NO142769B - Lade- og utladningsanordning for en elektrisk varmeakkumulator - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en lade- og utladningsanordning for

en elektrisk varmeakkumulator hvis utladning skjer ved hjelp av en ut- og innkoppelbar vifte eller lignende, idet viftens gangtid summeres ved hjelp av en integreringskrets og summen anvendes som mål for ladningen.

I stedet for viften kan det f.eks. også anvendes et

enkelt spjeld som lukker eller åpner en luftutløpsåpning.

Blant de tallrike forslag som er fremsatt når det gjelder å tilføre en elektrisk varmeakkumulator i løpet av natten eller en annen lavtariffperiode, nøyaktig, så meget energi at varmebehovet den etterfølgende dag kan dekkes, har de forslag vist seg særlig gunstige ved hvilken ladningen skjer ved hjelp av data som er samlet opp for den foregående dag.' På denne måte kan oppladningen skje med konstant effekttilførsel i varierende tid eller også med varierende effekttilførsel, f.eks. ved innkopling av forskjellige antall varmemotstander.

Det er kjent å registrere gangtiden for en utladnings-

vifte ved hjelp av en summeringsinnretning og i avhengighet av den registrerte sum å fastlegge den varmemengde som er nødvendig for oppladningen. En slik gangtidsmåling leder imidlertid til forholdsvis unøyaktig resultat. Hensikten med oppfinnelsen er å tilveie-bringe en anordning av den innledningsvis nevnte art hvor oppladningen er bedre tilpasset det virkelige behov.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en romtermostat med

tre stillinger, nemlig en undertemperaturstilling i hvilken viften er innkpplet, en normal-temperaturstilling i hvilken viften er utkoplet, og en overtemperaturstilling hvis innkoplingstid i integreringskretsen subtraheres fra summen av viftens gangtider.

På denne måte minskes ladningen av lagringskjernen med den varmemengde som leder til overtemperatur i et rom. Med overtemperatur menes en verdi over den ved hjelp av romtermostaten innstilte temperatur pluss dets normale koplingsdif ferens. Denne overtempera--* tur kan ha forskjellige årsaker og kan oppstå som følge av unødig forbruk og stammer fra uregulert varmeavgivning fra akkumulatoren, ., f.eks. for kraftig oppvarming eller utilstrekkelig isolasjon. Over.-, temperaturen kan imidlertid også stamme fra enhver annen, omkostningsr fri varmetilførsel til rommet som ikke tilføres fra akkumulatoren.- ' ! - Som følge av subtraksjonen i integreringskretsen, sikres det at

ingen energitopper opptrer ved utladningen som skal kunne lede til overtemperatur.

Det er dessuten hensiktsmessig at akkumulatoren er tilordnet en giver for den uregulert avgitte varme og hvis måleverdi kontinuerlig integreres i integreringskretsen og tilføres integralet åv summen av viftens gangtider. Giveren kan særlig være en temperaturavhengig motstand som er varmeledende forbundet med akkumulatorens kjerne. På denne måte fastslås den uregulert avgitte varme som

•kommer rommet til gode og derfor igjen må tilføres under ladeperioden

for å erstatte den totalt avgitte varmemengde. Ved slik regulering kan det inntreffe at varmeakkumulatoren er ladet akkurat så

meget at den ved slutten av utladningsperioden er tom, slik at det gunstigste effektforhold opptrer. En akkumulator betegnes tom når kjernetemperaturen er falt så meget at ved roterende vifte kan den ikke lenger avgi noen konstant varmemengde. Hvis nå som følge av særskilte omstendigheter større varmebehov er ønskelig og romtemperaturen synker i tilsvarende grad, begynner viften å rotere til tross for tom akkumulator. Denne ekstra gangtid angir at varmeakkumulatoren må lades kraftigere under den etterfølgende ladeperiode, men da viften som følge av avtagende varmemengde må rotere lengre tid enn ved full akkumulator og under visse omstendigheter kan for-bli konstant innkoplet, kan det opptre feil ved summering av gang-tidene .

Denne feil kan, ifølge oppfinnelsen, elimineres ved at det

i akkumulatorens vifteutløpskanal er anordnet en temperaturgiver som ved avtagende temperatur av den uttredende luft betjener en anordning som forkorter viftens gangtid. Romtermostaten kan være tilordnet en varmemotstand som oppvarmes kraftig ved avtagende temperatur av den uttredende luft. Temperaturgiveren kan særlig være en normalt åpen bimetallbryter som shunter en forkoplingsmotstand og som. er seriekoplet med varmemotstanden. Varmemotstanden opp-varmer romtermostaten ekstra slik at dens innstilte verdi synker og termostaten reagerer allerede ved lavere temperaturer for ut-kopling av viften. Varmemotstanden kan uten videre dimensjoneres på sådan måte at ved den etterfølgende ladning utjevnes den ved den siste utladningsperiode opptredende underladning og det ekstra varmebehov for neste utladningsperiode tilføres for lagring.

Ved en særlig gunstig utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen sikres at et av romtermostaten matet inngangsomkop-lingstrinn og et utgangsomkoplingstrinn for betjening av en ladebryter, samvirker med integreringskretsen, og at i avhengighet av en tidsbryters koplingstilstand som angir en lavtariffperiode,

er inngangs- eller utgangsomkoplingstrinnet virksomt, mens det andre omkoplingstrinn er uvirksomt. På denne oppnås at integreringskretsen under normaltariffperioden samler tilsvarende opp-lysninger og i avhengighet av dette danner integralet under lav-

tariffperioden, og fastlegger ladestrømbryterens innkoplingstid. Herved er det mulig at viften kan fortsette å rotere som følge

av romtermostaten selv under ladeperioden for å opprettholde ønsket romtemperatur eller senket nattetemperatur. Selv om denne gangtid ikke lagres, opptrer det ingen vanskeligheter fordi ved alt for kraftig varmeuttak ved slutten av den etterfølgende utladningsperiode, ville det opptre underlading av akkumulatoren som automatisk utjevnes ved neste ladning.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under hen-visning til tegningen som viser et blokkskjema for en anordning ifølge oppfinnelsen.

I utførelseseksemplet er det mellom klemmene 1 og 2 på

et strømforsyningsnett i seriekoplet 1 av et ur 3 styrt strøm-bryter 4 som bare er sluttet under lavtariffperioder, en lade-^strømbryter 5j en bryter 6 som bryter ved overtemperatur, og en varmemots.tand 7. Varmemotstanden 7 befinner seg sammen med over-temperaturbryteren 6 i lagringskjernen 8 i en varmeakkumulator 9. Varmeakkumulatoren er forsynt med en vifte 10 i hvis utløpskanal 11 er anordnet en bimetallbryter 12. I det rom som skal oppvarmes befinner det seg en regulator 13 som er forsynt med en termostat 14 med en giver 15 og en bevegelig kontakt 16 som kan innta tre stillinger,nemlig en undertemperaturstilling i hvilket den er i berøring med en fast kontakt 17s en normaltemperaturstilling som vist på tegningen, og en overtemperaturstilling i hvilken den er i berøring med en fast kontakt 18. Den faste kontakten 17 er på den ene side forbundet med tilledningen til viften 10 og på den annen side forbundet med en positiv inngangsklamme 19 i et inngangsom-koplingstrinn 20. Den negative klemme 21 i omkoplingstrinnet 20

er forbundet med den faste kontakt 18. En integreringskrets 22 mottar signaler via omkoplingstrinnet 20 og fra en temperaturavhengig motstand 23 som står i varmeledende forbindelse med kjernen 8 i akkumulatoren 9- Utgangen fra integreringskretsen 22 påvirker et utgangsomkoplingstrinn 24 som ved aktivisering slutter lade-strømbryteren 5. Termostaten 14 er videre tilordnet e-n varmemotstand 25 som er serieforbundet med en forkoplingsmotstand 26 som på sin side er shuntet av bimetallbryteren 12.

Anordningen ifølge utførelseseksemplet arbeider på følgende måte. Tegningen viser driftstilstanden under ladetiden da romtemperaturen tilsvarer den innstilte verdi. Hvis temperaturen synker, inntar termostaten 14 undertemperaturstilling og viften 10 begynner å rotere. Integreringskretsen 22 tilføres samtidig

via omkoplingstrinnet 20 viftens gangtid som integreres i integreringskretsen.... Ilar den'innstilte romtemperatur er nådd, går

..^. r^ é^ p. s- p^ teniy^^^ 6' ti1 den viste hvilestilling. Hvis rom tempera/turen.-av;. er- 'eller annen grunn blir for høy inntar romtermostaten •' overtémperaturstilling og påvirker den negative klemme 21 i om-''^''kbplLiirgsVrinnet 20. Som følge herav integreres med negativt for-t;e;g^si^3^tegrerihgskretsen 22 tiden for denne tilstand. Dette medfører,at det tas hensyn til eventuelt varmeoverskudd ved den etterfølgende .ladning^;: ..Videre".påvirkes integreringskretsen 22 kontinuerlig av et signal fra den .temperaturavhengige motstanden 23 hvis måleverdi er'et mål for den uregulerte fra akkumulatoran 9 avgitte varme.

Som følge herav integreres også denne verdi og tas hensyn til ved den etterfølgende ladning.

Hvis den lagrede varmemengde ikke er tilstrekkelig, avgir akkumulatoren 9 ved innkoplet vifte 10 ikke lenger noen konstant varmemengde. Som følge herav synker temperaturen i utløpskanalen 11 og slutter bimetallbryteren 12 hvilket har til følge at varmemotstanden 25 som hittil bare har vært oppvarmet svakt som følge av seriekoplingen med forkoplingsmotstanden 26, oppvarmes kraftigere. Denne oppvarming påvirker temperaturgiveren 15 i termostaten 14 slik at den bevegelige kontakt 16 går tilbake til den viste nøy-trale stilling tidligere enn om den skulle motsvare romtemperaturen. Som følge herav forkortes viften 10 forholdsvis lange gangtid som følge av synkende viftelufttemperatur, til en verdi som ved integreringen i integreringskretsen 22 resulterer i en sluttverdi som ved neste ladning tar hensyn til underladningen under den etter-følgende ladeperiode og til en til varmebehovet svarende tilleggs-ladning under den neste ladeperiode.

Som følge av tidsbryterens 4 innkopling blir også ledningen 27 spennings førende , slik at denne spenning påvirker de to omkoplingstrinn 20 og 24 på sådan måte at trinnet 20 blir uvirksomt og trinnet 24 blir virksomt. Dette medfører at ladebryteren 5 sluttes inntil integreringskretsen 22 via omkoplingstrinnet 24 fullstendig har avgitt den lagrede verdi. I løpet av denne tid kan viften 10 settes i drift ved undertemperatur. Når lavtariffperioden er av-sluttet og bryteren 4 bryter, blir omkoplingstrinnet 24 uvirksomt og omkoplingstrinnet 20 igjen virksomt, slik at en ny ladeperiode som svarer til integreringen kan begynne.

Integreringen behøver ikke skje elektrisk, men kan istedet være mekanisk. På tilsvarende måte kan også omkoplingstrinnene 20 og 24 være mekanisk utformet.

Claims (8)

1. Lade- og utladningsanordning for en elektrisk varmeakkumulator hvis utladning skjer ved hjelp av en ut- og innkoppelbar vifte eller liknende, idet viftens gangtider summeres ved hjelp av en integreringskrets og summen anvendes som mål 'for ladningen, karakterisert ved en romtermostat (14) med tre stillinger, nemlig en undertemperaturstilling i hvilken viften (10), er innkoplet, en normaltemperaturstilling i hvilken viften er utkoplet, og en overtemperaturstilling hvis innkoplingstid i integreringskretsen (22) subtraheres fra summen av viftens gangtider.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at akkumulatoren (9) er tilordnet en giver (23) for den uregulert avgitte varme og hvis måleverdi kontinuerlig integreres i integreringskretsen og tilføyes integralet av summene av viftens (10) gangtider.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at giveren er en temperaturavhengig motstand (23) som er varmeledende forbundet med akkumulatorens (9) kjerne (8).

4. Anordning ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at det i akkumulatorens (9) vifteutløpskanal (11) er anordnet en temperaturgiver (12) som ved avtagende temperatur av den uttredende luft betjener en anordning (25) som forkorter viftens (10) gangtid.

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at romtermostaten (14) er tilordnet en varmemotstand (25) som oppvarmes kraftigere ved avtakende temperatur av den uttredende luft.

6. Anordning ifølge krav 4 og 5, karakterisert ved at temperaturgiveren (12) er en normalt åpen bimetallbryter som shunter en forkoplingsmotstand (26) og som er seriekoplet med varmemotstanden (25).

7. Anordning ifølge ett av kravene 1-6, karakterisert ved at et av romtermostaten (14) matet inngangsomkop-lingstrinn (20), og et utgangsomkoplingstrinn (24) for betjening av en ladebryter (5) samvirker med integreringskretsen (22), og at i avhengighet av en tidsbryters (4) koplingstilstand som angir en lavtariffperiode, er inngangs- eller utgangsomkoplingstrinnet virksomt, mens det andre omkoplingstrinn er uvirksomt.

8. Anordning ifølge krav 7j karakterisert ved at viften (10) er igangsettbar ved hjelp av romtermostaten (14) også i ladeperioden.