AT401314B

AT401314B - Einrichtung zur erfassung des ladezustandes eines schichtwasserspeichers

Info

Publication number: AT401314B
Application number: AT0181894A
Authority: AT
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1996-08-26
Also published as: ATA181894A; DE29515961U1

Description

AT 401 314 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung des Ladezustandes eines Wasserspei* chers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Für den Betrieb einer Wasserheizeinrichtung mit einem Wasserspeicher ist es erforderlich, den Ladezustand des Wasserspeichers möglichst genau zu kennen, um über eine entsprechende Wärmequelle die Aufheizung des Speichers rechtzeitig zu aktivieren. Dabei ist es für einen energiesparenden Betrieb auch erforderlich, nicht nur nach einer praktisch vollständigen Entnahme des aufgeheizten Volumens aus dem Wasserspeicher diesen wieder aufzuladen, sondern die Aufladung entsprechend der Tendenz der Entnahme des erwärmten Wassers zu steuern.

Aus der GB-OS 2 192 988 ist es bekannt, zur Überwachung des Ladezustandes eines Wasserspeichers mehrere Temperaturfühler vorzusehen. Diese sind in verschiedenen Höhen des Wasserspeichers angeordnet, die mit einer entsprechenden Auswerteschaltung verbunden sind.

Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß mit solchen Einrichtungen der Ladezustand eines Wasserspeichers nur sehr grob erfaßt werden kann, wobei dies nur bei bestimmten Gegebenheiten möglich ist, und zwar wenn die Grenzschicht zwischen warmem und kaltem Wasser den Bereich eines Temperaturfühlers durchläuft.

Aus der US-PS 4 745 806 ist ein Füllstandsmesser für flüssiges Helium bekanntgeworden. Hierbei taucht ein Draht aus superleitendem Material in das flüssige Helium ein, wobei jeder Teil, der eintaucht, den Widerstand 0 aufweist. Aus dem Gesamtwiderstand des Drahtes läßt sich die Standhöhe ermitteln. Auch die GB-OS 2 227 562 zeigt eine Vorrichtung mit mehreren Temperatursensoren in einem Tank. Etwa ähnliches zeigt auch die EP-OS 286 193.

Ziel der Erfindung ist es, die eingangs geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die eine durchgehende Erfassung des Ladezustandes eines Wasserspeichers ermöglicht.

Bei bekannten Einrichtungen der eingangs erwähnten Art sind einfach mehrere Temperaturfühler, meist drei, in verschiedenen Höhen des Wasserspeichers angeordnet, die mit einer entsprechenden Auswerteschaltung verbunden sind.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die eine durchgehende Erfassung des Ladezustandes eines Wasserspeichers ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Dabei ergibt sich der Vorteil, daß sich der elektrische Widerstand bei einer Änderung des Aggregatzustandes in einem sehr erheblichen Ausmaß ändert. Je nachdem wie hoch das kalte Wasser im Wasserspeicher steht, ergibt sich auch eine Säule fester Substanz in dem elektrisch isolierenden Rohr. Damit ändert sich mit der Höhe des kalten Wassers im Wasserspeicher auch der elektrische Widerstand der Substanz. Auf diese Weise kann durch Erfassung der Änderung des elektrischen Widerstandes der Substanz der Ladezustand des Wasserspeichers erfaßt werden.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil, daß es bei den vorgeschlagenen Substanzen einerseits zu einer Änderung des Aggregatzustandes innerhalb des im Wasserspeicher herrschenden Temperaturbereiches von ca. 20 *C bis 60 *C kommt und bei einem Wechsel des Aggregatzustandes eine sehr erhebliche Änderung des elektrischen Widerstandes eintritt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Erfassung des Ladezustandes eines Schichtwasserspeichers und

Fig. 2 schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Erfassung des Ladezustandes eines Wasserspeichers.

Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelheiten. ln oder an einem Schichtwasserspeicher 1 ist ein vertikal verlaufendes Rohr 2 aus einem elektrisch isolierenden Material angeordnet. Dieses Rohr 2 ist mit einer seinen Aggregatzustand ändernden Substanz gefüllt. Dabei kann es sich vorzugsweise um Natriumacetattrihydrat (NaC2H3O2 ' 3H2O), Polyäthenpolyol oder Natriumthiosulfatpentahydrat (Na2S2C>3 * 5H2O) handeln.

An den Enden des Rohres 2 sind Elektroden 3, 4 angeordnet, die in die im Rohr 2 enthaltene Substanz 5 eintauchen und mit dieser in Kontakt stehen. An diese Elektroden 3 und 4 ist über Leitungen 6, 7 eine 2

Claims

ΑΤ 401 314 Β elektrische Widerstandsmeßeinrichtung 8 angeschlossen. Da im unteren Bereich 9 des Speichers das Wasser nur eine relativ niedrige Temperatur von zum Beispiel 20 *C aufweist, befindet sich die im Rohr 2 enthaltene Substanz 5 in diesem Bereich in ihrem festen Aggregatzustand. Im oberen Bereich 10 des Speichers weist das Wasser eine hohe Temperatur von zum Beispiel 60 *C auf, so daß sich die im Rohr 2 enthaltene Substanz 5 in diesem Bereich in ihrem flüssigen Aggregatzustand befindet. Ein Kaitwassereinlaß 12 mündet in den Speicher unten, ein mit einem Zapfventil 13 versehener Warmwasserauslaß 14 geht vom oberen Bereich 10 ab. Der Speicher kann über einen Ladekreis 15, enthaltend eine Rücklaufleitung 16, einen Wärmetauscher 17, eine Umwälzpumpe 18 und eine Voriaufleitung 19, geladen werden. Wird Warmwasser oben abgezogen, so steigt die Grenzschicht 11 zwischen warmem und kaltem Wasser nach oben an, wodurch sich der Anteil an fester Substanz erhöht und jener an flüssiger Substanz vermindert. Da sich der elektrische spezifische Widerstand der Substanz 5 im festen und flüssigen Aggregatzustand merklich voneinander unterscheidet, ändert sich bei einer Verschiebung der Grenzschicht 11 zwischen dem warmen und kalten Wasser auch der Widerstand der im Rohr 2 enthaltenen Substanz 5. Dies kann durch die Widerstandsmeßeinrichtung 8 einfach festgestellt werden, so daß der jeweils erfaßte Widerstand ein sehr genaues Bild von dem jeweiligen Ladezustand des Schichtwasserspeichers 1 gibt. Die Erfindung ist auch bei normalen Speichern gemäß Fig. 2 anwendbar, die über einen im Innenraum 20 des Speichers angeordneten Wärmetauscher 17 oder eine Brennkammer beheizt werden. Wie aus der Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, kann das Rohr im Innenraum 20 des Speichers oder Schichtwasserspeichers oder außen an seinem Mantel angeordnet sein. Patentansprüche 1. Einrichtung zur Erfassung des Ladezustandes eines Wasserspeichers (1), insbesondere Schichtenwasserspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasserspeicher (1) ein elektrisch isolierendes Rohr (2) angeordnet ist, das in thermischem Kontakt mit dem Speicherwasser steht und mit einer innerhalb des Temperaturunterschiedes im Wasserspeicher (1) seinen Aggregatzustand ändernder Substanz gefüllt ist, deren spezifischer Widerstand sich bei einer Änderung des Aggregatzustandes in sehr erheblichem Ausmass ändert wobei an den Enden des Rohres (2) Elektroden (3, 4) in die Substanz (5) eintauchen, die mit einer den elektrischen Gesamtwiderstand der Füllsubstanz erfassenden Einrichtung (8) verbunden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) mit Natriumacetaltrihydrat (NaC2H3 02'3H2O), Polyäthenpolyol oder Natriumthiosulfatpentahydrat (NaiSaCh * 5H2O) gefüllt ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 3