DE20002444U1

DE20002444U1 - Elektrischer Heißwasserbereiter

Info

Publication number: DE20002444U1
Application number: DE20002444U
Authority: DE
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 2000-02-11
Filing date: 2000-02-11
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2010-02-12

Description

Akte 1060 A

Stiebel Eltron GmbH & Co. KG Dr.-Stiebel-Straße 37603 Holzminden

Beschreibung

Elektrischer Heißwasserbereiter

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Heißwasserbereiter, insbesondere Heißwasserspeicher, der wenigstens zwei elektrische Heizkörper aufweist, die zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Wassertemperatur unterschiedlich lange an das Versorgungsnetz angeschaltet sind.

So ist es bei elektrischen Heißwasserspeichern üblich, daß diese während einer insbesondere nächtlichen Niedertarifzeit mit verminderter Leistung betrieben werden, wobei eine tageszeitliche Nachheizung durch Zuschaltung des zweiten oder weiterer Heizkörper mit dann erhöhter Leistung möglich ist. Dies führt dazu, daß derjenige Heizkörper, der während der Nieder- und Hochtarifzeit eingeschaltet ist, insgesamt eine längere Betriebszeit aufweist als der bzw. die anderen Heizkörper, die nur zur Erzielung einer höheren Leistung während der Hochtarifzeit - also nur kurzzeitig - in Betrieb sind.

Aus diesem Grund ergibt sich eine große Streuung der Betriebsstunden

der einzelnen Heizkörper. Geht nun ein Heizkörper defekt, aus Erfahrung der Heizkörper, der die größte Anzahl an Heizstunden aufweist, ist es notwendig, den gesamten Heizflansch auszutauschen, also auch die Heizkörper, die aufgrund ihrer Betriebszeit nicht defekt sind und auch nicht kurzfristig defekt gehen würden. Hieraus ergeben sich unnötige Kosten, die es gilt mit der Erfindung zu vermeiden.

Unter Niedertarifphase versteht man diejenige Zeit, in der die Elektroversorgungs-Unternehmen (EVU) kostengünstige elektrische Energie zur Verfügung stellen, um Versorgungstäler auszugleichen. Diese Täler entstehen, weil hier im regulären Versorgungszyklus wenig Energie verbraucht wird. Analog dazu wird als Hochtarifphase die Zeit außerhalb der Niedertarifphase verstanden, vorzugsweise also die tageszeitliche Phase.

Die Erfindung erreicht dies mit den Maßnahmen, wie sie im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben sind. In den Unteransprüchen sind Maßnahmen aufgeführt, mit denen die Erfindung technisch auf besonders einfache Weise realisierbar ist.

Die Erfindung soll mit Hilfe der Zeichnung nachfolgend beispielhaft beschrieben werden.

Ein elektrischer Heißwasserspeicher wird üblicherweise während einer kostengünstigen nächtlichen Niedertarifzeit aufgeladen und kann tagsüber während einer Hochtarifzeit nachgeladen werden, sofern die gespeicherte Wassermenge den Bedarf nicht deckt. Während der Hochtarifzeit erfolgt das Nachladen mit erhöhter Leistung und wird gewöhnlich vom Benutzer manuell durch Betätigen einer Taste, mit der ein Einschaltschütz verbunden ist, eingeleitet. Dieser Vorgang ist dem Durchschnittsfachmann geläufig und in der nachfolgenden Beipielsbeschreibung nicht weiter berücksichtigt.

Auf einem nicht dargestellten Flansch eines ebenfalls nicht dargestellten Heißwasserspeichers sind im einfachsten Fall Heizkörper 1 und 2 mit je

4 kW montiert. Diese sind einerseits an den Nulleiter N des versorgenden Netzes und andererseits über einen Temperaturbegrenzer 3 bzw. dessen Kontaktbahnen 3a und 3b, einen in seiner Abschalttemperatur wählbaren Temperaturregler 4 bzw. dessen Kontaktbahnen 4a und 4b und die Kontaktbahnen eines Relais 5 an die stromführende Phase L1 des Versorgungsnetzes angeschlossen. Zwischen der Phase L1 und den Kontaktbahnen des Relais 5 ist ein Kontakt 7 eines EVU-Relais 6 geschaltet, auf dessen Funktion weiter unten noch eingegangen wird.

Der Übertemperaturbegrenzer 3 mit seinen Kontakten a, b trennt die Heizkörper 1, 2 vom versorgenden Netz immer dann, wenn eine zulässige Höchsttemperatur überschritten ist. Der wählbare Temperaturregler 4 mit seinen Kontakten a, b trennt die Heizkörper dann vom versorgenden Netz, wenn die eingestellte Temperatur erreicht ist.

Das Relais 5, hier als bistabiles Relais ausgeführt, legt die Heizkörper 1, 2 je nach seiner Schaltstellung so an das versorgende Netz, daß bei angezogenem EVU-Relais 6 der Kontakt 7 einmal im Stromkreis des Heizkörpers 1 und in der anderen Stellung im Stromkreis des Heizkörpers 2 liegt. Der jeweils andere Heizkörper liegt dabei permanent an der energieführenden Phase L1. Das bistabile Relais 5 wird immer dann eingeschaltet, wenn es infolge einer stromlosen Phase, d.h. nach Erreichen der am Temperaturregler 4 eingestellten Temperatur dann wieder in die andere Schaltposition überführt wird, wenn also infolge Absinkens der Temperatur der Temperaturregler 4 die Kontakte a, b erneut schließt. Damit hier keine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen der Heizkörper 1 und 2 entsteht, sind die Steuerungsabgänge über Dioden D1 und D2 unterbrochen.

Die Wirkungsweise der Schaltvorrichtung ist etwa folgende: Betrachtet wird ein Betriebszustand, bei dem der Kontakt 7 des EVU-Relais 6 geöffnet ist, es sich also um eine Niedertarifzeit handelt, bei der nur ein Heizkörper an dem Aufheizvorgang des Heißwasserspeichers beteiligt sein soll. Diese Situation zeigt die oben beschriebene Zeichnung.

In der dort gezeigten Lage des bistabilen Relais 5 fließt lediglich ein Strom über den Kontakt b des Temperaturreglers 4 bzw. den Kontakt b des Temperaturbegrenzers 3 hin zum Heizkörper 2 und weiter zum Nulleiter des Netzes. Erreicht der Heißwasserspeicher die am Temperaturregler 4 eingestellte Temperatur, schaltet dieser die Kontakte a und b aus, und der Heizvorgang ist damit unterbrochen. Schaltet nun nach einer entsprechenden Abkühlphase der Temperaturregler 4 erneut die Kontakte a und b ein, so wird das bistabile Relais 5 über die Diode D2 ebenfalls mit Spannung versorgt, worauf es aus der dargestellten Lage in die strichlierte umschaltet mit dem Ergebnis, daß jetzt der Heizkörper 2 unbeschaltet und der Heizkörper 1 beschaltet ist.

Ersichtlich vergleichmäßigt sich dadurch die Gesamtbelastung der Heizkörper 1 und 2, und die Gesamt-Lebensdauer derselben wird damit erhöht.

Während einer Aufheizperiode innerhalb der Hochtarifphase hat die Umschaltvorrichtung keinen Einfluß auf die zeitliche Einschaltdauer der jeweiligen Heizkörper, weil diese in jedem Fall parallelgeschaltet sind, denn das Nachheizen während der Hochtarifphase soll möglichst rasch erfolgen. Anstelle des bistabilen Relais 5 kann auch ein Zeitrelais eingesetzt werden, das willkürlich im Rhythmus einstellbarer Zeitintervalle die Umschaltung durchführt.

Zunehmend werden zur Steuerung der Temperatur sowie weiterer Funktionen elektronische Steuerungen auf der Basis von rechnergestützten Prozessoren eingesetzt, die das Steuern des Relais oder vergleichbarer Einrichtungen übernehmen.

Mit dem Einsetzen dieser Maßnahmen läßt sich erreichen, daß ein Flansch im Rahmen der Lebensdauer eines solchen Heißwasserspeichers überhaupt nicht mehr gewechselt werden muß, was zu einer deutlichen Reduzierung der Betriebskosten der Warmwasserbereitung insgesamt beiträgt.

Claims

1. Elektrischer Heißwasserbereiter, insbesondere Heißwasserspeicher, mit wenigstens zwei elektrischen Heizkörpern, deren Anschaltung an das Versorgungsnetz zeitlich unterschiedlich lang ist, gekennzeichnet durch eine Schaltvorrichtung(5), mit der die Heizkörper(1, 2) untereinander wechselnd an das Netz schaltbar sind.

2. Elektrischer Heißwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Wechsel nach jedem Heizvorgang erfolgt.

3. Elektrischer Heißwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Wechsel nach einem Zeitprogramm erfolgt.

4. Elektrischer Heißwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechsel von einem Schrittschaltwerk steuerbar sind.

5. Elektrischer Heißwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Wechsel von einer weitere Steuerungsvorgänge des Heißwasserspeichers ausführenden Prozessorsteuerung durchgeführt wird.