DE3432417A1

DE3432417A1 - Elektrischer heisswasserbereiter

Info

Publication number: DE3432417A1
Application number: DE19843432417
Authority: DE
Inventors: Rudolf 3470 Höxter Höxtermann
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1984-09-04
Filing date: 1984-09-04
Publication date: 1986-03-13
Also published as: DE3432417C2

Description

Elektrischer Heißwasserbereiter
Die Erfindung betrifft einen elektrischen liarmwasserbereiter, insbesondere Warmwasserspeicher, mit in wenigstens zwei Heizleistungsstufen schaltbaren Heizkörpern und mit einer Temperaturregler-Kontaktanordnung in Reihe zur Wicklung eines Schaltrelais, das bei Netzausfall abfällt und nach einem Netzausfall zunächst eine niedrigere Heizleistungsstufe einschaltet.
Ein derartiger Heißwasserbereiter ist in der DE-OS 28 47 918 beschrieben. Bei einem solchen Heißwasserbereiter schaltet nach der Wiederkehr der Netzspannung zunächst nur die niedrige Heizleistungsstufe ein, Dadurch ist erreicht, daß nicht nach einem Netzausfall alle Heißwasserbereiter des Netzes mit ihrer Maximalleistung einschalten, was zu einem erneuten Netzausfall führen könnte.
Häufig sind Nullspannungsschalter vorgesehen, die den elektrischen Heißwasserbereiter bei einem Netzausfall abschalten. Solche Nullspannungsschalter müssen nach der Wiederkehr der Netzspannung manuell geschaltet werden, um den Heißwasserbereiter wieder in Betrieb zu nehmen. Dies ist umständlich.
In der DE-OS 28 47 918 ist ein Bimetallelement mit einem Heizwiderstand vorgesehen. Dieses kühlt während eines Netzspannungsausfalls ab, wodurch ein Umschalter betätigt wird. Erst nach einem vollständigen Aufheizen des Heißwasserbereiters wird der Heizwiderstand wieder eingeschaltet, so daß danach der Umschaltkontakt in seine Ansgangsstellung zurückschaltet. Es verstreicht also nach einem Netzausfall eine relativ lange Zeit, bis der Heißwasserbereiter leder zur Schaltung der vollen Heizleistung bereit ist. Abgesehen vom Stromverbrauch ist ein solches Bimetallelement vor allem mit einem zusätzlichen Bauaufwand verbunden.
Aufgabe der tD'rfindung ist es, einen Heißwasserbereiter der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem mittels einfacher Schaltungsmaßnahmen das Einschalten der maximalen Heizleistung nach einem Netzausfall verhindert ist.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Heißwasserbereiter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Temperaturregler-Kontaktanordnung nur in einem Temperaturbereich das Schaltrelais zur Einschaltung einer hohen Heizleistungsstufe betätigt (anzieht), der kleiner ist als die halbe Differenz zwischen der minimalen und der maximalen Wassertemperatur und der zwischen 20 0C und 70 0C liegt, und daß ein Kontakt des Schaltrelais dieses angezogen hält, nachdem über die Temperaturregler-Kontaktanordnung das Schaltrelais angezogen ist.
Durch diese Schaltung ist erreicht, daß bei einer Spannungsrückkehr nach einem Netzausfall oder einem sonstigen Abschalten des Heißwasserspeichers nicht die leistungsstarke Heizleistungsstufe sofort, sondern zunächst die leistungsschwache Heizleistungsstufe einschaltet. Ein zusätzliches Bauelement, wie ein Nullspannungsrelais oder ein Bimetallregler, sind hierfür nicht erforderlich.
Lediglich die Kontaktanordnung des ohnehin nötigen Temperaturreglers muß entsprechend ausgelegt und mit den Kontakten des Schaltrelais verschaltet sein. Solche Schaltungsmaßnahmen sind einfach und mit geringem Qu»-wand durchzuführen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Temperaturregler-Kontaktanordnung die Reihenschaltung des Kontakts des Schaltrelais und eines bei Solltemperatur öffnenden weiteren Temperaturreglerkontakts parallelgeschaltet, wobei die niedrige Heizleistungsstufe im geschlossenen Zustand dieses Temperaturreglerkontakts eingeschaltet ist.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Temperaturregler-Eontaktanordnung von zwei in Reihe geschalteten Kontakten gebildet, die beide zusammen nur in dem Temperaturbereich geschlossen sind und von denen einer außerhalb des Temperaturbereichs offen ist.
Der Temperaturbereich beträgt vorzugsweise 1 K bis 5 K.
Er liegt bevorzugt zwischen 500C und 600C.
Weitere vorteilhaf-te Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Unteransprüchen. Die figur zeigt den Schaltplan eines elektrischen Heißwasserbereiters.
An die Phasen L1, L2, L3 eines Wechselstromnetzes sind elektrische Heizkörper 1, 2 und 3 eines Heißwasserbereiters angeschlossen. Jeder Heizkörper 1, 2 und 3 hat beispielsweise eine Leistung von 7 kW. Der Heißwasserbereiter weist ein Schaltrelais mit einer Relaiswicklung S und Schaltkontakten S1, S2 und S3 auf. Außerdem ist der Heißwasserbereiter mit einem Temperaturregler versehen, der einen Temperaturfühler T und Temperaturreglerkontakte T54, T55 und T85 aufweist. Der Temperaturfühler T erfaßt die Wassertemperatur des Warmwasserspeichers.
Weiterhin ist ein Sicherheitstemperaturbegrenzer mit Kontakten B1, B2 und B3 vorgesehen.
Zwischen den Phasen L1 und L2 liegen in Reihe der Kontakt B3, der Heizkörper 9 der Schaltkontakt S3 und der Kontakt B1. Zwischen den Phasen L2 und L3 liegen in Reihe der Kontakt B3, der Heizkörper 1, der Schaltkontakt S1 und der Kontakt B2. Zwischen den Phasen L3 und L1 liegen in Reihe der Kontakt B2, der Schaltkontakt S1, der Heizkörper 3, der Temperaturreglerkontakt T85 und der Kontakt B1. Parallel zur Reihenschaltung des Heizkörpers 3 und des Schaltkontakts S1 liegt die Relaiswicklung S in Reihe mit dem Schaltkontakt S2. Parallel zur Reihenschaltung aus dem Schaltkontakt S2, dem Temperaturreglerkontakt T85 und dem Kontakt B1 liegen in Reihe die Temperaturreglerkontakte T55 und T54.
Der Temperaturreglerkontakt T54 ist bei Temperaturen unter 540C geöffnet und bei höheren Temperaturen geschlossen. Der Temperaturreglerkontakt T55 ist bei Temperaturen unter 55°C geschlossen und bei höheren Temperaturen geöffnet. Der Temperaturreglerkontakt T85 ist bei Temperaturen unter 850 c geschlossen. Er öffnet bei einer Wassertemperatur von 85 0C.
Die Schaltkontakte S1, S2 und S3 sind geöffnet, wenn die Relaiswicklung S nicht an Spannung liegt. Wird die Relaiswicklung S an Spannung gelegt, dann schließen die Kontakte S1, S2 und S3. Sind die Schaltkontakte S1, S2 und 53 geöffnet und der Temperaturreglerkontakt T85 geschlossen, dann heizen die Heizkörper 1 und 3 in Reihenschaltung. Im Beispielsfalle beträgt die Heizleistung 3,5 kW. Sind die Schaltkontakte S1, 52 und S3 und der Temperaturreglerkontakt T85 5 geschlossen, dann liegen die Heizkörper 1, 2 und 3 in Dreieckschaltung.
Es ist dann (lie höhere Heizleistungsstufe, im Beispielsfalle 21 kW, wirksam.
Die Funktionsweise der Schaltung beim Aufheizen des Warmwasserspeichers ist etwa folgende: Geht man davon aus, daB die Wassertemperatur unter 540C liegt, dann stehen die Schaltkontakte Sl, S2 und S3 in der in der Figur dargestellten Stellung. Über den Temperaturreglerkontakt T.5 arbeiten die Heizkörper 1 und 3.
Wird die Temperatur von 540C erreicht, dann schließt auch der Temperaturreglerkontakt T54. Die Relaiswicklung S liegt über die Temperaturreglerkontakte T55 und T54 an Spannung, Dadurch schließen die Schaltkontakte sl, S2, S3, Es ist jetzt die größere Heizleistungsstufe eingeschaltet.
Sobald eine Temperatur von 550C erreicht ist, öffnet der Temperaturreglerkontakt T55. Über den geschlossenen Schaltkontakt S2 bleibt die Relaiswicklung S an Spannung.
Die Schaltkontakte S1, S2 und S3 bleiben geschlossen.
Sobald die Solltemperatur von 85°C erreicht ist, öffnet der Temperaturreglerkontakt T85. Die Relaiswicklung S liegt nicht mehr an Spannung, Die Schaltkontakte S1, S2 und S3 öffnen. Der Warmwasserbereiter ist abgeschaltet.
Die Funktionsweise der Schaltung beim Abkühlen des Warmwasserspeichers ist etwa folgende: Sinkt die Temperatur im Warmwasserbereiter unter 85°C, dann schließt der Temperratureglerkontakt T85. Der Temperaturreglerkontakt T54 bleibt geschlossen. Der Temperaturreglerkontakt T55 bleibt geöffnet. er Heißwasserbereiter arbeitet jetzt wieder mit der kleineren Heizleistungsstufe. Kühlt der Warmwasserspeicher bis zu einer Temperatur von etwa 54°C ab, dann schließt der Temperaturreglerkontakt T55. Da der Temperaturreglerkontakt T54 noch geschlossen ist, erhält die Relaiswicklung S Spannung, so daß die Schaltkontakte S1, 52 und 53 schließen. Der Warmwasserbereiter arbeitet jetzt mit seiner höheren Heizleistungsstufe von 21 kW. Kühlt der Warmwasserspeicher trotzdem weiter ab, dann öffnet der Temperratureglerkontakt T54. Die Schaltkontakte S1, S2 und S3 bleiben geschlossen, so daß die größere Heizleistungsstufe eingeschaltet bleibt.
Die Funktionsweise der beschriebenen Schaltung ist bei einem Netzausfall etwa folgende: Fällt das Netz aus, dann wird die Relaiswicklung S stromlos, so daß die Schaltkontakte S1, S2 und S3 öffnen.
Das Wasser des Warmwasserspeichers wird sich abloihlen.
Kehrt die Netzspannung zurück, dann werden die in Reihe liegenden Heizkörper 1 und 3 wirksam. Es ist also die kleine Heizleistung eingeschaltet. Dies gilt sowohl für o Wassertemperaturen über etwa 55 C als auch für tiefere Wassertemperaturen. Erst wenn dann nach dem Einschalten der kleineren Heizleistungsstufe die Wassertemperatur die Temperatur von etwa 550C über- oder unterschreitet, wird die größere Heizleistungsstufe eingeschaltet.
Der Temperaturbereich, in dem die beiden Temperaturreglerkontakte T35 und T54 gleichzeitig geschlossen sind, wird möglichst klein gewählt. Im Beispielsfalle beträgt er 1 M. In anderen Ausführungsbeispielen hat sich jedoch auch ein Temperaturbereich von 5 K als geeignet erweisen. Der Temperaturbereich, bei dem die beiden Temperraturegelegkontakte T55 und T5L! gleichzeitig geschlossen sind, liegt im Beispielsfalle zwischen 54°C und 55°C. Bei anderen Ausfürhungsbeispielen könnte der Temperaturbereich jedoch auch auf Temperaturen im Bereich von 30°C oder 60°C gelegt werden. Günstig ist die Lage des Temperaturbereichs zwischen 500C und 60°C, da dann ein ausgewogens Verhältnis zwischen der Heizung mit der rößeren Heizleistung und der Heizung mit der kleineren Heizleistung gegebebn ist.
Um ein manuelles Einschalten der größeren Heizleistungsstufe zu ermöglichen, ist dem Schaltkontakt S2 ein Tastschalter 4 parallelgeschaltet.
Bei der beschriebenen Schaltung liegen die Kontakte T55, T54 und S2 im Steuerkreis. Sie werden also nicht von den hohen durch die Heizkörper 1, 2 oder 3 fließenden Strom durchflossen. Dies mindert deren Kontaktbelastung.
Um ein Anfallen des Schaltrelais bei einem kurzzeitigen, z.B. im Milli-Sekundenbereich liegenden Netzausfall zu vermeiden, kann dieses abfallverzögernd ausgebildet sein.

Claims

Patentansprüche 1. Elektrischer Heißwasserbereiter, insbesondere Warmesserspeicher, mit in wenigstens zwei Heizleistungsstufen schaltbaren Heizkörpern und mit einer Temperaturregler-Kontaktanordnung in Reihe zur Wicklung eines Schaltrelais, das bei Netzausfall abTä,llt und nach einem Netzausfall zunächst eine niedrige Heizleistungsstufe einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregler-Kontaktanordnung (T55, T54) nur in einem Temperaturbereich das Schaltrelais (S, S1, S2, S3) zur Einschaltung der hohen Heizleistungsstufe betätigt, der kleiner ist als die halbe Differenz zwischen der minimalen und der maximalen Wassertemperatur und der zwischen 20 0C und 70 0C liegt, und daß ei.n Kontakt (S2) des Schaltrelais dieses angezogen hält, nachdem über die Temperaturregler-Kontaktanordnung (T55, T54) das Schaltrelais (S, S1, S2, S3) angezogen ist.
2. Elektrischer Heißwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturregler-I*ontaktanordnung (T55, T54) die Reihenschaltung des Kontakts (52) des Schaltrelais (s, S1, S2, S3) und eines bei Sol.ltemperatur öffnenden weiteren Temperaturregl erkontakts (T85) parallelgeschaltet ist, wobei die niedrige Heizleistungsstufe im geschlossenen Zustand dieses Temperaturreglerkontakts (T85) eingeschaltet ist,
3. Elektrischer Heißwasserbereitsr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregler-ontaktanordnun.g von zwei in Reihe geschalteten Kontakten (T55, T54) gebildet ist, die beide zusammen nur in dem Temperaturbereich geschlossen sind und von denen einer außerhalb des Temperaturbereichs offen ist.
4. Elektrischer Heißwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturbereich etwa zwischen 500C und 600C liegt.
5. tlektrischer Heißwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturbereich 1 K bis 5 K beträgt.