DE9413953U1 - Steuerung für eine elektrische Beheizungseinrichtung - Google Patents

Description

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DIPL.-ING. HORST ROSE DIPL.-ING. PETER ROSEl DlPLMNG¹. PETER SOBISCH

PATENTANWÄLTE ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT - EUROPBXN PATENT ATTORNEYS

Patentanwälte Rose, Kosel & Sobisch · Odastrasse 4a

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Germany

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Ihr Zeichen/Your ref. UnserZeicheiVOurref. Datum/Date

^2708/9 31. August 1994

Böhm GmbH S Co. KG

BESCHREIBUNG

Steuerung für eine elektrische Beheizungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Elektrische Beheizungseinrichtungen, die beispielsweise zur Beheizung von in Rohrleitungen strömenden fließfähigen Medien benutzt werden, sind in vielfältiger Form bekannt. Die genannten Medien sind häufig nur in einem bestimmten Temperaturintervall fließ- und damit pumpfähig, so daß der Zweck der Beheizungseinrichtung darin besteht, diesen Zustand zu erhalten. Es sind die Rohrleitungen im Regelfall mit einer ausreichenden Wärmeisolierung versehen, um den erforderlichen Energieaufwand in Grenzen zu halten.

Die Beheizungseinrichtung ist mit einer Steuerung versehen, die unter anderem der Einstellung der

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Ol Heiztemperatur oder auch des Temperaturbereichs, der Einstellung einer Höchst- oder auch Tiefsttemperatur usw. dient und es ist diese Steuerung mit entsprechenden Meßfühlern ausgerüstet, die mit der jeweiligen Rohrleitung zwecks Temperaturmessung des Mediums zusammenwirken. Die Beheizungseinrichtungen müssen darüber hinaus mit einer Fehlerstromschutzschaltung ausgerüstet sein, um unzulässige Berührungsspannungen zu vermeiden, die beispielsweise als Folge eines Heizleiterbruches oder einer sonstigen Beschädigung entstehen können, als deren Folge ein Kontakt zwischen einem elektrischen Leiter einerseits und einem metallischen Teil der Steuerung und/oder der Rohrleitung entsteht, der seinerseits eine Gefahrenquelle darstellt. Bekannt sind in diesem Zusammenhang Fehlerstromschutzschaltungen, bei denen ausgehend von einer Erfassung der Ströme der Heizleiter mittels eines Summenstromwandlers Leiterbeschädigungen festgestellt werden, wobei im Falle eines unzulässig hohen Fehlerstromes über einen Steuerschalter über ein zugehöriges Hauptschütz die Abschaltung der Beheizungseinrichtung ausgelöst wird. Gerechnet wird bei derartigen Schutzschaltern mit einem Auslöse-Fehlerstrom von beispielsweise 30 mA bis 0,5 A. Diese Schutzschalter sollten zwecks Prüfung der Beheizungseinrichtung, insbesondere des Zustands der Heizleiter leicht zugänglich angeordnet sein, d.h. in unmittelbarer Nähe sonstiger Steuer- und Anzeigeeinrichtungen der genannten Steuerung .

Letztere Ausgangssituation bringt jedoch die folgenden Probleme mit sich:

Der genannte Schutzschalter, die elektronischen Baugruppen der Steuerung und die zu überwachende Energieleitung befinden sich in unmittelbarer Nähe zueinander. Es

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Ol besteht somit die Gefahr, daß von den unvermeidbaren Oberwellenanteilen des für den Betrieb der Beheizungseinrichtung benutzten Wechselstromes Störfelder ausgehen, die in Wechselwirkung mit den hochempfindlichen elektronischen Baugruppen der Steuerung treten. Die elektromagnetische Verträglichkeit des Gesamtsystems kann aus diesem Grunde in manchen Fällen infrage gestellt sein.

Für relativ große elektrische Leistungen sind Systeme verfügbar, bei denen ein Schutzschalter räumlich getrennt von einem Wandler angeordnet ist. Der Schutzschalter, ein elektromechanisches Bauteil, beansprucht andererseits ein sehr großes Bauvolumen und läßt sich schlecht in mit elektronischen Baugruppen bestückte Steuerungen einfügen. Zur Zeit sind Schutzschalter mit getrennten Wandlerteilen jedenfalls für elektrische Beheizungen mit vergleichsweise kleinen Lastströmen von z.B. 25 A auf dem Markt nicht verfügbar.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Schutzschaltung der eingangs bezeichneten Art dahingehend auszugestalten, daß in einfacher Weise eine räumliche und funktioneile Zusammenfassung der Fehlerstroraschutzschaltung und der sonstigen, auf der Basis elektronischer Baugruppen erstellten Steuerung gegeben ist. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Schutzschaltung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.

Wesensmerkmal der erfindungsgemäßen Steuerung ist somit eine Fehlerstromschutzschaltung, die aus einem Stromwandler und einem mit diesem zusammenwirkenden elektronischen Schaltkreis besteht, wobei sämtliche Bedienelemente der Fehlerstromschutzschaltung in einem einheitlichen Bedienfeld mit denjenigen der Temperatursteuerung

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Ol zusammengefaßt sind, so daß eine für den jeweiligen Bediener bequeme Nutzung der Beheizungseinrichtung gegeben ist. Über das einheitliche Bedienfeld stehen dem Nutzer somit sämtliche Informationen, die den elektrisehen Betrieb bzw. den elektrischen Zustand der Beheizungseinrichtung betreffen, zur Verfügung und es können ferner von diesem Bedienfeld sämtliche üblichen Testfunktionen ausgelöst werden. Die räumliche Trennung des unmittelbar mit den Heizleitern zusammenwirkenden Stromwandlers von dem genannten elektronischen Schaltkreis eliminiert elektromagnetische Wechselwirkungen der Heizleiter und der hinsichtlich der Einstreuung von Fremdfeldern empfindlichen elektronischen Baugruppen. Dadurch, daß der Stromwandler unmittelbar mit einem elektronischen Schaltkreis und nicht mit einem elektromechanischen Bauelement zusammenwirkt, ist dieser in einfachster Weise in die, üblicherweise im Rahmen der Temperatursteuerung eingesetzten sonstigen elektronischen Baugruppen integrierbar.

Der mit dem Stromwandler zusammenwirkende elektronische Schaltkreis ist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 als integrierter Schaltkreis (IC) ausgebildet, durch dessen äußere Beschaltung die Funktionen eines herkömmlichen elektromechanischen Steuerschalters nachgebildet sind. Ein herkömmlicher Steuerschalter wird bekanntlich eingangsseitig mit dem Signal des Stromwandlers beaufschlagt und steht ausgangsseitig beispielsweise mit dem Hauptschütz des Heizleiterkreises oder einem mit diesem funktionell vergleichbaren Bauelement in Verbindung. Er steuert das Hauptschütz nach Maßgabe der, über dem Stromwandler übertragenen Meßwerte, bei dem es sich beispielsweise um einen Summenstromwandler handeln kann.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das

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Ol zeichnerisch schematised) wiedergegebene Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt das Bedienfeld der Steuerung einer erfindungsgemäßen elektrischen Beheizungseinrichtung, welch letztere jedoch zeichnerisch nicht dargestellt ist. Die Felder 1, 2 und 3 beinhalten in dieser Reihenfolge Digitalanzeigen betreffend den Heizstrom, die Heiztemperatur und eine Begrenzungstemperatur. Die vertikal untereinander angeordnete Lampen- bzw. Leuchtpunktfolge beinhaltet jeweils Betriebs- und Störanzeigen, wohingegen das Feld 5 sämtliche ßetätigungselemente unter anderem der Fehlerstromschutzscirjaltung beinhaltet. Es handelt sich hierbei im einzelnen um einen Testschalter 6, einen Reset-Schalter 7, einen Lampentestschalter 8 sowie einen Ein/Aus-Schalter 9. Ebenfalls in dem gleichen Feld 5 sind Schalter für die Heiztemperatur, die Begrenzertemperatur sowie für die Umstellung der Meßwertanzeige auf die Darstellung der jeweiligen Ist- und Sollwerte untergebracht.

Man erkennt, daß die mit der erfindungsgemäßen Schutzschaltung ausgerüstete Steuerung eine übersichtliche Zusammenfassung sämtlicher Bedienelemente der eigentlichen Temperatursteuerung und der Fehlerschutzschaltung beinhaltet.

Erreicht wird diese Zusammenfassung von Elementen der Fehlerstromschutzschaltung und der sonstigen Steuerung dadurch, daß die Funktion des elektromechanischen Schutzschalters erfindungsgemäß durch einen elektronischen Schaltkreis, einen IC ersetzt wird, der in einer,

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Ol an die Funktion des Schutzschalters angepaßten Weise eine äußere Beschaltung erfährt. Der IC ist problemlos in die übrigen elektronischen Baugruppen der Steuerung integrierbar und wirkt seinerseits eingangsseitig mit einem Wandler zusammen, wobei aufgrund der räumlichen Trennung des IC und des Wandlers die Gefahr elektromagnetischer Einstreuungen in die elektronischen Schaltkreise eliminiert ist. Wesensmerkmal der erfindungsgemäßen Steuerung ist somit einerseits ein Leistungsteil, welches unter anderem einen, mit den zu überwachenden Energieleitungen unmittelbar zusammenwirkenden Wandler und andererseits ein Meß- und Steuerteil aufweist, welches unter anderem einen, die elektrischen Funktionen des herkömmlichen Steuerschalters übernehmenden IC aufweist, der demzufolge seinerseits wieder mit dem Leistungsteil zusamenwirkt, um im Falle unzulässig hoher Fehlerströme eine Abschaltung der Beheizungseinrichtung auszulösen. Das Meß- und Steuerteil der Steuerung enthält somit praktisch keine elektromechanischen Bauteile und ist ausschließlich aus elektronischen Baugruppen aufgebaut, deren Integration in einem größeren Funktionszusammenhang keinerlei Schwierigkeiten bereitet.

Es ergibt sich insgesamt eine bedienerfreundlich ausgelegte, von elektromagnetischen Störungen der zu überwachenden Energieleitung freie, auch alle Funktionen einer Fehlerschutzschaltung beinhaltende Steuerung mit einem einheitlichen Bedien- und Anzeigefeld.

Claims (3)

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   Telefon (05382)4038 Telex957422siedpd Telefax (05382)4030

   ihr Zeichen/Your ref. UnserZeichen/Ourref. Datum/Date

   ^2708/9 31. August 1994

   Böhm GmbH & Co. KG

   ANSPRÜCHE

   1. Steuerung für eine elektrische Beheizungseinrichtung,

   - mit einem Leistungsteil, einem unter anderem der Temperatursteuerung dienenden Steuerteil und einer

   Fehlerstromschutzschaltung,

   - wobei die Fehlerstromschutzschaltung unter anderem einen Stromwandler zur Erfassung der Heizleiterströme aufweist,

   dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Fehlerstromschutzschaltung ferner einen elektronischen Schaltkreis zur Auswertung der Meßwerte des Stromwandlers sowie zur Steuerung des Leistungsteils nach Maßgabe dieser Meßwerte aufweist und

   - daß die Bedienelemente der Fehlerstromschutzschal-

   -2-PS/La

   ßanKtonto: NORO/LS, NL Bad Gandersheim (BLZ 250 500 §J£ ^ta-*Kjr ,&2.1.18 370' T^stgirplvinti): Postgiroamt Hannover (BLZ 250100 30), Kto ,-Nr. 667 \ 5-307

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   Ol tung räumlich mit denjenigen der Temperatursteuerung in einem einheitlich Bedienfeld zusammengefaßt sind.
2. 2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   - daß der elektronische Schaltkreis als IC ausgebildet ist, durch dessen äußere Beschaltung die Funktionen eines Steuerschalters nachgebildet sind, der mit dem Leistungsteil in Wirkverbindung steht.
3. 3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

   - daß der Stromwandler im Leistungsteil der Steuerung angeordnet ist.