DE3501003A1

DE3501003A1 - Regler fuer wasserheizeinrichtung mit externer waermequelle

Info

Publication number: DE3501003A1
Application number: DE19853501003
Authority: DE
Inventors: Joseph F. York Pa. Picarello; Jacob Edward Shaffer jun.
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: York International Corp
Priority date: 1984-01-13
Filing date: 1985-01-14
Publication date: 1985-07-25
Also published as: US4540874A; CA1219891A

Description

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft im allgemeinen einen Regler für eine Wasserheizeinrichtung mit externer Wärmequelle. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Regler für einen herkömmlichen Haushaltwarmwasserbehälter in Verbindung mit einer externen Wärmequelle, die als Wärmepumpe ausgebildet sein kann.

Ein herkömmlicher Haushaltwarmwasserbereiter weist normalerweise eine interne Wärmequelle in Form einer Behälterheizeinrichtung mit einem elektrischen Heizelement und einem Behälterthermostaten auf. Wenn der Thermostat einen Warmwasserbedarf anzeigt, wird die Behälterheizeinrichtung angeschaltet. Wenn der Thermostat anzeigt, daß der Bedarf an Warmwasser erfüllt ist, wird die Heizeinrichtung abgeschaltet.

Die Wärmepumpe ist seit vielen Jahren bekannt. Obwohl ihr Betrieb im allgemeinen wirtschaftlicher ist als eine herkömmliche Behälterheizeinrichtung, wurde sie bisher nicht viel verwendet, weil Energie, insbesondere elektrische Energie billig war. Bei steigenden Energiekosten besteht ein erneutes Interesse am Einsatz einer Wärmepumpe in Verbindung mit einer Wasserheizeinrichtung, insbesondere, um warmes Wasser für Haushalte zu liefern.

Wenn eine Wärmepumpe mit einer Wasserheizeinrichtung verwendet wird, könnte es vorteilhaft sein, wenn deren Regler in Abhängigkeit vom Behälterthermostaten als Anzeige für Warmewasserbedarf arbeiten würde. Eine solche Einrichtung ist Gegenstand der US-Anmeldung 450.499 vom 16. Dezember 1982 der gleichen Anmelderin. Obwohl die bekanntgemachte Regeleinrichtung fortschrittlich ist, weiß man jetzt, daß sie nicht für eine ausreichende Reinigung der Kontakte des Thermostaten sorgt. Daher bleibt

es eine technische Forderung, daß solch eine Regeleinrichtung in hinreichender Weise für die Reinigung der Kontakte des Behälterthermostaten sorgt.

Die Erfindung soll diese Forderung erfüllen. Zu diesem Zweck wird eine Regeleinrichtung für eine Wasserheizeinrichtung bekanntgemacht, die mit einer externen Wärmequelle in Wirkverbindung steht. Die Wasserheizeinrichtung weist ein Wasserreservoir oder einen Wasserbehälter sowie eine Behälterheizeinrichtung auf. Die Behälterheizeinrichtung besitzt einen Behälterthermostaten, der schließt, wenn heißes Wasser im Behälter angefordert wird, wobei der Strom so durch die Heizeinrichtung fließt, daß sie angeschaltet wird. Der Thermostat öffnet, nachdem die Forderung erfüllt wurde und unterbricht den Strom, wobei die Heizeinrichtung abgeschaltet wird. Der Regler arbeitet in Abhängigkeit von einem anfänglichen Stromstoß in der Heizeinrichtung, welche den Strom unterbricht, wodurch die Heizeinrichtung abgeschaltet bleibt. Dieser Anfangs-Stromstoß reinigt die Kontakte des Thermostaten, indem er Ablagerung auf diesen abbrennt. Der Regler schaltet auch die externe Wärmequelle an.

Der Regler arbeitet in Abhängigkeit von einer äußeren Bedingung, um die externe Wärmequelle abzuschalten, die Heizeinrichtung anzuschalten und die externe Wärmequelle ab- und die Heizeinrichtung angeschaltet zu lassen, bis der Thermostat öffnet.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Leitungsdiagramm des normalen Haushaltwarmwasserbereiters mit externer Wärmequelle;

Fig. 2 einen Stromlaufplan des erfindungsgemäßen

Reglers von den elektromechanischen Bauteilen, wie sie bei einem normalen Haushaltwarmwasserbereiter mit externer Wärmequelle verwendet werden;

Fig. 3 einen Stromlaufplan des erfindungsgemäßen Reglers von den elektronischen Bauteilen, wie sie bei einem normalen Haushaltwarmwasserbereiter mit externer Wärmequelle

verwendet werden.

Obwohl diese Erfindung in vielen unterschiedlichen Formen verwirklicht werden kann, wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in den Figuren dargestellt und im einzelnen beschrieben. Die Beschreibung soll eine Darstellung der Grundsätze der Erfindung sein und die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränken.

Eine Wasserheizeinrichtung mit externer Wärmequelle 10 ist in Fig. 1 gezeigt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Wasserheizeinrichtung 12 eine externe Wärmequelle 14 in der Form einer Wärmepumpe oder dgl. auf. Die Wasserheizeinrichtung 12 und Wärmepumpe können von der Art sein, wie sie in der vorstehenden US-Anmeldung 450.499 beschrieben werden.

Eine Wassereinlaßleitung 16 leitet Kaltwasser zur Wasserheizeinrichtung 12. Eine Wasserauslaßleitung 18 versorgt den Benutzer mit Warmwasser. Eine Leitung 20 leitet das zu erwärmende Wasser von der Heißwassereinrichtung 12 zur Wärmepumpe 14. Eine Leitung 22 leitet das erwärmte Wasser von der Wärmepumpe 14 zur Wasserheizeinrichtung 12.

Nach Fig. 2 weist die Wasserheizeinrichtung 12 ein Warmwasserversorgungsreservoir oder einen Behälter 24 mit einer Behälterheizeinrichtung 26 auf, die ein oder mehrere elektrische Heizelemente 28 besitzt, die mit einem oder mehreren Behälterthermostaten 30 in Reihe geschaltet sind. Die Wasserheizeinrichtung 12 wird ohne Abänderung zusammen mit der externen Wärmequelle 14 verwandt, und beide werden von einer Regeleinrichtung 32 geregelt, deren Schaltung innerhalb der gestrichelten Linie liegt. Der Regler 32 verwendet elektromechanische Bauteile.

Der Regler 32 weist ein erstes Verzögerungsrelais mit einer Spule 1R, einem Ruhekontakt 1R-1 und einem Arbeitskontakt 1R-2 auf. Der Kontakt 1R-2 und die externe Wärme- quelle 14 sind über einen ersten Anschluß 34 und einen zweiten Anschluß 36 in Reihe geschaltet, wobei an den Anschlüssen oder Klemmen eine Spannung V anliegen kann. Bei Ansteuerung öffnet das Relais 1R den Kontakt 1R-1 und schließt den Kontakt 1R-2. Beim Abschalten schließt der Kontakt 1R-1, und der Kontakt 1R-2 öffnet nach einer Verzögerungszeit. Die Länge dieser Zeit ist ein Schaltungsmerkmal und kann z.B. 1 Sekunde betragen.

Die Regeleinrichtung 32 weist auch ein Stromrelais mit einer Spule CR und einem Arbeitskontakt CR-1 auf. Der Kontakt 1R-1, das Stromrelais CR und die Heizeinrichtung 26 sind durch eine Leitung 38 über die Anschlüsse 34 und 36 in Reihe geschaltet, wobei eine Seite der Heizeinrichtung 26 an den Punkt 36 angeschlossen ist.

Ein zweites Verzögerungsrelais weist eine hochohmige Spule 2R auf, die über die Anschlüsse 34 und 36 mit der Heizeinrichtung 26 in Reihe geschaltet ist. Das Relais 2R besitzt auch einen Arbeitskontakt 2R-1, der zum Kontakt CR-1 parallel geschaltet ist. Wird das Relais 2R abgeschaltet,

dann öffnet der Kontakt 2R-1 nach einer Verzögerungszeit. Die Länge dieser Zeit ist ein Schaltungsmerkmal und kann beispielsweise eine Sekunde getragen.

Ein drittes Relais weist eine Spule 3R, einen Ruhekontakt 3R-1 und einen Arbeitskontakt 3R-2 auf. Das Relais 1R ist über den Kontakt 3R-1 an die Parallelschaltung der Kontakte 2R-1 und CR-1 gekoppelt. Nach Fig. 2 sind das Relais 1R und diese Parallelschaltung über die Anschlüsse 34 und 36

IQ mit dem Kontakt 3R-1 in Reihe geschaltet. Auch das Relais 3R, der Kontakt 3R-2 und die Parallelschaltung der Kontakte 2R-1 und CR-1 sind über die Anschlüsse 34 und 36 in Reihe geschaltet. Mindestens ein externer Meßfühler 40, z.B. ein externer Thermostat, ist zum Kontakt 3R-2 parallel geschaltet.

Der Betriebsablauf beginnt, wenn der Thermostat 30 schließt und einen Warmwasserbedarf im Behälter 24 anzeigt. Das Stromrelais CR tastet einen Anfangsstromstoß auf der Leitung 38 ab und schließt den Kontakt CR-1, um einen Erregerkreis für das Relais 1R herzustellen. Das Relais 1R wird beaufschlagt, wobei der Kontakt 1R-1 öffnet, damit die Heizeinrichtung 26 abgeschaltet bleibe, und schließt den Kontakt 1R-2, um die externe Wärmequelle 14 anzuschalten.

Selbst wenn die Heizeinrichtung 26 abgeschaltet bleibt, reinigt der anfängliche Stromstoß auf der Leitung 38 die Kontakte des Behälterthermostaten 30, indem er alle isolierenden Oxide abbrennt, die sich als Niederschlag auf den Kontakten gebildet haben können.

Jetzt tastet das Stromrelais CRfeinen Strom mehr auf der Leitung 38 ab. Der Kontakt CR-1 öffnet und schaltet damit das Relais 1R ab. Da jedoch das Relais 1R ein Verzögerungs-

relais ist, bleibt der Kontakt 1R-1 für eine kurze Zeit offen, z.B. für eine Sekunde. Während dieser Zeit wird das hochohmige Verzögerungsrelais 2R beaufschlagt, das in Reihe mit dem verhältnismäßig niedrigohmigen Heizelement 28 geschaltet ist. Der Kontakt 2R-1 schließt und stellt einen anderen Erregerkreis für das Relais 1R her, ehe der Kontakt 1R-1 schließt. Aus diesem Grund ist es erfindungswesentlich, daß eine Verzögerung von dem Zeitpunkt eintritt, an dem ein Erregerkreis für das Relais 1R unterbrochen wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Kontakt 1R-1 schließt. Die Verzögerung muß solange dauern,damit der Kontakt 1R-1 offen bleibt. Die Heizeinrichtung 26 bleibt abgeschaltet, und die Wärmepumpe 14 angeschaltet.

Wenn der Warmwasserbedarf erfüllt ist, öffnet der Thermostat 30 und schaltet das Relais 2R ab. Der Kontakt 2R-1 öffnet und schaltet das Relais 1R ab. Der Kontakt 1R-1 schließt, und der Kontakt 1R-2 öffnet. Die externe Wärmequelle 14 wird abgeschaltet, womit der Arbeitszyklus beendet ist.

Wenn ein unnormaler Zustand verhindert, daß die externe Wärmequelle 14 das Wasser in wirksamer Weise erwärmt,z.B. bei niedriger Temperatur am Verdampfer der Wärmepumpe, so wird dies vom externen Meßfühler 40 abgegriffen. Schließt der Meßfühler 40, solange der Kontakt 2R-1 geschlossen ist, dann wird das Relais 3R beaufschlagt, wobei der Kontakt 3R-1 öffnet und der Kontakt 3R-2 schließt. Der externe Meßfühler 40 beeinflußt jetzt nicht mehr das Relais 3R.

öffnet der Kontakt 3R-1, dann schaltet das Relais 1R ab. Der Kontakt 1R-2 öffnet und schaltet die externe Wärmequelle 14 ab. Der Kontakt 1R-1 schließt und schaltet die Heizeinrichtung 26 an und das hochohmige Relais 2R ab.

■43- Λ.-Ύ--..- .1.-OZ-

Der Kontakt 2R-1 öffnet nach einer Verzögerungszeit. Das Stromrelais CR tastet jedoch den Strom auf der Leitung 38 ab, wobei der Kontakt CR-1 schließt, ehe der Kontakt 2R-1 öffnet. Es gibt keine Unterbrechung der Versorgungsspannung für das Relais 3R.

Das Relais 3R bleibt beaufschlagt, bis der Thermostat 30 gesättigt ist und öffnet. Dies wird vom Stromrelais CR abgegriffen, wobei der Kontakt CR-1 öffnet und den Arbeitszyklus beendet.

Wie Fig. 2 zeigt, bilden das Relais 3R, die Kontakte 3R-1 und 3R-2 sowie der externe Meßfühler 40 eine zusätzliche Vorrichtung zum Steuern der Wasserheizeinrichtung 12 und der externen Wärmequelle 14 in Abhängigkeit von einer äußeren Bedingung. Wenn dieses Merkmal nicht erforderlich ist, können diese Bauteile entfallen. Dann würde das Relais 1R direkt an die Parallelschaltung der Kontakte 2R-1 und CR-1 angeschlossen werden. Das hochohmige Relais 2R

würde keine Zeitverzögerung benötigen. *

Fig. 3 zeigt einen abgeänderten Regler 32a, der im allgemeinen elektronische Bauteile verwendet. Die Wasserheizeinrichtung, externe Wärmequelle sowie die Anordnung ^° einiger Bauteile sind gleich denen der Fig. 2. Sie sind durch dieselben Kennzeichen bezeichnet.

Der Regler 32a weist einen Strommeßfühler 42 auf (der das Stromrelais CR ersetzt), welcher den Strom auf der Leitung 38 mißt. Der Strommeßfühler 42 weist einen Ausgang 44 auf, der hochpegelig ist, wenn Strom in der Leitung 38 fließt und niederpegelig, wenn kein Strom fließt.

Die erste Vergleichseinrichtung 46 besitzt Eingänge 48 und . Der Eingang 48 ist an die Leitung 38 zwischen der

ν#^:

Heizeinrichtung 26 und dem Kontakt 1R-1 angeschlossen. Der Eingang 50 ist mit dem Anschluß 34 verbunden. Ein Widerstand 52 ist an die Eingänge 48 und 50 geschaltet, um die Spannungspegel an diesen Eingängen auszugleichen/ wenn sowohl der Kontakt 1R-1 und der Thermostat 30 offen sind. Die Vergleichsschaltung 46 weist auch einen Ausgang auf, der hochpegelig ist, wenn die Spannungspegel an den Eingängen 48 und 50 nicht gleich sind und niederpegelig, wenn sie gleich sind.

Eine zweite Vergleichsschaltung 56 besitzt Eingänge 58, und 60. Der Eingang 58 ist an eine Seite des externen Meßfühlers 40 angeschlossen, dessen andere Seite mit dem Anschluß 36 verbunden ist.Ein weiterer Widerstand 62 ist an die Eingänge 58 und 60 geschaltet,um die Spannungspegel an diesen Eingängen auszugleichen, wenn der externe Meßfühler 40 offen ist. Die Vergleichsschaltung 56 weist auch einen Ausgang 64 auf, der niederpegelig ist, wenn die Spannungspegel an den Eingängen 58 und 60 nicht gleich sind und hochpegelig, wenn sie gleich sind.

Ein ODER-Glied 66 besitzt Eingänge 68 und 70. Der Eingang 68 ist an den Ausgang 44 des Strommeßfühlers 42 geführt, und der Eingang 70 an den Ausgang 54 der Ver-²^ gleichseinrichtung 46. Das ODER-Glied 66 weist auch einen Ausgang 72 auf, der hochpegelig ist, wenn einer der Eingänge 68 oder 70 hochpegelig ist.

Eine Zeitverzögerungseinrichtung 74 weist einen Eingang 76 und einen Eingang 78 auf. Der Eingang 76 ist an den Ausgang 72 des ODER-Gliedes 66 geführt. Die Zeitverzögerungseinrichtung 70 kann eine einfache Integrationgsschaltung mit einer Zeitkonstante von beispielsweise 0,1 Sekunden sein. Dadurch wird das am Ausgang 78 anstehende Signal kurz verzögert.

Ein Sperrschalter 80 weist einen Eingang 82 und einen Löscheingang 84 auf. Der Eingang 82 ist an den Ausgang 64 der Vergleichsschaltung 56 geführt, und der Eingang 84 an den Ausgang 78 der Zeitverzögerungseinrichtung 74. Der Sperrschalter 80 besitzt auch einen Ausgang 86, der hochpegelig ist, wenn der Eingang 84 niederpegelig ist. Wenn der Eingang 84 hochpegelig ist, wird der Ausgang 86 niederpegelig, sobald der Eingang 82 niederpegelig wird, wobei er niederpegelig bleibt, bis der Eingang 84 wieder hochpegelig wird.

Ein UND-Glied 88 besitzt Eingänge 90 und 92. Der Eingang 90 ist mit dem Ausgang 86 des Sperrschalters 80 verbunden, und der Eingang 92 mit dem Ausgang 78 der Zeitverzögerungs- !5 einrichtung 74. Das UND-Glied 88 weist auch einen Ausgang 94 auf, der hochpegelig ist, wenn beide Eingänge 90 und 92 hochpegelig sind.

Das Relais 1R ist über das UND-Glied 88 und den Sperrschalter 80 an den Ausgang 78 der Zeitverzögerungsschaltung 74 gekoppelt. Wie Fig. 3 zeigt ist eine Seite des Relais 1R an den Ausgang 94 des UND-Gliedes 88 geführt,wobei die andere Sextetdem Anschluß 36 verbunden ist. Das Relais 1R wird beaufschlagt, wenn der Ausgang 94 hochpegelig ist, wobei der Kontakt 1R-1 öffnet und der Kontakt 1R-2 schließt.

Besteht kein Bedarf an Warmwasser im Behälter 24, ist der Thermostat 30 offen. Der Strommeßfühler 42 tastet ab, das

kein Strom in der Leitung 38 fließt. Der Ausgang 44 des Strommeßfühlers 42 und der Eingang 68 des ODER-Gliedes 66 sind niederpegelig.

■46"

Der Eingang 48 der Vergleichseinrichtung 46 ist über den Kontakt 1R-1 an den Anschluß 34 geführt. Die Spannungspegel der Eingänge 48 und 50 sind gleich, da beide mit dem Anschluß 34 verbunden sind. Der Ausgang 54 der Vergleichsschaltung 46 der Eingang 70 des ODER-Gliedes 66 sind niederpegelig. Wenn beide Eingänge 68 und 70 des ODER-Gliedes niederpegelig sind, ist der Ausgang 72 auch niederpegelig. Der Eingang 76 der Zeitverzögerungseinrichtung 74 ist ebenso niederpegelig wie der Ausgang 78. Der Eingang 84 des

IQ Sperrschalters 80 und der Eingang 92 des UND-Gliedes 88 sind niederpegelig. Wenn der Eingang 84 des Sperrschalters 80 niederpegelig ist, sind der Ausgang 86 des Sperrschalters 80 und der Eingang 90 des UND-Gliedes 88 hochpegelig. Der Ausgang 94 des UND-Gliedes 88 ist niederpegelig, und das Relais 1R ist abgeschaltet.

Der externe Meßfühler steht offen, und die Spannungspegel der Eingänge 58 und 60 der Vergleichsschaltung 56 sind gleich. Der Ausgang 64 der Vergleichsschaltung 56 und der Eingang 82 des Sperrschalters 80 sind hochpegelig.

Der Arbeitszyklus beginnt, wenn der Thermostat 30 schließt und damit einen Warmwasserbedarf im Behälter 24 anzeigt. Ein Anfangsstromstoß auf der Leitung 38 reinigt die Kontakte der Thermostaten 30, wobei alle Ablagerungen abgebrannt werden. Der Strommeßfühler 42 greift diesen Spannungsstoß ab und steuert den Ausgang 44 hoch. Der Eingang 68 des ODER-Gliedes 66 wird ebenfalls hochpegelig und steuert den Ausgang 72 hoch. Der Eingang 76 der Zeitverzögerungseinrichtung 74 wird hochpegelig und steuert den Ausgang 78 hoch. Der Eingang 84 des Sperrschalters 80 und der Eingang 92 des UND-Gliedes 88 werden hochpegelig.

Zu diesem Zeitpunkt gab es keine Veränderung am Eingang ° des Sperrschalters 80; er bleibt hochpegelig. Der Ausgang 86 des Sperrschalters 80 und der Eingang 90 des UND-Gliedes 88 bleiben somit hochpegelig. Wenn der Eingang 92 hoch-

pegelig wird, wird auch der Ausgang 94 hochgesteuert und erregt das Relais 1R. Der Kontakt 1R-1 öffnet, wobei die Heizeinrichtung 26 abgeschaltet bleibt. Der Kontakt 1R-2 schließt und schaltet die externe Wärmequelle 14 an. 5

Bei jetzt geöffnetem Kontakt 1R-1 greift der Strommeßfühler 42 ab, daß kein Strom in der Leitung 38 fließt, wodurch der Ausgang 44 niederpegelig wird. Der Eingang 68 des ODER-Gliedes 66 wird niederpegelig und steuert den Ausgang 7 2 herab. Da jedoch noch immer ein Wärmebedarf im Behälter 24 vorhanden ist, bleibt der Thermostat 30 geschlossen. Der Eingang 48 der Vergleichsschaltung 46 wird jetzt durch den Thermostaten 30 an den Anschluß 36 gelegt. Die Spannungspegel der Eingänge 48 und 50 sind ungleich, wodurch der Ausgang 54 hochgesteuert wird. Der Eingang 70 des ODER-Gliedes 66 wird hochpegelig und steuert den Ausgang 72 hoch. Während dieses Überganges kann der Ausgang 72 niederpegelig und dann wieder hochpegelig werden, jedoch die Zeitverzögerungseinrichtung 74 stellt sicher, daß der Ausgang 78 hochpegelig bleibt. Der Eingang 84 des Sperrschalters 80 und der Eingang 92 des UND-Gliedes 88 bleiben hochpegelig.

Der Thermostat 30 öffnet, wenn der Bedarf an Warmwasser im Behälter 24 befriedigt wurde. Die Spannungspegel an den Eingängen 48 und 50 der Vergleichsschaltung sind dann gleich und steuern den Ausgang 54 herab. Der Eingang 70 des ODER-Gliedes 76 wird niederpegelig und steuert den Ausgang 72 herab. Der Eingang 84 des Sperrschalters 80 wieder niederpegelig und hält den Ausgang 86 hochpegelig. Der Eingang 92 des UND-Gliedes 88 wird niederpegelig, während der Eingang 90 hochpegelig bleibt und den Ausgang 94 herabsteuert, um das Relais 1R abzuschalten. Der Kontakt 1R-1 schließt. Der Kontakt 1R-2 öffnet, schaltet die externe Wärmequelle 14 ab und beschließt den Arbeitszyklus.

AS-

Wenn ein anormaler Zustand verhindert, daß die externe Wärmequelle 14 das Wasser in wirksamer Weise erwärmt, schließt der externe Meßfühler 40, wobei der Eingang 58 der Vergleichsschaltung 56 an den Anschluß 36 gelegt wird. Die Spannungspegel an den Eingängen 58 und 60 sind ungleich und steuern den Ausgang 64 herab. Der Eingang 82 des Sperrschalters 80 wird niederpegelig, während der Eingang 84 hochpegelig bleibt und den Ausgang 86 herabsteuert. Der Eingang 90 des UND-Gliedes 88 wird niederpegelig, während der Eingang 92 hochpegelig bleibt und den Ausgang 94 herabsteuert, wodurch das Relais 1R abschaltet. Der Kontakt 1R-1 schließt und schaltet die Heizeinrichtung 26 an. Der Kontakt 1R-2 öffnet und schaltet die externe Wärmequelle 14 ab.

ßei geschlossenem Kontakt 1R-1 sind die Spannungspegel an den Eingängen 48 und 50 der Vergleichsschaltung 46 gleich und steuern den Ausgang 54 herab. Der Eingang 70 des ODER-Gliedes 66 wird niederpegelig und steuert den Ausgang 7 2 herab. Der Meßfühler 42 jedoch greift ab, das Strom auf der Leitung 38 fließt und steuert den Ausgang 44 hoch. Der Eingang 68 des ODER-Gliedes 66 wird hochpegelig und steuert den Ausgang 72 hoch. Wieder stellt die Zeitverzögerungseinrichtung 74 sicher, daß der Eingang 84 des Sperrschalters während dieses Übergangs hochpegelig bleibt. Der Ausgang 86 bleibt niederpegelig, unabhängig vom Schaltzustand des Eingangs 82. Der Eingang 90 des UND-Gliedes bleibt niederpegelig und hält auch den Ausgang 94 niederpegelig. Damit bleibt das Relais 1R abgeschaltet, bis der

Thermostat 30 öffnet, selbst wenn der externe Meßfühler vor dem Thermostaten 30 öffnet.

Wie in Fig. 3 gezeigt, bilden der externe Meßfühler 40, die Vergleichsschaltung 56, der Sperrschalter 80 und das UND-Glied 88 zusammen eine zusätzliche Vorrichtung zum Regeln der Wasserheizeinrichtung 12 und der externen Wärme-

quelle 14 in Abhängigkeit von einer äußeren Bedingung. Falls dieses Merkmal nicht erforderlich ist, können diese Bauteile entfallen. Dann würde das Relais 1R direkt an den Ausgang 78 der Zeitverzögerungseinrichtung 74 angeschlossen werden.

Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß die externe Wärmequelle für den Beginn des Arbeitszyklus angeschaltet wird, wenn der Thermostat 30 anzeigt, daß im Behälter 24 ein Bedarf für Warmwasser vorhanden ist. Die externe Wärmequelle 14 schaltet ab, wenn der Thermostat anzeigt, daß der Bedarf erfüllt ist, worauf der Arbeitszyklus beendet wird.

Wenn der externe Meßfühler 40 einen unnormalen Zustand anzeigt, schaltet die externe Wärmequelle 14 ab, und die Heizeinrichtung 26 an. Dieser Zustand herrscht solange, bis der Thermostat 30 anzeigt, daß der Warmwasserbedarf befriedigt ist, worauf die Heizeinrichtung 26 abschaltet und den Arbeitszyklus beendet.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß stets bei einem Beginn des Arbeitszyklus der anfängliche Stromstoß in der Heizeinrichtung 26 die Kontakte des Thermostaten 30 reinigt. Ein weiterer erfindungswesentlicher Vorteil liegt darin, daß die Einrichtung in Verbindung mit einem herkömmlichen Haushaltswarmwasserbereiter ohne jede Änderung verwendet werden kann und damit ohne Genehmigung der Underwriter's Laboratories (entspricht VDE) ein-

zuholen. Es ist lediglich eine Verbindung der externen Meßleitungen der Wasserheizeinrichtung mit dem Anschluß und der Leitung 38 erforderlich.

Die vorstehend erwähnten hohen/niedrigen logischen Pegel dienen hier lediglich als Beispiel. Falls gewünscht, können sie umgekehrt werden.

■IQ-

1 Die Ausdrücke "angeschlossen"/"verbunden" zeigen eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen an, so daß zwischen ihnen elektrischer Strom fließen kann. Der Ausdruck "gekoppelt" zeigt eine funktionelle Beziehung zwischen zwei Bauteilen

5 an, wobei möglicherweise andere Bauteile bzw. Elemente (einschließlich Luft) zwischen ihnen geschaltet sein können.

Außer dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung 10 der Erfindung zu verlassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE;

1. Regler für eine Wasserheizeinrichtung, die mit einer externen Wärmequelle in Verbindung steht, wobei die Wasserheizeinrichtung einen Wasserbehälter und eine Behälterheizeinrichtung aufweist die mit mindestens einem Behälterthermosiaten versehen ist, der schließt, wenn ein Warmwasserbedarf im Behälter vorhanden ist, wodurch Strom in der Heizeinrichtung fließt, um sie anzuschalten, und der öffnet, wenn der Bedarf befriedigt wurde, um den Strom zu unterbrechen und damit die Heizeinrichtung abzuschalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (32 oder 32a) Vorrichtungen (CR-1R-2R oder 42-48-66-74-1R) aufweist, welche in Abhängigkeit von einem AnfangsStromstoß in der Heizeinrichtung (26) den Strom unterbrechen um die Heizeinrichtung (26) abgeschaltet zu halten, wobei der Anfangsstromstoß die Kontakte des Thermostaten durch Abtirennen aller Ablagerungen reinigt_/sowie dadurch, daß die Vorrichtungen auch die externe Wärmequelle (14) an- ,,/" schalten. %

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Vorrichtungen (4O-3R oder 40-56-80-88) in Abhängigkeit von mindestens einer äußeren Bedingung die externe Wärmequelle (14) abschalten, die Heizeinrichtung (26) anschalten, die externe Wärmequelle (14) abgeschaltet und die Heizeinrichtung (26) angeschaltet lassen, bis der Thermostat (3o) öffnet.

3. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen ein Stromrelais (CR) mit einem Arbeitskontakt (CR-1), ein erstes Zeitverzögerungsrelais (1R) mit einem Ruhekontakt und einem Arbeitskontakt (1R-2) sowie ein zweites hochohmiges Zeitverzögerungsrelais (2R) mit Arbeitskontakten (2R-1) aufweisen, wobei die

■ι- -■■ ^: '··■'^: ■··■-

Heizeinrichtung (26) das Stromrelais (CR) und der erste Arbeitskontakt (1R-1) an einem ersten und zweiten Anschluß, an denen eine Spannung anliegen kann, in Reihe geschaltet sind, wobei die externe Wärmequelle (14) und der Arbeitskontakt des ersten Relais (1R-2) an den Anschlüssen (34-36) in Reihe geschaltet sind und, daß das erste Relais (1R) und die Parallelschaltung vom Kontakt (CR-1) des Stromrelais sowie des zweiten Relaiskontakts (2R-1) an diesen Anschlüssen (34-36) in Reihe geschaltet sind und, daß die Heizeinrichtung (26) sowie das zweite Relais (2R) an diesen Anschlüssen (34-36) in Reihe geschaltet sind.

4. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen ein Stromrelais (CR) mit einem Arbeitskontakt (CR-1), ein erstes Zextverzogerungsrelais (1R) mit einem Ruhekontakt (1R-1) sowie einem Arbeitskontakt (1R-2) aufweisen und, daß ein zweites hochohmiges Zeitverzögerungsrelais (2R) mit einem Arbeitskontakt (2R-1) versehen ist, wobei die Heizeinrichtung (26) das Stromrelais (CR) und der Ruhekontakt des ersten Relais (1R-1) am ersten (34) und zweiten Anschluß (36), an die eine Spannung angelegt werden kann, in Reihe geschaltet sind, wobei die externe Wärmequelle

(14) und der Arbeitskontakt des ersten Relais (R-2) an den Anschlüssen (34-36) in Reihe geschaltet sind, das erste Relais (R1) und die Parallelschaltung aus dem Kontakt (CR-1) des Stromrelais (CR) sowie der zweite Relaiskontakt (2R-1) an diesen Anschlüssen (34-36) in Reihe geschaltet sind und die Heizeinrichtung (26) sowie das zweite Relais (2R) an diesen Anschlüssen (34-36) in Reihe geschaltet sind.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Vorrichtungen mindestens einen externen Meßfühler (40) aufweisen, daß ein drittes Relais (3R) mit einem Ruhekontakt (3R-1) und einem Arbeitskontakt (3R-2) versehen ist, wobei das dritte Relais (3R), die Parallelschaltung aus externem Meßfühler (40) und dem Arbeitskontakt (3R-2) des dritten Relais (3R) sowie die Parallelschaltung aus dem Kontakt (CR-1) des Stromrelais (CR) sowie der zweite Relaiskontakt (2R-1) an den Anschlüssen (34-36)in Reihe geschaltet sind und der Ruhekontakt (3R-1) des dritten Relais (3R) in Reihe mit dem ersten Relais (1R) und der Parallelschaltung vom Stromrelaiskontakt (CR-1) mit dem zweiten Relaiskontakt (2R-1) in Reihe geschaltet sind.

6. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen einen Strommeßfühler (42) aufweisen, dessen Ausgang (44) hochpegelig ist, wenn Strom abgegriffen wird, daß eine erste Vergleichsschaltung (46) einen ersten und zweiten Eingang (48,50) sowie einen Ausgang (54) aufweist, die hochpegelig sind, wenn die Spannungspegel an den Eingängen (48,50) ungleich sind, daß ein Widerstand (52) die Eingänge (48,50) der ersten Vergleichsschaltung (46) miteinander verbindet, daß ein Zeitverzögerungsrelais (1R) mit einem Ruhekontakt (1R-1) und einem Arbeitskontakt (1R-2), die Heizeinrichtung (26) der Strommeßfühler (42) und der Arbeitskontakt (R-1) am ersten (34) und zweiten (36) Anschluß, an die eine Spannung angelegt werden kann, eine Reihenschaltung bilden, wobei die Heizeinrichtung (26) an den zweiten Anschluß (36) geführt ist, der erste Eingang (48) der ersten Vergleichsschaltung (46) mit der Reihenschaltung zwischen Heizeinrichtung

(26) und Ruhekontakt (R-1) verbunden ist, der zweite

Eingang (50) der ersten Vergleichsschaltung (46) zum ersten Anschluß (34) geführt ist, der Arbeitskontakt (R-2) und die externe Wärmequelle (14) am ersten (34) und zweiten Anschluß (36) in Reihe geschaltet sind, daß ein ODER-Glied (66) einen ersten und zweiten Eingang (68,70) aufweist, die an den Ausgang (44) des ersten Strommeßfühlers (42) bzw. an den Ausgang (54) der ersten Vergleichsschaltung (46) geführt sind, wobei das ODER-Glied (66) einen Ausgang (72) aufweist, der hochpegelig ist, wenn einer der Eingänge (68,70) hochpegelig ist und, daß eine Zeitverzögerungseinrichtung (74) einen Eingang (76) aufweist, der an den Ausgang (72) des ODER-Gliedes (66) angeschlossen ist sowie einen Ausgang (78), wobei das Relais (R1) an den Ausgang

(78) der Zeitverzögerungseinrichtung (74) gekoppelt sowie an den zweiten Anschluß (36) geführt ist.

7. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen einen Strommeßfühler (42) mit einem Ausgang (44) aufweisen, der hochpegelig ist,wenn Strom abgegriffen wird, daß eine erste Vergleichsschaltung (46) einen ersten und zweiten Eingang (48,50) sowie einen Ausgang (54) aufweist, der hochpegelig ist, wenn die Spannungspegel an den Eingängen (48,50) ungleich sind, wobei ein Widerstand (52) die Eingänge (48,50) der ersten Vergleichsschaltung (46) miteinander verbindet, daß ein Zeitverzögerungsrelais (1R) einen Ruhekontakt (1R-1) und einen Arbeitskontakt (1R-2) aufweist, wobei die Heizeinrichtung (26), der Strommeßfühler

(42) und ein Ruhekontakt (R-1) am ersten (34) und zweiten Anschluß (36) , an denen eine Spannung anliegen kann, eine Reihenschaltung bilden, die Heizeinrichtung (26) mit dem zweiten Anschluß (36) verbunden ist, der erste Eingang (48) der ersten Vergleichsschaltung (46) mit der Serienschaltung (38) zwischen der Heizein-

richtung (26) und dem Ruhekontakt (1R-1) verbunden ist/ der zweite Eingang (50) der ersten Vergleichsschaltung (46) an den ersten Anschluß (34) geführt ist, der Ruhekontakt (R2) und die externe Wärmequelle (14) am ersten und zweiten (34,36) Anschluß in Reihe geschaltet sind, ein ODER-Glied (66) einen ersten und zweiten Eingang (68,70) aufweist, die jeweils an den Ausgang (44) des Strommeßfühlers (42) und den Ausgang (54) der ersten Vergleichsschaltung (46) angeschlossen sind und das ODER-Glied (66) einen Ausgang (72) aufweist, der hochpegelig ist, wenn einer seiner Eingänge (68,70) hochpegelig ist und eine Zeitverzögerungseinrichtung (74) einen an den Ausgang (72) des ODER-Gliedes (66) geführten Eingang (76) sowie einen Ausgang (78) aufweist und das Relais (1R) an den Ausgang (78) der Zeitverzögerungseinrichtung (74) gekoppelt sowie mit dem zweiten Anschluß (36) verbunden ist.

8. Regler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzvorrichtungen einen Sperrschalter (80) mit einem Steuer- (82) und einem Löscheingang (84) sowie einem Ausgang (86) aufweisen, der hochpegelig ist, wenn der Löscheingang (84) niederpegelig ist und der bei hochpegeligem Löscheingang (84) niederpegelig wird, wenn der Steuereingang (82) niederpegelig wird und solange niederpegelig bleibt, bis sein Löscheingang (84) wieder niederpegelig wird, wobei dieser mit dem Ausgang (78) der Zeitverzögerungseinrichtung (7.4) verbunden ist, daß ein UND-Glied (88) mit einem ersten und zweiten Eingang (90-92) an den Ausgang (86) des Sperrschalters (80) und den Ausgang (78) der Zeitverzögerungseinrichtung (74) geführt ist, wobei das UND-Glied (88) auch einen Ausgang (94) aufweist, der hochpegelig ist, wenn beide Eingänge (90,9 2) hochpegelig sind, daß das an den Ausgang (78) der Zeit-

verzögerungseinrichtung (74) gekoppelte Relais (1R) mit dem Ausgang (94) des UND-Gliedes (88) verbunden ist, daß eine zweite Vergleichsschaltung (56) einen ersten und zweiten Eingang (58,60) sowie einen Ausgang (64) aufweist, der niederpegelig ist, wenn die Spannungspegel an den Eingängen (58,60) ungleich sind, daß ein weiterer Widerstand (62) die Eingänge (58, 60) der zweiten Vergleichsschaltung (56) miteinander verbindet und ein erster Meßfühler (40) an den ersten Eingang (58) der zweiten Vergleichsschaltung (56) sowie an den zweiten Anschluß (36) geführt ist und der zweite Eingang (60) der zweiten Vergleichsschaltung (56) mit dem ersten Anschluß (34) verbunden ist und der Ausgang (64) der zweiten Vergleichsschaltung (56) an den Steuereingang (82) des Sperrschalters (80) geführt ist.