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Schaltungsanordnung fiir einen elektrisch beheizbaren Heiß-
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wasserbereiter Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
für einen elektrisch beheizbaren Heißwasserbereiter mit einer Starkheizung unterhalb
einer ersten Einstelltemperatur und einerSchwachheizung oberhalb dieser bis zu einer
zweiten erhöhten Temperatur unter Verwendung einer Schütz steuerung sowie einer
Nullspannungs-Automatik, durch die bei Stromeinschaltung nach längerem Stromausfall
die Heizelemente für den Schwachheizbetrieb geschaltet sind.
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nei Haushaltsgeraten mit großer TIeizleistung, insbesondere bei elektrischen
Heißwasserl)ereitern mit Stark- und Schwachheizung soll nach Stromunterbrechungen
über längere Zeit hinweg bei erneuter Stromeinschaltung die Starkheizung unmittelbar
nicht in Funktion treten können. Diese Maßnahme dient zum Schutze der Stromversorgungseinrichtungen,
die den hohen Starkbelastungen nicht gewachsen sind, wenn nach einem Stromausfall
eine Vielzahl von leistungsstarken Verbrauchern bei der Stromwiedereinschaltung
wirksam werden. Bei kurzen Stromunterbrechungen von beispielsweise weniger als drei
Sekunden ist diese Gefahr deswegen weniger gegeben, da die Abkühlung des jeweiligen
Wasservorrats bei allen Verbrauchern mit größter Wahrscheinlichkeit nicht soweit
fortgeschritten ist, daß sämtliche Heizungen sich in neizbereitschaft befinden.
So wird also von den Energieversorgungs-Unternehniungen gefordert, daß bei
einer
Wiedereinschaltung des Stroms nach längerer Unterbrechung lediglich die Schwachheizung
der Verbraucher, z.B. der Iteißwasserbereiter, in lIeizbereitschaft ist. Dieser
Forderung wird in bekannter Weise dadurch Rechnung getragen, daß im Steuerkreis
der Starkheizung ein Schaltschütz vorgesehen ist, welcher bei Stromunterbrechung
abftillt, so daß nach Beendigung der Stromunterbrechung lediglich die Schwachheizung
wieder in Betrieb gesetzt wird, während die Starkheizung ülicherweise erst wieder
von hand eingestellt werden kann. Es ist auch bekannt, dan bei sehr kurzzeitigen
Stronunterbrecllnungen die starke Heizleistung wihrenel dieses kurzen Zeitraums
eingeschaltet bleibt und zwar dadurch, daß ein Zeitglied vorgesehen ist, z.B. in
Form eines eigenbeheizten Bimetallschalters, dessen Ileizelement an den Spurenstromkreis
des Schaltschützes angeschlossen ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugruntie, eine
Schaltungseinrichtung bereitzustellen, we3che die Forderungen der Energieversorgungs-Unternehmen
berücksichtigt und erfüllt, die aber in einfacher Weise gewährleistet, daß die Starkheizung
wieder automatisch mit entsprechender großer und zufälliger Zeitverzögerung wirksam
wird.
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Eine Schaltungsanordnung für elektrisch beheizbare Heißwasserbereiter,
die diesen Forderungen gerecht wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß dem temperaturgesteuerten, der ersten Einstelltemperatur zugeordneten Schaltkontakt
parallel zum die Heizelemente für den Starkheizbetrieb schaltenden Schütz ein Steuerrelais
nachgeschaltet ist, daß ein zwischen dem Schütz und dem Steuerrelais den Stromversorgungspfad
umschaltender Doppelkontaktschalter angeordnet ist und daß ein Ruhekontaktschalter
des Steuerrelais im Ansteuerkreis eines den Doppelkontaktschalter gegeniiber dem
Stellerrelais zeitverzögert ansprechenden Steuerglied liegt, das im angesteuerten
Zustand den Doppelkontaktschalter zum Schütz geschlossen hält.
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Eine nach diesen Merkmalen ausgestaltete Schaltungsanordnung zeichnete
sich durch eine besondere Einfachheit und durch einen geringen Aufwand aus. Für
die steuertechnischen Maßnahmen ist es lediglich erforderlich, zusätzlich ein Steuerrelais
mit einem Ruhekontaktschalter sowie ein Steuerglied mit einem Doppelkontakt-Umschalter
vorzuseiien.
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Nach längerer Stromversorgungspallse, während der der Wasservorrat
im Iieißwasserbereiter unter eine erste Einstelltemperatur abgesunken ist, ist der
dieser Finstelltemperatur zuge ordnete Schaltkontakt geschlossen, während der Doppelkontakt-Umschalter
auf das Steuerrelais umgescllaltet ist. Bei Stromeinschaltung kann deshalb der Schütz
nicht erregt werden und auf den Starkheizungsbetrieb umschalten. Vielmehr wird das
Steuerrelais erregt, wodurch dessen Ruhekontaktschalter öffnet.
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Damit wird das Steuerglied nicht beeinflußt und der Doppelkontakt-Umschalter
bleibt in seiner Ausgangslage. Ist n.unmehr der Wasservorrat im TIeißwasserbereiter
über diese erste Einstelltemperatur erhitzt, so öffnet der dieser Einstelltemperatur
zugeordnete Schaltkontakt. Damit bleibt der Schutz unerregt und die Schwachheizung
weiterhin in Funktion. In dieser Situation fällt aber auch das Steuerrelais ab und
der Ruhekontaktschalter schließt. Damit reagiert das Steuerglied und schaltet den
Doppelkontakt-Umschalter von der Versorgungsleitung zum Steuerrelais weg auf die
Versorgungsleitung für den Schütz.
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Wird diese vorgegebene Einstelltemperatur wieder unterschritten, so
schließt der zuständige Schaltkontakt, wodurch nunmehr - vorbereitet durch den Doppelkontalçt-Umschalter
- der Schütz erregt wird und seinerseits auf die Starkheizung umschaltet, bis der
temperaturgesteuerte Schaltkontakt wieder <iffnet.
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Während der gesamten Ileizphase bleibt das Steuerrelais aberregt und
iiber dessen Ruhekontakt das Steuerglied in Arbeitsfunktion. Erst bei Stromausfall
fällt das Steuerglied und mit ihm der Doppelkontakt-Umschalter in die Ausgangslage
zuriick.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
dadurch gekennzeichnet, daß als zeitverlagert ansprechendes Steuerglied ein Thermoschalter
angeordnet ist. Ein Thermoschalter stellt ein besonders einfaches und zuverlässig
arbeitendes Steuerglied mit zeitverzögertem Ansprechverhalten dar. Außerdem hat
ein Thermoschalter auch ein zeitverzögertes Abfallverhalten. Dies wirkt sich bei
kurzen Unterbrechungen der Versorgungsspannung vorteilhaft aus. Bei derartigen kurzen
Unterbrechungen soll nämlich eine zwangsweise Rückstellung vom Starkheizbetrieb
auf den Schwachheiz-F3etrieb erfolgen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied im über einen temperaturgesteuerten,
der Erfassung des zweiten erhöhten Einstelltemperatur zugeordneten Schaltkontakts
stromversorgt ist. Damit wird erreicht, daß nach Erreichen der eingestellten Temperatur,
bei der der IIeizvorgang unterbrochen wird, kein Leistungsverlust über die Steuerglieder
auftreten.
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Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltetes Ausführungsbeispiel
ist anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine
Schaltungsanordnung für einen elektrisch beheizbaren Heißwasserspeicher mit einer
Ansteuereinheit für die Umschaltung zwischen einer Starkheizung und einer Schwachheizung,
Fi Fig. 2 bis Fig. 4 den Steuerkreis für diese Schaltungsanordnung mit unterschiedlichen
Bedingungen zugeordneten Schalterstellungen.
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Wie aus der Fig. l hervorgeht, sind drei Heizungselemente R1, R2,
R3 vorgesehen, welche entsprechend der Arbeitslage des Schütz C und dessen Sciiitzkontakten
cl, c2, c3, c4 an Stromversorgungsleitungen anschließbar sind. Ist der Schiitz C
abgefallen, so sind die Widerstände 112 und R3 silber den Ruhekontakt c4 des Schütz
C in Reihe geschaltet. Wird durch einen Temperaturwächter # 2 eine niedrigere Temperatur,
z.13. 800 C, des Warmwasservorrats als eingestellt festgestellt, so ist der zugeordnete
Schaltkontakt s2 geschlossen und die Widerstände R2 und R3 beheizen stromversorgt
über die Phasenanschlüsse S und R den Wasservorrat mit relativ niedriger Leistung.
Ist dagegen der Schütz C erregt, so sind die Schützkontakte cl, c2, c3 gesciilossen
und der Schützkontakt C4 geöffnet. Somit liegen die Ileizelemente ltl, R2, R3 in
Dreieckschaltung an den Stromversorgungsphasen R, S, T, wodurch die erhöhte und
maximale Heizleistung erzielt wird.
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Die Ansteuerung des Schütz C wird anhand der Fig. 2 bis 1t erläutert.
Die Fig. 2 zeigt eine Ausgangssituation nach längerer Unterbrechnung der Stromversorgung,
bei der die Temperatur des Wasservorrats unter einen unteren Einstelltemperaturbetrag,
z.B. 65° C, abgesunken ist. In diesem Fall ist der temperaturabhängig gesteuerte
Schaltkontakt sl geschlossen. Ein Doppelkontakt-Umschalter uk, welcher von einem
I3imetallelement BE steuerbar ist, liegt auf dem Strompfad für ein Steuerrelais
D.
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Ein Ruhekontaktschalter d dieses Steuerrelais n ist mit dem flimetallelement
DE in Reihe geschaltet. Wird nunmehr Versorgungsspannung angelegt, dann wird - in
dieser Situation ist auch der temperaturabhängig gesteuerte Schaltkontakt s2 geschlossen
- das Steuerrelais D erregt und der zugeordnete Ruhekontaktschalter d öffnet Da
das flimetallelement RE nicht mit Ileizstrom beaufschlagt wird, bleibt der Doppelkontakt-Umschalter
uk in der urspriinglichen Ausgangslage. Der Schütz C kann nicht erregt werden. tbersteigt
nunmehr die Temperatur des Wasservorrats die durch den Temperaturregler ffi l eingestellte
Temperatur,
so öffnet der Schaltkontakt s1,das Steuerrelais 1) fällt ab, der zugeordnete Ruhekontakt
d schließt und das nimetallelement BE wird stromdurchflossen und somit beheizt.
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Damit schaltet dieses flimetallelement BE den Doppelkontakt-Umschalter
uk um. Das Steuerrelais n kann - solange die Stromversorgung ununterbrochen oder
niir kurz unterbrochen anliegt -nicht mehr erregt werden. Diese Situation ist in
Fig. 3 dargestellt. Wird beispielslfeise durch Heißwasserentnahme und damit verbundenem
Kaltwasserzulauf die Temperatur des Wasservorrats unter den durch den Temperaturregler
# 1 eingestellten Betrag gesenkt, so ist - wie in Fig. 4 dargestellt - der Schaltkontakt
si geseJilossen. Vorbereitet durch den Doppel kontakt-Umschalter uk wird nunmehr
die Erregerwicklung des Schiitz C stromdurchflossen und die Schützkontakte cl, c2,
c3 schließen und der Schützkontakt c öffnet, bis der Temperatur-Grenzwert des Temperaturreglers
i. wieder überschritten ist.
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Die anhand der Fig. 3 und dargestellten Betriebssituationen wechseln
bis zur nächsten längeren Strotnversorgungsirnterbreciiung.
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Dann wird wieder diese miliand der Fig. 2 geschilderte Situation eintreten.
Ist die durch den Temperaturregler # 2 eingestellte Temperatur erreicht, so öffnet
der Schaltkontakt s2 und die Stromversorgung sowohl für die Heizelemente als auch
für die Steuerelemente wird unterbrochen. Damit treten in dieser Phase keine Leistungsverluste
in der Schaltung auf.
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Bei der in Fig. l dargestellten Ausführungsform der Schaltung ist
es auch möglich, auf den Schützkontakt c4 zu verzichten und diese Strecke zwischen
den Heizelementen R2 und R3 festverdrahtet kurzzuschließen.