EP0697084A1 - Elektrospeicherheizgerät - Google Patents

Elektrospeicherheizgerät

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Publication number
EP0697084A1
EP0697084A1 EP95912206A EP95912206A EP0697084A1 EP 0697084 A1 EP0697084 A1 EP 0697084A1 EP 95912206 A EP95912206 A EP 95912206A EP 95912206 A EP95912206 A EP 95912206A EP 0697084 A1 EP0697084 A1 EP 0697084A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric storage
storage heater
regulator
discharge
heater according
Prior art date
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Granted
Application number
EP95912206A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0697084B1 (de
Inventor
Hans Latarius
Leo Kaim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KKW KULMBACHER KLIMAGERATE-WERK GMBH
Tekmar GmbH
Original Assignee
Tekmar Angewandte Elektronik GmbH and Co KG
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by Tekmar Angewandte Elektronik GmbH and Co KG filed Critical Tekmar Angewandte Elektronik GmbH and Co KG
Publication of EP0697084A1 publication Critical patent/EP0697084A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0697084B1 publication Critical patent/EP0697084B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2064—Arrangement or mounting of control or safety devices for air heaters
    • F24H9/2071—Arrangement or mounting of control or safety devices for air heaters using electrical energy supply
    • F24H9/2078—Storage heaters

Definitions

  • the invention relates to an electric storage heater with a storage core, a charging regulator that controls its charging, a power supply unit that supplies the charging regulator with voltage, and a fan for removing heat from the storage core.
  • a flap device which influences the heat dissipation and which influences the air passage through the storage core can also be provided.
  • the term "fan” also stands for a flap device of the type mentioned.
  • electric storage heaters also have a charge regulator which receives the release signal for the charge releases within low load times either directly or indirectly via a central control device which is jointly assigned to a storage device group. If necessary, the charge controller also receives a control signal via the central control device, which sets the setpoint of the storage core heat content depending on weather and time values as well as preset parameters. The actual value of Speicherkern- heat content 'is detected by a high temperature sensor, which is connected to the Aufladeregier. The output signal of the charge controller switches the power for charging the memory core directly or via an assigned power relay.
  • the heating comfort is largely determined by the discharge of the memory by means of at least one fan.
  • a combined charging and discharging regulator is already known, which can be accommodated with all the essential components in the housing of the electric storage heater.
  • This known controller combination can ensure optimum heating comfort, since a constant exchange of information can take place between the components of the charge and discharge controllers in relation to the state of the storage core and the room air temperature behavior.
  • these known combination regulations have not been able to adequately establish themselves on the market. This was because that combined charge and discharge controllers entailed a relatively high additional price on the storage heater, which could not be achieved on the market.
  • the invention has for its object to provide the ' technical prerequisites for improving the cost / benefit ratio and thus the acceptance of combined charging and discharging control systems in electrical storage units.
  • a discharge controller module can be coupled mechanically and electrically to the charge controller and / or another part of the electric storage heater via at least one detachable coupling device; and that the power supply unit supplying the charge controller is also provided for supplying power to the discharge controller module.
  • electrical signals representative of the setpoint and actual values of the storage core heat content can be transmitted to the discharge regulator module via the releasable coupling device; and that a fan control device can be electrically integrated into the fan control circuit via the releasable coupling device.
  • the invention creates the prerequisite for the fact that the variety of device types that previously conflicted with the introduction of cost-effective combination controllers with charging and discharging functions can be drastically reduced.
  • the basic functions of a charge controller are uniform and essential for practically all conventional electric storage heaters; the same also applies to the necessary measurement and influencing variables.
  • the functions and performance options of the discharge controller are largely determined by customer requirements and operating conditions.
  • the invention is based on the consideration that electric storage heaters can be produced inexpensively by all manufacturers with an individual design and basic equipment that fulfills the minimum functions. Basically, all manufacturers can offer their devices with essentially unchanged design and basic equipment. It is only important that all devices in the basic configuration have a simple interface (connector strip) with a uniform connector connection pattern, so that the controller modules which fulfill the discharge function, which may be customer-specific and production-specific, are connection-compatible with the components of the basic configuration and are simple can be plugged on. Only the power supply unit of the basic configuration is to be designed to be a little more powerful, so that the same power supply unit can also take over the power supply of the discharge regulator module to be plugged on.
  • the customer can therefore buy an electrical storage heater in the basic configuration from any storage device manufacturer, if appropriate according to the device design, and select the heating comfort as desired by suitable selection and, if necessary, retrofitting of a discharge controller.
  • the matching connection pattern between the electrical storage heater from any manufacture and the plug-in discharge controller increases the device series and increases the selection options. capabilities for the consumer, accordingly makes the installation or retrofitting of the advantageous combination control affordable and drastically reduces the assembly work even when replacing • controller components. Special assembly tools or knowledge are not required.
  • the charging regulator is designed as a detachable module, in particular a detachable plug-in module, can be mechanically coupled to the housing of the electric storage heater and via plug connections to the common power supply and at least one residual heat sensor is electrically connectable.
  • the discharge controller contains a microcontroller with a microprocessor memory.
  • a discharge controller is capable of learning. It acts as a room temperature optimizer.
  • the microprocessor receives information about the temperature of the memory core and thus the temperature response and the timing of the charge release. Furthermore, the room temperature and the setpoint of the room temperature are communicated to him via a suitable sensor. These actual and setpoints are continuously stored in the memory and, if necessary, passed on to the charging regulator as a disturbance variable via plug devices. With this disturbance variable, the input signal at the charging regulator can then be compensated for on a room-by-room basis, so that an individual-room temperature optimization is achieved.
  • the continuous detection of the room temperature, the temperature response, the detection of the core temperature, the gradient of the discharge curve, maximum and minimum values and the temperature difference, sudden changes in the room temperature (as a result of room ventilation) etc. enable the associated software of the microcontroller ongoing temperature and heating cost optimization.
  • the design of the discharge and charge regulator as plug-in modules also enables a particularly ergonomic arrangement of the associated setpoint adjuster.
  • the charging regulator is preferably arranged on the housing of the electric storage heater in such a way that a setpoint adjuster attached to the charging regulator is accessible from the outside.
  • an outer wall of the electrical storage heater can be provided with a recess through which a part of the plug-in module with the setpoint adjuster protrudes outwards from the housing, so that its actuator can be easily reached and adjusted by the user.
  • an infrared, radio or frequency-modulated remote control device can also be provided, both for setting the room temperature setpoint and the memory core temperature setpoint.
  • Detachable plug connections are preferably provided between the housing of the electric storage heater and the controller modules in the same or in parallel directions.
  • a common connector strip can be arranged, for example, vertically in the housing of the electric storage heater, and the various plug-in modules are inserted one above the other with a positive and / or non-positive connection into this common connector strip.
  • Push-button systems for example, can serve as mechanical connecting elements.
  • an additional switching function for example the plug-in module that switches the output of additional heating elements, can be coupled mechanically and electrically to a part of the electric storage heater and / or to the discharge controller module via at least one further releasable coupling device.
  • Figure 1 is a schematic circuit diagram and connection diagram of an embodiment of the controller combination of an electric storage heater according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic top view from the rear of a plug-in connector fixed to the device and serving as an interface and two controller modules mechanically and electrically connected to it;
  • FIG. 3 shows a view of the arrangement according to FIG. 2 from the front, the housing of the electrical storage heater being omitted for the sake of clarity;
  • FIG. 4A shows a perspective view of the housing exterior of a controller module
  • 4B shows a perspective view of the inside of the housing of the controller module
  • FIG. 5 shows a perspective partial view of an electric storage heater with externally detachable and adjustable controller modules
  • Fig. 6 is a front view of the mounting area of the
  • FIG. 7 shows a lateral plug arrangement of three plug modules on a plug strip in the electrical storage heater.
  • the two controllers 1 and 2 are designed as individual detachable plug-in modules which are accessible from the outside on the electric storage heater (ESH) and with little at least one device-fixed connector 3 or 3A, 3B can be coupled.
  • ESH electric storage heater
  • the charging regulator 1 is supplied with voltage on the input side via the contacts C and D of the plug connector 3A.
  • the release signal for the storage core charging within the low load period is supplied directly or indirectly from a central control device (ZSG) assigned to the overall project (apartment or house) via the contacts G and H of the connector strip 3A.
  • ZSG central control device
  • a guide voltage is derived from the discharge regulator 2 via a cable bridge 30 between the plug-in connectors 3A and 3B.
  • the actual value of the storage core heat content (instantaneous value of the state of charge of the storage core) is recorded by at least one residual heat sensor 4 arranged directly in or on the storage core and made available to the charging regulator 1 via the contact K.
  • the heat content setpoint of the memory core can be set via an externally accessible setpoint adjuster 5 and is made available as an electrical signal on the one hand at the contact L of the plug connector 3A to the charging regulator 1 and on the other hand via a prewired bridge 31 at the contact h of the plug connector 3B.
  • the electronic charge controller 1 is designed as an inexpensive analog unit that can take over all analog measurement and control signals directly;
  • the power supply unit 11 is integrated in the charging regulator 1 and is designed to be sufficiently powerful to be able to supply the discharge regulator 2 or other control components with operating current in addition to the charging regulator 1.
  • the actual and target values of the storage core heat content are amplified in a control amplifier 12; the amplifier output signal on line 13 forms the first input signal for a comparator 14.
  • the command or control signal (contacts G and H) is amplified by an amplifier 15 and fed to the comparator 14 via line 16 as a second input signal.
  • the output signal of the comparator 14 switches the electrical power for charging the memory core directly or via an assigned power relay.
  • the charging regulator 1 of the previously described exemplary embodiment of the invention differs from conventional, permanently installed charging regulators only in its design as an externally accessible and pluggable module and in the reinforced design of the power supply 11.
  • the discharge controller 2 can be coupled to the ESH via the device-side connector 3B serving as an interface and makes the control arrangement a convenient combination control.
  • This plug-in solution has the advantage of significant material, logistics (warehousing) and installation cost savings compared to known combination controls.
  • the discharge controller 2 is supplied with current from the power supply 11 of the charge controller via a bridge 32.
  • a microcontroller 21, which in the exemplary embodiment described contains a microprocessor and at least one memory with a suitable operating program and a working memory, forms the heart of this controller module.
  • the microcontroller 21 is electrically connected to the charging regulator 1 on the input side via an analog / digital converter 22 and on the output side via a digital / analog converter 23. Signals representative of the following quantities are supplied to the microcontroller 21:
  • the setpoint adjusters 5 and 6 can also be designed as remote control units, for example as radio-controlled units, in special designs.
  • the guide signals at the input of the amplifier 15 and thus the release of charge via the bridge 30 are controlled by the discharge controller, and via a bridge 34 the microcontroller generates a combination signal which, as a disturbance variable, the control amplifier 12 of the charge controller 1 is supplied and serves to compensate for the influence of the fan run according to the following description.
  • the main function of the discharge controller 2 and, accordingly, also of the microcontroller 21 is the control of a fan 8 via a motor controller 24.
  • the fan 8 installed in the ESH is hard-wired to the plug contact a.
  • a signal representative of the charge release (of the power supply company) is fed to the discharge controller 2 via the plug contact c.
  • the control line of an additional heater 9 is connected to the plug contact b of the plug connector 3B assigned to the discharge controller 2.
  • the microcontroller 21 can switch over to the additional heating in a manner known per se, above all if a peak demand that may arise cannot be covered or cannot be covered completely by the heat content of the storage core.
  • the signal "fan on” can be sent to the charging regulator 1, which then switches over to another charging characteristic during the discharge process in order to compensate for the influence of the fan running.
  • Incoming and outgoing compensation lines can be connected via contacts e and d of the 3B connector. These lines enable the microcontroller 21 to communicate with other discharge controllers in order to adapt the discharge powers, for example of several ESHs arranged in a room, and to optimize the room temperature.
  • the ESH is fully functional when equipped with the charging regulator 1.
  • FIGS. 4A and 4B show the mechanical components, in particular the housings of the charge regulators 1 and 2, from behind and from the front, respectively, in association with a continuous and device-specific connector strip 3.
  • the electrical components are shown in the representations according to Figures 2 and 4B omitted.
  • the housing 40 in both controller modules 1 and 2 has a matching, approximately box-shaped design. As can be seen in FIGS. 4A and 4B, the controller housings 40 are open towards the plug side. The interior of each housing is delimited by rectangular side walls 41, 42. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2 to 4, openings 47 are provided between the side walls 41 and 42 for receiving a possibly continuous device-specific connector strip 3.
  • each housing 40 is assigned a plug 46 (FIG. 4B), which is prewired to the respective controller contacts (FIG. 1) and, in connection with the device's own plug-in strip 3, the interface of the respective controller to the ESH or to the respective
  • pluggable bridges can also be provided subsequently, in order to give the installer the opportunity to make certain device adjustments or controller adjustments later.

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Abstract

Das Elektrospeicherheizgerät besteht in der Grundausstattung aus einem Speicherkern, einem dessen Aufladung steuernden Aufladeregler (1) und einem Lüfter (8) zum Abführen von Wärme aus dem Speicherkern. Der Aufladeregler ist als Steckmodul ausgebildet und über eine Steckkupplung (3A) mit dem ESH und zugehörigen Regel- und Meßkomponenten elektrisch und mechanisch gekoppelt. Ein Entladereglermodul (2) ist über wenigstens eine Steckleiste (3B) mit dem Aufladeregler und anderen Teilen des Elektrospeicherheizgerätes lösbar gekoppelt. Das den Aufladeregler versorgende Netzgerät (11) ist so ausgelegt, daß es auch den Entladeregler (2) mit Strom versorgen kann. Für die Soll- und Istwerte des Speicherkern-Wärmeinhalts repräsentative elektrische Signale werden über die lösbare Kupplungsvorrichtung (3B) zum Entladeregler (2) übertragen. Der Lüfter wird ebenfalls über die lösbare Kupplungsvorrichtung von einem Mikrokontroller (21) des Entladereglers (2) gesteuert. Durch Aufstecken des Entladereglers kann ein Elektrospeicherheizgerät in der Grundausstattung mit einer beliebig komfortablen, ggf. selbst lernenden Kombinationsregelung versehen werden.

Description

Elektrospeicherheizgerät
Die Erfindung betrifft ein Elektrospeicherheizgerät mit ei¬ nem Speicherkern, einem dessen Aufladung steuernden Aufladereg¬ ier, einem den Aufladeregier mit Spannung versorgenden Netzge¬ rät und einem Lüfter zum Abführen von Wärme aus dem Speicher¬ kern. Anstelle eines Lüfters kann auch eine die Wärmeabfuhr be¬ einflussende Klappenvorrichtung vorgesehen sein, die den Luft¬ durchgang durch den Speicherkern beeinflußt. Insofern steht der Begriff "Lüfter" auch für eine Klappenvorrichtung der genannten Art.
Elektrospeicherheizgeräte haben auch in einfachsten Ausfüh- rungsformen*, einen Aufladeregier, der entweder direkt oder indi¬ rekt über ein einer Speichergerätegruppe gemeinsam zugeordnetes Zentralsteuergerät das Freigabesignal für die Ladungsfreigäbe innerhalb von Schwachlastzeiten erhält. Gegebenenfalls erhält der Aufladeregier ebenfalls über das Zentralsteuergerät ein Steuersignal, das in Abhängigkeit von Witterungs- und Zeitwer¬ ten sowie voreingestellten Parametern den Sollwert des Spei- cherkern-Wärmeinhalts einstellt. Der Istwert des Speicherkern- Wärmeinhalts wird' von einem Hochtemperaturfühler erfaßt, der mit dem Aufladeregier verbunden ist. Das Ausgangssignal des Aufladereglers schaltet direkt oder über ein zugeordnetes Lei¬ stungsrelais die Leistung zur Aufladung des Speicherkernes.
Der Heizkomfort wird weitgehend durch die Entladung des Speichers mittels wenigstens eines Lüfters bestimmt. Aus der DE-PS 36 31 525 ist bereits ein kombinierter Auf- und Entlade¬ regler bekannt, der mit allen wesentlichen Komponenten im Ge¬ häuse des Elektrospeicherheizgerätes Aufnahme finden kann. Diese bekannte Reglerkombination kann einen optimalen Heizkom¬ fort gewährleisten, da ein ständiger Informationsautausch zwi¬ schen den Komponenten der Auf- und Entladeregler in Bezug auf den Zustand des Speicherkernes und das Raumlufttemperaturver- haltens stattfinden kann. Diese bekannten Kombinationsregelun¬ gen konnten sich trotz ihrer erheblichen betrieblichen Vorteile bisher im Markt nicht angemessen durchsetzen. Dies lag daran, daß kombinierte Auf- und Entladeregler einen verhältnismäßig hohen Mehrpreis auf das Speicherheizgerät bedingten, der im Markt nicht durchzusetzen war. Infolgedessen mußten unter¬ schiedliche Geräte mit Kombinationsregelung und alternativ mit einem einfachen Aufladeregier ohne Entladesteuerung hergestellt und lagermäßig geführt werden. Die Kosten der vorteilhaften Kombinationsregelung erhöhten sich noch durch Sonderanfertigun¬ gen zur Erfüllung spezieller Verbraucherwünsche. Alle Herstel¬ ler boten unterschiedliche Kombinationsregelsysteme an, die aufgrund ihrer kleinen Serien nicht kostengünstig angeboten werden konnten.
Häufig wurde auf die vorteilhafte Kombinationsregelung zu¬ gunsten einer einfachen Entladesteuerung über einen Raumthermo- staten verzichtet. Hier greift die Erfindung ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die' technischen Voraussetzungen dafür zu schaffen, daß das Kosten-/Nutzen-Ver¬ hältnis und damit die Akzeptanz von kombinierten Auf- und Ent- lade-Regelsystemen in Elektrospeichereinheiten verbessert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Elektrospeicherheizge¬ rät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß ein Entladereglermodul über wenigstens eine lösbare Kupplungsvorrichtung sowohl mechanisch, als auch elektrisch mit dem Aufladeregler und/oder einem anderen Teil des Elektrospei- cherheizgeräts koppelbar ist; und daß das den Aufladeregler versorgende Netzgerät auch zur Stromversorgung des Entladereglermoduls vorgesehen ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß für die Soll- und Istwerte des Speicherkernwärmeinhalts repräsentative elektrische Signale über die lösbare Kupplungs¬ vorrichtung zum Entladereglermodul übertragbar sind; und daß eine Lüfter-Steuereinrichtung über die lösbare Kupp¬ lungsvorrichtung in den Lüfter-Steuerkreis elektrisch einbind¬ bar ist. Die Erfindung schafft die Voraussetzung dafür, daß die bis¬ her einer Einführung kostengerechter Kombinationsregler mit Auf- und Entladefunktionen entgegenstehende Gerätetypen- Viel¬ falt drastisch reduziert werden kann. Die Grundfunktionen eines Aufladereglers sind bei praktisch allen herkömmlichen Elektro- speicherheizgeräten einheitlich und unabdinglich; entsprechen¬ des gilt auch für die notwendigen Meß- und Einflußgrößen. Die Funktionen und Leistungsmöglichkeiten der Entladeregler werden dagegen in weitem Umfang von den Kundenanforderungen und Ein- satzbedingungen bestimmt.
Insofern geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß Elektrospeicherheizgeräte von allen Herstellern mit individuel¬ lem Design und einer die Mindestfunk ionen erfüllenden Grundausstattung kostengünstig produziert werden können. Im Grunde können alle Hersteller ihre Geräte mit im wesentlichen ungeänderter Konstruktion und Grundausstattung anbieten. Wich¬ tig ist nur, daß alle Geräte in Grundausstattung eine einfache Schnittstelle (Steckerleiste) mit einem einheitlichen Stecker- Anschlußmuster aufweisen, so daß die die Entladefunktion erfül¬ lenden, unter Umständen künden- und herstellungsspezifische Reglermodule anschlußkompatibel mit den Komponenten der Grundausstattung sind und einfach aufgesteckt werden können. Lediglich ist das Netzgerät der Grundausstattung etwas lei¬ stungsstärker auszulegen, damit von dem gleichen Netzteil auch die Stromversorgung des aufzusteckenden Entladereglermoduls zu¬ sätzlich übernommen werden kann. Der Kunde kann daher von einem beliebigen Speichergeräte-Hersteller gegebenenfalls nach dem Gerätedesign ein Elektrospeicherheizgerät in der G undausstat- tung kaufen und den Heizungskomfort durch geeignete Auswahl und gegebenenfalls Nachrüstung eines Entladereglers beliebig aus¬ wählen. Das übereinstimmende Anschlußmuster zwischen Elektro¬ speicherheizgerät aus beliebiger Herstellung und dem aufsteck¬ baren Entladeregler (des gleichen oder eines anderen Herstel¬ lers) erhöht die Geräteserien, vergrößert die Auswahlmöglich- keiten für den Konsumenten, macht dementspechend den Einbau oder die Nachrüstung der vorteilhaften Kombinationsregelung er¬ schwinglich und verringert den Montageaufwand auch beim Aus¬ tausch von•Reglerkomponenten drastisch. Besonderer Montagewerk¬ zeuge oder Kenntnisse bedarf es nicht.
Eine weitere Verbesserung der Funktionalität und Verringe¬ rung des Montageaufwands läßt sich in Weiterbildung der Erfin¬ dung dadurch erreichen, daß auch der Aufladeregier als lösbarer Modul, insbesondere lösbarer Steckmodul ausgebildet, mit dem Gehäuse des Elektrospeicherheizgerätes mechanisch kuppelbar und über Steckverbindungen mit dem gemeinsamen Netzgerät und wenig¬ stens einem Restwärmefühler elektrisch verbindbar ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Entladeregler einen Microcontroller mit Microprozessorenspeicher enthält. Ein solcher Entladeregler ist lernfähig. Er wirkt als Raumtemperaturoptimierer. Zu diesem Zweck erhält der Mikroprozessor Informationen über die Tempera¬ tur des Speicherkernes und damit den Temperaturgang und die zeitliche Lage der Ladefreigabe. Ferner werden ihm über einen geeigneten Sensor die Raumtemperatur und der Sollwert der Raum¬ temperatur mitgeteilt. Diese Ist- und Sollwerte werden im Spei¬ cher laufend abgelegt und ggf. als Störgröße über Steckvorrich¬ tungen an den Aufladeregier weitergegeben. Mit dieser Störgröße kann dann das Eingangssignal am Aufladeregier raumweise kompen¬ siert werden, so daß eine Einzelraum-Temperaturoptimierung er¬ reicht wird. Die laufende Erfassung der Raumtemperatur, des Temperaturganges, die Erfassung der Kerntemperatur, der Gradi¬ ent der Entladekurve, Maximal- und Minimalwerte und die Tempe¬ raturdifferenz, plötzliche Änderungserfassungen der Raumtempe¬ ratur (infolge Raumlüftung) usw. ermöglichen der zugehörigen Software des Microcontrollers eine laufende Temperatur- und Heizkostenoptimierung.
Die Ausbildung der Entlade- und Aufladeregier als Steckmo¬ dule ermöglicht auch eine besonders ergonomische Anordnung der zugehörigen Sollwertsteller. Vorzugsweise ist der Aufladeregier derart am Gehäuse des Elektrospeicherheizgeräts angeordnet, daß ein am Aufladeregier befestigter Sollwertsteller von außen zu¬ gänglich ist. Zu diesem Zweck kann eine Außenwand des Elektro¬ speicherheizgerät mit einer Ausnehmung versehen werden, durch die ein Teil des Steckmoduls mit dem Sollwertsteller aus dem Gehäuse nach außen vorspringt, so daß sein Stellglied vom Be¬ nutzer problemlos erreicht und verstellt werden kann. Anstelle eines mechanisch verstellbaren Stellgliedes kann auch eine In¬ frarot-, Funk- oder frequenzmodulierte Fernbedienungseinrich¬ tung vorgesehen sein, und zwar sowohl zur Einstellung des Raum¬ temperatur-Sollwerts als auch des Speicherkerntemperatursoll¬ wertes.
Vorzugsweise sind lösbare Steckverbindungen zwischen dem Gehäuse des Elektrospeicherheizgeräts und den Reglermodulen in der gleichen oder in parallelen Richtungen vorgesehen.
Dabei kann eine gemeinsame Steckerleiste beispielsweise vertikal im Gehäuse des Elektrospeicherheizgerätes angeordnet sein, und in diese gemeinsame Steckerleiste werden die ver¬ schiedene Steckmodule übereinander unter Form- und/oder Kraft¬ schluß eingesteckt. Als mechanische Verbindungselemente können dabei beispielsweise DruckknopfSysteme dienen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist ein zusätzliche Schaltfunktionen ausführender, beispielsweise die Leistung von Zusatzheizkörpern schaltender Steckmodul über wenigstens eine weitere lösbare Kupplungsvorrichtung sowohl mechanisch als auch elektrisch mit einem Teil des Elektrospeicherheizgeräts und/oder mit dem Entladereglermodul koppelbar.
Andere Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran¬ sprüchen gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu¬ tert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein schematisches Schalt- und Anschlußbild eines Ausführungsbeispiels der Reglerkombination eines erfindungsgemäßen Elektrospeicherheizgerätes;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht von hinten auf eine als Schnittstelle dienende gerätefeste Stecklei¬ ste und zwei mit dieser mechanisch und elek¬ trisch verbundene Reglermodulen;
Fig. 3 eine Ansicht auf die Anordnung gemäß Fig. 2 von vorn, wobei das Gehäuse des Elektrospeicherheiz¬ geräts der Übersichtlichkeit halber fortgelassen ist;
Fig.4A eine perspektivische Ansicht auf die Gehäuseau¬ ßenseite eines Reglermoduls;
Fig.4B eine perspektivische Ansicht auf die Gehäusein¬ nenseite des Reglermoduls;
Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht auf ein Elek¬ trospeicherheizgerät mit von außen lösbaren und einstellbaren Reglermodulen;
Fig. 6 eine Frontansicht auf den Montagebereich der
Auflade- und Entladeregler in dem ESH-Gehäuse, wobei nur der Aufladeregier eingebaut ist; und
Fig. 7 eine seitliche Steckanordnung von drei Steckmo¬ dulen an einer Steckleiste im Elektrospeicher¬ heizgerät.
Das schematische Schalt- und Anschlußbild gemäß Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer komfortablen Kombinationsregelung. Die wesentlichen Komponenten der Kombina¬ tionsregelung sind einem Aufladeregier 1 und einem Entladereg¬ ler 2 zugeordnet. Die beiden Regler 1 und 2 sind erfindungsge¬ mäß als einzelne lösbare Steckmodulen ausgebildet, die von au¬ ßen am Elektrospeicherheizgerät (ESH) zugänglich und mit wenig- stens einer gerätefesten Steckleiste 3 bzw. 3A, 3B kuppelbar sind.
Der Aufladeregier 1 wird eingangsseitig über die Kontakte C und D der Steckleiste 3A mit Spannung versorgt. Das Freigabesi¬ gnal für die Speicherkern-Aufladung innerhalb der Schwachlast¬ zeit wird direkt oder indirekt von einem dem Gesamtprojekt (Wohnung oder Haus) zugeordneten Zentralsteuergerät (ZSG) über die Kontakte G und H der Steckleiste 3A zugeführt. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel (Ko binationsregelung) wird eine FührungsSpannung über eine Leitungsbrücke 30 zwischen den Steckleisten 3A und 3B aus dem Entladeregler 2 abgeleitet.
Von wenigstens einem -direkt im oder am Speicherkern ange¬ ordneten Restwärmefühler 4 wird der Istwert des Speicherkern- Wärmeinhalts (Momentanwert des Ladezustands des Speicherkernes) aufgenommen und über den Kontakt K dem Aufladeregier 1 zur Ver¬ fügung gestellt. Der Wärmeinhalt-Sollwert des Speicherkerns läßt sich über einen von außen zugänglichen Sollwertsteller 5 einstellen und wird als elektrisches Signal einerseits am Kon¬ takt L der Steckleiste 3A dem Aufladeregier 1 und andererseits über eine vorverdrahtete Brücke 31 am Kontakt h der Steckleiste 3B zur Verfügung gestellt.
Der elektronische Aufladeregler 1 ist in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel als preiswert herstellbare analoge Einheit ausgebildet, die alle analogen Meß- und Regelsignale direkt übernehmen kann; Das Netzteil 11 ist im Aufladeregier 1 inte¬ griert und ausreichend leistungsstark angelegt, um neben dem Aufladeregier 1 zusätzlich noch den Entladeregler 2 bzw. wei¬ tere Regelkomponenten mit Betriebsstrom versorgen zu können. Die Ist- und Sollwerte des Speicherkern-Wärmeinhalts werden in einem Regelverstärker 12 verstärkt; das Verstärker-Ausgangssi¬ gnal auf Leitung 13 bildet das erste Eingangssignal für einen Komparator 14. Das Führungs- bzw. Steuersignal (Kontakte G und H) wird von einem Verstärker 15 verstärkt und dem Komparator 14 über eine Leitung 16 als zweites Eingangssignal zugeführt. Das Ausgangssignal des Komparators 14 schaltet direkt oder über ein zugeordnetes Leistungsrelais die elektrische Leistung zur Auf¬ ladung des Speicherkerns. Der Aufladeregier 1 des zuvor be¬ schriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung unterscheidet sich von herkömmlichen, fest eingebauten Aufladereglern nur durch dessen Ausbildung als von außen zugänglicher und steckba¬ rer Modul und durch die verstärkte Auslegung des Netzteils 11.
Der Entladeregler 2 ist über die als Schnittstelle dienende geräteseitige Steckleiste 3B mit dem ESH kuppelbar und macht die Regelanordnung zu einer komfortablen Kombinationsregelung. Diese Stecklösung hat gegenüber bekannten Kombinationsregelun¬ gen den Vorteil wesentlicher Material-, Logistik- (Lagerhaitungs-) und Installationskosten-Einsparungen.
Der Entladeregler 2 wird über eine Brücke 32 mit Strom aus dem Netzteil 11 des Aufladereglers versorgt. Ein Mikrokontrol- ler 21, der in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel einen Mi¬ kroprozessor und zumindest einen Speicher mit einem geeigneten Betriebsprogramm und einem Arbeitspeicher enthält, bildet das Herz dieses Reglermoduls. Als digitales Bauelement steht der Mikrokontroller 21 eingangsseitig über einen Analog/Digital- Wandler 22 und ausgangsseitig über einen Digital/Analog-Wandler 23 mit dem Aufladeregier 1 in elektrischer Verbindung. Dem Mi¬ krokontroller 21 werden für die folgenden Größen repräsentative Signale zugeführt:
1. Temperatur des Speicherkerns und damit der Temperatur¬ gang - über die Brücke 33 und den Steckkontakt k;
2. Sollwert des Wärmeinhalts - über die Brücke 31 und den Steckkontakt h;
3. Sollwert der Raumtemperatur von einem von der Geräteau¬ ßenseite aus frei zugänglichen Sollwertsteller 6 - über den Steckkontakt g; und 4. Istwert der Raumtemperatur τ> von einem Raumfühler 7 - über den Steckkontakt f.
Die Sollwertsteller 5 und 6 können bei besonderen Ausfüh¬ rungen auch als Fernbedieneinheiten, beispielsweise als funkge¬ steuerte Einheiten ausgebildet sein.
In der dargestellten Kombination mit dem Entladeregler 2 werden die Führungssignale am Eingang des Verstärkers 15 und damit die Ladefreigabe über die Brücke 30 vom Entladeregler ge¬ steuert, und über eine Brücke 34 erzeugt der Mikrokontroller ein Kombinationssignal, das als Störgröße dem Regelverstärker 12 des Aufladereglers 1 zugeführt wird und gemäß nachfolgender Beschreibung der Kompensation des Lüfterlaufeinflusses dient.
Hauptfunktion des Entladereglers 2 und dementsprechend auch des Mikrokontrollers 21 ist die Steuerung eines Lüfters 8 über eine Motorsteuerung 24. Der im ESH eingebaute Lüfter 8 ist fest mit dem Steckkontakt a verdrahtet. Dem Entladeregler 2 wird über den Steckkontakt c ein für die Ladefreigabe (des EVU) re¬ präsentatives Signal zugeführt. Am Steckkontakt b der dem Ent¬ laderegler 2 zugeordneten Steckleiste 3B ist die Steuerleitung einer Zusatzheizung 9 angeschlossen. Auf die Zusatzheizung kann der Mikrokontroller 21 in an sich bekannter Weise vor allem dann umschalten, wenn ein etwa auftretender Spitzenbedarf von dem Wärmeinhalt des Speicherkerns nicht oder nicht vollständig gedeckt werden kann.
Über die Kombinationsleitung (Brücke 34) kann das Signal "Lüfter ein" an den Aufladeregier 1 gegeben werden, der dann während des Entladevorganges auf eine andere Kennlinie für die Aufladung umschaltet, um den Einfluß des Lüfterlaufs zu kompen¬ sieren.
Über die Kontakte e und d der Steckleiste 3B können ein- und ausgehende Ausgleichsleitungen angeschlossen werden. Diese Leitungen ermöglichen die Kommunikation des Mikrokontrollers 21 mit anderen Entladereglern, um die Entladeleistungen beispiels¬ weise von mehreren, in einem Raum angeordneten ESH's anzupassen und die Raumtemperatur zu optimieren.
Wie bereits eingangs gesagt, ist das ESH in der Bestückung mit dem Aufladeregier 1 voll funktionsfähig. Der Aufladeregier
1 gehört daher auch in der einzeln steckbaren erfindungsgmäßen Anordnung zur Grundausstattung eines ESH. Die Kombinationsrege- lung läßt sich einfach dadurch erreichen, daß der Entladeregler
2 zusätzlich auf die bereits vorbereitete Steckleiste 3B aufge¬ steckt wird. Die Versorgung des Entladereglers übernimmt dann das bereits vorhandene, entsprechend leistungsstarke Netzteil 11 automatisch.
Die Fig. 2, 3 und 4A,B zeigen die mechanischen Komponenten, insbesondere die Gehäuse der Aufladeregier 1 und 2 von hinten bzw. von vorn, und zwar in Zuordnung zu einer durchgehenden und geräteeigenen Steckleiste 3. Die elektrischen Komponenten sind in den Darstellungen gemäß Figuren 2 und 4B fortgelassen. Die Gehäuse 40 haben bei beiden Reglermodulen 1 und 2 übereinstim¬ mende, etwa kastenförmige Ausbildung. Wie in Fig. 4A und 4B zu sehen ist, sind die Reglergehäuse 40 zur Steckseite hin offen. Der Innenraum jedes Gehäuses wird von rechteckig zueinander verlaufenden Seitenwänden 41, 42 umgrenzt. Zwischen den Seiten¬ wänden 41 und 42 sind in dem in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel Durchbrüche 47 zur Aufnahme einer ggf. durchgehenden geräteeigenen Steckleiste 3 vorgesehen. Der aus dem ESH nach außen vorstehende Teil 43 jedes Gehäuses ist hau- benförmig und mit den Seitenwänden 41 und 42 einstückig ausge¬ bildet. In dem haubenförmigen Abschnitt ist eine Aussparung 44 ausgebildet, die von einem als Stellrad 45 ausgebildeten Be¬ dienelement des Sollwertstellers 5 bzw. 6 durchgriffen wird. Jedem Gehäuse 40 ist ein Stecker 46 (Fig. 4B) zugeordnet, der mit den jeweiligen Reglerkontakten (Fig. 1) vorverdrahtet ist und in Verbindung mit der geräteeigenen Steckleiste 3 die Schnittstelle des jeweiligen Reglers zum ESH bzw. zum jeweils
30...34 ausgestattet. Es können aber auch nachträglich steckbare Brücken vorgesehen sein, um dem Installateur die Möglichkeit zu geben, bestimmte Geräteanpassungen oder Regleranpassungen nachträglich vorzunehmen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Elektrospeicherheizgerät mit einem Speicherkern, einem dessen Aufladung steuernden Aufladeregier (1) , einem den Aufla¬ deregier mit Spannung versorgenden Netzgerät(11) und einem Lüf¬ ter (8) oder einer Klappenvorrichtung zum Abführen von Wärme aus dem Speicherkern, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Entladereglermodul (2) über wenigstens eine lösbare Kupplungsvorrichtung (3A,B; 3,46) sowohl mechanisch, als auch elektrisch mit dem Aufladeregier (1) und/oder einem anderen Teil des Elektrospeicherheizgeräts koppelbar ist; und daß das den Aufladeregier versorgende Netzgerät (11) auch zur Stromversorgung des Entladereglermoduls (2) vorgesehen ist.
2. Elektrospeicherheizgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß für die Soll- und Istwerte des Speicherkern-Wärmein- halts repräsentative elektrische Signale über die lösbare Kupp¬ lungsvorrichtung (3B) zum Entladereglermodul (2) übertragbar sind; und daß eine Lüfter-Steuereinrichtung (21, 24) über die lösbare Kupplungsvorrichtung in den Lüfter-Steuerkreis elektrisch ein¬ bindbar ist.
3. Elektrospeicherheizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Aufladeregier (1) als lösbarer Mo¬ dul, insbesondere lösbarer Steckmodul ausgebildet, mit dem Ge¬ häuse (10) des Elektrospeicherheizgeräts mechanisch kuppelbar und über Steckverbindungen (3A, 46) mit wenigstens einem Rest¬ wärmefühler (4) elektrisch verbindbar ist.
4. Elektrospeicherheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladeregler (2) einen Mi¬ krokontroller (21) mit Mikroprozessor und Speicher enthält.
5. Elektrospeicherheizgerät nach Anspruch 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Aufladeregier (1) als Analoggerät ausge¬ bildet ist und daß der Signalaustausch zwischen Aufladeregier und Mikrokontroller (21) des Entladereglers (2) über Ana¬ log/Digital- bzw. Digital/Analog-Wandler (22, 23) erfolgt.
6. Elektrospeicherheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufladeregier (1) derart am Gehäuse (10) des Elektrospeicherheizgeräts angeordnet ist, daß ein am Aufladeregier angeordneter Sollwertsteller (45) von au¬ ßen zugänglich ist.
7. Elektrospeicherheizgerät nach Anspruch 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eine Außenwand des Elektrospeicherheizgeräts mit einer Aussparung (50) versehen ist, durch die ein den Soll¬ wertsteller (45) tragender Teil (43) des Aufladereglers (1) aus dem ESH-Gehäuse (10) nach außen vorspringt.
8. Elektrospeicherheizgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseaussparung (50) über den für den Entladereglermodul (2) vorgesehenen Montagebereich ausgedehnt ist.
9. Elektrospeicherheizgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (10) des Elektrospeicherheizgeräts und beiden Reglermodulen (1, 2) in gleichen oder parallelen Richtungen lösbare Steckverbindungen
(3, 46) vorgesehen sind.
10. Elektrospeicherheizgerät nach Anspruch 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß alle Steckmodule (1, 2; 61, 62, 63) überein¬ ander angeordnet und in eine im wesentlichen vertikal verlau¬ fende, im Endbereich des Gehäuses des Elektrospeicherheizgeräts angeordnete Steckleiste (3) einsteckbar sind.
11. Elektrospeicherheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliche Schaltfunktio¬ nen ausführender, beispielsweise die Leistung von Zusatzheiz¬ körpern schaltender Steckmodul (63), über wenigstens eine wei¬ tere lösbare Kupplungsvorrichtung sowohl mechanisch als auch elektrisch mit einem Teil.des Elektrospeicherheizgeräts und/oder mit dem Entladereglermodul (2; 62) koppelbar ist.
12. Elektrospeicherheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladereglermodul (2) mit Anschlüssen (f, c, 1, m, n) für einen Raumfühler (7) , für die Ladefreigabe und für Aufladeregler-Steuerleitungen versehen ist.
13. Elektrospeicherheizgerät nach Anspruch 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Entladereglermodul (2) mit wenigstens ei¬ nem Anschluß (e,d) zur Herstellung einer Kommunikationsverbin¬ dung mit anderen Entladereglern versehen ist.
14. Elektrospeicherheizgerät nach Anspruch 12 oder 13 , da¬ durch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (f, c, 1, m, n, e, d) Kontakte der lösbaren Kupplungsvorrichtung (3A, 3B) sind.
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