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Verfahren und Vorrichtung zur Fernsteuerung elektrischer Heizeinrichtungen
Zusatz zum Patent ... (K 51. 120 VIIId/21h) Gegenstand des Patents ... (K 51 120
VIIId/21h) ist ein Verfahren und ein Gerät, bei dem der Sollwert der Aufladestärke
durch einen Transformator mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis oder durch einen
veränderlichen Vorwiderstand oder veränderlichen Impulsgeber oder durch eine andere
Stellvorrichtung, mittels der der Mittelwert der Spannung über die Zeit verändert
werden kann, in einen Steuerstrom umgesetzt wird, dessen Spannung ein Naß für die
Aufladestärke darstellt, wobei durch diesen Steuerstrom die Abschalttemperatur der
Aufladethermostate in den elektrischen Speicheröfen und damit die Temperatur, auf
die die Speicherkerne aufgeheizt werden, verstellt wird.
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Diese Verstellung geschieht in gegenständlicher Hinsicht dadurch,
da,ß an dem in der Wärmedämmschicht zwischen Speicherkern und Speicherofenoberfläche
befindlichen Temperaturfühler des Aufladethermostaten ein-der Form des"Temperaturfühlers
angepaßter Heizwiderstand
angebracht ist, der durch den Steuerstrom
aufgeheizt crird. Dadurch erhöht sich die Temperatur, die dem Temperaturfühler.vom
Speicherkern vermittelt wurde, um einen bestimmten von der Steuerspannung abhängigen
Betrag, so daß der Aufladetrierrfiostat mit steigender Steuerspannung bei immer
niedrigeren Temperaturen des bpeicherkernes die Aufladung abschaltet, bis der Aufladethermostat
schließlich bei ausreichend großer Steuerspannung und Heizleistung des aiiderstandes
am Teraperaturfühler auch bei bis auf Raumtemperatur abgekühltem Speicherkern die
Stromzufuhr zu den Heizwiders(,änden im Speicherkern dauernd unterbricht und damit
die Aufladung gänzlich abschaltet.
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Das Hauptpatent lehrt ferner, das die Abschaltteraperatur des Aufladethermostaten
von Hand am Gerät durch Verstellen der mechanischen Vorspannung der Schaltkontakte
oder durch Verändern der Viderstände an den Temperaturfühlern der Aufladethermostate
verstellt werden kann.-In weiterer Ausbildung des Gegenstandes des Hauptpatents
Wurde fernerhin vorgeschlagen (Patentanmeldung K 51 535 Xi36b), mit einem Außenfühler
den Steuerstrom in Abhängigkeit von den wichtigsten Wetterfaktoren periodisch ein-
und auszuschalten, wobei mit absinkender Außentemperatur die Einschaltsignale immer
kürzer und die Ausschaltsignale immer länger werden und wobei der Oiteuerstrom bei
der minimalen Außentemperatur, für die die Heizungsanlage ausgelegt ist, dauernd
unterbrochen und bei der Außentemperatur, die keine Heizung mehr erfordert, dauernd
eingeschaltet ist.
Bei dauernd unterbrochenem Steuerstrom wird der
Temperaturfühler des Aufladethermostaten im elektrischen Speicherofen nicht zusät,zlich
erwärmt. Der Speicherkern wird somit auf die höchste zulässi-.e Temperatur aufgeheizt.
Bei dauernd eingeschaltetem Steuerstrom wird der Temperaturfühler des Aufladethermostaten
so stark zusätzlich erwärmt, daß der Aufiadethermostat die Stromzufuhr dauernd.
abschaltet und damit der Speicherkern nicht aufgeheizt wird: Auch im Außenfühler
kann sich ein Heizwiderstand und ein Thermostat mit Umschaltkontakt befinden. Je
kälter die Außentemperatur ist, um so längere Zeit schaltet dann der Thermostat
den diderstand irre Außenfahler pro Zeiteinheit ein und um so kürzere Zeit aus.
lici gleichen Maße vergrößert sich die Ausschaltzeit und verkleinert sich die Einschaltzeit
des: Steuerstromes. Umgekehrt verhält es sieh, wenn die Außentemperatur ansteigt.
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Wird -tlun die Leistung des Widerstandes im Außenfühler etwa dadurch
erhöht, daß ein im Strompfad zum Widerstand im Außenfühler liegender Vorwiderstand
überbrückt wird,' dann reagiert der Thermostat im Außenfühler so, als ob das Außenklima
wärmer geworden wäre. Dementsprechend bewirken die den Widerständen an den Temperaturfühlern
der Aufladethermostate zufließenden Signale, daß die Aufladung der- elektrischen
Speicheröfen bei einer geringeren Temperatur der Speicherkerne@abgeschaltet wird,
gleichsam als ob der Vörwiderstand im Strompfad zum Außenfühler nicht überbrückt
worden wäre. Hierdurch wird erreicht, daß an bestimmten Tagesstunden, zu denen der
Vorwiderstand durch eine Schaltuhr überbrückt wird, nur die Speicheröfen eingeschaltet
werden, die schon um einen wesentlichen Betrag entladen sind:
Ist
es nun erwünscht, daß auch dannj@ =wenn keine Steuerung der- . gesamten Anlage durch
einen Außenfühler erfolgt, nur die elektrischen Speicheröfen am Tage: nachgeladen
werden,-die schon weitgehend entladen sind, dann bedarf die Erfindung nachdem Hauptpatent
und dem weiteren Vorschlag; einer Ergänzung, und hierin liegt die Aufgabe,. die
sich der Erfinder gestellt: hatte.
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Die Lösung geschieht nach der Erfindung durch ein Verfahren mit den
eingangs erwähnten Merkmalen des Hauptpatente und mit dem Kennzeichen, daß: die:
Heizleistung des: Widerstandes am Temperatur=-fühler des Speicherofens in gleicher
Weise wie die:kbschalttemperatur des Aufladethermostaten verändert wird. Dazu ist
ein verstellbarer Vorwideratand oder ein Stufenschalter oder eine andere Vorrichtung,
durch die der Mittelwert der Spannung verstellt werden kann. mit dem Aufladethermostaten
mechanisch gekoppelt., In der Zeichnung ist: ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
wiedergegeben, und zwar zeigt die Abbildung rein schematisch einen Wärmespeicherofen
mit Gehäuse 1, Speicherkern 2, Heizwiderständen 3, Aufladethermostat 5 mit Knebel
5a, Temperaturfühler 6, Widerstand 6a, Vorwidermtand 6b und Steuerleitung 11. .
Wird der Aufladethermostat 5 verstellt, dann wird hierdurch auch gleichzeitig die
Heizleistung des Widerstandes 6a verändert. Bei Vollaufladung des Speicherofens,
-etwa in der Nachtzeit, wird der-Widerstand 6a.nicht. an Spannung gelegt- und der
Speicherkern 2 _ , wird in diesem Falle auf äe Temperatur aufgeheizt, die am Ein-
.stellknebel
5a des Aufladethermostaten 5 eingestellt ist. In den Nachladestunden am Tage, in
denen nur die elektrischer. Speicheröfen eingeschaltet werden sollen, die schon
weitgehend entladen sind, schaltet eine. Schaltuhr oder eine ändere Schaltvorrichtung
die Stromzufuhr zu dem Widerstand 6a am Temperaturfühler des Aufladethermostaten
ein, und durch den Widerstand 6a wird-der Temperaturfühler 6 zusätzlich enqärrnt.
Der Aufladethermostat 5 schaltet infolgedessen bei einer niedrigeren Temperatur
ab, als sie am -Verstellknebel 5a eingestellt ist. Somit werden während der Nachladestunden
am Tage nur diejenigen Speicheröfen durch ihre Aufladethermostate eingeschaltet,-
die entsprechend entladen sind.
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Ist der Knebel 5a z. B. auf die Stufe 3/3 eingestellt, dann ist der
Widerstand 6b so stark vermindert bzw. ganz abgeschaltet, daß die zur Verfügung
stehende Steuerspannung einen Steuerstrom durch den Widerstand 6a treibt, durch
den dieser Widerstand und infolgedessen der Temperaturfühler 6 des Aufladethermostaten
5 derart zusätzlich erwärmt werden, daß nur die Aufladethermostate der Speicheröfen,
deren Kerntemperatur unter einen bestimmten Betrag, z. B. 50 , abgesunken ist, dann,
wenn der Steuerstrom eingeschaltet wird» die Stromzufuhr zur Nachladung der Speicheröfen
freigeben.
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Wird der Knebel 5a des Aufladethermostaten 5 auf die Stellung 2/3
zurückgestellt, dann wird - aufgrund der mechanischen Koppe-Jung - der Widerstand
6b so stark erhöht, d. h. die Heizleistung des Widerstandes 6a in der Weise vermindert,
daß die Aufladethermostate bei unverändert gebliebener Steuerspannung nur die Speicheröfen
zur Nachladung am Tage freigeben, deren Kerntemperatur
um mehr als
50 % von 2/3, d. h. auf einen Wert von weniger als 1/3, abgesunken ist. Wird schließlich
der Knebel in die Stellung. 1/3 gebracht, dann wird der Aufladethermostat bei eingeschaltetem
Steuerstrom veranlaßt, die Stromzufuhr zur Nachladung nur derjenigen Speicheröfen
freizugeben, deren Kerntemperatur auf einen Wert unter 1/6 abgesunken ist.
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Unter der beispielsweisen Annahme, daß die maximal zulässige Kerntemperatur-600'
C beträgt, ergibt.sich aus vorstehendem folgendes Aufheizungsschema des Kerns: `
a) Knebelstellung 3/3, Steuerstrom abgeschaltet auf 600° " eingeschaltet " 300o
-b) " 2/3, " abgeschaltet " 4000 eingeschaltet " 2Ö00 c) " 1/3, " abgeschaltet "
2000 ", eingeschaltet " 1000: Der Widerstand 6a erwärmt den Temperaturfühler 6 des
Aufladethermostaten 5 also zusätzlich so stark,- daß der Aufladethermostat im Falle
a) um 3000, im Falle b) um 2000 und im Falle c). um 1000 Kerntemperatur tiefer abschaltet,
als der Einstellung des Aufladethermostaten entspricht.
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Durch das Verändern der Steuerspannung in der Steuerleitung 11 kann
außer 50 % auch jeder andere Prozentsatz, um den die Kerntemperatur bei eingeschaltetem
Steuerstrom reduziert wird, eingestellt werden, Es ist auch möglich, in Form einer
Programmsteuerung
den Prozentsatz je nach der Tageszeit oder anderen
Erfordernissen zu verändern. Z.- BO könnten zu Beginn der nächtlichen Aufladezeit
(meistens um 22 Uhr), zu der die Ortsnetzbelastung noch verhältnismäßig hoch ist,
alle Speicheröfen für die Aufladung gesperrt werden:, die Um weniger als 75 f entladen
sind, und ab 0 Uhr würden nur- noch diejenigen Speicheröfen von der Einschaltung
gesperrt worden, die um weniger als 50 0 entladen sind. Ab 2 Uhr würden schließlich:
alle Speicheröfen zur Aufladung eingeschaltet.
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Durch diese Steuerung wird vermieden, daß bereits um 22 Uhr alle Speicheröfen
einer Anlage eingeschaltet werden, obwohl für viele Speicheröfen mit Rücksicht auf
deren Ladezustand eine spätere Einschaltung günstiger .wäre. Auch aus versorgungswirtschaftlichen
Gesichtspunkten ist eine spätere Einschaltung der nur teilweise entladenen Speicheröfen
günstiger.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den
nachfolgenden Patentansprüchen offenbarten Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können
sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.