DE663313C - Outside of certain blocking times, electrically heated hot water drainage storage tank, which is filled with any amount of water at the end of the blocking time and in which such an electrical power is switched on that the desired end of operation is reached shortly before the start of the new blocking time - Google Patents

Description

Außerhalb bestimmter Sperrzeiten elektrisch beheizter Heißwasserablaufspeicher, der am Ende der Sperrzeit mit einer beliebigen Wassermenge aufgefüllt ist und bei dem eine solche elektrische Leistung eingeschaltet wird, daß der gewünschte Betriebsendzustand kurz vor Beginn der neuen Sperrzeit erreicht ist Die Erfindung bezieht sich auf einen außerhalb bestimmter Sperrzeiten elektrisch beheizten Ablaufspeicher, der am Ende der Sperrzeit mit einer beliebigen Wassermenge aufgefüllt ist und bei dem eine solche elektrische Leistung eingeschaltet wird, daß der gewünschte Betriebsendzustand kurz vor Beginn der neuen Sperrzeit erreicht ist.Outside certain blocking times, electrically heated hot water drainage tank, which is filled with any amount of water at the end of the blocking period and at which such an electrical power is switched on that the desired final operating state The invention relates to shortly before the start of the new blocking period a drain tank that is electrically heated outside of certain blocking times, the is topped up with any amount of water at the end of the blocking period and when such an electrical power is switched on that the desired final operating state is reached shortly before the start of the new blocking period.

Bekanntlich ist zum Ausgleich der Belastungsunterschiede zwischen den über Tag und in der Nacht benötigten elektrischen Energien von vielen Elektrizitätswerken ein ermäßigter Tarif für die Entnahme von Strom während bestimmter Zeiten, etwa in der Nacht, geschaffen worden. Bei einem solchen Tarif sind solche Geräte von Vorteil, bei denen eineEnergiespeicherungwährend dieser Zeit und die Verwendung der gespeicherten Energie zu einer späteren Zeit möglich ist, also außer elektrisch beheizten Ofen und Kühlschränken insbesondere Heißwasserspeicher. In den meisten Fällen wird der Speicher des Abends mit kaltem Wasser gefüllt, das dann während der Nacht aufgeheizt wird und am nächsten Tage zapfbereit ist. Die Heizleistung solcher Geräte ist im allgemeinen so bemessen, daß die Erwärmungsdauer des Inhaltes gerade der von einer Schaltuhr freigegebenen Entnahmezeit des Nachtstromes entspricht. Den Elektrizitätswerken ist es nun oft unerwünscht, daß die im Haushalt und Gewerbe verwendeten sonderstrombeheizten Geräte fast gleichzeitig zu einer bestimmten Zeit, etwa um 2,o Uhr, mit ihrer vollen Leistung eingeschaltet werden, weil hierdurch das Netz zu Beginn dieser Zeit verhältnismäßig stark beansprucht wird. Dann wird das eine Gerät früher, das andere später, je nach der Anfangstemperatur zu Beginn der Entnahmezeit, durch seinen Wärmeregler abgeschaltet. Es wäre günstiger, wenn die sonderstrombetriebenen Geräte nur mit einer solchen Leistung eingeschaltet würden, die gerade ausreicht, um die von der Schaltuhr freigegebene Entnahmezeit voll auszufüllen.As is well known, to balance the load differences between the electrical energy required by many power plants during the day and night a reduced tariff for drawing electricity during certain times, for example in the night, created. With such a tariff, such devices are from Advantage of having energy storage during this time and use the stored energy is possible at a later time, i.e. except electrically heated ovens and refrigerators, especially hot water tanks. In most Cases the storage tank is filled with cold water, which is then used during the evening is heated up during the night and is ready for tap the next day. The heating power such devices is generally dimensioned so that the heating time of the content just corresponds to the time the night power is drawn off by a time switch. It is now often undesirable for the electricity companies that those in the household and trade used special current heated devices almost simultaneously at a certain time, at about 2 o'clock, to be switched on with their full power, because this means the network is relatively heavily used at the beginning of this time. Then it will be one device earlier, the other later, depending on the starting temperature the withdrawal time, switched off by its heat regulator. It would be cheaper if the special current powered devices would only be switched on with such power, which is just sufficient to completely fill the withdrawal time released by the timer.

Auch für den Benutzer der Geräte hat es sich in vielen Fällen als nachteilig erwiesen, daß die Aufheizung beim Beginn der Sperrzeit mit der größtmöglichen Heizleistung des . Gerätes erfolgt. Es kommt nämlich oft vor, daß beispielsweise in einem nachtstrombeheizten Ablaufspeicher abends noch warmes Wasser vorhanden ist, das dann sofort nach Ablauf der Sperrzeit mit voller Heizleistung weitererwärmt wird. Die Folge ist, daß der Speicher bereits nach kurzer Zeit, vielleicht schon vor Mitternacht, aufgeheizt ist und der Temperaturregler den Strom abschaltet. Der Speicherinhalt kann nun bis zur ersten Entnahme am daraüffolgenden Tage, ziemlich weit auskühlen, so daß am Morgen nicht mehr Wasser mit der Höchsttemperatur zul:, Verfügung steht und überdies der Betrll infolge der Abkühlverluste unwirtschaftl wird. ., , Es sind bereits elektrische HeißwassW" speicher mit ähnlichen Wirkungen bekannt, die mit einem mehrstufigen oder mehreren Temperaturreglern und mehreren Heizkörpern oder Schaltstufen versehen sind und bei denen die Einschalttemperaturen des oder der Temperaturregler so gewählt sind, daß in Abhängigkeit von der Wassertemperatur bei Beginn der Aufheizung nur ein solcher Teil der Heizkörper eingeschaltet wird, daß die Heizdauer sich soweit wie möglich über den von der Schaltöhr freigegebenen Zeitraum erstreckt: Dies wird bei der bekannten Einrichtung durch das Zusammenwirken der Heizkörper und der Temperaturregler mit einem. elektromagnetisch gesteuerten Wasserhahn erreicht, der in den mehr oder weniger entleerten .Behälter aus einem Vorratsgefäß kaltes Wasser außerhalb der Sperrzeit nachströmen läßt, bis der Behälter vollständig aufgefüllt ist. Entsprechend der Temperatur des so entstandenen Mischwassers werden dann während der Heizdauer ein oder mehrere Heizkörper oder Heizstufen durch den Temperaturregler eingeschaltet.Also for the user of the devices it has proven to be disadvantageous in many cases that the heating at the beginning of the blocking time with the greatest possible heating power of the. Device takes place. This is because it often happens that, for example, there is still warm water available in the evening in a drain tank heated at night, which is then further heated with full heating power immediately after the blocking time has expired. The result is that the storage tank is heated up after a short time, perhaps before midnight, and the temperature controller switches off the power. The contents of the memory can cool down quite a bit until the first removal on the following day, so that not in the morning more water with the maximum temperature perm: Is available and moreover the Betrll uneconomical due to the cooling losses will. .,, There are already electrical hot water " Memory known with similar effects, which are provided with a multi-stage or more temperature controllers and several radiators or switching stages and in which the switch-on temperatures of the temperature controller or are chosen so that only such a part of the radiator is switched on depending on the water temperature at the start of heating is that the heating time extends as far as possible over the period released by the switching eye: This is in the known device through the interaction of the radiator and the temperature controller with a. Reached an electromagnetically controlled faucet, which allows cold water to flow into the more or less emptied container from a storage vessel outside the blocking time until the container is completely filled. Depending on the temperature of the resulting mixed water, one or more heating elements or heating levels are then switched on by the temperature controller during the heating period.

Diese bekannte Anordnung kann bei Ablaufspeichern, bei denen nur eine von dem am nächsten Tage zu erwartenden Verbrauch abhängige beliebige Wassermenge von dem Benutzer vor Beginn der Freigabe des Nachtstromes aufgefüllt wird, nicht verwendet werden, weil nämlich das selbsttätig zufließende Kaltwasser immer den ganzen Speicher auffüllt und daher eine genaue Festlegung des Wasservorrates auf , eine Teilmenge des Gesamtinhaltes nicht möglich ist: Diese Nachteile werden durch den Gegenstand der Erfindung vermieden; der darin besteht; daß in Abhängigkeit von der am Ende der Sperrzeit im Speicher vorhandenen Wassermenge und ihrer Temperatur (d. h. von dem Wärmeinhalt des Speichers) bei Freigabe des Heizstromes am Ende der Sperrzeit eine elektrische Schaltvorrichtung eine diesem Wärmeinhalt entsprechende, aber während der Einschaltzeit gleichbleibende elektrische Leistung einschaltet: Durch eine solche Anordnung wird erreicht, daß beispielsweise ein Ablaufspeicher mit einer noch warmen Teilfüllung während der ganzen von der Schaltuhr freigegebenen Entnahmezeit des Sonderstromes nur mit einer solchen Heizleistung aufgeheizt wird, daß die Endtemperatur unmittelbar vor der Verwendung des heißen Wassers erreicht ist. Auf diese Weise steht auch bei schwankendem Wasserbedarf am Ende der Aufheizzeit das rWasser mit der höchstmöglichen Temperatur ;-@; Verfügung und werden die Abkühlver- luee wesentlich verringert, so daß der Be- eines Ablaufspeichers wirtschaftlicher -gestaltet wird. Zur Erfassung des in dem Speicher vorhandenen Wärmeinhaltes kann irgendein das Produkt aus Temperatur und Wassermenge anzeigendes und eine entsprechende Schaltvorrichtung steuerndes Gerät verwendet werden, beispielsweise eine auf den Staudruck des Inhaltes ansprechende Wellrohrdose und ein aus zwei verschiedenen Metallen bestehender temperaturempfindlicher Ausdehnung-Stab, die gemeinsam auf ein mit einer mehrpoligen elektrischen Schaltvorrichtung verbundenes Hebelwerk einwirken, wobei den verschiedenen Wärmeinhalten, d. h. den aus dem Wert der Wassermenge und ihrer Temperatur gebildeten Produkten, jeweils bestimmte Schaltstellungen entsprechen.This known arrangement cannot be used in drainage storage tanks in which only any amount of water, depending on the consumption to be expected on the next day, is filled by the user before the start of the night-time current release, because the automatically flowing cold water always fills the entire storage tank and therefore a precise definition of the water supply, a partial amount of the total content is not possible: These disadvantages are avoided by the subject matter of the invention; which consists in; that depending on the amount of water present in the storage tank at the end of the blocking time and its temperature (i.e. on the heat content of the storage tank) when the heating current is released at the end of the blocking time, an electrical switching device switches on an electrical power that corresponds to this heat content but remains the same during the activation time: Through Such an arrangement is achieved that, for example, a drain memory with a still warm partial filling is heated only with such a heating power during the entire withdrawal time of the special current released by the timer that the final temperature is reached immediately before the hot water is used. In this way, even if the water requirement fluctuates at the end of the heating-up time, the rWater at the highest possible temperature ; - @; Available and will the cooling luee is significantly reduced, so that the a sequence memory more economical - is designed. Any device that displays the product of the temperature and the amount of water and controls a corresponding switching device can be used to record the heat content in the storage tank, for example a corrugated tube can that responds to the dynamic pressure of the content and a temperature-sensitive expansion rod made of two different metals, which jointly open a lever mechanism connected to a multi-pole electrical switching device act, the various heat contents, ie the products formed from the value of the amount of water and its temperature, each corresponding to certain switching positions.

Durch die Abb. i bis q. soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. -Es handelt sich hier um einen 5o-Liter-Ablaufspeicher, der mit Nachtstrom aufgeheizt werden soll.Through fig. I to q. is intended to be an embodiment of the invention are explained in more detail. -This is a 5o-liter drain tank, which is to be heated up with night electricity.

In der Abb. i bedeutet a. den Speicher mit einem Stabausdehnungsregler b und einer auf den Wasserstaudruck ansprechenden Wellrohrfederdose c, die beide auf einen Übertragungsmechanismus d wirken, an dem eine mehrpolige Quecksilberschaltrühre e mit den Kontakten f, g; h, i, j, h, Z und der Quecksilbermasse m befestigt ist: Diese Kontakte steuern bestimmte Stromkreise eines Relais p, das seinerseits eine zur Aufheizung des je- weiligen Speicherinhaltes notwendige Leistung des mehrfach unterteilten Heizwiderstandes n, schaltet; u bedeutet die Schaltuhr ztir Freigabe des Sonderstromes. Der übertragungsmechanismus d ist in der Abb. z genauer dargestellt: Mit zunehmender Temperatur bewegt sich der eine geringe Wärmeausdehnung aufweisende Stab q des Temperaturreglers b nach oben, mit abnehmender Temperatur nach unten. Die Kuppe t wirkt dabei auf eine in das Hebelstück v eingefräste Pfanne: Bei Auffüllung des Speichers a dehnt sich die Wellrohrfederdose c aus. Diese nach unten gerichtete Bewegung wird in eine von rechts nach links erfolgende abgeändert, wobei sich eine Achse r in dem Schlitz s des Hebelstückes v in Richtung auf t bewegt. Ist der Speicher ganz aufgefüllt, so befindet sich r ganz links, ist der Speicher fast leer, so befindet sich r rechts. Ist der Inhalt heiß, so hat sich t nach oben bewegt; und ist der Inhalt kälter, so hat sich t nach unten verlagert und damit v um r im Uhrzeigergegensinne geschwenkt. je nach dem Winkel, um den v und somit auch die Quecksilberschaltröhre gedreht ist, befindet sich das der Erdschwere folgende Quecksilber m über dem im tiefsten Punkt gelegenen Kontaktpaar. Wird dann, etwa um 2.o Uhr, der Sonderstrom durch die Uhr 2c eingeschaltet, so wird durch das Relais p für die ganze Zeit des Sonderstromes eine solche Leistung des Widerstandes n eingeschaltet, daß die Betriebsdauer ebenso groß ist wie die Zeit des Sonderstromes.In Fig. I, a means. the memory with a rod expansion regulator b and a corrugated tube spring box c which responds to the back pressure, both of which act on a transmission mechanism d on which a multipole mercury switch tube e with the contacts f, g; h, i, j, h, Z and the mercury mass m mounted: These contacts control certain circuits of a relay p, n, in turn, is a necessary for heating the JE weiligen memory contents power of the multi-divided heating resistor on; u means the timer for enabling the special current. The transmission mechanism d is shown in more detail in Fig. Z: As the temperature increases, the rod q of the temperature controller b , which has a low thermal expansion, moves upwards, and with decreasing temperature it moves downwards. The tip t acts on a pan milled into the lever piece v: When the reservoir a is filled, the corrugated tube spring box c expands. This downward movement is changed to one from right to left, with an axis r moving in the slot s of the lever piece v in the direction of t. If the memory is completely full, r is on the far left; if the memory is almost empty, r is on the right. If the contents are hot, t has moved up; and if the content is colder, t has shifted downwards and thus v has swiveled counterclockwise around r. depending on the angle by which v and thus also the mercury interrupter is rotated, the mercury following the gravity of the earth is m above the pair of contacts located at the lowest point. If the special current is then switched on by the clock 2c at about 2 o'clock, the relay p switches on such a power of the resistor n for the entire time of the special current that the operating time is as long as the time of the special current.

In der Abb. 3 ist die Arbeitsweise des Invarstabes q des temperaturempfindlichen Bauteiles b in senkrechter Richtung und die Bewegung der von c gesteuerten Achse r in waagerechter Richtung in stark vergrößertem Maßstabe dargestellt. Sind in dem Speicher beispielsweise 301 Wasser, die eine Temperatur von 451 haben, so -befindet sich die Achse r der Federdose c in dem Punkt 3o der Waagerechten und der Punkt t des Invarstabes q im Punkt 45 der Senkrechten. Das Stück v hat dann einen Winkel, der durch die Verbindungslinie von 30 und 45 gegeben ist. Bei einem solchen Winkel liegt das Quecksilber über zwei bestimmtenKontakten, durch die eine Leistung von etwa Zoo Watt eingeschaltet wird. Denn um 30 1 Wasser von 45 auf 85° zu bringen, sind 30 X (85-45) = 12o0 WE, das sind ungefähr 1.45 kW/Std., notwendig. Stehen zur Aufheizung 8 Stunden zur Verfügung, so bedeutet das, daß mit einer Leistung von i80 Watt gearbeitet werden müßte.Fig. 3 shows the operation of the invar rod q of the temperature-sensitive component b in the vertical direction and the movement of the axis r controlled by c in the horizontal direction on a greatly enlarged scale. In the memory 301, for example, water having a temperature of 451, so - is the axis r of the spring socket in the point c 3o the horizontal and the point t of q Invarstabes at point 45 of the perpendicular. The piece v then has an angle which is given by the line connecting 30 and 45. At such an angle, the mercury lies over two specific contacts, through which a power of about zoo watts is switched on. Because to bring 30 liters of water from 45 to 85 °, 30 X (85-45) = 12o0 WE, that is about 1.45 kW / hour, are necessary. If 8 hours are available for heating, this means that you would have to work with an output of 180 watts.

Aus der Zahlentafel in der Abb. 4 ist für verschiedene Wassermengen und verschiedene Temperaturen die notwendige Leistung zu ersehen. Jeder Leistung entspricht ein bestimmter Kippwinkel der Schaltröhre. Da für mehrere Temperaturen und Wassermengen die zuzuführenden elektrischen Arbeiten gleich sein können, muß es auch bei verschiedenen Temperaturen und entsprechenden Inhalten gleiche Kippwinkel geben, beispielsweise erfordern io 1 Wasser von 45°, 20 1 von 65° oder 401 von 75°, wie aus der Zahlentafel der. Abb. 4 ersichtlich ist, jedesmal eine Leistung von 6o Watt. Wenn die entsprechenden Zahlenpaare - Liter Inhalt und Temperaturgrad - in der Abb. 3 miteinander verbunden werden würden, also io mit 45, 2o mit 65, 40 mit 75, so würden alle drei Verbindungslinien einander parallel sein und die gleiche Neigung haben, d. h. in allen drei Fällen wäre der Kippwinkel der vom Wärmeinhaltmesser gesteuerten Schaltröhre gleich.From the number table in Fig. 4 is for different amounts of water and different temperatures to see the necessary power. Every achievement corresponds to a certain tilt angle of the interrupter. As for several temperatures and amounts of water the electrical work to be performed must be the same the same tilt angle even at different temperatures and corresponding contents give, for example io 1 require water of 45 °, 20 1 of 65 ° or 401 of 75 °, as from the number table of the. Fig. 4 can be seen, each time a performance of 6o watts. If the corresponding pairs of numbers - liter content and temperature degree - would be connected to each other in Fig. 3, i.e. io with 45, 2o with 65, 40 with 75, all three connecting lines would be parallel and the same Have inclination, d. H. in all three cases the tilt angle would be that of the heat content meter controlled interrupter same.

Die Schaltvorrichtung arbeitet also völlig selbsttätig, indem entsprechend dem Wärmeinhalt des Speichers bei gegebener Auffüllmenge die richtige Heizleistung eingeschaltet wird.The switching device works completely automatically by accordingly the heat content of the storage tank with the given filling quantity the correct heating output is switched on.

Es ist naheliegend, durch die Kippbewegung des Wärmemengenmessers eineAnzeigevorrichtung zu betätigen, durch die der Wärmeinhalt des Gerätes oder entsprechend die zur Erreichung eines bestimmten Betr iebsendzustandes noch fehlende Wärmemenge angezeigt werden kann.It is obvious because of the tilting movement of the calorimeter to operate a display device, through which the heat content of the device or accordingly the ones that are still missing to achieve a certain final operating status Amount of heat can be displayed.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Außerhalb bestimmter Sperrzeiten elektrisch beheizter Heißwasserablaufspeicher, der am Ende der Sperrzeit mit einer beliebigen Wassermenge aufgefüllt ist und bei dem eine solche elektrische Leistung eingeschaltet wird, daß der gewünschte Betriebsendzustand kurz vor Beginn der neuen Sperrzeit erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der am Ende der Sperrzeit im Speicher vorhandenen Wassermenge und ihrer Temperatur, also dem Wärmeinhalt, eine elektrische Schaltvorrichtung eine diesem Wärmeinhalt entsprechende, aber während der Einschaltzeit gleichbleibende elektrische Leistung einschaltet. PATENT CLAIMS: i. Outside certain blocking times, electrically heated Hot water drain tank, which at the end of the blocking period with any amount of water is filled up and in which such an electrical power is switched on, that the desired final operating status is reached shortly before the start of the new blocking period is, characterized in that depending on the at the end of the blocking time im Storage amount of water and its temperature, i.e. the heat content, a electrical switching device a corresponding heat content, but during the switch-on time switches on constant electrical power. 2. Außerhalb bestimmter Sperrzeiten elektrisch beheizter Ablaufspeicher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf den Staudruck des Inhaltes ansprechende Wellrohrdose und ein aus zwei verschiedenen Metallen bestehender temperaturempfindlicher Ausdehnungstab gemeinsam über ein Hebelwerk auf eine mehrpolige elektrische Schaltvorrichtung einwirken, derart, daß verschiedenen Wärmeinhalten des Speichers jeweils bestimmte Schaltstellungen entsprechen.2. Outside Specific blocking times, electrically heated drain memory according to claim i, characterized characterized in that a corrugated tube can responding to the dynamic pressure of the contents and a temperature sensitive expansion rod made of two different metals act together on a multi-pole electrical switching device via a lever mechanism, in such a way that different heat contents of the memory each have certain switching positions correspond.