Einrichtung zur Anzeige der Temperatur und des Wärmeinhaltes von Warmwasserbehältern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Anzeige der Temperatur und des Wärmeinhaltes von Warmwasserbehältern, insbesondere Elektrospei horn, unter Verwendung eines den Mittelwert der Wassertemperatur erfassenden Messfühlers.
Es ist bekannt, Warnawasserbehälter, z. B. Überlauf-Elekrospeicher, nicht nur mit Temperaturreglern auszustatten, durch die die eingestellte Solltemperatur gehalten wird, sondern auch Anzeigeeinrich tungen vorzusehen, durch die die Wassertemperatur im Speicher zur Anzeige gebracht wird. Je nach der Anordnung der Fühler für diese Anzeigeeinrichtung können sich Fehlanzeigen ergeben. Erfolgt der Kaltwasserzulauf im unteren Teil des Speichers und ist der Fühler oben, also nahe dem Auslauf angeordnet, so kann praktisch mehr als die Hälfte des Speichers mit Kaltwasser gefüllt werden, ohne dass der Anzeiger auf diese Heisswasserentnahme reagiert. Ist dagegen der Fühler tiefer angeordnet, ergibt sich der umgekehrte Fall.
Zur Vermeidung derartiger Fehlanzeigen wurde bereits vorgeschlagen, einen Fühler zu verwenden, der sich über die ganze Höhe des Speichers erstreckt und damit in der Lage ist, Iden Mittelwert der Wassertemperatur zu erfassen und zur Anzeige zu bringen. Auch eine derartige Anzeige ist in vielen Fällen unbefriedigend, weil diese Anzeige nicht berücksichtigt, dass sich eine mittlere Temperaturverteilung im Speicher auch aus einer geschichteten Temperaturverteilung zusammensetzen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturanzeigeeinrichtung zu schaffen, die einen guten Überblick nicht nur über die mittlere Wassertemperatur, also den Wärmeinhalt indes Speichers, zulässt, sondern auch noch ermöglicht, die entnehmbare Maximaltemperatur zu ersehen .Erfindungsge- mäss wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass zusätzlich ein Messfühler zur Erfassung der Maximaltemperatur eingesetzt ist und beide Fühler jeweils auf Anzeigeeinrichtungen wirken. Mit besonderem Vorteil wenden die beiden Anzeigeeinrichtungen so angeordnet, dass sie optisch eine Einheit bilden, dass sie insbesondere eine gemeinsame Skala haben.
Anhand der Zeichnung, seien Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, und die Wirkungsweise erläutert.
Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Heisswasserüberlaufispeicher 1 mit seinem Zulauf 2 und seinem Auslauf 3 sowie der für die Steuerung des Heisswasserauslaufes Idienenden Mischbatterie 4. Eine Prellblende 5 verhindert ein zu starkes Durchmischen von Heiss- und Kaltwasser bei Heisswasserentnahme. Die Heizeinrichtung 6 wird aus dem Netz über die Klemmen 7 eingespeist und durch den Temperaturregler 8 eine und ausgeschaltet. Die Steuerung des Temperaturreglers 8 erfolgt mit Hilfe eines Messfühlers 9, der im gezeichneten Ausführungsbeispiel als Flüssigkeitsfühler ausgebildet ist und über ein Druckrohr 10 auf Iden Temperaturregler 8 arbeitet. Die Solltemperatur wird am Regler 8 mit Hilfe des Drehknopfes 11 eingestellt.
Der Drehknopf
11 ist der Anzeigeeinrichtung 12 für die Anzeige des Temperaturmittelwertes und der Anzeigeeinrichtung 13 zur Anzeige des Temperaturmaximalwertes zugeordnet.
Die Anzeigeeinrichtung 12 ist über eine Spannungsquelle 14 mit einer Kette von bemperaturabhängigen Halbleiterelementen 15 verbunden, idie im Ausführungsbeispiel in Serie geschaltet sind. Selbstverständlich lässt sich auch eine Parallelschaltung der Fühlerelemente verwenden. Zur Liniarisierung der Anzeige können zusätzlich Festwiderstände ieingesetzt werden. Ein weiteres Halbleiter-Fühlerelement 16 ist zusammen mit der Spannungsquelle 17 in den Strom kreis der Anzeigeeinrichtung 13 eingeschaltet. Bei einem Oberlaufspeicher wird der Fühler 16 zweckmässig nahe dem Auslauf 3 angeordnet.
Anstelle von Halbieiterfühlern 15 und 16 können selbstverständlich auch andere Fühlerelemente, z. B.
Widerstandsdrähte mit grossem Temperaturkoeffizienten, oder auch mechanisch wirkende Fühler, z. B.
Flüssigkeitsfühler oder Stäbe aus stark temperaturabhängigem Material, eingesetzt werden.
Die Fig. 2 zeigt eine Anzeigeeinrichtung, wie sie etwa auf der Vorderseite 20 eines Heisswasserspeichers angebracht werden kann. Die Antriebselemente für die Anzeigeeinrichtung, sind aus Gründen der Übersicht weggelassen. Auf einer Skala 21 wandert der Zeiger 22 zur Anzeige des Tlemperaturmittel- wertes und ein Flächenzeiger 23 zur Anzeige der Maximaltemperatur, der gegenüber der Skala 21 eine Schattenkante 24 bildet. Es sei angenommen, dass die Skala von links nach rechts in Grad Celsius geeicht ist Unterhalb der Skala 21 ist ein Drehknopf 25 zur Einstellung des Temperaturreglers so angeordnet, dass seine Markierung 26 etwa der Skalenmarkierung 21 zugeordnet ist.
Bei kalter Speicherfüllung liegen der Anzeiger 22 für Idie mittlere Temperatur und Idie Schattenkante 24 als Anzeige für die Maximaltemperatur am linken Ende der Skala 21. Die Skala 21 wird also von der Schattenfläche des Zeigers 23 abgedeckt. Schaltet man nun die Heizung des Speichers ein, so wandert mit der steigenden Wassertemperatur die Schattenkante 24 nach rechts, dicht gefolgt vom Zeiger 22, denn beim Aufheizen ist die Temperaturverteilung im Speicher infolge starker Turbulenz im wesentlichen gleichmässig. Mit zunehmender Temperatur des Wassers im Speicher vergrössert sich der sichtbare Skalenteil.
Ist die mit dem Drehknopf 25 vorgewählte Temperatur erreicht, so bleiben die Schattenkante 24 und der Zeiger 22 auf der Einstellung der Markierung 26 stehen, wobei sie sich decken und damit anzeigen, dass der Speicher voll, d. h. ganz auf die eingestellte Temperatur aufgeheizt ist.
Lässt man jetzt bei abgestellter Heizung warmes Wasser aus dem Speicher ablaufen, so wandert der Zeiger 22, der den Mittelwert der Wassertemperatur angibt, unter zudem Einfluss des einströmenden kalten Frischwassers, also unter dem Einfluss der Abkühlung eines Teiles der Fühler 15, nach links, während der Zeiger 23 mit seiner Schattenkante 24 vorläufig stehenbleibt. In der aus Fig. 2 ersichtlichen Stellung des Zeigers 22 erkennt man, dass nahezu die Hälfte des Warmwassers durch nachlaufendes Frischwasser zugesetzt ist. Lässt man weiterhin bei abgeschalteter Heizung Heisswasser ablaufen, so lerreicht schliesslich der Zeiger 22 das erste Drittel der Skala 21.
Von jetzt ab wird auch der Zeiger 23 mit der Schattenkante 24 entsprechend der absinkenden Maximaltemperatur verhältnismässig schnell nach links wandern.
Würde man den Auslaufvorgang etwa bei Ider in Fig. 2 gezeichneten Stellung unterbrechen und den Speicherinhalt durch Umrühren gut durchmischen, so würde wegen des konstant bleibenden Wärmeinhaltes der Zeiger 22 unverändert stehenbleiben, während die Schattenkante 24 bis in Höhe des Zeigers 22 nach links wandern würde.
Deckt sich der Zeiger 22 mit der Schattenkante 24, so heisst dies, dass eine gleichmässige Temperaturverteilung im Speicher vorhanden ist. Je grösser der Abstand zwischen dem Zeiger 22 und der Schattenkante 24 ist, desto kleiner ist die mit angezeigter Temperatur entnehmbare Wassermenge.
Einen optischen besonders guten Eindruck und damit auch eine deutliche Anzeige erhält man, wenn man die Skala 21 beleuchtet, so dass mit dem Zeiger 23 eine optisch sehr deutliche Anzeige erfolgt.
Anstelle der beschriebenen Anzeigeeinrichtungen können selbstverständlich auch Anzeiger unter Verwendung von Amplitudenröhren oder ähnliche Elemente Verwendung finden. Anstelle einer runden Skala können auch langgestreckte Skalen und Anzeigetrommeln eingesetzt werden.
Die Anzeigeeinrichtung lässt sich vorteilhaft auch mit dem Temperaturregler kombinieren. So kann die Bewegung der Zeiger zusätzlich auch zur Kontaktgabe für den Temperaturregler Verwendung finden.
Die Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung einen Zeiger 22 und einen Zeiger 23, die mit Kontakten 27 und 28 ausgestattet sind. Mit einem nicht gezeichneten Drehknopf 25 ist über ein nicht gezeichnetes Federglied die Segmentscheibe 29 verbunden, die mit Kontakten 30 und 31 ausgerüstet ist.
Wird der Drehknopf 25 auf die vorgewählte Temperatur eingestellt, so schliessen sich die Kontakte 28, 31 und schalten damit den Heizkreis ein. Unter der Kraft der nicht gezeichneten Feder wird das Segment 29 so lange nachgedreht, bis die eingestellte Solltemperatur erreicht ist und die Kontakte 28, 31 öffnen. Nach dem Aufheizvorgang stehen die Zeiger 22, 23 in Deckung. Wird nun Heisswasser entnommen, so wandert zunächst der Zeiger 22 nach links, wodurch nach einer freien Wegstrecke die Kontakte 27, 30 geschlossen und damit die Heizung wieder eingeschaltet wird.
Der Antrieb der Zeiger 22, 23 kann sowohl mechanisch unmittelbar durch die Fühler erfolgen, er kann aber auch indirekt mechanisch unter Verwendung beheizter Bimetallstreifen erfogen. Schliesslich ist es selbstverständlich auch möglich, Drehspulinstrumente oder dergleichen zur Betätigung der Zeiger 22, 23 einzusetzen, also mit Strom oder Spannungsmessungen zu arbeiten..
Device for displaying the temperature and the heat content of hot water tanks
The invention relates to a device for displaying the temperature and the heat content of hot water tanks, in particular Elektrospei horn, using a sensor that detects the mean value of the water temperature.
It is known that warning water containers, e.g. B. overflow electrical storage, not only to equip with temperature controls through which the set target temperature is maintained, but also provide display devices through which the water temperature in the memory is displayed. Depending on the arrangement of the sensors for this display device, incorrect displays may arise. If the cold water inlet is in the lower part of the storage tank and if the sensor is at the top, i.e. near the outlet, then practically more than half of the storage tank can be filled with cold water without the indicator reacting to this hot water withdrawal. If, on the other hand, the sensor is located lower down, the opposite occurs.
To avoid such false indications, it has already been proposed to use a sensor which extends over the entire height of the storage tank and is thus able to record the mean value of the water temperature and display it. Such a display is also unsatisfactory in many cases because this display does not take into account the fact that an average temperature distribution in the store can also be composed of a layered temperature distribution.
The invention is based on the object of creating a temperature display device which not only allows a good overview of the mean water temperature, i.e. the heat content in the storage tank, but also enables the maximum temperature to be seen. According to the invention, this is the object of the invention solved that a measuring sensor is also used to record the maximum temperature and both sensors act on display devices. It is particularly advantageous if the two display devices are arranged in such a way that they optically form a unit, in particular that they have a common scale.
With reference to the drawing, embodiments of the invention will be described and the mode of operation explained.
Fig. 1 shows a schematic representation of a hot water overflow storage tank 1 with its inlet 2 and its outlet 3 as well as the mixer 4 serving to control the hot water outlet. A baffle panel 5 prevents excessive mixing of hot and cold water when hot water is withdrawn. The heating device 6 is fed from the network via the terminals 7 and switched on and off by the temperature controller 8. The control of the temperature regulator 8 takes place with the aid of a measuring sensor 9, which in the illustrated embodiment is designed as a liquid sensor and operates on the temperature regulator 8 via a pressure pipe 10. The setpoint temperature is set on the controller 8 using the rotary knob 11.
The rotary knob
11 is assigned to the display device 12 for displaying the average temperature value and the display device 13 for displaying the maximum temperature value.
The display device 12 is connected via a voltage source 14 to a chain of temperature-dependent semiconductor elements 15, which in the exemplary embodiment are connected in series. A parallel connection of the sensor elements can of course also be used. Fixed resistors can also be used to line up the display. Another semiconductor sensor element 16 is switched on together with the voltage source 17 in the circuit of the display device 13. In the case of an overflow storage tank, the sensor 16 is expediently arranged near the outlet 3.
Instead of semi-conductor sensors 15 and 16, other sensor elements such. B.
Resistance wires with high temperature coefficients or mechanically acting sensors, e.g. B.
Liquid sensors or rods made of highly temperature-dependent material can be used.
Fig. 2 shows a display device such as can be attached to the front 20 of a hot water storage tank. The drive elements for the display device are omitted for reasons of clarity. The pointer 22 moves on a scale 21 to display the mean temperature value and an area pointer 23 to display the maximum temperature, which forms a shadow edge 24 opposite the scale 21. It is assumed that the scale is calibrated from left to right in degrees Celsius. Below the scale 21, a rotary knob 25 for setting the temperature regulator is arranged in such a way that its marking 26 is assigned approximately to the scale marking 21.
When the storage tank is cold, the indicator 22 for I the mean temperature and I the shadow edge 24 as an indicator for the maximum temperature are at the left end of the scale 21. The scale 21 is therefore covered by the shadow area of the pointer 23. If the heating of the store is now switched on, the shadow edge 24 moves to the right as the water temperature rises, closely followed by the pointer 22, because when it is heated, the temperature distribution in the store is essentially even due to the strong turbulence. As the temperature of the water in the storage tank increases, the visible scale division increases.
If the temperature preselected with the rotary knob 25 is reached, the shadow edge 24 and the pointer 22 remain on the setting of the marking 26, whereby they coincide and thus indicate that the memory is full, i.e. H. is completely heated to the set temperature.
If warm water is now drained from the storage tank with the heating switched off, the pointer 22, which indicates the mean value of the water temperature, also moves to the left under the influence of the inflowing cold fresh water, i.e. under the influence of the cooling of part of the sensors 15, during the pointer 23 with its shadow edge 24 temporarily stops. In the position of the pointer 22 shown in FIG. 2, it can be seen that almost half of the hot water is clogged by fresh water that continues to flow. If hot water is allowed to continue to run off with the heating switched off, the pointer 22 finally reaches the first third of the scale 21.
From now on, the pointer 23 with the shadow edge 24 will also move relatively quickly to the left in accordance with the falling maximum temperature.
If the draining process were to be interrupted at about the position shown in FIG. 2 and the contents of the memory were to be mixed thoroughly by stirring, the pointer 22 would remain unchanged because of the constant heat content, while the shadow edge 24 would move to the level of the pointer 22 to the left.
If the pointer 22 coincides with the shadow edge 24, this means that there is a uniform temperature distribution in the memory. The greater the distance between the pointer 22 and the shadow edge 24, the smaller the amount of water that can be removed at the temperature indicated.
A particularly good visual impression and thus also a clear display is obtained when the scale 21 is illuminated so that the pointer 23 provides a very clear display.
Instead of the display devices described, displays using amplitude tubes or similar elements can of course also be used. Instead of a round scale, elongated scales and display drums can also be used.
The display device can advantageously also be combined with the temperature controller. The movement of the pointer can also be used to make contact for the temperature controller.
FIG. 3 shows a schematic illustration of a pointer 22 and a pointer 23, which are equipped with contacts 27 and 28. The segment disk 29, which is equipped with contacts 30 and 31, is connected to a rotary knob 25 (not shown) via a spring member (not shown).
If the rotary knob 25 is set to the preselected temperature, the contacts 28, 31 close and thus switch on the heating circuit. Under the force of the spring, not shown, the segment 29 is rotated until the set target temperature is reached and the contacts 28, 31 open. After the heating process, the pointers 22, 23 are in line. If hot water is now withdrawn, the pointer 22 initially moves to the left, whereby the contacts 27, 30 are closed after a free path and the heating is switched on again.
The pointers 22, 23 can be driven mechanically directly by the sensor, but it can also be done indirectly mechanically using heated bimetal strips. Finally, it is of course also possible to use moving-coil instruments or the like to operate the pointers 22, 23, i.e. to work with current or voltage measurements.