DE3337053A1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung der Entladung eines Wärmespeichers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wärmespeicher werden gewöhnlich elektrisch mit tariflich günstigem Nachstrom aufgeladen. Der Speicherkern besteht aus einem Material mit großer Wärmekapazität und ist gut wärmeisoliert, so daß er die während ,der Aufladung zugeführte Wärme für längere Zeit speichert. Die Entladung erfolgt vorwiegend tagsüber zu Heizungszwecken, zur Warmwasserbereitung oder zur Deckung eines anderen Wärmebedarfs. Die vom Ventilator umgewälzte Luft nimmt Wärme aus dem Speicherkern auf und gibt diese dann an einen Verbraucher ab, beispielsweise an einen im Warmluftstrom angeordneten Wärmetauscher der vom Heizungswasser einen Warmwasserheizung durchflossen wird. Die aus dem Speicherkern pro Zeiteinheit entnommene Wärmemen- *ge hängt von der Luftströmung ab, die wiederum durch die Ventilatordrehzahl bestimmt ist. Durch Regelung der Ventilatordrehzahl ist es daher möglich, eine gewünschte Solltemperatur des Verbrauchers einzuhalten, beispielsweise die verlangte Temperatur des Vorlaufs einer Warmwasserheizung.

Aus dem »Handbuch der elektrischen Raumheizung« von Borstelmann und Flatow, 5. Auflage, Dr. Alfred Hüthig Verlag Heidelberg, Seiten 292 und 293, ist eine Anordnung zur Regelung der Entladung eines Wärmespeichers bekannt, bei welcher der elektrische Entladeregler einen Vorschaltwiderstand enthält, der zur Drehzahlregelung in den Stromkreis des Ventilatormotors ■ einschaltbar ist. Diese bekannte Anordnung erlaubt nur die Einstellung von zwei unterschiedlichen konstanten Drehzahlen und ist insbesondere für Kirchen, Schulen und ähnliche Einsatzgebiete bestimmt, wo Perioden sehr unterschiedlichen Wärmebedarfs abwechseln. Die Einstellung verschiedener konstanter Drehzahlen erlaubt jedoch keine eindeutige und gleichbleibende Wärmeabgabe entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf, -denn die Wärmeabgabe hängt außer von der Ventilatordrehzahl auch von der jeweiligen Speicherkerntemperatur ab, die mit fortschreitender Entladung des Wärmespeicher absinkt. Damit die Entladung eines Wärme-' Speichers allen Bedingungen entspricht, ist ein sehr großer steuerbarer Drehzahlbereich des Ventilatormotors erforderlich. So muß der Ventilator bei vollgeladenem Speicherkern und bei geringem Wärmebedarf nur mit sehr kleiner Drehzahl betrieben werden, während eine sehr große Drehzahl erforderlich ist, um bei weitgehend entladenem Speicherkern die maximale Heizleistung zu entnehmen. Um bei Verwendung von zu- und abschaltbaren Vorschaltwiderständen die Ventilatordrehzahl in diesem großen Drehzahlbereich entsprechend dem jeweiligen Wärmebedarf an die Speicherkerntemperatur anzupassen, wären viele Schaltstufen erforderlich, und es müßte eine aufwendige Steuerschaltung vorgesehen werden, die den jeweils benötigten Vorschaltwiderstand in Abhängigkeit von der Speicherkerntemperatur auswählt.

Bei anderen bekannten Anordnungen zur Regelung der Entladung eines Wärmespeichers erfolgt daher die Änderung der Ventilatordrehzahl entweder über eine Phasenanschnittsteuerung oder durch einen von einem Stellantrieb bewegten Stelltransformator. Diese Maßnahmen ermöglichen eine weitgehend stufenlose Drehzahlregelung in einem großen Drehzahlbereich und ergeben gegenüber der Drehzahländerung durch Vorschaltwiderstände den zusätzlichen Vorteil, daß sie weitgehend verlustfrei arbeiten. Die für eine Phasenanschnittsteuerung benötigten Triacregler sind aber aufwendig, und die Phasenanschnittströme bringen Lärm und zusätzliche Erwärmung des Ventilatormotors mit sich. Die Probleme des Lärms und der Eigenerwärmung der Motoren werden durch Stellantriebe mit Stelltransformatoren beseitigt, doch sind diese bezüglich Preis und Montage noch aufwendiger.

Aus der DE-OS 31 01 057 ist andererseits eine elektrische Schaltung zum mehrstufigen Betrieb von Heizwiderständen bekannt, die insbesondere für Haartrockner. Heizlüfter oder dergleichen bestimmt ist und sicherstellen solle, daß die Ventilatordrehzahl automatisch der jeweils eingestellten Heizleistung angepaßt ist. Zu diesem Zweck sind mehrere wahlweise einschaltbare Heizwiderstände mit einem weiteren Heizwiderstand nach Art eines Spannungsteilers in Serie geschaltet, und der Ventilatormotor wird durch den Spannungsabfall am weiteren Heizwiderstand betrieben. Diese Anordnung arbeitet zwar weitgehend verlustfrei, sie erlaubt aber ebenfalls nur eine Änderung der Ventilatordrehzahl in groben Stufen und ist vor allem für die Regelung der Entladung eines Wärmespeichers nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung einer Anordnung zur Entladung eines Wärmespeiso chers, die sich durch einen sehr geringen Aufwand auszeichnet, ohne daß Lärm- oder Erwärmungsprobleme entstehen, und die eine weitgehend stufenlose Regelung der Ventilatordrehzahl in Abhängigkeit vom Ladezustand des Speicherkerns in einem großen Drehzahlbereich ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die im Speicherkern angeordneten Vorsehaltwiderstände haben die Temperatur des Speicherkerns und werden somit bei einer erhöhten Temperatur betrieben, die sich in einem größeren Bereich ändern kann. Da der bzw. jeder Vorschaltwiderstand aus einem Material mit positivem Temperaturkoeffizient gebildet ist. nimmt der Widerstandswert der Vorschaltwiderstände mit fortschreitender Entladung des Speicherkerns ab, so daß die Ventilatordrehzahl in jeder Schaltstufe um so größer ist, je niedriger die Speicherkerntemperatur ist. Demzufolge wird bei niedrigerer Speicherkerntemperatur eine

größere Luftmenge durch den Speicherkern geblasen, wodurch die geringere Erwärmung der Luft kompensiert wird, so daß die entnommene Heizleistung im wesentlichen konstant bleibt. Die Vorschaltwiderstände bewirken somit eine zusätzliche Drehzahlregelung in Abhängigkeit von der Speicherkerntemperatur, die innerhalb jeder Schaltstufe stufenlos erfolgt. Jeder Vorschaltwiderstand wirkt für diese zusätzliche Regelung zugleich als Temperatursensor und als Stellglied.

Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, daß die erfindungsgemäße Anordnung weitgehend verlustfrei arbeitet, weil die in den Vorschaltwiderständen vernichtete Leistung nicht verlorengeht, sondern zur weiteren Erwärmung des Speicherkerns ausgenutzt wird und somit als zusätzliche Heizleistung zur Verfugung steht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Wärmespeichers mit einer Anordnung nach der Erfindung,

F i g. 2 das Schaltbild des Entladereglers des Wärmespeichers von F i g. 1 und

F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des Entladereglers von F i g. 2.

F i g. 1 der Zeichnung zeigt einen für eine Warmwasser-Zentralheizung bestimmten Wärmespeicher 10 üblicher Bauart mit einem Gehäuse 11, in dem ein Speicherkern 12 untergebracht ist. Der Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 11 und dem Speicherkern 12 ist mit einer Wärmeisolation 13 ausgefüllt. Der Speicherkern 12 besteht aus Speichersteinen 14 großer Wärmekapazität, in die elektrische Heizstäbe 15 eingebettet sind. Zwischen den Speichersteinen 14 sind Luftkanäle 16 gebildet, die mit einem vorderen Luftschacht 17 und einem hinteren Luftschacht 18 in Verbindung stehen. Die beiden Luftschächte 17 und 18 sind an ihren unteren Enden durch einen unter dem Speicherkern 12 gebildeten Lufttunnel 19 miteinander verbunden. Im Lufttunnel 19 ist ein Ventilator 20 angeordnet, der von einem außerhalb des Gehäuses 11 befindlichen Elektromotor 21 angetrieben wird. Ferner ist im Lufttunnel 19 ein Wärmetauscher 22 angeordnet, der aus einer mit Kühlrippen versehenen Rohrschlange besteht, die mit dem Vorlaufrohr 23 und dem Rücklaufrohr 24 der Warmwasser-Zentralheizung in Verbindung steht, so daß sie von dem Heizungswasser durchflossen wird, das durch eine im Vorlaufrohr 23 angeordnete Umwälzpumpe 25 umgewälzt wird.

Der Aufbau und die Funktionsweise des bisher beschriebenen Wärmespeichers entsprechen der üblichen Technik. Die Speichersteine 14 werden mittels der elektrischen Heizstäbe 15 aufgeheizt, meistens während der Nacht mit billigem Nachtstrom. Die Wärmeisolation 13 verhindert das Abfließen der in den Speichersteinen 14 gespeicherten Wärme. Wenn ein Bedarf an Heizungswärme besteht, wird der Ventilator 20 in Gang gesetzt, der die im Wärmespeicher 10 eingeschlossene Luft in einem geschlossenen Kreislauf durch den vorderen Luftschacht 17, die Luftkanäle 16, den hinteren Luftschacht 18 und den Lufttunnel 19 umwälzt. Beim Durchgang durch die Luftkanäle 16 nimmt die Luft Wärme von den Speichersteinen 14 auf, und sie gibt diese Wärme im Wärmetauscher 22 an das Heizungswasser ab. Die auf diese Weise vom Speicherkern 12 auf das Hei-/ungswaser überführte Wärmeleistung ist um so größer, je größer die umgewälzte Luftmenge ist, die wiederum von der Drehzahl des Ventilators 20 abhängt. Durch Regelung der Drehzahl des Ventilators 20 kann somit die vom Heizungsregler verlangte Temperatur des Vorlaufs eingehalten werden.

Die zur Regelung der Aufladung und Entladung des Speicherkerns 12 dienenden elektrischen Geräte sind in einem am Gehäuse 11 angebauten Schaltungskasten 30 untergebracht, der auch den Antriebsmotor 21 des Ventilators 20 enthält. Ein von einer Zeituhr 31 gesteuerter Laderegler 32 bewirkt die Aufladung des Speichcrkernswährend der Nachtzeit durch Einschalten der Heizstäbe 15. Der Laderegler 32 empfängt Signale von einem Witterungsfühler 33 und von einem Kerntemperaturfühler 34. Er bestimmt die Einschaltdauer der Heizstäbe 15 in Abhängigkeit von der im Speicherkern 12 noch vorhandenen Restwärme und von der Außentemperatur.

Die Entladung des Speicherkerns 12 wird von einem Entladeregler 35 durch Steuerung der Drehzahl des den Ventilator 20 antreibenden Elektromotors 21 geregelt. Der Entladeregler 35 empfängt Signale von einem weiteren Witterungsfühler 36, einem Vorlauftemperaturfühler 37 und gegebenenfalls von einem Raumtemperaturfühler 38. In Abhängigkeit von diesen Signalen steuert der Entladeregler 35 die Drehzahl des Ventilators 20 so, daß der Vorlauf auf der zur Erzielung der gewünschten Raumtemperatur erforderlichen Temperatur gehalten wird.

Die Besonderheit des in F i g. 1 dargestellten Wärmespeichers besteht darin, daß die Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 21 durch zwei Vorschaltwiderstände erfolgt, die vom Entladeregler 35 nach Bedarf in den Stromkreis des Elektromotors 21 eingeschaltet werden. Diese Vorschaltwiderstände sind als Heizstäbe 40 und 41 ausgebildet, die gleichfalls in die Speichersteine 14 des Speicherkerns 12 eingebettet sind. Auf diese Weise dient die in den Vorschaltwiderständen entstehende Verlustwärme zur zusätzlichen Aufheizung des Speicherkerns 12, so daß diese Verlustwärme nicht verlorengeht, sondern als nutzbare Heizenergie zur Verfügung steht.

Fig.2 zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Entladereglers 35. Man erkennt in F i g. 2 wieder den den Ventilator 20 antreibenden Elektromotor 21, den Witterungsfühler 36, den Vorlauftemperaturfühler 37 und den Raumtemperaturfühler 38. Jeder Temperaturfühler 36,37,38 ist in der üblichen Weise als Meßwandler ausgebildet, der ein von der gemessenen Temperatur abhängiges elektrisches Signal abgibt.

Das Ausgangssignal des Witterurungsfühlers 36 wird nach Verstärkung in einem Vorverstärker 51 einem Funktionsgenerator 52 zugeführt, der am Ausgang ein Signal liefert, das nach einer vorgegebenen Funktion von der Außentemperatur abhängt und die Soll-Temperatur des Vorlaufs darstellt. Der Funktionsgenerator 52 kann zusätzlich durch eine Schaltuhr 53 gesteuert werden, damit die Heizkurve in Abhängigkeit von der Tageszeit beeinflußt wird, insbesondere zur Absenkung der Soll-Temperatur während der Nachtzeit.

Das Ausgangssignal des Vorlauftemperaturfühlers 37 wird gleichfalls in einem Vorverstärker 54 verstärkt und anschließend einem Inverterverstärker 55 zugeführt, der somit an seinem Ausgang ein Signal abgibt, das der Ist-Temperatur des Vorlaufs mit umgekehrtem Vorzeichen entspricht.

Die Ausgangssignale des Funktionsgenerators 52 und des Inverterverstärkers 55 werden über Summierwiderstände 56,57 dem Eingang eines Summierverstärkers 58 zugeführt, der somit am Ausgang ein Signal abgibt, das der Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Vorlauftemperatur entspricht. Dieses Signal wird über einen Widerstand 59 dem Eingang eines Integra-

tors 60 zugeführt, der in üblicher Weise durch einen Operationsverstärker gebildet ist, in dessen Rückkopplungskreis ein Kondensator 61 liegt. Der Integrator 60 bildet somit das Integral der Abweichung zwischen Sollwert und Istwert der Vorlauftemperatur über die Zeit und gibt am Ausgang eine diesem integral proportionale Spannung Ui_n, ab. Diese Integralspannung Um wird einer Stufenschalteinheit 65 zugeführt.

Die Stufenschalteinheit 65 enthält drei Schwellenwert-Diskriminatoren 66, 67, 68, von denen jeder die Integralspannung U/_m empfängt und mit einem eingestellten Schwellenwert vergleicht. Der Ausgang jedes Schwellenwertdiskriminators steuert einen Schalter 69, 70 bzw. 71. Diese Schalter liegen in Reihe im Stromkreis des Elektromotors 2t. Dem Schalter 70 ist der als Heizstab ausgebildete Vorschaltwiderstand 40 parallelgeschaltet, und dem Schalter 71 ist der als Heizstab ausgebildete Vorschaltwiderstand 41 parallelgeschaltet, so daß^ jeder dieser Schalter im geschlossenen Zustand den zugeordneten Vorschaltwiderstand kurzschließt. Die ..Schalter 69, 70, 71 können beispielsweise die Kontakte von Schaltrelais sein.

Jeder Schwellenwert-Diskriminator 66,67, 68 hat eine Schalthysterese, so daß er in den Arbeitszustand geht, wenn die angelegte Spannung Ui_m in ansteigender Richtung einen oberen Schwellenwert erreicht und wieder in den Ruhezustand zurückkehrt, wenn die angelegte Spannung Ui_n, auf einen unteren Schwellenwert abfällt. Jeder Schwellenwert-Diskriminator gibt am Ausgang ein Signal ab, das den zugeordneten Schalter im .Arbeitszustand schließt und im Ruhezustand öffnet. Die Schwellenwerte der drei Schwellenwert-Diskriminatoren 66,67,68 sind unterschiedlich eingestellt, wobei der Schwellenwert-Diskriminator 66 den niedrigsten und der Schwellenwert-Diskriminator 68 den höchsten Schwellenwert hat.

Die Funktionsweise dieser Anordnung soll anhand des Diagramms von Fig.3 erläutert werden, das die Steuerung der drei Schalter 69, 70, 71 in Abhängigkeit von der vom Integrator 60 abgegebenen Integralspannung Uim zeigt.

Im Anfangszustand hat das Integral den Wert 0. Wenn beim Einsehalten der Sollwert der Vorlauftemperatur größer ist als deren Istwert, gibt der Summierverstärker 58 eine der Abweichung entsprechende Spannung ab, die vom Integrator 60 integriert wird. Dadurch steigt die Integralspannung Ui_m am Ausgang des Integrators 60 vom Wert 0 aus an. Wenn die Integralspannung Ui_n, den Wert U\ erreicht, geht der Schwellenwert-Diskriminator 66 in den Arbeitszustand, so daß der Schalter 69 geschlossen wird. Der Spannungswert U\ entspricht also dem oberen Schwellenwert des Schwellenwert-Diskriminators 66. Durch das Schließen des Schalters 69 wird der Elektromotor 21 über die beiden Vorschaltwiderstände 40 und 41 an Spannung gelegt, so daß er den Ventilator 20 mit der kleinsten Drehzahl antreibt. Die vom Ventilator 20 umgewälzte Luft erwärmt das Heizungswasser im Wärmetauscher 22, so daß der Istwert der Vorlauftemperatur ansteigt. Dadurch wird die Abweichung zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Vorlauftemperatur geringer.

Solange wie der Istwert der Vorlauftemperatur den Sollwert nicht erreicht, nimmt die vom Integrator 60 abgegebene Integralspannung Ui_n, weiter zu. Wenn sie den Wert Ui erreicht, der dem oberen Schwellenwert des Schwellenwert-Diskriminators 67 entspricht, geht der Schwellenwert-Diskriminator 67 in den Arbeitszustand, so daß der Schalter 70 geschlossen wird. Dadurch wird der Vorschaltwiderstand 40 kurzgeschlossen, so daß im Stromkreis des Elektromotors 21 nur noch der Vorschaltwiderstand 41 liegt. Der Elektromotor 21 läuft daher schneller, und er treibt den Ventilator 20 mit einer 5. mittleren Drehzahl an. Die dem Heizungswasser im Wärmetauscher 22 zugeführte Heizleistung wird dadurch vergrößert.

Wenn schließlich die Integralspannung Ui„_; den oberen Schwellenwert Ui des Schwellenwert-Diskriminators 68 erreicht, wird auch der Schalter 71 geschlossen. so daß der Vorschaltwiderstand 41 ebenfalls kurzgeschlossen ist. Nunmehr liegt die volle Spannung am Elektromotor 21, so daß dieser den Ventilator 20 mit der größten Drehzahl antreibt. Dann erfolgt die Erwärmung des Vorlaufs mit der größten Heizleistung.

Wenn die vom Vorlauftemperaturfühler 37 festgestellte Vorlauftemperatur den vom Funktionsgenerator 52 vorgegebenen Sollwert übersteigt, kehrt sich das Vorzeichen der vom Summierverstärker 58 abgegebenen Abweichungsspannung um, so daß sich das im Integrator 60 gebildete Fehlerintegral zurückbildet. Die Integralspannung Um nimmt dann wieder ab. Dieses Ereignis kann bei jedem der zuvor geschilderten Zustände der Schwellenwert-Diskriminatoren 66,67,68 eintreten.

Wenn angenommen wird, daß die Abnahme der Integralspannung U/m nach dem zuvor geschilderten Ansprechen des Schwellenwert-Diskriminators 68 beginnt, geht der Schwellenwert-Diskriminator 68 wieder in den Ruhezustand zurück, wenn die Integralspannung Ui,,, einen unteren Schwellenwert erreicht, der niedriger ist als der obere Schwellenwert £Λ dieses Schwellenwert-Diskriminators. Im Diagramm von F i g. 3 ist zur Vereinfachung angenommen, daß der untere Schwellenwert des Schwellenwert-Diskriminators 68 gleich dem obcren Schwellenwert Ui des Schwellenwert-Diskriminators 67 ist, doch ist diese Bemessung keineswegs zwingend. Der Schalter 71 wird dann wieder geöffnet, wodurch der Vorschaltwiderstand 41 wieder in den Stromkreis des Elektromotors 21 eingeschaltet wird. Bei weiterer Verringerung der Integralspannung Ui_n, geht auch der Schwellenwert-Diskriminator 67 in den Ruhezustand, wenn die Integralspannung Ui_n, den unteren Schwellenwert dieses Schwellenwert-Diskriminators erreicht, von dem in Fig. 3 angenommen ist, daß er gleich dem oberen Schwellenwert LA des Schwellenwert-Diskriminators 66 ist. Dann wird auch der Schalter 70 geöffnet, so daß wieder beide Vorschaltwiderstände 40 und 41 im Stromkreis des Elektromotors 21 liegen. Wenn schließlich die Integralspannung Ui_n, auf den unteren Schwellenwert des Schwellenwert-Diskriminators 66 fällt, der im Diagramm von F i g. 3 den Wert 0 hat. wird der Schalter 69 geöffnet, so daß der Elektromotor 21 stillgesetzt wird. Der Vorlauf wird nun nicht mehr erwärmt, so daß seine Ist-Temperatur fällt. Sobald die Ist-Temperatur unter die vom Funktionsgenerator 52 vorgesehene Soll-Temperatur fällt, beginnt der zuvor beschriebene Zyklus erneut.

Die Drehzahlregelung des Ventilators 20 erfolgt bei der beschriebenen Anordnung durch Zu- und Wegschalten der Vorschaltwiderstände 40 und 41. Wenn bei der niedrigen Drehzahl die beiden Vorschaltwiderstände 40 und 41 und bei der mittleren Drehzahl der Vorschaltwiderstand 41 allein im Stromkreis des Elektromotors 21 liegen, entsteht an den Vorschaltwiderständen ein Spannungsabfall, durch den die Drehzahl verringert wird. Gleichzeitig verursacht der über die Vorschaltwiderstände fließende Strom eine Verlustleistung, die in Wärme umgesetzt wird. Da die Vorschaltwider-

stände 40 und 41 in Form von Heizstäben im Speicherkern 12 des Wärmespeichers liegen, geht diese Verlustleistung nicht verloren, sondern sie steht vollständig als Heizleistung zur Verfugung. Global betrachtet arbeitet somit die Entladeregelung des Wärmespeichers praklisch verlustlos.

Obwohl die Drehzahl des Ventilators nur in verhältnismäßig groben Stufen geschaltet werden kann, erlaubt die beschriebene Regelung durch Vergleich der Soll-Vorlauftemperatur mit der Ist-Vorlauftemperatur und Integration der Abweichung eine sehr genaue Einhaltung der Vorlauftemperatur mit einer einfachen Installation. Insbesondere wird kein Mischer zur Mischung eines Teils des Rücklaufs mit dem Kesselwasser /ur Einstellung der Vorlauftemperatur benötigt, und einc Messung der Rücklauftemperatur ist überflüssig.

In Fig.2 sind noch zusätzliche Maßnahmen dargestellt, die zur Durchführung der beschriebenen Hei-/ungsregclung zwar nicht notwendig sind, aber mit Vorteil angewendet werden können.

Die erste Maßnahme besteht in einer Begrenzung der Vorlauftemperatur. Diese Funktion ist vor allem bei Bodenheizungen mit Kunststoffrohren zum Schutz der Heizungsanlage von großem Vorteil. Zu diesem Zweck wird das vom Vorverstärker 54 verstärkte Ausgangssignal des Vorlauftemperaturfühlers 37 einem Vorlauftemperaturbegrenzer 75 zugeführt. Dieser enthält einen als Schwellwertgeber geschalteten Operationsverstärker 76. der am einen Eingang das Ausgangssignal des Vorverstärkers 54 empfängt. Der andere Eingang des Schwellwertgebers 76 empfängt eine mittels eines Potentiometers 77 einstellbare Begrenzungsschwellenspannung, die der maximal zulässigen Vorlauftemperauir entspricht. Der Ausgang des Schwellwertgebers 76 ist über eine Diode 78 und einen Widerstand 79 mit dem Eingang des Integrators 60 verbunden. Sobald die Ausgangsspannung des Vorverstärkers 54 die am Potentiometer 77 eingestellte Begrenzungsschwellenspannung übersteigt, gibt der Vorlaufbegrenzer 75 eine Ausgangsspannung ab, die unmittelbar auf den Integrator 60 in solchem Sinne einwirkt, daß die Integralspannung Ui_n, verringert wird, so daß die Heizungsstufen zurückgeschaltet werden.

In ähnlicher Weise kann ein Raumtemperaturbegrenzer 80 vorgesehen sein, der einen Schwellwertgeber 81 enthält, der am einen Eingang das Ausgangssignal des Raumtemperaturfühlers 38 über einen Vorverstärker 82 empfängt, während an den anderen Eingang eine mittels seines Potentiometers 83 einteilbare Begrenzungsschwellenspannung angelegt ist, die der Soll-Raumtemperatur entspricht. Der Ausgang des Schwellwertgebers 81 ist über eine Diode 84 und einen Widerstand 85 mit dem Eingang des Integrators 60 verbunden. Sobald die vom Raumtemperaturfühler 38 gemessene Raumtemperatur den am Potentiometer 83 eingestellten Sollwert übersteigt, gibt der Raumtemperaturbegrenzer 80 eine Ausgangsspannung ab, die unmittelbar auf den Integrator 60 einwirkt und die Integralspannung £//„, bis zum Stillsetzen des Ventilators 20 verringert. Dadurch wird die Heizung abgeschaltet, wenn wegen Fremdwärmeeinfluß nicht die normale Heizleistung erforderlich ist, oder wenn bei normaler Heizung die Soll-Raumtemperatur erreicht ist. Dank dem nachgeschalteten Integrator 60 kann der Schwellwertgeber 81 hysteresefrei arbeiten und daher sehr genau regulieren.

Da die Vorschallwiderstände 40 und 41 im Speicherkern 12 angeordnet sind, befinden sie sich stets auf der Temperatur des Speicherkerns, die verhältnismäßig hoch ist und sich in einem größeren Bereich ändern' kann.

Die Vorschaltwiderstände sind aus einem Material' mit positivem Temperaturkoeffizient hergestellt, so daß sich ihr Widerstand mit zunehmender Temperatur vergrößert. Dadurch ergibt sich zusätzlich eine automatische Beeinflussung der Drehzahl des Ventilators. 20 in Abhängigkeit von der Temperatur des Speicherkerns 12. Wenn die Speicherkerntemperatur hoch ist, ist der eingeschaltete Vorwiderstand groß, so daß die Drehzahl des Ventilators 20 verringert ist. Mit zunehmender Abkühlung des Speicherkerns 12 nimmt der Widerstands-" wert des eingeschalteten Vorschaltwiderstands ab. so daß die Drehzahl des Ventilators 20 zunimmt. Die gerin-, gere Temperatur der dem Wärmetauscher 22 zugeführten Warmluft wird daher durch eine vergrößerte Luftfördermenge kompensiert, so daß die in der gleichen Schaltstufe überführte Heizleistung etwa konstant bleibt.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei Vorschaltwiderstände vorgesehen, so daß die Stufenschalteinheit drei Schaltstufen für die Ventilatordrehzahl aufweist. Es ist natürlich möglich, auch mehr Vorschaltwiderstände und eine dementsprechend grö-* ßere Anzahl von Schaltstufen vorzusehen, doch ist die mit zwei Vorschaltwiderständen erzielbare Entladeregelung bereits so fein, daß sie für die meisten Anwendungszwecke ausreicht.

Umgekehrt ist es auch möglich, nur einen einzigen Vorschaltwiderstand vorzusehen, wodurch sich zwei Schaltstufen ergeben. Da ein solcher einziger Vorschaltwiderstand in der zuvor beschriebenen Weise aus einem Material mit positiven Temperaturkoeffizient hergestellt ist, ergibt sich infolge der zusätzlichen automatischen Drehzahlregelung in Abhängigkeit von der Speicherkerntemperatur eine sehr präzise Regelung der Vorlauftemperatur.

Schließlich ist die Anwendung der beschriebenen Entladeregelung auch nicht auf den Fall beschränkt, daß die Wärmeabgabe aus der vom Ventilator umgewälzten Luft mittels eines Wärmetauschers erfolgt. Die Anordnung eignet sich auch für Anlagen, bei denen die umgewälzte Luft auf andere Weise zur Heizung verwendetwird, beispielsweise im Falle einer Warmluftheizung direkt in den zu heizenden Raum geblasen wird.

Der Entladeregler kann gemäß dem Schaltbild von F i g. 2 aus herkömmlichen diskreten elektronischen Schaltungsbestandteilen aufgebaut sein. Für den Fachmann ist es jedoch offensichtlich, daß zumindest ein Teil dieser elektronischen Schaltungen, insbesondere der Funktionsgenerator 52, die Summierschaltung 58, der Integrator 60 und der Diskriminatorteil der Stufenschalteinheit 65, entsprechend der neuen Technologie durch einen geeignet programmierten Mikrocomputer gebildet werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Regelung der Entladung eines Wärmespeichers mit einem aufladbaren Speicherkern, einem durch einen Elektromotor antreibbaren Ventilator, der Luft durch den Speicherkern bläst, und mit einem elektrischen Entladeregler, der die Drehzahl des Ventilatormotors in Abhängigkeit von dem Wärmebedarf regelt, wobei der elektrische Entladeregler wenigstens einen Vorschaltwiderstand enthält, der zur Drehzahlregelung in den Stromkreis des Ventilatormotors einschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Vorschaltwiderstand (40,41) aus einem Material mit positivem Temperaturkoeffizient gebildet und als zusätzlicher Heizwid.erstand im Speicherkern (12) angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Vorschaltwiderstand (40,41) als Heizstab ausgebildet ist.