladen. Die Kontakte des Startrelais (6) sind geöffnet.

Bei Ausfall der Netzspannung fällt das Umschait- und Startrelais (6) ab, die Ladung des Kondensators (3) wird über das Relais (6) und das Startabschaltrelais (5) an das Startsystem (4 u. 2) gelegt (Figur 1). Das Startsystem bringt den Verbrennungsmotor (1) auf Anlaßdrehzahl, so daß dieser nach dem Start den Generator (2) auf die Nenndrehzahl bringt. Mit der Spannungserzeugung des Generators wird über einen Abgriff am Generator eine Spannung an das Startabschaltrelais (5) gelegt, so daß dieses den Stromfluß vom Kondensator (3) zum Startsystem unterbricht. Über die abgefallenen Kontakte des Umschalt- und Startrelais (6) wird die erzeugte Generatorspannung (2) an den Verbraucheranschluß (9) gelegt, gleichzeitig wird eine erneute Ladung des Kondensatorsystems (3) vollzogen. Das Startsystem ist in diesen Fällen ein Wechselstrom-Generator, in dem über eine elektronisch gesteuerte Brückenschaltung ein magnetisches Drehfeld erzeugt wird, durch welches der Generator zum Startmotor wird. In diesem Bereich liegen Patente vor, so daß dieser Vorgang dem derzeitigen Stand der Technik entspricht und keiner besonderen Darstellung bedarf, bzw. wird durch ein einzureichenden Patentantrag anderweitig geschützt.

Auch im Niederspannungsbereich ist ein Startvorgang über Kondensatoren ohne Hochsetzsteller an Notstromanlagen möglich. Wegen Ladung Q = Kapazität C &khgr; Spannung U sind größere Kondensatorkapazitäten erforderlich.

Für einen Verbrennungsmotor der Leistungsklasse 2 bis 2,5 kW, geeignet für Generatoren des Leistungsbereiches bis 1,8 kW, werden bei 12 V-Startanlagen etwa 30 Ampere Starterstrom benötigt. Der Starterstrom wird in diesem Leistungsbereich direkt über ein Relais (Startrelais 6) geführt. Die elektrische Arbeit W = U &khgr; I &khgr; t entspricht dabei 1800 Ws. Dies erfordert eine Kondensator-Kapazität von mindestens 25 F (25 As/V). Entsprechend der Entlade-Kennlinie von Kondensatoren ist die Mindestkapazität für einen Startvorgang von 33 F anzusetzen. In höheren Leistungsklassen von Generatoren ist die Kapazität entsprechend größer zu wählen.

An Notstromanlagen, bei denen die Kondensatorladung direkt über die Netzspannung des Hausanschlusses erfolgt, liegen die Ladebedingungen der Kondensatorsysteme auf grund der höheren Spannung wesentlich günstiger.

Es ist bekannt geworden, daß die Industrie Kondensatorkapazitäten der Größenordnung 600 F {As/V) bereitstellen kann, die in der entsprechenden Zusammenschaltung auch für den Strartvorgang größerer Notstromversorgungsanlagen geeignet sind.

Das automatische Abschalten des Verbrennungsmotors nach Netzzuschaltung erfolgt über das Umschalt- und Startrelais (6). Beim Wiederanschalten der Netzspannung zieht das Relais (6) an und legt z. B. über die Relaiskontakte die Primärspannung (11) der meistens verwendeten Schwungmagnet- oder Hochspannungs-Kondensatorzündanlagen an Masse. Damit ist der Motor ohne Zündenergie. Auch bei Dieselmotoren ist z. B. durch das Unterbrechen des Steuerstroms des elektrischen Abstellers der Motorlauf zu stoppen.

Claims

1. Automatisch arbeitende Notstromanlage für Heizungen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik, wobei die Anlage die angegebenen Systeme auch dann betriebsbereit hält, wenn die Netzspannung für lange Zeit ausfällt, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausfall der Netzspannung automatisch eine Verbrennungsmotor-Generator-Anlage gestartet wird, durch die die Stromversorgung übernommen wird, wobei jedoch die Energie für den Startprozeß nicht Akkumulatoren oder Batterien entnommen wird, sondern daß die Startenergie durch geladene Hochleistungs- Kondensatoren bereitgestellt wird.

2. Anlage zur Notstromversorgung von Heizungen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorhandener Netzspannung das Kondensatorsystem über ein Gleichrichtersystem mittels der Netzspannung ständig geladen gehalten wird, und daß die Kondensatorladung beim Ausfall der Netzspannung automatisch an das Startsystem geschaltet wird um den Startvorgang einzuleiten.

3. Anlage zur Notstromversorgung von Heizungen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anlaufen des Generators die erzeugte Energie automatisch an die zu versorgenden Systeme geschaltet wird, so daß deren Betrieb gesichert ist, und daß das Hochleistungskondensatorensystem durch die Generatorspannung wieder auf die volle Ladung gebracht wird.

4. Anlage zur Notstromversorgung von Heizungen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgtem Start und dem Anlauf des Generators die Startanlage automatisch abgeschaltet wird.

5. Anlage zur Notstromversorgung von Heizungen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Generator durch eine vorgeschaltete elektronisch gesteuerte Brückenschaltung ein Drehfeld erzeugt wird (Gegenstand von Patenten), wodurch der Generator kurzzeitig zum Startermotor wird und den Verbrennungsmotor anwirft, wobei jedoch in diesem Fall die Startenergie nicht Batterien oder Akkumulatoren entnommen wird sondern durch Kondensatoren bereitgestellt wird. Mit dem Anlaufen des Generators erfolgt automatisch die Zurückschaltung auf Generatorbetrieb.

6. Anlage zur Notstromversorgung von Heizungen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Starter ein selbständiges Bausystem herkömmlicher Art sein kann, wobei jedoch die Energie für den Startprozeß durch Hochleistungs- Kondensatoren bereitgestellt wird.

7. Anlage zur Notstromversorgung von Heizungen und Systemen der Sicherheits- und Kühltechnik nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor nach dem Netzstromausfall automatisch abgeschaltet wird und die wieder vorhandene Netzspannung an den Verbraucheranschluß und an das Hochleistungskondensatorsystem gelegt wird.

8. Anlage zur Notstromversorgung von Heizungen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese Anlage im Heizungsbereich oder anderweitig fest installiert werden kann, wobei die Abgase des Verbrennungsmotors evtl. über das Abgassystem der Heizanlage abgeleitet werden.

9. Anlage zur Notstromversorgung von Heizungen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage auch transportabel aufgebaut und über spezielle Steckverbindungen polaritätsrichtig aufgeschaltet werden kann.

10. Anlage zur Notstromversorgung von Heizungen und Anlagen der Sicherheits- und Kühltechnik nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem dargestellten Startsystem über Hochleistungs- Kondensatoren auch große Verbrennungsmotoren für Notstromanlagen oder andere Zwecke gestartet werden können, wobei es vorbehalten bleibt, ob als Startsystem der angeschlossene Generator oder der herkömmliche Starter Verwendung finden.