DE3247236A1 - Schaltungsanordnung fuer einen elektrisch beheizbaren heisswasserbereiter - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung für einen elektrisch beheizbaren Heiß-
• wasserbereiter Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen elektrisch beheizbaren Heißwasserbereiter für den Betrieb mit einer Schwach-Heizleistung und für den wahlweise einschaltbaren Betrieb mit einer Stark-Heizleistung unter Verwendung einer Schützanordnung zur wahlweisen Anschaltung der IIeizelemente für die unterschiedlichen IIeizleistungen und unter Verwendung eines Temperatur-Reglers.
• Insbesondere im Zusammenhang mit iieißwasserspeichern, die bevorzugt in Phasen billigen Stromtarifs, z.B. in der Nacht, beheizt werden, ist es gebräuchlich, den Wasservorrat über eine zur Verfügung stehende lange Zeit mit niedriger Leistung zu erwärmen. Das Stromversorgungsnetz wird dadurch weitestgehend gleichmäßig ausgelastet und beansprucht.
• Um aber auch im Einzelfall bei erhöhtem Wasserverbrauch eine beschleunigte Erhitzung des Wasservorrats zu erreichen, ist es bekannt, durch entsprechende Anschaltung der Ileizelemente an die Stromversorgung mit wesentlich erhöhter Leistung den Wasservorrat praktisch aufzuheizen.
• Diese Umschaltung aul die Starkheizung wird von Hand durch die Bedienungsperson durchgeführt und normalerweise automatisch nach Erreichung einer Einstelltemperatur zurückgesetzt. Dazu wird ein Schaltschütz eingesetzt, dessen Schützkontakte die entsprechenden Strompfade zu den lleizelementen schalten.
• Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, schaltungstechnische Maßnahmen für die Heizelemente von Heißwasserbereitern bereit zu stellen, die aufwandsgünstig sind und die steuertechnischen Aufgaben funktionstüchtig übernehmen.
• Eine- Schaltungsanordnung, welche den gestellten Forderungen in vollem Maß gerecht wird, ist bei Verwendung einer Schützanordnung zur wahlweisen Anschaltung der Heizelemente für die unterschiedlichen IIeizleistungen und unter Verwendung eines Temperatur-Reglers erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit einem durch den Temperaturregler gesteuerten Schaltkontakt eine l'arallelschaltung aus dem dem Schlfachheiz-Leistungsbetrieb zugeordneten IIeizelement und der Scützanordnung, in deren Strompfad ein Tastschaltkontakt und parallel dazu ein Schütz-SelbsthalteschaltRontalct liegt, zwischen einem Phasen-Leiteranschluß und einem Null- Leiteranschluß geschaltet ist und daß weitere Heizelemente über Schütz schaltkontakte zwischen Phasen-Leiteranschliissen und dem Null-Leiteranschluß anschaltbar sind.
• Eine Schaltungsanordnung nach diesen erfindungsgemäßen Merkmalen kommt mit einem einzigen temperaturabhängig gestcuerten Schaltkontakt zur Beeinflussung sowohl des dem Schwachheiz-Leistungstetrieb zugeordneten ileizelements während dessen Einzelanschaltung als auch aller Heizelemente beim Starkheiz-Leistungsbetrieb aus. Gleichzeitig wird unter Verwendung dieses einen temperaturabhängig gesteuerten Schaltlsontaktes erreicht, daß automatisch der Starkheiz-Leistungsbetrieb wieder in einen Schwachheiz-Leistungsbetrieb übergeführt wird, nachdem durch Starkheiz-LeistungszuSuhr die +mnschgemäß eingestellte Temperatur des IEasservorrats vorliegt. Das dem Schwachheiz-Leistungsbetrieb zugeordnete fleizelement wird direkt durch den temperaturabhängig gesteuerten Schaltkontakt bedarfsweise mit Heizstrom beaufschlagt, während die übrigen Heizelemente während des Starheiz-Leistungsbetriebs indirekt vom temperaturabhängig gesteuerten Schaltkontakt über die Schützanordnung, nämlicll deren Schütz-Schaltkontakte mit IIeizstrom beaufschlagbar sind. Die Rückstellung der Starkheizleistung auf die Schwachheizleistung erfolgt ebenfalls über diesen einen temperaturabhängig gesteuerten Schaltkontakt.
• Nasal einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dadurch gekennzeichnet, daß das dem Scl1wachlleiz-Leistungsbetrieb zugeordnete Ileizelement mit der Schützanordnung und zwei weitere IIeizelemente je einem Phasenleiteranschluß einer Drei-Phasen-Stromversorgung zugeordnet sind. Bevorzugterweise haben in diesem Zusammenhang die Ileizelemente jeweils gleiche Heizleistungs-Anschlußwerte.
• Damit werden die Phasen der Stromversorgung, an deren Phasen-Leiteranschlüssen die Heizelemente in Sternschaltung anliegen, im wesentlichen gleich stark beansprucht und belastet.
• Nach einer Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwachheiz-Leistungs-Zweig der Schaltungsanordnung eine Mehrzahl von parallel -schaltbaren E.inzel-IIeizelementen mit durch parallel geschaltete Schütz-Schal tkontakte überbrückbaren Schal tmi tteln zur çahlwYeisen Anschaltung von Einzel-Ileizelementen zugeordnet ist. Diese Maßnahme dient der einfachen Variantenbildung bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
• Je nach Einsatzform,insbesondere aber je nach Anschaltung an einen bestimmten Stromversorgungskreis, liegen unterschiedliche Bedingungen vor für den zulässigen Anschlußwert Diese zulässigen Anschlußwerte unterscheiden sich normalerweise beüblich der Werte für den Schwachheizleistungsbetrieb. Um trotz dieser unterschiedlichen Anschlußbedigungen den Herstellungsaufwand und die Lagerhaltung möglichst gering zu halten, dient die weiterbildende Maßnahme der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der Variantenbildung.
• Um automatisch Zeiten allgemein niedriger Strombelastung der Stromversorgungseinrichtungen und damit günstigen Stromtarifs zu nutzen, ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bevorzugterweise dahingehend ausgestaltet, daß im Strompfad für den bzw. die dem Schwachheiz-Leistungsbetrieb zugeordneten Ileizelemente eine Parallelschaltung aus einem zeitgesteuerten Schaltkontakt und einem Schiitz-Schaltlrontalct liegt. Die über den zeitgesteuerten Schaltkontakt geführte Versorgungsstrecke kann realisiert sein durch einen Nebenphasen-Leiteranschluß, der lediglich in Phasen günstigen Stromtarifs mit Strom beaufschlagt ist.
• Ein Ausführungsbeispiel mit Merkmalen der Erfindung ist anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben.
• Die Figur zeigt eine Schaltungsanordnung mit vier Heizelementen, von denen durch schaltungstechnische Maßnahmen walweise einer oder zwei für den Schwachheizungs-Leistungsetrieb heranziehbar sind.
• Wie aus der Figur ersichtlich ist, sind die IIeizelemente R1 und R2 gemeinsam und die TIeizeZemente R3 und R4 je einzeln einem der Phasen-Leiteranschlüsse RST einer Drei-Phasen-Stromversorgung zugeordnet. Die zwei IIeizelemente Rt und R2 liegen über einen temperaturabhängig gesteuerten Schaltkontakt s, der neizelemente R3 und R4 direkt am Null-Leiteranschluß än.
• Eine Schützansordnung C ist in Reihe geschaltet über einen Tastschaltkontakt TS und einen dazu parallelliegenden Schütz-Selbsthaltekontakt ci zwischen dem Phasen-Leiteranschluß R und über den temperaturabhängig gesteuerten Sctlaltkontakt s am Null-Leiteranschluß N. Durch die Anordnung des zeitabhängig gesteuerten Schaltkontaktes z ist die Schaltungsanordnung dahingehend ausgelegt, daß der Schwachheizleistungsbetrieb lediglich dann durchführbar ist, wenn dieser zeitabhängig gesteuerte Schaltkontakt während vorbestimmter Zeitphasen, z.B. in der Nacht bei günstigem Strompreistarif, geschlossen ist.
• Durch die Stellung des Umschalters U in der in der Figur dargestellten Weise ist während des Schwachheiz-Leistungs betriebes lediglich das IIeizelement R2 in Funktion. Ist der Umschalter U dagegen in der gestrichelt dargestellten Lage so ist parallel zum IIeizelement R2 auch das Heizelemcnt Rl geschal tet und für den Schwachheiz-Leistungsbetrieb nutzbar. Tn vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die beiden ileizelemente R1 und R2 je einen Anschlußwert von einem kW, gemeinsam also einen Anschlußwert von zwei kW.
• Der Anschlußwert des Heizelementes R3 bzw. des Heizelements R4 ist jeweils ebenfalls zwei kW.
• Über den temperaturabhängig gesteuerten Schaltkontakt s wird der Heizstrom für das Ileizelement R2 bzw. für beide Reizelemente R2 und Rl unmittelbar beeinflußt.
• Wird bei abgekühltem Wasservorrat, also bei geschlossenem temperaturabhängig gesteuertem Schaltkontakt s, eine schnelle Aufheizung dieses Wasservorrats unter Nutzung der maximal zur Verfügung stehenden Heizleistung gewünscht, so ist der Tastschaltkontakt TS zu betätigen. Die Schützanordnung C wird durch den zugeführten Strom erregt und schließt die Schütz-Schaltkontakte cl, c2, c 3, c4. Über den Schitz-Selbsthaltekontakt cm wird der Schütz C solange mit Erregerstrom beaufschlagt und damit ange-zogen gehalten, bis die gwünschtermaßen eingestellte Temperatur des Wasservorrats erreicht ist und der temperaturabhängig gesteuerte Schaltlcontakt s öffnet. Bis zu dicsem Zeitpunkt aber liegen die Heizelemente R1 und R2 gemeinsam und die Reizelemente R3 und R4 in Sternschaltung an den Phasen-Leiteranschlüssen R, S, T, so daß eine IIeizleistung von sechs kW wirkt.
• Zum Schutz gegen Überhitzung ist ein Sicherheitstemperaturbegrenzer STR angeordnet, durch welchen bei Übersteigen eines Temperaturgrenzwertes die zugeordneten Schaltkontakte öffnen, so daß die Stromversorgung unterbrochen wird und eine weitere Wärmeenergie-Erzeugung durch die Heizelemente unterbleibt.
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Claims (5)

1. Patentansprüche g Schaltungsanordnung für einen elektrisch beheizbaren Heißwasserbereiter für den Betrieb mit einer Schwachheizleistung und für den wahlweise einschaltbaren Betrieb mit einer Starkheizleistung unter Verwendung einer Schützáno.rdnung zur wahlweisen Anschaltung der Heizelemente für die unterschiedlichen IIeizleistungen und unter Verwendung eines Temperaturreglers, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in Serie mit einem durch den Temperaturregler gesteuerten Schaltkontakt (s) eine lzarallelschaltung aus dem Schwachheizleistungs betrieb zugeordneten Ileizelement (R2, R2/R1) und der Schützanordnung (C), in deren Strompfad ein Tastschaltkontakt (TS) und parallel dazu ein Schütz-Selbsthalteschaltkontakt (ci) liegt, zwischen einem Phasen-Leiteranschluß (n, R') und einem Null-Leiteranschluß (N) geschaltet ist und daß weitere Ileizelemente (R3, R4) über Schütz-Schaltkontakte (c3, c4) zwischen Phasen-Leiteranschlüssen (-S, T) und dem Null-Leiteransoliluß (N) anschaltbar sind.
2. 2, Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Schwachheizleistungsbetrieb zugeordnete Heizelement (R2, R2/Ri) mit der Schützanordnung (C) und zwei weitere Heizelemente (R3, R4) je einem Phasen-Leiteranschluß (R, s, T) einer Drei-Phasen-Stromversorgung zugeordnet sind.
3. 3. Schal tungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (R2/R1., R3, R4) gleiche Heizleistungs-Anschlußwerte aufweisen.
4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlfachheiz-Leistungs-Zweig der Schaltungsanordnung eine Mehrzahl von parallelsehaltbaren Einzel-Heizelementen (R2, R1) mit durch parallelgeschaltete Schütz-Schaltkontakte (c1) überbrückbaren Schaltmitteln (U) zur wahlweisen Anschaltung von Einzel-Heizelementen zugeordnet ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Strompfad für den bzw.

   die dem Schcrachheiz-Leis tungshetrieb zugeordneten IIeizelemente (R2, R2/R1) eine Parallelschaltung aus einem zeitgesteuerten Schaltkontakt (z) und einem Schütz-Schal tkontakt (c2) liegt.