<Desc/Clms Page number 1>
Schalteinrichtung für einen über Zeitschalter nachtstrombeheizte Heisswasserspeicher
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine thermostatische Schalteinrichtung für über einen Zeit- schalter nachtstrombeheizte Heisswasserspeicher zur Verzögerung der Aufheizung von Speichern mit restlichem Warmwasser über einen vorbestimmten Wert von der vorhergehenden Heizperiode, die neben einem thermostatisch gesteuerten Hauptschalter, der unterhalb der vorgegebenen Höchstgrenze der Wasser- temperatur, z. B. 850 C, geschlossen ist, noch mindestens einen, bei einer Speicherwassertemperatur unter einer vorbestimmten, unteren Grenze, z.
B. 29 C, geschlossenen Zusatzschalter aufweist, wobei bei einer über der vorbestimmten unteren Grenze liegenden Speicherwassertemperatur durch den dann geöffneten
Zusatzschalter der Heizwiderstand oder mindestens ein Teil hievon, von der während der ganzen Nachtstrombezugszeit, z. B. von 22 bis 6 Uhr, beaufschlagten Zuleitung abgeschaltet ist.
Durch diese verzögerte Aufheizung wird die sonst in den Netzen am Beginn der Nachtstrombezugszeit auftretende Belastungsspitze wesentlich gesenkt, das insbesondere in Gebieten mit überwiegender Speicherbelastung im Interesse der Elektrizitätsversorgungsunternehmen liegt.
Es sind elektrisch beheizte Heisswasserspeicher mit thermostatisch gesteuerten oder auch von Hand aus betätigten Schalteinrichtungen zur langsameren Aufheizung von Speichern mit restlichem Warmwasser über einen vorbestimmten Wert von der vorhergehenden Aufheizperiode bekannt (vgl. deutsche Patentschrift Nr. 639252, österr. Patentschrift Nr. 221674 und deutsche Auslegeschrift Nr. 1, 049. 510).
Gegenüber diesen bekannten Einrichtungen zeichnet sich die Schalteinrichtung nach der Erfindung insbesondere dadurch aus, dass damit die Einschaltung der vollen Leistung des Speichers mit restlichem Warmwasser über einen vorbestimmten Wert erst zu einem späteren, nach dem Beginn der Nachtstrombezugszeit liegendem Zeitpunkt erfolgt, der von den Elektrizitätsversorgungsunternehmen bestimmt wird und den jeweiligen Netzverhältnissen angepasst ist.
Diese verzögerte Einschaltung wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass bei einem geöffneten Zusatzschalter der Schalteinrichtung der Heizwiderstand oder der vorerst unbeheizte Teil davon, durch eine erst nach dem Beginn und bis zum Ende der Nachtstrombezugszeit, z. B. von 24 bis 6 Uhr, beaufschlagten weiteren Zuleitung bei geschlossenem Hauptschalter an Netzspannung zu liegen kommt. Dadurch werden Speicher mit restlichem Warmwasser über der unteren Grenztemperatur erst nach dem Beginn der Nachtstrombezugszeit, z. B. von 24 bis 6 Uhr, bis zur Höchsttemperatur, z. B. 850 C, auf geheizt.
Nachstehend sind an Hand der Zeichnungen vier verschiedene Ausführungsbeispiele solcher Schalteinrichtungen näher beschrieben, wobei die Fig. l, 2,3 und 4 je ein Schaltschema hievon zeigen.
Fig. l zeigt eine Schalteinrichtung bei der Zusatzschalter Z S und Hauptschalter SISals Kontakte in einer gemeinsamen vom Temperaturfühler gesteuerten Quecksilberschaltröhre ausgebildet sind, von denen der vom Drehpunkt der Röhre am weitesten entfernte Eingangskontakt Z mit dem diesem folgenden Wurzelkontakt S den Zusatzschalter Z S für den einen und der Wurzelkontakt S mit dem am andern Ende der Schaltröhre liegenden Endkontakt S1 den Hauptschalter S1S für den andern Stromkreis bilden.
An dem Eingangskontakt Z ist die während der ganzen Nachtstrombezugszeit, z. B. von 22 bis 6 Uhr, beaufschlagte Zuleitung A angeschlossen, die auch über den Arbeitskontakt K des Relais R mit dem Endkontakt S1 des Hauptschalters SIS in Verbindung steht. Zur Erregerwicklung des Relais R führt die weitere Zuleitung N, die erst zu einem späteren, nach dem Beginn der Nachtstrombezugszeit liegendem Zeitpunkt, z. B. von 24 bis 6 Uhr, über einen Zeitschalter Spannung erhält. Bis zur unteren Grenztemperatur des
EMI1.1
Hauptschalter wieder, so dass dann in der Schaltröhre keine Kontakte mehr untereinander verbunden sind und jede Stromzufuhr zum Speicher unterbrochen ist.
Durch den Anschluss der Heizwicklung des Speichers an den Wurzelkontakt S der Schaltröhre, liegt diese bis zur unteren Grenztemperatur über den Zusatzschalter und dann bis zur Höchsttemperatur des Speicherwassers über den Hauptschalter und den Arbeitskontakt des Relais R an der Zuleitung A.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. l mit der Unterspannungsetzung des Hauptschalters über den Arbeitskontakt eines Relais wird zweckmässig für mehrere Speicher eines Objektes angewandt, um nicht die Zuleitung N für alle daran angeschlossenen Speicher bemessen zu müssen.
<Desc/Clms Page number 2>
In Fig. 2ist ein Ausführungsbeispiel angeführt, das sich nur von dem gemäss Fig. l dadurch unterscheidet, dass der Endkontakt des Hauptschalters S1S direkt an der Zuleitung N angeschlossen ist, wodurch sich ein Relais erübrigt. Die Zuleitung N muss aber dann für alle daran angeschlossenen Heisswasserspeicher bemessen werden und kommt dies in der Regel teurer zu stehen, als die Bestellung eines Relais zur Schalteinrichtung. Nur wenn für jede Heisswasserspeicheranlage in einem Objekt ein eigener Zeitschalter zugeordnet ist, wird das Ausführungsbeispiel ohne Relais wirtschaftlicher.
Bei den Schalteinrichtungen gemäss Fig. 3 und 4 sind Zusatz- und Hauptschalter in einer aus Trockenkontakten mit Momentschaltung bestehenden Baueinheit zusammengefasst. Es bilden der Eingangskontakt Z in der Ruhestellung des Schaltarmes mit dem Wurzelkontakt S den Zusatzschalter Z 8 und der dem Eingangskontakt Z folgende Endkontakt S1 mit dem Wurzelkontakt S den Hauptschalter S18. Beim Steigen der Speicherwassertemperatur erzwingt der Temperaturfühler, der jedoch nicht gezeichnet ist, das Springen des Schaltarmes von der Anfangs- über die Mittel- in die Endstellung im Sinne des Uhrzeigers, wobei in der Anfangsstellung des Schaltarmes der Zusatzschalter Z S von der Kaltwasser- bis zur unteren Grenztemperatur des Speicherwassers, z.
B. 29 C, geschlossen ist, während in der Mittelstellung, entsprechend einer Wassertemperatur von über der unteren Grenze bis zur Höchsttemperatur, z. B. 85 C, der Zusatzschalter sich geöffnet und der Hauptschalter S1S sich geschlossen hat und den Endkontakt < i mit dem Wurzelkontakt 8 verbindet. Bei der Höchsttemperatur des Speicherwassers in der Endstellung des Armes sind dann beide Schalter offen und der Speicher ist abgeschaltet.
An dem Eingangskontakt Z des Zusatzschalters ist die während der ganzen Nachtstrombezugszeit beaufschlagte Zuleitung A, z. B. von 22 bis 6 Uhr, angeschlossen, während die weitere, später beaufschlagte Zuleitung N, z. B. von 24 bis 6 Uhr, die Unterspannungsetzung des Hauptschalters über den Endkontakt S1 bewirkt. Dabei erfolgt die Unterspannungsetzung des Hauptschalters in dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 über den Arbeitskontakt K des Relais R, das von der weiteren Zuleitung N erregt wird, und in dem nach Fig. 4 durch den direkten Anschluss der weiteren Zuleitung N an dem Endkontakt S1 des Hauptschalters.
Da sowohl in Fig. 3 als auch in Fig. 4 an dem Wurzelkontakt S die Heizwicklung H angeschlossen ist, erhält diese Wicklung bis zur unteren Grenztemperatur über den Zusatzschalter Z S und dann bis zur Höchsttemperatur des Speicherwassers über den Hauptschalter S1S die Netzspannung.
Wieder ist zweckmässigerweise das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 mit Relais für mehrere und das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 für einzelne Speicher eines Objektes anzuwenden.
Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass die Wahl des Einschaltzeitpunktes der weiteren Zuleitung N mit der unteren Grenztemperatur in Einklang gebracht werden muss, so dass die Aufheizung des Speichers bis zur Höchsttemperatur immer gewährleistet ist.
Beispielsweise muss für einen 1001-Speicher, bei einer Kaltwasserzuflusstemperatur von 10'" C und einer Höchsttemperatur des Speicherwassers von 85 C, die untere Grenztemperatur mit 29'" C gewählt werden, wenn die weitere Zuleitung von 24 bis 6 Uhr eingeschaltet wird und dem Speicher, einschliesslich der Abkühlungsverluste, für eine volle Aufheizung während der Nachtstrombezugszeit von 22 bis 6 Uhr 10 kwh zugeführt werden müssen.
Den einzelnen Schalteinrichtungen nach Fig. 1-4 liegt die gleiche Wirkungsweise zugrunde und wird diese nun an Hand der Fig. 1 näher erläutert.
In der gezeichneten Stellung der Schaltröhre liegt die Speicherwassertemperatur unter der unteren Grenze und der Zusatzschalter Z 8 ist geschlossen. Bei der Einschaltungder ZuleitungA, z. B. um 2ZUhr, kommt die Heizwicklung H über den geschlossenen Zusatzschalter gleich an die Netzspannung zu liegen.
Der Speicher heizt sich auf und durch das Steigen der Speicherwassertemperatur hebt der Thermostatfühler die Quecksilberschaltröhre bis sich schliesslich die Kontakte des Zusatzschalters Z S öffnen und die des Hauptschalters S1S schliessen.
Ist nun zum Zeitpunkt der Öffnung des Zusatzschalters und der Schliessung des Hauptschalters die weitere Zuleitung N durch den Zeitschalter noch nicht eingeschaltet, so bleibt die Heizung des Speichers bis zur Einschaltung dieser Zuleitung, z. B. bis 24 Uhr, unterbrochen. Erst nach der Einschaltung kann ein Erregerstrom zum Relais R fliessen, das dann seinen Arbeitskontakt schliesst und die Zuleitung A an den Kontakt des Hauptschalters anschliesst. Die Heizwicklung H bekommt dadurch wieder die Netzspannung und der Speicher heizt nun über den Hauptschalter 81 bis zur Höchsttemperatur des Speicherwassers auf.
Bei der Höchsttemperatur, z. B. bei 85 C, hat dann der Temperaturfühler die Schaltröhre schon so hoch gehoben, dass sich auch der Hauptschalter S1 S unterbricht. In der Schaltröhre sind dann keine Kontakte mehr untereinander verbunden und der Speicher ist abgeschaltet.
Wird dann noch vor dem Ende der Nachtstrombezugszeit Warmwasser vom Speicher entnommen, so sinkt die Temperatur des Speicherwassers wieder unter die Höchstgrenze. Die Rückstellfeder F bringt dann die Schaltröhre in die Lage, bei der sich der Hauptschalter SI schliesst, wodurch sich der Speicher wieder eingeschaltet hat.
Hat jedoch das Speicherwasser am Beginn der Nachtstrombezugszeit, z. B. um 22 Uhr noch eine Resttemperatur über der unteren Grenze, z. B. von 30 C, dann ist der Zusatzschalter Z 8 unterbrochen und der Hauptschalter SIS geschlossen. Durch die Unterbrechung des Zusatzschalters ist vorerst der Anschluss der Heizwicklung H an der Zuleitung A unterbunden und der Speicher kann sich somit am Beginn der Nachtstrombezugszeit nicht einschalten.
<Desc/Clms Page number 3>
Erst wenn, z. B. um 24 Uhr, die weitere Zuleitung N durch den Zeitschalter an Spannung gelegt wird, wird sich das Relais R erregen, wodurch sein Arbeitskontakt K die Verbindung der Zuleitung A mit dem geschlossenen Hauptschalter S1S bewirkt. Dadurch bekommt die Heizwicklung H die Netzspannung und der Speicher heizt sich somit erst ab 24 Uhr bis zur Höchsttemperatur auf.
Es hat sich also die Einschaltung des Speichers mit einer Resttemperatur von 30 C um 2 Stunden verzögert. Es ist klar, dass die Einschaltung des Speichers auch ohne der gegenständlichen Schalteinrichtung um 24 Uhr erfolgen kann, allerdings müsste dann die Speicherleistung um rund 33% erhöht werden, was wieder eine grössere Netzbelastung zur Folge hat, und es gilt doch, die Netzbelastung zu senken. Durch eine spätere Einschaltung von Speichern mit normalen Temperaturreglern wird also in der Regel keine Senkung der Netzbelastung erzielt.
PATENTANSPRÜCHE : l. Thermostatische Schalteinrichtung für über einen Zeitschalter nachtstrombeheizte Heisswasserspeicher zur Verzögerung der Aufheizung von Speichern mit restlichem Warmwasser über einen vorbestimmten Wert von der vorhergehenden Heizperiode, die neben einem thermostatisch gesteuerten Hauptschalter (S1S), der unterhalb der vorgegebenen Höchstgrenze der Wassertemperatur, z. B. 850 C, geschlossen ist, noch mindestens einen, bei einer Speicherwassertemperatur unter einer vorbestimmten unteren Grenze, z.
B. 29 C, geschlossenen Zusatzschalter (Z S) aufweist, wobei bei einer über der vorbestimmten, unteren Grenze liegenden Speicherwassertemperatur durch den dann geöffneten Zusatzschalter (Z S) der Heizwiderstand (H) oder mindestens ein Teil hievon, von der während der ganzen Nachtstrombezugszeit, z. B. von 22 bis 6 Uhr, beaufschlagten Zuleitung (A) abgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffnetem Zusatzschalter der Heizwiderstand (H) oder der vorerst unbeheizte Teil davon, durch eine erst nach dem Beginn und bis zum Ende der Nachtstrombezugszeit, z. B. von 24 bis 6 Uhr, beaufschlagten weiteren Zuleitung (N) bei geschlossenem Hauptschalter (Si) an Netzspannung zu liegen kommt.