DE3908242A1 - Heizeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für in Monophasenschaltung mit Wechselstrom betriebene und mit Hochtemperatur-Strahlungsheizkörpern ausgestattete Kochstellen.

Zur Beheizung von Glaskeramik-Kochfeldern werden zunehmend Hochtemperatur-Strahlungsheizkörper eingesetzt. Bei derartigen Hochtemperatur-Strahlungsheizkörpern handelt es sich von Schutzgas, z.B. Halogen, umgebene Heizelemente, z.B. Wolfram- Wendeln, die bei Betrieb eine Temperatur von ca. 2000°C erreichen, während nicht ummantelte Widerstandswendeln eine Betriebstemperatur von nur ca. 1000°C haben.

Es wird angestrebt, eine möglichst leistungsgerechte Abstufung zu erreichen. Dabei soll die Sichtbarkeit der Strahlungsheizkörper über den gesamten Regelbereich gewährleistet sein und durch regelmäßiges Takten entstehendes Disco-Licht auf ein nicht störendes Maß reduziert werden.

In der DE-OS 35 16 788 wird eine Glaskeramik-Kochmulde beschrieben, bei welcher Hell- und Dunkelstrahler verwendet werden. Beim Ankochvorgang (volle Leistung) sind die Hellstrahler und Dunkelstrahler parallel an das Stromnetz angeschaltet, während bei Fortkochbetrieb eine Umschaltung derart erfolgt, daß die Hell- und Dunkelstrahler in Reihe mit einem Vorwiderstand liegen. Eine ausreichende Abstufung der Leistung ist damit nicht möglich.

Um in den verschiedenen Schaltstellungen eine gleichmäßige Wärmeverteilung an der Kochstelle zu erzielen, ist es üblich vier Strahlungsheizkörper vorzusehen. Die DE-PS 34 37 726 beschreibt eine derartige Heizeinrichtung. Allerdings werden dabei Dioden als Gleichrichter eingesetzt. Steuerungen mit Dioden werden aber in Zukunft nicht mehr zugelassen, da die Gleichstromabgabe an das Netz der Elektroversorgungsunternehmen zu groß ist und nicht geduldet wird. Eine Schaltung ohne Dioden mit 380 V-Mehrphasenanschluß ist andererseits für den Einsatz der Geräte hinderlich, denn man hat nicht überall eine derartige Anschlußmöglichkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrund, ein mit Hochtemperatur- Strahlungsheizkörpern beheiztes Kochfeld in Monophasenschaltung zu betreiben und dabei mit einfachen Mitteln (ohne Dioden) die übliche Leistungsabstufung von z.B. 200 W; 300 W, 490 W, 600 W 1200 W und 1800 W zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale vorgeschlagen.

Durch die unterschiedliche Verknüpfung der Hochtemperatur- Strahlungsheizkörper miteinander mittels eines mehrbahnigen Schalters, wie er bei Herden und Kochplatten üblich ist, wird unter Einbeziehung des Thermorelais bei bestimmten Leistungsstufen, die Abstufung in der benötigten Feinheit mit einfachen Mitteln möglich.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1a den Schaltplan einer mit vier Strahlungsheizkörpern bestückten Kochstelle in niedrigster eingeschalteter Leistungsstufe (Position 1),

Fig. 1b Schema der Schaltbahnen des Schalters bei Schalterstellung "Position 1",

Fig. 1c Schema der Verknüpfung der Strahlungsheizkörper bei Schaltstellung "Position 1" (Leistung ca. 200 W),

Fig. 2a+2b Schemata der Schaltbahnen und der Verknüpfung der Strahlungsheizkörper bei "Position 2" (Leistung ca. 300 W),

Fig. 3a+3b entsprechende Schemata für "Position 4" (Leistung ca. 600 W),

Fig. 4a+4b Schemata für "Position 5" (Leistung ca. 1200 W),

Fig. 5a+5b Schemata für "Position 6" (Leistung ca. 1800 W),

Fig. 6a+6b und 6c Schaltplan, Schaltbahn und Verknüpfungsschema für mit Thermorelais erzielte Zwischenstufe "Position 3" (Leistung ca. 490 W),

Fig. 7a, 7b und 7c Schaltplan, Schaltbahn- und Verknüpfungsschema bei einem 8-bahnigen Schalter und Takten der beiden äußeren Strahlungsheizkörper.

Mit L 1 und N ist das Wechselstromnetz bezeichnet, an welches die Heizeinrichtung mit den vier Hochtemperatur-Strahlungs­ heizkörpern H 1, H 2, H 3 und H 4 angeschlossen ist. Räumlich bilden dabei die beiden H 1 und H 4 die äußeren und die beiden H 2 und H 3 die inneren der parallel nebeneinander liegenden Strahlungsheizkörper.

Außerdem ist in dem Schaltplan Fig. 1a noch das Thermorelais T und die Signallampe S angedeutet. über die Schaltkontakte L, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 sowie PL, P 1; P 2, P 3; P 4; P 5; P 6; und P 7 können die Strahlungsheizkörper H 1, H 2, H 3, H 4 und das Thermorelais T auf die verschiedensten Weisen miteinander verknüpft werden, um unterschiedliche Leistungsstufen einzustellen. Fig. 1b zeigt die 9-bahnige Anordnung einer hierzu dienenden Schalter­ einheit, und zwar für die in Fig. 1a gezeigte niedrigste Leistungsstufe (ca. 200 W) bei Serienschaltung der vier Strahlungsheizkörper wie die Fig. 1c schematisch verdeutlicht. Eine Schaltereinheit besteht üblicherweise aus einer drehbaren Schaltwelle mit einem Einstellknebel für die verschiedenen Kochleistungsstufen. In den Fig. 2 bis 6 sind die verschiedenen Schaltmöglichkeiten dargestellt. Nicht gezeigt ist die Aus-Stellung, bei welcher auch PL-L unterbrochen ist und die Signalleuchte S erlischt.

Fig. 2a und 2b zeigt die Schaltposition 2, bei der die beiden inneren Strahlungsheizkörper in Serie eingeschaltet sind. Dies bedeutet eine Kochheizleistung von ca. 300 W.

Die nächste mögliche Verknüpfung bei symetrischer Wärmeverteilung zeigen die Fig. 3a und 3b. Hier sind die beiden Paare H 2, H 3 und H 1; H 4 parallel zueinander geschaltet. Die Kochheizleistung beträgt dabei ca. 600 W. Dieser Unterschied zur vorhergehenden Verknüpfung (Schaltposition 2 mit 300 W) ist zu groß. Deshalb wird hier die später noch in Fig. 6 und 7 beschriebene Schaltposition 3 zwischengeschoben. Die Parallelschaltung der beiden Strahlungsheizkörperpaare H 2, H 3 und H 1, H 4 nimmt die Schaltposition 4 ein. Es folgen noch die Schaltpositionen 5 (H 2, H 3, parallel zu H 1 und zu H 4, was einer Kochleistung von ca. 1200 W entspricht) gemäß Fig. 4a und 4b, sowie die Schaltposition 6, bei welcher alle Strahlungsheizkörper parallel zueinander liegen (Fig. 5),und wodurch die höchste Kochheizleistung von ca. 1800 W erzielt wird.

In den Fig. 6 und 7 folgen Schaltmöglichkeiten für die Schaltposition 3 (ca. 490 W).

Sie wurde seither entweder dadurch erreicht, in dem man vier Strahlungsheizkörper für 380 V a.c. 3 Phasenanschluß an die beiden Phasen L 1+L 2 in Serienschaltung anschloß. Für den universellen Anschluß eines Herdes oder einer Kochplatte ist es aber vorteilhaft diese Schaltstufe auch in Monophasenschaltung zu erzielen. Deshalb hat man nach einer anderen Möglichkeit die Stufenschalter mit kostenaufwendigen Gleichrichtern (Dioden) versehen. Dies hat außerdem den Nachteil, daß die Gleichstrom­ abgabe an das Netz zunehmend auf Schwierigkeiten stößt und bereits von Elektroversorgungsunternehmen und Zulassungsstellen in verschiedenen Ländern nicht mehr geduldet wird.

Durch das zusätzlich zugeschaltete Thermorelais T in den Stromkreis eines der beiden Strahlungsheizkörper-Paare H 1, H 4 oder H 2, H 3 kann eine Zwischenstufe zwischen Schaltposition 2 und Schaltposition 4 mit einer Kochheizleistung von ca. 490 W erreicht werden, wenn z.B. ein Thermorelais mit 50% ED eingesetzt wird.

Fig. 6 zeigt eine solche Schaltposition 3 für einen 9-bahnigen Schalter und Takten der beiden inneren Strahlungsheizkörper H 3, H 2. Bei dieser Kochheizleistung wirkt sich das Takten auf die Lebensdauer der Strahlungsheizkörper nicht entscheidend aus und auch die Lichtunterbrechnung wirkt sich nicht störend aus, weil die beiden äußeren Strahlungsheizkörper dauernd eingeschaltet sind.

Das Takten der beiden inneren Strahlungsheizkörper ergibt eine besonders gleichmäßige Wärmeverteilung, wie Versuche gezeigt haben.

Die Fig. 7a bis 7c zeigen eine andere Schaltmöglichekit für diese Kochleistungsstufe an einem 8-bahnigen äußeren Strahlungs- Heizkörper H 1, H 4.

Die Wärmeverteilung ist durch Takten der inneren Strahlungs- Heizkörper anders als beim Takten der äußeren Strahlungs- Heizkörper.

Es ist durch ein zusätzliches Thermorelais, welches ein einfaches Bimetallschnappelement sein kann, wie es zur Regelung von Warmhalteplatten bei Kaffeemaschinen verwendet wird, möglich, die gewünschte Zwischenabstufung der Kochheizleistung auch bei einer Steuerung für "220 V; 1-polig +N" herzustellen.

Außer den dargestellten Beispielen sind auch andere Zwischenleistungsstufen möglich. Wenn z.B. die gewünschte Mindestleistung noch niedriger als ca. 200 W (Fig. 1a; b, c) sein soll, könnte durch Öffnen von P7/8 und Schließen von P5/7 ein Takten aller hintereinander liegenden Strahlungsheizkörper bewirkt werden, was eine Leistungsverminderung zur Folge hat.

Claims (5)

1. Heizeinrichtung für in Monophasenschaltung mit Wechselstrom betriebene und mit Hochtemperatur- Strahlungsheizkörpern ausgestattete Kochstelle, insbesondere für Glaskeramikkochfelder mit vier Hochtemperatur- Strahlungsheizkörpern einer Kochstelle, wobei die gewünschte Heizleistung über ein Steuer- bzw. Regeleinheit durch wahlweises Zuschalten oder Parallel- bzw. Hintereinanderschalten der Hochtemperatur-Strahlungsheizkörper eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für Zwischenleistungsstufen mindestens ein parallel zu den anderen Hochtemperatur-Strahlungsheizkörpern angeschlossener Hochtemperatur-Strahlungsheizkörper über ein Thermorelais taktweise eingeschaltet wird.

2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 mit vier nebeneinander angeordneten Hochtemperatur-Strahlungsheizkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß zwei hintereinander geschaltete und parallel zu den beiden anderen Hochtemperatur-Strahlungsheizkörpern angeschlossene Hochtemperatur-Strahlungsheizkörper über ein Thermorelais (T) taktweise eingeschaltet werden.

3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden innen liegenden Hochtemperatur- Strahlungsheizköper (H 2; H 3) über ein Thermorelais (T) taktweise eingeschaltet werden.

4. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden außenliegenden Hochtemperatur-Strahlungsheizkörper (H 1, H 4) über ein Thermorelais (T) taktweise eingeschaltet werden.

5. Heizeinrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermorelais eine mittlere Einschaltzeit von 50% bewirkt.