DE2334560A1 - ELECTRIC STORAGE HEATER WITH DYNAMIC, CONTROLLABLE DISCHARGE - Google Patents

Description

Elektrisches Speicherheizgerät mit dymamischer, regelbarer Entladung Die Neuerung bezieht sich auf ein elektrisches Speicherheizgerät mit dynamischer, regelbarer Entladung und einem am unteren Ende angebrachten, mit einer thermischen Rückführung versehenen Raumtemperaturregler, bei welchen eine direkte Restkopplung zwischen Wärme speicher und einem Temperaturfühler vorhanden ist, durch die ein Bruchteil der Wärme des Wärmespeichers auf den Temperaturfühler einwirkt, derart, dass am Anfang der Entladung des Wärmespeichers die mittlere Temperatur des Demperaturf;Ehler-Systems um soviel höher ist als die Raumtemperatur, Qass die durch die thermische Rückführung bedingte Proportionai abweichung zwischen Raumtemperatur und Sollwert und das Nachlassen der Wärme strahlung des Speicherheizgerätes während der Entladung kompensiert werden.Electric storage heater with dynamic, adjustable discharge The innovation relates to an electric storage heater with dynamic, adjustable discharge and one at the lower end with a thermal one Feedback provided room temperature controllers, in which a direct residual coupling between heat storage and a temperature sensor is available through which a A fraction of the heat from the heat accumulator acts on the temperature sensor in such a way that that at the beginning of the discharge of the heat accumulator the mean temperature of the Demperaturef; Ehler system is so much higher than the room temperature, Qass due to the thermal recirculation Conditional proportional deviation between room temperature and setpoint and the decrease the heat radiation of the storage heater can be compensated for during discharge.

Für elektrische Speicherheizgeräte sind Temperaturregeleinrichtungen bekannt, die an einer Wand des zu heizenden Raumes befestigt werden. Die zwischen dem Heizgerät und der Regeleinrichtung zu verlegenden elektrischen Leitungen verursachen beachtenswerte Installationskosten.Temperature control devices are used for electrical storage heaters known, which are attached to a wall of the room to be heated. The between cause electrical lines to be laid on the heater and the control device considerable installation costs.

Die dynamische Entladung erfolgt bei Speicherheizgeräten im allgemeinen über einen Zweipunkt-Regler. Zur Erzielung eines guten Regelverhaltens ist es dabei bekannt, den Temperaturfühler des Reglers mit einer thermischen Rückführung zu beeinflussen. Hierbei ist dem Temperaturfühler ein Heizwiderstand zugeordnet, der mit der Entladeeinrichtung zu- und abgeschaltet wird. Je mehr das Speicherheizgerät während einer Entladeperiode entladen wird, desto länger ist die Entladeeinrichtung bei jeder Einschaltung in Betrieb und desto länger ist auch der Rückführungswiderstand eingeschaltet. Dies fuhrt dazu, dass mit zunehmender Entladung der Einfluss der Rückführung auf den Temperaturfuhler ansteigt und dadurch eine Proportionalabweichung, d.h. ein Absinken der Raumtemperatur gegenüber dem eingestellten Sollwert auftritt.Dynamic discharge generally takes place in storage heaters via a two-point controller. It is included to achieve good control behavior known to influence the temperature sensor of the controller with a thermal feedback. A heating resistor is assigned to the temperature sensor, which is connected to the discharge device is switched on and off. The more the storage heater during a discharge period is discharged, the longer the discharge device is each time it is switched on Operation and the longer the feedback resistor is switched on. this leads to the fact that with increasing discharge the influence of the return on the Temperature sensor rises and thus a proportional deviation, i.e. a decrease the room temperature occurs compared to the set target value.

Die Wärme strahlung eines Speicherheizgerätes nimmt mit fortdauernder Entladung ab. Sie ist daher am Beginn einer Entladeperiode wesentlich grösser als an deren Ende. Der Einfluss der VJärmestrahhwng kann jedoch von einem in einer gewissen Entfernung vom Heizgerät an einer Wand des Raumes befestigten TemperaturfuhleP nicht vollständig erfasst werden.The heat radiation of a storage heater increases with continuous Discharge. It is therefore much greater than at the beginning of a discharge period at the end of it. The influence of the heat radiation can, however, be of a certain degree Distance from the heater to a wall of the room attached temperature sensor is not Completely are recorded.

Die Wirkungen der Proportionalabweichung und des Nachlassens der ltWårmestrahlung summieren sich. Um den Eindruck einer konstanten Beheizung zu vermitteln, müsste daher der Sollwert der Raumtemperatur am Regler im Verlauf einer Entladeperiode um den beträchtlichen Wert von etwa 30 C selbsttätig angehoben werden. Diese selbsttätige Sollwertverstellung ist jedoch für an einer Wand befestigte Raumtemperaturregler mit einfachen Mitteln nicht durchführbar.The effects of the proportional deviation and the decrease in thermal radiation add up. To give the impression of constant heating, you would have to hence the setpoint of the room temperature on the controller during a discharge period can be raised automatically by the considerable value of about 30 C. This automatic However, the setpoint adjustment is for room temperature controllers attached to a wall not feasible with simple means.

Es wurde deshalb im deutschen Gebrauchsmuster 7 112 919 ein elektrisches Speicherheizgerät mit dynamischer, regelbarer Entladung vorgeschlagen, bei welchem die genannten Nachteile dadurch vermieden werden, dass am Speicherheizgerät ein Raumtemperaturregler befestigt ist und dass dessen Temperaturftüller über eine Isolierung mit dem Wärmespeicher des Speicherheizgerätes thermisch gekoppelt ist.It was therefore an electrical one in the German utility model 7 112 919 Storage heater with dynamic, controllable discharge proposed in which the disadvantages mentioned can be avoided by having a Room temperature controller is attached and that its temperature filler has an insulation is thermally coupled to the heat accumulator of the storage heater.

Bei einer weiteren Ausbildung des Speicherheizgerätes nach der Neuerung ist der Temperaturfühler von der Entladeeinrichtung thermisch entkoppelt. Hierdurch wird erreicht, dass der Temperaturfühler vom Raum her nur durch die durch freie Konvektion umgewälzte Luft und nicht durch die wärmere ausgeblasene Luft beeinflusst wird.With a further design of the storage heater according to the innovation the temperature sensor is thermally decoupled from the discharge device. Through this it is achieved that the temperature sensor from the room only through the free Convection circulated air and not affected by the warmer air blown out will.

Bei diesem vorgeschlagenen mit regelbarer Ventilatorentladung versehenen und einen eingebauten Regelkreis mit thermischer Rückführung aufweisenden Speicherheizgerät kann die Proportionalabweichung, d.h. ein gewisses Absinken der Raumtemperatur gegenüber dem eingestellten Sollwert in Abhangigkeit vom Ladezustand des \Wårmespeichers und der Einfluss des Nachlassens der 'Wärmestrahlung kompensiert werden.In this proposed one provided with adjustable ventilator discharge and a built-in control circuit with thermal feedback having storage heater can be the proportional deviation, i.e. a certain decrease in room temperature the set target value depending on the state of charge of the heat accumulator and the influence of the decrease in thermal radiation can be compensated.

Gemäss der Zeichnung dieses Gebrauchsmusters ist der Raumtemperaturfühler am unteren Ende, vorzugsweise durch den Ausgangskanal vom Ausblaskanal getrennt im lWårmespeicher angebracht. Diese Anordnung des qärmefühlers erschwert aber dessen Bedienung in erheblichem IXIasse. Es wurden deshalb Lösungen vorgeschlagen, bei welchen die Verstellung der im unteren Teil angebrachten Temperaturregler mit Hilfe eines am oberen Ende des Speicherofens angebrachten Verstellknopfes über einen Seil- oder Kettenantrieb oder einen Kardanantrieb bewirkt werden kann.According to the drawing of this utility model, the room temperature sensor is at the lower end, preferably separated from the blow-out duct by the outlet duct mounted in the heat storage tank. This arrangement of the qärmefühlers makes it difficult Operation in considerable IXIasse. Solutions have therefore been proposed in which the adjustment of the temperature regulator attached in the lower part with the help of an adjustment button attached to the upper end of the storage heater via a rope or chain drive or a cardan drive can be effected.

Diese Lösungen sind aber aufwendig.However, these solutions are complex.

Der Neuerung lIegt die Aufgabe zugrunde, bei einem in thermischer Kopplung mit dem Speicherkern am unteren Teil eines lWårmespeichergerätes angebrachten Raumtemperaturfühler den dazugehörigen Reglerkopf am oberen Teil anzubringen und die Verbindung zwischen den beiden einfach, wohlfeil mit möglichst geringer thermischer Verkopplung zu bewerkstelligen.The innovation is based on the task of an in thermal Coupling with the storage core attached to the lower part of a thermal storage device Room temperature sensor to attach the associated controller head to the upper part and the connection between the two simple, cheap with the least possible thermal To accomplish coupling.

Diese Aufgabe erd bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Raumtemperaturfühler des Reglers mit Hilfe eines Kapillarrohres mit einem am oberen Teil des Gerätes angebrachten Reglerkopfes verbunden ist und dass im Reglerkopf und im Kapillarrohr befindliche Ausdehnungsflüssigkeit zur Kompensation der durch den lade zustand verursachten Proportionalabweichung und des Nachlassens der Wärmestrahlung vorhanden ist.This task is the case with a facility of the type mentioned at the beginning solved by the fact that the room temperature sensor of the controller with the help of a capillary tube is connected to a control head attached to the upper part of the device and the expansion liquid in the regulator head and in the capillary tube for compensation the proportional deviation caused by the state of charge and the decrease the thermal radiation is present.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Neuerung anhand der Zeichnungen näher erläutert.Some exemplary embodiments of the innovation are shown below the drawings explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 Einen senkrechten Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines schematisch dargestellten Speicherheizgerätes.1 shows a vertical longitudinal section through a first Embodiment of a storage heater shown schematically.

Fig. 2 Eine zweite Ausfuhrungsforn, Fig. 3 eine dritte Ausführungsform und Fig. 4 ein Detail der thermischen Rückführung.FIG. 2 shows a second embodiment, FIG. 3 shows a third embodiment and FIG. 4 shows a detail of the thermal feedback.

In der Fig. 1 ist ein Speicherheizgerät 1 mit einem abgeteilten, an der Unterseite angebrachten Schacht 2 dargestellt. In diesem Schacht 2 ist eine nach vorn gerichtete und den grösseren Teil der Prontseite des Schachtes 2 einnehmende Ausblasöffnung 3 untergebracht. In einem freien, rechts angeordneten Raum 4 ist ein Raumtemperaturfühler 5 angebracht. Dieser ist durch ein erstes Kapillarrohr 6 mit einem vom Speicherkern beeinflussten, am oberen Teil des Speicherheizgerätes 2 angeordneten Reglerkopf 7 verbunden, an welchem die gewünscht Raumtemperatur von Hand eingestellt werden kann.In Fig. 1 is a storage heater 1 with a divided, on Shaft 2 attached to the underside is shown. In this shaft 2 is one forward-facing and the greater part of the front side of the shaft 2 occupying Exhaust opening 3 housed. In a free space 4 on the right a room temperature sensor 5 attached. This is through a first capillary tube 6 with one influenced by the storage core on the upper part of the storage heater 2 arranged Controller head 7 connected to which the desired Room temperature can be set manually.

Der Raumtemperaturfühler 5 ist ferner mittels eines zweiten Kapillarrohres 8 mit einem in der Nähe der Ausblasöffnung angeordneten Temperaturfühler 9 verbunden. Der Raumtemperaturfühler 5, die beiden Kapillarrohre 6 und 8, der Reglerkopf 7 und der Temperaturfühler T sind in bekannter Weise mit einer zusammenhängenden Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt. Der Temperaturfühler 9 besorgt die thermische Rückführung für den Raumtemperaturfühler 5. Die im Reglerkopf 7 befindliche Ausdehnungsflüssigkeit wird zur Kompensation der durch den Ladezustand des Speicherkeizgerätes 1 verursachten Proportionalabweichung zusätzlich zur Handregelung der Rauntemperatur herangezogen. Zu diesem Zweck ist eine Restkopplung zwischen Speicherkern und dem Reglerkopf 7 vorhanden. Dadurch wirkt ein Bruchteil der Wärme des Speicherkerns auf diesen Reglerkopf 7 ein.The room temperature sensor 5 is also by means of a second capillary tube 8 connected to a temperature sensor 9 arranged in the vicinity of the blow-out opening. The room temperature sensor 5, the two capillary tubes 6 and 8, the controller head 7 and the temperature sensors T are in a known manner with a coherent expansion fluid filled. The temperature sensor 9 provides the thermal feedback for the room temperature sensor 5. The expansion liquid in the regulator head 7 is used for compensation the proportional deviation caused by the state of charge of the storage heater 1 also used for manual control of the room temperature. To that end is there is a residual coupling between the storage core and the controller head 7. Through this a fraction of the heat of the storage core acts on this control head 7.

Er wirkt somit als Temperaturfühler für die Speicherkerntemperatur. Die Restkopplung ist derart bemessen, dass am Anfang der Entladung des Vrårmespeichers die Temperatur dieses Temperaturfühlers um soviel höher ist als die Raumtemperatur, dass die durch die thermische Rückführung bedingte Proportionalabweichung zwischen Raumtemperatur und Sollwert und das Nachlassen der Wärme strahlung des Speicherheizgerätes während der Entladung kompensiert werden.It thus acts as a temperature sensor for the storage core temperature. The residual coupling is dimensioned in such a way that at the beginning of the discharge of the Vrårmes memory the temperature of this temperature sensor is so much higher than the room temperature, that the proportional deviation between Room temperature and setpoint and the decrease in heat radiation from the storage heater be compensated during discharge.

I)as Volumen der Ausdehnungsflüssigkeit im Reglerkopf 7 soll vorzugsweise 5 + 4% des Plüssigkeitsvolumen im Raumtemperaturfühler 5 betrage. Dies gilt auch für die Ausführungsformen nach den weiteren Figuren der Zeichnung.I) the volume of the expansion liquid in the regulator head 7 should preferably 5 + 4% of the liquid volume in the Room temperature sensor 5. This also applies to the embodiments according to the other figures of the drawing.

Die Ausführungsform der Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 darin, dass sich der Temperaturfühler 9 nicht im Bereich der Ausblasöffnung 3, sondern im freien Raum 4 befindet. Die thermische Rückführuns wird in diesem Fall durch einen auf dem Temperaturfühler 9 aufgebrachten elektrischen Hei.widerstand 10 bewirkt.The embodiment of FIG. 2 differs from that of Fig. 1 shows that the temperature sensor 9 is not in the area of the blow-out opening 3, but in free space 4 is located. The thermal return is used in this Fall through an electrical heating resistor applied to the temperature sensor 9 10 causes.

Dieser Heizwiderstand 10 ist parallel zum Entladeventilator geschaltet. Diese Ausführungsart ermöglicht wegen der kurzen Schaltzyklen eine gute Raumtemperaturregelung.This heating resistor 10 is connected in parallel to the discharge fan. This type of design enables good room temperature control due to the short switching cycles.

Eine Vereinfachung der vorgehend beschriebenen Ausführungsform ist in der Fig 3 dargestellt. Der Heizwiderstand lO ist dabei direkt auf dean Raumtemperaturfühler 5 auf gebracht.A simplification of the embodiment described above is shown in FIG. The heating resistance 10 is directly on the room temperature sensor 5 brought on.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform für die thermische Rückführung dargestellt. Dabei steht der Raumtemperaturregler mit einem von einer elektrischen Isolation 11 umgebenen Kohleschichtwiderstand 12 in thermischer Verbindung. Die beiden werden mittels eines Wärmeleitblechs 13 zusammengeklemmt, das sich über die ganze Länge des Kohleschichtwiderstandes 12 und etwas darüber hinaus erstreckt.In Fig. 4 is another embodiment for the thermal feedback shown. The room temperature controller is connected to one of an electrical Insulation 11 surrounded carbon film resistor 12 in thermal connection. the both are clamped together by means of a heat conducting sheet 13, which extends over the extends the entire length of the carbon film resistor 12 and slightly beyond.

Der Widerstand 12 kann auch aus einem anderen in der Blektrotechnik gebräuchlichen Widerstandsmaterial bestehen. Diese Ausführungsform ist besonders einfach und wohlfeil und erlaubt eine gleichbleibende Regulierung während des ganzen Entladevorganges. Wesentlich ist, dass der Heizwiderstand 12 und die elektrische Isolation 11 den Wärmeaustausch zwischen Raumtemperaturfühler 5 und der Umgebung nur sehr geringfügig vermindert, was zur Erreichung eines kurzen Schaltzyklus beiträgt. Um einen kurzen Schaltzyklus zu erhalten ist auch die Wärmekapazität des Heizwiderstandes vorteilhafterweise höchstens 1/50 der Wärmekapazität des Raumtemperaturfuhlers 5 und der Behälter des Raumtemperaturfuhlers 5 aus einem gut leitenden Iíaterial, z.B. Kupfer.The resistor 12 can also be made of another in the sheet metal technology common resistance material. This embodiment is special simple and cheap and allows constant regulation throughout Discharge process. It is essential that the heating resistor 12 and the electrical insulation 11 den Heat exchange between room temperature sensor 5 and the environment is only very minor reduced, which contributes to achieving a short switching cycle. To a short one To obtain switching cycle, the heat capacity of the heating resistor is also advantageous at most 1/50 of the heat capacity of the room temperature sensor 5 and the container of the Room temperature sensor 5 made of a highly conductive material, e.g. copper.

Claims (6)

PatentansprücheClaims 1. Elektrisches Speicherheizgerät mit regelbarer Ventilatorentladung und einem am unteren Ende angebrachten, mit einer thermischen Rückführung versehenen Raumtemperaturregler, bei welchem eine direkte Restkopplung zwischen Wärmespeicher und einem Temperaturfühler vorhanden ist, durch die ein Bruchteil der Wärme des Wärmespeichers auf den Temperaturfühler einwirkt, derart, daß am Anfang der Entladung des Wärmespeichers die mittlere Temperatur des Temperaturfühlersystems um soviel höher ist als die Raumtemperatur, daß die durch die thermische Rückführung bedingte Proportionalabweichung zwischen Raumtemperatur und Sollwert und das Nachlassen der Wärmestrahlung des Speicherheizgerätes während der Entladung kompensiert werden, d a -d u r c h gekennzeichnet, daß der Raumtemperaturfühler (5) des Reglers mit Hilfe eines Kapillarrohrs (6) mit einem am oberen Teil des Gerätes angebrachten Reglerkopf (7) verbunden ist und daß eine im Reglerkopf (7) und im Kapillarrohr (6) befindliche Ausdehnungsflüssigkeit zur Kompensation der durch den Ladezustand verursachten Proportionalabweichung und des Nachlassens der Wärmestrahlung vorhanden ist.1. Electric storage heater with adjustable fan discharge and one attached to the lower end with a thermal return Room temperature controller in which there is a direct residual coupling between the heat storage tank and a temperature sensor is provided through which a fraction of the heat of the Heat storage acts on the temperature sensor in such a way that at the beginning of the discharge of the heat accumulator, the mean temperature of the temperature sensor system by as much is higher than the room temperature that that caused by the thermal recirculation Proportional deviation between room temperature and setpoint and the decrease in the Thermal radiation from the storage heater is compensated for during discharge, d a -d u r c h marked that the room temperature sensor (5) of the controller with Using a capillary tube (6) with one attached to the upper part of the device Regulator head (7) is connected and that one in the regulator head (7) and in the capillary tube (6) expansion fluid to compensate for the charge state caused proportional deviation and the decrease in thermal radiation is. 2. Elektrisches Speicherheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsvolumen im Reglerkopf (7) 5 + 4% des Flüssigkeitsvolumens im Raumtemperaturfühler (5) beträgt.2. Electrical storage heater according to claim 1, characterized in that that the liquid volume in the regulator head (7) 5 + 4% of the liquid volume in the Room temperature sensor (5). 3. Elektrisches Speicherheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Rückführung ein mit Fltissigkeit gefüllter Behälter (9) ist,Çer von der heißen Ausblaseluft des Speicherheizgerätes beeinflußt wird.3. Electrical storage heater according to claim 1, characterized in that that the thermal return is a container (9) filled with liquid, Çer is influenced by the hot exhaust air from the storage heater. 4. Elektrisches Speicherheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Rückführung mit einem Heizwiderstand (10) versehen ist, der parallel zum Entladeventilator liegt.4. Electrical storage heater according to claim 1, characterized in that that the thermal feedback is provided with a heating resistor (10) which is parallel to the discharge fan. 5. Elektrisches Speicherheizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (10) mit dem Raumtemperaturfühler (5) gekoppelt ist.5. Electrical storage heater according to claim 4, characterized in that that the heating resistor (10) is coupled to the room temperature sensor (5). 6. Elektrisches Speicherheizgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (10,12) an den Raumtemperatur-Behälter (5) geklemmt und von einem Wärmeleitblech (13) umgeben ist, wobei der Wärmeaustausch zwischen Temperaturfühler (5) und Umgebung durch den Widerstand (12) und die Isolation (11) nur sehr geringfügig vermindert werden.6. Electrical storage heater according to claim 4 or 5, characterized characterized in that the heating resistor (10, 12) is connected to the room temperature container (5) clamped and surrounded by a heat conducting plate (13), the heat exchange between the temperature sensor (5) and the environment through the resistor (12) and the insulation (11) can only be reduced very slightly. LeerseiteBlank page