DE3535990A1

DE3535990A1 - Kombiniertes speicher-direktheizgeraet

Info

Publication number: DE3535990A1
Application number: DE19853535990
Authority: DE
Inventors: Paul Hahn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1987-04-16

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein als Zusatzheizung verwendbares elektrisches Heizgerät, das als kombiniertes Speicher-Direktheizgerät konzipiert ist.

Die Elektrizitäts-Versorgungsunternehmen genehmigen in der Regel gebührenfrei nur Direktheizgeräte bis zu einer Leistung von maximal 2 kW. Eine solche Leistung ist aber zur Beheizung größerer Räume ungenügend. Außerdem ist die elektrische Direktbeheizung verhältnismäßig teuer, da hierbei im allgemeinen der billige Nachtstromtarif nicht ausgenutzt werden kann.

Nachtspeicherheizungen haben andererseits den Nachteil, daß in den frühen Abendstunden, in denen auf eine behagliche Raumtemperatur besonderen Wert gelegt wird, die Speicherwirkung der Heizung weitgehend erschöpft ist. Dies ist insbesondere bei tiefen Außentemperaturen nachteilig. Außerdem benötigen Nachtspeicherheizungen zumindest vom Versorgungsteil des Nachttarifstromes an ein doppeltes Versorgungsleitungssystem.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein als Zusatzheizung verwendbares elektrisches Heizgerät zu schaffen, das als Einzelraumheizung insbesondere als Übergangsheizung verwendet werden kann und die gewünschte Wärmemenge preisgünstig unter Ausnutzung des Nachtstromtarifs preisgünstig zur Verfügung stellen kann und das andererseits zu Zeiten erhöhten Wärmebedarfs unabhängig von der 2-kW-Begrenzung größere Wärmemengen zur Verfügung stellen kann.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß in einem Gehäuse ein Direktheizteil, bestehend aus Direktheizkörpern, die stufenweise bis zu einer Gesamtleistung von 2 kW einschaltbar sind, ein Speicherheizteil, bestehend aus Speicherheizkörpern mit einer Gesamtleistung von 2 kW und Speichersteinen, und ein Lüfter vereinigt sind.

Dabei können die Direktheizkörper und der Lüfter im unteren Teil des Gehäuses angeordnet sein, während die Speicherheizkörper und die Speichersteine im oberen Teil des Gehäuses angeordnet sein können. Bei einer solchen Anordnung führt ein waagerechter Zuluftkanal zum Direktheizkörper und zum Lüfter. Von dem waagerechten Zuluftkanal zweigt ein senkrechter Zuluftkanal zum Speicherheizteil ab. Dieser Zuluftkanal ist ein Teil der Luftdurchtrittskanäle des Speicherheizteils, sie sind beispielsweise in Form eines kopfstehenden U ausgebildet, das um die Speicherheizkörper herumführt, wodurch erreicht wird, daß die um den Speicherheizkörper herumstreichende Luft gleichmäßig erwärmt wird.

Die Speichersteine bestehen vorzugsweise aus Magnesitsteinen.

Das erfindungsgemäße Heizgerät ist elektrisch so geschaltet, daß für das Direktheizteil und das Speicherheizteil jeweils getrennte Stromkkreise vorgesehen sind. Dabei ist zwischen den Stromkreis des Direktheizteils und den Stromkreis des Speicherheizteils ein Stufenthermostat so dazwischengeschaltet, daß bei nachlassender Wärmeabgabe aus dem Speicherheizteil das Direktheizteil zugeschaltet wird. Dazu kann beispielsweise ein Temperaturfühler im Speicherheizteil vorgesehen sein, der über eine Leitung die der Temperatur des Speicherheizteils entsprechenden Signale an den Stufenthermostaten abgibt. Der Stufenthermostat schaltet dann dementsprechend die einzelnen Schaltaggregate des Direktheizteils ein, die über eine Betätigungsvorrichtung mit dem Stufenthermostaten verbunden sind. Auf diese Weise kann das Direktheizteil nur dann eingeschaltet werden, wenn das Speicherheizteil nicht mehr die volle Wärmeabgabe erreicht oder erschöpft ist.

In den Stromkreis des Speicherheizteils ist ein Speicherthermostat oder Aufladeregler geschaltet, mit dem die Ladekapazität des Speicherheizteils regelbar ist. Dadurch läßt sich die Speicherkapazität den Witterungsbedingungen und den individuellen Wünschen anpassen.

In den Stromkreis des Direktheizgeräts ist ein Raumtemperaturregler geschaltet, mit welchem auch der Verbrauch des Direktheizgeräts geregelt werden kann.

Die beiden getrennten Stromkreis für das Speicherheizteil und das Direktheizteil können beispielsweise über einen Schütz umgeschaltet werden. Dabei kann der Schütz über einen dritten Stromkreis angesteuert werden, der durch einen mit dem Aufladeregler des Speicherheizteils zusammen schaltbaren Schalter geschaltet wird. Die Schaltung ist so angeordnet, daß beim Einschalten des Aufladereglers gleichzeitig der Schütz so geschaltet wird, daß der Stromkreis des Speicherheizteils geschlossen und der Stromkreis des Direktheizteils geöffnet wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß jeweils nur einer der beiden unabhängigen Stromkreise eingeschaltet werden kann.

In den Schützstromkreis kann ein Rundsteuerempfänger einschaltbar sein, der den Schütz z. B. zeitabhängig einschalten kann, beispielsweise wenn ein Nachtstromtarif in Anspruch genommen wird. Solche Rundsteuerempfänger zur Einschaltung eines Nachtstromes sind bekannt. Die vorliegende erfindungsgemäße Schaltung gibt jedoch die Möglichkeit, zusammen mit dem Rundsteuerempfänger einen Betriebsstundenzähler vorzusehen, der in den Betriebsstundenzähler integriert ist. Dadurch entfällt der zusätzliche Aufwand für einen zusätzlichen Nachtstromzähler mit der gesamten hierfür erforderlichen Installation.

Wenn kein Rundsteuerempfänger in den Stromkreis des Schütz eingeschaltet werden soll, so können dessen Anschlüsse einfach überbrückt werden.

Der Lüftermotor wird zweckmäßigerweise so in den Stromkreis des Direktheizteils geschaltet, daß er direkt über den Raumtemperaturregler eingeschaltet werden kann, wobei der Stufenthermostat umgangen wird. Auf diese Weise wird es möglich, dem Heizgerät unabhängig davon, ob das Direktheizteil eingeschaltet ist oder nicht, Wärme entweder aus dem Speicherheizteil oder aus dem Direktheizteil zu entnehmen.

Während des Speichervorgangs sind Lüfter und Direktheizteil abgeschaltet. Während des Heizens sind Lüfter und Direktheizung eingeschaltet, der Speicherheizteil ist abgeschaltet. Bei der Wärmeabgabe erfolgt diese zunächst über das Speicherheizteil, das Zuschalten der Direktheizung erfolgt über den Stufenthermostaten, der je nach Restwärme die Direktheizung stufenweise einschaltet.

Wird ein zeitlich begrenzter Billigstromtarif (Nachtstrom) ausgenutzt, so kann das Rundsteuergerät mit dem Betriebsstundenzähler bzw. der Meßeinheit als komplette Einheit plombierbar in das Heizgerät eingesetzt werden.

Das Heizgerät kann abwechselnd im Speicherbetrieb und im Heizbetrieb arbeiten, wobei es an einer normalen Lichtsteckdose betrieben werden kann, die mit 16 Ampere abgesichert ist. Die Anschlußleistung beträgt nur 2 kW. Die Wärmeabgabe kann aber je nach Benutzungszeit wesentlich größer sein als die Aufnahmeleistung des Geräts. Dies zeigt die folgende Übersicht:

Gerät 1

2 kW Speicherleistung - 2 kW Direktheizung
8 Std. Speichern - 6 Std. Heizen (16 12 kW) = 28 kW
= 4,67 kW/Heizungsstunde
8 Std. Speicher - 8 Std. Heizen (16 16 kW) = 32 kW
= 4 kW/Heizungsstunde
8 Std. Speichern - 12 Std.Heizen (16 24 kW) = 40 kW
= <33 kW/Heizungsstunde

Gerät 2

2 kW Speicherleistung - 1 kW Direktheizung
8 Std. Speichern - 6 Std. Heizen = 21 kW = 3,67 kW/Std.
8 Std. Speichern - 8 Std. Heizen = 24 kW = 3,00kW/Std.
8 Std. Speichern - 12 Std. Heizen = 28 kW = 2,33 kW/Std.

Gerät 3

1,5 kW Speicherleistung - 1,5 kW Direktheizung
8 Std. Speichern - 6 Std. Heizen = 21 kW = 3,5 kW/Std.
8 Std. Speichern - 8 Std. Heizen = 24 kW = 3,0 kW/Std.
8 Std. Speichern - 12 Std. Heizen = 30 kW = 2,5 kW/Std.

Das erfindungsgemäße Heizgerät hat also den Vorteil, eine größere Wärmemenge zu liefern als ein Direktheizgerät. Trotzdem kann das Heizgerät ohne besondere Genehmigung durch das Elektrizitäts-Versorgungsunternehmen betrieben werden. Das kombinierte Speicher-Direktheizgerät ist hauptsächlich für die Übergangs- und Sommerheizung gedacht. Da in dieser Zeit dem Netz wenig Nachtstrom entnommen wird, würde das Gerät für eine gleichmäßigere Auslastung der Versorgungsnetze sorgen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben, wobei alle in der Figurenbeschreibung enthaltenen Merkmale als erfindungswesentlich angesehen werden.

Fig. 1 zeigt eine Außenansicht des Heizgerätes von vorn;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Heizgerät mit der Schnittrichtung von vorn nach hinten; und

Fig. 3 zeigt den Schaltplan für das Heizgerät einschließlich des integrierbaren Betriebsstundenzählers.

Die Fig. 1 läßt das Speicher-Direktheizgerät 10 in einer Ansicht von vorn erkennen. Der größere obere Teil besteht aus dem Speicherheizteil 20, der untere kleinere Teil aus dem Direktheizteil 12. Beide Teile werden von einem Gehäuse 16 umschlossen, an dem auch die Bedienungselemente 48 angebracht sind. Das Gehäuse 16 ist auf Rollen 56 angeordnet.

Im vorderen Teil des Direktheizteils 12 sind Luftaustrittsschlitze 58, aus denen die erhitzte Luft austritt.

Der Innenaufbau des Speicherdirektheizgeräts 10 ist aus der Fig. 2 ersichtlich. Das Gehäuse 16 besteht aus dem unteren Teil 26, der das Direktheizteil 12 enthält. Das Gehäuse 16 ist im hinteren Teil durch Eingangsöffnungen 66 unterbrochen, durch die die zu erwärmende Luft in das Gehäuse 16 eintritt. An die Eingangsöffnungen 66 schließt sich ein waagerechter Zuluftkanal 32 an, der quer durch den unteren Teil 26 des Gehäuses 16 verläuft. In den Zuluftkanal 32 befindet sich eine Reglerklappe 68, die durch einen Bimetallregler regelbar ist. Im vorderen Teil des Zuluftkanals 30 befindet sich der Lüfter 18, der beispielsweise als Tangentiallüfter ausgebildet ist. In Strömungsrichtung unmittelbar hinter dem Lüfter 18 sind die Direktheizkörper 14 angebracht, in der Fig. 2 beispielsweise in Form von zwei Heizstäben mit einer Einzelleistung von jeweils 1 kW. Vor den Heizstäben des Direktheizkörpers 14 sind im Gehäuse 16 die Luftaustrittsschlitze 58 angebracht.

Von dem waagerechten Zuluftkanal 30 zweigt im hinteren Teil des Gehäuses 16 ein senkrechter Kanal 34 ab, durch den die zu erwärmende Luft durch das Speicherheizteil 20 geleitet werden kann. Der senkrechte Kanal 34 ist der Eingang zu den Luftdurchtrittskanälen 38, die in Form eines umgekehrten U durch das Speicherheizteil 20 führen, derart, daß die zu erwärmende Luft zunächst durch den senkrechten Kanal 34 nach oben geführt wird, dann durch ein waagerechtes Teilstück 32, das an das Teilstück des senkrechten Kanals 34 anschließt, geführt wird, und schließlich durch eine senkrechte Abführung 70, die an das waagerechte Teilstück 32 anschließt, wieder nach unten in Richtung zum Lüfter 18 und zu den Luftaustrittsschlitzen 58 geführt wird.

Die gesamten Luftdurchtrittskanäle 38 sind von Speichersteinen 24 umgeben, die in der Mitte des Speicherheizteils 20 einen geschlossenen Block bilden, in denen sich sie Speicherheizkörper 22 befinden. An den Außenkanten und der Oberkante des Gehäuses 16 schließen die Speichersteine 24 unmittelbar an die Wand des Gehäuses 16 an und begrenzen so die Luftdurchtrittskanäle 38 nach außen hin. Auf diese Weise bilden die Speichersteine 24 einen Hohlraum für die Luftdurchtrittskanäle 38 in Form eines umgekehrten U.

Die senkrechte Abführung 70 als letzter Teil der Luftdurchtrittskanäle 38 mündet in den vorderen Teil des waagerechten Zuluftkanals 30 unmittelbar über dem Lüfter 18, aber noch hinter den Direktheizkörpern 14, sodaß ggflls unzureichend erwärmte Luft nach ihrem Durchtritt durch die Luftdurchtrittskanäle 38 noch durch die Direktheizkörper 14 weiter erwärmt werden kann.

Die elektrische Schaltung der einzelnen Stromkreise des Speicher-Direktheizgeräts 10 ist aus der Fig. 3 entnehmbar. Die Zufuhr des Stroms erfolgt über die beiden Anschlüsse Mp und L ₁, wobei die Leitung von L ₁ zunächst über einen Schalter 44 geführt wird, der zur Inbetriebnahme bzw. Außerbetriebnahme des Speicher- Direktheizgeräts 10 dient. Hinter dem Schalter 44 sind die beiden Versorgungsleitungen durch ein Anzeigegerät 72, beispielsweise eine Glimmlampe überbrückt, die den Einschaltzustand des Geräts anzeigt.

Hinter dem Anzeigegerät 72 verzweigen sich die einzelnen Stromkreise des Direktheizteils 12 und des Speicherheizteils 20. Die Verzweigung wird durch einen Schalter 74 bewirkt, der durch einen Schütz 36 geschaltet wird.

Wird der Schalter 74 durch den Schütz 36 in die "Ein"- Stellung für den Stromkreis 40 des Direktheizteils 12 geschaltet, so können die Direktheizkörper 14 eingeschaltet werden. Hierzu muß der Raumtemperaturregler 42 in eine Stellung gebracht werden, in der der hinter dem Schalter 74 im Stromkreis liegende Schalter 76 durch den Raumtemperaturregler 42 eingeschaltet wird. Bei eingeschaltetem Schalter 76 beginnt der Lüfter 18 zu laufen. Im Stromkreis 40 des Direktheizgeräts 12 liegt hinter dem Schalter 76 des Raumtemperaturreglers 42 der Stufenschalter 78 des Stufenthermostaten 46. Der Stufenschalter 78 schaltet die einzelnen Stufen der Direktheizkörper 14 ein. Ist mindestens ein Schaltglied des Stufenschalters 78 geschlossen, so ist der gesamte Stromkreis 40 des Direktheizteils geschlossen, sodaß das Direktheizteil 12 in Funktion treten kann.

Der Stufenthermostat 46 ist mit einer Regelvorrichtung 80 verbunden, die den Wärmeinhalt des Speicherheizteils 20 abfragt und bei Erschöpfung des Speichers über den Stufenthermostaten 46 den Stufenschalter 78 entsprechend dem zusätzlichen Wärmebedarf einschaltet. Das Direktheizteil 12 läßt sich somit erst in Betrieb nehmen, wenn das Speicherheizteil 20 keine Wärme mehr abgibt.

Der Raumtemperaturregler 42 ist mit einem Raumtemperaturturfühler 82 verbunden, der den Lüfter 18 und ggflls. den gesamten Stromkreis 40 des Direktheizteils 12 beim Erreichen einer vorgewählten Raumtemperatur abschaltet.

Der zweite Stromkreis 50 des Speicherheizteils 20 zweigt vor dem Schalter 74 des Schütz 36 von dem ersten Stromkreis 40 des Direktheizteils 12 ab. Der Schütz 36 kann entweder manuell oder durch ein Rundsteuergerät, beispielsweise einen Rundsteuer-Empfänger 62, bedient werden.

Im Stromkreis 50 des Speicherheizteils 20 liegt hinter dem Schalter 74 der als Doppelschalter wirkende Schalter 54, der über den Aufladeregler 52 gesteuert wird. Der Aufladeregler 52 steht mit einer Regelvorrichtung 84 in Verbindung, die den Wärmeinhalt des Speichers abfragt und den Schalter 54 über den Aufladeregler 52 erst dann schließt, wenn die Kapazität des Speichers erschöpft ist. Wenn sowohl der Schalter 74 als auch der Schalter 54 geschlossen sind, so ist der gesamte Stromkreis 50 des Speicherheizteils 20 geschlossen, der Speicher wird aufgeladen.

Von den beiden Stromkreisen 40 und 50 zeigt vor dem Schalter 74 noch ein dritter Stromkreis 60 über eine Sicherung 51 ab, der über den Schalter 54 zum Schütz 36 geführt ist. Wird der Schalter 54 durch den Aufladeregler 52 eingeschaltet, so liegt Spannung am Schütz 36, sodaß der Schütz den Stromkreis 50 des Speicherheizteils 20 einschalten kann. Der Stromkreis 60 ist durch zwei Anschlußbuchsen 2 und 3 unterbrochen, an die der Rundsteuer- Empfänger 62 angeschlossen werden kann. Ist kein Rundsteuer-Empfänger vorgesehen, wird also auf eine vom Versorgungsunternehmen vorgenommene Einschaltung eines Nachtstroms verzichtet, so werden die beiden Anschlußbuchsen 2 und 3 überbrückt.

Die Energieversorgung des Rundsteuer-Empfängers 62 wird über zwei Anschlußbuchsen 1 und Mp gewährleistet, die direkt an den Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen des gesamten Systems liegen. In den Rundsteuer-Empfänger 62 ist ein Betriebsstundenzähler integriert, der den Verbrauch eines verbilligten Stromtarifs mißt. Dadurch kann auf die Installation eines gesonderten Zählers mit den dafür erforderlichen Leitungen verzichtet werden.

Zusammenfassend besteht das als Zusatzheizung verwendbare elektrische Heizgerät aus einem Gehäuse, in dem ein Direktheizteil, bestehend aus Direktheizkörpern, die stufenweise bis zu einer Gesamtleistung von 2 kW einschaltbar sind, sowie ein Speicherheizteil, bestehend aus Speicherheizkörpern mit einer Gesamtleistung von 2 kW und Speichersteinen, und ein Lüfter vereinigt sind.

Für das Speicherheizteil und das Direktheizteil sind getrennte Stromkreise vorgesehen, wobei zwischen den Stromkreisen des Speicherheizteils und des Direktheizteils ein Stufenthermostat so zwischengeschaltet ist, daß bei nachlassender Wärmeabgabe aus dem Speicherheizteil das Direktheizteil zugeschaltet wird.

Claims

1. Als Zusatzheizung verwendbares elektrisches Heizgerät, dadurch gekennzechnet, daß in einem Gehäuse 16 ein Direktheizteil 12, bestehend aus Direktheizkörpern 14, die stufenweise bis zu einer Gesamtleistung von 2 kW einschaltbar sind, ein Speiheizteil 20, bestehend aus Speicherheizkörpern 22 mit einer Gesamtleistung von 2 kW und Speichersteinen 24, und ein Lüfter 18 vereinigt sind.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Direktheizkörper 14 und der Lüfter 18 im unteren Teil 26 des Gehäuses 16 und die Speicherheizkörper 22 und die Speichersteine 24 im oberen Teil 28 des Gehäuses 16 angeordnet sind.

3. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein waagerechter Zuluftkanal 30 zum Direktheizkörper 14 und zum Lüfter 18 führt, von dem ein senkrechter Zuluftkanal 34 zum Speicherheizteil 20 hin abzweigt.

4. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchtrittskanäle 38 des Speicherheizteils 20 in Form eines kopfstehenden U ausgebildet sind.

5. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichersteine 24 aus Magnesitsteinen bestehen.

6. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Direktheizteil 12 und das Speicherheizteil 20 getrennte Stromkreise 40, 50 vorgesehen sind.

7. Heizgerät nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stromkreis 40 des Direktheizteils 12 und den Stromkreis 50 des Speicherheizteils 20 ein Stufenthermostat 46 so zwischengeschaltet ist, daß bei nachlassender Wärmeabgabe aus dem Speicherheizteil 20 das Direktheizteil zugeschaltet wird.

8. Heizgerät nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis 50 des Speicherheizteils 20 über einen Speicherthermostaten bzw. Aufladeregler 52 regelbar ist.

9. Heizgerät nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daßder Stromkreis 40 des Direktheizteils 12 über einen Raumtemperaturregler 42 geregelt wird.

10. Heizgerät nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden getrennten Stromkreise 40, 50 über einen Schütz umschaltbar angeordnet sind.

11. Heizgerät nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schütz 36 über einen dritten Stromkreis 60 angesteuert wird, der durch einen mit dem Aufladeregler 52 zusammen schaltbaren Schalter 54 geschaltet wird.

12. Heizgerät nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daßin den dritten Stromkreis 60 ein Rundsteuer-Empfänger 62 zur Ansteuerung des Schütz 36 einschaltbar ist.

13. Heizgerät nach Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daßder Rundsteuer-Empfänger 62 einen Verbrauchs- bzw. Betriebsstundenzähler 64 enthält.

14. Heizgerät nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daßder Lüfter 18 mit dem Raumtemperaturregler 42 regelbar verbunden ist.