DE1565769C

DE1565769C - Time control for the start of charging with temperature-controlled electrical heat storage systems

Info

Publication number: DE1565769C
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 5860 Iserlohn Rosen
Original assignee: Richert, Johannes, 1000 Berlin
Publication date: 1971-11-25

Description

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Die hier vorliegende Erfindung bezieht sich auf um den Abschaltpunkt, des Fühlers zu erreichen,The present invention relates to to reach the switch-off point of the sensor,

eine Steuerung zur sinnvollen Aufladung von Wenn vom Vortage noch Restwärme im Kern enthal-a control for the sensible charging of If there is still residual heat in the core from the previous day

Elektro-Wärmespeichern. ten ist, dann wird dieser Abschaltpunkt noch früherElectric heat storage. is ten, then this switch-off point will be even earlier

Bekanntlich liefern die Elektrizitätswerke nachts erreicht. -As is well known, the power stations deliver at night. -

und teilweise auch am Tage verbilligte Elektro- 5 . Zur Entlastung der Anfangs-Nachtstunden wird inand partly also during the day cheaper electric 5. To relieve the early hours of the night, in

Energie. Mit dem dadurch geförderten Absatz wäh- dieser belgischen Patentschrift vorgeschlagen, demEnergy. With the paragraph promoted by this proposed Belgian patent, the

rend der Schwachlastzeiten soll eine wirtschaft- Wetterfühler während der ersten Nachtstunden einenDuring the off-peak times, an economic weather sensor should be used during the first hours of the night

lichere Ausnutzung der Erzeugungs- und Verteilungs- veränderbaren Widerstand vorzuschalten. Somit wer-upstream more reliable utilization of the generation and distribution variable resistance. Thus,

einrichtungen erreicht werden. den Geräte mit Restwärme erst später geladen, wäh-facilities can be reached. the devices are only charged later with residual heat, while

Elektro-Wärmespeicher eignen sich für diesen io rehd nur bei den leeren oder fast leeren SpeichernElectric heat accumulators are only suitable for this io rehd with empty or almost empty accumulators

Zweck besonder^ gut. Ihr meist keramischer Spei- gleich zu Beginn der niedertariflichen Periode diePurpose special ^ good. Your mostly ceramic storage at the beginning of the low tariff period

cherkern wird also nachts elektrisch aufgeheizt, und Ladung einsetzt.The core is heated up electrically at night and charge begins.

eine wärmedämmende Umhüllung bewirkt langfristige Diese an sich recht brauchbare Methode-soll geKonservierung dieser Wärme. Am Tage, wenn die maß der vorliegenden Erfindung derart verbessert Elektro-Energie teurer ist, wird die gespeicherte 15 werden, daß keine Beeinflussung und Verstellung des Wärme mit Hilfe eines eingebauten Lüfters in den zu Wetterfühlers mehr erforderlich ist. Es soll also erbeheizenden Raum geleitet. reicht werden, daß nach Aufhebung der anfänglichena heat-insulating cover causes long-term This method, which is quite useful in itself, should be preserved this warmth. On the day when the measure of the present invention is so improved Electrical energy is more expensive, the stored 15 will be that no influencing and adjustment of the Heat with the help of a built-in fan in the weather sensor is more required. So it's supposed to be heating up Room directed. will be enough that after lifting the initial

Die Speicherkapazität dieser Geräte muß für den Verfälschung der Wetterimpulse sofort ein wettergrößtmöglichen Kälteeinbruch bemessen sein. Wäh- getreues Weiterarbeiten des Wetterfühlers gewährrend des weitaus größten Teiles der Heizperiode ge- 20 leistet ist.The storage capacity of these devices must immediately be as large as possible in order to falsify the weather impulses Cold snap. Ensuring that the weather sensor continues to work accurately by far the largest part of the heating season.

nügt daher eine wesentlich geringere Wärmespeiche- Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Funk-is therefore sufficient a significantly lower heat storage. In the solution according to the invention, the radio

rung. tion des Wetterfühlers nicht beeinflußt. Die Erfindungtion. tion of the weather sensor is not influenced. The invention

Diese Dosierung kann nach Schätzung von Hand kennzeichnet sich dadurch, daß im ersten Teil des eingestellt werden. Moderne Vorrichtungen mit Wet- niedertariflichen Ladezeitraumes an Stelle der witteterfühler können diese Aufgabe auch automatisch 25 rungsabhängigen Steuergröße ein fremdes Steuerdurchführen. Hierbei unterscheidet man Temperatur- signal zum Aufladebegrenzer des Speichergerätes ge₇ Steuerungen und Zeitsteuerungen. führt wird, wobei dieses Signal so bemessen jst, daßThis dosage can be estimated by hand, characterized in that in the first part of the set. Modern devices with a wet low-tariff charging period instead of the weather sensor can also perform this task automatically as an external control. A distinction is made here between the temperature signal to the charge limiter of the storage _{device. 7} controls and time controls. leads, this signal being dimensioned such that

Erstere bewirken die Beendigung der Aufladung dem Aufladebegrenzer ein Wärmebedarf vorgetäuscht beim Erreichen einer bestimmten, dem Wetter an- wird, der geringer ist, als derjenige, der gleichzeitig gepaßten Speichertemperatur. Für den Rest der 30 vom Witterungsfühler ermittelt wird. Nach AufNacht ist dann der Speicher aufgeladen oder unbe- hebung des fremden Steuersignals arbeitet hier wienutzt, wobei er einen gewissen Anteil seines Wärme- der der Wetterfühler sofort mit voller Wirkung auf inhaltes wieder verliert. . . . · . den Ladebegrenzer. .The former cause the end of the charge to simulate a heat requirement for the charge limiter when reaching a certain one, the weather will be lower than the one at the same time adjusted storage temperature. For the rest of the 30 is determined by the outside sensor. After overnight the storage is charged or if the external control signal is not removed, it works here as used, whereby it immediately takes full effect on a certain proportion of its warmth - the weather sensor content is lost again. . . . ·. the charge limiter. .

Die Zeitsteuergeräte hingegen verschieben, ,den , ,, Dieses Verfahren eignet sich gut, wenn viele Ge-Ladebeginn in Abhängigkeit vom Wetter mehr oder 35 rate gleichzeitig durch Fernsteuerung beeinflußt werweniger in die Nacht hinein. Bei mildem Wetter be- den sollen. Ein weiterreichender Erfindungsgedanke ginnt die Ladung also sehr spät. Die Verschiebung sieht hierzu vor, die Umschaltung zwischen F.remdist so bemessen, daß jeder Speicher etwa genau bei signal und Witterungssignal mit Hilfe eines Rund-Beendigung der niedertariflichen Nachtzeit seinen je- Steuer-Impulses durchzuführen. Hier könnte also weiligen Wärme-Sollwert erreicht hat. Bei dieser Me- 40 vom Elektrizitätswerk her die Dauer und/oder die thode erfolgt zugleich eine Entlastung des Energie- Intensität des Fremdimpulses variiert werden, und netzes in den ersten Nachtstunden und somit eine zwar in Anpassung an die Energie-Belastungskurve, bessere Nutzung des gesamten Nachttales in der Be- Die Fremdimpulse können von solcher Artsein, daß lastungskurve der Elektrizitätswerke. den Steuerwiderständen an den Ladebegrenzern wäh-The time control devices, on the other hand, move,, den, ,, This method is well suited when a lot of loading starts depending on the weather more or 35 rates at the same time influenced by remote control or less into the night. Should be sheltered in mild weather. A broader inventive idea So the charge starts very late. For this purpose, the shift provides for the switchover between external is dimensioned so that each memory approximately exactly at signal and weather signal with the help of a round termination the low-tariff night time to carry out its ever-tax impulse. So here could has reached the heat setpoint. With this Me- 40 from the power station the duration and / or the method takes place at the same time a relief of the energy intensity of the external impulse can be varied, and network in the first hours of the night and thus an adaptation to the energy load curve, better use of the entire night valley in the loading load curve of electricity companies. the control resistors on the charge limiters

Der Erfinder stellte sich nun die Aufgabe, die Vor- 45 rend der Unterdrückungszeit ein ständiger Vorwiderteile der Zeitsteuermethode zu kombinieren mit dem stand vorgeordnet ist. Je mehr Geräte gleichzeitig gegeringen Instrumentierungs-Aufwand der erstgenann- steuert werden, desto höher wird aber die Summe der ten Temperatur-Steuermethode. Das erfindungsge- Verlustleistungen in diesen Vorwiderständen. Eine mäße Verfahren ist für solche Steuervorrichtungen ■^? erfindühgsgemäße Verbesserung soll darin bestehen, vorgesehen, bei denen der Restwärme-Inhalt jedes 50 daß dann an Stelle der Vorwiderstände eine verlusteinzelnen Speichergerätes in voller Höhe durch ent- arme, taktende Vorrichtung verwendet wird, deren sprechend geringere Aufladungjjerücksichtigt wird. Signalsumme pro Zeiteinheit größer ist als bei demThe inventor now set himself the task of combining a constant pre-opposition of the time control method with the stand before the suppression time. The more devices that are controlled at the same time, with less instrumentation effort, the higher the sum of the th temperature control method. The inventive power losses in these series resistors. A proper procedure is for such control devices ■ ^? In accordance with the invention, provision should be made in which the residual heat content of each 50 is then used in place of the series resistors in the full amount of a single loss storage device through depleted, clocking device, the correspondingly lower charge of which is taken into account. Signal sum per unit of time is greater than that

Speichergeräte mit dieser bekannten Steüervorrich- Wetterfühler. Letzterer wird dann wieder mit seiner tung sind unter der warenzeichenrechtlich geschütz-;:;: geringeren Signalintensität wirksam, sobald nach Beten Bezeichnung WICOMAT bekannt und verbreitet. 55 endigung der gewünschten Unterdrückungszeit die Die belgische Patentschrift 650 690 beschreibt deren Rundsteuer-Rückumschaltung erfolgt. Diese taktende Wirkungsweise einschließlich einer Verschiebungs- Signalquelle kann auch selbst als ein entsprechend methode für den Ladebeginn bei Geräten mit Rest- geeichter Wetterfühler ausgebildet sein.
Wärmeinhalt: In der Zeichnung ist schematisch dargestellt, wieStorage devices with this known Steüervorrich- weather sensor. The latter will then be protected under the trademark law -;:;: lower signal intensity effective as soon as after praying the name WICOMAT is known and distributed. 55 ending of the desired suppression time the Belgian patent specification 650 690 describes the ripple control switching back. This clocking mode of operation, including a shift signal source, can itself be designed as a corresponding method for starting the charging process for devices with a weather sensor with a residual calibration.
Heat content: The drawing shows how

Ein steuer-beheizbarer Auflade-Temperaturbegren- 60 die Ladung von Elektro-Wärmespeichern unter Anzer wird von einem Wetterfühler mehr oder weniger wendung der vorliegenden Erfindungsgedanken bestark mit Elektroenergie gespeist. Hinzu addiert sich einflußt werden kann.A controllable, heatable charging temperature limiter 60 the charging of electrical heat storage under Anzer is reinforced by a weather sensor more or less application of the present inventive concept fed with electrical energy. Added to this can be influenced.

die bei der Aufladung des Speichergerätes allmählich Der Wärmespeicher 1 wird mit Heizwiderständen 4The heat storage device 1 is equipped with heating resistors 4

ansteigende Kerntemperatur. Bei Erreichen einer be- aufgeheizt. Bei einer bestimmten Temperatur, dieincreasing core temperature. When reaching a heated up. At a certain temperature that

stimmten Summentemperatur am Fühler unterbricht 65 dem kältesten Winterbedarf entspricht, schaltet derIf the total temperature at the sensor interrupts 65 corresponds to the coldest winter requirement, the

dieser den Ladevorgang. Bei mildem Wetter bewirkt thermische Ladebegrenzer 5 ab. Je stärker die zusätz-this the charging process. In mild weather, thermal charge limiter 5 starts. The stronger the additional

also der Wetterfühler eine hohe Steuerbeheizung, so liehe Heizwicklung 2 a am Fühlrohr 2 fremdbeheiztSo the weather sensor has a high control heating, so borrowed heating winding 2 a on the sensor tube 2 is externally heated

daß nur wenig Kernwärme hinzugeladen werden muß, wird, desto geringer kann die Kerntemperatur an-that only little core heat needs to be added, the lower the core temperature can be.

steigen. Der taktende Wetterfühler 3 erledigt diese Steuerbeheizungs-Aufgabe selbsttätig.rise. The clocking weather sensor 3 takes care of this control heating task automatically.

Mit Hilfe des alternativ zum Wetterfühler einschaltbaren Widerstandes 7 kann erreicht werden, daß Speichergeräte mit Restwärme-Inhalt entspre-Chend später mit ihrer Ladung beginnen.With the help of the resistor 7, which can be switched on as an alternative to the weather sensor, it can be achieved that storage devices with residual heat content accordingly start charging them later.

Ein Beispiel: Die Witterung erfordert volle Kernladung auf 600° C. Die gesamte Niedertarifzeit umfaßt 8 Stunden. Mit dem Signal la werden dem Fühler 2 während der ersten 4 Stunden 300° C Kernwärme vorgetäuscht. Wenn nun zufällig weitere 300⁰C oder mehr Rest-Kernwärme bei Ladebeginn vorhanden waren, dann erhält der Fühler sofort mindestens 600⁰C und sperrt die Ladung. Bei diesem Gerät kann also der Ladebeginn frühestens nach Ablauf der ersten 4 Stunden einsetzen. Die verbleibenden weiteren 4 Stunden reichen genau aus, um die Weiterheizung des Kernes auf 600° C zu bewirken.An example: The weather requires a full core charge to 600 ° C. The entire low tariff period is 8 hours. With the signal la , the sensor 2 is simulated 300 ° C core heat during the first 4 hours. If, by chance another 300 ⁰ C or more residual-core heat at the start of charging were present, then the sensor immediately gets at least 600 ⁰ C and locks the load. With this device, charging can begin after the first 4 hours at the earliest. The remaining 4 hours are exactly enough to cause the core to continue heating to 600 ° C.

Diejenigen Geräte hingegen, die keine Resttemperatur enthielten, werden gleich zu Beginn der Nieder- ao tarifzeit geladen, da die Täuschtemperatur von 300° C noch keine Ladeunterbrechung bewirken kann. Bei einem am Vortage entleerten Speichergerät läuft der Ladevorgang also trotz Täuschbeheizung durch das Signal Ta unverändert, also ohne Unterbrechung, vom Anfang bis zum Ende der Niedertarifzeit.On the other hand, those devices that did not contain any residual temperature are charged right at the beginning of the low ao tariff period, as the false temperature of 300 ° C cannot yet cause charging to be interrupted. In the case of a storage device emptied the day before, the charging process continues unchanged despite the false heating by the signal Ta , i.e. without interruption, from the beginning to the end of the low tariff period.

Die F i g. 2 und 3 veranschaulichen, wie gemäß der Erfindung in der gleichen Nacht zwei derartige Speicherofen mit unterschiedlichem Restwärme-Inhalt aufgeladen werden.The F i g. 2 and 3 illustrate how, according to the invention, two such storage stoves are used on the same night be charged with different residual heat content.

Bei F i g. 2 handelt es sich um ein völlig leeres Gerät, also ohne jegliche Restwärme. Die Ladekurve steigt ohne Unterbrechung an, bis am Begrenzer die Abschalt-Temperatur von 600⁰C erreicht ist. Die anfängliche Täuschbeheizung am Fühler ist als gepunkteter Bereich dargestellt. Sie beeinflußt den Ladevorgang in diesem Fall nicht.At F i g. 2 is a completely empty device, i.e. without any residual heat. The charging curve rises without interruption until the limiter, the shutdown temperature is reached of 600 ⁰ C. The initial false heating on the sensor is shown as a dotted area. In this case it does not affect the charging process.

Zwischenwerte der Restwärme bewirken sinngemäß die gleiche Zeitverschiebung: Speichergeräte, die im vorliegenden Beispiel noch 200° C Resttemperatur enthielten, haben zu Beginn der Niedertarifzeit 500° C Fühlertemperatur und beginnen sofort mit der Ladung. Nach etwa einer Stunde erreicht der Fühler 600⁰C und schaltet ab. Die Weiterladung erfolgt auch hier erst dann wieder, wenn nach weiteren 3 Stunden das Täuschsignal la abgeschaltet wird.Intermediate values of the residual heat cause the same time shift: Storage devices that still contained 200 ° C residual temperature in the present example have a sensor temperature of 500 ° C at the beginning of the low tariff period and start charging immediately. After about an hour the sensor reaches 600 ⁰ C and switches off. In this case, too, charging will only continue again if the fake signal la is switched off after a further 3 hours.

In Fig. 3 ist dieser Fall dargestellt: Hier hatte das gleichartige Speichergerät bei Ladebeginn 200° C Restwärme. Bereits nach kurzer Ladezeit unterdrückt die Täuschbeheizung die weitere Ladung, die sich damit zum Ende der Nacht hin verschiebt. Ohne die Erfindung wäre die Ladung entlang der gestrichelten Kurve und damit ungünstiger verlaufen.This case is shown in FIG. 3: Here the storage device of the same type was at 200 ° C. when charging began Residual heat. Even after a short charging time, the false heating suppresses the further charging that it entails shifts towards the end of the night. Without the invention, the charge would be along the dashed line Curve and thus run more unfavorably.

Der Umschaltkontakt 6 kann zu einem Relais gehören, das mit Tonfrequenz-Rundsteuersignalen nach einem festen Programm oder in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastungskurve des Elektrizitäts-Versorgungs-Unternehmens zentral gesteuert wird.The changeover contact 6 can belong to a relay, which according to audio frequency ripple control signals a fixed program or depending on the respective load curve of the electricity supply company is controlled centrally.

In F i g. 4 ist dargestellt, wie mit einem taktenden Signalgeber der gleiche Effekt verlustarm herbeigeführt werden kann. Hier wurde ein entsprechend geeichter Witterungsfühler 8 verwendet, dessen Signale 8a den beschriebenen Signalen la (Fig. 1) gleichwertig sind. Bei la handelt es sich um ein schwaches Dauersignal, während 8 a ein stärkeres, aber häufig unterbrochenes Signal darstellt. Der Integrationswert ist in beiden Fällen gleich groß.In Fig. 4 shows how the same effect can be brought about with little loss with a clocking signal generator. Here, an appropriately calibrated outside sensor 8 was used, the signals of which are equivalent to the described signals 8a la (Fig. 1). In la is a weak continuous signal, while 8 a represents a stronger, but often interrupted signal. The integration value is the same in both cases.

Claims

Patent claims:

1. A method for remotely influencing the charging process in electrical storage heaters that are equipped with at least one, preferably weather-dependent controllable charge limiter, characterized in that in the first part of the low-tariff charging period, instead of the weather-dependent control variable, an external control signal (la) to the charge limiter (5 ) of the storage device (1) is performed, this signal being so dimensioned that the charge limiter is simulated a heat requirement that is lower than that which is determined at the same time by the outside sensor (3).

2. The method according to claim 1, characterized in that the switching between the External control signal (7 a) and the weather-dependent control signal (3 a) with the help of a remote pulse, preferably a ripple control pulse takes place.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the external control signal (7 a) is supplied by a clocking device in which the sum of the switch-on times is greater than with the original weather sensor (3).

4. The method according to claim 3, characterized in that the clocking external signal source is designed as an outside sensor (8), with such a dimensioning or Adjustment so that its signals (8 a) change depending on the weather, but always a milder one Fake the weather as the normally calibrated outside sensor (3) detects.

5. Device for performing the method according to one or more of the aforementioned Claims, characterized in that a controllably heatable temperature sensor is used as the charge limiter is used and that both the original signal from the outside sensor (3) as also the more intensive external control signal (7 a; 8 a) directly or indirectly heating on the Temperature sensor act.

1 sheet of drawings